GPRS - Маршрутизация данных

Маршрутизация данных или маршрутизация пакетов данных от мобильного пользователя является одним из основных требований в сети GPRS. Это требование можно разделить на две области:

  • Маршрутизация пакетов данных
  • Управление мобильностью

Маршрутизация пакетов данных

Важные роли GGSN связаны с взаимодействием с внешней сетью передачи данных. GGSN обновляет каталог местоположения с использованием информации маршрутизации, предоставляемой узлами SGSN, относительно местоположения MS. Он маршрутизирует пакет протокола внешней сети данных, инкапсулированный по магистральной сети GPRS, в узел SGSN, обслуживающий в настоящее время MS. Он также декапсулирует и перенаправляет внешние сетевые пакеты данных в соответствующую сеть передачи данных и собирает данные о зачислении, которые пересылаются на шлюз для зарядки (CG).

Существует три важные схемы маршрутизации:

  • Сообщение, инициированное мобильным устройством. Этот путь начинается с мобильного устройства GPRS и заканчивается на хосте.
  • Сообщение, инициированное сетью, когда мобильная станция находится в своей домашней сети. Этот путь начинается с хоста и заканчивается на мобильном устройстве GPRS.
  • Сообщение, инициируемое сетью, когда MS перемещается в другую сеть GPRS. Этот путь начинается с хоста посещаемой сети и заканчивается на мобильном устройстве GPRS.

Сеть GPRS инкапсулирует все протоколы сети данных в свой собственный протокол инкапсуляции, называемый GTPS-туннельным протоколом (GTP). GTP обеспечивает безопасность в магистральной сети и упрощает механизм маршрутизации и доставку данных по сети GPRS.

Управление мобильностью

Работа GPRS частично зависит от сети GSM. Однако некоторые процедуры совместно используют элементы сети с текущими функциями GSM для повышения эффективности и оптимального использования свободных ресурсов GSM (таких как нераспределенные временные интервалы).

MS может находиться в любом из следующих трех состояний в системе GPRS. Модель с тремя состояниями уникальна для пакетного радио. В GSM используется модель с двумя состояниями: свободная или активная.

Активное состояние

Данные передаются между MS и сетью GPRS только тогда, когда MS находится в активном состоянии. В активном состоянии узел SGSN знает местоположение ячейки в MS.

Пакетная передача в активную MS инициируется посредством пейджинга пакетов, чтобы уведомить MS входящего пакета данных. Передача данных происходит сразу после пейджинга пакетов через канал, указанный сообщением поискового вызова. Цель пейджингового сообщения - упростить процесс приема пакетов. MS слушает только сообщения персонального вызова, а не все пакеты данных в каналах нисходящей линии связи. Это значительно сокращает использование батареи.

Состояние ожидания

В состоянии ожидания известно только область маршрутизации MS. (Область маршрутизации может состоять из одной или нескольких сот в пределах области определения местоположения GSM).

Когда узел SGSN отправляет пакет в MS, которая находится в состоянии ожидания, MS должна быть выгружена. Поскольку SGSN знает зону маршрутизации MS, сообщение о пакетной пейджинговой передаче отправляется в область маршрутизации. При приеме сообщения пейджинга пакетов MS передает свое местоположение ячейки в SGSN для установки активного состояния.

Состояние бездействия

В неактивном состоянии MS не имеет активированного логического GPRS-контекста или назначенных адресов PDSDN с коммутацией пакетов. В этом состоянии MS может принимать только те многоадресные сообщения, которые могут быть приняты любой MS GPRS. Поскольку сетевая инфраструктура GPRS не знает местоположение MS, невозможно отправить сообщения в MS из внешних сетей передачи данных.

Обновления маршрутизации

Когда MS, находящаяся в активном или резервном состоянии, перемещается из одной области маршрутизации в другую в зоне обслуживания одного SGSN, она должна выполнить обновление маршрутизации. Информация о зоне маршрутизации в узле SGSN обновляется, и успешность процедуры указывается в ответном сообщении.

Процедура обновления маршрутизации на сотовой ячейке вызывается, когда активная MS входит в новую ячейку. MS отправляет короткое сообщение, содержащее идентификатор MS и его новое местоположение через GPRS-каналы в его текущий SGSN. Эта процедура используется только тогда, когда MS находится в активном состоянии.

Обновление маршрутизации между SGSN является самым сложным обновлением маршрутизации. MS изменяется из одной области SGSN в другую, и она должна установить новое соединение с новым SGSN. Это означает создание нового контекста логической связи между MS и новым SGSN и информирование GGSN о новом местоположении MS.