GPRS - Architecture معمارية
تعمل بنية GPRS على نفس الإجراء مثل شبكة GSM ، ولكن لديها كيانات إضافية تسمح بنقل حزم البيانات. تتداخل شبكة البيانات هذه مع شبكة GSM من الجيل الثاني توفر نقل حزم البيانات بمعدلات من 9.6 إلى 171 كيلوبت في الثانية. إلى جانب نقل حزم البيانات ، تستوعب شبكة GSM عدة مستخدمين لمشاركة نفس موارد الواجهة الهوائية في نفس الوقت.
فيما يلي مخطط هندسة GPRS:
تحاول GPRS إعادة استخدام عناصر شبكة GSM الحالية قدر الإمكان ، ولكن من أجل بناء شبكة خلوية متنقلة قائمة على الحزمة بشكل فعال ، يلزم وجود بعض عناصر الشبكة الجديدة والواجهات والبروتوكولات للتعامل مع حركة مرور الحزمة.
لذلك ، تتطلب GPRS تعديلات على العديد من عناصر شبكة GSM على النحو الملخص أدناه:
عنصر شبكة GSM التعديل أو الترقية مطلوبان لـ GPRS. محطة متنقلة (MS) مطلوب محطة متنقلة جديدة للوصول إلى خدمات GPRS. ستكون هذه المحطات الجديدة متوافقة مع الإصدارات السابقة مع GSM للمكالمات الصوتية. BTS يلزم ترقية البرنامج في محطة الإرسال والاستقبال الأساسية الحالية (BTS). BSC تتطلب وحدة التحكم في المحطة الأساسية (BSC) ترقية البرامج وتثبيت أجهزة جديدة تسمى وحدة التحكم في الحزمة (PCU). تقوم وحدة PCU بتوجيه حركة البيانات إلى شبكة GPRS ويمكن أن تكون عنصرًا منفصلاً للأجهزة المرتبطة بـ BSC. عقد دعم GPRS (GSNs) يتطلب نشر GPRS تثبيت عناصر شبكة أساسية جديدة تسمى عقدة دعم GPRS (SGSN) وعقدة دعم GPRS (GGSN). قواعد البيانات (HLR ، VLR ، إلخ.) ستتطلب جميع قواعد البيانات المشاركة في الشبكة ترقيات البرامج للتعامل مع نماذج ووظائف الاتصال الجديدة التي تقدمها GPRS.
تعمل بنية GPRS على نفس الإجراء مثل شبكة GSM ، ولكن لديها كيانات إضافية تسمح بنقل حزم البيانات. تتداخل شبكة البيانات هذه مع شبكة GSM من الجيل الثاني توفر نقل حزم البيانات بمعدلات من 9.6 إلى 171 كيلوبت في الثانية. إلى جانب نقل حزم البيانات ، تستوعب شبكة GSM عدة مستخدمين لمشاركة نفس موارد الواجهة الهوائية في نفس الوقت.
فيما يلي مخطط هندسة GPRS:
تحاول GPRS إعادة استخدام عناصر شبكة GSM الحالية قدر الإمكان ، ولكن من أجل بناء شبكة خلوية متنقلة قائمة على الحزمة بشكل فعال ، يلزم وجود بعض عناصر الشبكة الجديدة والواجهات والبروتوكولات للتعامل مع حركة مرور الحزمة.
