За что в сети отвечает gprs attach

Обновлено: 25.01.2025

Архитектура GPRS

Если не вдаваться в глубокие технические подробности, то технология работы GPRS выглядит так, как показано на рис.1. Архитектура GPRS расширяет стандартные компоненты GSM новыми или обновленными элементами. В целом, таких элементов всего 4, из которых только 2 не были известны в технологии GSM.

терминальное оборудование (terminal equipment, TE), например, переносной компьютер;
мобильный терминал (mobile terminal, MT), например, модем.

Класс A - позволяет мобильной станции в одно и то же время передавать как данные, так и голос, т.е. одновременно работать в GSM- и GPRS-сетях.
Класс B - позволяет мобильной станции передавать и данные и голос, но в разные моменты времени, т.е. не одновременно.
Класс C - позволяет мобильной станции работать только в режиме GPRS.

При подключении к сети GPRS, мобильная станция (а точнее элемент TE) получает IP-адрес, который не меняется до момента отключения мобильного терминала (MT); больше того, мобильная станция может даже и не "подозревать" о том, что она является мобильной. Мобильная станция устанавливает соединение с узлом обслуживания абонентов GPRS, описываемым далее.

на центр коммутации (mobile switching center, MSC), являющийся стандартным элементом сети GSM, или
на узел SGSN, отвечающий за обработку входящих/исходящих данных GPRS.

Узел обслуживания абонентов GPRS

Узел маршрутизации GPRS

Узел маршрутизации (gateway GPRS support node, GGSN), также является важнейшим элементом технологии GPRS и отвечает за прием/передачу данных из внешних сетей, например, Internet или GPRS-сети другого оператора связи. С точки зрения внешней сети GGSN - это обычный маршрутизатор (как и SGSN, построенный на базе Unix), который принимает данные для всех подписчиков услуг GPRS. Помимо маршрутизации, GGSN отвечает за выдачу IP-адресов и тарификацию услуг.

Другие элементы GPRS-сети

Home Location Register (HLR) - это реестр собственных абонентов сети, которая хранит информацию о каждом человеке, оплатившем услуги оператора GPRS именно данной сети. В частности, HLR хранит информацию о дополнительных услугах, параметрах аутентификации, IP-адресе и т.д. Обмен данной информацией происходит между HLR и SGSN.

Visitor Location Register (VLR) - это реестр перемещений, которая хранит информацию о каждой мобильной станции, находящейся в данный момент в зоне действия SGSN. В VLR хранится та же информация об абоненте, что и в HLR, но только до тех пор, пока абонент не покинет географическую зону, обслуживаемую этим реестром перемещений.

Equipment Identity Register (EIR) - это реестр идентификационных данных оборудования, который содержит информацию, позволяющую блокировать вызовы от украденных, мошеннических или иных неавторизованных устройств.

Механизмы безопасности GPRS

безопасность мобильной станции
безопасность соединения между мобильной станцией и узлом обслуживания SGSN
безопасность данных в процессе их передачи по сети GPRS
безопасность данных в процессе их передачи между различными операторами GPRS-услуг
безопасность данных в процессе их передачи в сети открытого доступа, например, Internet.

Безопасность мобильной станции

SIM-карта (Subscriber Identity Module) - это модуль идентификации абонента. В SIM-карте содержится информация о сервисах, предоставляемых абоненту, независимая от типа используемого мобильного оборудования. Эта карта может вставляться в любой другой GSM терминал, при этом абонент получает возможность использовать этот терминал для получения всех сервисов системы, на которые он подписан. С точки зрения безопасности SIM-карта отвечает за идентификацию абонента и аутентификацию мобильного телефона в GPRS-сети. Она содержит идентификатор IMSI, индивидуальный ключ аутентификации абонента длиной 128 бит Ki, алгоритм генерации ключей шифрования A8 и алгоритм аутентификации A3 и разумеется PIN-код для доступа к функциям карты. Алгоритм A5 наряду с IMEI включен в состав программного обеспечения телефона и обеспечивает его защиту.

