SISTEMA GPRS
1.- ¿Por qué
surge GPRS?
1.1.-
GSM: LA BASE DEL GPRS.
1.2.-
ARQUITECTURA DE LA RED GSM.
1.3.-
LIMITACIONES DE GSM PARA LA TRANSMISIÓN DE DATOS.
2.- ¿Qué es
GPRS?
2.1.- ¿Por qué es mejor GPRS que GSM?
2.2.- Ventajas del GPRS para el usuario.
2.3.- Servicios del GPRS para el usuario.
2.4.- Ventajas del GPRS para la operadora.
3.- ¿Cómo se accede a GPRS?
4.- ¿Cómo funciona GPRS?
4.1.- Pila de
protocolos del plano de transmisión.
4.2.-
Pila de protocolos del plano de SEÑALIZACIÓN.
4.3.-
Concepto Maestro-Esclavo.
4.4.- FLUJO DE DATOS.
4.5.- MULTIPLEXADO
DE CANALES LÓGICOS.
4.6.-
CODIFICACIÓN.
4.7.- Transferencia de datos (UP-LINK).
4.8.-
Transferencia de datos (DOWN-LINK).
4.9.- DISCIPLINAS DE SERVICIO.
4.9.1.- SIN PRIORIDAD.
4.9.2..- CON PRIORIDAD.
4.9.3.- GARANTIZANDO QoS.
5.- MERCADO
ACTUAL.
6.- CONCLUSIONES.
7.- BIBLIOGRAFÍA.
1. ¿Por
qué surge GPRS?
Hoy en día el
número de usuarios de telefonía móvil y de usuarios de Internet ha crecido de
una manera increíble. Debido a esto era inevitable que en algún momento ambos
mundos se fusionasen.
1.1. GSM: la base del GPRS.
El
sistema GSM es el sistema de comunicación de móviles digital de 2ª generación
basado en células de radio. Apareció para dar respuestas a los problemas de los
sistemas analógicos.
Fue
diseñado para la transmisión de voz por lo que se basa en la conmutación de
circuitos, aspecto del que se diferencia del sistema GPRS. Al realizar la
transmisión mediante conmutación de circuitos los recursos quedan ocupados
durante toda la comunicación y la tarificación es por tiempo. Más adelante
veremos como estas limitaciones hacen ineficiente la transmisión de datos con
GSM y como GPRS lo soluciona.
1.2. ARQUITECTURA
DE UNA RED GSM.
Todas
las redes GSM se pueden dividir en cuatro partes fundamentales y bien
diferenciadas:
1.- La Estación Móvil o Mobile Station (MS):
Consta a su vez de dos elementos básicos que debemos conocer, por un lado el
terminal o equipo móvil y por otro lado el SIM o Subscriber Identity Module.
Con respecto a los terminales poco tenemos que decir ya que los hay para todos
los gustos, lo que si tenemos que comentar es que la diferencia entre unos y
otros radica fundamentalmente en la potencia que tienen que va desde los 20
watios (generalmente instalados en vehiculos) hasta los 2 watios de nuestros
terminales.
El SIM es una pequeña tarjeta inteligente que
sirve para identificar las características de nuestro terminal. Esta tarjeta se
inserta en el interior del móvil y permite al usuario acceder a todos los
servicios que haya disponibles por su operador, sin la tarjeta SIM el terminal
no nos sirve de nada por que no podemos hacer uso de la red. El SIM esta
protegido por un número de cuatro dígitos que recibe el nombre de PIN o
Personal Identification Number (bueno ya sabemos por que se nos pide dicho
número).
La mayor ventaja de las tarjetas SIM es que
proporcionan movilidad al usuario ya que puede cambiar de terminal y llevarse
consigo el SIM aunque todos sabemos que esto en la práctica en muchas ocasiones
no resulta tan sencillo. Una vez que se introduce el PIN en el terminal, el
terminal va a ponerse a buscar redes GSM que estén disponibles y va a tratar de
validarse en ellas, una vez que la red (generalmente la que tenemos contratada)
ha validado nuestro terminal el teléfono queda registrado en la célula que lo
ha validado.
2.-
La Estación Base o Base Station Subsystem (BSS):
Sirve para conectar a las estaciones móviles con los NSS, además de ser los
encargados de la transmisión y recepción. Como los MS también constan de dos
elementos diferenciados: La Base Transceiver Station (BTS) o Base Station y la
Base Station Controller (BSC). La BTS consta de transceivers y antenas usadas
en cada célula de la red y que suelen estar situadas en el centro de la célula,
generalmente su potencia de transmisión determinan el tamaño de la célula.
