GPRS изнутри. Часть 3 / Хабр

GTP

Протокол GTP (GPRS Tunneling Protocol) это протокол туннелирования GPRS. GTP описывает передачу данных между узлами GSN в магистральной сети GPRS. GTP определяется как для интерфейса Gn (т. е. интерфейса между GSN внутри одной PLMN), так и для интерфейса Gp (т. е. интерфейса между GSN в различных PLMN). Пакеты GTP инкапсулируются UDP.

GTP позволяет использовать туннелирование для передачи через магистраль GPRS между узлами GSN пакетов различных протоколов. С точки зрения сигнализации GTP определяет механизмы контроля и управления, позволяющие протоколу SGSN обеспечивать для MS доступ в сеть GPRS. Сигнализация служит для создания, модификации и уничтожения туннелей, С точки зрения передачи GTP использует механизм туннелирования для того, чтобы передавать пользовательские пакеты данных. Выбор маршрута зависит от того, требуют ли передаваемые по туннелю данные повышенной надежности соединения или нет.

Протокол GTP поддерживается только узлами обслуживания SGSN (Serving GPRS Support Node) и шлюзами GGSN (GPRS Gateway Support Node). Другие системы не обязаны знать что-либо о работе этого протокола. При подключении GPRS MS к узлам обслуживания SGSN работа с протоколом GTP не требуется. Предполагается, что при работе сети будут устанавливаться множественные соединения с узлами SGSN и GGSN.

Один узел обслуживания SGSN может обеспечивать сервис для множества шлюзов GGSN. Один шлюз GGSN может иметь связь со многими узлами обслуживания SGSN для распределения графика между множеством территориально распределенных мобильных станций.

Заголовок пакета GTP используется для всех типов сообщений GTP и имеет фиксированную длину 16 октетов.

Биты Октет 8 7 6 5 4 3 2 1

Версия

Зарезервировано

LFN

 

Информационные элементы

1

Длина

2

Порядковый номер

3

Метка потока

4

Номер пакета LLC

5

х

х

х

х

х

х

х

FN

6

Резервировано

 

TID

 

Таблица 4 Структура заголовка BSSGP

Версия

Устанавливается в 0, показывая первую версию протокола GTP.

Зарезервировано.

Биты, зарезервированные для будущего использования, имеют значение 1.

LFN

Данный флаг показывает, включен ли в сообщение номер кадра LLC. Для сигнальных сообщений LFN=0.

Тип сообщения

Указывает тип сообщения GTP- Для сигнальных сообщений это поде имеет значение, уникальное для каждого используемого типа сообщений.

Длина

Содержит длину GTP-сообщения (G-POU) в октетах. Для сигнальных сообщений это поле включает размер сигнального сообщения и заголовка GTP.

Порядковый номер

Идентификатор транзакции для сигнальных сообщений или порядковый номер для туннелированных сообщений T-PDU.

Метка потока

Идентифицирует GTP-поток. В сигнальных сообщениях Path Management и Location Management метка потока не используется и данное поле имеет значение 0.

Номер пакета LLC

Используется для координации передачи данных на канальном (link layer) уровне между MS и SGSN в процедурах обновления маршрутной информации внутри SGSN. Для сигнальных сообщений это поле не используется (отправитель устанавливает значение 255, а получатель игнорирует это поле).

TID

Идентификатор туннеля, указывающий контекст ММ и PDP в принимающем узле GSN. В сигнальных сообщениях это поле имеет значение 0 для всех сообщений V Management, Lacation Management и Mobility Managemetn. Поле TID использует следующий формат:

Биты Октет 8 7 6 5 4 3 2 1

2-я цифра MCC

1-я цифра MCC

1

1-я цифра MNC

3-я цифра MCC

2

1-я цифра MSIN

2-я цифра MNC

3

3-я цифра MSIN

2-я цифра MSIN

4

5-я цифра MSIN

4-я цифра MSIN

5

7-я цифра MSIN

6-я цифра MSIN

6

9-я цифра MSIN

8-я цифра MSIN

7

NSAPI

10-я цифра MSIN

8

Таблица 5 Структура ТID

Цифры MCC

, МNС, MSIN

Фрагменты IMSI (определены в GMS 04.08)

NSAPI

Идентификатор точки доступа к сетевому сервису.