трехразрядный код страны (для России - 250)
двухразрядный код сети (для МТС - 01, для Билайн - 99, для СМАРТС - 07 и т.д.)
десятиразрядный код абонента (Mobile Subscriber Identity Number, MSIN).

Алгоритм A8 отвечает за генерацию ключей шифрования, который, используя случайное число, передаваемое на мобильный терминал в момент соединения с сетью, и ключ Ki генерит 64-битный ключ шифрования трафика. Так как индивидуальный ключ Ki имеется не только у абонента, но и хранится в реестрах HLR и VLR, то и абонент и оборудование сети создают одинаковый ключ шифрования, который и используется для защиты передаваемых данных.

Алгоритм A3, отвечающий за аутентификацию абонента, похож на алгоритм A8 и также использует случайное число, получаемое в момент подключения к сети и индивидуальный ключ абонента.

Для доступа к функциям SIM-карты необходимо использовать специальный персональный код (другими словами, пароль) PIN (Personal Identification Number), после 3-х неправильных попыток ввода которого, SIM-карта блокируется.

"белый" список, содержащий идентификаторы всех разрешенных аппаратов.
"серый" список, содержащий идентификаторы всех незапрещенных аппаратов, но используемых для различных целей, например, тестирования и т.п.
"черный" список, содержащий идентификаторы всех запрещенных аппаратов. Как заявил в одном из интервью вице-президент МТС (http://www.mts.ru/press/speech9.html) Михаил Сусов "Сейчас между операторами (в России - А.Л.) проводятся переговоры о создании единого "черного списка" краденых телефонов".

Надо понимать, что идентификаторы IMEI и IMSI - независимы между собой. Более того - они решают различные задачи: IMEI идентифицирует мобильный терминал, а IMSI - абонента.

Безопасность соединения мобильной станции с узлом SGSN

В сетях GPRS используются алгоритмы семейства A5 - GEA1 и GEA2, а после разработки A5/3 - начинается внедрение созданного на его базе алгоритма GEA3.

Безопасность данных в процессе их передачи по сети GPRS

Безопасность в процессе взаимодействия с различными операторами GPRS-услуг

Безопасность возлагается на устройства, называемые пограничными шлюзами (border gateway, BG), которые очень похожи на обычные межсетевые экраны, защищающие корпоративные сети от посягательств злоумышленников. В частности, этот шлюз защищает оператора от атак, связанных с подменой адреса (IP Spoofing).

Настройка такого шлюза включает в себя создание правил, разрешающих входящий/исходящий пользовательский трафик, данные биллинговой системы, аутентификацию роуминговых абонентов и т.п. Дополнительно на пограничный шлюз может быть установлено программное обеспечение, организующее VPN между различными GPRS-операторами.

Безопасность в процессе взаимодействия с Internet

Основные механизмы безопасности реализованы на узле GGSN, в состав которого входит межсетевой экран, который определяет тип входящего и исходящего GPRS-трафика. Задача межсетевого экрана, входящего в состав GGSN, защитить мобильную станцию от атак внешних (из Internet) хакеров. Защита от атак с других мобильных станций возлагается на узел SGSN. Для предотвращения доступа к сетевому оборудованию опорной сети от внешних злоумышленников используется трансляция адресов (network address translation). Все остальные механизмы защиты могут быть взяты из классической практики обеспечения информационной безопасности Internet-сетей и устройств, например, аутентификация при помощи серверов RADIUS или защита трафика с помощью IPSec.

Процедура подключения мобильной станции

Мобильная станция посылает запрос (Attach Request) на получение доступа к сети, который содержит ряд параметров, в т.ч. и IMSI.
Узел SGSN, получив такой запрос, проверяет наличие аутентифицирующей данного абонента информации в своей базе. Если такая информация отсутствует, то SGSN посылает запрос в реестр HLR, который возвращает т.н. аутентификационный триплет, содержащий:

Случайное число, используемое в алгоритмах A3 и A8 для выработки ключа шифрования и аутентификации абонента.
32-хразрядный ключ аутентификации абонента, который вырабатывается на основе индивидуального ключа, хранящегося как на мобильной станции, так и в реестре HLR.
Ключ шифрования данных, получаемый также на базе индивидуального ключа абонента.

