• Author / Uploaded
• José Andrés Peñaherrera

• Categories
• paquete general de Radio sevicio
• Gsm
• Protocolo de Control de Transmisión
• Red de computadoras
• Protocolos de internet

Citation preview

GPRS UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES JOSE ANDRES PEÑAHERRERA OBREGON [email protected] NATALIE MARINA RAMOS CASTRO [email protected] VIVIANA ODALIA PILCO CAJO [email protected] FABIAN ALONSO PAREDESFIERRO [email protected] JOSE VINICIO OLIVAREZ YACHIMBA [email protected] NELSON JOAQUIN MELO PAREDES [email protected]

1.- INTRODUCCIÓN

2.- PALABRAS CLAVE

GPRS es un servicio de datos que permite el

Protocolo, datos ,IPv4, IPv6, Gprs , PPT,

envío y recepción de tráfico de paquetes

2,5G, 3G, Gsm.

(normalmente paquetes IPv4 o IPv6) a través de una red móvil. El Protocolo Punto a Punto

3.- ARQUITECTURA GPRS

(PPT, Point to Point Protocol) permite el cambio

de

de

forma

La siguiente figura muestra la arquitectura

diseñado

para

general de una red GPRS y su relación con

complementar tráfico mediante conmutación

otras redes IP como Internet. Como se puede

de circuitos y el servicio de mensajes cortos

ver, la red hace uso de la infraestructura de

(SMS), además de otros nuevos servicios. En

GSM. El HLR, AuC y EIR necesitarán

muchos casos GPRS se ve como un paso en la

pequeñas modificaciones para soportar GPRS,

evolución hacia 3G, considerándolo como una

y normalmente ese cambio consistirá en una

tecnología de 2.5G. GPRS trabaja aportando

actualización de software. En la estructura de

los servicios de una red de conmutación de

red de la figura se observa como dentro del

paquetes sobre la red existente de GSM. Esto

backbone GPRS se utiliza un switch Ethernet

permite al usuario continuar utilizando la red

para conectar sus componentes.

transparente

protocolos .Está

GSM para la voz pero si se necesita una transferencia de datos, se puede realizar vía GPRS.

De

esta

manera

existente se puede reutilizar.

infraestructura

presta servicio la red GPRS. Los nodos estarán interconectados por una red troncal IP. 3.2.- SGSN (Serving GPRS Support Node) El SGSN ofrece encaminamiento de paquetes, incluyendo

gestión

de

la

movilidad,

autenticación y cifrado entre todos los Arquitectura de la red GPRS

abonados GPRS que se encuentren en el rea de servicio SGSN. Cualquier SGSN de la red

El estándar GPRS no especifica la tecnología

puede prestar servicio a un abonado GPRS,

a utilizar en el Nivel 2 para interconectar el

dependiendo de donde éste se halle. El tráfico

backbone IP, por lo que la mayoría de las

se dirige desde el SGSN al BSC (Base Station

redes

Controller) y al terminal móvil mediante BTS

actuales

utilizan

Ethernet

para

implementar este backbone local, ya que es

(Base Transceiver Station)

una tecnología suficientemente probada y de un coste muy eficiente. El fallo del switch

3.3.- CG (Charging Gateway)

Ethernet provocaría el fallo de toda la red, por lo que es normal encontrar en este punto

En las especificaciones no se indica que se

redundancia en los enlaces para proporcionar

requiera, pero generalmente se implementa.

fiabilidad.Los componentes de una red GPRS

Aporta un enlace lógico al sistema de

que son nuevos con respecto a la red GSM se

facturación del operador y reduce el número

describen en los apartados siguientes.

de enlaces físicos y conexiones necesarias, ya que de otra forma, sería necesaria una

3.1.- GGSN (Gateway GPRS Support

conexión separada a cada uno de los GSNs.

Node) 3.4.- LIG (Lawful Interception Gateway) El GGSN proporciona la pasarela para las redes externas, gestionando la seguridad y las

Es un requisito en muchos países, para poder

funciones de contabilidad, así como la

monitorizar el tráfico. Este es el objetivo del

asignación dinámica de direcciones IP. Desde

LIG. Cuando el tráfico de un usuario pasa por

el punto de vista de las redes externas IP, el

el backbone GPRS, es posible capturarlo y

GGSN es

las

almacenarlo. Para realizar esta interceptación

direcciones IP de todos los abonados a los que

de los datos del usuario, normalmente será

un

servidor

que posee

necesaria una orden judicial.

3.4.- DNS (Domain Name System) Los distintos interfaces que puede haber en En la mayoría de los casos, cuando un

una red GPRS se muestran en la figura y son:

abonado necesite realizar una conexión vía GPRS a una red externa, será necesario

 Gb: Este interfaz se encuentra entre el

seleccionar el APN (Access Point Name) de

SGSN y el BSS. Su función es la de

una lista en el dispositivo móvil. Se requiere

transportar tanto tráfico de datos

un DNS (Domain Name System) de modo que

como

el SGSN pueda hacer una consulta para

normalmente en Frame Relay.

de

control.

Está

basado

convertir el APN a la dirección IP del GGSN correcto.

