Архитектура GPRS работает по той же процедуре, что и сеть GSM, но имеет дополнительные объекты, которые позволяют передавать пакетные данные. Эта сеть передачи данных перекрывает сеть GSM второго поколения, обеспечивающую передачу пакетных данных со скоростями от 9,6 до 171 кбит / с. Наряду с передачей пакетных данных сеть GSM позволяет нескольким пользователям одновременно использовать одни и те же ресурсы радиоинтерфейса.
Ниже приведена схема архитектуры GPRS:
GPRS пытается максимально использовать существующие элементы сети GSM, но для эффективного построения сотовой сотовой сети на основе пакетов требуются некоторые новые сетевые элементы, интерфейсы и протоколы для обработки пакетного трафика.
Поэтому GPRS требует модификаций многочисленных элементов сети GSM, как показано ниже:
| Элемент сети GSM | Модификация или обновление, необходимые для GPRS. |
|---|---|
| Мобильная станция (MS) | Для доступа к услугам GPRS требуется новая мобильная станция. Эти новые терминалы будут обратно совместимы с GSM для голосовых вызовов. |
| БТС | Требуется обновление программного обеспечения в существующей базовой приемопередающей станции (BTS). |
| BSC | Контроллер базовой станции (BSC) требует обновления программного обеспечения и установки нового оборудования, называемого блоком управления пакетами (PCU). PCU направляет трафик данных в сеть GPRS и может быть отдельным аппаратным элементом, связанным с BSC. |
| Узлы поддержки GPRS (GSN) | Развертывание GPRS требует установки новых элементов базовой сети, называемых обслуживающим узлом поддержки GPRS (SGSN) и межсетевым узлом поддержки GPRS (GGSN). |
| Базы данных (HLR, VLR и т. Д.) | Все базы данных, задействованные в сети, потребуют обновления программного обеспечения для обработки новых моделей вызовов и функций, введенных GPRS. |
GPRS Мобильные Станции
Новые мобильные станции (MS) обязаны использовать услуги GPRS, поскольку существующие телефоны GSM не поддерживают расширенный радиоинтерфейс или пакетные данные. Могут существовать различные MS, в том числе высокоскоростная версия существующих телефонов для поддержки высокоскоростного доступа к данным, новое устройство PDA со встроенным телефоном GSM и карты ПК для ноутбуков. Эти мобильные станции имеют обратную совместимость для голосовых вызовов с использованием GSM.
Подсистема базовой станции GPRS
Каждый BSC требует установки одного или нескольких блоков управления пакетами (PCU) и обновления программного обеспечения. PCU обеспечивает физический и логический интерфейс данных для подсистемы базовой станции (BSS) для трафика пакетных данных. BTS также может требовать обновления программного обеспечения, но обычно не требует аппаратных улучшений.
Когда голосовой трафик или трафик данных инициируется на мобильном телефоне абонента, он передается по радиоинтерфейсу в BTS и из BTS в BSC так же, как и стандартный вызов GSM. Однако на выходе BSC трафик разделяется; голос отправляется в Центр коммутации мобильной связи (MSC) по стандарту GSM, а данные отправляются на новое устройство, называемое SGSN, через PCU через интерфейс Frame Relay.
Узлы поддержки GPRS
После добавления двух новых компонентов, названных Узлами поддержки GPRS шлюза (GSN) и Обслуживающим узлом поддержки GPRS (SGSN):
Узел поддержки шлюза GPRS (GGSN)
Узел поддержки шлюза GPRS действует как интерфейс и маршрутизатор для внешних сетей. Он содержит информацию о маршрутизации для мобильных телефонов GPRS, которая используется для туннелирования пакетов через внутреннюю магистраль на основе IP к правильному обслуживающему узлу поддержки GPRS. GGSN также собирает информацию о начислении платы, связанную с использованием внешних сетей передачи данных, и может действовать как фильтр пакетов для входящего трафика.
Обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN)
Обслуживающий узел поддержки GPRS отвечает за аутентификацию мобильных телефонов GPRS, регистрацию мобильных телефонов в сети, управление мобильностью и сбор информации о начислении платы за использование радиоинтерфейса.
Внутренняя магистраль
Внутренняя магистраль — это сеть на основе IP, используемая для передачи пакетов между различными GSN. Туннелирование используется между узлами SGSN и GGSN, поэтому внутренняя магистраль не нуждается в информации о доменах за пределами сети GPRS. Сигнализация от GSN к MSC, HLR или EIR выполняется с использованием SS7.
Зона маршрутизации
GPRS представляет концепцию зоны маршрутизации. Эта концепция аналогична области расположения в GSM, за исключением того, что она обычно содержит меньше ячеек. Поскольку области маршрутизации меньше, чем области расположения, при трансляции сообщения страницы используется меньше радиоресурсов.