Заключение

В заключение хочу добавить, что, при создании технологии GPRS (как и при создании многих современных сетевых технологий) вопросам безопасности внимания уделялось недостаточно. Многие аспекты не описаны и отданы на откуп операторам, которые далеко не всегда уделяет безопасности первостепенное внимание, что приводит к печальным последствиям. Специалистами найдено уже немало недостатков технологии GPRS, но это уже тема другой статьи.

Выполнение процедуры GPRS Attach, т, е. подключения MS к сети GPRS, переводит ММ-контексты в MS и в SGSN из состояния IDLE в состояние READY. После этого MS может активировать PDP-контекет.

Различают типы два типа подключения:

GPRS Attach (не комбинированный);
комбинированный GPRS/IMSI Attach.

GPRS Attach выполняют через SGSN.

При проведении подключения MS должна идентифицировать себя и указать какой тип подключения должен быть выполнен. Для идентификации MS предоставляет сети P-TMSI. Если MS не может предоставить корректного P-TMSI, то она сообщает свой IMSI.При этом, однако, нарушается конфиденциальность абонента.

Рассмотрим обобщенную процедуру комбинированного GPRS/IMSI Attach при подключении MS к новому SGSN или при первом подключении MS к пакетной сети. Процедуру иллюстрирует рис. 8.1.

1. MS инициирует процедуру подключения посредством посылки SGSN запроса на подключение (Attach Request). Запрос содержит ряд параметров. Отметим лишь некоторые. Во-первых, в запрос включают или IMSI или Р-TMSI совместно со старым RAI. Во-вторых, в запросе указывают тип подключения (только GPRS Attach, GPRS Attach при уже выполненном IMSI Attach, комбинированный GPRS/IMSl Attach). В третьих, запрос содержит старую P-TMSI сигнатуру (если MS использует P-TMSI).

Рис. 8.1. Процедура комбинированного GPRS/IMSIAttach

3. Если MS неизвестна и в старом, и в новом SGSN, то SGSN посылает MS идентификационный запрос (Identity Request), указывая тип идентификации - IMSI. MS возвращает ответ (Identity Response), содержащий IMSI.

4. Выполняют процедуру аутентификации. Аутентификация обязательна, если для MS не существует ММ-контекста где-либо в сети. Устанавливают режим шифрования в случае, если шифрование поддерживается сетью и должен быть выделен новый P-TMSI.

5. Опционально выполняют проверку оборудоеания MS (IMEI Check).

ATTACH – подключение MS к GPRS подсети.

D ETACH – отключение MS от GPRS подсети.

Вышеуказанные процедуры применяют для изменения состояния MS и соответствующего программного обеспечения MM-контекста (MM – Mobility Management) в SGSN.

Когда MS работает в пакетном режиме, она может находиться в одном из трех состояний: Ready, Standby и Idle (рис.

Состояние Ready

В состоянии Ready MS выделен канальный ресурс и идет обмен пакетами, MS переводят в состояние Standby, если в течение определенного времени (READY timer) пользовательские пакеты не приходят.

Рис. 1. Состояния MM-контекста в MS и SGSN

Состояние Standby

В состоянии Standby ММ-контекст активизирован, но канальный ресурс с MS снят. Если SGSN имеет данные или сигнальную информацию для MS, находящейся в состоянии Standby, то он посылает пейджинг (Paging Request) в ту RA, где MS находится. При ответе MS на пейджинг MM cостояние в MS изменяется на Ready, а в SGSN – после получения этого ответа. При отсутствии данных о том, где находится MS, пейджинг не посылают. С другой стороны, MM состояние в MS изменяется на Ready и в случае, когда MS посылает данные или сигнальную информацию. Соответственно состояние в SGSN изменяется на Ready, когда эти данные будут приняты SGSN.