Назад Оглавление Вперёд


PDP — это протокол пакетных данных. Адреса PDP являются адресами сетевого уровня. GPRS-системы поддерживают протоколы X.25 и IP-сети. Каждый адрес PDP привязан к узлу поддержки GPRS-шлюза (GGSN). Весь трафик пакетных данных, отправленный из общедоступной сети пакетных данных для адреса PDP, проходит через шлюз (GGSN).

Общедоступная сеть пакетной передачи данных только обеспокоена тем, что адрес принадлежит конкретному GGSN. GGSN скрывает мобильность станции от остальной сети пакетной передачи данных и от компьютеров, подключенных к общедоступной сети пакетной передачи данных.

Статически назначенные адреса PDP обычно привязываются в GGSN в домашней сети абонента. И наоборот, динамически назначенные адреса PDP могут быть привязаны либо к домашней сети абонента, либо к сети, которую пользователь посещает.

Когда MS уже присоединена к узлу SGSN и собирается передавать данные, она должна активировать PDP-адрес. Активация адреса PDP устанавливает связь между текущим SGSN мобильного устройства и GGSN, который привязывает PDP-адрес.

Важно понимать разницу между MS, подключенной к SGSN, и MS, активирующей PDP-адрес. Одна MS привязана только к одному SGSN, однако она может иметь несколько PDP-адресов, которые все активны одновременно.

Каждый из адресов может быть привязан к другому GGSN.

Если пакеты из общедоступной сети пакетных данных в GGSN для определенного адреса PDP и пакеты GGSN не имеют активного контекста PDP, соответствующего этому адресу, он может просто отбросить пакеты. И наоборот, GGSN может попытаться активировать контекст PDP с MS, если адрес статически назначен конкретному мобильному устройству.

Уважаемый пользователь! Реклама помогает поддерживать и развивать наш проект. Просьба отключить блокировку рекламы.

Подробней

Проблемы с передачей данных в мобильных сетях

Несмотря на достаточную зрелость современных мобильных сетей передачи данных, базирующихся на технологии 3G и фактически начавшуюся эксплуатацию первых сетей 4G, попытки обеспечения высокоскоростной передачи данных нередко терпят неудачу.

Это неприемлемо для решения критически важных задач, ведь для них необходима уверенная связь и гарантированное обеспечение достаточной пропускной способности канала даже в тех местах, где подключение к фиксированным каналам невозможно. Такими задачами могут быть:

  • Сеансы видеоконференцсвязи с участием лиц, принимающих решения;
  • Передача потокового видео в реальном масштабе времени с места чрезвычайных ситуаций или массовых мероприятий;
  • Обеспечение работы мобильных штабов;
  • Обеспечение работы мобильных видео- и радиостудий;
  • Экстренное восстановление связи в случае аварии на основном канале передачи данных.

Причины

Среди причин, которые не позволяют полностью полагаться на предлагаемые сегодня операторами мобильной связи решения, можно выделить следующие:

  • неоднородность покрытия в сетях операторов сотовой связи;
  • недостаточность ресурсов сотовой сети для передачи больших объемов данных в крупных городах;
  • недостаточное или фрагментарное ресурсное обеспечение сотовых сетей в сельской местности;
  • внезапное падение скорости передачи данных в сотовых сетях вследствие спонтанной активности абонентов;
  • высокая стоимость трафика спутниковой связи;
  • большие задержки, характерные для спутниковой связи;
  • недостаточная пропускная способность "обратного" канала спутниковой связи;
  • недостаточная зона покрытия мобильных сетей WiMAX и LTE.

Опыт практической (не лабораторной) эксплуатации современных решений в области мобильной передачи данных показывает, что они не всегда способны решать вышеперечисленные задачи с приемлемой надежностью и качеством.

Решение проблемы

Можно ли решить проблемы, которые преследуют операторов сотовой связи? У нас есть обнадёживающий ответ – да, можно.

Если каким-то образом объединить сетевые ресурсы разных операторов мобильной связи в рамках одной системы, то мы получим доступ к ресурсам некой новой "суперсети" с характеристиками, превосходящими отдельно взятые характеристики любой мобильной сети, входящей в "суперсеть":

  • Производительность канала передачи данных в этой "суперсети" будет увеличена пропорционально количеству задействованных в системе мобильных операторов, ведь данные передаются параллельно по всем имеющимся каналам.
  • Надежность "суперсети" также повышена, так как в случае аварии на одном из каналов трафик перераспределяется между оставшимися каналами, исключая тем самым аварию общего канала "суперсети".
  • Зона приема также увеличивается, ведь для "суперсети" она составляется из зон приема всех мобильных сетей, входящих в "суперсеть"

Система DataCrosser

Компания МОБИТЕК разработала систему DataCrosser, которая использует для создания мобильного канала передачи данных сетевые ресурсы нескольких операторов мобильной связи одновременно.

