Gprs.intro

Jose Maria Recio - URJC

José María Recio Peláez

Arquitectura e interfaces en GPRS


Sumario

Arquitectura general del sistema GPRS

Impacto en la red GSM

Nuevos elementos

Funciones de los nodos GSN

Nodo servidor: SGSN

Nodo pasarela: GGSN

Conexión con redes externas

Roaming


Arquitectura del sistema GPRS

BSC

BTSBTS

SGSN GGSN

HLR

PDN

Signalling & Data Interface

Signalling Interface

PCU

GrGr

GnGn GiGi

MSC/VLR

SMS-GMSC

SMS-IWMSC

GGSN

Other PLMN

GsGs

GpGp

GdGd

FrameFrame

RelayRelay

GbGbGbGb


Encapsulación de los datos del usuario

En el GGSN ...

...y en el terminal


Máx. tasa de transferencia teórica

33.86 33.86

TCP

IP

SNDCP

LLC

RLC/MAC

Physical Layer9.05

7.08

6.94

6.90

6.43

5.96

13.40

10.96

10.75

10.67

9.95

9.23Datos usuario

Condiciones

• Tamaño medio de paquete

de 295 octetos

• LLC unacknowledged

• Compresión VJ de

cabeceras TCP/IP

deshabilitada.

• Compresión V.42bis

deshabilitada

• Datos para el downlink y uplink con “dynamic allocation”

• Con paquetes IP de 1500 octetos las tasas son (Kbps): 6.86 (CS-1) and 10.61 (CS-2)

CS-1 CS-2





Nuevos elementos


Nodo servidor: SGSN

Nodo pasarela: GGSN


Roaming


Partimos de una red GSM estándar …

HLR

BSC

GSM

BTS

GSM

BTS

PSTN

BSC

GSM

BTS

GSM

BTS

MSCVLR

GMSC


PCUBSC

GSM

BTS

GSM

BTS

PSTN

BSC

GSM

BTS

GSM

BTS

MSCVLR

PCU

GMSC

•Añadir una PCU a cada BSS

•Actualización sw BSS (BSC + BTS)

HLR

... actualizamos el subsistema radio …

x


HLR

PCUBSC

GSM

BTS

GSM

BTS

PSTN

BSC

GSM

BTS

GSM

BTS

MSCVLR

PCU

GMSC

PDN

o ISP

GGSN

Gb

Gr

Gi

Gn

•Componentes básicos del núcleo de

red GPRS

•Gr: Actualización sw de HLR

•Gs: Actualización sw de MSC/VLR

Gp Otras redes

GPRS

Redes de datos externas o ISPs

SGSN

Gc

… añadimos los GSN …

x

Frame

Relay

Frame

Relay

Gs


HLR

PCUBSC

GSM

BTS

GSM

BTS

PSTN

BSC

GSM

BTS

GSM

BTS

MSCVLR

PCU

GMSC

Gb

Gi

Gn

Gp

•Núcleo de red GPRS completo

•CG: charging gateway

•DNS: resolución de GGSN

•Radius: autenticación,

autorización, contabilidad

•BG: conexión a otras redes GPRS

BG

DNS

Firewall

Radius

LIAN Intervención

legal

CG

GGSN

Otras redes

GPRS

PDN

o ISP

PDN

o ISP

…y el resto de elementos.

Frame

Relay

Frame

Relay

Gs

SGSN

Gr

Gc

Sistema de

tarificación


La nueva red

MSC/VLR

EIR

Red de cliente

HLR

Red de cliente

Backbone

IP público

STP STP

Lawful

Intercept

RADIUS

EMAIL

DNS

SGSN GGSNSGSN

CGCG

DNSDHCP RADIUS

OMC-G

DNSDHCP

HTTP

RADIUSDNS

DNS

Billing

System

SS7

Backbone

IP

Internet

SMS-GMSC

SMS-IWMSC

SMS-C





Nuevos elementos


Nodo servidor: SGSN

Nodo pasarela: GGSN


Roaming


Nodo GSN servidor: SGSN

� Similar jerárquicamente a un MSC/VLR

• Gestión de la movilidad

• Cifrado

• Compresión

• Interacción con la movilidad GSM (interfaces Gs, Gr, Gd)

• Gestión de la cola en la BSS (PCU)

• Tarificación, red inteligente (CAMEL)


