Сеть сотовой связи стандарта GPRS

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 14:20, 10 января 2015.
Данная статья была согласована с её автором Р.А. Бельферым 28 апреля 2012 года.

__NUMBEREDHEADINGS__

GSM-сети, относящиеся ко второму поколению (2G), обеспечивают достаточно высокое качество передачи голоса, но позволяют осуществлять передачу данных с низкой скоростью (равную 14,4 кб/с и меньше). Были разработаны системы с более высокими скоростями: пакетная радиопередача GPRS (General Packet Radio Service) и система EDGE повышенной скорости передачи данных для развития GSM (Enhanced Data Rates for GSM Evalution).

Сети сотовой связи стандарта GPRS

Введение передачи данных в GPRS с коммутацией пакетов (КП) привело к появлению сети, параллельной GSM с коммутацией каналов КК. GPRS использует много ресурсов GSM, однако основные сетевые элементы соединены друг с другом при помощи отдельной базовой сети, в основе которой лежит протокол IP. Используются все основные компоненты cети GSM, но для поддержки пакетной передачи данных, в GPRS добавляются два новых компонента: 1) SGSN – коммутатор пакетов ядра сети GPRS (Serving GPRS Support Node), работает таким же образом, как и MSC в GSM. SGSN определяет маршрут передаваемых пакетов и пересылает их на соответствующие узлы. 2) GGSN – шлюз ядра сети GPRS (Gateway GPRS Support Node), обеспечивает интерфейс между базовой сетью GPRS и внешними сетями передачи данных (Интернет). На рис. 1 приведена архитектура GPRS.

Рис. 1. Архитектура GPRS

Физический уровень системы GPRS очень похож на физический уровень стандартной системы GSM. Тем не менее, пакетная передача и асимметрия трафика потребовали внесения в него следующих изменений:

  • многослотовый режим, в котором одной подвижной станции может быть выделено до восьми временных слотов в кадре;
  • асимметричность пакетного трафика, при котором нисходящему и восходящему трафику выделяются разные ресурсы.

В GPRS используется двухуровневое канальное кодирование: блочное и сверточное. В таблице 1 приведены скорость кодирования и скорости передачи для различных схем кодирования. Под скоростью кодирования понимается отношение длины блока до кодера данных к длине блока после кодера. Скорость передачи приведена для одного слота кадра. Схемы кодирования соответствуют различным условиям состояния радиоканала и требованиям к услуге.

Таблица 1. Скорость кодирования и скорость передачи для схем кодирования GPRS
Схема кодирования Скорость кодирования Скорость передачи Кбит/с
CS-1 1/2 9,05
CS-2 2/3 13,04
CS-3 3/4 15,06
CS-4 1 21,4

Скорость кодирования CS-1 используется при плохих радиоканалах, а CS-4 при очень хороших. В CS-4 кодирование не используется и скорость передачи возрастает до 21,4 Кбит/с на один слот, что позволяет достигнуть скорости 171,2 Кбит/с при выделении одному пользователю всех восьми слотов.

Информационная безопасность GPRS

Технология информационной безопасности GPRS, хотя и основана на тех же принципах, что и GSM, имеются, однако некоторые специфические угрозы. К ним относятся угрозы со стороны сети общего пользования Интернет. Операторы должны принять дополнительные меры для защиты соединения между шлюзом GGSN и Интернет. GPRS подвержена некоторым из угроз, с которыми сталкивается проводная Интернет-технология. Следует также отметить, что пересылка GPRS-пакетов параллельно в нескольких временных слотах, снижает риск подслушивания зашифрованных данных. Это означает, что даже, если злоумышленник проникнет на базовую станцию, он не сможет легко расшифровать GPRS-трафик.