ХАРАКТЕРИСТИКА GPRS

Переход к цифровой передаче сигналов и вызванный этим рост эффективности использования радиоресурсов стал причиной дальнейшей эволюции способов передачи инфор­мации. Таким промежуточным этапом, носящим название второго с половиной поколения средств связи, стала техника пакетного режима передачи информации пользователя. Не секрет, что при коммуникациях, основанных на соедине­ниях, радиоресурсы используются не самым эффективным образом. Информация, передаваемая по сетям, носит преры­вистый характер, следовательно, в промежутках между пе­редачами данных ресурсы системы используются неэффек­тивно. Был проведен анализ приложений, использующих радиосети, и на его основе создали новую услугу, получив­шую название GPRS — услуга пакетной передачи данных через радиосеть. Данная услуга используется как для высо­коскоростной, так и для низкоскоростной передачи данных и сигналов управления, оптимизирует использование сети и радиоресурсов. Сохранение принципа модульности и функ­циональности позволяет минимально изменять существую­щую структуру сети. Строгое разделение между подсисте­мой радио и сетевой подсистемой дает возможность сетевой подсистеме использовать другие технологии радиодоступа.

Ядро сети спроектировано таким образом, чтобы предостав­лять определенное качество услуги передачи данных для раз­личных приложений. Классификация выполняемых задач про­изводится по принципу, называемому качеством услуги связи. Под этим понимают набор требований, необходимых для вы­полнения данной задачи. Наиболее важным показателем услу­ги связи является задержка в передаче данных. Так, есть при­ложения, для которых нет особых ограничений во времени. В качестве примера можно привести службу электронной поч­ты, передачу коротких сообщений. Для таких приложений, как голосовая связь и видео, характерен трафик реального време­ни. Вторым фактором, влияющим на работу пакетной переда­чи данных, является объем передаваемой информации. Услу­га GPRS разрабатывалась с учетом эффективной передачи данных на высокой и низкой скорости. Для пакетного режима возможна реализация стандартных протоколов передачи дан­ных и SMS. Межсетевое взаимодействие осуществляется с по­мощью стандарта пакетной передачи данных IP.

Должное внимание уделяется тарификации данной услу­ги. Тарификация должна быть гибкой и должна учитывать объем переданных данных, качество передачи данных, а также время передачи данных.

При передаче пакетов выделяют два режима работы

• точка-точка (Point-To-Point (РТР));
• точка-много точек (Point-To-Multipoint (РТМ)).

В качестве примеров РТР можно привести режим доступа к базе данных. Здесь данные посылаются пользователю по его запросу. Типичным примером является доступ в Интернет по протоколу WWW. Примером множественной рассылки мо­жет быть рассылка новостей, прогнозов погоды. GPRS может быть описан в упрощенной модели, приведенной на рис. 1.

В этой модели GPRS организует возможность передачи данных от передатчика к одному или нескольким приемни­кам. Данные определения касаются конечного оборудова­ния, которое может называться оборудованием пользовате-я — UE — или терминальным (оконечным) оборудованием — ТЕ. Терминальное оборудование подключается к сети GPRS или к другим внешним сетям. Мобильная сеть общего до­ступа (PLMN) имеет две точки доступа в сеть GPRS, одна из них — радиосеть, используемая для мобильного доступа, вторая точка — оборудование клиента. Это может быть мобильный телефон или оборудование, осуществляющее до- j ступ во внешние сети данных через его аппаратуру.

Сетевое взаимодействие с другими сетями данных и другими PLMN производится с помощью адресации, принятой в се-j тях IP. Адрес клиента может быть динамическим, то есть выбираемым из списка имеющихся в распоряжении оператора связи адресов, или статическим, когда определенному клиенту при­сваивается постоянный адрес. Когда пользователь активирует i GPRS, его адрес должен быть передан в сеть. При соединении с внешними сетями адрес клиента может быть изменен в соот­ветствии с требованиями маршрутизаторов данных сетей. Так, например, маршрутизатор может потребовать, чтобы клиент, имел адрес, относящийся к сета оператора услуга GPRS.

Возможно два варианта межсетевого взаимодействия:

• IP-сети;
• другие мобильные сети PLMN, взаимодействующие друг с другом или через промежуточную сеть.

GPRS должен удовлетворять требованиям межсетевого взаимодействия с условием ограничений, накладываемых оборудованием мобильной связи.

Пользователь, определяемый своим номером GSM, мо­жет иметь адрес, удовлетворяющий требованиям стандарт­ной адресной схемы протокола IP версии 4 или 6. В случае простого соединения «точка-точка» подписчик услуги GPRS может не иметь соответствующего сетевого адреса.

Как указывалось выше, есть два типа услуг: «точка-точка» и «много точек». В режиме «точка-точка» происходит передача одного или более пакетов между двумя клиентами. Передача запускается пользователем, запрашивающим услугу, клиент- приемник получает данные. Такой режим работы носит назва­ние передачи «точка-точка» без организации соединения — РТР Connectionless Network Service (PTP-CLNS). Режим работы «точка-множество» осуществляет передачу пакетов от запросчика услуги группе получателей данных. Данный тип услуги ре­ализован на протоколе IP и называется IP Multicast (IP-M).

Запрос услуг PTP-CLNS и IP-M может выполняться как из мобильной, так и стационарной точки сети.

