Технология GPRS применяет новый метод эффективной передачи пакетных данных по радиосетям. Задача GPRS состоит в том, чтобы принять пакет данных пользователя в одном пункте доступа (узел GGSN) и доставить его в другой пункт доступа (мобильная станция GPRS).
Для поддержки функций GPRS специфицировано 9 новых интерфейсов. Эталонная модель GPRS, показывает основные сетевые элементы GSM и GPRS, а также интерфейсы между ними.Чтобы подготовить существующие сети GSM для GPRS, определены шесть новых элементов: мобильная станция GPRS, блок управления пакетами PCU, блок кодека каналов CCU, обслуживающий SGSN и шлюзовый GGSN узлы поддержки GPRS.
GPRS дестелік деректемелерін тарату қызметі, іс жүзіндегі GSМ желісінің үстіне ендірілетіндіктен іс үзіндегі желілік инфрақұрылымның түбегейлі модернизациясы қажет емес. Жаңа функционалдық мүмкіндіктер мен сыртқы желілермен түйіндесу принципінің өзгертуіне келетін болсақ, олар өз мәнісінде іс жүзіндегі желісінің кеңейтілуі болып табылады.
GPRS қызметтері тарату қызметтеріне және телеқызметтерге бөлінеді. GPRS — те тарату қызметтері арасында (1-суретіндегі 2,4 және 7 нүктелері) деректемелерді тарату мүмкіндігін қамтамасыз етеді.
Абоненттер 1-суретінде көрсетілген әр түрлі қатынау нүктелерінде әр түрлі телекоммуникациялық қызметтерді ала алады.
Сурет 1. GPRS желісіне қатынау нүктелері
GPRS толық коммуникациялық мүмкіндіктерді қамтамасыз ету үшін телеқызметтерді қолдайды. Оның құрамына «пайдаланушы-пайдаланушы» хаттамаларын қолданылатын желі абоненттері арасында байланысқа қажетті терминалдық жабдықтар функциясы бар:
1,3,5 және 6 («пайдаланушы-терминал» интерфейсі) нүктелерінде телеқызметтер қатынаулы;
2 қатынау нүктесінде (R нүктесінде) ISDN стандартына кірмейтін тарату қызметтері ұсынылуы мүмкін;
4 қатынау нүктесінде (S нүктесінде) ISDN-мен сыйысымды тарату қызметтеріне қатынау ұсынылуы мүмкін;
7 қатынау нүктесінде деректемелерді таратудың сыртқы желілерінің тарату қызметтеріне қатынау қамтамасыз етілуі мүмкін;
8 қатынау нүктесінде таратудың сыртқы желілерінің тарату қызметтерін және оларға тікелей қатынауын қамтамасыз етеді.
Алты жаңа элементтер анықталған: GPRS мобильдік стансасы, PCU пакеттерімен басқару блогы, CCU арналарының кодек блогы, қызмет көрсетуші SGSN және шлюздік GGSN, GPRS қолдауының түйіндері.
PCU пакеттерімен басқару блогы BSS ішкі жүйесінің модернизациясы болып табылады және талап бойынша сыйымдылықты ұсыну функциясына жауап береді. PCU — пакеттер коммутациясы режимінде және арналар коммутациясы режимінде пайдалану үшін қандай радио ресурстар динамикалық түрде тағайындалатынын шешеді. Базалық стансаның BSC контроллері бұл кезде арналар коммутациясы режимінде пайдалануға тағайындалған радио ресурстармен басқарады, ал PCU радио ресурстармен GPRS трафигі үшін басқарады. PCU функцияларына арналарға қолжетімділікпен басқару, оларды байланыстыру, сондай-ақ сегментация мен пакеттерді қалпына келтіру жатады. PCU блогы SGSN қасында, BSC қасында немесе ішінде, немесе BTS орнату орнында орналасуы мүмкін [1, 25 б.].
