Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Архитектура сети GSM / GPRS

В GPRS вся предназначенная для посылки информация разби­вается на отдельные пакеты и посылается в сеть, при этом на приемной стороне из полученных пакетов реконструируется ис­ходное сообщение, а в случае обнаружения ошибок неверно при­нятые пакеты могут быть переданы еще раз.

Архитектурное построение сети GPRS представлено на рис. 15.1, из которого видно, что введение технологии пакетной передачи дополняет традиционную сеть GSM новыми элементами, среди которых главными являются обслуживающий узел — ОУ (SGSN — Serving GPRS Support Node) и шлюз GPRS (GGSN — Gateway GPRS Support Node).

Обслуживающий узел выполняет роль, аналогичную роли ЩКПС в традиционной GSM, и на него возложены следующие основные функции:

• сопряжение протоколов, используемых в пакетных сетях, с протоколами, по которым организуется передача информации между БС и МС;

 • аутентификация абонента и шифрование сообщений;

• сжатие данных;

•маршрутизация (совместно с GPRS-шлюзом) пакетов дан­ных;

• организация взаимодействия между ДР и ЦКПС/ГР;

•накопление (совместно с GPRS-шлюзом) статистической ин­формации о соединениях.

В функции шлюза GPRS входят следующие операции: г • сопряжение с внешними пакетными сетями;

 • маршрутизация пакетов данных, поступающих в сеть GPRS \ pt внешних пакетных сетей, и пакетов данных от МС во внешние пакетные сети;

 • накопление статистической информации о соединениях;

• распределение динамических и статических адресов.

При сетевом подходе к организации обмена информацией структура GPRS является подсетью внешних пакетных данных, где GPRS-шлюз выполняет роль маршрутизатора со стороны подси­стемы базовых станций. При этом абоненты или мобильные тер­миналы выступают как пользователи внешней сети передачи дан­ных, в которой абоненту присваивается постоянный (статиче­ский) или временный (динамический) адрес, обеспечивающий прохождение информационных пакетов. Когда GPRS-шлюз по­лучает данные, адресованные конкретному абоненту в мобиль­ной сети, он проверяет, является ли адрес активным, т.е. нахо­дится ли абонент в активном состоянии. Если это так, то данные из шлюза пересылаются в ОУ, в противном случае они задержи­ваются.

Принципиальное отличие передачи данных в сетях с комму­тацией пакетов от передачи данных в сетях с коммутацией кана­лов заключается в том, что необходимые канальные ресурсы в первом случае выделяются лишь на время передачи соответству­ющих пакетов информации. Такой подход позволяет, с одной стороны, один физический канал использовать для передачи па­кетов от разных абонентов, а с другой — для одного абонента выделить разные каналы, передача по которым осуществляется Независимо.

При одновременном использовании одних и тех же канальных Ресурсов несколькими абонентами возможно возникновение очереди, вызывающей задержку в связи. Допустимая временная за­держка — одна из характеристик, определяющих качество обслуживания абонентов. На этом фоне спецификация GPRS предусматривает предоставление услуг абонентам с различным каче­ством, в зависимости от оплаты. Качество предоставляемых услуг определяемое параметром QoS (Quality of Service), отражает сле­дующие характеристики:

• приоритет абонента;

• надежность передачи информации;

• допустимую задержку сообщения;

• среднюю и максимальную скорости передачи данных. Наряду с ОУ и шлюзом GPRS в структуру пакетной подсети входят пограничный шлюз (BG — Border Gatenay), обеспечива­ющий прямое соединение между различными операторами сетей GPRS, а также шлюз тарификации (CGF — Charging Gateway Functionality) и шлюз перехвата.

Для доставки абонентам пакетной сети информации использу­ется адресация пакетов, подобная той, что используется в ло­кальных и глобальных сетях. Несмотря на то что при использова­нии протоколов передачи данных естественной выглядит число­вая адресация абонентов, все же с точки зрения пользователей и разработчиков более удобной является символьная адресация. Поэтому в состав GPRS входит сервер доменных имен (DNS — Domain Name Server), преобразующий числовые адреса в сим­вольные (например, числовой адрес 195.209.231.196 — в символь­ный адрес spbstu.ru).

На рис. 15.2 приведен пример получения управляющим узлом подсети GPRS адреса узла глобальной сети с символьным именем spbstu.ru:

1 — узел поддержки шлюза GPRS посылает запрос в местный DNS-сервер о числовом адресе, соответствующем символьному имени spbstu.ru;

2 — местный DNS-сервер не находит ответа, поскольку в его базе данных содержится информация только об устройствах и

льзователях своей подсети, поэтому он переадресует запрос в корневой DNS-сервер;

3 — корневой DNS-сервер передает список адресов DNS-cepверов, оканчивающихся на .ru;

4 — местный DNS-сервер направляет запрос в .ru DNS-сервер

5 — с одного из DNS-серверов приходит адрес spbstu.ru;  

6 — получив адрес, местный DNS-сервер пересылает его до­полнительно в управляющий узел, где информация сохраняется в течение определенного времени для отправления по этому адресу пакетов.

