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EL SISTEMA GPRS
ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><...
ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><...
<ul><li>Establecido por el ETSI(European Telecommunications Standards Institute) </li></ul><ul><li>GSM Fase 1 --- 1992 </l...
GPRS = GSM + ‘SGSN’ + ‘GGSN’
<ul><li>Enfocado al envio de Datos </li></ul><ul><li>Emplea conmutación de paquetes </li></ul><ul><li>Aprovecha la infraes...
<ul><li>Mayor velocidad que GSM </li></ul><ul><li>Conexión permanente </li></ul><ul><li>Facturación por volumen de datos  ...
TIPOS DE TERMINALES Clase A: Datos y Voz simultáneamente Clase B: Datos y Voz alternativamente Clase C: Datos o Voz separa...
SERVICIOS SOPORTADOS <ul><li>WWW </li></ul><ul><li>FTP </li></ul><ul><li>Telnet </li></ul><ul><li>Chat </li></ul><ul><li>E...
ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><...
GPRS
Arquitectura GPRS
Arquitectura GPRS <ul><li>Importantes cambios en la red: </li></ul><ul><li>Nuevos elementos : SGSN y GGSN </li></ul><ul><l...
SGSN (Serving GPRS Support Node) (1) <ul><li>Encaminamiento y transferencia de paquetes de datos </li></ul><ul><li>Salida ...
SGSN (Serving GPRS Support Node) (2) <ul><li>Gestión de la movilidad (almacena el “VLR” de GPRS, el perfil del usuario vis...
GGSN( Gateway GPRS Support Node) (1) <ul><li>Pasarela hacia redes externas, ej. IP, X.25. </li></ul><ul><li>Traducir los p...
GGSN( Gateway GPRS Support Node) (2) <ul><li>Puede también proporcionar asignación dinámica de direcciones IP.  </li></ul>...
Interfaces  RED GPRS
Interfaces GPRS <ul><li>Interfaz Gn </li></ul><ul><ul><li>S e encarga de la transmisión de información entre el SGSN  y el...
Protocolo GPRS <ul><li>Es un protocolo de nivel 3. </li></ul><ul><li>Soporta el intercambio de PDU  entre el móvil y el no...
PCU <ul><li>Son tramas que se utilizan como transporte de datos como de control </li></ul><ul><li>Contiene los siguientes ...
Mensajes de Control <ul><li>petición de log-on  (LOG-ON REQUEST)   </li></ul><ul><li>respuesta a una petición de log-on  (...
Mensajes de Control <ul><li>respuesta a una petición de actualización de las informaciones de routing  (ROUTING UPDATE RES...
Transmisión  BTS BSC SGSN SGSN GGSN SGSN Red GPRS intra PLMN Red GPRS intra PLMN Red GPRS inter PLMN Red de paquetes (ej. ...
Transmisión <ul><li>El concepto clave que guía la transmisión: </li></ul><ul><li>tunneling, </li></ul><ul><li>Actualizació...
Transmisión <ul><li>SGSN-S  encapsula los paquetes transmitidos por el MS y los encamina a  GGSN-S. </li></ul><ul><li>Basá...
 
PILA DE PROTOCOLOS Aplicación IP / X.25 SNDCP LLC RLC MAC GSM RF IP / X.25 GTP UDP / TCP IP L2 L1 GSM RF L1bis MAC Network...
PILA DE PROTOCOLOS <ul><li>SNDCP : Subnetwork Dependent Convergence Protocol. Es el encargado de transferir los paquetes e...
ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><...
 
 
CANALES LÓGICOS
<ul><li>Indicadores: </li></ul><ul><ul><li>TFI (Temporary Flow Identy).  Permite el multiplexado downlink. </li></ul></ul>...
MULTIPLEXADO DE CANALES LÓGICOS
ESTRUCTURA DE BLOQUES RADIO
CODIFICACIÓN
FLUJO DE DATOS
PROCEDIMIENTO DE CODIFICACIÓN
TRANSFERENCIA DE DATOS UPLINK (SUBIDA)
TRANSFERENCIA DE DATOS DOWNLINK (BAJADA)
ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><...
