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Red central GPRS

La red principal GPRS es la parte central del servicio general de radio por paquetes (GPRS) que permite que las redes móviles 2G , 3G y WCDMA transmitan paquetes de protocolo de Internet (IP) a redes externas como Internet . El sistema GPRS es una parte integrada del subsistema de conmutación de red GSM .

La red proporciona gestión de movilidad , gestión de sesiones y transporte para servicios de paquetes IP en redes GSM y WCDMA. La red central también proporciona soporte para otras funciones como facturación e interceptación legal . También se propuso, en una etapa, soportar servicios de radio por paquetes en el sistema TDMA D-AMPS de EE. UU ., sin embargo, en la práctica, todas estas redes se han convertido a GSM, por lo que esta opción se ha vuelto irrelevante.

El módulo PRS es un sistema impulsado por estándares abiertos. El organismo de estandarización es el 3GPP .

Protocolo de tunelización GPRS (GTP)

El protocolo de tunelización GPRS es el protocolo basado en IP que define la red central GPRS. Básicamente, es el protocolo que permite a los usuarios finales de una red GSM o WCDMA moverse de un lugar a otro mientras continúan conectados a Internet como si estuvieran en una ubicación en el nodo de soporte de GPRS de puerta de enlace (GGSN). Esto se logra al transportar los datos del suscriptor desde el nodo de soporte de GPRS de servicio actual (SGSN) del suscriptor al GGSN que maneja la sesión del suscriptor. La red central GPRS utiliza tres formas de GTP.

GTP-U
para la transferencia de datos de usuario en túneles separados para cada contexto de Protocolo de Paquetes de Datos (PDP)
GTP-C
por razones de control, entre ellas:
  • configuración y eliminación de contextos PDP;
  • verificación de accesibilidad GSN;
  • actualizaciones; por ejemplo, a medida que los suscriptores se mueven de un SGSN a otro.
GTP' (pronunciado "GTP Prime")
para la transferencia de datos de carga a la función de puerta de enlace de carga.

Nodos de soporte GPRS (GSN)

Un GSN es un nodo de red que admite el uso de GPRS en la red central GSM. Todos los GSN deben tener una interfaz Gn y admitir el protocolo de tunelización GPRS. Existen dos variantes clave del GSN: el nodo de soporte GPRS de puerta de enlace y el nodo de soporte GPRS de servicio.

Nodo de soporte de puerta de enlace GPRS (GGSN)

El nodo de soporte GPRS de puerta de enlace (GGSN) [1] es uno de los dos componentes del dominio PS GPRS. El GGSN junto con el SGSN manejan las transmisiones de paquetes entre la red GPRS y redes externas de conmutación de paquetes , como Internet o una red X.25 .

Desde el punto de vista de una red externa, el GGSN es un enrutador hacia una "subred", ya que el GGSN "oculta" la infraestructura GPRS de la red externa. Cuando el GGSN recibe datos dirigidos a un usuario específico, verifica si el usuario está activo. Si lo está, el GGSN reenvía los datos al SGSN que atiende al usuario móvil, pero si el usuario móvil está inactivo, los datos se descartan. En la otra dirección, los paquetes originados en el móvil son enrutados a la red correcta por el GGSN.

El GGSN es el punto de anclaje que permite la movilidad del terminal de usuario en las redes GPRS/ UMTS . En esencia, desempeña en GPRS el papel equivalente al agente local en Mobile IP . Mantiene el enrutamiento necesario para tunelar las unidades de datos de protocolo (PDU) al SGSN que da servicio a una estación móvil (MS) en particular.

El GGSN convierte los paquetes GPRS procedentes del SGSN al formato de protocolo de datos de paquetes (PDP) adecuado (por ejemplo, IP o X.25) y los envía a la red de datos de paquetes correspondiente. En la otra dirección, las direcciones PDP de los paquetes de datos entrantes se convierten a la dirección GSM del usuario de destino. Los paquetes redireccionados se envían al SGSN responsable. Para ello, el GGSN almacena la dirección SGSN actual del usuario y su perfil en su registro de ubicación. El GGSN es responsable de la asignación de direcciones IP y es el enrutador predeterminado para el equipo de usuario (UE) conectado. El GGSN también realiza funciones de autenticación y cobro.