لذلك ، تتطلب GPRS تعديلات على العديد من عناصر شبكة GSM على النحو الملخص أدناه:
| عنصر شبكة GSM | التعديل أو الترقية مطلوبان لـ GPRS. |
|---|---|
| محطة متنقلة (MS) | مطلوب محطة متنقلة جديدة للوصول إلى خدمات GPRS. ستكون هذه المحطات الجديدة متوافقة مع الإصدارات السابقة مع GSM للمكالمات الصوتية. |
| BTS | يلزم ترقية البرنامج في محطة الإرسال والاستقبال الأساسية الحالية (BTS). |
| BSC | تتطلب وحدة التحكم في المحطة الأساسية (BSC) ترقية البرامج وتثبيت أجهزة جديدة تسمى وحدة التحكم في الحزمة (PCU). تقوم وحدة PCU بتوجيه حركة البيانات إلى شبكة GPRS ويمكن أن تكون عنصرًا منفصلاً للأجهزة المرتبطة بـ BSC. |
| عقد دعم GPRS (GSNs) | يتطلب نشر GPRS تثبيت عناصر شبكة أساسية جديدة تسمى عقدة دعم GPRS (SGSN) وعقدة دعم GPRS (GGSN). |
| قواعد البيانات (HLR ، VLR ، إلخ.) | ستتطلب جميع قواعد البيانات المشاركة في الشبكة ترقيات البرامج للتعامل مع نماذج ووظائف الاتصال الجديدة التي تقدمها GPRS. |
محطات جوال GPRS
يلزم وجود محطات متنقلة جديدة (MS) لاستخدام خدمات GPRS لأن هواتف GSM الحالية لا تتعامل مع واجهة الهواء المحسّنة أو حزم البيانات. يمكن أن توجد مجموعة متنوعة من MS ، بما في ذلك إصدار عالي السرعة من الهواتف الحالية لدعم الوصول إلى البيانات عالي السرعة ، وجهاز PDA جديد بهاتف GSM مضمن ، وبطاقات كمبيوتر لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. هذه المحطات المحمولة متوافقة مع الإصدارات السابقة لإجراء مكالمات صوتية باستخدام GSM.
يلزم وجود محطات متنقلة جديدة (MS) لاستخدام خدمات GPRS لأن هواتف GSM الحالية لا تتعامل مع واجهة الهواء المحسّنة أو حزم البيانات. يمكن أن توجد مجموعة متنوعة من MS ، بما في ذلك إصدار عالي السرعة من الهواتف الحالية لدعم الوصول إلى البيانات عالي السرعة ، وجهاز PDA جديد بهاتف GSM مضمن ، وبطاقات كمبيوتر لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. هذه المحطات المحمولة متوافقة مع الإصدارات السابقة لإجراء مكالمات صوتية باستخدام GSM.
النظام الفرعي لمحطة GPRS الأساسية
تتطلب كل BSC تثبيت واحد أو أكثر من وحدات التحكم في الحزمة (PCUs) وترقية البرنامج. توفر وحدة PCU واجهة بيانات فعلية ومنطقية للنظام الفرعي للمحطة الأساسية (BSS) لحركة مرور حزم البيانات. يمكن أن تتطلب BTS أيضًا ترقية البرامج ولكنها عادةً لا تتطلب تحسينات في الأجهزة.
عندما يتم إنشاء حركة نقل الصوت أو البيانات في الهاتف المحمول المشترك ، يتم نقلها عبر الواجهة الجوية إلى BTS ، ومن BTS إلى BSC بنفس طريقة مكالمة GSM القياسية. ومع ذلك ، عند خرج BSC ، يتم فصل حركة المرور ؛ يتم إرسال الصوت إلى مركز التحويل المحمول (MSC) لكل GSM قياسي ، ويتم إرسال البيانات إلى جهاز جديد يسمى SGSN عبر PCU عبر واجهة ترحيل الإطارات.
تتطلب كل BSC تثبيت واحد أو أكثر من وحدات التحكم في الحزمة (PCUs) وترقية البرنامج. توفر وحدة PCU واجهة بيانات فعلية ومنطقية للنظام الفرعي للمحطة الأساسية (BSS) لحركة مرور حزم البيانات. يمكن أن تتطلب BTS أيضًا ترقية البرامج ولكنها عادةً لا تتطلب تحسينات في الأجهزة.
عندما يتم إنشاء حركة نقل الصوت أو البيانات في الهاتف المحمول المشترك ، يتم نقلها عبر الواجهة الجوية إلى BTS ، ومن BTS إلى BSC بنفس طريقة مكالمة GSM القياسية. ومع ذلك ، عند خرج BSC ، يتم فصل حركة المرور ؛ يتم إرسال الصوت إلى مركز التحويل المحمول (MSC) لكل GSM قياسي ، ويتم إرسال البيانات إلى جهاز جديد يسمى SGSN عبر PCU عبر واجهة ترحيل الإطارات.
