 V minulém článku jsme se lehce dotkli principu mobilních sítí a stručnému popisu jejich nejdůležitějších částí. Dneska si řekneme něco konkrétnějšího o tom, jak se tedy pakety dostanou z mobilky do internetu.
Co jsem minule nezmínil je fakt, že mobilní sítě se vyvíjejí s dobou a každý rok či dva vyjde nový release, implementování nové služby nebo vylepšení. Abychom zbytečně nepsali to, co již bylo 10x napsáno jinde, tady jsou pro samouky inormace popsány podrobněji: en.wikipedia.org/wiki/3GPP
V minulém článku bylo zmíněno plno zkratek a pokud zde nějakou nevysvětlím, můžeme ji tam najít. Mobilní síť se přirozeně dělí na více částí: Rádio, Core, Dohled, Billing, VAS (Value added services) atd. Doposud jsme si vyjmenovali hlavní části a nyní se podíváme na PS Core (tedy datovou mobilní síť).
Způsobů, jak připojit mobil (či jiné malé přenosné zařízení) do sítě Internet, je celá řada. Krom klasické mobilní datové sítě kterou se zde budeme zabývat, je hlavně přenos po Wi-Fi protokolu, který má dnes již téměř každý modernější telefon.
Přijdu, připojím se, nejlépe zadarmo a stahuju. Easy way. Problém je možná jen v tom, kde se tak připojit a kolik mě to bude stát. Pokud si vystačím s tím, že se budu připojovat na domácí wifi síť nebo v nějaké kavárně, mám vyhráno a víc nepotřebuju. To bych si ale právě ráno na té lavičce moc autobusů nezjistil. Aby ale byla využita hlavní výhoda mobilních sítí , kterou je mobilita a dostupnost, potřebuji něco lepšího.
Každý uživatel, který se může přihlásit do své GSM sítě, což se odborně nazývá IMSI Attach, má v HLR (Home location register) povolena data. To znamená, že může využívat služeb GPRS sítě. Zceka všichni to tedy nejsou, jsou totiž firmy, které svým zaměstnancům tuto službu nepovolí (z důvodů, že nemají domluvený datový tarif) nebo si zákazník sám řekne při zřízení služby, že chce datové služby zakázat. Ti tedy mají smůlu. Pokud se o to třebas pokusí (u firemních nevěda, že nemohou), síťový element zaloguje po signalizaci zprávu typu "SIM not provisioned for GPRS ". Ale to předbíhám.
Apropó HLR, což je registr, který jsme si ukazovali v předchozím článku jako součást NSS, je jakási databáze všech údajů o zákazníkovi. Tedy ne toho, kolik dluží společnosti za volání nebo jak se jmenuje, ale jaké má nastavené služby. Například zda má povolen roaming, GPRS, jestli má defaultně CS nebo PS paging, anebo také jaké má MSISDN (Mobile Subscriber (ISDN-Integrated Services Digital Network) Name), což je vlastně telefonní číslo :).
GPRS Attach
Pro připojení do PS sítě, musí uživatel nejdříve provest GPRS Attach. To se většinou stane automaticky, pokud chce začít surfovat. V levém rohu mobilu vidíme blikat buď 2G (E-Edge), 3G nebo 3,5G (HSDPA) ikonku. Pokud má uživatel v mobilu nastaveno připojení do PS hned po zapnutí telefonu (tzv. Combined attach), nemusí se při každem přístupu pořád připojovat. Pokud se pod ikonou objeví takové dvě různostranné šipky, znamená to, že byl vytvořen tzv, PDP Context (Packet data protocol).
Schéma navázání PDP
Po provedení GPRS Attach do SGSN, chce obvykle mobilka vysílat nebo přijímat data. Pro tento případ se se musí vytvořit tzv. PDP context. PDP je soubor více parametrů, které jsou potřeba pro vytvoření spojení mezi mobilkou a Core sítí (SGSN, GGSN). Jsou v něm nastaveny rádio priority, konfigurace protokolu, APN, PDP adresa (ta může být na IP/X.25 bázi) a v neposlední řadě QoS (Quality of Service) profile. Ten obsahuje informace o max. možném zpožděním paketů, průměrné a max. propustnosti přiřazené danému spojení, prioritě, reliabilitě atd. To už ale zacházíme dosti do podrobností. PDP je tedy spojení mezi mobilkou a GGSN a je řízen Session Managementem sítě!
