Общая служба пакетной передачи данных по радиоканалу (General Packet Radio Services – GPRS) представляет собой новую систему пакетной передачи данных для систем GSM, предоставляющая операторам замечательную возможность успешно внедриться на капризный массовый рынок услуг беспроводной передачи данных. Еще важнее то, что от оператора сети стандарта GSM не потребуется значительных усилий по модернизации инфраструктуры основной сети для обеспечения поддержки услуг GPRS. Реализация GPRS на базе существующей платформы GSM не только добавит радиопередачу данных к существующему набору услуг оператора, но и подготовит его сеть к внедрению в недалеком будущем систем стандарта W-CDMA (широкополосная CDMA) в диапазоне 2 ГГц.

Всегда подключен, всегда в сети

Что определяет успех на рынке радиодоступа к сети Интернет? В настоящее время мобильная передача данных пока не получила широкого распространения. Тем не менее, на определенных рынках среди разных сегментов пользователей начинает наблюдаться быстрый рост. В основном этот рост определяет рынок корпоративных пользователей, которые начинают пользоваться услугами мобильной передачи данных так же, как они привыкли пользоваться передачей данных в сетях фиксированной связи. Можно перечислить следующие основные предпосылки роста популярности мобильной передачи данных:

- необходимость обеспечения гибкости моделей деятельности компаний;
- необходимость получения доступа к обмену данными во время поездок
- достигаемая значительная экономия времени

Кроме того, в ряд основных выходит фактор использования сетей Интернет/интранет для работы разных приложений, связанных с передачей данных – работа с этими сетями позволяет использовать большое количество стандартного программного обеспечения. Использование электронной почты уже давно стало правилом в компаниях, а последнее время наблюдается устойчивый рост числа индивидуальных пользователей электронной почтой.

Помимо этого, нельзя не учитывать гигантский потенциал специализированных "вертикальных" приложений, таких как электронная коммерция, диспетчерские службы и отслеживание перемещения грузов при автоперевозках.

Система GPRS обеспечит пакетную коммутацию на всем протяжении канала связи от мобильного терминала абонента и выше, существенно оптимизируя услуги передачи данных в сетях стандарта GSM, особенно с учетом прерывистого характера трафика в сетях Интернет/интранет. Соединение будет устанавливаться практически мгновенно, а пользователи будут платить за фактические объемы переданных данных, а не за время соединения.

GPRS использует сетевые ресурсы и занимает участок частотного диапазона только в моменты фактической передачи данных, что обеспечивает чрезвычайно эффективное использование доступной полосы частот и позволяет делить один радиоканал между несколькими пользователями.

Система GPRS поддерживает все самые распространенные протоколы передачи данных в сети, в частности, Интернет-протокол IP, что позволит абонентам сети подключаться к любому источнику информации в мире с помощью мобильного терминала GPRS.

GPRS обеспечит бесшовное соединение, например, через интерфейсы TCP/IP или X.25 с существующими системами передачи данных, что позволит обеспечить поддержку самых разнообразных приложений: от низкоскоростной системы обмена сообщениями до работы с высокоскоростной корпоративной ЛВС.

Итак, какие же изменения должны произойти в основной сети для обеспечения перехода к GPRS?

Модернизация основной сети GSM

В сравнении с развертыванием новой телекоммуникационной системы, создание инфраструктуры GPRS выглядит достаточно несложной и недорогой процедурой. Кроме того, добавление системы пакетной передачи к уже существующей сети стандарта GSM подготовит эту сеть к появлению систем третьего поколения стандарта W-CDMA.

Система GPRS для своего развертывания потребует от сети GSM новых функциональных возможностей и новых типов коммутации с внешними сетями передачи данных; тем не менее, как видно из рисунка 2, GPRS в большей мере является расширением существующей сети GSM.

Система GPRS будет реализована путем простого добавления новых узлов пакетной обработки данных и модернизации существующих узлов для обеспечения маршрутизации пакетов данных от мобильного терминала до шлюзового узла. Шлюзовой узел обеспечит взаимоприсоединение с внешней сетью пакетной передачи данных для реализации доступа к сетям Интернет/интранет и, например, к базам данных.

GPRS позволит реализовать услугу многоточечной передачи (мультивещания) в соответствии с требованиями, изложенными в документах по стандартизации Фазы 2 ETSI, что в настоящий момент не представляется возможным осуществить на базе существующей системы передачи данных в сетях GSM по коммутируемому каналу. Многоточечную передачу можно будет осуществить между провайдером телекоммуникационных услуг фиксированной сети и группой мобильных абонентов с терминалами GPRS.