Los BSC se utilizan como controladores de los BTS y tienen como funciones
principales las de estar al cargo de los handovers, los frequency hopping y los
controles de las frecuencias de radio de los BTS.
3.- El Subsistema de Conmutación y Red o Network and Switching Subsystem (NSS): Este sistema se encarga de administrar las comunicaciones que se realizan entre los diferentes usuarios de la red; para poder hacer este trabajo la NSS se divide en siete sistemas diferentes, cada uno con una misión dentro de la red:
- Mobile
Services Switching Center (MSC): Es el componente central del NSS y se
encarga de realizar las labores de conmutación dentro de la red, así como
de proporcionar conexión con otras redes.
- Gateway
Mobile Services Switching Center (GMSC): Un gateway es un dispositivo
traductor (puede ser software o hardware que se encarga de interconectar
dos redes haciendo que los protocolos de comunicaciones que existen en
ambas redes se entiendan. Bien, la misión del GMSC es esta misma, servir
de mediador entre las redes de telefonía fijas y la red GSM
- Home
Location Registrer (HLR): El HLR es una base de datos que contiene
información sobre los usuarios conectados a un determinado MSC. Entre la
información que almacena el HLR tenemos fundamentalmente la localización
del usuario y los servicios a los que tiene acceso. El HRL funciona en
unión con en VLR que vemos a continuación.
- Visitor
Location Registrer (VLR): contiene toda la información sobre un usuario
necesaria para que dicho usuario acceda a los servicios de red. Forma
parte del HLR con quien comparte funcionalidad.
- Authentication
Center (AuC): Proporciona los parámetros necesarios para la
autentificación de usuarios dentro de la red; también se encarga de
soportar funciones de encriptación.
- Equipment
Identy Registrer (EIR): También se utiliza para proporcionar seguridad en
las redes GSM pero a nivel de equipos válidos. La EIR contiene una base
de datos con todos los terminales que son válidos para ser usados en la
red. Esta base de datos contiene los International Mobile Equipment
Identy o IMEI de cada terminal, de manera que si un determinado móvil
trata de hacer uso de la red y su IMEI no se encuentra localizado en la
base de datos del EIR no puede hacer uso de la red.
- GSM
Interworking Unit (GIWU): sirve como interfaz de comunicación entre
diferentes redes para comunicación de datos.
4. Los Subsistemas de soporte y Operación o
Operation and Support Subsystem (OSS): Los OSS se conectan a
diferentes NSS y BSC para controlar y monitorizar toda la red GSM. La tendencia
actual en estos sistemas es que, dado que el número de BSS se está
incrementando se pretende delegar funciones que actualmente se encarga de
hacerlas el subsistema OSS t eb los BTS de modo que se reduzcan los costes de
mantenimiento del sistema.
En
la figura se muestra un pequeño esquema de lo que hemos contado antes:
1.3.
Limitaciones de
GSM para la transmisión de datos.
Las redes GSM tienen ciertas limitaciones para
la transmisión de datos:
-
Velocidad de transferencia de 9,6 Kbps.
-
Tiempo de establecimiento de conexión, de 15 a
30 segundos. Además las aplicaciones deben ser reinicializadas en cada sesión.
-
Pago por tiempo de conexión.
-
Problemas para mantener la conectividad en
itinerancia (Roaming).
La baja velocidad de transferencia limita la
cantidad de servicios que Internet nos ofrece. Por ejemplo, a 9,6 Kbps no se
puede navegar por Internet de una manera satisfactoria. Si, además, tenemos en
cuenta que estamos pagando por tiempo de conexión, los costos se disparan. Esta
es la eterna lucha, pues no se puede comparar una hora de conversación con una
hora de navegar por Internet. La combinación de estos tres factores negativos
hace que GSM sea una tecnología mayoritariamente utilizada para la voz y no
para los datos.
Las tradicionales redes GSM no se adaptan
adecuadamente a las necesidades de transmisión de datos con terminales móviles.
Por ello surge una nueva tecnología portadora denominada GPRS ( General Packet
Radio Service) que unifica el mundo IP con el mundo de la telefonía móvil,
creándose toda una red paralela a la red GSM y orientada exclusivamente a la
transmisión de datos.
Al sistema GPRS se le conoce también como GSM-IP ya que usa la tecnología IP (Internet Protocol) para acceder directamente a los proveedores de contenidos de Internet.