 Gc: Este interfaz aparece entre el GGSN y el HLR, y proporciona al

3.5.- Interfaces de Red GPRS

GGSN el acceso a la información del cliente. El protocolo utilizado es MAP

GPRS introduce nuevas definiciones de

y el interfaz se usa únicamente para

interfaces. Estos son estándares abiertos

control. Este es un interfaz opcional.

descritos por 3GPP. Permiten que redes de distintas compañías sean construidas sin

 Gd: Este interfaz conecta el SGSN a

apenas modificaciones. Como GPRS utiliza

una pasarela de SMS, lo que permite

gran parte de la red GSM, es necesario que

que SGSN soporte el servicio de

existan interfaces entre los componentes de

mensajes SMS.

ambas tecnologías.  Gf: El interfaz Gf conecta el SGSN al EIR

y

permite

que

el

SGSN

compruebe el estado de un dispositivo móvil concreto.  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. Interfaces entre los elementos de GSM y

Por ejemplo, el punto de acceso puede

GPRS

pedir transportar paquetes IPv4. Las

capas inferiores de la red no son

protocolo BSSAP+ (BSS Application

especificadas, por lo que puede ser

Part

Ethernet, ATM, MPLS, Frame Relay

protocolo BSSAP para permitir el

o

control

cualquier

otro

protocolo

de

transporte.

Plus),

un

entre

subconjunto el

SGSN

y

del el

MSC/VLR.

 Gn: Este interfaz se encuentra entre

Además de los interfaces descritos, hay otros

los GSNs. Consiste de una pila de

dos relevantes que van a través del aire, tanto

protocolos que incluyen IP y GTP

para GPRS como para UMTS, y son los

(GPRS Tunnelling Protocol). GTP

siguientes:

también es utilizado entre dos SGSN, y entre un SGSN y un GGSN de otro operador.

 Um: Este es interfaz aéreo de GSM modificado entre el dispositivo móvil y la red fija que proporciona el

 Gp: Tiene una funcionalidad similar a

servicio GPRS.

la del interfaz Gn, y también se basa en el protocolo GTP. Es necesario

 Uu: Este es el interfaz aéreo de

cuando el SGSN y el GGSN están en

UMTS entre el terminal móvil la red

redes de distintos operadores. Aporta

fija que proporciona el servicio

funciones de seguridad y enrutado al

GPRS.

interfaz Gn.

3.6.- Interfaz Aéreo de GPRS

 Gr: Está entre el SGSN y el HLR,

Cuando un operador ofrece GPRS, éste tendrá

proporcionando al SGSN el acceso a

que convivir con GSM, por lo que el ancho de

la información del cliente. El SGSN y

banda que se tiene debe ser compartido entre

el HLR pueden estar en distintas redes

los servicios de una y otra tecnología. El

si el usuario está usando el servicio de

tráfico GSM y GPRS pueden compartir la

roaming. El protocolo utilizado es

misma trama TDM, aunque no pueden

MAP y el interfaz se utiliza para

compartir la misma ráfaga (timeslot). GPRS

mensajes de control.

utiliza la misma técnica de modulación que GSM, GMSK (Gaussian Minimum Shift

 Gs: Este es otro interfaz opcional. Es

Keying). Al igual que en GSM, hay 114 bits

utilizado para control entre el SGSN y

disponibles en una ráfaga para los datos del

el VLR, que es normalmente situado

usuario. Sin embargo, la estructura de

con el MSC y un SGSN. Utiliza el

multitrama GSM, que consiste en 26 canales

de tráfico (TCH) o 51 de control, ha sido

Al compartir los recursos del interfaz aéreo

reemplazada por un formato de 52 tramas. La

entre GSM y GPRS, GPRS utiliza el ancho de

figura

banda sobrante de GSM. A menos que un

muestra gráficamente esta nueva

estructura.

timeslot esté reservado exclusivamente para GPRS, GSM tendrá prioridad para asignar los Multi-Trama TDMA de 52 Tramas

BLOQUE 0

BLOQUE 1

BLOQUE 2

BLOQUE 3

T

BLOQUE 4

BLOQUE 5

1

recursos. Sin embargo, para GPRS, los

BLOQUE 6

BLOQUE 7

restantes timeslots serán1 vistos como recursos BLOQUE BLOQUE BLOQUE T

BLOQUE 8

9

10

11

disponibles que los usuarios de datos podrán compartir.

TRAMA TDM

0

1

3

2

1

57

3

26

4

5

1

6

57

7

8

8`25

0

1

3

2

1

57

3

4

26

5

1

57

6

7

8

8`25

0

1

3

2

1

57

3

26

4

5

1

6

7

0

1

2

3

4

5

6

7

Desde el punto de vista del operador de red, 57

8

8`25

3

1

57

26

1

57

8

8`25

esto le permitirá introducir nuevos servicios Formato de las 52 tramas

que, en principio, utilizarán espacio que de otra forma no sería utilizado.

La nueva multitrama consiste en 12 bloques de 4 tramas consecutivas, además de dos

Dedicar timeslots específicamente a GPRS,

tramas I (idle) y otras dos T que son usadas

incrementaría la posibilidad de bloquear

para el canal de control del timing advance

llamadas de los usuarios GSM. Conforme los

del paquete (PTCCH). El tiempo dedicado a

servicios

las tramas I y al PTCCH pueden ser usados

aumentando, los operadores tendrán que

por el dispositivo móvil para medidas de la

volver a evaluar esta situación y puede que

señal.

tengan que cambiar la asignación de recursos.

