Интерфейсы в GPRS.

Для пакетной передачи данных и сигнализации в GPRS разработаны Gn, Gb, Gp и Gi интерфейсы, где на уровне соединений использована технология пакетной передачи (например, Frame Relay или АТМ). Интерфейсы Gs, Gr, Gs и Gc являются чисто сигнальными и организованы на основе ОКС 7 (рис. 4.15).

l

l Рис. 4.15. Логическая структура сети GSM/GPRS

Gn интерфейс представляет собой туннель (рис. 4.16). Подуровни IP, UDP/TCP и GTP относятся ко второму уровню (соединений). При туннельной передаче между SGSN и GGSN (в общем случае между двумя GSN) дейтаграммы (пакеты) помещают в контейнеры (инкапсулируют) и передают без каких-либо изменений. При этом, дейтаграмма сохраняя внутреннюю адресацию на сетевом уровне (по протоколам IP или X.25), которая обеспечивает доступ к абоненту, имеет внешние адреса по IP протоколу для обозначения конечных узлов GSN туннеля. Структура туннельного соединения приведена на рис. 4.16, а формат сообщений, передаваемых по туннелю, на рис. 4.16а.

Рис.4.16. Структура туннельного соединения

IP

UDP

GTP

IP

TCP/UDP

Информационное сообщение

Рис.4.16а. Формат пакетов, передаваемых по туннелю

Залитая часть пакета (рис.4.16а) состоит из трех подзаголовков трех подуровней туннельного протокола, содержащих:

IP – локальные IP-адреса функциональных узлов, между которыми организован туннель;

UDP – номера портов в соответствующих функциональных узлах;

GTP – идентификатор собственно туннеля, помеченный его конечной точкой TEID (Tunnel Endpoint Identifier). TEID – 32-битовое двоичное число, выделяемое при организации туннеля приемной стороной. При создании двунаправленных туннельных соединений, например, на интерфейсе Gn, фактически организуют 2 туннеля, один из которых имеет TEID в SGSN для передачи пакетов трафика вниз, а другой в GGSN для передачи вверх.

Изначально между BSS и SGSN был Gb интерфейс. В настоящее время в сетях GSM/UMTS его меняют на интерфейс Iu(PS), который также представляет собой туннельное соединение.

Для передачи по радиоканалу (Um-интерфейсу) дейтаграммы разбивают на блоки, обрабатывая на RLC/MAC уровнях, где их фрагментируют и подвергают необходимой обработке. Эти два протокольных уровня действуют на соединении MSó BSC (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Интерфейс MSó BSC в GPRS

RLC/MAC (Radio Link Control / Medium Access Control). RLC и МАС тесно связаны между собой и служат для обеспечения высоконадежной передачи данных на радиоинтерфейсе. RLC уровень при передаче фрагментирует LLC-фреймы на RLC/MAC блоки, которые затем поступают на MAC уровень. При приеме RLC восстанавливает LLC-фреймы из RLC/MAC блоков. RLC также выполняет функции мультиплексирования, для того, чтобы более одной MS могли использовать один физический канал, а одна MS могла занять до 8 TS. При передаче с подтверждением RLC уровень обеспечивает повторную передачу RLC/MAC блоков. Функции MAC уровня заключаются в управлении сигнальными процедурами через Um интерфейс, необходимыми для получения доступа к сети на радиоинтерфейсе (запрос и выделение радиоканала), включая постановку пакетов в очередь в соответствии с их приоритетом.

RCL/MAC уровень может работать в режиме с подтверждением (Acknowledged operation) и без подтверждения (Unacknowledged operation).

Для обеспечения однонаправленной передачи LLC-фреймов на PDCH организуют физическое соединение, называемое временным потоком блоков (Temporary Block Flow - TBF). Для TBF выделяют радиоресурс на одном или нескольких PDTCH. TBF создают только на время передачи данных.