عقد دعم GPRS
بعد مكونين جديدين ، يسمى Gateway GPRS Support Nodes (GSNs) و ، تمت إضافة عقدة دعم GPRS (SGSN):
بعد مكونين جديدين ، يسمى Gateway GPRS Support Nodes (GSNs) و ، تمت إضافة عقدة دعم GPRS (SGSN):
عقدة دعم بوابة GPRS (GGSN)
تعمل عقدة Gateway GPRS Support كواجهة وجهاز توجيه للشبكات الخارجية. يحتوي على معلومات التوجيه لهواتف GPRS المحمولة ، والتي تُستخدم لنفق الحزم عبر العمود الفقري الداخلي المستند إلى IP إلى عقدة دعم GPRS الصحيحة. تجمع GGSN أيضًا معلومات الشحن المرتبطة باستخدام شبكات البيانات الخارجية ويمكن أن تكون بمثابة عامل تصفية حزم لحركة المرور الواردة.
تعمل عقدة Gateway GPRS Support كواجهة وجهاز توجيه للشبكات الخارجية. يحتوي على معلومات التوجيه لهواتف GPRS المحمولة ، والتي تُستخدم لنفق الحزم عبر العمود الفقري الداخلي المستند إلى IP إلى عقدة دعم GPRS الصحيحة. تجمع GGSN أيضًا معلومات الشحن المرتبطة باستخدام شبكات البيانات الخارجية ويمكن أن تكون بمثابة عامل تصفية حزم لحركة المرور الواردة.
خدمة عقدة دعم GPRS (SGSN)
تعتبر عقدة دعم خدمة GPRS مسؤولة عن مصادقة هواتف GPRS المحمولة ، وتسجيل الهواتف المحمولة في الشبكة ، وإدارة التنقل ، وجمع المعلومات عن فرض رسوم على استخدام الواجهة الهوائية.
تعتبر عقدة دعم خدمة GPRS مسؤولة عن مصادقة هواتف GPRS المحمولة ، وتسجيل الهواتف المحمولة في الشبكة ، وإدارة التنقل ، وجمع المعلومات عن فرض رسوم على استخدام الواجهة الهوائية.
العمود الفقري الداخلي
العمود الفقري الداخلي عبارة عن شبكة قائمة على بروتوكول الإنترنت تستخدم لنقل الحزم بين شبكات GSN المختلفة. يتم استخدام الاتصال النفقي بين شبكات SGSN و GGSN ، لذلك لا يحتاج العمود الفقري الداخلي إلى أي معلومات حول المجالات خارج شبكة GPRS. يتم التشوير من GSN إلى MSC أو HLR أو EIR باستخدام SS7.
العمود الفقري الداخلي عبارة عن شبكة قائمة على بروتوكول الإنترنت تستخدم لنقل الحزم بين شبكات GSN المختلفة. يتم استخدام الاتصال النفقي بين شبكات SGSN و GGSN ، لذلك لا يحتاج العمود الفقري الداخلي إلى أي معلومات حول المجالات خارج شبكة GPRS. يتم التشوير من GSN إلى MSC أو HLR أو EIR باستخدام SS7.
منطقة التوجيه
يقدم GPRS مفهوم منطقة التوجيه. يشبه هذا المفهوم منطقة الموقع في GSM ، باستثناء أنه يحتوي بشكل عام على عدد أقل من الخلايا. نظرًا لأن مناطق التوجيه أصغر من مناطق الموقع ، يتم استخدام موارد راديو أقل أثناء بث رسالة صفحة.
يقدم GPRS مفهوم منطقة التوجيه. يشبه هذا المفهوم منطقة الموقع في GSM ، باستثناء أنه يحتوي بشكل عام على عدد أقل من الخلايا. نظرًا لأن مناطق التوجيه أصغر من مناطق الموقع ، يتم استخدام موارد راديو أقل أثناء بث رسالة صفحة.