Маршрутизация данных или маршрутизация пакетов данных туда и обратно от мобильного пользователя является одним из основных требований в сети GPRS. Требование можно разделить на две области:
- Маршрутизация пакетов данных
- Управление мобильностью.
Маршрутизация пакетов данных
Важные роли GGSN включают взаимодействие с внешней сетью данных. GGSN обновляет каталог местоположения, используя информацию маршрутизации, предоставленную SGSN о местоположении MS. Он направляет пакет протокола внешней сети передачи данных, инкапсулированный по магистрали GPRS, в SGSN, в настоящее время обслуживающий MS. Он также декапсулирует и перенаправляет пакеты внешней сети передачи данных в соответствующую сеть передачи данных и собирает данные о начислении платы, которые пересылаются на шлюз начисления платы (CG).
Есть три важные схемы маршрутизации:
-
Мобильное сообщение — этот путь начинается на мобильном устройстве GPRS и заканчивается на хосте.
-
Инициированное сетью сообщение, когда MS находится в своей домашней сети. Этот путь начинается на хосте и заканчивается на мобильном устройстве GPRS.
-
Инициированное сетью сообщение, когда MS перемещается в другую сеть GPRS. Этот путь начинается с хоста посещаемой сети и заканчивается на мобильном устройстве GPRS.
Мобильное сообщение — этот путь начинается на мобильном устройстве GPRS и заканчивается на хосте.
Инициированное сетью сообщение, когда MS находится в своей домашней сети. Этот путь начинается на хосте и заканчивается на мобильном устройстве GPRS.
Инициированное сетью сообщение, когда MS перемещается в другую сеть GPRS. Этот путь начинается с хоста посещаемой сети и заканчивается на мобильном устройстве GPRS.
Сеть GPRS инкапсулирует все протоколы сети передачи данных в свой собственный протокол инкапсуляции, называемый протоколом туннелирования GPRS (GTP). GTP обеспечивает безопасность в магистральной сети и упрощает механизм маршрутизации и доставки данных по сети GPRS.
Управление мобильностью
Работа GPRS частично не зависит от сети GSM. Однако некоторые процедуры совместно используют элементы сети с текущими функциями GSM для повышения эффективности и оптимального использования свободных ресурсов GSM (таких как нераспределенные временные интервалы).
MS может находиться в любом из следующих трех состояний в системе GPRS. Модель с тремя состояниями уникальна для пакетной радиосвязи. GSM использует модель с двумя состояниями, либо свободную, либо активную.
Активное состояние
Данные передаются между MS и сетью GPRS, только когда MS находится в активном состоянии. В активном состоянии SGSN знает местоположение соты MS.
Передача пакета в активную MS инициируется пейджингом пакетов, чтобы уведомить MS о входящем пакете данных. Передача данных продолжается сразу после пейджинга пакетов по каналу, указанному в пейджинговом сообщении. Целью пейджингового сообщения является упрощение процесса приема пакетов. MS прослушивает только пейджинговые сообщения вместо всех пакетов данных в каналах нисходящей линии связи. Это значительно уменьшает использование батареи.
Когда MS имеет пакет для передачи, она должна получить доступ к каналу восходящей линии связи (то есть каналу к сети с пакетной передачей данных, где находятся услуги). Канал восходящей линии связи совместно используется рядом MS, и его использование выделяется BSS. MS запрашивает использование канала в сообщении произвольного доступа. BSS выделяет неиспользуемый канал для MS и отправляет сообщение разрешения доступа в ответ на сообщение произвольного доступа.
Состояние ожидания
В состоянии ожидания известна только область маршрутизации MS. (Зона маршрутизации может состоять из одной или нескольких ячеек в зоне расположения GSM).
Когда SGSN отправляет пакет в MS, которая находится в состоянии ожидания, MS должна быть выгружена. Поскольку SGSN знает область маршрутизации MS, в зону маршрутизации отправляется пейджинговое сообщение пакета. При получении сообщения поискового вызова пакета MS передает свое местоположение соты в SGSN, чтобы установить активное состояние.
Состояние простоя
В состоянии ожидания MS не имеет активированного логического контекста GPRS или каких-либо выделенных адресов сети с общедоступной сетью передачи данных (PSPDN) с коммутацией пакетов. В этом состоянии MS может принимать только те многоадресные сообщения, которые могут быть получены любой GPRS MS. Поскольку сетевая инфраструктура GPRS не знает местоположения MS, невозможно отправлять сообщения в MS из внешних сетей передачи данных.
Обновления маршрутизации
Когда MS, которая находится в активном или резервном состоянии, перемещается из одной зоны маршрутизации в другую в пределах зоны обслуживания одного SGSN, она должна выполнить обновление маршрутизации. Информация об области маршрутизации в SGSN обновляется, и успешное завершение процедуры указывается в ответном сообщении.
Процедура обновления маршрутизации на основе соты вызывается, когда активная MS входит в новую соту. MS отправляет короткое сообщение, содержащее идентификатор MS и ее новое местоположение, по каналам GPRS в свой текущий SGSN. Эта процедура используется только тогда, когда MS находится в активном состоянии.
Обновление маршрутизации между SGSN является наиболее сложным обновлением маршрутизации. MS переходит из одной зоны SGSN в другую, и она должна установить новое соединение с новым SGSN. Это означает создание нового контекста логической связи между MS и новым SGSN и информирование GGSN о новом местоположении MS.