Введение
Центральная часть службы общепакетной радиосвязи
Ядро сети GPRS является центральной частью службы общепакетной радиосвязи (GPRS), обеспечивающей передачу пакетов протокола Интернет (IP) в внешние сети, такие как Интернет, для мобильных сетей 2G, 3G и WCDMA. Система GPRS является неотъемлемой частью подсистемы коммутации сети GSM. Сеть обеспечивает управление мобильностью, управление сеансами и транспорт IP-пакетных услуг в сетях GSM и WCDMA. Ядро сети также поддерживает другие функции, такие как биллинг и законное перехват. На определенном этапе рассматривалась возможность поддержки пакетной радиосвязи в американской системе TDMA D-AMPS, однако на практике все эти сети были преобразованы в GSM, что сделало этот вариант неактуальным. Модуль PRS – это система, основанная на открытых стандартах. Организацией по стандартизации является 3GPP.
The GPRS core network is the central part of the general packet radio service (GPRS) which allows 2G, 3G and WCDMA mobile networks to transmit Internet Protocol (IP) packets to external networks such as the Internet. The GPRS system is an integrated part of the GSM network switching subsystem. The network provides mobility management, session management and transport for IP packet services in GSM and WCDMA networks. The core network also provides support for other functions such as billing and lawful interception. It was also proposed, at one stage, to support packet radio services in the US D AMPS TDMA system, however, in practice, all of these networks have been converted to GSM so this option has become irrelevant. PRS module is an open standards driven system. The standardization body is the 3GPP.
Узел поддержки GPRS (GSN)
GSN – это сетевой узел, обеспечивающий поддержку GPRS в базовой сети GSM. Все узлы GSN должны иметь интерфейс Gn и поддерживать протокол туннелизации GPRS. Существуют два основных типа узлов GSN: шлюзовой узел поддержки GPRS (Gateway GPRS Support Node) и обслуживающий узел поддержки GPRS (Serving GPRS Support Node).
Гейтвейный узел поддержки GPRS (GGSN)
Входной узел поддержки GPRS (GGSN) является одним из двух компонентов домена GPRS PS. Вместе с SGSN, GGSN обрабатывает передачу пакетов между сетью GPRS и внешними сетями с коммутацией пакетов, такими как Интернет или сеть X.25. С точки зрения внешней сети, GGSN выступает в роли маршрутизатора к "подсети", поскольку GGSN "скрывает" инфраструктуру GPRS от внешней сети. Когда GGSN получает данные, адресованные конкретному пользователю, он проверяет, активен ли пользователь. Если да, GGSN пересылает данные в SGSN, обслуживающий мобильного пользователя, а если пользователь неактивен, данные отбрасываются. В обратном направлении, пакеты, инициированные мобильным устройством, направляются в нужную сеть посредством GGSN. GGSN является точкой привязки, обеспечивающей мобильность пользовательского терминала в сетях GPRS/UMTS. По сути, он выполняет в GPRS роль, эквивалентную домашнему агенту в Mobile IP. Он поддерживает маршрутизацию, необходимую для организации туннелей протокольных блоков данных (PDU) к SGSN, обслуживающему конкретную мобильную станцию (MS). GGSN преобразует пакеты GPRS, поступающие из SGSN, в соответствующий формат протокола передачи данных (PDP), например IP или X.25, и отправляет их в соответствующую сеть передачи данных. В обратном направлении адреса PDP входящих пакетов данных преобразуются в GSM-адрес абонента назначения. Переадресованные пакеты отправляются ответственному SGSN. Для этого GGSN хранит текущий адрес SGSN пользователя и его профиль в своем регистре местоположения. GGSN отвечает за назначение IP-адресов и является маршрутизатором по умолчанию для подключенного пользовательского оборудования (UE). GGSN также выполняет функции аутентификации и тарификации. К другим функциям относятся проверка данных абонента, управление IP-пулом и сопоставление адресов, обеспечение качества обслуживания (QoS) и контроль контекста PDP. В сценарии LTE функциональность GGSN переносится на шлюз SAE (при этом функциональность SGSN реализуется в MME).
Обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN)
Сервирующий узел поддержки GPRS (SGSN) отслеживает местоположение отдельных MS/UE и выполняет функции безопасности и контроля доступа. SGSN соединен с системой базовых станций GERAN через интерфейс Gb или Iu и/или с UTRAN через интерфейс Iu. SGSN отвечает за доставку пакетов данных от и к мобильным станциям в пределах своей географической зоны обслуживания. Его задачи включают маршрутизацию и передачу пакетов, управление мобильностью (присоединение/отключение и управление местоположением), управление логическими каналами связи, а также функции аутентификации и тарификации. Регистр местоположения SGSN хранит информацию о местоположении (например, текущая ячейка, текущий VLR) и профили пользователей (например, IMSI, адреса, используемые в сети передачи данных) всех пользователей GPRS, зарегистрированных в нем.