CONCEPTO DE SESION <ul><li>Asignación al usuario de una direcciónPDP para que se pueda conectar a las redes de datos exter...
NODOS QUE INTERVIENEN <ul><li>SGSN, GGSN, HLR  (Home Location Register),  </li></ul>
Home Location Register (HLR) <ul><li>Nodo de la red GPRS donde se almacenan de forma permanente los datos de la subscripci...
ACTIVACIÓN CONTEXTO PDP
CALIDAD DE SERVICIO QoS <ul><li>El usuario solicita un perfil QoS al activar su dirección IP, pero la red lo puede modific...
<ul><li>Direccionamiento IP dinámico: </li></ul><ul><ul><li>Tipo PDP: IPv4 </li></ul></ul><ul><ul><li>Dirección PDP: *.*.*...
ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><...
Mantener a todos los elementos de la red GPRS al corriente de la localización del móvil OBJETIVO
ESTADO DEL TERMINAL
ESTADO DEL TERMINAL <ul><li>ESTADO : nos describe: </li></ul><ul><ul><li>la funcionalidad del móvil </li></ul></ul><ul><ul...
ESTADO DEL TERMINAL <ul><li>DISPUESTO (STANDBY) </li></ul><ul><ul><li>El MS en este estado además tiene activado el RA </l...
<ul><li>Conexión  (Attach):   identificar el móvil y sus permisos </li></ul><ul><li>Desconexión   (Detach):   abandonar el...
<ul><li>MS selecciona nueva celda servidora: </li></ul><ul><li>Si misma RA y terminal ‘READY’   Cell Update  </li></ul><ul...
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  • Norma de la ETSI, GSM 03.60. 5.6 Transmission Plane (página 22)
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    1. 1. EL SISTEMA GPRS
    2. 2. ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE SESIÓN </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE MOVILIDAD </li></ul>
    3. 3. ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE SESIÓN </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE MOVILIDAD </li></ul>
    4. 4. <ul><li>Establecido por el ETSI(European Telecommunications Standards Institute) </li></ul><ul><li>GSM Fase 1 --- 1992 </li></ul><ul><li>GSM Fase 2 --- 1996 </li></ul><ul><li>GPRS inicio en 1994 y salió a la luz pública a finales de 1997 </li></ul>EVOLUCIÓN HISTORICA
    5. 5. GPRS = GSM + ‘SGSN’ + ‘GGSN’
    6. 6. <ul><li>Enfocado al envio de Datos </li></ul><ul><li>Emplea conmutación de paquetes </li></ul><ul><li>Aprovecha la infraestructura GSM existente con nuevos nodos </li></ul><ul><li>Reserva flexible de canales radio según necesidades y número de usuarios </li></ul><ul><li>Envio de pequeños (500-1000 octetos) paquetes a ráfagas (intermitentes) </li></ul><ul><li>Trato independiente de paquetes </li></ul>CARACTERÍSTICAS GPRS (1)
    7. 7. <ul><li>Mayor velocidad que GSM </li></ul><ul><li>Conexión permanente </li></ul><ul><li>Facturación por volumen de datos </li></ul><ul><li>Cada elemento de red sabe como encaminar cada paquete </li></ul><ul><li>Cuatro niveles de codificación radio </li></ul><ul><li>Transmisión PTP y PTM </li></ul><ul><li>Utilización de hasta 8 timeslots en el Interfaz aire </li></ul>CARACTERÍSTICAS GPRS (2)
    8. 8. TIPOS DE TERMINALES Clase A: Datos y Voz simultáneamente Clase B: Datos y Voz alternativamente Clase C: Datos o Voz separadamente
    9. 9. SERVICIOS SOPORTADOS <ul><li>WWW </li></ul><ul><li>FTP </li></ul><ul><li>Telnet </li></ul><ul><li>Chat </li></ul><ul><li>E-mail </li></ul><ul><li>Image </li></ul><ul><li>Audio </li></ul><ul><li>Video </li></ul><ul><li>GPS(Global Positioning System) </li></ul>
    10. 10. ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE SESIÓN </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE MOVILIDAD </li></ul>
    11. 11. GPRS
    12. 12. Arquitectura GPRS