Состояние Idle

MS переводят в состояние Idle, если она в течение длительного времени находится в состоянии Standby, а обмена пакетами не происходит (срабатывает таймер пребывания в состоянии Standby).

Активизация PDP контекста.

Когда MS переходит в пакетный режим, должна быть выполнена процедура активизации PDP контекста. В отличие от сетей с коммутацией каналов, в сетях с коммутацией пакетов абонент на время обслуживания в пакетном режиме получает IP адрес, а для организации выхода в пакетную сеть (Интернет или локальную сеть), необходимо активизировать (указать) точку доступа AP (Access Point).

Адрес пользователя (статический или динамический) и имя точки доступа к пакетной сети APN (Access Point Name) наряду с такими параметрами как тип предоставляемой услуги (чтение файлов из Интернета, потоковое видео и пр.) и качество предоставляемых услуг (QoS – Quality of Service) составляют важнейшую часть параметров PDP (Packet Data Protocol) контекста. PDP контексты абонента записаны в его SIM-карте и в HLR. При организации пакетного соединения соответствующий PDP контекст должен быть активизирован. Эта процедура пооперационно приведена на рис. 2.

MS отправляет запрос на активизацию PDP контекста в SGSN (1). SGSN запрашивает HLR о возможности предоставления абоненту требуемой услуги (2). При получении подтверждения из HLR SGSN приступает к организации соединения со шлюзом с последующим выходом на требуемую пакетную сеть.

Если PDP контекст включает имя точки доступа APN, то SGSN обращается к серверу имен доменов DNS (Domain Name Server), чтобы тот преобразовал символическое имя APN в соответствующее ему числовой адрес (3). Если точку доступа назначают динамически в процессе установления соединения, то SGSN сам выбирает шлюз GGSN для выхода на пакетную сеть. В любом случае между SGSN и GGSN образуют туннельное соединение (4) и активизируют в GGSN точку доступа AP для обеспечения необходимой пропускной способности сквозного канала и других качественных характеристик для данной услуги. При этом GGSN либо активизирует статический адрес абонента, либо абоненту на время сеанса связи выделяют динамический адрес. При завершении процедуры SGSN пересылает в MS все установленные и активизированные параметры PDP контекста (5).

При обслуживании вызовов в пакетной сети есть ряд особенностей, (рис. 3). При передаче пакетов вверх, когда вызов делает абонент, алгоритм начинается с команды запроса пакетной передачи RRCCellUpdate. Далее следуют процедуры активизации PDP контекста, организации сквозного канала с требуемым QoS и передача информационных пакетов.

Во время передачи пакетов вниз возможны разные сценарии. Если PDP контекст активизирован, то пакеты, поступающие на шлюз GGSN, будут пересланы по туннелю в SGSN и далее в UE. На рис. 3 рассмотрена ситуация, когда абонент пользуется услугой отложенного вызова, т.е. когда пакеты поступили, например, на шлюз его домашней сети, а PDP контекст не активизирован. В данном случае сеть выполняет процедуру PUSH. На SGSN, обслуживающий абонента, приходит уведомление (SM: PDUNotificationRequest), происходит вызов абонента (RRCPaging), далее следуют процедуры RRC Cell Update, активизации PDP контекста, организации сквозного канала. Осуществляется доставка пакетов абоненту, по завершении которой пакетное соединение разрывают.

Рис. 3. Процедура пакетной передача данных в GSM/UMTS сети

Продолжаем наше знакомство с пакетной передачей в сетях мобильных операторов, которое мы с Вами начали в первой части о GPRS/EDGE технологиях. В этой статье речь пойдет о процессе аутентификации и авторизации, т.н. процедуре GPRS Attach, а также активирование услуги, запрошенной абонентом — поднятие PDP Context'а. Посмотрим какие данные хранятся на стороне SGSN'а, а какие на стороне абонента.
Ну, что ж поехали…

GPRS Attach

выделение радиоресурсов
обмен служебной информацией по логическим каналам между базовой станцией и терминалом абонента
установление канала передачи данных
изменение состояния терминала

Процесс аутентификации и авторизации, т.н. процедура GPRS Attach, изображен на схеме ниже (картинка кликабельна).