Новые узлы для пакетной передачи данных

Для работы приложений GPRS в сети стандарта GSM потребуется установить три новых типа логических узлов:

- Узел обеспечения GPRS (Serving GPRS Support Node – SGSN)
- Узел поддержки шлюза GPRS (Gateway GPRS Support Node – GGSN)
- Центр обеспечения мультивещания (Point-to-Multipoint Service Center – PTM-SC)

Узел SGSN обеспечит маршрутизацию пакетов, включая управление мобильной связью, аутентификацию и шифрование в обоих направлениях для всех абонентов GPRS, находящихся в пределах зоны обслуживания системы. Абонент GPRS в зависимости от своего местоположения может обслуживаться любым узлом SGSN сети. Трафик передается от узла SGSN на контроллер базовых станций BSC, а в направлении к мобильному терминалу – через базовую приемопередающую станцию BTS.

Узел GGSN обеспечит шлюз во внешние сети ISP, одновременно неся функции обеспечения безопасности, обработки счетов абонентов и динамического выделения IP-адресов. С точки зрения внешней сети узел GGSN будет представлять собой хост, которому принадлежат все IP-адреса, выделенные абонентам сети GPRS.

Узел PTM-SC обрабатывает трафик мультивещания между магистралью GPRS и домашним регистром HLR. Узлы присоединяются по магистральной сети IP. Функции логических узлов SGSN и GGSN могут быть объединены в одном общем физическом узле, а могут быть разведены по разным точкам, вплоть до размещения в разных сетях мобильной связи.

Модернизация существующих узлов GSM

Клиентам компании Эрикссон не придется, или почти не придется модернизировать узлы существующих сетей стандарта GSM; те же самые каналы передачи будут использоваться при передачах между BTS и BSC как для GSM, так и для GPRS.

Обеспечивается специальный интерфейс между коммутатором мобильной связи/визитным регистром местонахождения и SGSN для управления сигнализацией мобильных терминалов, поддерживающих как пакетную передачу данных, так и передачу данных по коммутируемому каналу.

Домашний регистр местонахождения HLR включает в себя данные об абонентах GPRS и информацию о маршрутизации; доступ к HLR возможен из узла SGSN. HLR также осуществит привязку каждого абонента к одному или нескольким узлам GGSN.

Контроллер базовых станций BSC должен будет обладать новыми функциональными возможностями управления каналами пакетной передачи данных, должен будет включать в себя новое аппаратное обеспечение в виде Блока управления пакетной передачей (Packet Control Unit – PCU) и новое программное обеспечение для управления мобильными абонентами GPRS и определением их местонахождения. Контроллер BSC также должен иметь новый интерфейс трафика и сигнализации с SGSN.

Базовым станциям BTS необходимы новые протоколы, поддерживающие пакетную передачу данных по радиоканалу и новый функциональные возможности распределения слотовых и канальных ресурсов. Использование сетевых ресурсов будет оптимизировано благодаря динамическому распределению ресурсов между двумя типами трафика, обрабатываемого контроллером BSC.

Выводы

Факт перехода к системам мобильной связи третьего поколения часто представляется чем-то вроде "большого рывка", требующего полной модернизации всей сетевой инфраструктуры. При правильном выборе стратегии и планировании сети у операторов GSM есть великолепная возможность воспользоваться всеми преимуществами предоставления услуги скоростного мобильного доступа к сети Интернет путем осуществления поэтапной модернизации основной сети с последовательным добавлением новых технологий радиодоступа по мере появления таковых на рынке.

Системе GPRS в этом процессе принадлежит роль одного из ключевых компонентов, позволяющего в сочетании с многослотовым GSM соединением в режиме передачи данных, и модуляцией EDGE, обеспечить высокоскоростной доступ к сети Интернет абонентам сетей GSM во всем мире.

Материал предоставлен московским представительством компании Ericsson.

Впервые опубликован в составе рекламно-информационной статьи в GSM World Focus 1999.

GPRS - Тематическая подборка (*) (GPRS – ключ к эволюционному переходу к системам 3G)
GPRS - Краткий курс для "чайника"
GPRS - Летопись (*) 2000-2001 год
GPRS - Летопись 1999 год

К оглавлению Библиотеки "СОТОВИК"