    13. 13. Arquitectura GPRS <ul><li>Importantes cambios en la red: </li></ul><ul><li>Nuevos elementos : SGSN y GGSN </li></ul><ul><li>Actualización de SW a nivel de BTS (Estación de Transmisión) </li></ul><ul><li>Nuevo Hardware en el controlador de estación (BSC). PCU (Unidad de Control de paquetes) que es la encargada de manejar la comunicación de paquetes </li></ul><ul><li>Backbone basado en IP </li></ul>
    14. 14. SGSN (Serving GPRS Support Node) (1) <ul><li>Encaminamiento y transferencia de paquetes de datos </li></ul><ul><li>Salida de datos de tarifación </li></ul><ul><li>Entidad responsable de la comunicación entre la red GPRS y los usuarios GPRS de su área de servicio. </li></ul><ul><li>Seguridad en el acceso radio: cifrado y autenticación. </li></ul>
    15. 15. SGSN (Serving GPRS Support Node) (2) <ul><li>Gestión de la movilidad (almacena el “VLR” de GPRS, el perfil del usuario visitante IMSI International Mobile Subscriber Identity , y el contexto PDP). </li></ul><ul><li>Gestión del enlace lógico con una MS. </li></ul><ul><li>Comunicación con nodos GSM (MSC, HLR, BSC, SMS-C). </li></ul>
    16. 16. GGSN( Gateway GPRS Support Node) (1) <ul><li>Pasarela hacia redes externas, ej. IP, X.25. </li></ul><ul><li>Traducir los paquetes que recibe desde el SGSN al formato de la red externa. </li></ul><ul><ul><li>Puede traducir formatos, protocolos de señalización y direcciones para permitir comunicación entre redes diversas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Traducir las direcciones IP enla direccion del movil destino </li></ul></ul>
    17. 17. GGSN( Gateway GPRS Support Node) (2) <ul><li>Puede también proporcionar asignación dinámica de direcciones IP. </li></ul><ul><li>Funciones de seguridad hacia redes externas. </li></ul><ul><li>Llevar a cabo la tarifación </li></ul>
    18. 18. Interfaces RED GPRS
    19. 19. Interfaces GPRS <ul><li>Interfaz Gn </li></ul><ul><ul><li>S e encarga de la transmisión de información entre el SGSN y el GGSN . </li></ul></ul><ul><ul><li>O pera el GTP (GPRS Tunnel Protocol), que usa el mecanismo de &quot;tunneling&quot; entre los GPRS Support Nodes en la red backbone GPRS, también se trabaja con los protocolos TCP/UDP e IP. </li></ul></ul><ul><li>Interfaz Gi </li></ul><ul><ul><li>C omunica a la red GPRS con las redes exteriores. </li></ul></ul><ul><li>Interfaz Gb </li></ul><ul><ul><li>Se establece todo el dialogo con el terminal movil </li></ul></ul><ul><li>Interfaz Gs </li></ul><ul><ul><li>Se utiliza entre el MSC/Registro de Lugares Visitantes (RLV) y el SGSN para coordinar el envío de señales para terminales móviles capaces de manejar datos por conmutación de circuitos y por paquetes. </li></ul></ul>
    20. 20. Protocolo GPRS <ul><li>Es un protocolo de nivel 3. </li></ul><ul><li>Soporta el intercambio de PDU entre el móvil y el nodo que estan conectados </li></ul>
    21. 21. PCU <ul><li>Son tramas que se utilizan como transporte de datos como de control </li></ul><ul><li>Contiene los siguientes campos: </li></ul><ul><ul><li>Identificador del protocolo GPRS </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sirve para diferenciar los burst de gprs y gsm </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>identificador del protocolo de los PDU (identificador de PDP ) </li></ul></ul><ul><ul><li>mensaje GPRS </li></ul></ul>
    22. 22. Mensajes de Control <ul><li>petición de log-on (LOG-ON REQUEST) </li></ul><ul><li>respuesta a una petición de log-on (LOG-ON RESPONSE) </li></ul><ul><li>activación del modo de transmisión cifrado (SET GPRS CIPHERING MODE) </li></ul><ul><li>petición de actualización de las informaciones de routing (ROUTING UPDATE REQUEST) </li></ul>
