فناوری GPRS

مقدمه

با توجه به این که اپراتورهای GSM برای هماهنگ بودن با تقاضاهای مشترکین می باید سرویسهای مهیج و بهتری را پیشنهاد نمایند و با در نظر گرفتن این که تا اوایل سال 1999 تنها بخش کوچکی از مشترکین شبکه GSM به دلایلی از قبیل هزینه بالا، سرعت انتقال پایین و عدم دسترسی آسان از سرویس دیتا استفاده می نمودند، متخصصین را بر آن داشت تا نسبت به مرتفع نمودن مشکلات و ترغیب مشترکین برای استفاده از سرویس دیتا راهکار جدیدی را ارائه نمایند و به همین منظور سرویس جدیدی به نام GPRS معرفی گردید. GPRS یا خدمات رادیویی مربوط به بسته های اطلاعات (General Packet Radio Service) با به کارگیری زیرساخت شبکه GSM به شکل انتها به انتها سرویسهای راهگزینی بسته های داده را در اختیار ما قرار می دهد.

استانداردسازی GPRS ابتدا در سال 1994 توسط ETST/SMG انجام شد و سپس در سال 1997 مجموعه مشخصات آن توسط SMG#25 مورد تایید قرار گرفت و سرانجام در سال 1999 تکمیل گردید . خدمات GPRS در سال 1999 رو به توسعه و تکامل نهاد و در واقع خدمات مربوط به این پدیده از شکل رشد طولی خارج و در شکل رشد عرضی جریان یافت.

کارائی و عملکرد GPRS

 شبکه هایی که دارای هسته GPRS می باشند به وسیله سیستمهای IS-136TDMA(3G)

توسعه یافته اند و پیش بینی می شود که برای

سیستمهای  نسل سوم (3G)  به صورت  شبکه

مرکزی درآیند. برای این که شبکه های موجود

با   سرویس GPRS  سازگاری  داشته   باشند

کانالهای رادیویی به شکل جدیدی تعریف شده و عمل تخصیص این کانالها از انعطاف پذیری بالایی برخوردار می باشند به این معنی که یک تا هشت تایم اسلات را می توان به یک کاربر و یا چندین کاربر فعال را به صورت اشتراکی به یک تایم اسلات اختصاص داد.

 در کنار انعطاف پذیری اختصاص کانالها عمل تخصیص Downlink , Uplink نیز به صورت جداگانه انجام می شود. منابع رادیویی به طور دینامیکی بین سرویسهای مکالمه و دیتا می تواند به اشتراک گذاشته شود و به عنوان تابعی از، بار ترافیکی، علائق و ترجیحات اپراتور عمل نماید. در سرویس GPRS برای این که بتوان به ازای هر کاربر میزان bit rate را به جای ¹¯9kbs تا بیش از ¹¯150kbs ارائه نمود روشهای کدینگ گوناگونی ارائه شده و همچنین ذخیره سازی GPRS به صورت سریع  (GPRS fast reservation) به شکلی طراحی شده که بتوان انتقال بسته ها را در فاصله زمانی 0.5 تا 1 ثانیه شروع نمود.

عملیات امنیتی در مورد GPRS معادل امنیت سازی در شبکه GSM می باشد به شکلی که عملیات تصدیق اطلاعات مشترکین و الگوریتمها رمزنگاری    Ciphering Algorithms برای انتقال بسته های داده به شکل بهینه مشابه با GSM انجام می شود.

با توجه به سرعت و کارایی بالای GPRS در تحویل اطلاعات در مقصد باید ازعان نمود که این سرویس نسبتأ ارزانتر  از CSD , SMS (Circuit Switched data) تمام می شود.

معماری و ساختار  GPRS

 در شکل زیر گره های شبکه GPRS و واسطهای متناظر آنها را مشاهده می نمایید، که

 در آن مولفه های مرتبط با SMS و ثبات هویت MS یعنی (EIR)  نیزنشان داده شده اند.

