GPRS - Routage de données

Le routage des données ou l'acheminement des paquets de données à partir d'un utilisateur mobile est l'une des conditions essentielles du réseau GPRS. L'exigence peut être divisée en deux domaines:

  • Routage des paquets de données
  • Gestion de la mobilité.

Routage des paquets de données

Les rôles importants du GGSN impliquent une synergie avec le réseau de données externe. Le GGSN met à jour le répertoire d'emplacement à l'aide des informations de routage fournies par les SGSN sur l'emplacement d'un MS. Il achemine le paquet de protocole de réseau de données externe encapsulé sur le squelette GPRS vers le SGSN desservant actuellement la MS. Il décapsule et transfère également les paquets de réseau de données externes vers le réseau de données approprié et collecte les données de facturation qui sont transmises à une passerelle de facturation (CG).

Il existe trois schémas de routage importants:

  • Mobile-originated message - Ce chemin commence sur le périphérique mobile GPRS et se termine sur l'hôte.

  • Network-initiated message when the MS is in its home network - Ce chemin commence sur l'hôte et se termine sur le périphérique mobile GPRS.

  • Network-initiated message when the MS roams to another GPRS network - Ce chemin commence au niveau de l'hôte du réseau visité et se termine au niveau de l'appareil mobile GPRS.

Le réseau GPRS encapsule tous les protocoles de réseau de données dans son propre protocole d'encapsulation appelé protocole de tunnel GPRS (GTP). Le GTP assure la sécurité du réseau fédérateur et simplifie le mécanisme de routage et la livraison des données sur le réseau GPRS.

Gestion de la mobilité

Le fonctionnement du GPRS est en partie indépendant du réseau GSM. Cependant, certaines procédures partagent les éléments de réseau avec les fonctions GSM actuelles pour augmenter l'efficacité et utiliser au mieux les ressources GSM gratuites (telles que les tranches de temps non allouées).

Un MS peut être dans l'un des trois états suivants dans le système GPRS. Le modèle à trois états est unique à la radio par paquets. Le GSM utilise un modèle à deux états, soit inactif soit actif.

État actif

Les données sont transmises entre une MS et le réseau GPRS uniquement lorsque la MS est à l'état actif. Dans l'état actif, le SGSN connaît l'emplacement de la cellule de la MS.

La transmission de paquets vers une MS active est initiée par la recherche de paquets pour notifier la MS d'un paquet de données entrant. La transmission de données se déroule immédiatement après la recherche de paquets sur le canal indiqué par le message de recherche de personnes. Le but du message de pagination est de simplifier le processus de réception des paquets. La station mobile écoute uniquement les messages de radiomessagerie au lieu de tous les paquets de données dans les canaux de liaison descendante. Cela réduit considérablement l'utilisation de la batterie.

Lorsqu'une station mobile a un paquet à transmettre, elle doit accéder au canal de liaison montante (c'est-à-dire au canal vers le réseau de données par paquets où résident les services). Le canal de liaison montante est partagé par un certain nombre de MS et son utilisation est allouée par un BSS. La station mobile demande l'utilisation du canal dans un message d'accès aléatoire. Le BSS attribue un canal inutilisé à la MS et envoie un message d'autorisation d'accès en réponse au message d'accès aléatoire.

État de veille

Dans l'état de veille, seule la zone de routage de la MS est connue. (La zone de routage peut être constituée d'une ou plusieurs cellules dans une zone de localisation GSM).

Lorsque le SGSN envoie un paquet à une MS qui est dans l'état d'attente, la MS doit être paginée. Etant donné que le SGSN connaît la zone de routage de la station mobile, un message de recherche de paquets est envoyé à la zone de routage. À la réception du message de recherche de paquets, la station mobile transmet son emplacement de cellule au SGSN pour établir l'état actif.

État de repos

Dans l'état de repos, la station mobile n'a pas de contexte logique GPRS activé ou aucune adresse de réseau public de données à commutation de paquets (PSPDN) n'est allouée. Dans cet état, la MS ne peut recevoir que les messages multicast qui peuvent être reçus par n'importe quelle MS GPRS. Étant donné que l'infrastructure de réseau GPRS ne connaît pas l'emplacement de la MS, il n'est pas possible d'envoyer des messages à la MS à partir de réseaux de données externes.

Mises à jour du routage

Lorsqu'un MS qui est dans un état actif ou en attente passe d'une zone de routage à une autre dans la zone de service d'un SGSN, il doit effectuer une mise à jour de routage. Les informations de zone de routage dans le SGSN sont mises à jour et le succès de la procédure est indiqué dans le message de réponse.

Une procédure de mise à jour de routage basée sur les cellules est invoquée lorsqu'un MS actif entre dans une nouvelle cellule. La MS envoie un court message contenant l'identité de la MS et son nouvel emplacement via des canaux GPRS à son SGSN actuel. Cette procédure n'est utilisée que lorsque la station mobile est à l'état actif.

La mise à jour de routage inter-SGSN est la mise à jour de routage la plus compliquée. La station mobile passe d'une zone SGSN à une autre et doit établir une nouvelle connexion avec un nouveau SGSN. Cela signifie créer un nouveau contexte de liaison logique entre la MS et le nouveau SGSN et informer le GGSN du nouvel emplacement de la MS.