GPRS được phỏt triển trờn cơ sở mạng GSM sẵn cú. Cỏc phần tử của mạng GSM chỉ cần nõng cấp về phần mềm, ngoại trừ BSC phải nõng cấp
phần cứng. GSM lỳc đầu được thiết kế cho chuyển mạch kờnh nờn việc đưa dịch vụ chuyển mạch gúi vào mạng đũi hỏi phải bổ sung thờm thiết bị mới. Hai node được thờm vào để làm nhiệm vụ quản lý chuyển mạch gúi là node hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN) và node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN), cả hai node được gọi chung là cỏc node GSN. Node hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN) và node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN) thực hiện thu và phỏt cỏc gúi số liệu giữa cỏc MS và cỏc thiết bị đầu cuối số liệu cố định của mạng số liệu cụng cộng (PDN). GSN cũn cho phộp thu phỏt cỏc gúi số liệu đến cỏc MS ở cỏc mạng thụng tin di động GSM khỏc.
► Node GSN
• Cấu trỳc
- Cỏc node GSN được xõy dựng trờn nền tảng hệ thống chuyển mạch gúi hiệu
suất cao. Nền tảng này kết hợp những đặc tớnh thường cú trong thụng tin dữ liệu
như tớnh cụ động và năng lực cao, những thuộc tớnh trong viễn thụng như độ vững chắc và khả năng nõng cấp. Những đặc tớnh kỹ thuật nền tảng của hệ thống này là :
Hỡnh 2.8. Cấu trỳc mạng GPRS
+ Hệ thống cú thể hỗ trợ sự kết hợp một vài ứng dụng trong cựng một node
+ Phần lưu thụng và điều khiển phõn chia chạy trờn nhiều bộ xữ lý khỏc nhau. Cú ba loại xử lý được dựng là :
+ Bộ xử lý ứng dụng trung tõm (AP/C) cho cỏc chức năng trung tõm và dựng chung như OM.
của GPRS.
+ Bộ xử lý thiết bị (DP) chuyờn dựng trong quản lý lưu lượng tại một vài kiểu giao diện nào đú như IP thụng qua giao diện ATM.
Ngoài ra cấu trỳc phần mềm của GSN cũng được chia ra thành cỏc phõn hệ bao gồm cỏc phõn hệ nũng cốt và cỏc phõn hệ ứng dụng đề hỗ trợ và quản lý hệ thống.
• Thuộc tớnh của node GSN
- Cỏc node GSN thường là cỏc Router cú dung lượng lớn. Trong cỏc GGSN cú thờm cổng BG để chia sẽ cỏc giao diện vật lý đến cỏc mạng ngoài và đến mạng backbone. Một BG cú thể quản lý nhiều mạng PLMN.
- Chức năng tớnh cước thực hiện trong cỏc SGSN và GGSN cú kết hợp với cỏc
thiết bị khỏc để cung cấp cho nhà quản lý mạng khả năng tớnh cước đa dạng như
tớnh cước theo lượng dữ liệu, theo thời gian cuộc gọi, theo kiểu dịch vụ, theo đớch đến…
- Khả năng cấp phỏt động địa chỉ IP cho phộp nhà quản lý mạng sử dụngvà tỏi sử dụng lại một số lượng địa chỉ IP giới hạn dựng cho mạng PLMN. Điều này sẽ hạn chế tối đa tổng số địa chỉ IP cấp cho mỗi PLMN.
- Cung cấp cỏc chức năng bảo mật trong GSN thụng qua cỏc thủ tục xỏc nhận cú chọn lọc.
- Quản lý lưu lượng trong SGSN : Trong một chu kỳ thời gian, cỏc gúi dữ liệu cú độ trễ cấp 1 theo QoS sẽ được phõn phỏt trước bất kỳ gúi dữ liệu nào cú độ trễ cấp
- Lưu lượng đến và đi từ cỏc MS trong cựng một mức trễ sẽ được xữ lý theo kiểu hàng đợi.
• Chức năng
* Node hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN)
- Quản lý việc di chuyển của cỏc đầu cuối GPRS bao gồm việc quản lý vào mạng, rời mạng của thuờ bao, mật mó, bảo mật của người sử dụng, quản lý vị trớ hiện thời của thuờ bao v.v…
- Định tuyến và truyền cỏc gúi dữ liệu giữa cỏc mỏy đầu cuối GPRS. Cỏc luồng được định tuyến từ SGSN đến BSC thụng qua BTS để đến MS.
- Quản lý trung kế logic tới đầu cuối di động bao gồm việc quản lý cỏc kờnh lưu lượng gúi, lưu lượng nhắn tin ngắn SMS và tớn hiệu giữa cỏc mỏy đầu cuối với mạng.