Услуга PTP-CLNS производится от пользователя А к пользователю Б с учетом того, что каждый пакет не зависит от предыдущего, то есть передача пакетов осуществляется без проверки надежности и достоверности. Передача дан­ных совместима с протоколами сетевого уровня и соответ­ствует протоколу Интернет IP.

Услуга «точка-много точек» (Point-To-Multipoint) произво­дит передачу данных одного сообщения множеству подпис­чиков. Реализация услуги определена как часть набора IP- протокола. Подписчиками данной услуги могут быть как абоненты местной мобильной сети, так и пользователи сети Интернет. Требованием данной услуги является наличие фильтра пакетов сетевого уровня для ограничения рассыл­ки внутри группы подписчиков.

Режим объединения пакетов внутри канала не зависит от характеристик радиоканала. Это необходимо для обеспе­чения работы GPRS на каналах разной плотности.

Необходимым условием передачи данных является хра­нение информации об услугах, на которые подписан або­нент. Данная информация называется профилем пользова­теля и содержит следующие данные:

• подписка на услуги (PTP-CLNS);
• подписка на соответствующее качество обслуживания QoS (приоритет относительно других пользователей, на­дежность, задержки, пропускная способность).

Запрос качества обслуживания QoS приложений абонен­та должен соответствовать QoS, предоставляемых GPRS. При наличии/дефиците доступных радиоресурсов GPRS мо­жет динамически изменять их использование абонентами. Критерии, по которым может осуществляться такое измене­ние, не специфицированы в GPRS. Единственные изменения в ресурсах, проводимые GPRS, — длина пересылаемых объе­мов информации, которая контролируется сетевым оператором.

Характеристики качества обслуживания связи QoS, обсуждаемые ниже, относятся к нормальным режимам работы сети, за исключением характеристики приоритет­ности.

Приоритет относится к средствам, регулирующим пове­дение сети при ее перегрузках. Различают следующие уров­ни приоритетов:

• высокий приоритет — запросы такого уровня обслужи­ваются первыми;
• нормальный приоритет — запросы обслуживаются пе­ред пользователями с низким приоритетом;
• низкий приоритет — данные запросы обслуживаются после запросов высокого и нормального приоритетов. Параметры надежности относятся к характеристикам пе­редачи, запрашиваемым приложением пользователя. Класс надежности определяет вероятность потерь, дублирования, неочередности следования или повреждения блоков инфор­мации.

Параметры задержки QoS

GPRS не является услугой «сохрани и передай». Хотя данные временно хранятся в узлах сети во время радиопередачи, задерж­ка вызывается ограничениями сети и минимизируется по клас­сам. Параметр задержки определяется по максимальной величи­не усредненных задержек, а также по 95% задержек, и дает среднюю скорость передачи данных в сети GPRS. Задержка включает в себя суммарные задержки радиоканала и сети GPRS. В ней не учитываются задержки при работе с внешними сетями.

Классы задержек

	Задержка (максимальные значения)
Класс	Размер пакета: 128 байт		Размер пакета: 1024 байта
задержек	Среднее вре­мя задержки (секунды)	95% задержка	Среднее вре­мя задержки (секунды)	95% задержка
		(секунды)		(секунды)
1. (Оценка)	<0,5	< 1,5	<2	<7
2. (Оценка)	<5	<25	< 15	<75
3. (Оценка)	<50	<250	<75	<375
4. (Лучшая попытка)	Неопределено

Пропускная способность

Данный параметр QoS означает пропускную способность, запрашиваемую абонентом, и определяется двумя характе­ристиками, величины которых определяются при запросе передачи данных параметром «скорость передачи информа­ции» (Information Transfer Rate):

• максимальная скорость передачи;
• средняя скорость передачи (включает, например, перио­ды в передаче, во время которых данные не передаются).

Мониторинг качества обслуживания QoS

В зависимости от реализации GPRS оборудование або­нента может отслеживать текущее состояние качества об­служивания. К такой информации относятся:

• пропускная способность данных пользователя;
• задержка радиоканала;
• средняя задержка «пользовательское оборудование — мобильная сеть»;
• надежность.

Режимы работы оборудования пользователя GPRS

Классы оборудования пользователя вводятся с целью разделения требований к различным сегментам рынка мо­бильных устройств с различными требованиями абонентов. Различают три типа оборудования пользователей.

Класс оборудования А

В этом классе оборудование подключено к GPRS и GSM. Одновременно поддерживаются операции присоединения, активации, мониторинга, обращения и передачи. Под одно­временностью понимается работа как в пакетной сети, так и в сети с образованием соединения, например, дозвон в ста­ционарную городскую телефонную сеть. Абонент может принимать/совершать звонки/сессии передачи данных с уче­том требований качества обслуживания QoS разных услуг.

Класс оборудования В

Оборудование подключено к двум услугам одновремен­но, но работа совершается только с каждой из услуг по очере­ди. При нахождении оборудования в состоянии ожидания как в одной, так и в другой услуге, отслеживаются каналы из­вещения обоих услуг. Приоритет во входящей информации имеет канал пакетной передачи данных. При извещениях, приходящих по одному каналу управления, оборудование пользователя должно выдавать ответ для обоих сервисов.

Класс оборудования С

Оборудование пользователя подключается к GPRS или другой услуге. Допускается только раздельное использова­ние услуг передачи данных. Выбор услуги (пакетной или с созданием соединения) определяется вручную или по умол­чанию. Возможность получения SMS через GPRS зависит от реализации оборудования.