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