Algemene pakketradioservice

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Spring naar navigatie Spring naar zoeken
Vergelijking van de maximaal haalbare bitrates met verschillende mobiele radiostandaarden. ( logaritmische weergave )

General Packet Radio Service , afgekort GPRS (Duits: "General packet-oriented radio service ") is de naam voor de dienst voor datatransmissie in GSM- netwerken. [1] [2] Deze generatie mobiele telefoons werd in 2001 wereldwijd gelanceerd. [3]

Data overdracht

In tegenstelling tot de circuitgeschakelde (Engelse circuitgeschakelde) dataservice CSD GPRS pakketgeoriënteerd. Dit betekent dat de gegevens bij de afzender worden omgezet in individuele pakketten , als zodanig worden verzonden en weer worden samengevoegd bij de ontvanger.

Bernhard Walke [4] en Peter Decker worden beschouwd als de uitvinders van GPRS. [5]

Als GPRS is geactiveerd, is er alleen een virtuele permanente verbinding met het externe station (zogenaamde always-on- werking ). De radioruimte is alleen bezet als er daadwerkelijk gegevens worden verzonden, anders is het gratis voor andere gebruikers. Er hoeft dus geen radiokanaal permanent gereserveerd te worden voor een gebruiker (zoals bij CSD ). Daarom worden de kosten voor GPRS-verbindingen meestal berekend op basis van de hoeveelheid overgedragen gegevens en niet op basis van de duur van de verbinding. Uiteraard zijn de individuele contractvoorwaarden bepalend.

Kanaalbundeling

Wanneer alle acht GSM- tijdslots van een kanaal zijn gebundeld, maakt GPRS-technologie theoretisch een datatransmissiesnelheid van 171,2 kilobits per seconde mogelijk. In de praktijk wordt het aantal bruikbare tijdslots binnen een frame echter beperkt door de capaciteit van het mobiele station ( multislot-mogelijkheid ) en de netwerken. Op de markt (vanaf 2008) zijn er apparaten van Multislot Class 12 met elk maximaal vier tijdsloten in de downlink en in de uplink (maar tegelijkertijd maximaal 5 tijdsloten). De datatransmissiesnelheid die kan worden bereikt is - afhankelijk van het gebruikte coderingsschema (afhankelijk van de signaal- en ruisverhouding) en het aantal toegewezen tijdslots afhankelijk van de netwerkbelasting - tot 53,6 kbps (met 4 tijdsloten en CS- 2). Dit komt ongeveer overeen met de snelheid van een V.90 telefoonmodem.

GPRS-coderingsschema's

codering
schema
Overdrachtssnelheid
( kbit / ( s- slot)) [6]
CS-1 0 9.05
CS-2 13.4 0
CS-3 15.6 0
CS-4 21.4 0

GPRS-terminalklassen

Er zijn 3 verschillende klassen van eindapparaten die de basismogelijkheden van een apparaat aangeven. De klasse van het eindapparaat wordt aangegeven met een letter: [7]

  • Klasse-A: Klasse A-eindapparaten maken het mogelijk om pakketgeschakelde en circuitgeschakelde diensten tegelijkertijd te gebruiken. Dit betekent dat tijdens een telefoongesprek extra gegevens kunnen worden overgedragen.
  • Klasse B: Klasse B-terminals kunnen ofwel een pakketdienst ofwel een circuitgeschakelde dienst gebruiken, maar niet beide tegelijk. Dit betekent dat een oproep kan worden gesignaleerd tijdens datatransmissie; als dit wordt geaccepteerd, kunnen tijdens het gesprek geen gegevens worden overgedragen.
  • Klasse-C: Klasse C-eindapparaten staan ​​alleen gegevensoverdracht toe zolang ze zijn geregistreerd bij de GPRS-service.

GPRS-compatibele mobiele telefoons behoren meestal tot apparaatklasse B (vanaf 2008/09). Sommige Nokia-apparaten, zoals de N900, ondersteunen klasse A. [8]

gebruik maken van

Sinds rond het jaar 2000 ondersteunen veel mobiele telefoons GPRS, bijvoorbeeld voor het bekijken van WAP- pagina's. Ook de Multimedia Messaging Service (MMS) is gebaseerd op GPRS. Vaak kan een computer of handheld ook worden aangesloten op een GPRS-compatibele mobiele telefoon om deze te voorzien van volwaardige, zij het smalbandige, internettoegang. De mobiele telefoon fungeert dan als modem .

GPRS-insteekkaart voor notebooks

Kleine GPRS-modems worden ook wel insteekkaarten voor notebooks genoemd.