En GSM, un timeslot es dedicado a un solo

Por ejemplo, en la figura, se muestra una

usuario al mismo tiempo, sin embargo, el

trama TDM estándar, con el time slot 0

sistema utilizado en GPRS es diferente ya que

dedicado al canal de broadcast o a otros

cada bloque de 114x4=456 bits puede ser

canales de control. Los otros siete timeslots

usado por distintos usuarios, que en principio,

están disponibles para los usuarios GSM y

compartirán los recursos de un mismo

GPRS. Supongamos que hay cinco usuarios

timeslot. Estos bloques son un tipo de TDM

GSM y dos GPRS que completan la trama

dentro de su propia trama TDM. A un

TDM.

dispositivo se le asigna este bloque cuando tenga la necesidad de transmitir datos.

que

no

sean

de

voz

vayan

uno de ellos, el primero es el bit rate, que

TRAMA TDM

BCCH

GSM 1

GSM 2

GSM 3

GSM 4

GSM 5

GPRS 1

GPRS 2

BCCH

GSM 1

GSM 2

GSM 3

GSM 4

GSM 5

GSM 6

GPRS 1 GPRS 2

BCCH

GSM 1

GSM 2

GSM 3

GPRS 1

GPRS 1

GPRS 2

GPRS 2

incluye las cabeceras RLC/MAC, mientras que el segundo valor es la velocidad para los datos de usuario. CS-1 da la velocidad más baja, pero la

Tramas TDM en GPRS

protección más alta tanto de protección como de corrección de los errores. CS-4 por el

Si otro usuario de GSM deseara hacer una

contrario da la velocidad más alta a costa de

llamada, los dos usuarios de GPRS pasarían a

una menor protección de los datos y no

ocupar un único timeslot. Si ahora tres de los

corrige errores. Durante una llamada, la red

usuarios de GSM finalizan su llamada, las dos

puede cambiar dinámicamente la codificación

conexiones de GPRS podrían utilizar esos

utilizada dependiendo de las propiedades de la

slots libres incrementando así su velocidad.

conexión,

como

número

de

errores,

retransmisiones, etc.…, y será transparente 3.7.- Esquemas de Codificación

para el usuario.

Al contrario que la voz, los datos son muy

3.8.- Tipos de Terminales

intolerantes a los errores, lo que supone un problema ya que el interfaz aéreo introduce un

Los dispositivos móviles GPRS pueden ser

número significante de errores. Para proteger

clasificados en las tres siguientes categorías:

a los datos, es necesario transmitir algún código que permita comprobar y en algún

 Tipo A: Permite el uso simultáneo de

caso corregir los errores. Para GPRS se han

GSM y GPRS. En esta clase GSM

especificado cuatro nuevos esquemas de

tendrá 1 timeslot y GPRS tendrá 1 ó

codificación (CS-1, CS-2, CS-3 y CS-4).

más. Por ejemplo, esto podría permitir a un cliente estar hablando por el

Esquema de Codificación

Bit Rate (Kbps)

Bit Rate Datos de Usuario (Kbps)

CS-1

9.05

8

CS-2

13.4

12

CS-3

15.6

14.4

CS-4

21.4

20

Esquemas de codificación

teléfono mientras descarga un e-mail.  Tipo B: Puede estar conectado a GSM y GPRS, pero uno de los dos está en suspenso mientras el otro está activo. Habrá degradación del servicio para

En la tabla se muestra cada uno de los cuatro esquemas con dos valores asociados a cada

GPRS. Por ejemplo, un cliente que esté descargando datos puede ser

notificado de una llamada entrante y

Clase

Uplink

Downlink

Num. Máx. de Slots

1

1

1

2

2

2

1

3

3

2

2

3

4

3

1

4

5

2

2

4

6

3

2

4

7

3

3

5

8

4

1

5

9

3

2

5

10

4

2

5

11

4

3

5

12

4

4

5

13

3

3

Sin limite

14

4

4

Sin limite

15

5

5

Sin limite

implementación, para sistemas de segunda

16

6

6

Sin limite

17

7

7

Sin limite

generación, tan solo están disponibles los

18

8

8

Sin limite

19

6

2

Sin limite

20

6

3

Sin limite

21

6

4

Sin limite

22

6

4

Sin limite

23

6

6

Sin limite

24

8

2

Sin limite

25

8

3

Sin limite

26

8

4

Sin limite

27

8

4

Sin limite

28

8

6

Sin limite

29

8

8

Sin limite

podría decidir si aceptarla o no, lo que pondría la transferencia de datos en espera.  Tipo C: No se permitirá un uso simultaneo de ambas tecnologías, por lo que habrá que decidir si activar GSM o GPRS. Actualmente, y dada la complejidad de

tipos B y C, y parece que esto no cambiará en un futuro próximo.

Clases de dispositivos GPRS Las clases de los dispositivos definen la velocidad máxima a la que puede enviar o recibir datos un terminal GPRS. Como se ve en la tabla 2, hay 29 clases de dispositivos GPRS, cada uno de ellos, tendrá una combinación de timeslots que podrá utilizar. Así, un dispositivo tendrá un límite en los slots que puede utilizar tanto en el envío como en la recepción de datos. También existe un límite al máximo de slots utilizados. Por ejemplo, un dispositivo de

clase 6 permite el uso de tres timeslots en

de que el primer plano usa GTP-C, mientras

downlink y dos uplink. Además, como

que el segundo utiliza GTP-U.

máximo, permitirá el uso de cuatro timeslots, por lo que un usuario que tenga asignado tres

Plano de control

slots para downlink, tan sólo podrá utilizar uno para uplink. GMM/SM

GMM/SM

LLC

LLC TRANSMISION

RLC

3.9.- Protocolos GPRS

RLC

RLC

BSSGP

MAC

MAC

Servicio de Red Frame Relay

Servicio de red (Frame Relay)

Al igual que otros muchos protocolos de

NIVEL FISICO GPRS

NIVEL FISICO GPRS

Nivel 1

NIVEL 1

comunicaciones, GPRS está basado en una

MS

pila de niveles que proporcionan las funciones

gm

BSS

um

SGSN

Plano de control GSM/GPRS

necesarias para la comunicación con otras capas a través de primitivas.