Otras funciones incluyen la selección de suscriptores, la gestión de grupos de IP y el mapeo de direcciones , así como la aplicación de contexto PDP y QoS .

Con el escenario LTE , la funcionalidad GGSN se traslada a la puerta de enlace SAE (con la funcionalidad SGSN funcionando en MME ).

Nodo de soporte de servicio GPRS (SGSN)

El nodo de soporte GPRS de servicio (SGSN) [1] es el nodo que presta servicio a la MS / UE . El SGSN admite GPRS y/o UMTS . [2] El SGSN realiza un seguimiento de la ubicación de una MS / UE individual y realiza funciones de seguridad y control de acceso. El SGSN está conectado al sistema de estación base GERAN a través de la interfaz Gb o Iu y/o a la UTRAN a través de la interfaz Iu. [3] Un SGSN es responsable de la entrega de paquetes de datos desde y hacia las estaciones móviles dentro de su área geográfica de servicio. Sus tareas incluyen el enrutamiento y la transferencia de paquetes, la gestión de la movilidad (conexión/desconexión y gestión de la ubicación), la gestión del enlace lógico y las funciones de autenticación y cobro. El registro de ubicación del SGSN almacena información de ubicación (por ejemplo, celda actual, VLR actual ) y perfiles de usuario (por ejemplo, IMSI , dirección(es) utilizadas en la red de datos por paquetes) de todos los usuarios GPRS registrados en él.

Funciones comunes del SGSN

Funciones SGSN específicas de GSM/EDGE

Las funciones y características específicas de SGSN de Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) son:

Funciones SGSN específicas de WCDMA

Punto de acceso

Un punto de acceso es:

Cuando un teléfono móvil GPRS configura un contexto PDP, se selecciona el punto de acceso. En este punto se determina un nombre de punto de acceso (APN)

Ejemplo: aricenttechnologies.mnc012.mcc345.gprs
Ejemplo: geocelda
Ejemplo: internet
Ejemplo: hcl.cisco.ggsn

Este punto de acceso se utiliza luego en una consulta DNS a una red DNS privada. Este proceso (llamado resolución APN) finalmente proporciona la dirección IP del GGSN que debe servir al punto de acceso. En este punto se puede activar un contexto PDP.

Contexto del PDP

El contexto del protocolo de datos en paquetes (PDP; por ejemplo, IP, X.25, FrameRelay) es una estructura de datos presente tanto en el nodo de soporte GPRS de servicio (SGSN) como en el nodo de soporte GPRS de puerta de enlace (GGSN) que contiene la información de la sesión del suscriptor cuando éste tiene una sesión activa. Cuando un móvil desea utilizar GPRS, primero debe conectar y luego activar un contexto PDP . Esto asigna una estructura de datos de contexto PDP en el SGSN que el suscriptor está visitando actualmente y en el GGSN que sirve al punto de acceso del suscriptor. Los datos registrados incluyen:

Puntos de referencia e interfaces

Dentro de los estándares de red central GPRS, hay una serie de interfaces y puntos de referencia (puntos lógicos de conexión que probablemente comparten una conexión física común con otros puntos de referencia). Algunos de estos nombres se pueden ver en el diagrama de estructura de red de esta página.