По сравнению с традиционной GSM сеть GPRS подобно всем сетям с пакетной коммутацией более уязвима. Для предотвраще­ния (или хотя бы снижения) внешних воздействий злоумышлен­ников в ее состав включается набор программно-аппаратных средств межсетевой защиты, называемый брандмауэр (FW — FireWall).

При создании подсети GPRS усложняются функции базовых станций и их контроллеров. Так, в БС встраивается дополнитель­ный блок управления пакетами (PCU — Packet Control Unit), a КБС дополняется блоком канального кодирования (CCU — Channel Codec Unit), после чего назначаются следующие дополнительные функции:

• предоставление абонентам пакетной сети физических кана­лов в соответствии с закрепленным за ними качеством обслужи­вания QoS;

• обеспечение фрагментации и формирования кадров для их

рредачи по радиоканалу;

 • отслеживание качества обслуживания QoS абонентов при пе­редаче информации по радиоканалу.

 Для успешного обслуживания абонентов сети GPRS в МС долж­но быть установлено (или активизировано) дополнительное про­граммное обеспечение, а в ряде случаев к МС может быть присо­единено и внешнее оборудование. Спецификации GPRS преду­сматривают возможность использования для обеспечения поддер­жки услуг GPRS мобильных станций трех классов:

• МС класса А, способных одновременно и независимо под­держивать как традиционные GSM-услуги, так и специализиро­ванные услуги GPRS;

Е • МС класса В, способных поддерживать как традиционные GSM-yaiyiit. так и специализированные услуги GPRS, но не од­новременно;

• МС класса С, способных поддерживать только услуги GPRS.

 Из изложенного ясно, что для оказания услуг GPRS необходи­ма реализация ряда дополнительных интерфейсов, отсутствующих ⁸ традиционной сети.

Интерфейсы сети GPRS

Технология построения сети GPRS предполагает добавление в традиционную сеть GSM ряда новых интерфейсов, названия ко­торых обычно начинаются с префикса G. На рис. 15.3 представле­ны логические связи и участки взаимодействия различных интер­фейсов.

Для организации в сети GPRS передачи пакетной информа­ции используются следующие интерфейсы:

• Um (между МС и стационарной частью сети GPRS), служа­щий для обеспечения доступа МС в сеть GPRS. Фактически дан­ный интерфейс аналогичен радиоинтерфейсу в традиционной GSM, обеспечивающему доступ МС к БС;

• Gb (между ОУ и БС), на основе которого осуществляется передача трафика GPRS, а также сигнальной информации радио­канала между соответствующими частями GSM и GPRS;

• Gn, позволяющий осуществлять взаимодействие между не­сколькими ОУ в пределах одной сети GSM;

• Gp, позволяющий осуществлять взаимодействие между не­сколькими ОУ в различных сетях GSM;

• Ga (между ОУ и шлюзом тарификации), обеспечивающий пе­редачу данных о соединении внутри одной сети;

• Gs (между ОУ и ЦКПС), посредством которого сеть GPRS посылает запросы в сеть GSM и получает ответы. Использование этого интерфейса существенно повышает эффективность исполь­зования ресурсов сети;

 

• Gd (между ОУ и шлюзом GSM), предназначенный в первую очередь для увеличения эффективности передачи коротких сооб­щений;

Г • Gf (между ОУ и РИО), по которому в сеть GPRS передается информация об используемом оборудовании, в том числе содер­жимое белого, черного и серого списков;

• Gr (между ОУ и ДР), позволяющий сети GPRS определять
местоположение МС. Кроме того, такой интерфейс может быть
использован в случае необходимости для передачи данных в МС,
находящуюся в неактивном состоянии.

Кроме рассмотренных в сети GPRS существует еще два интер­фейса, существенно отличающихся от других:

• Gi (между ОУ и какой-либо внешней сетью), по которому организуется сопряжение сети GPRS с внешней сетью передачи данных. Следует заметить, что такой интерфейс не является жест­ко стандартизованным;

• R (между терминальным оборудованием и оконечными стан­циями — телефонами), с помощью которого можно, например, передавать данные с карманного компьютера через мобильный телефон (на рисунке не показан). Физической реализацией интер­фейса R являются рекомендации ITU-T V.24/V.28.