GPRS

INTRODUCCIÓN

GPRS es un servicio de datos que permite el envío y recepción de tráfico de paquetes (normalmente paquetes IPv4 o IPv6) a través de una red móvil. El Protocolo Punto a Punto (PPT, Point to Point Protocol) permite el cambio de protocolos de forma transparente .Está diseñado para complementar tráfico mediante conmutación de circuitos y el servicio de mensajes cortos (SMS), además de otros nuevos  servicios.  En muchos casos GPRS se ve como un paso en la evolución hacia 3G, considerándolo como una tecnología de 2.5G. GPRS trabaja aportando los servicios de una red de conmutación de paquetes sobre la red existente de GSM. Esto permite al usuario continuar utilizando la red GSM para la voz pero si se necesita una transferencia de datos, se puede realizar vía GPRS. De esta manera infraestructura existente se puede reutilizar.

GPRS

El GPRS, es un sistema que viene a complementar al GSM, permitiendo un mejor aprovechamiento de los recursos. El concepto principal que rige GPRS y que lo diferencia de GSM es la orientación a la conmutación de paquetes frente a la conmutación de circuitos. La diferencia principal la encontramos en la utilización de los recursos de red. El sistema de conmutación de circuitos está pensado para llamadas de voz. Al efectuar una llamada se reserva un canal de comunicación entre origen y destino. Una vez reservado, este canal permanecerá ocupado durante todo el tiempo que dure la conversación. En una llamada se ocupa todo el recurso de la conmutación. Este sistema es claramente ineficaz cuando nos referimos a la transmisión de datos. En Internet, por ejemplo, el tráfico de datos es a “ráfagas”, es decir, se concentra en instantes determinados, permaneciendo el canal la mayor parte del tiempo vacío. En cambio en la conmutación de paquetes el canal de transmisión se requiere sólo cuando existe algo que transmitir o recibir. Esta transmisión se basa en dividir la información en pequeñas unidades llamadas paquetes. Estos paquetes son divididos y enviados de forma secuencial a través de los canales disponibles.

                                                          ARQUITECTURA GPRS

La siguiente figura  muestra la arquitectura general de una red GPRS y su relación con otras redes IP como Internet.Como se puede ver, la red hace uso de la infraestructura de GSM. El HLR, AuC y EIR necesitarán pequeñas modificaciones para soportar GPRS, y normalmente ese cambio consistirá en una actualización de software. En la estructura de red de la figura  se observa como dentro del backbone GPRS se utiliza un switch Ethernet para conectar sus componentes.

Los componentes de una red GPRS que son nuevos con respecto a la red GSM se describen en los apartados siguientes.

  GGSN (Gateway GPRS Support Node)

El GGSN proporciona la pasarela para las redes externas, gestionando la  seguridad y las funciones de contabilidad, así como la asignación dinámica de direcciones IP. Desde el punto de vista de las redes externas IP, el GGSN es un servidor que posee las direcciones IP de todos los abonados a los que presta servicio la red GPRS. Los nodos estarán interconectados por una red troncal IP.

  SGSN (Serving GPRS Support Node)

El SGSN ofrece encaminamiento de paquetes, incluyendo gestión de la movilidad, autenticación y cifrado entre todos los abonados GPRS que se encuentren en el  rea de servicio SGSN. Cualquier SGSN de la red puede prestar servicio a un abonado GPRS, dependiendo de donde éste se halle. El tráfico se dirige desde el SGSN al BSC (Base Station Controller) y al terminal móvil mediante BTS (Base Transceiver Station)

    CG (Charging Gateway)

En las especificaciones no se indica que se requiera, pero generalmente se  implementa.

Aporta un enlace lógico al sistema de facturación del operador y reduce el número de enlaces físicos y conexiones necesarias, ya que de otra forma, sería necesaria una conexión separada a cada uno de los GSNs.

   LIG (Lawful Interception Gateway)

Es un requisito en muchos países, para poder monitorizar el tráfico. Este es el  objetivo del LIG. Cuando el tráfico de un usuario pasa por el backbone GPRS, es posible capturarlo y almacenarlo. Para realizar esta interceptación de los datos del usuario, normalmente será necesaria una orden judicial.

   DNS (Domain Name System)

En la mayoría de los casos, cuando un abonado necesite realizar una conexión vía GPRS a una red externa, será necesario seleccionar el APN (Access Point Name) de una lista en el dispositivo móvil. Se requiere un DNS (Domain Name System) de modo que el SGSN pueda hacer una consulta para convertir el APN a la dirección IP del GGSN correcto.

     Interfaces de Red GPRS

GPRS introduce nuevas definiciones de interfaces. Estos son estándares abiertos descritos por 3GPP. Permiten que redes de distintas compañías sean construidas sin apenas modificaciones. Como GPRS utiliza gran parte de la red GSM, es necesario que existan interfaces entre los componentes de ambas tecnologías.

  Interfaces entre los elementos de GSM y GPRS

Los distintos interfaces que puede haber en una red GPRS se muestran en la figura  y son:

Ø  Gb: Este interfaz se encuentra entre el SGSN y el BSS. Su función es la de transportar tanto tráfico de datos como de control. Está basado normalmente en Frame Relay.

Ø  Gc: Este interfaz aparece entre el GGSN y el HLR, y proporciona al GGSN el acceso a la información del cliente. El protocolo utilizado es MAP y el interfaz se usa únicamente para control. Este es un interfaz opcional.

