Цифровая система подвижной радиосвязи стандарта GPRS (стр. 7 из 16)
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 GPRSвходит сервер доменных имен (DNS— DomainNameServer), 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 GPRSадреса узла глобальной сети с символьным именем spbstu.ru:
1 — узел поддержки шлюза GPRSпосылает 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 .ruDNS-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 GSMсеть GPRSподобно 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 GPRSусложняются функции базовых станций и их контроллеров. Так, в БС встраивается дополнительный блок управления пакетами (PCU— PacketControlUnit), aКБС дополняется блоком канального кодирования (CCU— ChannelCodecUnit), 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 QoSабонентов при передаче информации по радиоканалу.
Для успешного обслуживания абонентов сети GPRSв МС должно быть установлено (или активизировано) дополнительное программное обеспечение, а в ряде случаев к МС может быть присоединено и внешнее оборудование. Спецификации GPRSпредусматривают возможность использования для обеспечения поддержки услуг GPRSмобильных 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 GPRSнеобходима реализация ряда дополнительных интерфейсов, отсутствующих 8 традиционной сети.
15.2. ИнтерфейсысетиGPRS
Технология построения сети GPRSпредполагает добавление в традиционную сеть GSMряда 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 GPRSпередачи 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 GSMи 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 GPRSпосылает запросы в сеть GSMи 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 GPRSпередается информация об используемом оборудовании, в том числе содержимое белого, черного и серого списков;
• Gr(между ОУ и ДР), позволяющий сети GPRSопределять
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 GPRSсуществует еще два интерфейса, существенно отличающихся от других:
• Gi(между ОУ и какой-либо внешней сетью), по которому организуется сопряжение сети GPRSс 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 Rявляются рекомендации ITU-TV.24/V.28.
15.3. ФизическиеилогическиеканалывсетиGPRS
Для передачи по радиоинтерфейсу пакетов данных и сигнальной информации в структуре подсети GPRSорганизованы логические каналы, размешенные в физических каналах, которые выделяются из общего ресурса сети GSMи называются каналами передачи пакетных данных (PDCH— PacketDataCHannel). Наряду с наличием в GPRSаналогичных традиционной GSM-структуре принципов организации логических каналов, между ними существует и ряд существенных различий, связанных, прежде всего, с тем, что распределение сетевых ресурсов может быть как статическим, так и динамическим.
Канал трафика пакетных данных (PDTCH— PacketDataTrafficiCHannel) выделяется каждой МС для передачи абонентских данных. Различают два вида таких каналов — в восходящем (PDTCH/U) и нисходящем (PDTCH/D) направлениях. Следует обратить внимание на то, что в каналах пакетного трафика может также передаваться и сигнальная информация в отличие от традиционной GSM, где для этих целей служит канал SDCCH. В частности, каналы пакетного трафика используются для функций управления мобильностью, т.е. для обеспечения сети информацией о местоположении МС в домашней или чужой сети, что позволяет произвести вызов абонента и доставить ему сообщение. Для этого зона обслуживания разбивается на области маршрутизации — ОМ (RA-_ RoutingArea), каждая из которых может как совпадать с зоной местоположения, так и составлять часть ее (вплоть до территории одной соты). В пределах ОМ действует идентификатор области маршрутизации (RAI— RoutingAreaIdentity), образуемый (рис, 15.4) добавлением к идентификатору зоны местоположения кода маршрутизации (RAC— RoutingAreaCode). Код маршрутизации состоит из восьми двоичных разрядов, что позволяет в одной ЗМ организовать до 256 ОМ.
Канал управления пакетным вещанием (РВССН — PacketBroadcastControlCHannel) передает в нисходящем направлении информацию, схожую с той, что передается в традиционном вещательном канале (ВССН). Иногда отдельный канал РВССН не организуется, тогда информация в канале ВССН становится общей как для GSM, так и для GPRS.
Каналы общего управления пакетной передачей (РСССН — PacketCommonControlCHannel) объединяют группу однонаправленных логических каналов, передающих сигнальную информацию:
• канал случайного доступа при пакетной передаче (PRACH— PacketRandomAccessCHannel), noкоторому МС производит первое обращение к подсети GPRSпри необходимости передачи данных или сигнальной информации;
• канал пейджинга при пакетной передаче (РРСН — PacketPagingCHannel), используемый для вызова МС перед передачей пакетов в нисходящем направлении, т.е. когда МС находится в состоянии ожидания;
• канал разрешения доступа при пакетной передаче (PAGCH— PacketAccessGrantCHannel), noкоторому сеть в ответ на обращение МС по каналу PRACHвыделяет ей ресурсы для передачи пакетов;
• канал предупреждения при пакетной передаче (PNCH— PacketNotificationCHannel), предназначенный для предупреждения группы МС перед началом передачи пакетов в нисходящем направлении.
Выделенные каналы управления пакетной передачей (PDCCH— PacketDedicatedControlCHannel) объединяют следующие логические каналы:
• совмещенный канал управления при пакетной передаче (РАССН —
PacketAssociatedControlCHannel), который предает информацию для конкретной МС, включая сообщения об изменении мощности, назначении и переназначении ресурсов, а также ресурсах
| MCC | MNC | LAC | RAC |
pDTCHи т. п. В отличие от традиционной GSMв GPRSдля одной МС может быть выделено несколько каналов пакетного трафика, но их поддержку осуществляет один РАССН. Особенностью этого канала является двунаправленность (работа в восходящем и нисходящем направлениях), хотя каналы пакетного трафика, с которыми он ассоциирован, однонаправлены вниз. Кроме того, РАССН не является жестко фиксированным, и сообщения по нему идут по мере необходимости;
• канал управления временем упреждения при пакетной передаче (РТССН — PacketTimingAdvanceControlCHannel), который используется для того, чтобы сеть могла оценить необходимое время упреждения по отношению к данной МС. Различают два вида таких каналов: в восходящем (PTCCH/U) и нисходящем (PTCCH/D) направлениях, причем во втором случае информация может передаваться сразу нескольким МС.