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.

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.

Основные сведения

3GPP TS 23.060 V13.4.0 (2015 09)