RAI — Routing Are Identity
MCC — Mobile Country Code (международный код страны)
MNC — Mobile Network Code (международный код оператора в пределах страны)
LAC — Location Area Code (совокупность базовых станций, объединенных одним кодом)
RAC — Routing Area Code (зона, меньшая, либо равная LAC)

RAND — случайное число
SRES — результат, «прогонки» случайного числа RAND через алгоритм А3
K_с — результат, «прогонки» числа K_i через алгоритм А5

PDP Context Activation

После успешного прохождения процедуры GPRS Attach, пользователь может активировать PDP Context, что позволит ему воспользоваться услугами пакетной передачи данных.

Сама процедура активации контекста, чем-то напоминает процедуру активации коммуникации при Dial-Up соединении. Давайте посмотрим на эти две процедуры в сравнении.
Упрощенно, процедуру активации линка Dial-Up можно представить в качестве схемы:

Теперь давайте посмотрим на принципиальную схему активации PDP Context'a:

Как видим, похожесть между двумя этими процедурами, состоит в применении одинаковых протоколов, довольны похожи сами этапы и процедуры, которые используются на этапах установления соединения, а также схожи ключевые узлы, участвующие в процессе установления коммуникации.

Определив ключевые моменты, при активации PDP Context'a, рассмотрим полную процедуру и определим, какие же данные передаются во время этой процедуры.

Схема активации PDP Context'a представлена на рисунке ниже:

Activate PDP Context Request
В этом запросе передается довольно много различных данных, нас же больше будут интересовать следующие:
QoS requested — запрашиваемый профиль обслуживания абонента, качественные характеристики соединения, если же это поле будет пустым, то решение о назначенном профиле примет SGSN
PDP type — определяет, какой тип протокола будет использован терминалом, для определенного сервиса IP/X.25/etc.
Address — тип адреса, выдаваемый абоненту для коммуникации в сети [IPv4, IPv6, auto]
APN* [Access Point Name] — имя точки доступа, определяющие адрес GGSN'а, который будет обслуживать сессию пользователя.

* — более детально про выбор и использование APN в процессе активации контекста, можно прочитать в статье: «Не важно кто ты… важно какая у тебя APN»

internet.mnc009.mcc255.gprs, где

internet — APN, прописанная в терминале абонента,
mnc009.mcc255.gprs — GOI некоторого виртуального оператора (Украина).

Information stored before/after GPRS Attach

Давайте разберемся, какие данные хранятся на стороне абонента, а какие на стороне SGSN'а до и после процесса аутентификации и авторизации в пакетной сети оператора.
Сводная таблица представлена ниже:

MS	SGSN	HLR
Before GPRS Attach	IMSI MSISDN RAI K_i QoS profile	IMSI MSISDN K_i QoS profile
After GPRS Attach	PMM State P-TMSI	PMM State P-TMSI MSISDN RAI K_c QoS profile	SGSN address

Небольшой помощник:

APN — Access Point Name
CHAP — Challenge Handshake Authentication Protocol
EIR — Equipment Identity Register
GGSN — Gateway GPRS Support Node
GOI – GGSN Operator Identifier
GPRS — General Packet Radio Service
HLR — Home Location Register
HPLMN — Home PLMN
IMSI – International Mobile Subscriber Identity
IPCP – Internet Protocol Control Protocol
MS – Mobile Station
MSC – Mobile Switching Centre
MSISDN – Mobile Station Integrated Services Digital Number
PAP — Password Authentication Protocol
PDN — Packet Data Networks
PDP — Packet Data Protocol
PLMN — Public Land Mobile Network
PPP – Point-to-Point Protocol
RAS — Registration, Admission and Status
RNC — Radio Network Controller
SGSN — Serving GPRS Support Node
VLR — Visitors Location Register
VPLMN — Visitor PLMN