Plano de usuario

En GPRS se distinguen dos tipos de protocolos, llamados Plano de Control

y

Aplicacion

TCP

IP

Plano de Usuario.

IP

SNDCP LLC

El Protocolo del Plano de Control es utilizado SGSN. Existe una pequeña diferencia entre este Protocolo y el de Plano de Usuario, ya que este último tiene una capa adicional sobre el nivel LLC (Logical Link Control) entre el MS y el SGSN. Esta capa es SNDCP Dependent

Convergente

Protocol). Las figuras muestran los Protocolos de Plano de Control y de Plano de Usuario. Tanto el Plano de Control como el de Usuario, utilizan GTP (GPRS Tunneling protocol) entre el SGSN y el GGSN, con la diferencia

SNDCP

GTP

GDP

LLC

UDP

UDP

RLC

RLC

BSSGP

BSSGP

IP

RLC

MAC

MAC

Frame Relay

Frame Relay

Nivel 2

Nivel 2

Inferfaz de Radio GSM

Interfaz de Radio

Nivel 1

Nivel 1

Nivel 1

Nivel 1

dentro de una red GSM entre el BSS y el

(SubNetwork

Aplicacion

TCP

Um

MS

Gb

BSS

Gn

SGSN

IP

Niveles de Enlace y Físico

Gi

GGSN

Aplicación Servidora

Plano de usuario GSM/GPRS A continuación aparece la figura en la que se muestran 1500 bytes de carga útil, y como al pasar por la pila de protocolos se le va añadiendo otra información. Los datos serán enviados finalmente en los 456 bits disponibles dentro de un bloque a través del interfaz aéreo.

Datos de Usuario

un canal físico que se toma del total de

TCP/IP

Datos de Usuario

recursos GSM y GPRS.

SNDCP

TCP/IP

Datos de Usuario

SNDCP

TCP/IP

Datos de Usuario

1500 bytes como máximo

LLC

LLC

3.10.- BCCH (Broadcast and Control

TRAMA LLC (1600 bytes como maximo)

Channel) RL/M;AC

INFO

FCS

456 bits

114

3

114

1

57

INFO

FCS

RL/ M;AC

456 bits

114

26

RL/M;AC

1

INFO

FCS

456 bits

El canal de broadcast y control transmite

114

57

información general desde la estación base a

8`25

todos los dispositivos móviles de la célula. Fragmentación de los paquetes para la transmisión

Una parte de esa información indica si GPRS está soportado o no en esa célula concreta. Si GPRS está soportado y el canal PBCCH está

Cada bloque está formado por cuatro tramas TDMA, cada una de las cuales tiene 14 bits

configurado, la posición de este canal está indicada también en el BCCH.

para información. Los bits utilizados para la transferencia de los datos de los usuarios y para la detección y corrección de errores, depende

del

esquema

de

codificación

utilizado.

El PBCCH es entonces

utilizado para

transmitir información a los dispositivos en las operaciones de transmisión. Si GPRS está soportado pero el canal PBCCH no existe, la información será transmitida en el BCCH.

Canales Físicos y Lógicos 3.11.- CCCH (Common Control Channel) La información de la capacidad de la red para llegar a un acuerdo con los clientes GPRS es emitida en el canal de broadcast GSM (BCCH). GPRS aporta varios canales de control al interfaz aéreo, alguno de ellos, son

Este es un canal GSM, pero puede ser utilizado en GSM si PCCCH no existe. El CCCH está formado por los siguientes canales:

obligatorios, y otros opcionales. Cuando se introduce un nuevo canal, la forma de nombrarlo es poner una P delante del nombre del antiguo canal (si existía). Por ejemplo, el canal BCCH ahora es PBCCH. Cada uno de estos canales es transferido a través de un canal PDCH. Este se equipara a

 Canal de paginación (PCH): Un canal de

bajada

utilizado

para

buscar

(paginar) a los dispositivos.  Canal de acceso aleatorio (RACH): Canal

de

subida

utilizado

solicitar un canal SDCCH.

para

 Canal de acceso aleatorio de paquetes  Canal de acceso concedido (AGCH):

(PRACH): Canal de subida utilizado

Canal de bajada utilizado para situar

para solicitar uno o más canales de

el SDCCH solicitado. También puede

tráfico (PDTCH).

albergar a un canal de tráfico (TCH) directamente.

 Canal

de

acceso

concedido

de

paquetes (PAGCH): Canal de bajada  Canal de notificación (NCH): Este canal

se

utiliza

para

utilizado

realizar

para

asignar

el

canal

solicitado PDTCH.

determinados avisos a los móviles.  Canal de notificación de paquetes 3.12.- PCCCH (Packet Common Control

(PNCH): Canal de bajada utilizado

Channel)

para realizar avisos concretos.

