GPRSコアネットワーク

GPRSコア ネットワークは、2G、3G、WCDMAモバイル ネットワークがインターネット プロトコル(IP) パケットをインターネットなどの外部ネットワークに送信できるようにする汎用パケット無線サービス(GPRS)の中心部分です。GPRS システムは、 GSMネットワーク スイッチング サブシステムの統合された一部です。

ネットワークは、GSM および WCDMA ネットワークの IP パケット サービスに対して、モビリティ管理、セッション管理、およびトランスポートを提供します。コア ネットワークは、課金や合法的な傍受などの他の機能もサポートします。また、ある段階では、米国のD-AMPS TDMAシステムでパケット無線サービスをサポートすることも提案されましたが、実際には、これらのネットワークはすべて GSM に変換されているため、このオプションは無関係になっています。

PRS モジュールはオープン スタンダード主導のシステムです。標準化団体は3GPPです。

GPRS トンネリング プロトコルは、 GPRS コア ネットワークを定義するIPベースのプロトコルです。主に、このプロトコルにより、GSM または WCDMA ネットワークのエンド ユーザーは、ゲートウェイ GPRS サポート ノード (GGSN) の 1 つの場所からインターネットに接続しているかのように、場所を移動しながらインターネットに接続し続けることができます。これは、加入者の現在のサービス GPRS サポート ノード (SGSN) から加入者のセッションを処理している GGSN に加入者のデータを運ぶことによって実現されます。GPRS コア ネットワークでは、3 つの形式の GTP が使用されます。

GTP-U

各パケットデータプロトコル（PDP）コンテキストごとに分離されたトンネルでユーザーデータを転送するため

GTP-C

制御上の理由により、以下を含む:

• PDPコンテキストの設定と削除。
• GSN 到達可能性の検証。
• 更新。たとえば、加入者が 1 つの SGSN から別の SGSN に移動する場合など。

GTP'（発音は「GTPプライム」）

課金データを課金ゲートウェイ機能に転送します。

GSN は、GSM コア ネットワークでの GPRS の使用をサポートするネットワーク ノードです。すべての GSN はGnインターフェイスを持ち、GPRS トンネリング プロトコルをサポートする必要があります。GSN には、ゲートウェイ GPRS サポート ノードとサービング GPRS サポート ノードという 2 つの主要なバリエーションがあります。

ゲートウェイGPRSサポートノード（GGSN）^[1]は、GPRS PSドメインの2つのコンポーネントのうちの1つです。GGSNはSGSNとともに、GPRSネットワークとインターネットやX.25ネットワークなどの外部パケット交換ネットワーク間のパケット伝送を処理します。

外部ネットワークの観点から見ると、GGSN は「サブネットワーク」へのルーターです。これは、GGSN が GPRS インフラストラクチャを外部ネットワークから「隠す」ためです。GGSN は、特定のユーザー宛てのデータを受信すると、そのユーザーがアクティブかどうかを確認します。アクティブである場合、GGSN はモバイル ユーザーにサービスを提供する SGSN にデータを転送しますが、モバイル ユーザーが非アクティブである場合、データは破棄されます。反対方向では、モバイルから発信されたパケットは、GGSN によって適切なネットワークにルーティングされます。

GGSN は、GPRS/ UMTSネットワークでユーザー端末のモビリティを可能にするアンカー ポイントです。本質的には、モバイル IPのホーム エージェントに相当する役割を GPRS で実行します。特定のモバイル ステーション(MS) にサービスを提供する SGSN にプロトコル データ ユニット(PDU) をトンネリングするために必要なルーティングを維持します。

GGSN は、SGSN から受信した GPRS パケットを適切なパケット データ プロトコル (PDP) 形式 (IP または X.25 など) に変換し、対応するパケット データ ネットワークに送信します。反対方向では、受信データ パケットの PDP アドレスが宛先ユーザーの GSM アドレスに変換されます。アドレスが変更されたパケットは、担当 SGSN に送信されます。このため、GGSN はユーザーの現在の SGSN アドレスとそのプロファイルをロケーション レジスタに保存します。GGSN は IP アドレスの割り当てを担当し、接続されたユーザー機器 (UE) のデフォルト ルーターです。GGSN は認証機能と課金機能も実行します。