2.
¿Qué es GPRS?
GPRS es una nueva tecnología que comparte el rango de frecuencias de la red GSM utilizando una transmisión de datos por medio de 'paquetes'. La conmutación de paquetes es un procedimiento más adecuado para transmitir datos, hasta ahora los datos se habían transmitido mediante conmutación de circuitos, procedimiento más adecuado para la transmisión de voz.
· Los canales se comparten entre los diferentes usuarios.
En GSM,
cuando se realiza una llamada se asigna un canal de comunicación al usuario,
que permanecerá asignado aunque no se envíen datos. En GPRS los canales de
comunicación se comparten entre los distintos usuarios dinámicamente, de modo
que un usuario sólo tiene asignado un canal cuando se está realmente
transmitiendo datos. Para utilizar GPRS se precisa un teléfono que soporte esta
tecnología. La mayoría de estos terminales soportarán también GSM, por lo que
podrá realizar sus llamadas de voz utilizando la red GSM de modo habitual y sus
llamadas de datos (conexión a internet, WAP,...) tanto con GSM como con GPRS.
La tecnología GPRS, o generación 2.5,
representa un paso más hacia los sistemas inalámbricos de Tercera Generación o
UMTS. Su principal baza radica en la posibilidad de disponer de un terminal
permanentemente conectado, tarificando únicamente por el volumen de datos
transferidos (enviados y recibidos) y no por el tiempo de conexión como hemos
podido observar en un punto anterior.
· Obtiene mayor velocidad y mejor eficiencia de
la red.
Tradicionalmente
la transmisión de datos inalámbrica se ha venido realizando utilizando un canal
dedicado GSM a una velocidad máxima de 9.6 Kbps. Con el GPRS no sólo la
velocidad de transmisión de datos se ve aumentada hasta un mínimo 40 Kbps y un
máximo de 115 Kbps por comunicación, sino que además la tecnología utilizada
permite compartir cada canal por varios usuarios, mejorando así la eficiencia
en la utilización de los recursos de red.
La tecnología GPRS permite
proporcionar servicios de transmisión de datos de una forma más eficiente a
como se venía haciendo hasta el momento.
GPRS es una evolución no
traumática de la actual red GSM: no conlleva grandes inversiones y reutiliza
parte de las infraestructuras actuales de GSM. Por este motivo, GPRS tendrá,
desde sus inicios, la misma cobertura que la actual red GSM. GPRS (Global
Packet Radio Service) es una tecnología que subsana las deficiencias de GSM
2.1.
¿Por qué
es mejor GPRS que GSM?
Como hemos visto anterioriormente el sistema GSM no se adaptaba del todo bien a la transmisión de datos. Vamos a ver ahora las características de GPRS:
- Velocidad de transferencia de hasta 144 Kbps.
- Conexión permanente. Tiempo de establecimiento de conexión inferior al segundo.
- Pago por cantidad de información transmitida, no por tiempo de conexión. Veamos unos ejemplos de los tamaños de información que descargaríamos:
1.
Envío de un
e-mail de 5 líneas de texto
con un anexo (documento tipo de Word de 4 páginas), consumiría alrededor de 95
kbytes.
2.
Acceder a un
buscador, buscar un término
(ej. viajes) y recibir una pantalla de respuesta podría ocupar 100 kbytes
aproximadamente.
3.
Recibir una
hoja de cálculo (documento
tipo Excel de 5 hojas), consumiría aproximadamente 250 kbytes.
4. Bajarse una presentación (documento tipo PowerPoint de 20 diapositivas y con fotos) equivale a unos 1.000 kbytes.
Como vemos
estas características se amoldan mucho mejor para la transmisión de datos que
el tradicional sistema GSM.
2.2.
Ventajas
del GPRS para el usuario.
Las ventajas que obtiene el usuario con el sistema
GPRS son consecuencia directa de las
características vistas en el punto anterior.
·
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.
·
Tarificación
por volumen de datos transferidos, en lugar de por tiempo.
·
Coste nulo de
establecimiento de conexión a la red GPRS, frente a los quantum de conexión
existentes actualmente en GSM.
·
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.
·
Posibilidad de
realizar/recibir llamadas de voz mientras se está conectado o utilizando
cualquiera de los servicios disponibles con esta tecnología.
·
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).
2.3.