GPRS is ook bijzonder geschikt voor telecontroletaken . In de regel is hier slechts een kleine bandbreedte nodig, de transmissiesnelheid speelt een ondergeschikte rol. De grootste voordelen van GPRS op het gebied van telecontrole zijn de netwerkdekking en de beschikbaarheid van GSM, evenals de lagere investering in vergelijking met andere transmissietechnologieën.

Een andere toepassing is de locatie van voertuigen en objecten waarbij GPRS wordt gebruikt om positie- en telemetriegegevens te verzenden.

Het GPRS-datanetwerk wordt ook gebruikt voor de push-to-talk mobiele dienst.

Netwerk architectuur

Integratie van GPRS (SGSN, GGSN, MMSC) in het mobiele GSM-netwerk

De GPRS-pakketschakelservice is gebaseerd op het mobiele GSM-netwerk , maar vereist aanvullende netwerkelementen: de PCU ( Packet Control Unit ), de SGSN (Serving GPRS Support Node ) en de GGSN (Gateway GPRS Support Node) (beide worden hieronder uitgelegd ).

Interfaces van de GSN (GPRS Support Nodes)

Zowel de GSM-richtlijnen als WPP3G (de GSM-opvolger van UMTS ) definiëren interfaces tussen de verschillende netwerkelementen. De volgende lijst toont de meest voorkomende interfaces (signalering) en verbindingen (signalering en gebruikersgegevens). De grotendeels Engelse termen zijn ontleend aan de set regels van GSM Recommendations . Een vertaling is niet altijd zinvol.

  • Ga: Interface van de SGSN en GGSN naar de laadcontrolefunctie , d.w.z. het registreren van kosten
  • Gb: Aansluiting van de SGSN op de BSC , Frame Relay of IP voor gebruikersgegevens en signalering
  • Gd: Interface van de SGSN naar de SMSC ( Short Message Service Center ), wordt nog steeds zelden gebruikt
  • Ge: Interface van de SGSN naar CAMEL (intelligente netwerkfuncties)
  • Gi: Aansluiting van de GGSN op de ISP ( Internet Service Provider ) en op bedrijfsnetwerken ( Corporate Network ), maar ook op applicatieservers zoals MMSC ( Multimedia Messaging Center ), WAP-GW ( Wireless Application Gateway ).
  • Gn: verbinding tussen SGSN en GGSN, meestal ATM of IP ( Internet Protocol ), voor gebruikersgegevens en signalering
  • Gp: verbinding van SGSN met GGSN van andere PLMN's ( bijv. voor internationale roaming )
  • Gr: verbinding van de SGSN met de HLR (hier zijn de abonneegegevens en QoS- profielen)
  • Gs: Interface van de SGSN naar de MSC , is vereist voor gecombineerde netwerkregistraties in GPRS-netwerkmodi 1 en 3
  • Gx en Gy: interfaces van de GGSN naar de Charging Control Function (ladingregistratie). Deze twee interfaces zijn meer bedoeld voor intelligente diensten (verschillende vergoedingen afhankelijk van de toepassing), terwijl de SGSN meestal alleen factureert op basis van het transmissievolume.
  • Iu (PS): Aansluiting van de SGSN op de RNC , ATM of IP voor gebruikersgegevens en signalering
  • LIC: Legal Interception Center (aftappen van dataverbindingen door de staat)
  • S3: Interface naar de MME in LTE- netwerken (gebruikers- en signaleringsgegevens via IP)

SGSN (Serving GPRS Support Node)

De BSC ontkoppelt de GPRS-pakketgegevens en stuurt deze door naar de verantwoordelijke Serving GPRS Support Node (SGSN) via framerelay- of IP-verbindingen. Elke SGSN beheert het GPRS-dataverkeer voor een groot aantal BSC's. Als de Gb-interface wordt gerouteerd via IP in plaats van Frame Relay, kan een BSC communiceren met een groep SGSN. Men spreekt dan van “SGSN in Pool” of “Gb flex”. Dit maakt het netwerk faalveiliger en de belasting kan beter worden verdeeld tussen de SGSN's.