その他の機能には、加入者のスクリーニング、IP プールの管理とアドレス マッピング、QoSおよび PDP コンテキストの適用が含まれます。

LTEシナリオでは、GGSN 機能はSAEゲートウェイに移動します (SGSN 機能はMMEで動作します)。

サービング GPRS サポート ノード (SGSN) ^[1]は、 MS / UEにサービスを提供しているノードです。 SGSN は、 GPRSおよび/またはUMTSをサポートします。^[2] SGSN は、個々のMS / UEの位置を追跡し、セキュリティ機能とアクセス制御を実行します。 SGSN は、 Gb または Iu インターフェイスを介してGERAN基地局システムに接続され、またはIu インターフェイスを介してUTRANに接続されます。 ^[3] SGSN は、地理的サービス エリア内のモバイル ステーションとの間でデータ パケットを配信する役割を担っています。 そのタスクには、パケット ルーティングと転送、モビリティ管理 (アタッチ/デタッチと位置管理)、論理リンク管理、および認証と課金機能が含まれます。 SGSN のロケーション レジスタには、登録されているすべての GPRS ユーザーのロケーション情報 (現在のセル、現在のVLR など) とユーザー プロファイル (パケット データ ネットワークで使用されるIMSI、アドレスなど) が格納されます。

• GGSN からの GTP パケットのデトンネリング (ダウンリンク)
• GGSN への IP パケットのトンネル (アップリンク)
• スタンバイモードのモバイルがルーティングエリアから別のルーティングエリアに移動するときにモビリティ管理を実行します。
• 使用されたデータに応じてユーザーに課金します。
• モバイル機器 ID チェック手順 (Gf/S13' インターフェース)。
• SMS GMSCとSMS IWMSCはSGSN経由のSMS送信をサポートする。^[4]
• オフライン課金システム（OFCS）はSGSNから課金記録を収集します。^[3]
• SGSNには過負荷状況を回避および処理するためのメカニズムが含まれています。^[5]
• SGSNは他のSGSNやMME（モビリティ管理エンティティ）と通信します（Gn/S16/S3インターフェース）

GSM Evolution (EDGE) 向け拡張データ レート固有の SGSN 機能と特性は次のとおりです。

• 加入者あたりの最大データレートは約60 kbit/s（EDGEの場合は150 kbit/s）
• Gbプロトコルスタックを使用してフレームリレーまたはIP経由でパケット制御ユニットに接続します。
• アップリンクデータを受け入れてIPパケットを形成する
• ダウンリンクデータを暗号化し、アップリンクデータを復号化する
• 接続モードのモバイルのセルレベルでのモビリティ管理を実行します

• 最大約42 Mbit/sのダウンリンクトラフィックと最大5.8 Mbit/sのアップリンクトラフィックを伝送（HSPA+）
• 無線ネットワークコントローラ(RNC)へのダウンリンク/アップリンク パケットのトンネル/デトンネル

アクセス ポイントとは次のようなものです。

• 移動機が接続できるIPネットワーク
• その接続に使用される設定のセット
• 携帯電話の設定セット内の特定のオプション

GPRS携帯電話がPDPコンテキストを設定すると、アクセスポイントが選択されます。この時点で、アクセスポイント名（APN）が決定されます 。

例: aricenttechnologies.mnc012.mcc345.gprs

例: ジオセル

例: インターネット

例: hcl.cisco.ggsn

このアクセス ポイントは、プライベート DNS ネットワークへのDNSクエリで使用されます。このプロセス (APN 解決と呼ばれる) により、最終的にアクセス ポイントにサービスを提供する GGSN の IP アドレスが提供されます。この時点で、PDP コンテキストをアクティブ化できます。

パケット データ プロトコル (PDP、例: IP、X.25、フレーム リレー) コンテキストは、サービング GPRS サポート ノード(SGSN) とゲートウェイ GPRS サポート ノード(GGSN)の両方に存在するデータ構造で、加入者がアクティブ セッションを持っている場合、加入者のセッション情報が含まれます。モバイルが GPRS を使用する場合、まずPDP コンテキストをアタッチしてアクティブ化する必要があります。これにより、加入者が現在アクセスしている SGSN と加入者のアクセス ポイントにサービスを提供している GGSN に PDP コンテキスト データ構造が割り当てられます。記録されるデータには、次のものが含まれます。

• 加入者のIPアドレス
• 加入者のIMSI
• GGSN における加入者のトンネル エンドポイント ID (TEID)
• SGSN における加入者のトンネル エンドポイント ID (TEID)

GPRS コア ネットワーク標準に​​は、多数のインターフェイスと参照ポイント (他の参照ポイントと共通の物理接続を共有する可能性のある論理接続ポイント) があります。これらの名前の一部は、このページのネットワーク構造図で確認できます。

ガ

このインターフェイスは、GSN に書き込まれ、課金ゲートウェイ (CG) に送信される CDR (アカウンティング レコード) を提供します。このインターフェイスは、CDR ( GTP'およびGTP プライムと呼ばれる) をサポートするように変更された GTP ベースのプロトコルを使用します。