Определяющие точки и интерфейсы
В рамках стандартов ядра сети GPRS существует ряд интерфейсов и референсных точек (логических точек соединения, которые, вероятно, используют общее физическое соединение с другими референсными точками). Некоторые из этих названий можно увидеть на диаграмме структуры сети на этой странице.
Интерфейсы в сети GPRS
Ga Интерфейс обслуживает CDR (учетные записи), которые записываются в GSN и отправляются в шлюз тарификации (CG). Этот интерфейс использует протокол на основе GTP с модификациями, поддерживающими CDR (так называемые GTP' и GTP prime). Gb Интерфейс между подсистемой базовой станции и SGSN, в качестве протокола передачи может использоваться Frame Relay или IP. Iu Интерфейс между контроллером радиосети и SGSN. Интерфейс обменивается сигнализацией и полезной нагрузкой. Gc Интерфейс между GGSN и HLR, позволяющий GGSN получать информацию о местоположении мобильной станции. Чтобы избежать реализации MAP/SS7 в GGSN, этот интерфейс является необязательным. В случае его отсутствия, GGSN направляет запросы в HLR через SGSN. Gd Интерфейс между SGSN и SMS-шлюзом. Может использовать MAP1, MAP2 или MAP3. Ge Интерфейс между SGSN и точкой управления услугами (SCP); использует протокол CAP. Gf Интерфейс между SGSN и регистром идентификации оборудования (EIR), используемый для проверки идентификационного номера оборудования мобильного телефона (IMEI) по списку украденных мобильных телефонов. Gi IP-интерфейс между GGSN и общедоступной сетью данных (PDN), либо напрямую к Интернету, либо через шлюз WAP. Gmb Интерфейс между GGSN и центром широковещательной многоадресной службы (BM SC), используемый для управления несущими MBMS. Gn IP-интерфейс между SGSN и другими SGSN и (внутренними) GGSN. DNS также использует этот интерфейс. Используется протокол GTP. Gp IP-интерфейс между внутренним SGSN и внешним GGSN. Между SGSN и внешним GGSN находится пограничный шлюз (по сути, брандмауэр). Также используется протокол GTP. Gr Интерфейс между SGSN и HLR. Сообщения, передаваемые по этому интерфейсу, используют протокол MAP3. Gs Интерфейс между SGSN и MSC (VLR). Используется протокол BSSAP+. Этот интерфейс обеспечивает вызов и определение доступности станции при передаче данных. Когда станция зарегистрирована в сети GPRS, SGSN отслеживает область маршрутизации (RA), к которой подключена станция. RA является частью более крупной локационной области (LA). При вызове станции эта информация используется для экономии сетевых ресурсов. При установке PDP-контекста SGSN знает точную BTS, используемую станцией. Gx Интерфейс онлайн-политики между GGSN и функцией правил тарификации (CRF). Он используется для предоставления потоков данных в соответствии с правилами тарификации. Используется протокол Diameter. Gy Интерфейс онлайн-тарификации между GGSN и системой онлайн-тарификации (OCS). Используется протокол Diameter (приложение DCCA). Gz Интерфейс оффлайн-тарификации (на основе CDR) между GGSN и системой тарификации. Используется GTP'. Lg Интерфейс между SGSN и центром определения мобильного местоположения (GMLC), используемый для услуг определения местоположения. S3 Этот интерфейс определен между SGSN и MME и используется для обмена информацией о пользователе и несущей в процедурах межсистемной мобильности. Этот интерфейс реализован с использованием eGTP C. S4 Этот интерфейс определен между SGSN и SGW (Serving Gateway). Термин "S4 SGSN" относится к SGSN Release 8, имеющему как минимум один набор интерфейсов S4/S3/S16. S6d Интерфейс между SGSN и сервером домашней подписки (HSS). Это интерфейс на основе Diameter, используемый для передачи данных о подписке и аутентификации пользователя в HSS для аутентификации и авторизации доступа пользователя. S13' Этот интерфейс определен между SGSN и EIR (регистр идентификации оборудования). Интерфейс S13' применяется только к SGSN на основе S4. Интерфейс основан на протоколе Diameter. S16 Этот интерфейс определен между двумя SGSN и использует исключительно GTPv2 C.
S4 This interface is defined between the SGSN and the SGW (Serving Gateway). The term "S4 SGSN" refers to a Release 8 SGSN that has at least one set of S4/S3/S16 interfaces enabled. S6d The interface between SGSN and Home Subscriber Server (HSS). It is a Diameter based interface that is used for transferring subscription and authentication data of the user to HSS for authenticating and authorizing user access. S13' This interface is defined between the SGSN and the EIR (Equipment Identity Register). The S13' interface applies only to the S4 based SGSN. The interface is based on Diameter protocol. S16 This interface is defined between two SGSNs and exclusively uses GTPv2 C.
Основные сведения
3GPP TS 23.060 V13.4.0 (2015 09)