Nowe aplikacje pakietowe

Technika bezprzewodowej transmisji pakietowej GPRS ma w przyszłości posiłkować się mechanizmami routingu - podobnie jak w sieciach IP - i stać się bezprzewodowym rozszerzeniem istniejących sieci pakietowych, w szczególności przez sieć Internetu. Ma to umożliwić łatwiejsze korzystanie z usług stron WWW, szybszą komunikację za pomocą poczty e-mail, szybsze faksowanie przez IP, rozwój komunikacji alarmowej czy automatycznych ostrzeżeń drogowych oraz dalsze rozszerzanie się usług wideofonicznych, docelowo działających z przepływnością kanałową do 384 kb/s. W tym systemie oprócz dwustronnej transmisji typu punkt-punkt jest przewidywana również komunikacja punkt-wielopunkt (P-MP), niezbędna do rozwijania usług telekonferencyjnych.

Poza zwykłą transmisją wiadomości w zakres przewidywanych zastosowań GPRS wchodzą bezprzewodowe przekazy plików o większej pojemności, szeroka oferta usług bankowych i finansowych oraz obsługa telekonferencji z obiektów znajdujących się w ruchu. Realizacja wielopunktowych przekazów wideokonferencyjnych przebiegających w czasie rzeczywistym, klasy P-MP, będzie wymagać innych, bardziej sprawnych mechanizmów przekazu między wieloma użytkownikami ruchomymi stosowanych w sieciach trzeciej generacji 3G (standard IMT-2000, czyli UMTS w Europie).

Trochę inna architektura

Zgodnie z założeniami architektura systemu korzysta z podobnej bazy technicznej jak klasyczna sieć komórkowa GSM, a mianowicie: z tego samego sposobu modulacji radiowej, identycznych pasm częstotliwości, takiej samej zasady przeskakiwania częstotliwości FH (Frequency Hopping) i struktury ramki transportowej TDMA (Time Division Multiple Access). Istotnym wyróżnieniem są tylko nowe kanały transmisji pakietowej PDCH (Packet Data Channels). W konsekwencji - co jest zasadniczą zaletą wdrażania tej nowej technologii - stosowane do tej pory w sieciach tradycyjnych GSM nadawcze stacje bazowe BTS (Base Transceiver Station) i sterowniki stacji bazowych BSC (Base Station Controllers) mogą być nadal użytkowane po niewielkiej adaptacji programowo-technicznej. Rzeczą godną uwagi jest również fakt, że prace modyfikacyjne tych stacji mogą być wykonane w ciągu jednego dnia.

Bezsprzecznie nowym elementem w architekturze sieci GPRS, o zasadniczym znaczeniu dla funkcjonowania szybkich przekazów pakietowych, jest podsieć transmisji danych NSS (Network Subsystem), składająca się z dwóch oddzielnych węzłów komutacji: węzła wspomagającego usługi SGSN (Serving GPRS Support Node) oraz węzła bramkującego usługi międzysieciowe GGSN (Gateway GPRS Support Node) - z przeznaczeniem do współpracy z innymi sieciami pakietowymi, głównie z siecią Internetu. Ta druga podsieć, tworząca nakładkową strukturę sieci pakietowej GPRS, działa współbieżnie z siecią głosowej telefonii komórkowej GSM, wykorzystując wiele już istniejących zasobów cyfrowej sieci komórkowej.

Węzeł pomocniczy SGSN, który w hierarchii sterowania znajduje się na takim samym poziomie jak węzły MSC (Mobile Switching Center) klasycznej telefonii GSM, łącznie z rejestrami identyfikacyjnymi VLR/HLR, odpowiada za:

- włącznie procedur autoryzacji i szyfrowania przekazów pakietowych;

- zarządzanie zasobami GPRS dla przywołań (paging);

- zarządzanie sesjami do stabilnego działania połączeń tunelowych z protokołem PDP (Packet Data Protocol) między stacją ruchomą a siecią pakietową;

- zbieranie informacji o taryfikacji obciążenia (przeciążenia poszczególnych PDP);

- właściwe przełączanie (routing) pakietów danych z uwzględnieniem funkcji utajniania, kompresji, wzajemnych potwierdzeń i kapsułkowania komunikatów.

Funkcje węzła międzysieciowego GGSN, również o dużej analogii do funkcji tradycyjnego węzła MSC, sprowadzają się do współpracy z sieciami posiłkującymi się protokołem IP. Zakres tych działań, oprócz odpowiedniego formatowania i kierowania (routing) pakietów danych, obejmuje szereg dodatkowych czynności, charakterystycznych dla współczesnego stanu technologii internetowych, takich jak: tunelowanie, alokacja adresów, tworzenie ścian ogniowych (firewalls) oraz routing intra-domen i inter-domen przez różnorodne sieci klasy IP (Internetu, intranetu i ekstranetu). Bramka międzysieciowa GGSN funkcjonuje jako interfejs logiczny dla zewnętrznych sieci pakietowych. Przechowuje ona informacje o doborze trasy dla pakietów kierowanych do sieci pakietowych, obsługiwanych przez konkretne stacje bazowe BTS. Zwykle obydwa węzły (SGSN i GGSN) są zainstalowane na routerach z implementowanymi funkcjami VLR (Visitor Location Register) i HLR (Home Location Register) - identycznymi jak w zwykłej sieci GSM.

Dla zwykłego użytkownika korzystanie z transmisji pakietowej GPRS oznacza jednak zasadniczą zmianę w komforcie użytkowania sieci internetowych. Wszyscy użytkownicy - także nałogowi internauci, spędzający przy użyciu laptopów wiele godzin dziennie na seansach internetowych (e-mail, strony webowe, VoIP) - zapłacą teraz wyłącznie za rzeczywisty czas przekazywanych informacji pakietowych, a nie za pełny czas zajmowania łącza, tak jak to było taryfikowane do tej pory w systemach GSM. Może to oznaczać znaczną obniżkę kosztów eksploatacji sieci GSM.