Sistema GPRS (página 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

• 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.

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)

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.

• 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.

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.

• 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.

• 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.

• 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:

• 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.

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.

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

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.

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.

Bibliografía

www.amena.com/presentacion/particulares/telefonos/gprs/

www.airtelvodafone.com/

www.programa-puntos.movistar.com

www.wmlclub.com/articulos/fundamentosgsm.htm

www.symmetrycomm.com

www.terra.es

www.ciberpais.elpais.es

www.mobilegprs.com

www.mobilesms.com

Enviado por:

Pablo Turmero