    23. 23. Mensajes de Control <ul><li>respuesta a una petición de actualización de las informaciones de routing (ROUTING UPDATE RESPONSE) </li></ul><ul><li>petición de actualización del indicador de routing area (área de encaminamiento) (GPRS RA UPDATE REQUEST) </li></ul><ul><li>respuesta a una petición de actualización del indicador de routing area (GPRS RA UPDATE RESPONSE) </li></ul>
    24. 24. Transmisión BTS BSC SGSN SGSN GGSN SGSN Red GPRS intra PLMN Red GPRS intra PLMN Red GPRS inter PLMN Red de paquetes (ej. Internet) BTS BSC PLMN1 PLMN2 Router Host LAN Pasarelas MS GGSN
    25. 25. Transmisión <ul><li>El concepto clave que guía la transmisión: </li></ul><ul><li>tunneling, </li></ul><ul><li>Actualización de tablas de enrutamiento </li></ul><ul><li>Asignación de una dirección IP al móvil </li></ul>
    26. 26. Transmisión <ul><li>SGSN-S encapsula los paquetes transmitidos por el MS y los encamina a GGSN-S. </li></ul><ul><li>Basándose en la dirección de destinación, los paquetes , se encaminan al GGSN-D a través de la red . </li></ul><ul><li>GGSN-D chequea el paquete y determinan el S GSN - D y la información relevante tunneling </li></ul><ul><li>C ada paquete después se encapsula y se remite al S GSN - D , que lo entrega al móvil de la destinación </li></ul>
    27. 28. PILA DE PROTOCOLOS Aplicación IP / X.25 SNDCP LLC RLC MAC GSM RF IP / X.25 GTP UDP / TCP IP L2 L1 GSM RF L1bis MAC Network Service RLC BSSGP relay L1bis L1 Network Service L2 IP UDP / TCP LLC BSSGP GTP SNDCP relay Um Gb Gn Gi MS BSS SGSN GGSN
    28. 29. PILA DE PROTOCOLOS <ul><li>SNDCP : Subnetwork Dependent Convergence Protocol. Es el encargado de transferir los paquetes entre los SGSN y MS. Las funciones que desempeña: </li></ul><ul><ul><li>Multiplexación de diversas conexiones de la capa red en na conexión logica virtual de la capa LLC </li></ul></ul><ul><ul><li>Compresión y descompresión de los datos e información redundante de cabecera </li></ul></ul><ul><li>LLC asegura la transferencia confiable de datos del usuario </li></ul><ul><li>(BSSGP) se encarga del enrutado y lo relativo a la información de QoS entre BSS y SGSN. </li></ul><ul><li>RLC/MAC permite una eficiente multiplexación multiusuario en los canales de paquetes de datos compartidos. </li></ul>
    29. 30. ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE SESIÓN </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE MOVILIDAD </li></ul>
    30. 33. CANALES LÓGICOS
    31. 34. <ul><li>Indicadores: </li></ul><ul><ul><li>TFI (Temporary Flow Identy). Permite el multiplexado downlink. </li></ul></ul><ul><ul><li>TBF (Temporary Block Flow). Permite identificar una o varias tramas LLC pertenecientes a un mismo usuario. </li></ul></ul><ul><ul><li>USF (Uplink State Flag). Permite el multiplexado uplink </li></ul></ul>MULTIPLEXADO DE CANALES LÓGICOS
    32. 35. MULTIPLEXADO DE CANALES LÓGICOS
    33. 36. ESTRUCTURA DE BLOQUES RADIO
    34. 37. CODIFICACIÓN
    35. 38. FLUJO DE DATOS
    36. 39. PROCEDIMIENTO DE CODIFICACIÓN
    37. 40. TRANSFERENCIA DE DATOS UPLINK (SUBIDA)
    38. 41. TRANSFERENCIA DE DATOS DOWNLINK (BAJADA)
    39. 42. ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE SESIÓN </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE MOVILIDAD </li></ul>
    40. 43. CONCEPTO DE SESION <ul><li>Asignación al usuario de una direcciónPDP para que se pueda conectar a las redes de datos externas. </li></ul>
    41. 44. NODOS QUE INTERVIENEN <ul><li>SGSN, GGSN, HLR (Home Location Register), </li></ul>