На пути от 2G к 3G: система GPRS

Одним из существенных недостатков сетей сотовой связи стандарта GSM на сегодняшний день является низкая скорость передачи данных (максимум 9.6 кбит/с). Да и сама организация этого процесса далека от совершенства - для передачи данных абоненту выделяется один голосовой канал, а биллинг осуществляется исходя из времени соединения (причем по тарифам, мало отличающимся от речевых).

Разумеется, разработчики GPRS приложили все усилия для того, чтобы установка новой системы "поверх" существующих GSM-сетей оказалась как можно менее обременительной (и разорительной, что немаловажно) для операторов. Давайте рассмотрим подробнее, какие новые блоки и связи появляются в общей архитектуре системы сотовой связи стандарта GSM с внедрением GPRS, а потом обсудим пользовательское оборудование, способное работать с высокоскоростной пакетной передачей данных.

GPRS изнутри.

Доработку GSM-сети для предоставления услуг высокоскоростной передачи данных GPRS можно условно разделить на две формы - программную и аппаратную. Если говорить о программном обеспечении, то оно нуждается в замене или обновлении практически всюду - начиная с реестров HLR-VLR и заканчивая базовыми станциями BTS (расшифровку упомянутых аббревиатур и объяснение основных принципов работы GSM-сети можно найти тут). В частности, вводится режим многопользовательского доступа к временным кадрам каналов GSM, а в HLR, например, появляется новый параметр Mobile Station Multislot Capability (количество каналов, с которыми одновременно может работать мобильный телефон абонента, но об этом ниже).

Ядро системы GPRS (GPRS Core Network) состоит (рис.1) из двух основных блоков - SGSN (Serving GPRS Support Node - узел поддержки GPRS) и GGPRS (Gateway GPRS Support Node - шлюзовой узел GPRS). Остановимся на их функциях более подробно.

SGSN является, грубо говоря, мозгом рассматриваемой системы. В некотором роде SGSN можно назвать аналогом MSC - коммутатора сети GSM. SGSN контролирует доставку пакетов данных пользователям, взаимодействует с реестром собственных абонентов сети HLR, проверяя, разрешены ли запрашиваемые пользователями услуги, ведет мониторинг находящихся online пользователей, организует регистрацию абонентов вновь "проявившихся" в зоне действия сети и т.п. Так же как и MSC, SGSN, в системе может быть и не один - в этом случае каждый узел отвечает за свой участок сети. Например, SGSN производства компании Motorola имеет следующие характеристики: каждый узел поддерживает передачу до 2000 пакетов в секунду, одновременно контролирует до 10000 находящихся online пользователей. Всего же в системе может быть до 18 SGSN Motorola.

Предназначение GGSN можно понять из его названия - грубо говоря, это шлюз между сотовой сетью (вернее, ее частью для передачи данных GPRS) и внешними информационными магистралями (Internet, корпоративными интранет-сетями, другими GPRS системами и так далее). Основной задачей GGSN, таким образом, является роутинг (маршрутизация) данных, идущих от и к абоненту через SGSN. Вторичными функциями GGSN является адресация данных, динамическая выдача IP-адресов, а также отслеживание информации о внешних сетях и собственных абонентах (в том числе тарификация услуг).

Замечу, что в GPRS-систему заложена хорошая масштабируемость - при появлении новых абонентов оператор может увеличивать число SGSN, а при эскалации суммарного трафика - добавлять в систему новые GGSN. Внутри ядра GPRS-системы (между SGSN и GGSN) данные передаются с помощью специального туннельного протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol).

Еще одной составной частью системы GPRS является PCU (Packet Control Unit - устройство контроля пакетной передачи). PCU стыкуется с контроллером базовых станций BSC и отвечает за направление трафика данных непосредственно от BSC к SGSN.