ギガバイト

基地局サブシステムと SGSN間のインターフェースの伝送プロトコルは、フレーム リレーまたは IP になります。

ユ

無線ネットワーク コントローラと SGSN 間のインターフェイス。インターフェイスはシグナリングとペイロードを交換します。

GC

GGSN がモバイル ステーションの位置情報を取得できるようにするための、 GGSNとHLR間のインターフェイス。GGSNに MAP/SS7 を実装しないようにするため、このインターフェイスはオプションです。存在しない場合、GGSN はSGSN経由で HLR に問い合わせをルーティングします。

グッド

SGSN と SMS ゲートウェイ間のインターフェイス。MAP1、MAP2、または MAP3 を使用できます。

ゲ

SGSN とサービス制御ポイント(SCP) 間のインターフェイス。CAPプロトコルを使用します。

ガールフレンド

SGSN と機器識別レジスタ (EIR) 間のインターフェイス。携帯電話の機器識別番号 ( IMEI ) を盗難携帯電話として報告されたリストと照合するために使用されます。

ギ

GGSN と公衆データ ネットワーク (PDN) 間の IP ベースのインターフェイス。インターネットに直接接続するか、WAP ゲートウェイを介して接続します。

GMb

MBMS ベアラを制御するために使用される、GGSN とブロードキャスト マルチキャスト サービス センター (BM-SC) 間のインターフェイス。

グン

SGSN と他の SGSN および (内部) GGSN 間の IP ベースのインターフェイス。DNSもこのインターフェイスを共有します。GTP プロトコルを使用します。

GP の

内部 SGSN と外部 GGSN 間の IP ベースのインターフェイス。SGSN と外部 GGSN の間には、境界ゲートウェイ (基本的にはファイアウォール) があります。GTP プロトコルも使用します。

グル

SGSN と HLR 間のインターフェース。このインターフェースを通過するメッセージは MAP3 プロトコルを使用します。

Gs

SGSN と MSC (VLR) 間のインターフェイス。BSSAP+プロトコルを使用します。このインターフェイスにより、データ転送の実行時にページングとステーションの可用性が可能になります。ステーションが GPRS ネットワークに接続されている場合、SGSN はステーションが接続されているルーティング エリア (RA) を追跡します。RA は、より大きなロケーション エリア (LA) の一部です。ステーションがページングされると、この情報はネットワーク リソースを節約するために使用されます。ステーションが PDP コンテキストを実行すると、SGSN はステーションが使用している正確な BTS を取得します。

Gx

GGSN と課金ルール機能 (CRF) 間のオンライン ポリシー インターフェイス。課金ルールに基づいてサービス データ フローをプロビジョニングするために使用されます。直径プロトコルを使用します。

ギ

GGSN とオンライン課金システム(OCS) 間のオンライン課金インターフェイス。直径プロトコル ( DCCA アプリケーション) を使用します。

グズ

GGSN と課金システム間のオフライン ( CDRベース) 課金インターフェイスでは GTP が使用されます。

Lg

位置情報サービスに使用される、 SGSN とゲートウェイ モバイル ロケーション センター ( GMLC )間のインターフェイス。

S3

このインターフェイスは SGSN と MME の間で定義され、システム間モビリティ手順でユーザーとベアラの情報を交換するために使用されます。このインターフェイスはeGTP-C を使用して実装されます。

S4

このインターフェースはSGSNとSGW（サービングゲートウェイ）の間で定義されます。「S4-SGSN」という用語は、少なくとも1セットのS4/S3/S16インターフェースが有効になっているリリース8 SGSNを指します。^[6]

S6d

SGSN とホーム サブスクライバ サーバー (HSS) 間のインターフェイス。これは、ユーザー アクセスの認証と承認のために、ユーザーのサブスクリプションと認証データを HSS に転送するために使用されるDiameterベースのインターフェイスです。

S13'

このインターフェースはSGSNとEIR（機器識別レジスタ）の間で定義されます。S13'インターフェースはS4ベースのSGSNにのみ適用されます。^[7]このインターフェースはDiameterプロトコルに基づいています。

S16

このインターフェースは2つのSGSN間で定義され、GTPv2-Cのみを使用します。^[8]

• 基地局サブシステム
  • パケット制御ユニット
• ネットワークスイッチングサブシステム

• 標準規格を含む3GPPウェブページ
• さまざまな仕様に簡単にアクセス
• GPRS アタッチと PDP コンテキスト アクティベーション シーケンス図 2010-01-01 にWayback Machineでアーカイブされました

• 3GPP TS 23.060 V13.4.0 (2015-09)