- Xử lý cỏc thủ tục dữ liệu gúi PDP (Packet Data Protocol) bao gồm cỏc thụng số quan trọng như tờn điểm truy nhập, chất lượng dịch vụ khi kết nối với một mạng dữ liệu khỏc bờn ngoài hệ thống.
- Quản lý cỏc nguồn kờnh tài nguyờn BSS.
- Cung cấp cỏc file tớnh cước dành cho dữ liệu gúi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Quản lý truy nhập, kiểm tra truy nhập cỏc mạng dữ liệu ngoài bằng mật mó và sự xỏc nhận.
* Node hỗ trợ GPRS cổng (GGSN)
Để trao đổi thụng tin với mạng dữ liệu ngoài SGSN phải thụng qua node hỗ trợ GPRS cổng là GGSN. Về mặt cấu trỳc GGSN cú vị trớ tương tự như gate MSC. Thụng thường GGSN là một Router mạnh cú dung lượng lớn. Chức năng chớnh của GGSN là :
- Hỗ trợ giao thức định tuyến cho dữ liệu mỏy đầu cuối. - Giao tiếp với cỏc mạng dữ liệu gúi IP bờn ngoài . - Cung cấp chức năng bảo mật mạng.
- Cung cấp dữ liệu tớnh cước (CDRs). ► Mạng Backbone
Mạng Backbone kết hợp một số giao diện chuẩn dữ liệu chuẩn dựng để kết nối cỏc giữa node SGSN, GGSN và cỏc mạng dữ liệu bờn ngoài. Cú hai loại mạng backbone :
- Mạng intra-backbone : Kết nối cỏc phần tử trong cựng một PLMN như cỏc node SGSN, GGSN.
- Mạng inter-backbone : Dựng để kết nối giữa cỏc mạng intra-backbone của hai PLMN khỏc nhau thụng qua cổng BG (Border Gateway).
Như vậy mạng Backbone giải quyết vấn đề tương tỏc giữa cỏc mạng
GPRS. Lý do chớnh mà hệ thống hỗ trợ vấn đề tương tỏc giữa cỏc mạng GPRS là để cho phộp roaming giữa cỏc thuờ bao GPRS. Cỏc thuờ bao roaming sẽ cú một địa chỉ PDP được cấp phỏt bởi mạng PLMN chủ, một router chuyển tiếp giữa mạng PLMN chủ và mạng PLMN mà thuờ bao di chuyển đến. Định tuyến này được dựng cho cả thuờ bao đó hoàn thành hay bắt đầu truyền dữ liệu. Thụng tin được truyền đi thụng qua cỏc cổng biờn BG.
Hỡnh 2.9. Mạng Backbone
►Cấu trỳc BSC trong GPRS
Để nõng cấp mạng GSM lờn GPRS, ngoài việc nõng cấp phần mềm ta cần bổ sung vào trong BSC một phần cứng gọi là khối kiểm soỏt gúi (PCU). PCU cú nhiệm vụ xử lý việc truyền dữ liệu gúi giữa mỏy đầu cuối và SGSN trong mạng GPRS.
Hỡnh 2.10. Giao diện Gb mở kết nối PCU với SGSN
PCU quản lý cỏc lớp MAC và RLC của giao diện vụ tuyến, cỏc lớp dịch vụ mạng của giao diện Gb (giao diện giữa PCU và SGSN). Nú bao gồm phần mềm trung tõm, cỏc thiết bị phần cứng và cỏc phần mềm vựng (RPPs). Chức năng của RPP là phõn chia cỏc khung PCU giữa cỏc giao diện Gb và A-bis, chỳng cú thể được thiết lập để làm việc với một giao diện A- bis hay với cả hai giao diện A-bis và Gb. Giải phỏp bổ sung PCU vào BSC là một giải phỏp hiệu quả về mặt chi phớ hệ thống.
Về truyền dẫn thỡ giao diện A-bis được sử dụng lại cho cả chuyển mạch kờnh và chuyển mạch gúi trờn GPRS, nhưng giao diện giữa BSS và SGSN lại dựa trờn giao diện mở Gb. Thụng qua A-bis, cỏc đường truyền dẫn và bỏo hiệu hiện tại của GSM được sử dụng lại trong GPRS nờn đem lại hiệu suất hệ thống cao và hiệu quả trong giỏ thành. Giao diện Gb mới là một đề
xuất mới nhưng nú cú thể định tuyến lưu thụng Gb một cỏch trong suốt thụng qua MSC.