Sistemul digital de radiocomunicații mobile standard GPRS.
Arhitectura rețelei este GPRS. Interfețe de rețea GPRS, interfață de rețea radio; canale fizice și logice în rețeaua GPRS; transmiterea de pachete de date prin interfața aeriană; criptare în rețeaua GPRS.
Serviciile și calitatea serviciului în rețeaua GPRS (servicii și securitatea acestora, colectarea datelor de conectare, calitatea serviciilor).
Gestionarea traficului în rețea GPRS: conectare și deconectare în rețea; date despre abonat; redefinirea amplasamentului; managementul sesiunilor.
TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIEI REȚELEI GPRS
13.1. Vedere generală
În rețeaua GSM tradițională, transmisia de date cu o viteză de 9,6 Kbps este posibilă atunci când se utilizează modul de comutare a circuitelor. Această valoare poate fi crescută în mod semnificativ prin aplicarea tehnologiei de transmisie de date de mare viteză pe canalele dial-up, adică alocarea unui abonat la frecvența purtătoare a mai multor sloturi. Deci, când alocați patru sloturi, viteza de transmisie poate fi de până la 48 Kbps. Avantajele acestei tehnologii includ viteza mare și constantă și latența redusă, garantând transferul de informații în timp real.
Pentru a îmbunătăți eficiența transmisiei de date în rețele GSM, Institutul European de Standarde în Telecomunicații (ETSI) a modernizat standardul GSM, care a permis serviciului de transmisie a datelor să se bazeze pe comutarea pachetelor. În cadrul acestei tehnologii, rețeaua existentă trebuie modificată într-o oarecare măsură: implementarea în principal a nodurilor noi, modificarea unor echipamente, instalarea de software suplimentar. De fapt, în același timp, se creează o nouă rețea în paralel cu rețeaua existentă, strâns legată de cea veche și folosind resursele comune cu ea. Luați în considerare principiile construirii și funcționării rețelei GPRS [4, 6].
13.2. Comutarea între canale și comutarea pachetelor
Implementarea rețelei tradiționale GSM se bazează pe principiul de comutare a canalelor, adică pentru fiecare sesiune de comunicare, resursele de rețea sunt furnizate pe deplin abonaților pentru întreaga perioadă de conectare. Această abordare oferă întârzieri relativ mici ale semnalului și este utilizată în mod obișnuit în rețele mobile și fixe pentru comunicații vocale.
Diferența dintre principiile de comutație luate în considerare este ilustrată în Fig. 13.1.
Din punct de vedere istoric, rețeaua de pachete GPRS este dezvoltarea rețelelor existente cu comutarea canalelor, deoarece permite organizarea schimbului de date direct de la abonatul mobil.
În același timp, o astfel de rețea oferă acces la rețele de date care funcționează pe protocoale de rețea standard, de exemplu, protocoale X.25 ale rețelelor corporative sau protocoale Internet.
Pachetele de informații de la diferiți abonați sunt combinate (multiplexate) de către router în blocuri mărită, transferul cărora se efectuează în continuare pe anumite părți ale rețelei într-o anumită ordine. De exemplu, după transmiterea unui pachet de date de la un abonat, canalul radio poate fi furnizat unui alt abonat. Astfel, pachetele de date trec prin aproape toate elementele rețelei GPRS și, eventual, printr-un număr de subrețele.
În ciuda faptului că transmiterea de informații cu GPRS se face într-un mod discret, abonații sunt
o conexiune fizică directă, numită virtuală în acest caz. Totuși, în aceste rețele sunt posibile diferite întârzieri și, prin urmare, trebuie să fie stipulate condițiile pentru calitatea serviciilor care trebuie furnizate între operatorul rețelei și consumator.
Viteza de transmisie a informațiilor în rețelele cu comutare de pachete nu este fixă, ca în cazul rețelelor cu comutare de circuite, dar poate varia în funcție de starea actuală a rețelei și de necesitățile abonaților. Standardul GPR prevede o gamă largă de rate de date de la 100 bps la 100 kbps, dar, în orice caz, alegerea unei anumite valori este realizată ca un compromis între viteza de transmisie și aria de acoperire.
Comparând capabilitățile de transmisie de date în rețeaua GSM tradițională și GSM / GPRS, este în primul rând necesar să notăm cerințele mai mici ale acesteia din urmă pentru limitarea zonei de acoperire și a numărului de erori admise. Amintiți-vă că în rețeaua GSM este posibilă transmiterea de date cu o viteză maximă de 14,4 Kbps, dar acest serviciu este asigurat prin reducerea capacității corective a codării imunitar-zgomot și, prin urmare, reducerea ariei de acoperire. În același timp, în rețeaua GPRS, prin alocarea celor opt sloturi, se obține o viteză de transmisie de 171,2 Kbps. În același timp, dacă o aplicație de la un utilizator ocupă mai puțin de un slot, este posibilă combinarea mai multor astfel de aplicații de la un utilizator într-un singur slot, ceea ce sporește și mai mult eficiența utilizării resurselor de rețea.