Este es un canal opcional que es transportado

El tráfico actual GPRS es enviado sobre el

en un canal PDCH. Si este no aparece,

canal de tráfico de datos (PDTCH). Este

entonces la información necesaria para el

equivale al recurso disponible que ha sido

funcionamiento

de

ofrecido para la transferencia. Puede ser un

paquetes es transmitida en el CCCH. PCCH

único timeslot, parte de un timeslot o varios

puede ser implementado si la demanda de

timeslots hasta un máximo de ocho, todos

transferencia de los paquetes de datos lo

ellos deben estar en una sola frecuencia.

de

la

conmutación

requiere o si hay suficiente capacidad de sobra dentro de la red ya que incrementa la QoS

El canal de control PACCH está dedicado a

para el acceso de los paquetes. Está formado

un dispositivo particular. Es necesario tanto

por:

en la subida como en la bajada. La  Canal de paginación de paquetes (PPCH): Canal de bajada utilizado

información

en

este

canal

puede

información

de

los

recursos

ser:

asignados,

información de control de potencia o uplink.

para buscar a los dispositivos antes de la transferencia de paquetes. Esta

3.13.- SNDCP

búsqueda puede ser utilizada tanto por la conmutación de paquetes como la

SNDCP

(SubNetwork

de circuitos.

Convergence

Protocol)

es

Dependent un

protocolo

utilizado sólo en el plano de usuario, para indicar un contexto PDP concreto. Un cliente

puede tener varios contextos PDP abiertos y

establecido una conexión virtual TCP

cada uno de ellos esta asociado a esta capa a

entre el dispositivo móvil y la

través de un identificador NSAPI (network

aplicación. El uso de esta compresión

services

supone que los 40 bytes de la

access

point

identifier).

Las

funciones principales del nivel SNDCP son:

cabecera TCP/IP puedan reducirse a tan sólo 2 o 3 bytes.

 Proporcionar la multiplexación de PDPs.

 V.42bis: El estándar de la ITU-T V.42bis, puede ser utilizado en GPRS.

 Compresión de los datos de usuario

Las cadenas de cualquier longitud

(incluyendo la compresión de la

pueden ser comprimidas con la ayuda

cabecera IP)

de este estándar. Se utilizan los árboles

de

decisión

que

son

 Segmentación de los paquetes de

construidos a partir de unos códigos

datos que serán pasados a la capa

que deben ser conocidos por el

LLC.

compresor y por el descompresor.

LLC establece el tamaño máximo de la unidad de datos de protocolo (PDU) que puede

Aunque la compresión de los datos reduce el

transportar en un único segmento. Si el

número de los datos transmitidos, su uso tiene

paquete de nivel 3 (normalmente IP), llamado

un efecto negativo al incrementar la potencia

N-PDU, no cabe en este tamaño, entonces

de procesamiento del MS y el SGSN.

será necesario que SNDCP rompa ese paquete en segmentos más pequeños (SN-PDU) que

Hay dos formatos de tramas distintos para

puedan ser transportados en una trama LLC y

SNDCP, uno para el modo de transferencia

que

uplink y otro para el modo de transferencia

luego

el

receptor

reensamblará,

downlink. Ambos formatos se muestran en la

obteniendo de nuevo la N-PDU.

figura : La capa SNDCP también puede comprimir la cabecera IP según indican los estándares:

Byte 1

Byte 2

 RFC 1144: Es usado para comprimir

Byte 3

cabeceras de la trama TCP/IP. Se basa

Byte n

en

el

hecho

de

que

X

F

T

DCOMP

M

redundantes una vez que se ha

F

T

M

NSAPI

Byte 1

PCOMP

Byte 2

DCOMP

PCOMP

Byte 3

Número de segmento

Número N-PDU

Numero N-PDU

Segmento de Datos

muchos

parámetros de la cabecera TCP/IP son

X

NSAPI

Byte 4

Byte n

Uplink

Numero N-PDU

Segmento de Datos

Downlink

Formato de la trama SNDCP

el modo protegido o no, se entregará o se

Cuando se utiliza el modo uplink, SNDCP

descartará la trama errónea.

almacenará los paquetes N-PDU y los mantiene hasta que los segmentos producidos

Los campos de las tramas SNDCP tienen el

por dicho N-PDU son sentidos por la entidad

siguiente significado:

receptora. En el modo downlink, los paquetes son descartados tan pronto como los paquetes

 X (bit de reserva): Se pone a 0 por la

N-PDU han sido enviados a la capa LLC para

entidad emisora y es ignorada por el

su transmisión.

receptor.

SNDCP pedirá a la capa LLC que envíe los

 F (indicador del primer segmento):

datos en modo uplink utilizando el formato de

Este bit tiene el valor 1 si es el primer

trama uplink, y será responsabilidad de LLC

segmento formado de una N-PDU.

asegurar que los datos lleguen en el orden

Indica que los campos DCOMP,

correcto. Durante esta petición, SNDCP puede

PCOMP

hacer la petición de la QoS, como la clase de

incluidos en el paquete. También

precedencia, el throughput de pico y la clase

indica que hay mas segmentos que le

de retardo en el SGSN así como indicar el

siguen, pero esos segmentos tendrán

throughput de pico del dispositivo móvil. Se

el valor 0 ya que no son el primero. Si

puede establecer también la prioridad que la

el campo es 0 también indica que

capa

DCOMP, PCOMP y Num. NPDU no

RLC/MAC

del

dispositivo

móvil

utilizará para la transferencia.

y

Num.

N-PDU

están

aparecen.

Cuando se realice la transferencia utilizando

 T (tipo de SN-PDU): Un 0 indica que

el modo downlink, los parámetros de la

es

calidad de servicio tanto en el SGSN como en

asignación) mientras que un 1 indica

el

que es una trama SN-UNITDATA

dispositivo

móvil,

incluirán

una

clasificación de fiabilidad que indica si la

una

trama

SN-DATA

(con

(sin asignación).

capa LLC debería utilizar el modo protegido o el modo desprotegido y si la capa RLC/MAC debe utilizar el modo uplink o downlink.

