川取北救迷学院 第十九讲 移动数据通信主要承载技术
第十九讲 移动数据通信主要承载技术
川取北救迷学院 主要内容 主要承载技术GPRS 短消息业务
2 主要内容 ◼ 主要承载技术GPRS ◼ 短消息业务
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 通用分组无线业务(GPRS) 1.背景 GPRS作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信(3G) 的过渡技术,是由英国 BT Celine公司早在1993年提出的,是 GSM Phase2(1997年)规范实现的内容之一,是一种基于GSM的 移动分组数据业务,面向用户提供移动分组的或者X25连接 3
3 通用分组无线业务(GPRS) 1. GPRS作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信(3G) 的过渡技术, 是由英国BT Cellnet公司早在1993年提出的, 是 GSM Phase2(1997年)规范实现的内容之一, 是一种基于GSM的 移动分组数据业务,面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 首先,GPRS在原有GSM网络上叠加了一个基于TP的分组 交换网络,从而得到更高的数据传输速率;其次,正是由于GPRS 的引入,使得GSM网络在 Internet接入上有了革命性的变化,而 3G移动通信的核心网正是基于I,因而使GSM向3G的过渡改动 更少,使得现代通信向3G的发展更迈进了一步,故GPRS也称为 是第2代的移动通信;再次,GPRS使得一些原来在GSM网络上 不能实现的应用成为可能,这些新应用得以实现的关键在于 GPRS GSM与各种LAN、WAN及 Internet的互连
4 首先, GPRS在原有GSM网络上叠加了一个基于IP的分组 交换网络, 从而得到更高的数据传输速率; 其次, 正是由于GPRS 的引入, 使得GSM网络在Internet接入上有了革命性的变化, 而 3G移动通信的核心网正是基于IP, 因而使GSM向3G的过渡改动 更少, 使得现代通信向3G的发展更迈进了一步, 故GPRS也称为 是第2.5代的移动通信; 再次, GPRS使得一些原来在GSM网络上 不能实现的应用成为可能, 这些新应用得以实现的关键在于 GPRS GSM与各种LAN、 WAN及Internet的互连
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 2.基本概念 GPRS可以提供四种不同的编码方式,同时分别对应了不同的错误保护(Eror Protection)能力。利用这四种不同的编码方式,GPRS的每个时隙可提供的传 输速率分别为CS-1(9.05kb/s)、CS-2(134kb/s)、CS-3(15.6kb/s)和CS-4(214 kb/s),其中CS-1的保护最为严密,CS-4则是未加以任何保护的。若再采用时 隙捆绑技术,将8个时隙合并在一起使用,则GPRS可以向用户提供最高达 1712kb/s的传输速率。而且,由于GPRS采用的是分组交换技术,因而它可 以让多个用户共享某些固定的信道资源,从而进一步提高了系统资源的利用 率。此外,与 HSCSD不同的是,GPRS业务既可以和话音业务共享信道,也可 以在信道充足的条件下,占用一些专用信道。 5
5 2. 基本概念 GPRS可以提供四种不同的编码方式, 同时分别对应了不同的错误保护(Error Protection)能力。利用这四种不同的编码方式, GPRS的每个时隙可提供的传 输速率分别为CS-1(9.05 kb/s)、CS-2(13.4 kb/s)、 CS-3(15.6 kb/s)和CS-4(21.4 kb/s), 其中CS-1的保护最为严密, CS-4则是未加以任何保护的。若再采用时 隙捆绑技术, 将8个时隙合并在一起使用, 则GPRS可以向用户提供最高达 171.2 kb/s的传输速率。 而且, 由于GPRS采用的是分组交换技术, 因而它可 以让多个用户共享某些固定的信道资源, 从而进一步提高了系统资源的利用 率。 此外, 与HSCSD不同的是, GPRS业务既可以和话音业务共享信道, 也可 以在信道充足的条件下,占用一些专用信道
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 3.系统结构 由于GPRS采用与原GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制 标准、跳频规则以及TDMA帧结构,因此,在以GSM系统为基础构建GPRS 系统时,GSM中的绝大部分部件都不需要作硬件改动,只需对其软件进行升 级以及添加相应的硬件组件即可。构建GPRS系统需要向原有GSM网络中 引入的三个主要组件是:GPRS服务支持节点(SGSN, Serving gPrs Supporting Node)、GPRS网关支持节点(GGSN, Gateway GPRs Support Node)和分组控制单元(PCU, Packet controlunit) 6