В перспективе (при ориентации системы на мобильный Интернет) возможно добавление специального узла - IGSN (Internet GPRS Support Node - узел поддержки Интернет).

За управление и контроль GPRS-системы отвечает OMC-R/G (Operation and Maintenance Center - Radio/GSN - центр управления и обслуживания радио/узла GPRS: на рис.1 не показан). Это, так сказать, интерфейс между системой и обслуживающим ее персоналом.

Прежде чем приступить к работе с GPRS, мобильная станция, так же как и в обычном случае передачи голоса, должна зарегистрироваться в системе. Как уже было сказано, регистрацией (а, точнее, "прикреплением" (attachment) к сети) пользователей занимается SGSN. В случае успешного прохождения всех процедур (проверки доступности запрашиваемой услуги и копирования необходимых данных о пользователе из HLR в SGSN) абоненту выдается P-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity - временный номер мобильного абонента для пакетной передачи данных), аналогичный TMSI, который назначается мобильному телефону для передачи голоса (кстати, если абонентский терминал относится к классу А (см. ниже), то ему при регистрации выделяется как TMSI, так и P-TMSI).

Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-система нуждается в данных о его месторасположении относительно сети, причем с большей точностью, нежели в случае передачи голосового трафика (напомню, HLR и VLR хранят номер Location Area (LA), в которой находится абонент: подробней об этом можно прочитать тут ). Но представьте себе, как возрастет служебный трафик в сотовой сети и расход энергии мобильным аппаратом, если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от одной соты к другой! Чтобы найти разумный компромисс между объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три класса:

Интересно обстоят дела с маршрутизацией данных в случае роуминга GPRS-абонента. При этом возможны два варианта, или, правильней сказать, сценария. SGSN в обоих случаях используется гостевой (VSGSN - Visited SGSN), а вот GGSN может использоваться либо гостевой (VGGSN - Visited GGSN), либо домашний (HGGSN - Home GGSN). В последнем случае между домашним и гостевым операторами должна существовать GPRS-магистраль (InterPLMN GPRS BackBone - GPRS-линия между разными мобильными сетями) для передачи трафика между HGGSN и мобильным абонентом. Кроме того, появляется необходимость в BG (Border Gateway - граничный шлюз) с обеих сторон с целью обеспечения защиты сетей от атак извне.

необходимому приоритету (существует высокий, средний и низкий приоритет данных);
надежности (разделение на три класса по количеству возможных ошибок разного рода, потерянных пакетов и т.п.);
задержкам (задержки информации вне GPRS-сети в расчет не принимаются);
количественным характеристикам (пиковое и среднее значение скорости);

Класс QoS выбирается индивидуально для каждой новой сессии передачи данных.

Кроме QoS, в характеристику сессии передачи данных входит тип протокола (PDP type - Packet Data Protocol type); PDP-адрес, выданный мобильной станции (выдача адресов бывает как статической, так и динамической); а также адрес GGSN, с которым идет работа. "Профиль" сессии (в англоязычной литературе принято обозначение "PDP context") записывается в телефон, а также в обслуживающие его SGSN и GGSN. Одновременно может поддерживаться несколько профилей передачи данных для каждого пользователя.

Вообще говоря, пакетная передача данных предусматривает два режима "соединений":

PTP (Point-To-Point - точка-точка);
PTM (Point-To-Multipoint - точка-многоточие).
Широковещательный режим РТМ в свою очередь подразделяется на два класса:
PTM-M (PTM-Multicast) - передача необходимой информации всем пользователям, находящимся в определенной географической зоне;
PTM-G (PTM-Group Call) - данные направляются определенной группе пользователей.

Поддержка режима "многоточечной" передачи информации PTM ожидается в будущих спецификациях GPRS.

GPRS снаружи - абонентские устройства.

