2015-06-24
708
В последние годы технология Internet выделилась как главная движущая сила новых разработок в области телекоммуникационных сетей. Объем пакетного трафика данных стремительно возрастает, при этом сетевые операторы все более адаптируют свои стратегии и планы к переходу к мультисервисным сетям связи на основе IP-протокола. Очевидно, что в будущем Internet все больше и больше будет использоваться в нашей повседневной жизни.
Стремительный рост Internet и успешное внедрение новых технологий в подвижных сетях связи предполагает увеличивающийся спрос на мобильный доступ к Internet-приложениям.
GPRS может быть описан как служба, обеспечивающая оптимизированный доступ к Internet при использовании в значительной степени существующей инфраструктуры GSM.
Принцип коммутации пакетов используется во всей сети GPRS. По сути, сеть GPRS - это соединение заранее определенных узлов GPRS в наземной мобильной сети общего пользования (PLMN), основанное на IP-протоколе маршрутизации в среде Интернет. По беспроводному интерфейсу ресурсы предоставляются подвижным абонентам только временно на основе процедуры per-packet. В отличие от коммутации каналов в GSM, где временные интервалы назначаются одному пользователю на полное время соединения, в GPRS ресурсы радиоканала предоставляются только на время передачи одного или нескольких IP-пакетов.
По существу, GPRS – это пакетная система передачи данных, функционирующая анало гично с Internet. Весь поток данных отправителя разбивается на отдельные пакеты и затем доставляется получателю, где происходит сборка пакетов. При этом совсем необязательно, что все пакеты пойдут одним маршрутом. При инициализации GPRS-сессии каждому GPRS терминалу присваивается свой уникальный адрес, что по аналогии с Internet «превращает» каждое GPRS устройство в отдельный WEB-сервер. Протокол GPRS прозрачен для ТСРЛР, поэтому интеграция GPRS сети с Internet происходит незаметно для конечного пользователя.
При передаче данных, помимо высокоэффективных алгоритмов кодирования, каждому терминалу автоматически выделяются неиспользуемые в данный момент времени тайм-слоты, что позволяет оптимизировать загрузку сети. Разумеется, такая схема влечет за собой «плавающие», в зависимости от количества активных абонентов, скорости передачи данных у конкретной БС. Частичным решением этой проблемы является система приоритетов голосовых и GPRS соединений, которая выстраивается оператором сотовой связи.
GPRS является достаточно гибкой и расширяемой технологией, так как она использует базовые механизмы IP, что обеспечивает потенциальную возможность надстройки над GPRS новых протоколов IETF. Например, одной из рабочих групп IETF разрабатывается новый транспортный протокол для сигнализации – Call Processing Syntax (язык обработки вызовов), позволяющий пользователям и системным администраторам определять свои скрипт-сценарии вызова услуг IP телефонии, которые могут реализовываться в сетевых шлюзах [3].
При использовании системы пакетной передачи абонент получает и отправляет данные с переменной скоростью, которая определяется условиями распространения сигнала и наличием свободных каналов в пределах заданной соты. При этом динамическое выделение каналов производится исходя из приоритета голосовых каналов, т.е. система автоматически выделяет под пакетную передачу все каналы, не занятые передачей голоса. Таким образом, реальная скорость приема и передачи будет во многом зависеть от загруженности голосовых каналов в пределах каждой конкретной соты.
Кроме расширения возможностей, основанных на интерфейсах системы сигнализации ОКС № 7, в GPRS определены новые интерфейсы, основанные на протоколах IP, X.25 и FR [80].
GPRS предусматривает непосредственную поддержку сетевых протоколов IP, X.25. Это означает, что традиционные приложения IP и Х.25 могут работать по сетям сотовой связи, т.е. сотовую сеть с сервисом GPRS становится возможным рассматривать как беспроводное продолжение пакетных сетей IP или Х.25. При этом GPRS реализует в сети GSM логические каналы, механизмы установления/разъединения виртуальных каналов и протокольных услуг для поддержки транспортных протоколов сетей коммутации пакетов TCP/IP и Х.25.
Одним из важных перспективных решений в этой концепции эволюционного перехода от GPRS к мобильному Интернету является разработка специального узла IGSN (Internet GPRS Support Node) – узла поддержки режимов Интернета в сети GPRS. Реализация в среде GPRS базовых IP функций и ряда специализированных протоколов IETF позволяет на общей сетевой IP платформе решать принципиальные задачи развития сетей GSM в части поддержки в сетях GSM режимов связи и услуг реального времени.
В настоящее время, как классические протоколы GSM, так и протоколы GPRS не обеспечивают гарантированное качество связи QoS (время задержки, время реакции и др.), требуемое для режимов реального времени (real-time operations), например, для интерактивных иформационных услуг или видеоконференцсвязи. В этой связи на базе усовершенствован-ых механизмов IP рабочими группами IETF предлагаются следующие решения [3]:
– протоколы RSVP, Intserv, DiffServ и другие методы оптимизации пакетного трафика, обеспечивающие высокие и гарантированные параметры QoS;
– новые механизмы быстрого хэндовера: буферизация абонентских данных в узле SGSN, методы адаптивной маршрутизации при переключении сот, реализация хэндовера в ре-жиме мультивещательных запросов мобильной станции на переключение и т.п.
Важно отметить, что в мобильных IP сетях появляется возможность использовать технологические достижения фиксированного Интернета. Технология GPRS становится, таким образом, продуктивной средой переноса IP механизмов реального времени в мобильные применения.
Внедрение GPRS подготавливает основу для постепенного перевода речевого трафика с коммутацией каналов на базовую мультипротокольную инфраструктуру сети с коммутацией пакетов, в рамках которой осуществляются межсетевые соединения между любыми типами коммутаторов MSC-SGSN. Создание мультисервисной базовой инфраструктуры позволит осуществить конвергенцию GSM-трафика с временным мультиплексированием и GPRS/UMTS-трафика данных в одной и той же мультисервисной сотовой сети [3].
Таким образом, в рамках перехода к 3-му поколению мобильной связи основным аспектом внедрения технологии GPRS является приобретение сетями GSM IP-функциональности для взаимодействия с действующими сетями передачи данных и организации беспроводных IP платформ. В [3] систематизированы преимущества IP режимов связи и параметры качества услуг технологии GPRS.