Interfaces en la red GPRS

Georgia
La interfaz sirve para almacenar los CDR (registros contables) que se escriben en el GSN y se envían a la pasarela de cobro (CG). Esta interfaz utiliza un protocolo basado en GTP, con modificaciones que admiten los CDR (denominados GTP' y GTP prime ).
Reino Unido
Interfaz entre el subsistema de la estación base y el SGSN, el protocolo de transmisión podría ser Frame Relay o IP.
Yo
Interfaz entre el controlador de red de radio y el SGSN. La interfaz intercambia señalización y carga útil.
Gc
Interfaz entre el GGSN y el HLR para que el GGSN pueda obtener los detalles de ubicación de una estación móvil . Para evitar implementar MAP/SS7 en el GGSN, esta interfaz es opcional. Cuando no está presente, el GGSN realiza consultas al HLR a través de un SGSN .
Dios
Interfaz entre el SGSN y el SMS Gateway. Puede utilizar MAP1, MAP2 o MAP3.
En
La interfaz entre el SGSN y el punto de control de servicio (SCP); utiliza el protocolo CAP .
Novia
La interfaz entre el SGSN y el Registro de Identidad del Equipo (EIR), utilizada para comprobar el número de identidad del equipo ( IMEI ) del móvil contra una lista de teléfonos móviles denunciados como robados.
Soldado americano
Interfaz basada en IP entre el GGSN y una red pública de datos (PDN), ya sea directamente a Internet o a través de una puerta de enlace WAP .
Gmb
La interfaz entre el GGSN y el Centro de servicio de difusión y multidifusión (BM-SC), utilizada para controlar los portadores MBMS.
Gn
Interfaz basada en IP entre SGSN y otros SGSN y GGSN (internos). DNS también comparte esta interfaz. Utiliza el protocolo GTP.
Médico de cabecera
Interfaz basada en IP entre el SGSN interno y los GGSN externos. Entre el SGSN y el GGSN externo, existe la puerta de enlace de borde (que es esencialmente un cortafuegos ). También utiliza el protocolo GTP.
Gramo
Interfaz entre el SGSN y el HLR. Los mensajes que pasan por esta interfaz utilizan el protocolo MAP3.
Gs
Interfaz entre el SGSN y el MSC (VLR). Utiliza el protocolo BSSAP+ . Esta interfaz permite la búsqueda y disponibilidad de la estación cuando realiza transferencia de datos. Cuando la estación está conectada a la red GPRS, el SGSN lleva un registro de a qué área de enrutamiento (RA) está conectada la estación. Una RA es parte de un área de ubicación (LA) más grande. Cuando se busca una estación, esta información se utiliza para conservar los recursos de la red. Cuando la estación realiza un contexto PDP, el SGSN tiene la BTS exacta que está utilizando la estación.
Gx
Interfaz de políticas en línea entre el GGSN y la función de reglas de cobro (CRF). Se utiliza para aprovisionar el flujo de datos de servicio según las reglas de cobro. Utiliza el protocolo Diameter.
Gy
Interfaz de cobro en línea entre el GGSN y el sistema de cobro en línea (OCS). Utiliza el protocolo Diameter ( aplicación DCCA ).
Gz
La interfaz de carga fuera de línea ( basada en CDR ) entre el GGSN y el sistema de carga utiliza GTP.
grande
La interfaz entre el SGSN y el Centro de ubicación móvil de puerta de enlace ( GMLC ), utilizada para servicios basados ​​en la ubicación.
S3
Esta interfaz se define entre el SGSN y el MME y se utiliza para intercambiar información de usuario y portador en procedimientos de movilidad entre sistemas. Esta interfaz se implementa utilizando eGTP-C .
S4
Esta interfaz se define entre el SGSN y el SGW (Serving Gateway). El término "S4-SGSN" se refiere a un SGSN de versión 8 que tiene al menos un conjunto de interfaces S4/S3/S16 habilitadas. [6]
Día 6
Interfaz entre SGSN y Home Subscriber Server (HSS). Es una interfaz basada en Diameter que se utiliza para transferir datos de suscripción y autenticación del usuario a HSS para autenticar y autorizar el acceso del usuario.
S13'
Esta interfaz se define entre el SGSN y el EIR (Equipment Identity Register). La interfaz S13' se aplica únicamente al SGSN basado en S4. [7] La ​​interfaz se basa en el protocolo Diameter.
S16
Esta interfaz se define entre dos SGSN y utiliza exclusivamente GTPv2-C. [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab "3GPP TS 23.002 V12.5.0 (2014-10)" (PDF) . ETSI. Octubre de 2014. p. 29. Consultado el 17 de octubre de 2019 .
  2. ^ 3G TS 23.060 versión 3.1.0, p.23
  3. ^ de acuerdo con 3GPP TS 23.060 V14.3.0 (3 de marzo de 2017), pág. 23
  4. ^ 3GPP TS 23.060 V14.3.0 (marzo de 2017), pág. 24
  5. ^ 3GPP TS 23.060 V14.3.0 (marzo de 2017), pág. 35
  6. ^ 3GPP TS 29.303 versión 10.1.0 Release 10, p.7
  7. ^ SAE y el núcleo de paquetes evolucionado: impulsando la revolución de la banda ancha móvil, pág. 365
  8. ^ SAE y el núcleo de paquetes evolucionado: impulsando la revolución de la banda ancha móvil, pág. 237-238

Enlaces externos

Referencia principal