 M: Como una N-PDU puede haber sido dividido en varios SN-PDU, el ultimo de éstos tiene que indicar que

La capa LLC puede detectar errores en las

el N-PDU puede ser reensamblado.

tramas y dependiendo de si se está utilizando

Un 0 indica que es el último de la N-

PDU, mientras que un 1 indica que no

1-14: Este identificador ha sido negociado

lo es.

dinámicamente 15: Reservado para extensiones futuras

 NSAPI: Indica con que contexto PDP está asociado el SN-PDU, ya que varios

pueden

el modo sin asentimiento, ya que LLC

compartir el mismo enlace lógico. Los

asegura la entrega ordenada en el

valores pueden ser:

modo ACK.

0:

contextos

PDP

 Num Segmento: Solo es necesario en

Es un mecanismo de escape para

 Num N-PDU – modo ack: Tendrá un

futuras extensiones 1:

valor entre 0 y 255 que indica el

Información Point-to-Multipoint

número de la N-PDU.

Multicast 2-4:

Reservados para uso futuro

5-15:

Valores

de

NSAPI

 Num N-PDU – modo no ack: Tendrá asignados

un valor entre 0 y 255 que indica el

dinámicamente, que permiten un máximo de 11 contextos.

número de la N-PDU. 4.- LLC

 DCOMP (Data Compression Coding):

LLC (Logical Link Protocol) proporciona un

Este campo aparece tan solo en el

enlace fiable entre el dispositivo móvil y el

primer segmento, y sus valores son:

nodo SGSN tanto para control como para datos. Acepta campos de información variable

0:

No hay compresión

1-14:

desde 140 bytes hasta un máximo de 1520

Este identificador ha sido negociado

bytes de payload y puede transferir mensajes

dinámicamente

de control y de datos que pueden estar o no

15:

encriptados. Al igual que SNDCP soporta los

Reservado para extensiones futuras

modos con acuse de recibo y sin acuse de  PCOMP

(Protocol

Control

recibo,

tiene

la

capacidad

de

Information Compression Coding):

reordenar tramas que lleguen fuera de orden

Este campo aparece en el primer

(cuando se retransmitan tramas que tuvieran

segmento. Puede tener los siguientes

errores). Está diseñado para ser independiente

valores:

de las capas inferiores, para permitir distintas opciones.

0:

además

No hay compresión

En el plano de control, LLC transporta

seguridad el IMSI no será transmitido), pero

mensajes

no aparece en la cabecera LLC.

GMM

(GPRS

Mobility

Management), como la autenticación o el Attach, así como información de la sesión

La capa inferior BSSGP (entre el BSC y el

(activación del contexto PDP), además de

SGSN) y la capa RLC/MAC (entre el móvil y

transportar mensajes SMS a las capas

el BSC), se envían, en distintos momentos, la

superiores.

información TLLI que identifica al dispositivo móvil de forma única.

En el plano de usuario, las tramas LLC transportan

los

paquetes

SNDCP

que

4.2.- Modo Downlink

contendrán los datos de usuario (paquetes IP). En este modo, una entidad puede iniciar 1

8 PD

C/R

X

X

SAPI

transmisiones

Trama S

8 1

0

A

X

1

X

N(H)

N(R) Información de Control

S1

S2

Trama I

Campo de Información de Longitud Variable hasta 1520 bytes

0

A

X X

N(S)

1

0

X

X

S2

E

PM

1

P/F

M4

conexión lógica. LLC no garantiza la entrega

tramas recibidas, y dependiendo del modo de protección que se esté utilizando para la

Trama U 1

una

embargo, LLC puede detectar errores en las

N(U)

N(U)

1

establecido

procedimiento de recuperación de errores. Sin

N(R) S1

Trama UI 1

tener

ordenada de las tramas y no tendrá ningún

N(S)

N(S) CRC de 3 bytes

sin

M3

M2

M1

transmisión, entregará o descartará las tramas con errores.

Formato de la trama LLC En el modo protegido, hay una comprobación Una conexión LLC es identificada por un

CRC de la cabecera y del campo de

identificador DLCI (DataLink

información. En el modo no protegido, el

Identifier),

que

estará

Connection

formado

por

el

CRC comprueba la cabecera y tan sólo los

identificador del punto de acceso al servicio

primeros 4 bytes del campo de información,

(SAPI) y el identificador temporal del enlace

que corresponde a la máxima longitud de la

lógico (TLLI) del dispositivo móvil. El SAPI

cabecera PDU de un segmento SNDCP.

va dentro de la cabecera de la trama LLC y

Tampoco hay un control de flujo con este tipo

define el SAP del dispositivo móvil y el

de transmisión desprotegida.