Каждый RLC/MAC блок содержит информацию о том TBF, к которому он принадлежит. С этой целью TBF нумеруют: присваивают им идентификатор TFI (Temporary Flow Identifier). Возможны значения TFI от 0 до 31. TFI выделяет BSC и передает его MS в сообщении о выделении ресурса, предшествующем передаче информации. Этот идентификатор указывает на принадлежность RLC/MAC блока определенной MS.

Структуры RLC/MAC блоков для передачи каналов трафика (PDTCH) и каналов сигнализации (PACCH, PBCCH, PPCH, PAGCH, PNCH, PTCCH/D) различны. Различны также форматы RLC/МАС блоков для направлений вниз и вверх. RLC/MAC блоки для каналов трафика состоят из блока RLC данных (RLC data block) и так называемого MAC заголовка (MAC header) (рис.4.18). Блок RLC данных, в свою очередь, состоит из RLC заголовка (RLC header) и собственно RLC данных (RLC data unit). RLC/MAC блок для каналов сигнализации содержит MAC заголовок и RLC/MAC сигнальный блок (RLC/MAC control block). Последний, в свою очередь, при передаче информации вниз включает сигнальный заголовок (Control header).

Рис. 4.18. Возможные структуры RLC/MAC блоков

MAC заголовок имеет фиксированную длину 8 бит. Он содержит несколько полей, различных для направлений вверх и вниз. В любом случае одно из полей указывает вид данного RLC/MAC блока. На линии вниз первые 3 бита MAC заголовка определяют флаг состояния канала вверх (Uplink State Flag - USF). Как было отмечено, USF указывает MS, может ли она использовать следующий блок мультикадра данного физического канала для передачи информации в направлении вверх..

RLC заголовок также состоит из полей, различных для направлений вверх и вниз. Из информации, содержащейся в RLC заголовке, отметим идентификатор TFI и порядковый номер RLC/MAC блока (Block Sequence Number - BSN) в TBF. Нумерацию блоков используют для того, чтобы можно было запросить повторную передачу блоков, принятых с ошибками.

Размер информационной части RLC/MAC блока может составлять 184, 271, 315 и 431 бит и зависит от используемой на физическом уровне одной из 4 схем канального кодирования. При передаче каналов сигнализации RLC/MAC блок имеет фиксированную длину - 184 бита. RLC/MAC блоки передают на физический уровень.

4.7. Основные процедуры в GPRS.

ATTACH – подключение MS к GPRS подсети.

DETACH – отключение MS от GPRS подсети.

Процедуры Attach и Detach используют для изменения состояния MS и соответствующего программного обеспечения MM-контекста (MM – Mobile Management) в SGSN.

Как было указано ранее MS при работе в пакетном режиме может находиться в одном из трех состояний: Idle, Ready и Standby (рис. 4.19). В состоянии Ready MS выделен канальный ресурс и идет обмен пакетами, Если в течение определенного времени (READY timer) пользовательские пакеты не приходят, MS переводят в состояние Standby.

Рис. 4.19. Состояния MM-контекста в MS и SGSN

В состоянии Standby ММ-контекст активизирован, но канальный ресурс с MS снят. Если SGSN имеет данные или сигнальную информацию для MS, находящейся в состоянии Standby, то он посылает пейджинг (Paging Request) в ту RA, где MS находится. При ответе MS на пейджинг MM cостояние в MS изменяется на Ready, а в SGSN - после получения этого ответа. При отсутствии данных о местоположении MS пейджинг не посылают. С другой стороны, MM состояние в MS изменяется на Ready и в случае, когда MS посылает данные или сигнальную информацию. Соответственно состояние в SGSN изменяется на Ready, когда эти данные будут приняты SGSN.

Если MS в течение длительного времени находится в состоянии Standby,а обмена пакетами не происходит, то срабатывает таймер пребывания в состоянии Standby и MS переводят в состояние Idle.

Дата добавления: 2015-08-27