    42. 45. Home Location Register (HLR) <ul><li>Nodo de la red GPRS donde se almacenan de forma permanente los datos de la subscripción: </li></ul><ul><ul><li>Información de la localización a nivel del SGSN del usuario GPRS </li></ul></ul><ul><ul><li>Estado de los usuarios </li></ul></ul><ul><ul><li>Información de suscripción: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Calidad </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Direcciones asignadas de forma fija </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Permisos de itinerancia </li></ul></ul></ul>
    43. 46. ACTIVACIÓN CONTEXTO PDP
    44. 47. CALIDAD DE SERVICIO QoS <ul><li>El usuario solicita un perfil QoS al activar su dirección IP, pero la red lo puede modificar: </li></ul><ul><ul><li>Prioridad </li></ul></ul><ul><ul><li>Retardo </li></ul></ul><ul><ul><li>Fiabilidad </li></ul></ul><ul><ul><li>Velocidad de pico </li></ul></ul><ul><ul><li>Velocidad media. </li></ul></ul>
    45. 48. <ul><li>Direccionamiento IP dinámico: </li></ul><ul><ul><li>Tipo PDP: IPv4 </li></ul></ul><ul><ul><li>Dirección PDP: *.*.*.* </li></ul></ul><ul><ul><li>Perfil QoS: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Prioridad: Media </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Retardo: 0,5s </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Fiabilidad: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>GTP sin AKN, LLC con ACK+protegido, RLC con ACK </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Velocidad media: 0 kbps </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Velocidad de pico: 20 kbps </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Dirección GGSN: Valladolid.es.MNC40.MCC358.gprs </li></ul></ul>EJEMPLO DE CONTEXTO PDP
    46. 49. ÍNDICE <ul><li>INTRODUCCIÓN </li></ul><ul><li>EL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>INTERFAZ AIRE DEL SISTEMA GPRS </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE SESIÓN </li></ul><ul><li>GESTIÓN DE MOVILIDAD </li></ul>
    47. 50. Mantener a todos los elementos de la red GPRS al corriente de la localización del móvil OBJETIVO
    48. 51. ESTADO DEL TERMINAL
    49. 52. ESTADO DEL TERMINAL <ul><li>ESTADO : nos describe: </li></ul><ul><ul><li>la funcionalidad del móvil </li></ul></ul><ul><ul><li>información almacenada en el contexto MM </li></ul></ul><ul><li>REPOSO (IDLE): </li></ul><ul><ul><li>La red desconoce la localización del terminal (usuario no registrado). </li></ul></ul><ul><ul><li>El MS solo puede recibir paquetes PTM-M (Point to Multipoint- Multicast) </li></ul></ul>
    50. 53. ESTADO DEL TERMINAL <ul><li>DISPUESTO (STANDBY) </li></ul><ul><ul><li>El MS en este estado además tiene activado el RA </li></ul></ul><ul><li>ACTIVO (READY): </li></ul><ul><ul><li>La red conoce el área en la que se encuentra el terminal </li></ul></ul><ul><ul><li>El MS informa a la red cada vez que cambia de Celda </li></ul></ul>
    51. 54. <ul><li>Conexión (Attach): identificar el móvil y sus permisos </li></ul><ul><li>Desconexión (Detach): abandonar el sistema </li></ul><ul><li>Actualización de la Localización (Location Update): seguir la situación/estado de cada estación móvil dentro y fuera de la red del operador al que se está suscrito, EN FORMA ÓPTIMA . </li></ul><ul><ul><li>Actualización del área de encaminamiento (Routing Area, RA) </li></ul></ul><ul><ul><li>Actualización de celda </li></ul></ul>FUNCIONES DE MOVILIDAD
    52. 55. <ul><li>MS selecciona nueva celda servidora: </li></ul><ul><li>Si misma RA y terminal ‘READY’ Cell Update </li></ul><ul><li>Si diferente RA RA Update </li></ul>ACTUALIZACIÓN DE CELDA
    53. 56. ACTUALIZACIÓN RA
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