SGSN al que está asociado. Sin embargo, el TLLI es utilizado como identificador único del dispositivo móvil (ya que por razones de

4.1.-Modo Uplink

En este caso, cada entidad emisora es

petición de uplink (A) es

responsable del flujo de datos y de la

puesto a 1 por el emisor si se

recuperación de errores. Para permitir esto, el

quiere un uplink, y se pode a

enlace tiene primero que establecerse, y las

0 en caso contrario. La trama

tramas serán asentidas en este nivel LLC. Este

S es enviada aunque no haya

modo proporciona un servicio fiable de

información a transferir.

entrega ordenada. o 4.3.- Formato de la Trama LLC

Trama

de

confirmada

información (I):

Hay

un

número de secuencia para las Ahora se describen los campos de la trama

tramas enviadas, N(S), y para

LLC mostrada anteriormente.

las recibidas, N(R). Cada trama I también contiene una trama S y algunas veces se le

 PD (Protocol Discriminator): Este bit

denomina trama I+S.

se pone a 0 para indicar que es una trama LLC. Si se pone a 1, la trama será tratada como inválida.

o

Trama de información no confirmada (UI): Se utiliza

 C/R (Command/Response): Indica si

para enviar información a las

es un comando o una respuesta al

capas

superiores

que

no

comando.

necesitan confirmación. Una trama podría perderse sin que

 SAPI: La dirección del servicio de la

las

capas

superiores La

se

capa superior, al que esta trama tiene

enterasen.

información

que ser enviado.

puede ir o no encriptada, según indique el campo E. El

 Campo de control: Hay cuatro tipos.

bit PM indica que se utiliza el modo protegido y si el CRC

o

Trama de supervisión (S):

controla la cabecera y el

Estas tramas son utilizadas

payload

para realiza las funciones

cabecera. Si se pone a 1 este

propias de LLC. Pueden subir

campo,

tramas I utilizando el número

payload

de secuencia de la trama

protegido.

recibida y N(R). El bit de

o

tan

significa también

sólo que

la el está

o

Trama no numerada (U):

RLC/MAC, como la segmentación y el

Proporciona

reensamblado de las tramas LLC.

funcionalidad

adicional a LLC. No contiene ningún número de secuencia.

Este nivel también podrá utilizar el modo con

El bit P/F (Poll/Final) será P

asentimiento o el modo sin asentimiento.

si es una trama de comando y será F si es una trama de

4.5.- Flujo de Bloques Temporal (TBF)

respuesta. El bit P se pone a 1 para pedir una trama de

El mecanismo de flujo de los bloques es una

respuesta del receptor. El bit

conexión física unidireccional para soportar la

F se pone a 1 para indicar que

transferencia de tramas LLC. Permite que

es

varios dispositivos móviles compartan un

una

respuesta

a

un

timeslot o que se ocupen varios time slots en

comando poll.

las dos direcciones. Los canales de subida y bajada son asignados de forma independiente,

4.4.- RLC/MAC

permitiendo así la transferencia asimétrica, lo Control/Media

que es mejor para el tráfico de datos, donde en

Access Control) tiene como función principal

general, hay mayor volumen de tráfico en la

segmentar paquetes LLC para transferirlos

bajada. A cada dispositivo móvil se le asigna

sobre el enlace de radio desde el dispositivo

uno o varios bloques de radio a la vez, y

móvil hasta el BSC, donde estos paquetes

puede

serán reensamblados y retransmitidos por el

compartiendo el mismo canal de 9’05 Kbps.

BSSGP al SGSN. Esto ocurrirá en el uplink,

Esto puede dar una velocidad muy baja, pero

mientras que en el downlink el mecanismo

siempre será suficiente para mantener una

será similar, donde el BSC recibirá los

conexión TCP/IP fuera del time out. Al

paquetes LLC de BSSGP y los segmentará en

dispositivo se le asigna el canal, el time slot y

bloques RLC/MAC para transferirlos al

el bloque de radio en el que puede transmitir.

dispositivo móvil. Los bloques que mandará

Hay

esta

asignación:

RLC/MAC

capa

(Radio

podrán

Link

ser,

al

igual

que

haber

tres

incluso

técnicas la

varios

para

dinámica,

móviles

realizar la

esta

dinámica

anteriormente, de dos modos, con acuse de

extendida y la fija. Tanto la dinámica como la

recibo o sin acuse de recibo.

fija, son obligatorias en las redes GPRS, mientras que la dinámica extendida es

La unidad de control de los paquetes (PCU),

opcional.

que normalmente está situado dentro del BSC es el responsable de las tareas de la capa

4.6.-Formato de la trama RLC/MAC

indicar la propiedad del siguiente Distinguimos entre las tramas de control y las

bloque de radio de subida en el

tramas de datos. La trama de datos

mismo time slot.

sus

campos aparecen en la Figura  PR (Power Reduction): Campo de 2 MAC

TIPO DE PAYLOAD

Byte 1

PR

Byte 2

RRBP

SP

USF

TFI

MAC FBI

Byte 1

TIPO DE PAYLOAD X

CV

PI

SI TFI

R

BSN

E

E

Byte 2

Byte 3 (opcional)

LI (Indicador de Longitud )

M

E

Byte 3 (opcional)

LI (Indicador de Longitud )

M

E

Byte M (opcional)

M

E

M

E

Byte M (opcional)

LI (Indicador de Longitud )

LI (Indicador de Longitud )

Byte M+1 Byte N

BSN

Datos RLC

Byte M+1 (opcional) Byte M+3 (opcional) Byte M+6 Byte N

Downlink

TLLI (32 bits) PFI

E

Datos RLC Uplink

Bloque de datos RLC/MAC

que indican si es un bloque de datos (00) o de control (01). Un valor de 10 en el downlink indica un bloque de control con la cabecera opcional. El resto de valores están reservados. (Relative

Reserved

de potencia del bloque RLC actual, comparado

con

la

potencia

del

BCCH. Un valor de 0 indica 0-2 dB, un 1 indica 4-6 dB y un 2 indica 8-10 dB menos que el BCCH. El valor 3 no se utiliza.