Uvedu příklad: chci si najít informace v jízdním řádu na internetu. Mobil po mně chce vědět, přez jaké APN (Access point name) se připojím. Tedy mohu mít APN již v mobilu přednastaven na automatické připojení a tím pádem se mě mobil již neptá.
Typy APN jsou například:
MMS - určené pro posílání a přijímání MMS
WAP - pro přesměrování na WAP GW, jedná se o APN určené pro starší typy telefonů, aktuálně se u mobilních operátorů používá pro bezplatné připojení na firemní stránky - u O2 slouží všem zákazníkům k surfování zdarma na portálu wap.o2active.cz, u Vodafone zase k bezplatnému připojení na live.vodafone.com do mobilní samoobsluhy
Internet, Video atd. - jsou další používaná APN, Internet třeba pro běžné připojení k mobilnímu internetu.
To jaké si zvolíme APN nám přiřadí konkrétní adresu z rozsahu oprátora a nastaví příslušný QoS.
Takže si to ještě zopakujeme. Pro připojení na internet musíme mít na síti aktivní přístup na data, nejlépe s neomezeným datovým tarifem. Věřte, že jakmile ochutnáte tu slast mobilního internetu, už nikdy nebudete chtít jinak, a to jak na přístup k tomu dementnímu FaceBooku, tak k vyhledávání informací pro ověření hospodských tlachů vašich kamarádů.
Schéma GSM/GPRS sítě
K tomu, abychom toto všechno mohli zařídit, potřebujeme mít v BSC odbočku v podobě PCU karty (Packet controller unit) do datových elementů sítě (SGSN - Serving GPRS support node a GGSN - Gateway GPRS support node). Právě v této chvíli se od sebe odděluje zrno od plevy, tj. data od hlasu. Data jdou do výše zmíněných elementů a hlas jde přez TR (Transcoders) do MSC. Tyhle transcodéry si představme jako takové černé skříňky, do kterých z jedné strany leze hlasový kodek využívaný v mobilní síti (HALF/FULL Rate - o rychlosti 6/13 kbit/s) a vylézá signál PCM (Pulzně kódová modulace 64 kbit/s), která je kompatibilní se zbytkem telefonní sítě. O důvodech, proč si směrem do sítě, zdá se zbytečně, zvětšujeme datový tok, bych se mohl zmínit v nějakém příštím článku, protože tahle teorie je hodně výživná ;)
CS & PS Core Network
SGSN - slouží jako interface s PCU. Spojuje a přepíná pakety z GGSN dále do sítě - ví v jaké buňce se nachází uživatel, má na starosti Session Management - PDP, Mobility Management - location a routing procedury oběma směry. Vykonává bezpečnostní operace (šifrování, autentifikaci, identifikaci).
Paging - vyhledávání a identifikace MS, charging. Provádí kompresi dat a TCP/IP hlaviček, šifruje mezi SGSN a MS na LLC protokolu a mnoho jiného.
GGSN - Zajišťuje komunikaci připojených systémů do externích PDN (Public / Packet Domain Network). Zná adresy SGSN tam, kde je mobilka připojena. Směruje pakety. Přiřazuje IP adresy dle nastavených IP POOLŮ (rozsahy IP adres které mohou uživatelé využívat) dle konkrétního APN. Provádí screening a filtering. Jako interface mezi PDN a PLMN (Public Land Mobile Network).
Řídí tok dat v případě, že mobilka se pohybuje mezi buňkami a přitom stahuje data. SGSN vždy ví, pod jakou BTS je uživatel přihlášen. Po přechodu do jiné buňky se provede tzv. Handover (Přepojení mobilky na jinou BTS). Pokud je následující buňka stále pod kontrolou stávající SGSN, byl proveden tzv. Intra SGSN handover (handover uvnitř jedné SGSN). Pokud se změnou buňky se změní i její SGSN, provede se Inter SGSN HO. To se nám může stát např. při cestě po D1 mezi Prahou a Brnem, kdy dojde na 100% k Inter SGSN HO. Data, která tekla do původní SGSN se zastaví, přesměrují se do nové SGSN a poté přenos opět pokračuje. GGSN si tedy představme jako routr a SGSN spíše jako switch (zjednodušeně).
Za GGSN bývá ještě zapojen Firewall a poté připojení do internetu. Nyní, když zjednodušeně víme, jak data putují skrz Core Network, je třeba říct si, jak se data dostanou z mobilky do výše zmíněné PCU jednotky v BSC.
To si ale necháme na příští článek. A nezapomeňte se mezitím pocitvě účastnit ankety pod článkem.
|
Já totiž mám všechny tři plus jednu navíc od T-Mobilu