CCU арналар кодегінің блогы BSS ішкі жүйесінің модернизациясы болып табылады және кодтаудың жаңа схемаларын, қуатпен басқаруды және синхронизацияны упреждения процедурасын іске асырады. Алғашқыда көптеген операторлар CS-1 және CS-2 кодектерін енгізеді, өйткені бұл кезде BTS бағдарламалық қамтамасыздандырудың модернизациясы ғана талап етіледі, ал CS-3 және CS-4 кодектері BTS-тың өз модификациясын талап етеді.
Қызмет көрсетуші SGSN түйіні жаңа желілік элемент болып табылады. Ол MSC/VLR орналасқан иерархиялық деңгейде орналасады және BSS ішкі жүйесімен, көрші SGSN және GGSN шлюздік түйінің интерфейстеріне ие. Желіге қолжетімділікті басқару процесі кезінде SGSN түйіні аутентификация мен қолжетімділікті санкционирлеу процедураларына қатысады. Мобильділікпен басқару MSC/VLR сияқты принциптердің негіздерінде іске асырылады. SGSN — BSS ішкі жүйесінің кірістік трафигінің коммутациясына жауап береді және PDN сыртқы желілермен байланысты орнататын желілік элементтерге қоңыраулар үшін жауап береді. Осылайша, SGSN түйіні пакеттер маршрутизаторының да міндеттерін орындайды.
GGSN шлюздік түйіні PDN сыртқы желілері GSM желісінің пакеттер коммутациясының ішкі жүйелері арасында өзара әсерлесуге қызмет ететін жаңа желілік элемент болып табылады. Ол GSM желісіндегі коммутацияның шлюздік орталығы GMSC орналасқан иерархиялық деңгейде орналасқан. GGSN түйіні деректердің кірістік пакеттерінің маршрутизациясына жауап береді. Деректердің кірістік пакеттері түскен кезде ол берілген уақытта абонентке қызмет көрсететін SGSN түйінді анықтау үшін орналасудың HLR регистріне сұраныс жібереді [2, 18 б.].
HLR функцияларын кеңейтуге GPRS қызметімен байланысты жаңа абоненттік деректерді сақтау үшін талап етіледі. HLR кеңеюі әдетте бағдарламалық қамтамасыздандырылудың жаңа нұсқасы болып табылады. GSM-дегідей сияқты HLR регистрі тіркеу, аутентификация, авторизация, шифрлеу мен мобильділікпен басқару сияқты процедураларға қатысады.
GPRS мобильдік стансалары үш түрлі болады:
А класының терминалдары дәстүрлік GSM қызметтеріне және GPRS қызметтеріне бірдей уақытта қолжетімділікті қамтамасыз етеді. Мұндай терминалдар GSM және GPRS үшін сигнализация мен басқаруды бірдей уақытта орындайды.
В класының терминалдары сигнализацияны GSM мен GPRS өңдей алады, бірақ уақыттың әр сәтінде трафик тек GSM немесе GPRS беріле алады. Егер абонент арналар коммутациясы бар қоңырауды Интернет желісінен ақпаратты жүктеу уақытысында қабылдаса, онда GPRS деректерінің жіберілуі үзіледі. Дауыстық шақырылу аяқталған кезде деректердің жүктелуі жалғасады, себебі мобильдік терминал мен GPRS желісі арасындағы логикалық байланыс сақталады.
С класының терминалдары тек GSM немесе GPRS қоңырауын ғана өңдей алады. Егер мобильдік станса GSM қоңырауына ғана қызмет көрсетсе, онда ол GPRS трафигі үшін қолжетімді емес және керісінше.
Берілген уақытта нарықта саны бойынша В классының терминалы көшбасшы болып саналуда. В классының терминалдары GPRS қолдаумен деректерді тарату мен Интернетке қолжетімділік үшін модем ретінде пайдалануға болады (RS-232 порты немесе инфрақызыл порты арқылы компьютерге телефонды іске қосу кезінде).