 Tipo de payload: Campo de dos bits

 RRBP

bits que indica la reducción del nivel

FBI

Block

Period): Estos dos bits indican un bloque reservado que el dispositivo móvil puede utilizar para un paquete de asentimiento de control, o un bloque PACCH  S/P (Supplementary/Polling): Un 0 en este campo indica que el campo RRBP no es válido, mientras que un 1 indica que sí lo es.  USF (Uplink Status Flag): Este campo de 3 bits es enviado en todos los bloques de bajada RLC para

 TFI (Temporary Flor Identity): Es un campo de 5 bits que identifica el TBF al que pertenece el bloque.  FBI (Final block indicador): Un bit que indica el último bloque de datos RLC. Un 0 significa que hay mas bloques, mientras que un 1 significa que este es el último bloque en este TBF.  BSN

(Block

sequence

number):

Campo de 7 bits que lleva el número de secuencia del bloque RLC (módulo 128) dentro del TBF.  E (Extensión): Bit que indica la presencia del byte opcional en la cabecera del bloque de datos. Un 0 indica que le sigue el byte de extensión.

 LI (Indicador de Longitud): 6 bits que

 TLLI

(Temporary

se usan para delimitar las PDUs LLC

identifier):

dentro de un único bloque de datos

opcional.

Campo

logical

link

de

bits

32

RLC.  PFI (Packet flor identifier): Este  M (More): Único bit que, junto con el

campo de 7 bits es asignado por el

bit e y el LI, es utilizado para

SGSN y utilizado por un flujo y un

delimitar las PDUs LLC dentro de un

valor de QoS determinado.

TBF. Identifica si otra PDU LLC sigue a la actual dentro del mismo

 Datos RLC: Aquí aparece el PDU

bloque de datos RLC.

LLC o parte de ellos si ha sido segmentado. La cantidad de datos

 CV (Countdown Value): Campo de 4

transferidos depende de si hay alguna

bits enviado por el dispositivo móvil

cabecera opcional RLC y del esquema

para permitir a la red calcular el

de codificación utilizado.

número de bloques RLC que quedan en el flujo actual de subida.

La trama de control y los campos que se introducen no aparecen en la trama de datos:

 SI (Stall indicator): Bit que indica si la ventana de emisión RLC del

MAC

TIPO DE PAYLOAD

Byte 1

RB SN

dispositivo móvil puede avanzar o no. Un 0 indica que la ventana no está parada.

Byte 2 Byte M

Byte 22

 PI (PFI Indicator): Bit que indica la

SP

USF

MAC

TIPO DE PAYLOAD

Byte 1

RTI

FS

AC Byte 22

PR

TFI

AC

MENSAJE DE CONTROL Dowlink

presencia del campo opcional PFI. Un 0 significa que no el campo no

RRBP

Bloque de control RLC/MAC

aparece.  RBSN

(Reduced

block

sequence

 TI (TLLI indicator): Este campo

number): Utilizado para indicar el

indica si el campo TLLI aparece o no.

número de secuencia del bloque de

Un 0 significa que el TLLI no

control de bajada RLC.

aparece.  RTI (Radio transaction identifier): Campo de 5 bits utilizado para

MENSAJ

agrupar los bloques de control de

teléfono,

bajada que componen un único

callejero…

mensaje.



Guía

de

Centro comercial: Banca móvil, Entradas….Internet/

 FS (Final segment): Este campo es

teléfono

Servicios:

Buscador, Traductor….

utilizado en bloques de control de bajada

para

indicar

el

último

5.- CONCLUSIONES

segmento de un mensaje de control. Un valor de 0 indica que este no es el

En este capitulo se ha visto como GPRS es

último segmento.

una red de datos que utiliza la infraestructura de la red GSM. Para permitir la transmisión

 AC (Address control): Único bit que

de paquetes es necesario introducir dos nodos

indica la presencia del byte opcional

que constituyen las partes de la red del

PR/TFI/D en el bloque de control de

sistema GPRS y que se encargan de conmutar

bajada. Un 0 significa que este byte

los paquetes de datos. Los dos nodos

no aparece.

principales son el nodo servidor de soporte de GPRS (SGSN) y el nodo pasarela de soporte

 D (Direction): Bit que dirá si el TBF

de GPRS (GGSN). El SGSN encamina los

identificado en el campo TFI del

paquetes IP entrantes y salientes de cualquier

bloque de control de bajada es de

equipo móvil físicamente situado dentro de la

bajada (1) o de subida (0).

zona geográfica a la que da servicio ese SGSN,

proporcionando

autentificación,

 R (Retry): Único bit que dirá si el

gestión de sesión, gestión de la movilidad y

dispositivo móvil ha enviado el

gestión del enlace lógico del equipo móvil con

mensaje channel packet request más

otros nodos de la red. En tanto el GGSN sirve

de una vez. Un 0 dice que ha sido

de interfaz con las redes externas de paquetes

enviado una vez y un 1 que ha sido

P y se encarga de encaminar las direcciones

enviado más veces.

IP de los abonados servidos por la red GPRS.

Acceso a servicios de información (a través del servicio WAP):



Canales

temáticos:

Noticias,

Finanzas, Viajes…. 

Guía Conecta: Guía de carreteras, Reserva de restaurantes, Guía de

GPRS retiene el esquema de modulación, la anchura de los canales de radio y la estructura de las tramas usadas en GSM, sin embargo, múltiples

usuarios

simultáneamente

los

pueden canales

compartir de

radio,

permitiendo un mejor aprovechamiento de los recursos