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:
o Acceso a cuentas de correo
Internet (lectura y envío de e-mails).
o Aviso de recepción de correo en el
móvil.
o Navegación por Internet.
o Descarga de ficheros.
o Desde cualquier PC, asistente
personal digital (PDA) o directamente desde el terminal GPRS (si sus
características lo permiten).
Pagando sólo por el volumen de
datos transmitidos y recibidos y no por el tiempo de conexión.
·
Acceder
en movilidad a la Intranet corporativa.
·
Acceso
a cuentas de correo corporativas (intranet):
o
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…).
o
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:
o
Gestión
de Fuerza de Ventas: consulta de estados de pedidos, consulta de catálogos,
consulta de stocks, información relativa a los clientes… desde cualquier lugar.
o
Gestión
de equipos de trabajo que operan fuera de la empresa (equipos de mantenimiento,
supervisión, reparto…). Con GPRS se pueden enviar avisos, cumplimentar partes
de trabajo, obtener información detallada sobre envíos o reparaciones…….desde
cualquier lugar.
·
Acceso
GPRS a aplicaciones WAP para uso empresariales (a través del servicio WAP):
o
Agenda,
directorios, tarjetas de visita, E-mail, correo, Tareas, Tablón, enviar fax,
gestión de equipos.
·
Acceso
a servicios de información (a través del servicio WAP) :
o
Canales
temáticos : Noticias, Finanzas, Viajes….
o
Guía Conecta: Guía de carreteras, Reserva de
restaurantes, Guía de teléfono, Callejero…
o
Centro
comercial: Banca móvil, Entradas….
o
Internet/
Servicios: Buscador, Traductor….
2.4.
Ventajas
del GPRS para la operadora.
Uso eficiente
de los recursos de la red: los usuarios sólo ocupan los recursos de la red en
el momento en que están transmitiendo o recibiendo datos, y además se pueden
compartir los canales de comunicación entre distintos usuarios y no dedicados
como en el modelo GSM.
3. ¿Cómo
se accede a GPRS?
Ya existen en el mercado un buen número de móviles adaptados al sistema GPRS. En la bibliografía se comentan algunas direcciones donde obtener los diferentes modelos que homologan las operadoras.
Los terminales GPRS presentan las
siguientes características comunes:
- Capacidad
Dual:
Los terminales
GPRS están adaptados para aprovechar la cobertura existente GSM para la voz y
en GPRS para la transmisión de datos.
- Velocidad
de transferencia:
- Los terminales GPRS utilizan
varios canales simultáneos o slots.
- El número de canales depende de cada terminal, variando de 1 a 4 para la
recepción de datos y de 1 a 2 para el envío.
- Cada canal representa una
velocidad teórica de 13.4 kilobits (en GSM sólo 9 Kbits).
-
Tarjeta SIM:
La tarjeta SIM
es la misma que para GSM. No es preciso cambiar de tarjeta para usar GPRS.
Existen tres tipos de terminales,
cada uno con sus características:
|
CLASE A: |
|
|
CLASE B: |
|
|
CLASE C: |
|
Algunos
de los terminales GPRS que se irán desarrollando con capacidades adicionales a
medida que la tecnología vaya avanzando son:
-
Teléfonos
móviles similares a los actuales con visor cada vez mayor y con mejor
resolución. Estos terminales permitirán el uso de información escrita o gráfica
de forma resumida. Además actuarán de módem inalámbrico cuando se conectan a un
ordenador portátil o de sobremesa.
-
Terminales
tipo Organizador Personal Digital (PDA "Personal Digital Assistant")
con pantalla plana en color de mayor formato y gran capacidad gráfica.
-
Ordenadores
portátiles que utilicen para su conexión inalámbrica un teléfono móvil GPRS o
una tarjeta PCMCIA con capacidad de comunicación móvil.
-
Otros
dispositivos muy diversos que utilizarán comunicación móvil y que estarán
adaptados a una función muy especializada como sistemas de navegación en los
coches, tarjetas de comunicación inalámbrica en máquinas vending, dispositivos
de telemetría y telecontrol industrial, etc.
4. ¿Cómo
funciona GPRS?
4.1.
Pila de
protocolos del plano de transmisión.
El plano de transmisión es el encargado de proveer la transmisión de los datos del usuario y su señalización para el control de flujo, detección de errores y la corrección de los mismos.