GPRS интерфейстері
GPRS функцияларын қолдау үшін 9 жаңа интерфейстер арналған. 2-суретте көрсетілген GPRS эталондық моделі GSM және GPRS жаңа желілік элементтерін, сондай-ақ олардың арасындағы интерфейстерді көрсетеді.
Gi интерфейсі PDN сыртқы желілері және GSM/GPRS желілері арасындағы эталондық нүкте болып табылады. GPRS және PDN операторлары өз желілерін жалғау үшін пайдаланатын 1 мен 2 деңгейлерінде таратудың технологиясын келісу қажет. GPRS жұмыс істейтін стандарттарымен Х.25 және IPv4 хаттамалары бойынша өзара әсерлесу жасалынған.
Gn интерфейсы GGSN сыртқы желісінен SGSN-ге деректер пакетін жіберу үшін қызмет етеді. Пайдаланушының деректері мөлдір түрде сыртқы желі PDN мен мобильдік байланыстың стансасы GPRS арасында таратылады. Ол үшін Gn интерфейсінде пакеттерді қалыптастыру мен туннельдеу ретінде белгілі арнайы әдістерді қолданады.
Сь интерфейсы SGSN-ны BSS-пен (PCU) жалғау үшін және GPRS мобильдік стансасымен логикалық байланысты басқару үшін қызмет етеді. PCU блогы қызмет көрсету сапасын көрсететін нұсқаулықтарды қабылдайды. Бұл нұсқаулықтар радио интерфейс арқылы тарату кезінде пайдаланушының деректер пакетіне ұсынылуы керек [2, 33 б.].
Gp және Gj интерфейстері опционалды болып табылады және әр түрлі желілердің SGSN арасында және SGSN мен SMS (SMS-GMSC/SMS-IWMSC) шлюзі арасында сәйкесінше пайдаланылады.
Пайдаланушының деректерін және сигнализацияны тарату үшін пайдаланылатын жоғарыда аталған интерфейстерге қосымша төрт таза сигналды интерфейстер анықталған.
SGSN түйіні мен HLR регистрі арасындағы Gr интерфейс — төрт интерфейс ішіндегі міндетті интерфейс. Егер абонент SGSN қызмет көрсететін аймақта болса, онда SGSN абонент туралы ақпаратты Gr интерфейсы арқылы HLR-ден сұрауы мүмкін.
GGSN түйіні мен HLR регистрі арасындағы Gc интерфейсы GGSN-ге абоненттің орналасуы туралы деректердің бірінші пакеті түскен кезде сұрау үшін қызмет етеді. Gc интерфейсі жоқ болған кезде сұраныс SGSN-ге Gn интерфейсы арқылы жіберілуі мүмкін. Gn интерфейсы HLR-ге сұранысты Gr интерфейсы арқылы қайта жібереді. Содан кейін HLR маршрутизация ақпаратын SGSN-ге жеткізеді, ол оны GGSN-ге өткізеді.
SGSN түйіні мен EIR арасындағы Gf интерфейсы — міндетті емес, себебі EIR регистрі GSM кез-келген желілерінде опционалды элемент болып табылады.
Сурет2. GPRS эталондық моделі [6]
Gs интерфейсы MSC/VLR және SGSN байланыстырады да, жалпы процедуралар үшін пайдаланылуы мүмкін, мысалы, орналасу орнының жаңалануы. Егер Gs интерфейсы жоқ болса, онда жаңалану процедуралары радио интерфейс арқылы орындалады. Gs интерфейсын пайдалану радио интерфейстің ресурстарын сақтайды.
Әдебиет:
- Закиров З. Г., Надеев А. Ф. Сотовая связь стандарта GSM. — М: Эко-Трендз, 2004.
- Закиров З. Г., Надеев А. Ф., Фазуллин Р. Р. Сотовая связь стандарта GSM. — М.: Эко-Трендз,2004. — 264 с.
- Коньшин С. В. Системы подвижной радиосвязи. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 38.04- Радиосвязь, радиовещание и телевидение. — Алматы: АИЭС, 2001.