Ø  Gd: Este interfaz conecta el SGSN a una pasarela de SMS, lo que permite que SGSN soporte el servicio de mensajes SMS.

Ø  Gf: El interfaz Gf conecta el SGSN al EIR y permite que el SGSN compruebe el estado de un dispositivo móvil concreto.

Ø  Gi: Este es un punto de referencia más que un interfaz entre el GGSN y otra red externa. Actualmente GPRS soporta IPv4, IPv6 y PPP, y Gi tiene que ser capaz de entender estos protocolos para un acceso concreto. Por ejemplo, el punto de acceso puede pedir transportar paquetes IPv4. Las capas inferiores de la red no son especificadas, por lo que puede ser Ethernet, ATM, MPLS, Frame Relay o cualquier otro protocolo de transporte.

Ø  Gn: Este interfaz se encuentra entre los GSNs. Consiste de una pila de protocolos que incluyen IP y GTP (GPRS Tunnelling Protocol). GTP también es utilizado entre dos SGSN, y entre un SGSN y un GGSN de otro operador.

Ø  Gp: Tiene una funcionalidad similar a la del interfaz Gn, y también se basa en el protocolo GTP. Es necesario cuando el SGSN y el GGSN están en redes de distintos operadores. Aporta funciones de seguridad y enrutado al interfaz Gn.

Ø  Gr: Está entre el SGSN y el HLR, proporcionando al SGSN el acceso a la información del cliente. El SGSN y el HLR pueden estar en distintas redes si el usuario está usando el servicio de roaming. El protocolo utilizado es MAP y el interfaz se utiliza para mensajes de control.

Ø  Gs: Este es otro interfaz opcional. Es utilizado para control entre el SGSN y el VLR, que es normalmente situado con el MSC y un SGSN. Utiliza el protocolo BSSAP+ (BSS Application Part Plus), un subconjunto del protocolo BSSAP para permitir el control entre el SGSN y el MSC/VLR.

Además de los interfaces descritos, hay otros dos relevantes que van a través del aire, tanto para GPRS como para UMTS, y son los siguientes:

Ø  Um: Este es interfaz aéreo de GSM modificado entre el dispositivo móvil y la red fija que proporciona el servicio GPRS.

Ø  Uu: Este es el interfaz aéreo de UMTS entre el terminal móvil la red fija que proporciona el servicio GPRS.

Ventajas del GPRS para el Usuario

Dentro del aspecto de funcionamiento de GPRS, del cual hablaremos mas adelante podemos enunciar unas de las ventajas que obtiene el usuario con el sistema GPRS, estas ventajas son consecuencia directa de las características vistas en el punto anterior.

Ø  Característica de "Always Connected": un usuario GPRS puede estar conectado todo el tiempo que desee, puesto que no hace uso de recursos de red (y por tanto no paga) mientras no esté recibiendo ni transmitiendo datos.

Ø  Tarifación por volumen de datos transferidos, en lugar de por tiempo.

Ø  Coste nulo de establecimiento de conexión a la red GPRS, frente a los costos de conexión existentes actualmente en GSM.

Ø  Mayor velocidad de transmisión. En GSM sólo se puede tener un canal asignado (un "timeslot"), sin embargo, en GPRS, se pueden tener varios canales asignados, tanto en el sentido de transmisión del móvil a la estación base como de la estación base al móvil. La velocidad de transmisión aumentará con el número de canales asignados. Además, GPRS permite el uso de esquemas de codificación de datos que permiten una velocidad de transferencia de datos mayor que en GSM.

Ø  Posibilidad de realizar/recibir llamadas de voz mientras se está conectado o utilizando cualquiera de los servicios disponibles con esta tecnología.

Ø  Modo de Transmisión Asimétrico, más adaptado al tipo de tráfico de navegación HTML o WML (un terminal GPRS 4+1 (4 slots downlink y 1 uplink) tendrá cuatro veces mayor capacidad de transmisión de bajada que de subida).

       Servicios del GPRS Para el Usuario

Los servicios que obtendrá un usuario de este sistema serían los equivalentes a tener un PC conectado a Internet, siendo este de tamaño bolsillo. Acceder en movilidad a Internet y correo electrónico. GPRS permite acceder en movilidad a todas las facilidades de Internet usando el terminal GPRS como módem, Pagando sólo por el volumen de datos transmitidos y recibidos y no por el tiempo de conexión.

• Aceso a cuentas de correo Internet (lectura y envío de e-mails).
• Aviso de recepción de correo en el móvil.
• Navegación por Internet.
• Descarga de ficheros desde cualquier PC, asistente personal digital (PDA) directamente desde el terminal GPRS (si sus características lo permiten).
• Acceder en movilidad a la Intranet corporativa.
• Acceso a cuentas de correo corporativas (intranet):

GPRS permite utilizar desde un dispositivo móvil (Ordenador portátil, PDA o el propio móvil) los sistemas de correo electrónico de la empresa (Microsoft Mail, Outlook Express, Microsoft Exchange, Lotus Notes etc.).

El usuario puede acceder en movilidad a su correo corporativo, leerlo y contestarlo como si estuviera en la oficina.

Acceso a bases de datos y aplicaciones corporativas desde un dispositivo móvil: Gestión de Fuerza de Ventas: consulta de estados de pedidos, consulta de catálogos, consulta de stocks, información relativa a los clientes… desde cualquier lugar.