 در ساختار GPRS باید توجه داشت که در MSC/VIR, BSS, MS وHLR که از اجزاء شبکه GSM هستند اصلاحاتی انجام گردیده، برای مثال اطلاعات سرویس GPRS به اطلاعات مربوط به مشترک در HIR اضافه شده است وهمچنین  دو گره جدید نیز در شبکه معرفی شده است که عبارتنداز  :

گره  پشتیبانی  خدمات برای : GPRS که

(Serving     support    node)      SGSN

 نامیده می شود و برای GPRS معادل MSC است و عملیات سوئیچینگ را انجام می دهد.

گره پشتیبانی Gateway برای :GPRS که (Gateway GPRS Support Node) GGSN نامیده می شود و برای برقراری ارتباط و انجام کنش های لازم با شبکه های خارجی راهگزین بسته های اطلاعات، بکار می رود و از طریق Backbone شبکه GPRS که بر اساس IP عمل می کند، به SGSN متصل می شود. واسط های  Gi, Gp, Gn, Gb, Um     مرتبط

کننده عناصر مختلف شبکه GPRS می باشند که هم برای سیگنالینگ و هم برای انتقال دیتا بکار می روند. دیگر واسط های Gc, Gr, Gs مرتبط کننده  SGSN وGGSN با BSS  و HLR  می باشند.

پروتکلهایی که در طرح سیگنالینگ GPRS برای کنترل  و  پشتیبانی  عملیات  طرح   انتقال

مطرح میباشند عبارتند از :,LLC ,SNDCP  BSSAP+BSSGP ,MAC ,RLC و GTP

و همچنین پروتکلهای MAP, GMM/SM نیز که از پروتکلها GSM می باشند، پروتکلهای ویژه GPRS را نیز در خود دارند.

کلاسهای مشترکین GPRS

به طور کلی سه کلاس برای مشترکین GPRS (GPRS MS) مطرح می باشد.

کلاس A  : در این کلاس MS می تواند به طور همزمان برای GPRS و دیگر سرویسهای GSM به کار گرفته شود.

کلاس B  : در این کلاس MS می تواند شخصا کانلها را جهت GPRS و یا دیگر سرویسهای GSM کنترل نماید.

کلاس  C  : در این کلاس MS منحصرا برای سرویس GPRS به کار گرفته می شود.

پیاده سازی شبکه GPRS

ساده ترین روش پیاده سازی GPRS استفاده از ساختار شبکه GSM می باشد. به همبن منظور نیاز به تغییرات سخت افزاری و نرم افزاری در ساختار موجود شبکه GSM می باشد که مهم ترین تغییر سخت افزاری اضافه نمودن یونیت (Packet Control Unit)PCU در گره BSC می باشد. در گره های  BTS,HLR و MSC/VLR تنها نیاز به تغییرات نرم افزاری می باشد که با توجه به گستردگی گره های BTS اعمال تغییرات نرم افزاری را می توان به صورت Remote و بدون حضور فیزیکی در سایت انجام

داد. در خصوص GPRS MS به جز تغییرات نرم افزاری مهم ترین تغییر سخت افزاری عبارت است از تغییراتی بر روی پاور MS تا بتواند سرویسهای GPRS را پشتیبانی نماید.

سرویسهای GPRS

علاوه بر سرویسهای Basic که در فاز یک GPRS وجود دارند می توان به سرویسهای زیر که در فاز دو GPRS مطرح می باشند اشاره نمود.

1- Enhanced Qos Support in GPRS.  2-Unstructured Octet Stream GPRS   PDP Type.

3- Access to ISPs and Intranets.        

4- GPRS Prepaid .                             

5- GPRS advice of Charge.             

6- GPRS Call .                                

7- Point to multi-point Services.     

منبع

Yi-Bing Lin, Department of Computer science and information engineering ,  National Chiao Tung university, Taiwan

پایان

نکاتی که در مقاله فوق به آنها اشاره شد تنها چکیده ای مختصر در رابطه با GPRS می باشد که امید است مورد استفاده خوانندگان عزیز قرار گرفته باشد.