GTP: GPRS Tunneling Protocol. Es el encargado de transportar los paquetes del usuario y sus señales relacionadas entre los nodos de soporte de GPRS (GSN). Los paquetes GTP contiene los paquetes IP o X.25 del usuario. Por debajo de él, los protocolos estándares TCP o UDP se encargan de transportar los paquetes por la red. Resumiendo, en el Backbone del GPRS tenemos una arquitectura de transporte IP/X.25-sobre-GTP-sobre-UDP/TCP-sobre IP.
SNDCP: Subnetwork Dependent Convergence Protocol. Es el encargado de transferir los paquetes de datos entre los SGSN (nodo responsable de la entrega de paquetes al terminal móvil) y la estación móvil. Las funciones que desempeña:
o Multiplexación de diversas conexiones de la capa de red en una conexión lógica virtual de la capa LLC.
o Compresión y descompresión de los datos e información redundante de cabecera.
AIR INTERFACE: Concierne a las comunicaciones entre la estación móvil y la BSS en los protocolos de las capas física, MAC, y RLC.
Las
subcapas RLC/MAC permiten una eficiente multiplexación multiusuario en los
canales de paquetes de datos compartidos, y utiliza un protocolo ARQ selectivo
para transmisiones seguras a través del interfaz aire. El canal físico dedicado
para tráfico en modo paquete se llama PDCH(Packet Data Channel).
En adelante se considerará la capa de enlace de datos (Data Link Layer) y la capa física (Physical Layer) como parte del Interfaz Aire Um.
DATA LINK LAYER: Capa de enlace de datos. Se encuentra entre la estación móvil (el móvil GPRS en sí) y la red.
Se subdivide en:
§ la capa LLC (entre MS-SGSN): Provee una enlace altamente fiable y esta basado en el protocolo DIC e incluye control de secuencia, entrega en orden, control de flujo, detección de errores de transmisión y retransmisión. Es básicamente una adaptación del protocolo LAPDm usado en GSM.
§ la capa RLC/MAC (entre MS-BSS): Incluye dos funciones. El principal propósito de la capa de Control de Radio Enlace (RLC) es la de establecer un enlace fiable. Esto incluye la segmentación y reensamblado de las tramas LLC en bloques de datos RLC y ARQ (peticiones de retransmisión) de códigos incorregibles. La capa MAC controla los intentos de acceder de un MS a un canal de radio compartido por varios MS. Emplea algoritmos de resolución de contenciones, multiplexación de multiusuarios y prioridades según la QoS contratada.
PHYSICAL LAYER: Capa física entre MS y BSS. También se subdivide en dos subcapas.
§ La capa del enlace físico (PLL) provee un canal físico. Sus tareas incluyen la codificación del canal (detección de errores de transmisión, correccion adelantada (FEC), indicación de codigos incorregibles), interleaving y la detección de congestión del enlace físico.
§ La capa de enlace de radio frecuencia (RFL) trabaja por debajo de la PLL e incluye la modulación y la demodulacion.
INTERFAZ BSS-SGSN: El protocolo de aplicación BSS GPRS (BSSGP) se encarga del enrutado y lo relativo a la información de la QoS entre BSS y SGSN. El servicio de red (NS) esta basado en el protocolo de Frame Relay.
4.2.
Pila de
protocolos del plano de SEÑALIZACIÓN.
Se incluye en esta pila de protocolos aquellos encargados del control y mantenimiento de las funciones del plano de transmisión, conexión desconexión, activación de contexto, control de caminos de routing y localización de los recursos de la red.
GMM/SM: GPRS MOBILITY MANAGEMENT/SESSION MANAGEMENT. Es el protocolo que se encarga de la movilidad y la gestión de la sesión en momentos de la ejecución de funciones de seguridad, actualizaciones de rutas, etc.
La señalización entre SGSN y los registros HLR, VLR, y EIR utilizan los mismos protocolos que GSM con ciertas funciones ampliadas para el funcionamiento con el GPRS
4.3. Concepto
Maestro-Esclavo.
Como
se ha comentado en el apartado del interfaz aire, el canal físico dedicado para
el tráfico en modo paquete se llama PDCH (Packet Data Channel).
Al menos 1 PDCH actúa como maestro denominado MPDCH (Master Packet Data Channel), y puede servir como PCCCH (Packet Common Control Channel), el cual lleva toda la señalización de control de necesaria para iniciar la transmisión de paquetes. Si no sirve como tal se encargará de una señalización dedicada o datos de usuario.
El resto actúan como esclavos y solo son usados para transmitir datos de usuario, en dicho caso estaremos hablando de un canal SPDCH (Slave Packet Data Channel). Se introduce el concepto de Capacity on demand; según el cual el operador puede decidir si dedica algún PDCH para trafico GPRS, y puede incrementar o disminuir el número según la demanda.
CANALES QUE COMPONEN EL MPDCH |
||
|
Nombre |
Sentido |
Función |
|
PRACH |
Ascendente |
para iniciar la transferencia de datos desde el móvil |
|
PPCH |
Descendente |
para informar al móvil de la entrega de paquetes. |
|
PPRCH |
Ascendente |
de uso exclusivo por el móvil para responder a un paging (búsqueda) |
|
PAGCH |
Descendente |
para enviar al móvil
información sobre reserva de canales. |
|
PNC |
Descendente |
de uso para notificaciones.
MULTICAST |
|
PBCCH |
Descendente |
para difundir información
específica sobre GPRS. BROADCAST. |
CANALES QUE COMPONEN EL SPDCH |
||
|
Nombre |
Sentido |
Función |
|
PDTCH |
Ambas |
para transferir datos desde / hacia el móvil |
|
PACCH |
Ambas |
para transportar información de señalización. |
|
PDBCH |
Descendente |
para enviar en modo de difusión, datos de usuario. |
Tabla resumen de los canales lógicos de GPRS.
NOTA:
PBCH (Packet
Broadcast Control Channel): Transmite información de sitema a todos los
terminales GPRS en una célula.
PTCH (Packet Traffic Channels)
4.4. FLUJO DE DATOS.
La unidad de datos del protocolo de la capa de red, denominada N-PDU o paquete, es recibida de la capa de red y es transmitida a través del interfaz de aire entre la estación móvil y el SGSN usando el protocolo LLC.
Primero
el SNDCP transforma los paquetes en tramas LLC, el proceso incluye
opcionalmente la compresión de la cabecera de datos, segmentación y encriptado.
Una
trama trama LLC es segmentada en bloques de datos RLC, que son formados en la
capa física, cada bloque consta de 4 ráfagas normales que son similares a las
de TDMA.
4.5.
MULTIPLEXADO DE CANALES
LÓGICOS.
Hay una serie de indicadores para poder hacer el multiplexado de canales lógicos y poder aprovechar al máximo las capacidades de la red.
Cuando las tramas LLC son segmentadas se
asigna un TFI en la cabecera de los paquetes RLC que es único dentro de la
celda, para permitir la implementación del protocolo de petición (ARQ)
selectivo. Permite el multiplexado downlink.
TBF:
permite identificar 1 o varias tramas LLC pertenecientes a 1 mismo usuario.
USF:
permite el multiplexado uplink. Consta de 3 bits por lo que tiene 8 valores
diferentes. Cada bloque RLC del downlink lleva el indicador, si el USF recibido
en el downlink es igual al suyo, el usuario puede usar el siguiente bloque
uplink; si es igual a FREE, el siguiente bloque es un slot destinado al proceso
de acceso (PRACH); los otros siete valores se utilizan para reservar el uplink
para diferentes estaciones móviles.
4.6. CODIFICACIÓN.
Existen 4 tipos de codificación en GPRS cada una con sus características, tanto de carga útil que se codifica como el número de bits codificados. Todos los tipos siguen prácticamente los mismos pasos:
Las
dos etapas iniciales añaden información a la carga útil:
BCS: secuencia de
chequeo de bloque.
USF: Uplink state flag, ya comentada en el punto anterior.
Una vez obtenida la
codificación se puede hacer el diezmado que son bits que se quitan de forma no
arbitraria.
Las
4 formas de codificación de GPRS son:
El CS-1 coincide con el SDCCH de
GSM.
El 2 y 3 son versiones perforadas del 1º.
El 4 no utiliza código convolucional.
4.7. Transferencia de
datos (UP-LINK).
Una
estación móvil inicia una transferencia de paquetes haciendo una petición de
canal de paquete en el PRACH.
La
red responde en PAGCH con una o dos fases de accesos:
-1
acceso: la red responde con la asignación de paquete, que reserva los recursos
en PDCH para transferir ascendentemente un nº de bloques de radio.
-2
accesos: la red responde con la asignación de paquete, que reserva los recursos
ascendentes para transmitir la petición de recursos de paquete; a lo que la red
responde con la asignación de recursos.
En la transmisión se
realizan reconocimientos, si se recibe un reconocimiento negativo o erróneo se
repite la transmisión del paquete.
4.8.
Transferencia
de datos (DOWN-LINK).
Una
BSS inicia una transferencia de paquetes enviando una petición de paging
(búsqueda) en el PPCH.
La
estación móvil responde de forma muy parecida a la del acceso al paquete
descrita en el punto anterior.
En
la asignación de recursos se envía una trama con la lista de PDCH que son
usados.
Si
se recibe un reconocimiento negativo solo se retransmite los bloques erróneos.
4.9.
DISCIPLINAS DE SERVICIO.
Podemos encontrar gran
variedad de disciplinas de servicio, desde las más rudimentarias y poco
efectivas, como son FIFO y Round Robin, hasta las más desarrolladas como MED.
Las desarrolladas en
el entorno GPRS a día de hoy son las siguientes:
4.9.1.
SIN PRIORIDAD.
FIFO: Se
garantiza una QoS de hasta un 30% de carga, sin embargo presenta retardos muy
variables.
No existe protección entre
diferentes aplicaciones de usuarios móviles.
RR: Los
paquetes se clasifican y envían a N colas garantizando una QoS de hasta un 70%
de carga. A pesar de tener también retrasos variables, son inferiores al de
FIFO y es más equitativo.
Los
dos sistemas, sin aplicar ningún tipo de prioridad arrojan buenos resultados en
condiciones de poca carga.
Sin
embargo tienen problemas evidentes, como por ejemplo el caso de que FIFO no
proteje contra ususarios o aplicaciones abusivas que consuman mucho ancho de
banda.
RR se comporta mejor por el hecho de separar
los paquetes en diferentes colas.
4.9.2.
CON PRIORIDAD.
Cada
una tiene sus características, pero en cierto modo todos se dirigen a, en caso
de congestión, evitar en mayor grado su efecto sobre los usuarios. Aunque para
ello se deben definir prioridades o pesos a priori, o basándose en variaciones
del tráfico.
WRR:
diferentes pesos
para cada cola.
DRR:
el peso de cada
cola oscila alrededor de un “deficit”.
ARR:
adopta
prioridades hacia colas Round Robin.
SJN:
escoge los
paquetes según su tamaño. Los paquetes pequeños se envían antes.
SPS:
una cola de
cierta prioridad no se servirá hasta que todas las colas de pioridad superior
están vacías.
WPQ:
igual que SPS
pero ahora se limita el número de paquetes procesados para evitar la
desatención de las colas
menos prioritarias.
GARANTIZANDO QoS.
Finalmente
encontramos los sistemas basados en asegurar la calidad de servicio (retardo).
Para ello cada paquete entrante en el sistema recibe un “Timestamp” o un
“Deadline”, que no son más que controladores de la situación del paquete dentro
del sistema, indicando cuanto como máximo se puede quedar en las colas.
Básicamente se diferencian en la manera de gestionar los paquetes, mientras que
Virtual Clock busca el paquete y lo transmite, MED lo busca y lo envía hacia
una segunda cola de QoS. Estas disciplinas de servicios son las que mejores
resultados arrojan, incluso que las “Best Effort” con prioridad, como SPS o
WPQ.
Virtual
Clock: garantiza el
ancho de banda por conexión. A cada paquete se le asocia un “Timestamp” y en
cada cola se selecciona con menor “Timestamp”.
MED: Aquí a cada paquete se le asigna un “Deadline” y si se cumple dicho valor, este se pone en su cola de QoS.
5. MERCADO ACTUAL.
Hoy por hoy las tres
operadoras de telefonía móvil en España ofrecen sus servicios GPRS.
Comparativas de las diferentes operadoras.
Comparativa de bonos Vodafone , Amena y Movistar
|
|
Megas |
PRECIO BONO
|
PRECIO/KB
|
CUOTA MENSUAL
|
|
|
Movistar |
BONO 1
|
1 MB. |
6 € |
0,01
€/Kbyte |
|
|
Amena |
BONO 10 |
10 MB |
15 € |
0,0021 €/Kbyte |
15 € |
|
Movistar |
BONO 20 |
20
MB. |
30
€ |
0,006 €/Kbyte |
|
|
Amena |
BONO 25 |
25 MB. |
30 € |
0,0021 €/Kbyte |
30 € |
|
Vodafone |
BONO 20 MB |
20 MB. |
30 € |
0.0015 €/Kbyte |
|
|
Vodafone |
BONO 2 MB |
2 MB. |
10 € |
0.05
€/Kbyte |
|
|
Amena |
BONO 50 |
50 MB. |
60 € |
0,0021 €/Kbyte |
60 € |
|
Movistar |
BONO 100 |
100
MB. |
120
€ |
0,003
€/Kbyte |
|
|
Movistar |
BONO
200 |
200
MB. |
240
€ |
0,003
€/Kbyte |
|
|
Movistar |
BONO
1000 |
1000
MB. |
1.200 € |
0,003 €/Kbyte |
|
|
Amena |
MEGAFACIL |
|
|
0,02 €/Kbyte |
|
|
Amena |
MEGA |
|
|
0,0075 €/Kbyte |
1,5025 € |
|
Amena |
MEGAGRUPO |
|
|
0,0009 €/Kbyte |
60 € |
Dado el gran éxito experimentado por los
mensajes cortos (SMS: Short Messaging Service) aparecen dos nuevas plataformas
para el envio de mensajes: EMS y MMS.