Coordinación GSM/GPRS (I): movilidad


Coordinación GSM/GPRS (II): movilidad


Nodo GSN pasarela: GGSN

� Similar jerárquicamente a un IWF

• Protocolos de enrutamiento necesarios en los interfaces Gi

• Tunelado de los paquetes de usuario (PDU)

• Filtrado (screening)

• Enrutamiento, gestión de direcciones

•Tarificación


Activación de un contexto PDP

BSSBSS SGSNSGSN

GGSN1GGSN1

DNSDNS

Gb Gn

Gi

WWWWWW

Site ASite A

Site BSite B

GGSN2GGSN2

Gi

Gn/Gp

Gn/Gp

WAN

Backbone IPBackbone IP

1.1. SGSN comprueba los derechos de usuario a acceder al APN

Gr

HLRHLR

RadiusRadius DHCP DHCP

serverserver

GTP GTP tunneltunnel

DataData

22

2.2. DNS traduce nombre de APN a GGSN

DNS TableDNS TableDNS Table

-- APN XYZ

� GGSN2

� GGSN1

11

33

3.3. SGSN y GGSN negocian el establecimiento del túnel GTP

44

4.4. Los datos de usuario fluyen





Nuevos elementos


Nodo servidor: SGSN

Nodo pasarela: GGSN


Roaming



OPERATOR

INTRANET

GSN Node

MS community A

MS community B

MS community C

BTSBTS BSC/PCUBSC/PCU SGSNSGSN GGSNGGSNINTERNET

Um

Gp

Neighbour

PLMN

Gi

CUSTOMER

INTRANET

Gn

BGBG

FWFW

FWFW

Gn

GSN Node

(Common PLMN)


Conexión con redes externas: VPN(I)

• VPN: Móvil – VPN server Corporativo

– Conexión VPN cifrada.

– Conexión final no cifrada.

OPERATOR

INTRANET

GPRS GSN

GGSNGGSN

INTERNET

CUSTUMER

INTRANET

External Services LAN

VPN Server Corporate

servers

Conexión VPN

Conexión “en claro”

Conexiones


Conexión con redes externas: VPN(II)

• VPN: Nodo GPRS – Nodo Corporativo

– Conexión VPN cifrada

– Conexión final no cifrada

OPERATOR

INTRANETGPRS GSN

GGSNGGSN

INTERNET

CUSTUMER

INTRANET



servers

Conexión VPN

Conexión “en claro”

Conexiones


Conexión con redes externas: VPN(III)

• Independiente de la técnología VPN aplicada:

– Conexión SSL Ciente-Servidor

OPERATOR

INTRANET

GPRS GSN

GGSNGGSN

INTERNET

CUSTUMER

INTRANET



servers

Conexión SSL

Conexiones

Servidor e-commerce

(servidor SSL)


Roaming



Nuevos elementos


Nodo servidor: SGSN

Nodo pasarela: GGSN


Roaming


Roaming: datos de usuario

BTS BSC

SGSN

GGSN

Internet

VISITEDOperator

PLMN

FW

BTS BSCSGSN

HOMEOperator

PLMN

BG

BG

RootDNS

DNS

Inter-PLMNBackbone

DNS

GGSN

Home OperatorHome Operator

Visited OperatorVisited Operator

FW

Border Gatewayconnects autonomousIP networks together

Domain Name Systemused by SGSN to findthe correct GGSN


Roaming: señalización

BTS BSC

SGSN

GGSN

Internet

VISITEDPLMN

HOMEPLMN

BG

BG

RootDNS

Inter-PLMNBackbone

VisitedDNS

GGSN

Home OperatorHome Operator

Visited OperatorVisited Operator

AP

1. Visiting user selects to use Home APN

2. MS sends "Activate PDP Context"

3. SGSN asks for GGSN IP address (using APN as the key) from Visited DNS

4. Visited DNS asks Root DNS "who knows the IP address for this name ?"

5. Root DNS replies the Home DNS address to Visited DNS

6. Visited DNS asks Home DNS for GGSN address

7. Home DNS replies the GGSN IP address

8. Visited DNS replies SGSN

9. SGSN creates PDP Context with Home GGSN

1

2

3

4

5

8

HomeDNS

6

7

9

APN: my.isp.com.myoperator.fi.gprs

my.isp.com

myoperator.fi.gprs

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