Поток данных разделяется между несколькими беспроводными модемами: 3G, 4G, Wi-Fi, WiMAX, EV-DO, спутниковой связи (спутниковые модемы в базовой конфигурации отсутствуют ввиду дороговизны трафика). Система непрерывно контролирует характеристики доступных ей каналов и оптимальным образом распределяет мобильный трафик между ними, получая в итоге устойчивый, высокоскоростной канал мобильной передачи данных.

Система DataCrosser предназначена для обеспечения мобильного высокоскоростного доступа в ведомственную сеть или в сеть ?˜нтернет с возможностью передачи видео- и аудиоинформации, осуществления полноценного документооборота и подключения мобильного штаба к ведомственной телефонной сети.

Уникальной особенностью системы DataCrosser является то, что она может работать в режиме «прозрачного» шлюза. Фактически это новый класс продукта — «бесконечный удлинитель ethernet». Устройства, подключенные к мобильному шлюзу DataCrosser становятся полноценной частью локальной сети предприятия и, по сути, ничем не отличаются от устройств, подключенных к сети стационарно.

Система позволяет осуществлять передачу больших объемов данных из мест, где отсутствует доступ к фиксированным каналам передачи данных, что позволяет применять ее для решения разных задач:

  • Организация мобильных видеотрансляций в реальном времени;
  • Осуществление мобильных сеансов видеоконференцсвязи;
  • Оперативное развертывание полевых штабов с возможностью подключения офисного оборудования (компьютеров, принтеров, сканеров, IP-телефонов);
  • Обеспечение сетевой поддержки мобильных подразделений;
  • Подключение к системе DataCrosser WiFi-роутера и обеспечение доступа к ведомственной сети или сети ?˜нтернет с планшетных компьютеров, смартфонов и других мобильных устройств;
  • Обеспечение резервного канала связи на случай аварии на проводном канале;
  • Организация работы мобильных видео- и радиостудий.

Общее описание системы

Система DataCrosser состоит из сервера каналов, устанавливаемого на технологической площадке предприятия, и нескольких мобильных шлюзов (до 6 шлюзов, одновременно работающих в системе).

Система работает по следующей схеме:

  • Поток передаваемых с мобильного шлюза данных по специальному алгоритму распределяется между шестью подключенными к мобильному шлюзу беспроводными модемами.
  • Сервер каналов, подключенный к каналам передачи данных всех работающих в системе сотовых операторов, на своей стороне получает сетевые пакеты, распределенные между несколькими модемами, и восстанавливает из них исходный поток данных.

Архитектура комплекса DataCrosser

Для обеспечения устойчивой работы системы используются следующие технические решения:

  • Разделение трафика между несколькими беспроводными модемами, подключенным к различным операторам связи (Мегафон, МТС, Билайн, Скайлинк, Yota, операторы Wi-Fi сетей, операторы спутниковой связи);
  • Улучшение качества связи за счет дублирования трафика;
  • Измерение качества беспроводной связи в реальном времени;
  • Преимущественное распределение нагрузки на каналы с наилучшим качеством связи в реальном времени;Автоматическое восстановление связи при временной потере соединения;
  • Поддержка нескольких мобильных шлюзов на сервере каналов;
  • Использование совместно с радиоканалами стационарной сети Ethernet;
  • Настройка мобильного интернет-шлюза и сервера каналов через веб-интерфейс;
  • Поддержка режимов подключения IP-оборудования, при которых мобильные и стационарные компоненты системы могут быть как в разных IP-подсетях, так и в одной;

Объединение в системе каналов связи, предоставляемых всеми мобильными операторами, позволяет существенно расширить зону приема (все места, где имеется уверенный прием хотя бы одного мобильного оператора). Для еще большего расширения зоны уверенного приема, программно-аппаратный комплекс может быть оснащен внешними антеннами.

Мобильный сетевой шлюз выполняется в двух вариантах:

  • Бортовой вариант, для установки на транспортное средство;
  • Носимый вариант, для использования в помещениях, палатках, на открытом воздухе и т.п.