Поговорим теперь о клиентском оборудовании GPRS. К сожалению или к счастью, но для работы с системой пакетной передачи данных необходимо иметь специальный телефон, совместимый с GPRS. Говоря более строго, GPRS-терминалы подразделяются на три класса:

устройства класса А способны одновременно работать как с передачей голоса, так и с передачей данных (они, говоря техническим языком, обладают возможностью функционировать как в режиме коммутации каналов (circuit switched), так и в режиме коммутации пакетов (packet switched). Подчеркну - речь идет об одновременной работе в разных режимах);
устройства класса В могут осуществлять либо передачу голоса, либо передачу данных, но не одновременно;
устройства класса С поддерживают только передачу данных и не могут быть использованы для голосовой связи. Как правило, это разного рода компьютерные платы для обеспечения беспроводного доступа к данным.

Следует заметить, что максимальная скорость передачи данных определяется, в первую очередь, количеством каналов, с которыми одновременно может работать абонентский терминал. Один канал обеспечивает передачу данных со скоростью до 13.4 кбит/с.

Французская фирма SAGEM стала одним из первых производителей, представивших GPRS-совместимые телефоны. Модель Sagem MC-850 , презентация которой прошла на Женевской выставке TELECOM-99, относится к классу В и имеет один канал для передачи данных и три - для приема, а чуть более современный Sagem MW-959 , вынесенный на суд общественности на CEBIT-2000, включает в себя уже четыре канала для входящего трафика (на передачу остался по-прежнему один канал, также не изменился класс устройства). Таким образом, максимальная скорость приема данных с помощью телефона Sagem MW-959 составляет 53.6 кбит/с, а передачи - 13.4 кбит/с.

Заключение.

В нынешнем 2001 году ожидается лавинообразное, если так можно выразиться, внедрение GPRS по всему миру. На момент подготовки этого материала система пакетной передачи данных была введена в коммерческую эксплуатацию лишь в нескольких сетях (например, английской BT Cellnet, немецкой T-D1, турецкой TelSim), однако внедрение и испытания новой системы проводят практически все операторы GSM. Не стали исключением и участники московского сотового рынка - БиЛайн наращивает свою сеть с помощью компании Nokia (в Сокольниках организована опытная GPRS-зона под управлением одного контроллера BSC), а МТС строит GPRS вместе с американским гигантом Motorola. Кстати, Motorola является единственным производителем, предлагающим все необходимое для GPRS оборудование, начиная с абонентских терминалов (по предварительной информации, первым GPRS-телефоном Motorola станет модель Timeport P7389i) и кончая сетевыми устройствами. По плану, опытно-коммерческая эксплуатация системы пакетной передачи данных в сети МТС должна была начаться в декабре 2000 года, но 15 декабря произошел небольшой конфуз - как заявила сама компания: "в связи с запуском в опытную эксплуатацию сети GPRS на нескольких контроллерах МТС <…> 15 декабря 2000 года в 16.25 произошел сбой программного обеспечения на контроллерах, находящихся на участке опытной сети GPRS. В результате, в это время возникло ограничение доступа к сети у части абонентов МТС" (полный текст пресс-релиза, посвященного сбою, можно найти тут). Будем надеяться, что случившаяся неприятность не изменит планов Мобильных ТелеСистем по вводу в строй новой системы.

Следующим шагом от GSM к сетям третьего поколения UMTS (Universal Mobile Telephone System) является технология EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution - в вольном переводе "передача данных на повышенной скорости"), позволяющая осуществлять перекачку информации на скоростях до 384 кбит/с в восьми GSM-каналах (48кбит/с на канал). Для внедрения EDGE "поверх GPRS" операторам необходимо будет заменить аппаратуру базовых станций BTS, а пользователям - приобрести поддерживающие EDGE телефонные аппараты. Хотя на настоящий момент мне лично сложно представить, что должен делать абонент сотовой сети GSM, чтобы ему не хватило скорости в 170 кбит/с, предлагаемой GPRS. Но в наше время бурно развивающихся цифровых технологий прогнозы - дело не благодарное…

Читайте также: