Пользователь
0,0
рейтинг
25 января 2010 в 10:44

GPRS изнутри. Часть 1

Этим циклом статей я хотел бы рассказать хабраобществу о технологиях пакетной передачи данных в сетях мобильных операторов. Мы рассмотрим принципиальные схемы Packet Switched (PS) Core Network, заглянем в стек протоколов используемых для коммуникации между различными сетевыми элементами, а также более подробно рассмотрим функции основных элементов, которые позволяют нам использовать пакетную передачу в мобильных сетях. Конкретно в этой статье речь пойдет о самых распространенных на данный момент технологиях GPRS/EDGE.


История

Итак, что же мы имели в плане передачи данных в начале развития мобильных сетей операторов.
Начнем наш «отсчет» с т.н. CSD [Circuit Switched Data]. Данная технология появилась в стандарте GSM и позволяла устанавливать соединения с помощью модема, встроенного или подключенного в аппарат абонента, при этом абоненту на передатчике базовой станции выделялся все лишь один таймслот (TS), скорость передачи не превышает 9,6 кбит/с.
Передача данных с помощью CSD, практически ничем не отличается от обычного голосового вызова, т.к. на время вызова Вы полностью занимаете канал и посему тарификация такого соединения осуществляется поминутно и естественно на заре развития мобильных сетей была отнюдь не малой.
Следующим этапом развития передачи данных в мобильных сетях, стало улучшение технологии CSD — появилась технология HSCSD (en) [High Speed CSD]. Использование этой технологии позволило увеличить скорость передачи данных за счет объединения 4 TS + была увеличена пропускная способность одного канала до 14,4 Кбит/с за счет использования «упрошенных» методов корректировки ошибок. Тем самым максимальная пропускная способность для HSCSD составляла 57,6 Кбит/с.
Несмотря на небольшую скорость передачи и поминутную тарификацию, эта технология продолжает пользоваться популярностью для передачи небольших объемов данных в системах, например, охранных сигнализаций (показания счетчиков, индикаторов), прежде всего из-за простоты использования на современных аппаратах.

Все изменилось с появлением (спецификации Phase 1 появились в 2000/2001 гг.) пакетной технологии передачи данных — GPRS [General Packet Radio Service], которая существенно увеличила пропускную способность канала передачи данных (максимальная скорость передачи, при условии использования 8 TS — 171,2 кбит/с), а также использовала коммутацию пакетов, в отличие от коммутации каналов в CSD/HSCSD, что позволило более эффективно использовать ресурсы на базовых станциях, но в то же время эта технология «потребовала» внесения в структуру сети дополнительных элементов — SGSN, GGSN.
Принципиально технология EDGE [Enhanced Data rates for GSM Evolution] практически ничем не отличается от GPRS, т.к. может быть реализована на уже существующей сети. Изменения при внедрении EDGE касаются изменения схем кодирования на радиоинтерфейсе, а также изменения ПО на сетевых элементах. Максимальная скорость, которую может предоставить EDGE составляет 473,6 кбит/с (8 тайм-слотов x 59,2 кбит).

Таким образом технологии GPRS/EDGE, по сравнению с технологиями с коммутацией каналов (CSD/HSCSD), позволила предоставить конечному пользователю:
  • высокую скорость передачи
  • меньшее время на открытие сессии
  • более выгодные тарифы использования
  • тарификация по объему переданных данных, а не поминутно
  • не занимать весь канал на время передачи данных

Появление нового принципа передачи данных в мобильных сетях, потребовало внесения изменений в архитектуру самой сети GSM, что ж давайте взглянем на архитектуру сети…

Схема сети

Что же из себе представляет т.н. PS Core Network? Давайте взглянем на принципиальную схему GSM архитектуры.
image

Пояснения к схеме:
AuC — Authentification Centre
BSC — Base Station Controller
BTS — Base Transceiver Station
CGF — Charging Gateway Function
EIR — Equipment Identification Register
GGSN — Gateway GPRS Support Node
GMSC — Gateway MSC
HLR — Home Location Register
ISDN — Integrated Services Digital Network
MSC — Mobile Switching Center
PSDN/PDN — Public Switched Data Network/Packet Data Network
PSTN — Public Switched Telephone Network
SGSN — Serving GPRS Support Node
VLR — Visiting Location Register

Основным элементом в сетевой архитектуры GPRS, является SGSN. Как видим из схемы, SGSN связан различными интерфейсами с большинством элементов архитектуры GSM сети. Неотъемлемым «спутником» SGSN'а в пакетной сети оператора является GGSN, который является своеобразным мостом между IP Backbone оператора и другими Packet Data Networks (PDN). Железным исполнением GGSN может выступать «обычный» роутер Cisco, но также есть отдельные решения от вендоров Nokia Siemens Networks (NSN), Huawei, etc. В большинстве случаев на сети оператора присутствует несколько подобных элементов, что в свою очередь определяется емкостью сети и нагрузкой на территории.

Функционально SGSN позволяет:
  • предоставлять абонентам возможность передавать и получать пакетные данные
    (mobile internet/wap/mms/intranet)
  • проводить аутентификацию и авторизацию абонентов
  • предоставлять биллинговые данные оператору
  • передавать SMS_over_IP
  • предоставлять интерфейсы для государственных органов
  • контролировать и обновлять данные об абонентах в HLR/MSC, т.н. Mobility Management
  • осуществлять управление сессиями пользователей

Возможные интерфейсы, связывающие SGSN с различными элементами сети, представлены на рисунке ниже.
image
Сейчас не будем рассматривать все интерфейсы SGSN, а остановимся только на нескольких ключевых моментах.

Все интерфейсы, которые связаны с SGSN'ом обозначают с буквы «G» (прошу не путать с соответствующей точкой), многие из них являются обязательными, другие вносят определенную функциональность и являются вспомогательными. В частности, Gs интерфейс (между MSC и SGSN) позволяет получать и принимать голосовые услуги во время пользования услугами GPRS. Интерфейс Gd (между SMS-GMSC и SGSN) позволяет отправлять SMS сообщения через пакетную сеть*.
* — кстати, услуга отправки SMS, является ярким примером того, как операторы не любят снижать свои доходы, т.к. отправка SMS через пакетную сеть, практически в 2-3 раза дешевле для конечного пользователя, то операторы часто «отказываются» от использования это функциональности, но в тоже время можно отметить, что покрытие GPRS есть не везде. Обычно в аппарате, функция отправки SMS настраивается через: Сообщения -> Настройки сообщений -> Текстовые сообщения -> Использовать пакетные данные.
Два вышеупомянутых интерфейса являются не обязательными, но добавляют определенную функциональность в сеть оператора. В качестве технологий, используемых для передачи данных между различными интерфейсами могут выступать FR/IP/ATM, но в последнее время есть тенденция к переходу на IP Backbone, как наиболее легко реализуемого в техническом плане, так и экономически выгодного транспорта для обмена данными.

Принцип работы

Вкратце, принцип работы пакетной сети можно можно описать так:
1. выделение ресурсов для пакетной передаче на стороне контроллера базовых станций*
* — при этом учитывается приоритет голосовых сервисов.
2. проведение процедуры аутентификации абонента (GPRS Attach), включая идентификацию терминала абонента, т.н. IMEI Check*
* — является опциональным.
3. обновление информации о местоположении абонента в HLR
4. согласование ключей шифрования потока
5. установление коммуникации между оконечным устройством абонента и PS Core Network, что в терминологии архитектуры GPRS/EDGE называется активацией PDP (Packet Data Protocol) Context'а и зависит от типа запрашиваемых данных — Mobile internet/Intranet/Wap/MMS/SMS_over_IP
6. после окончания использования услуг пакетной передачи, производиться отключение абонента — деактивация PDP Context'а
7. в случае, если терминальное устройство абонента настроено не на постоянный коннект с пакетной сетью (проверить это на большинстве аппаратов можно в Меню -> Настройки -> Подключение устройств -> Пакетные данные -> Пакетное подключение -> По требованию/Постоянный доступ), то будет произведенная операция, обратная начальной аутентификации и авторизации абонента, т.н. GPRS Detach.

Более детально этот раздел мы рассмотрим во второй части статьи. Определим, какие данные передаются во время процесса авторизации, а также какие данные хранятся на стороне абонента/SGSN'а, коснемся немного алгоритмов шифрования, используемых в архитектуре GPRS/EDGE.

Перспективы

Перспективными технологиями, которые могут улучшить технологии GPRS/EDGE являются их прямые «наследники» — EGPRS2/Evolved EDGE, которые поддерживают такие вендоры, как Nokia Siemens Networks (NSN) и Nortel (технологии были стандартизированы 3GPP Rel-7).
Для перехода к Evolved EDGE достаточно провести апгрейд ПО на действующей сети EDGE, при этом поставщики обещают, что технология Evolved EDGE может более, чем вдвое повысить эффективность использования спектра, если сравнивать с тем, как это сделано в EDGE.
В частности, после перехода на новый стандарт, пользователям станет доступно скачивание данных из сети со скоростями вплоть до 1.2 Мбит/с (Downlink — направление от базовой станции к абоненту), пересылка данных в направлении к базовой станции (Uplink) со скоростью до 473 кбит/с.
По заявкам производителей, такой путь эволюции технологии GSM обеспечит для операторов эффективный по стоимости переход к технологиям следующих поколений, в частности — LTE и полную совместимость по услугам между GSM и следующими поколениями мобильной передачи данных.

Заключение

В конце статьи хотел написать, что это мой первый топик на хабре, чтобы сильно не пинали и все такое… но потом решил не писать, т.к. как же можно понять понравилась статья или нет, если нет критики со стороны читателей. Посему, вопросы/замечания/уточнения/угрозы приветствуются, если понравиться статья, то все это будет учтено в следующих работах.

Ссылки по теме:
Гуляев Борис @TyMaH
карма
144,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (86)

  • +1
    Интересно посомтреть на различия в развёртывании mobile Wi-Max vs. 3G\LTE.

    В long-term что даёт более низкие издержки, быстрее встанет, проще апдейтить, etc.

    За статью спасибо, пока «мобильная» часть Хабра сильно отстаёт.
    • +1
      Вы знаете, много зависит от вендора, на оборудовании которого развертывается сеть, а также от технологий используемых в качестве транспорта под архитектуру сети. К примеру, можно разворачивать на существующей сети (арендовать у операторов), а можно строить сеть с нуля и полностью придерживаться «требований» стандарта — использовать только IP транспорт, например.
      Так, что тут сложно сказать однозначно, все зависит от начальных условий.
      З.Ы.: ну, что ж будем подтягивать «мобильную» часть :) к тому же есть чем поделиться…
    • +1
      имхо, между ваймакс и 3\4Г\лте столько различий, что сравнить и сказать что-то конкретное — не реально. Тем паче инженеру пакетной сети :)

      Взгляните на успехи йоты, и на ваймакс от комстар. Где комстар и куда убежала йота. Все зависит от маркетинга :(

      Развивать же лте\3г сеть «гроссе тройка» не позволит. По этому теле2 в дефолтсити нет и не будет :(
      • 0
        Кстати 4G полность Packet switched без circuit switched состовляющей.
        • 0
          Ну да, мир туда и идет. Переключать пакеты проще и дешевле, чем каналы.
        • 0
          Ну дык, это дешево и проще
  • +1
    Хотелось бы увидеть перевод названий и назначение некоторых элементов в схеме сети, как-то обобщенно понятно, а так что бы по кусочкам разобрать с первого раза тяжеловато, имхо.
    • +1
      Хорошо, учту… это только вводная статья, хотелось бы получить отзывы в общем, а потом разберем подробности )
    • +2
      Лежит у меня такая статья под сукном, но не могу опубликовать уже месяца 2 или 3 из-за маленькой кармы :)
      • 0
        кармировал, начинайте сдирать сукно, подискутируем ;)
    • 0
      Обещал в комментариях — сделал! :)

      anjolio.habrahabr.ru/blog/82757/
  • 0
    Спасибо, было интересно. Если честно, хочется больше информации по «железу», но это уже персональные предпочтения.

    Кстати, перенесите в тематический блог.
    • 0
      Перенес в «Телекомы»…
      По железу будет чуть позже, так как сначала нужно ввести в курс дела, чтобы можно было говорить о характеристиках железного исполнения.
      • 0
        Хех, пока писал коммент — пост уже перенесли. Оперативно )

        Ок, буду ждать. И обзорные статьи тоже почитаю, естественно.
    • 0
      Вообще железо у вендоров часто универсальное. Т.к. разрабатывать хардварную часть значительно дороже софтовой. Но обзор того, на чем строиться пакетная кора у топикстартера архи интересен :)
      • 0
        Оборудование Nokia, точнее уже NSN )
        подробности позже…
      • 0
        Именно. У Huwei на всё подряд почти идёт одно и то же желзело с разницей в платах и софте, который по сути построен на одной платформе. Это мудро — один раз проработать, сделать хорошо и универсально, а потом клепать на нём, что хошь.
        • 0
          платы тоже одинаковые, софт на них разный ;)
          ну или вариации одной и той же платы с разными интерфейсами (оптика или медь на LPU плате).
          Я собственно, в хуавей и работаю :)
          • 0
            Я имел ввиду, что платы разные для разных технологий. Ваши 39-е базовые, я знаю, и на WiMAX и на 3G — платы разные. По поводу ящика ASN-GW (не знаю его общее название) спорить не буду)
            • 0
              Я про БТСки не в курсе, в другом отделе работаю. АСН-ГВ, он стандартный, и его можно перешить в другую железку.
  • 0
    3. обновление информации о местоположении абонента в HLR
    Если память не изменяет, HLR не хранит местоположение, этим занимается VLR.

    Первую картинку надо чуть побольше (видимо, из мана Нокии?), т.к. не все аббревиатуры видно.

    Я бы еще упомянул, что один терминал может поднимать более одного PDP одновременно (некоторые Нокии даже имеют соответствующую индикацию второго контекста), что позволяет, к примеру, получать входящую ММС при просмотре интернетов :)

    В целом тема интересная, продолжайте. Плюсанул топик и кармировал.
    • 0
      >Если память не изменяет, HLR не хранит местоположение, этим занимается VLR
      Хранит, в профиле не HLR обновляется информация о связке MSC/VLR в котором на данный момент находится абонент, к тому же в процессе GPRS Attach'а SGSN обновляет информацию об абоненте в HLR — процедура называется «update GPRS location» (протокол MAP).

      >может поднимать более одного PDP одновременно…
      от самого аппарата пользователя еще не все зависит, так как количество одновременных PDP Context'ов настраивается на стороне SGSN'а

      >Плюсанул топик и кармировал.
      Спасибо )
      • 0
        Ну, если вы имели ввиду под «местоположением» — в каком VLRе абонент находится, то понятно. Я думал, вы о соте внутри домашней сети.
  • 0
    Уже как 3 года являюсь человеком, который постоянно использует технологию GPRS.
    И скажу вам что это просто нервотрепка ))
    • 0
      Аналогично… Хотя многое зависит от ОПСОСА.
      • 0
        о_О
        А что зависит не от него?
        • +2
          Качество покрытия, количество GPRS плат, емкость пакетной сети…
          • +1
            Это как раз зависит от ОПСОСа. Я интересовался, что ж от него зависит не от него ;)
            • 0
              упс…
              «что зависит не от него»
  • 0
    Что действительно интересно потребителю: почему в WIFI пинг 1-2 мс, а у GPRS я меньше 300мс никогда не видел?
    Это не ошибка и не медленный сервер. Это какое-то технологическое ограничение.
    Какое? В чем суть?
    • –1
      Могу предположить, что этим ограничение является собственно пропускная способность канала GPRS (max 171,2 кбит/с) + пакеты проходят несколько роутеров/шлюзов, которые могут быть загружены.
    • +4
      в вайфае пинг идет черз 3-6 хопов, это если мир пинговать.
      На моей практике, трасса до граничного брандмауэра в GPRS коре доходила до 12 (!!!) хопов. Плюс еще несколько до того же гугла (8.8.8.8)

      Ну и вообще сравнивать как бы не правильно. В вафле радио в айпи превращается в одной и той же коробке, в GPRS же путь такой (в общем случае, у некоторых вендоров логические элементы могут быть объединены в один физический):
      терминал (ака телефон)->БС (Базовая станция)->БТС (BTS — контроллер базовых станций)->PDU (packet destribution unit или что-то вроде этого, плотно не щупал)->SGSN->маршрутизатор\файрвол N->маршрутизатор\фарвол N+1->GGSN->маршрутизатор\фарвол M->маршрутизатор М+1->МИР

      Ну и опять же, очень многое зависит от радио части (покрытие).
      • 0
        Разумеется, я пинговал шлюз оператора — самый первый IP.
        Пакеты icmp довольно маленькие — 64 байта в секунду. Забить канал ими нельзя. Фактически домашнему пользователю интернета, помнящему о дорогом трафике youtube, для комфорта и не нужны большие скорости EDGE, а нужен субъективно хороший отклик в тех же ajax-приложениях. Но почему же все так ужасно?
        • 0
          64 байта на пакет…
          Пинг все равно плохой? См. описанную мной цепочку выше.
          К стати, очень часто по пути встречаются туннели, по этому реальное кол-во хопов вам просто не видно. Gn интерфейс часто туннелируют.
          • 0
            Что Вы имеете в виду под туннелями для Gn?
            Обычно Gn интрефейс это фактически прямой линк между SGSN (платой на SGSN, которая является шлюзом) и GGSN (Cisco в моем случае)…
            • 0
              Вот именно по этому, в случаях когда SGSN удален от GGSN, строят туннели между ними, дабы на третьем уровне было прямо.
          • +1
            Если это все действительно влияло, то тихой ночью пинг уменьшался бы сильно, но он такой ВСЕГДА.
            В конце концов, у вас то мобильник есть? подключите к компьютеру и проверьте. С разными операторами проверьте — все равно будет 200-300 мс.
            • 0
              конечно есть )
              Дык я вам и объясняю, почему он такой ВСЕГДА ;)
              Потому что радио не как на вафле, и железок по пути очень много.
              • 0
                Я не верю, что на каждой железке пакет мусолится по 50 мс. В вашей цепочке я вижу всего 5 элементов (транзитные ip-машрутизаторы не считаем, т.к. я пингую свой первый ip-шлюз).
                По проводному интернету у меня до яндекса nat + 8 ip-хопов, но общий пинг все равно не больше 10 мс.
                Очевидно, дело в протоколе передачи данных на уровне GSM. Например таймслоты выделяются специально пропуская пару «оборотов».

                Так как именно они выделяются, ПОЧЕМУ GRPS такой тормозной и неужели ничего нельзя сделать?
                • +1
                  первое, что можно пинговать в коре покетного домена — это лупбек GGSN. Так что маршрутизаторы там есть.
                  Но вы правы, основную задержку дает радио часть.

                  Сделать можно только одно — повесть QoS максимального приоритета. Как правило, такими привилегиями обладают только сотрудники ОПСОСа :(
                  Возможно, ваш оператор продает QoS для передачи данных, попробуйте уточнить у него.
                  • 0
                    Ну описанное я наблюдаю у трех сотовых операторов в разные годы.
                    Вопросы о QOS считаются запретными и про них никто ничего не расскажет.
                  • 0
                    Не припомню, чтобы какой-нибудь нибудь из операторов предлагал менять абоненту свои профили QoS… вариант только от своих друзей у ОпСоСа или знаю еще, что приоритетными профилями обладаю некоторые «золотые» номера.
                    • +1
                      Да, я тоже не видел, чтобы QoS операторы продавали. Самолично пользуют ;)
                      Видимо, маркетологи про такую фичу не прознали еще.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Хм, всего 300?
      У теле2 я привык к 1000-1500мс, так как трафик шел через Швецию)
    • +1
      Думаю, делов в том, что вы находитесь от точки доступа на расстоянии 15-20 метров максимум. Мешать вам может шкаф, например, или стена, которая резко снижает уровень сигнала.
      А в условиях улицы деревья, дома, линии электропередач, интерференция от других секторов, от различных путей прохождения сигнала до вашего модема, от других излучателей каких-нибудь.
      В конце концов ваши пакеты ветром уносит
      Конечно, имеет значение, число хопов, как говорили выше.
      Может также влиять загрузка канала до БС. Я сижу на скайлинке — задержки до 4-5 секунд, потери 60-70%. Ну куда это годится? А всё потому что по акции наподключали новых абонентов, а канал достойный не обеспечили.
      • 0
        Нет, тут дело не в скорости волны и не в замедлении волны шкафом )
        те же самые показатели я наблюдал и на Большом WiFi с направленными антеннами с километровыми расстояниями.
        • 0
          Я про скорость волны ничего не говорил) Шкаф не замедляет, а ослабляет.
          Вайфай с направленными антеннами, надо полагать, работает на прямой видимости и самое страшное, что может произойти — птица пролетит. При этом радиоресурсы отданы целиком противоположной станции. В сетях ОПСОСов и сетях ШПД канал дозируется на кучу абонентов, используется секторная антенна с широкой диаграммой направленности и сравнительно небольшим радиусом.
          Думаю, эта разница в используемых технологиях выливается в задержки на радиоинтерфейсе.
          • 0
            Опять. Тогда почему по наблюдениям никогда, даже ночью, не было ситуации с пингом меньше 300 мс?
            • 0
              На этот вопрос не смогу ответить. Я говорил с позиции WiMAX. Тут задержки от 50-60 мс до дофига (причину дофига я попытался объяснить). Это вопрос автору статьи)
            • 0
              Раз уж, Вы так настаиваете на достоверности вопроса, давайте определимся:
              — какой у Вас аппарат?
              — как Вы выходите в мир? (с самого аппарата, либо подключаете к компьютеру, если да то как: кабельное подключение/bluetooth/etc.)
              — Вы пользуетесь GPRS в густонаселеном районе или нет?
              — когда выходите по времени? (примерно, даже если ночью)
              — оператор предоставляющий услугу?

              Может хоть так мы сможем разобраться в вопросе…
              • 0
                Так вы не считаете, что такой пинг это абсолютно у всех по технологическим причинам?

                У меня было несколько разных аппаратов в разные годы motorol-ы, qtek. Все с прямым подключением к компьютеру через usb.
                Операторы разные, последний — МТС, но в девичестве назывался Реком.
                Все происходит в густонаселенном районе, в деревне пинг не было необходимости замерять. Одно время даже снимал квартиру прямо под антеннами базовой станции Билайна.

                Могу попробовать этой ночью повторить эксперимент допустим в 2 ночи. Не думаю что изменится что-то.
                • 0
                  Я не считаю, что это тех. ограничение (конечно же, если Вам настолько не везет, что Вы постоянно попадаете на загруженную соту в час пик, которая реализована на старом оборудовании, поддерживающем только схемы кодирования CS-1, CS-2 и при всем при этом Вы используете аппарат ниже класса 10, а Ваш оператор абсолютно не позаботился о какой-либо приемлемой настройке шлюзов для пакетной передачи).
                  • 0
                    ладно. а какой пинг до шлюза сейчас у вас лично?
                    чтобы я знал к чему стремиться.
                    • 0
                      Вы знаете, только хотел похвастаться, но нечем (
                      — до ya.ru ~580-600 мс
                      — до 8.8.8.8, 4.2.2.2 ~640-700 мс
                      — до шлюза ~600-650 мс

                      Но я по прежнему буду настаивать, что нет тех. ограничения для такого завышенного пинга, на это все влияет загрузка сети — сижу в центре, МТС Украина, post-paid.
                      • 0
                        Ну так дождемся ночи…
                      • 0
                        3:45 ночи. МТС. Средний пинг 560 мс. Минимальный — 411. Первый шлюз теперь у МТС не пингуется, пришлось пинговать первый хоп за натом.

                        И, что характерно, пинг довольно стабильный. То есть, загрузка сети, видимо, внушительно влияет на комфортность серфинга, однако задержка возникает всегда и механизм возникновения хотелось бы уяснить.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Осилил-таки сегодня. Приятно, что в ряду авторов от телекома прибыло.
    Для начала вопрос такой: за счёт чего можно увеличить скорость при том же количестве таймслотов (как повышается эффективность использования радиоресурсов? Например, для случая EDGE и Envolved EDGE). Что позволило использовать больше таймслотов для пакетной передачи данных и пришлось ли чем-то пожертвовать в плане голосового трафика?
    И огромное спасибо за статью, кое-какие моменты стали гораздо прозрачнее.
    Я понимаю, что, описание работы самих узлов, может быть, не по теме ваших топиков, но хотелось бы и об этом узнать.
    • +2
      Прошу прощения, но вчера так и не добрался к компьютеру… Дальше много букаф...

      >за счёт чего можно увеличить скорость при том же количестве таймслотов…
      Если кратко, то увеличении эффективности использования радиоинтерфейса происходит за счет использования улучшенных методов модуляции и алгоритмов кодирования + использовании более упрощенных методов коррекции ошибок. Например, для GPRS используется модуляция GMSK (Gaussian minimum-shift keying), для EDGE была внедрена более эффективная схема модуляции — 8PSK (8 Phase Shift Keying), а в Envolved EDGE применяется еще более эффективная квадратурная модуляции — QAM (Quadrature Amplitude Modulation) + попутно развивались и улучшались схемы кодирования потока.
      Системы корректировки ошибок постепенно приходят к снижении избыточности кода, т.к. прогрессируют приемо-передающие элементы как на стороне абонента, так и на стороне базовых станций: повышается чувствительность приемников, улучшается ПО, снижаются вероятности появления ошибок и т.д.

      >Например, для случая EDGE и Envolved EDGE…
      При внедрении Envolved EDGE, внимание уделяется трем основным моментам:
      1. используется QAM (Quadrature Amplitude Modulation) — примерно 20-30% прирост в скорости по сравнению с EDGE;
      2. использования Dual Carrier Downlink, которое может более, чем вдвое повысить эффективность использования спектра;
      3. применение RTTI (Reduced Transmission Time Interval), позволяющее уменьшить время доставки пакетов -> повысить скорость передачи.

      >пожертвовать в плане голосового трафика…
      нет, голосовой трафик имеет приоритет в любой мобильной системы, т.к. опять же экстренные вызовы не отменяли. Другое дело, что есть такое понятие как GPRS Territory — это количество TS, выделяемых на базовой станции для пакетной передачи. В GPRS Territory выделяют несколько типов зон:
      Default (используется только под пакетную передачу данных, голосовые сервисы не могут передаваться через эти TS*), Dedicated (могут быть использованы как под пакетную передачу, так и под голосовые сервисы) и Additional.

      * — Emergency вызовы все таки могут занимать эти TS.
      Варьируя значением Default TS, можно расширить пропускную способность сервиса GPRS, за счет голосовых тайм-слотов.

      >описание работы самих узлов…
      Вы имели в виду описание работы узлов архитектуры GPRS или GSM элементов в общем?
      Тут вот anjolio говорил о своей статье + я тоже расскажу о некоторых элементах.
      • 0
        Насчёт модуляций подозревал. А какая конкретно используется (16QAM, 64QAM)? Почему в EDGE нельзя было их использовать?

        Dual Carrier Downlink — речь о MIMO? Данные передаются через 2 антенны или используется две несущие в одном корпусе (некорректно выразился, но думаю, вы меня поняли)? Если да, то каким образом удаётся более, чем вдвое увеличить эффективность?

        Про RTTI как-нибудь почитаю. Пока не понятно, что за зверь.

        По таймслотам интересует на самом деле такой вопрос: вот использовался сначала под пакетные данные один таймслот, все остальные (30-31, насколько я понимаю) использовались под голос. Потом отдали под них 8 слотов, при это их количество для голоса уменьшилось. Что меняется для голосового трафика? Уменьшается количество возможных одновременных звонков или качество или ещё что-то? Извините, если этот вопрос некорректно задаю.
        И ещё, возможно, глупый вопрос: эти ТС от БС до конкретного абонента или они шарятся на всех?
        • +1
          >А какая конкретно используется (16QAM, 64QAM)? Почему в EDGE нельзя было их использовать?
          В Evoled EDGE применяется 16,32 QAM. Почему эти же схемы модуляции нельзя было использовать в «обычном» EDGE:
          — административная причина: для изменения схем модуляций, нужно получать разрешения от соответствующих гос. органов + вопросы сертификации и стандартизации схем использования радиоресурсов;
          — техническая причина: элементарно не была еще подготовлена техническая база, передатчики на базовых, не умели «поддерживать» Evoled EDGE — для этого нужно проводить модернизацию ПО + железной части.

          >Dual Carrier Downlink — речь о MIMO?
          Не совсем, речь о двух несущих для приема, применение которых собственно и дает возможность «удвоить» пропускную способность.

          >Что меняется для голосового трафика?
          Для голосового трафика уменьшается количество одновременных звонков, качество при этом не изменяется.
          Я только немного не понял, о каких 30-31 слотах Вы имели в виду, т.к. я говорил о TS на несущей между сотой и абонентом, а Вы скорее всего о тайм-слотах между базовой и контроллером.
          Кстати, эти TS (между базовой и контроллером базовых) настраиваются отдельно от вышеупомянутых слотов и там тоже отдельно можно задавать приоритет пакетной передачи, либо голосовых сервисов.

          >эти ТС от БС до конкретного абонента или они шарятся на всех?
          для всех абонентов…
          • 0
            Про административные причины я не знал.

            Две несущие для приёма? Соответственно должны быть две для передачи, то есть реализована система нескольких антенн. Короче, пока непонятно, что это — надо почитать.

            Да, пожалуй, я спутал ТС для интерфейсов между БС и контроллером и БС и абонентом.
            Спасибо за ответ.
  • 0
    Спасибо за статью, как раз работаю на проекте с кучей телематических данных поверх GPRS. Более детальное знание всей этой «кухни» явно поможет.
    • 0
      Вам не помогут знания о вещах, на которые не можете повлиять.
      • 0
        По крайней мере они помогут мне сразу отсеять неправильные предпосылки при нахождении проблемы.
        • 0
          Например? Ваш терминал позволяет что-то передать протоколом отличным от IP? Да неужели?
          Если вы работаете с протоколом IP, то 90% изложенных сущностей вас никогда не коснутся. А с другим протоколом вам работать и не дадут.

          Я не представляю кому может быть полезна такая статья, кроме работников сотовых компаний, которые очевидно и так все это знают.
          • +2
            «Подсаживается как-то путешественник к костру африканских людоедов. Предлагают ему еду. Он ест. Через какое-то время он говорит: „не нравится мне что-то ваш вождь“. „Не нравится — не ешь“, отвечают людоеды.»

            Для меня — статья полезная, расширяет кругозор. Если вам лично не нравится — не ешьте. Я для себя сумею найти пользу в этих знаниях. А если и не сумею — они забудутся, хуже мне это этого не станет.

            P.S.
            Да, мой терминал так-же умеет слать SMS-ки, и делать CSD звонки на модем.

            P.P.S.
            Понимание процесса GPRS attach облегчает поиск проблемы, когда африканская симка с роумигом не хочет получать PDP контекст в канадской сети.
            • +1
              О GPRS attach расскажу более подробно во второй части.
              • 0
                Ждём-с…
            • 0
              Что-то вы расфантазировались. И что, вам терминал человеческим голосом рассказывает что вы в Канаде и какой тут нужно указать контекст?
              Либо настройки правильные и передача данных работает, либо неправильные. Вот и весь процесс. Ничего кроме как узнать правильные настройки вы не сможете.
  • 0
    Теоретический максимум в 171,2 Кбит/сек., похоже, используется исключительно в маркетинговых целях и никогда на практике.

    На сколько позволяет судить практика, из 4 схем кодирования, применяемых в GPRS-сетях (от схемы кодирования зависит скорость передачи данных в одном канале), чаще всего используют именно вторую, позволяющую передавать не более 13,4 килобита в секунду в одном временном слоте.

    Принимая во внимание большую распространенность телефонов с поддержкой 10-го класса (с максимальным числом слотов на прием данных, равным 4), можно с уверенностью говорить о практическом максимуме скорости получения данных в сети GPRS — это:

    13,4 Кбит/сек. * 4 канала = 53,6 Кбит/сек. (всего-то 6,7 КБ/сек.).

    Для EDGE на практике скорость вряд ли превысит:

    59,2 Кбит/сек. в канале * 4 канала в одно время = 236,8 Кбит/сек. (26,6 КБ/сек.)
    • +1
      В большей части, Вы правы — максимальные скорости, это всего лишь маркетинговый ход.
      • 0
        И вы уважаемым хабравчанам маркетинговые данные даёте, вместо того, чтобы быть объективным и сказать настоящую правду?
        • 0
          Приходится, т.к. открыв любую книгу по GPRS/EDGE/WiMax/LTE Вы увидите как раз максимально возможные скорости передачи, но я по крайней мере стараюсь оговариваться при каких условиях возможны такие скорости.
          • 0
            Согласен. Даже в документации указаны максимально возможные и по сути недостижимые характеристики. Будет здорово, если вы будете делать такие замечания, о которых не знает широкая аудитория.
            А за статью спасибо, буду ждать продолжение.
  • 0
    Спасибо, всегда было интересно, «как же это все работает»
    Но как я понимаю, это все логический уровень представления. Лично мне было бы интересно посмотреть на физический уровень. Мол, вот эта железка — тот самый БТС.
    Больше картинок (желательно из жизни), хороших и разных!

    ЗЫ Отметил топик как мог
    • 0
      Да, это сухая теория. Как-нибудь сделаю обзор железной части, но поймите, что не все можно показать… )
      • 0
        разумеется, ведь никто не будет с вас требовать показать все секреты.
  • +1
    Возможно, я тороплю события, но есть один вопрос, на который хочется получить ответ, если возможно

    Известно, что с распространением сетей 3G операторы предложили тарифы с ограничением по скорости. Скажем, тариф «Безлимитный» у Билайна, где пиковые значения скорости регулируются оператором, вначале предполагает загрузку данных на предельно возможной скорости, а после исчерпания определенного лимита трафика скорость загрузки снижается до 64 Кбит/сек.

    Вопрос: позволят ли GPRS/EDGE-сеть устанавливать похожие ограничения? Если «да», то практикуется ли установка таких ограничений в сетях GPRS/EDGE?
  • 0
    Вы знаете, довольно интересный вопрос )

    >позволят ли GPRS/EDGE-сеть устанавливать похожие ограничения?
    Я не припомню, чтобы в спецификациях к GPRS/EDGE описывалась возможность динамического регулирования скорости скачивания для абонента (но нужно будет поискать), поэтому могу предположить, что такая возможность реализуется в качестве своеобразной «надстройки» в архитектуре. По крайней мере, реализовать такую возможность техническими средствами только SGSN, GGSN невозможно.
    Дальше сугубо мои размышления на эту тему…
    Например, все это может быть организовано на базе, т.н. IN (Intelligent Network) платформ — сетевые элементы, которые осуществляют биллинг pre-paid абонентов, роуминговых абонентов и т.д.
    В нормальных условиях, к этим элементам, периодически обращается SGSN, проверяя какой баланс у абонента и после достижения установленного минимального лимита — обрывает GPRS сессию. Таким образом препятствует возможности абоненту «загнать» свой счет в большие минуса
    Думаю, можно будет осуществлять проверку на количество скачанных данных по абоненту, а дальше при превышении определенного лимита, менять абоненту QoS профиль на менее приоритетный, ограничивая таким образом скорость скачивания.
    Но, опять же оговорюсь, что это сугубо мои догадки, может кто в комментариях поможет в этом вопросе.

    >Если «да», то практикуется ли установка таких ограничений в сетях GPRS/EDGE?
    Я не встречал, но если что-то проясниться более подробно я Вам отпишусь…
  • +1
    картинка «схема сети» не грузится. Можете перезалить?
    • 0
      Спасибо, поправил.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.