Een SGSN heeft een vergelijkbare functie voor GPRS-datacommunicatie als een MSC voor spraakcommunicatie. Het SGSN organiseert de boeking van abonnees voor GPRS-diensten, de wijziging van radiocellen en SGSN-gebieden (GPRS Routing Area Update of GPRS Cell Reselection ) en de routering van GPRS-gegevens. Een SGSN gebruikt hiervoor de volgende interfaces:

  • Framerelais of IP-interfaces naar de BSC
  • SS7 en SITRAN routes (SS7 over IP) naar uw eigen signaleringsnetwerk , voor B. met behulp van het HLR abonneegegevens en locaties te beheren en serviceknooppunten van het GSM-netwerk te kunnen aanspreken.
  • IP- routes naar andere GPRS-netwerkelementen, zoals: B. de GGSN om gegevens uit te kunnen wisselen met internet, bedrijfsnetwerken, WAP- servers, etc.
  • IP- routes naar de GGSN's van buitenlandse netwerken om deelnemers van buitenlandse netwerken die zich in hun eigen netwerk ( roaming ) bevinden, toegang te geven tot GPRS-diensten in hun thuisnetwerk.

GGSN (Gateway GPRS-ondersteuningsknooppunt)

De GGSN (Gateway GPRS Support Node) brengt de GPRS-gegevensverbindingen tot stand met netwerkinterne serviceplatforms of met gegevensnetwerken. Een GGSN heeft de volgende interfaces, die allemaal op IP zijn gebaseerd:

  • Interfaces naar het SGSN van het eigen netwerk
  • Interfaces naar de SGSN's van buitenlandse GPRS-netwerken om uw eigen abonnees in staat te stellen de GPRS-diensten vanuit het buitenland te gebruiken.
  • Koppelingen met online facturatiesystemen (traffic analyzer, charging gateway) om GPRS-gebruik kwantitatief of doelspecifiek te kunnen factureren.
  • Interfaces naar GPRS-serviceplatforms (bijv. WAP- server, MMSC )
  • Interfaces naar datanetwerken (internet, bedrijfsnetwerken)

Het GPRS-netwerk is toegankelijk via een toegangspunt dat de Access Point Name (APN) wordt genoemd. De toewijzing van APN aan een deelnemer vindt plaats via de deelnemersgegevens, die zijn opgeslagen in het HLR. Een deelnemer kan meerdere APN's gebruiken.

Zie ook

literatuur

  • Martin Sauter: Basiscursus mobiele communicatiesystemen . 3. Uitgave. Vieweg + Teubner, 2008, ISBN 978-3-8348-0397-9 .
  • Jochen Schiller: Mobiele communicatie . 2e editie. Pearson Studies 2003, 2003, ISBN 3-8273-7060-4 .

Individueel bewijs

  1. 3GPP TS 24.008: Mobiele radio-interface Layer 3-specificatie; Kernnetwerkprotocollen; Fase 3; Kaap. 1.7.2 Algemene pakketradioservice (GPRS). (ZIP / DOC; 3,4 MB) 28 september 2009, geraadpleegd op 2 december 2009 (Engels).
  2. 3GPP TS 23.060: Algemene pakketradioservice (GPRS); Dienstbeschrijving; Stage 2; Kaap. 4 hoofdconcept. (ZIP / DOC; 5,2 MB) 29 september 2009, geraadpleegd op 2 december 2009 (Engels).
  3. ^ Bernhard Walke: De wortels van GPRS: het eerste systeem voor mobiele wereldwijde internettoegang op basis van pakketten . Red.: IEEE draadloze communicatie. mei 2013, blz.   12 ( artikel online, aldaar p. 1 [PDF; geraadpleegd op 8 februari 2019]).
  4. ^ Bernhard Walke: De wortels van GPRS: het eerste systeem voor mobiele wereldwijde internettoegang op basis van pakketten . Red.: IEEE draadloze communicatie. mei 2013, blz.   12–23 ( artikel online, daar pp. 1–19 [PDF; geraadpleegd op 8 februari 2019]).
  5. Peter Decker, Bernhard Walke: Een algemene pakketradiodienst voorgesteld voor GSM . In: ETSI SMG Workshop "GSM in een toekomstige concurrerende omgeving" . Helsinki, Finland 13 oktober 1993, p.   1–20 ( rwth-aachen.de [PDF; geraadpleegd op 8 februari 2019]).
  6. General Packet Radio Service (GPRS) (Engels) - pagina bij Nuntius ; Status: 12 maart 2009; (zie tabel onder "Kanaalcoderingsschema's")
  7. 3GPP TS 23.060: Algemene pakketradioservice (GPRS); Dienstbeschrijving; Stage 2; Kaap. 5.4.5: Mobiele stations. (ZIP / DOC; 5,2 MB) 29 september 2009, geraadpleegd op 2 december 2009 (Engels).
  8. Nokia Duitsland - Nokia N900 - Technische specificaties. 7 januari 2010, geraadpleegd op 30 januari 2010 .

web links