6 3. 由于GPRS采用与原GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制 标准、跳频规则以及TDMA帧结构, 因此, 在以GSM系统为基础构建GPRS 系统时, GSM中的绝大部分部件都不需要作硬件改动, 只需对其软件进行升 级以及添加相应的硬件组件即可。构建GPRS系统需要向原有GSM网络中 引入的三个主要组件是 : GPRS服务支持节点 (SGSN,Serving GPRS Supporting Node)、 GPRS网关支持节点(GGSN, Gateway GPRS Support Node)和分组控制单元(PCU, Packet Control Unit)
四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college 电路交换业务通道 PSTN MSC ISDN PLMN BTS BSC PCU PDN SGSN GGSN Internet 分组交换业务通道 GPRS系统结构
7 GPRS系统结构 PSTN ISDN PLMN PDN Internet SGSN GGSN MSC BSC 电路交换业务通道 BTS PCU 分组交换业务通道
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college GPRS支持节点(GSN) 为了支持GPRS业务,必须在GSM网络中增加相应的节点 GPRS支持节点(GSN, GPRS Supporting Node)。GSN是 GPRS网络中最重要的网络节点,也是构成GPRS骨干网的主体。 这个节点具有移动路由管理功能,可以和各种类型的数据网络 相连接,从而实现移动台和各种数据网络之间的数据传送及格 式转换。GSN也可以和GPRS寄存器相连。从构成形式上看, GSN既可以是一种类似于路由器的独立设备,也可以与GSM中 原有的MSC集成在一起。 8
8 1) GPRS支持节点(GSN) 为了支持GPRS业务, 必须在GSM网络中增加相应的节点— —GPRS支持节点(GSN, GPRS Supporting Node)。 GSN是 GPRS网络中最重要的网络节点, 也是构成GPRS骨干网的主体。 这个节点具有移动路由管理功能, 可以和各种类型的数据网络 相连接, 从而实现移动台和各种数据网络之间的数据传送及格 式转换。 GSN也可以和GPRS寄存器相连。 从构成形式上看, GSN既可以是一种类似于路由器的独立设备, 也可以与GSM中 原有的MSC集成在一起
四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college GSN有两种类型:一种为GPRS服务支持节点SGSN, Serving gsn,另 种为GPRS网关支持节点(GGSN, Gateway GSN)。SGSN和GGSN相当于 是移动数据路由器,它们既可以被组合在同一个物理节点中,也可以处在不同 的物理节点中。在后者情况下,二者可以利用GPRS隧道协议(GTP,GPRS Tunnel protocol对P或X.25数据分组进行封装,从而实现二者之间的通信 SGSN与移动交换中心(MSC处于网络体系的同一层,二者功能相似,但 又各司其职:SGSN只针对分组交换,而MsC只针对电路交换。为了协调同时 具有分组交换与电路交换能力的终端的信令,GPRS在MSC与SGSN之间提供 了一个接口
9 GSN有两种类型: 一种为GPRS服务支持节点(SGSN, Serving GSN), 另 一种为GPRS网关支持节点(GGSN, Gateway GSN)。 SGSN和GGSN相当于 是移动数据路由器, 它们既可以被组合在同一个物理节点中, 也可以处在不同 的物理节点中。 在后者情况下, 二者可以利用GPRS隧道协议(GTP, GPRS Tunnel Protocol)对IP或X.25数据分组进行封装, 从而实现二者之间的通信。 SGSN与移动交换中心(MSC)处于网络体系的同一层, 二者功能相似, 但 又各司其职: SGSN只针对分组交换, 而MSC只针对电路交换。 为了协调同时 具有分组交换与电路交换能力的终端的信令, GPRS在MSC与SGSN之间提供 了一个接口
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 从位置来看,SGSN介于MS和GGSN之间。一方面,SGSN是GSM网络 结构与移动台之间的接口,可以通过帧中继与BTS相连,从而实现与MS的互 通;另一方面,SGSN通过GGSN可以与各种的外部网络相连。SGSN的主要 功能是负责MS的移动性及通信安全性管理,以及完成分组的路由寻址和转 发,实现移动台和GGSN之间移动分组数据的发送和接收。此外,SGSN还有 以下的功能: (1)身份验证,加密和差错校验。 (2)进行数据计费( Charging data)。 (3)连接归属位置寄存器(HLR)、移动交换中心(MSO和BSC 10
10 从位置来看, SGSN介于MS和GGSN之间。一方面, SGSN是GSM网络 结构与移动台之间的接口, 可以通过帧中继与BTS相连, 从而实现与MS的互 通; 另一方面, SGSN通过GGSN可以与各种的外部网络相连。SGSN的主要 功能是负责MS的移动性及通信安全性管理, 以及完成分组的路由寻址和转 发, 实现移动台和GGSN之间移动分组数据的发送和接收。此外, SGSN还有 以下的功能: (1) 身份验证,加密和差错校验。 (2) 进行数据计费(ChargingData)。 (3) 连接归属位置寄存器(HLR)、移动交换中心(MSC)和BSC