Функциональность мобильного шлюза в бортовом варианте:

  • Подключение цифровой или аналоговой видеокамеры;
  • Подключение устройств видеоконференцсвязи;
  • Подключение мобильного офиса:
    • компьютеры;
    • принтеры;
    • сканеры;
    • IP-телефоны и факсовые аппараты;
    • WiFi-роутеры.
  • Передача данных со скоростью до 30 Мегабит в секунду;
  • Автоматическая выдача IP-адресов встроенным DHCP-сервером;
  • Поддержка передачи данных в режиме шлюза сетевого и канального уровней (мобильные и стационарные компоненты могут быть как в разных IP-подсетях, так и в одной);
  • Возможность работы от бортовой сети 12 вольт.

Функциональность мобильного шлюза в носимом варианте:

  • Конструктивное исполнение в виде носимого ударопрочного кейса;
  • Подключение цифровой IP-камеры;
  • Подключение устройств видеоконференцсвязи;
  • Подключение мобильного офиса:
    • компьютеры;
    • принтеры;
    • сканеры;
    • IP-телефоны и факсовые аппараты;
    • WiFi-роутеры.
  • Автоматическая выдача IP-адресов встроенным DHCP-сервером;
  • Поддержка передачи данных в режиме шлюза сетевого и канального уровней (мобильные и стационарные компоненты могут быть как в разных IP-подсетях, так и в одной);
  • Передача данных со скоростью до 30 Мегабит в секунду;
  • Автономная работа в течение 14 часов от встроенного аккумулятора;
  • Возможность работы от бортовой сети 12 вольт либо от сети 220 вольт.

ВЫВОДЫ

Система DataCrosser эффективно решает проблемы связанные с текущими технологическими недостатками сетей операторов мобильной связи, позволяет расширить зону приема, повысить устойчивость канала передачи данных в местах неуверенного приема, увеличить пропускную способность канала.

Система DataCrosser позволяет получить устойчивый, высокоскоростной канал мобильной передачи данных в тех местах, где подключение к фиксированным каналам передачи данных затруднено или невозможно, что позволит в короткие сроки решать критически важные для бизнеса и государственного управления задачи:

  • Организацию мобильных видеотрансляций в реальном времени;
  • Осуществление мобильных сеансов видеоконференцсвязи;
  • Оперативное развертывание полевых штабов с возможностью подключения офисного оборудования (компьютеров, принтеров, сканеров, IP-телефонов);
  • Обеспечение сетевой поддержки мобильных подразделений;
  • Организация работы мобильных видео- и радиостудий.
  • Организация резервного канала передачи данных при аварии на основном канале.

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

ООО «МОБИТЕК», Мобильные Информационные Технологии

E-mail: info@mobitechnologies.com
Тел: +7(812)333-18-69

УСЛУГИ СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА DATACROSSER-1500

Сертификат тех. поддержки DataCrosser-1500s (m.DC1500s_SERV)
Сертификат тех. поддержки DataCrosser-1500m (m.DC1500m_SERV)
Сертификат тех. поддержки DataCrosser-1500b (m.DC1500b_SERV)
Сертификат тех. поддержки DataCrosser-1500r (m.DC1500r_SERV)

В рамках оказания услуги Заказчику передаются реквизиты доступа (логин и пароль) в центр обновления и технической поддержки программно-аппаратного комплекса DataCrosser-1500. Доступ к центру обновления и технической поддержки позволяет Заказчику получать:

  • обновлённые версии встроенного программного обеспечения DataCrosser-1500;
  • техническую документацию (техническое описание расширенных функциональных характеристик программно-аппаратного комплекса, инструкция пользователя по работе, инструкция администратора).

Поддерживаются различные способы обращений в службу технической поддержки, такие как телефон, электронная почта и заявка через центр обновления и технической поддержки. Время ответа на запрос составляет не более 4-х рабочих часов с момента обращения.

Круглосуточный доступ Заказчика к центру обновления и технической поддержки открыт в течение всего срока гарантийных обязательств.

Дополнительно в рамках услуг m.DataCrosser 1500m_SERV, m.DataCrosser 1500b_SERV и m.DataCrosser 1500r_SERV предоставляется авансовая замена следующих аппаратных компонентов программно-аппаратного комплекса:

  • интеллектуальный источник бесперебойного питания;
  • телекоммуникационные модули.

Срок выполнения авансовой замены 4 (четыре) рабочих дня.

Демонтаж и монтаж аппаратных компонентов в программно-аппаратный комплекс в рамках предоставляемой услуги не предусмотрен.

Добавить комментарий

Закрыть меню