GPRS (2.5 G)

Posted on 31 marzo, 2011

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GPRS (por sus siglas en inglés) Es una red de conmutación de paquetes que utiliza los recursos, radio fundamentalmente, de la red GSM y que interactúa con esta, con los nodos HLR y AUC fundamentalmente, para ofrecer el servicio de conmutación de paquetes a través de la red GSM. Una  red GSM con la característica de ‘alta velocidad’ puede transmitir datos a una velocidad de hasta 14.400 Kbps, mientras que una red con GPRS puede llegar a transmitir a 384Kbps (red GPRS mejorada o EDGE, será definida más adelante). La arquitectura de una red GPRS se muestra a continuación.

Como se observa en la figura anterior Hay dos nuevos nodos y una nueva red que será IP. Los dos nuevos nodos son:

  • GGSN: Es el nodo que conecta la red GPRS con las redes IP externas (como Internet).
  • SGSN: Se encarga de interactuar con el interfaz radio. Es como un pequeño VLR. Guarda la información sobre la localización, en el interfaz radio, de los abonados GPRS.

Los abonados que utilizan GPRS son definidos en el HLR y AUC. No hace falta un nodo de base de datos exclusivo para ellos.

Clases de dispositivos GPRS

Existen tres clases de dispositivos móviles teniendo en cuenta la posibilidad de usar servicios GSM y GPRS simultáneamente:

  • Clase A: Estos dispositivos pueden utilizar de manera simultánea servicios GPRS y GSM (Son poco comunes).
  • Clase B: Sólo pueden estar conectados a uno de los dos servicios en cada momento. Mientras se utiliza un servicio se suspende el otro, que se reinicia automáticamente cuando finaliza el servicio. La mayoría de los teléfonos móviles son de este tipo.
  • Clase C: Se conectan alternativamente a uno u otro servicio. El cambio entre GSM y GPRS debe realizarse de forma manual En este tipo se pueden englobar las tarjetas PCMCIA o USB que se conectan a los ordenadores portátiles para proveer conexión a las redes (en su mayoría Internet). Este tipo de tarjetas son sólo GPRS.

Funcionamiento de GPRS

El funcionamiento es muy parecido al de GSM, pero más sencillo (hay muchos menos mensajes de protocolo definidos para GPRS) y contactando con el SGSN en lugar de el VLR.

Actualización de la localización (attach)

Es muy parecida a la de GSM. Cada vez que el abonado GPRS cambia de SGSN informa al HLR.

(1) El abonado  avisa a la red de que está posicionado en un nuevo  lugar.

(2) El SGSN (sólo si el SGSN es distinto al anterior) avisa al HLR que el abonado está en un nuevo SGSN.

(3) El HLR informa al SGSN sobre todos los datos GPRS que tiene de ese abonado.

(4) El SGSN responde que los ha recibido bien (si no fuera así informaría en este mensaje).

(5) El HLR informa al SGSN que la operación se ha realizado correctamente (si hubiera habido cualquier problema informaría en este mensaje).

(6) El abonado es notificado, a través del interfaz radio, sobre como ha ido la operación.

Cancelación de la localización (detach)

Es muy parecida a la de GSM. Cada vez que el abonado GPRS cambia de SGSN informa al HLR para que elimine sus datos del SGSN anterior. Se produce cuando un operador cambia de SGSN. EL SGSN anterior es informado de que el abunado ya no está allí.

(1) El SGSN (antiguo informa al HLR  que el abonado ya no se encuentra allí.

(2) El HLR manda al SGSN que borre todos los datos sobre el abonado.

(3) El SGSN informa al HLR como se ha desarrollado la acción.

(4) El HLR informa al SGSN como se ha desarrollado toda la operación.

Activación de PDP context

 

Haciendo un símil con GSM puede verse como si fuera la inicialización de una llamada de voz.

El abonado se conectará a un  punto de transferencia (APN por sus siglas en inglés) para iniciar la transferencia. Según el APN, se accederá a uno u otro servicio (por ejemplo mms. movilfacil.es le dará acceso a MMS, internet.movilfacil.es dará acceso a navegación por internet). La selección del APN es transparente al usuario. Cada APN se corresponde con una dirección IP por lo que la traducción por el DNS es necesaria.

Los APNs están definidos en el HLR y el terminal.

PDP (por sus siglas en inglés) indica que tipo de protocolo de paquetes se va a utilizar. Normalmente será IP (se usará en su mayoría IPv4 ya que todavía no hay muchas IPv6) o X.25 (que suele configurarse como una subred de IP)  fundamentalmente. Haciendo un simil con GSM puede verse como si fuera el inicio de una llamada de voz. La activación puede producirse por la red (el abonado va a recibir un MMS), o por el propio abonado (el abonado va a navegar) esta última es la que describiremos aquí.

(1) El abonado informa, por el interfaz radio ,que va a realizar una conexión

(2) El SGSN informa al GGSN que el abonado quiere hacer una conexión, el GGSN comprueba que el abonado tiene permisos suficientes para acceder al APN solicitado

(3) El GGSN informa al SGSN del resultado puede ser correcto o contestar con un error

(4) El SGSN transmite, vía interfaz radio, la respuesta al abonado. Si todo ha ido bien iniciará la conexión al APN solicitado con el  PDP requerido en el primer mensaje. Si no es así notificará al abonado el error correspondiente en este mensaje.

Cuando la conexión es iniciada por la red (como puede ser el caso para MMS) es el abonado el que decide tramitar o no la conexión.

Desactivación de PDP context

Haciendo un símil con GSM puede verse como si fuera la finalización de una llamada de voz. Puede ser originado por el abonado, descrito en la figura siguiente, o iniciado por la red

(1) El abonado informa, por el interfaz radio, que va a realizar una desconexión del PDP actual.

(2) El SGSN informa al GGSN que el abonado va a hacer una desconexión.

(3) El GGSN confirma al SGSN que ha recibido correctamente el mensaje anterior y que puede desconectarse. Si hubiera cualquier problema lo notificaría en este mensaje.

(4) El SGSN transmite, vía interfaz radio, la respuesta al abonado. Si todo ha ido bien iniciará la desconexión del PDP al que estaba conectado. Si no es así notificará al abonado el error correspondiente en este mensaje.

Cuando la conexión es terminada por la red, esta desconexión puede estar iniciada por el SGSN o por el  HLR.

Hay más procedimientos pero estos son los fundamentales.

EDGE:

 

Como hemos dicho con anterioridad la funcionalidad EDGE permite la transmisión de datos hasta de 384Kbs. Para conseguir esto es necesaria una transformación del tipo de modulación en radio (como ya se ha dicho con anterioridad el interfaz radio queda fuera del objeto de este blog pero por coherencia se introduce esta información). La nueva modulación, digital, será 8PSK.

Para poder usar EDGE los terminales/tarjetas deben ser compatibles con el nuevo tipo de modulación.

A nivel de núcleo central de la red no hay modificaciones ya que se considerará al abonado como un abonado GPRS.

Glosario

  • APN                           Access Point Name
  • DNS                           Domain Name System
  • GPRS                         General Packet Radio Service
  • GGNS                         Gateway  GPRS Support Node
  • PDP                            Packet Data Protocol
  • SGNS                         Serving GPRS Support Node
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