13.3. Rețea GPRS ca o modalitate de a genera sisteme de a treia generație
În prezent, există peste 1,5 miliarde de abonați mobili în lume și peste 300 de milioane de utilizatori de internet și se poate susține că comunicațiile mobile accesibile și accesul la rețeaua de informații globală reprezintă principala tendință a societății moderne.
În ciuda beneficiile potențiale ale standardelor viitoare ale sistemelor de acces multiplu cu standardul GSM cod diviziune este de fapt liderul sistemelor de comunicații mobile din lume (folosesc aproximativ 2/3 din numărul total de abonați de telefonie mobilă), iar această situație va persista timp de cel puțin încă un deceniu. Continuând, eforturile de modernizare și implicare a UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) devin naturale.
Implicarea rețelei GSM în conceptul yMTS presupune prezența primelor componente necesare, inclusiv (Figura 13.2): •
transmisie de mare viteză a datelor-jpjx cu viteze de până la 57,6 Kbps în rețelele GSM atunci când se comută canale;
transmisie de date cu viteze de până la 171,2 Kbps în rețele GPRS pentru comutarea pachetelor;
Rata de transfer a datelor crescută (până la 384 Kbps) (EDGE - rată de date îmbunătățită pentru evoluția GSM);
un sistem universal de comunicații mobile care implementează rate de date de până la 384 Kbps pe distanțe lungi și până la 2 Mbps pe distanțe scurte.
Transmisia de date de mare viteză cu comutarea circuitelor HSCSD, care este primul pas în calea avansării GSM în UMTS, asigură integrarea mai multor sloturi pentru transferul de informații de la fiecare utilizator. În același timp, adăugarea fiecărui slot crește rata de transfer a datelor la 9,6 sau 14,4 Kbps, iar combinația a patru sloturi permite o viteză de transmisie de 38,4 sau 57,6 Kbps.
Pentru a realiza apropierea caracteristicilor rețelelor mobile de caracteristicile rețelelor fixe, este în primul rând necesar să le furnizăm rate de date comparabile. Între un număr mare de rețele de transmisie de date, punctul de referință este o rețea care oferă o viteză de transmisie de 64 kbit / s, iar tehnologia HSCSD permite o astfel de aproximare.
Următorul pas pe calea evoluției de la GSM la UMTS este tehnologia GPRS, care permite atingerea vitezelor de transfer de date de până la 171,2 Kbps. În același timp, elementele de rețea suplimentare necesare, care oferă, în primul rând, accesul la rețelele Internet / Intranet, sunt instalate paralel cu nodurile funcționale existente ale rețelei GSM (Figura 13.3).
După cum sa menționat deja, GPRS permite utilizarea eficientă a resurselor, asigurând separarea lor flexibilă între utilizatori. Astfel, resursele canalului radio sunt implicate numai atunci când informațiile sunt transmise direct, chiar dacă abonații sunt conectați permanent. În acest sens, conexiunea este stabilită aproape instantaneu, iar utilizatorii sunt de fapt în modul de transfer de date un interval de timp mai scurt decât timpul de conectare.
Tehnologia GPRS este mai potrivită pentru servicii de natură dinamică, de exemplu, cum ar fi telemetria sau telecontrolul. Pentru a furniza astfel de servicii, este necesar să se instaleze echipamente suplimentare, care necesită costuri financiare și organizaționale semnificative. În plus, unele dintre nodurile funcționale existente ale rețelei tradiționale GSM vor necesita o actualizare parțială sau completă a software-ului și a hardware-ului.
GPRS ar trebui înlocuit cu o tehnologie care oferă o rată crescută de transfer de date, adică permite atingerea unor valori de până la 384 Kbps. Realizarea acestei rate de transfer de date este posibilă datorită utilizării unei PSK-Phase Shift Keying (PSK) mai eficientă. faza de manipulare cu opt valori posibile ale fazei inițiale a oscilației de înaltă frecvență. (Reamintim că utilizat într-o convențional GSM GMSK. - modulație este Gaussian frecvență schimbare minimă) Deși utilizarea FM-8 determină o reducere a imunității zgomotului de recepție, și, astfel, pentru a reduce gradul de acoperire, această metodă este totuși iz mai preferabil Datorită furnizării unei viteze de transmisie mult mai ridicate.
În cele din urmă, vârful evoluției GSM este conceptul unui sistem universal de telecomunicații mobile, implementat pe principiul diviziunii cod de acces în bandă largă multiple (WCDMA - Wideband Code Division Multiple Access), este cauzată de o rată de date de până la 2 Mbit / s.
UMTS ar trebui să utilizeze o nouă interfață radio, precum și noi componente de rețea, iar sarcina principală este de a le combina într-un mod modular cu nodurile funcționale existente. O astfel de abordare poate oferi operatorilor o tranziție lină la acest concept, în care principalul "se face pe infrastructura de rețea deja existentă.
Trimiteți-le prietenilor: