GPRS - Architecture

L'architecture GPRS fonctionne sur la même procédure que le réseau GSM, mais a des entités supplémentaires qui permettent la transmission de données par paquets. Ce réseau de données chevauche un réseau GSM de deuxième génération assurant le transport de données par paquets aux débits de 9,6 à 171 kbps. Parallèlement au transport de données par paquets, le réseau GSM permet à plusieurs utilisateurs de partager simultanément les mêmes ressources d'interface radio.

Voici le diagramme de l'architecture GPRS:

Le GPRS tente de réutiliser autant que possible les éléments de réseau GSM existants, mais pour construire efficacement un réseau cellulaire mobile basé sur les paquets, de nouveaux éléments de réseau, interfaces et protocoles de gestion du trafic de paquets sont nécessaires.

Par conséquent, le GPRS nécessite des modifications de nombreux éléments du réseau GSM, comme résumé ci-dessous:

Élément de réseau GSM Modification ou mise à niveau requise pour GPRS.
Station mobile (MS) Une nouvelle station mobile est requise pour accéder aux services GPRS. Ces nouveaux terminaux seront rétrocompatibles avec le GSM pour les appels vocaux.
BTS Une mise à niveau logicielle est requise dans la station de réception de base (BTS) existante.
BSC Le contrôleur de station de base (BSC) nécessite une mise à niveau logicielle et l'installation d'un nouveau matériel appelé unité de contrôle de paquets (PCU). La PCU dirige le trafic de données vers le réseau GPRS et peut être un élément matériel distinct associé au BSC.
Nœuds de support GPRS (GSN) Le déploiement de GPRS nécessite l'installation de nouveaux éléments de réseau central appelés nœud de support GPRS de desserte (SGSN) et nœud de support GPRS de passerelle (GGSN).
Bases de données (HLR, VLR, etc.) Toutes les bases de données impliquées dans le réseau nécessiteront des mises à niveau logicielles pour gérer les nouveaux modèles d'appel et les nouvelles fonctions introduites par GPRS.

Stations mobiles GPRS

Les nouvelles stations mobiles (MS) doivent utiliser les services GPRS car les téléphones GSM existants ne gèrent pas l'interface hertzienne améliorée ou les données par paquets. Une variété de MS peut exister, y compris une version haut débit des téléphones actuels pour prendre en charge l'accès aux données haut débit, un nouveau dispositif PDA avec un téléphone GSM intégré et des cartes PC pour ordinateurs portables. Ces stations mobiles sont rétrocompatibles pour passer des appels vocaux à l'aide du GSM.

Sous-système de station de base GPRS

Chaque BSC nécessite l'installation d'une ou plusieurs unités de contrôle de paquets (PCU) et une mise à niveau du logiciel. La PCU fournit une interface de données physique et logique au sous-système de station de base (BSS) pour le trafic de données par paquets. Le BTS peut également nécessiter une mise à niveau logicielle, mais ne nécessite généralement pas d'améliorations matérielles.

Lorsque le trafic voix ou données provient du mobile de l'abonné, il est transporté via l'interface radio vers le BTS, et du BTS vers le BSC de la même manière qu'un appel GSM standard. Cependant, à la sortie du BSC, le trafic est séparé; la voix est envoyée au centre de commutation mobile (MSC) par GSM standard, et les données sont envoyées à un nouveau dispositif appelé SGSN via le PCU via une interface Frame Relay.

Nœuds de support GPRS

À la suite de deux nouveaux composants, appelés nœuds de support GPRS de passerelle (GSN) et nœud de support GPRS de service (SGSN) sont ajoutés:

Nœud de support de passerelle GPRS (GGSN)

Le nœud de support Gateway GPRS agit comme une interface et un routeur vers les réseaux externes. Il contient des informations de routage pour les mobiles GPRS, qui sont utilisées pour acheminer les paquets via la dorsale interne IP vers le nœud de support GPRS de service approprié. Le GGSN collecte également des informations de facturation liées à l'utilisation des réseaux de données externes et peut agir comme un filtre de paquets pour le trafic entrant.

Servant le nœud de support GPRS (SGSN)

Le nœud de support GPRS Serving est responsable de l'authentification des mobiles GPRS, de l'enregistrement des mobiles dans le réseau, de la gestion de la mobilité et de la collecte d'informations sur la tarification de l'utilisation de l'interface aérienne.

Backbone interne

La dorsale interne est un réseau basé sur IP utilisé pour transporter des paquets entre différents GSN. Le tunneling est utilisé entre les SGSN et les GGSN, de sorte que la dorsale interne n'a pas besoin d'informations sur les domaines en dehors du réseau GPRS. La signalisation d'un GSN à un MSC, HLR ou EIR se fait à l'aide de SS7.

Zone de routage

GPRS introduit le concept de zone de routage. Ce concept est similaire à la zone de localisation dans GSM, sauf qu'il contient généralement moins de cellules. Les zones de routage étant plus petites que les zones de localisation, moins de ressources radio sont utilisées lors de la diffusion d'un message de recherche.