La primera de ellas está ya al alcance de
ciertos terminales, mientras que MMS es algo que se esta empezando a introducir
en el mercado. Está prevista su total implantación con los móviles de tercera
generación, aunque en un futuro próximo podremos ver algunas de sus
características en terminales GPRS.
EMS: Los mensajes
EMS nacen como la posibilidad de enviar no sólo texto, sino además ciertos
contenidos multimedia. Entre sus carácterísticas principales podemos ver que
admiten tanto texto (ahora con posibilidades de formato y justificación) como
sonidos (predefinidos o propios y con una longitud máxima de 128 bytes),
imágenes (con múltiples formatos) y animaciones. Este nuevo tipo de mensajes utilizan la misma infraestructura
que su predecesor, el SMS, lo cual permite que hoy en día ya hayan aparecido
ciertas tecnología propietarias y terminales que los soportan, como son los
teléfonos Nokia. Este fabricante de móviles ha desarrollado el Nokia Smart
Messaging, gracias a la cual se pueden descargar melodías de la red, así como
logos y animaciones.A pesar de sus limitaciones , éste es ya un paso hacia
adelante hacia lo que serían los MMS…
MMS: El
MMS nace como un formato con miras a ser compatible en todo lo posible hacia
adelante. No es así hacia atrás, pues como vemos, al utilizar nuevos protocolos
internet para el envio de mensajes, como son en SMTP o MIME ya se desmarca
totalmente de su predecesores. Además, estos mensajes serán transferidos como
datos, y no por el canal de señalización como se ha hecho hasta ahora. Esto
conlleva que sus posibilidades de expansión sean muy grandes, pero al mismo
tiempo necesita de la intalación de nuevas plataformas, tales como:
-MMS Relay
-MMS Server
-MMS Databases
-WAP Gateway
…necesarias para su transmisión, y que por tanto
rompen toda posible compatibilidad con las infraestructuras de mensajería corta
existentes. Es de destacar que Nokia ya ha presentado, con su modelo 7210, el
primer terminal capaz de enviar y recibir estos mensajes. Siguiéndole varios
otros modelos como el 7650, que se encuentra en plena campaña publicitaria
actualmente.
6.
CONCLUSIONES.
A modo de conclusión comentar que si bién
GPRS se presenta como una solución en cuanto a conexión a internet desde el
móvil, deberíamos matizar esta afirmarción, pues es aún muy cara y no
excesivamente potente, por no decir que los terminales actuales carecen de
displays suficientemente grandes como para hacer atractiva la navegación. EGPRS
en caso de que los operadores la pusieran en marcha sí que podría respresentar
una apuesta atractiva, aunque faltaría ver la respuesta de estos en cuanto a
tarifas. Además, deberá competir con la futura 3ªGeneración y con una nueva
tecnología procedente de Japón, donde ya cuenta con 30 millones de usuarios,
I-mode, y que parece ofrecer mayores velocidades de transferencia que UMTS.
7.
BIBLIOGRAFÍA.
www.amena.com/presentacion/particulares/telefonos/gprs/
www.programa-puntos.movistar.com
www.wmlclub.com/articulos/fundamentosgsm.htm
www.symmetrycomm.com
www.terra.es
www.mobileems.com
GSM PHASE 2+ GENERAL PACKET RADIO SERVICE GPRS:
ARCHITECTURE, PROTOCOLS,AND AIR INTERFACE.
Christian Bettstetter, Hans-Jörg
Vögel and Jörg Eberspächer de la Technische Universität München (TUM) publicado por IEEE Communications Surveys • http://www.comsoc.org/pubs/surveys
• Third Quarter 1999, vol. 2 no. 3