GPRSコアネットワークは、汎用パケット無線サービス(GPRS)の中核部分であり、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)またはX.25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することを可能にします。GPRSシステムは、 GSMネットワークのスイッチングサブシステムに統合されています。
このネットワークは、GSMおよびWCDMAネットワークにおけるIPパケットサービスのモビリティ管理、セッション管理、およびトランスポート機能を提供します。コアネットワークは、課金や合法傍受などの他の機能もサポートします。また、一時期は米国のD-AMPS TDMAシステムにおけるパケット無線サービスのサポートも提案されていましたが、実際にはこれらのネットワークはすべてGSMに移行されたため、この選択肢は無意味になりました。
PRSモジュールはオープンスタンダードに基づいたシステムです。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、GSM または WCDMA ネットワークのエンド ユーザーが、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を可能にするプロトコルです。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転送することによって実現されます。GPRS コア ネットワークでは、3 種類の GTP が使用されます。
GSNとは、GSMコアネットワークにおけるGPRSの利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インターフェースを備え、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つの主要な種類があります。
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送信を処理します。
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」へのルーターとして機能します。なぜなら、GGSNはGPRSインフラストラクチャを外部ネットワークから「隠蔽」するからです。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。アクティブであれば、GGSNはそのデータをモバイルユーザーにサービスを提供するSGSNに転送しますが、モバイルユーザーが非アクティブであれば、データは破棄されます。逆方向では、モバイル端末から送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ネットワークにおけるユーザー端末の移動を可能にするアンカーポイントです。本質的には、GPRSにおけるモバイルIPのホームエージェントに相当する役割を果たします。特定の移動局(MS)にサービスを提供するSGSNへプロトコルデータユニット(PDU)をトンネル化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。逆方向では、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。アドレスが変換されたパケットは、担当のSGSNに送信されます。このため、GGSNはユーザーの現在のSGSNアドレスとプロファイルを位置情報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として機能します。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、加入者スクリーニング、IPプール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などが含まれます。
LTEシナリオでは、GGSN機能はSAEゲートウェイに移行します(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にサービスを提供するノードです。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 インターフェースを介してGERAN基地局システムに接続され、 Iu インターフェースを介してUTRANに接続されます。 [ 3 ] SGSN は、地理的サービス エリア内の移動局との間でデータ パケットを配信する責任があります。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/デタッチおよび位置管理)、論理リンク管理、認証および課金機能が含まれます。SGSN の位置レジスタには、SGSN に登録されているすべての GPRS ユーザーの位置情報 (現在のセル、現在のVLRなど) およびユーザー プロファイル ( IMSI、パケット データ ネットワークで使用されるアドレスなど) が格納されます。
EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution )固有のSGSNの機能と特性は以下のとおりです。
アクセスポイントとは:
GPRS携帯電話がPDPコンテキストを確立すると、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。
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クエリに使用されます。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べきGGSNのIPアドレスが取得されます。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、FrameRelay)コンテキストは、加入者がアクティブなセッションを持っている場合に加入者のセッション情報を含む、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す。モバイル端末が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、
GPRSコアネットワーク規格には、多数のインターフェースと参照点(他の参照点と共通の物理的接続を共有する可能性のある論理的な接続点)が存在します。これらの名称の一部は、このページのネットワーク構造図で確認できます。