《GPRS核心網介紹》課件

GPRS核心網介紹GPRS核心網是移動通信網絡的一部分，負責處理和傳遞數據流量。GPRS核心網由多個網絡元素組成，例如GPRS支持節(jié)點（GSN）、服務GPRS支持節(jié)點（SGSN）、網關GPRS支持節(jié)點（GGSN）等。GPRS核心網概述GPRS核心網概述GPRS核心網是GPRS系統(tǒng)的控制中心，負責管理和控制整個GPRS網絡的運行。它提供數據傳輸、用戶認證、安全管理、計費等功能。GPRS核心網是一個復雜的系統(tǒng)，由多個功能節(jié)點組成，每個節(jié)點都執(zhí)行特定的功能。GPRS核心網作用GPRS核心網是GPRS系統(tǒng)的控制中心，負責管理和控制整個GPRS網絡的運行。它提供數據傳輸、用戶認證、安全管理、計費等功能。GPRS核心網是一個復雜的系統(tǒng)，由多個功能節(jié)點組成，每個節(jié)點都執(zhí)行特定的功能。GPRS網絡架構GPRS網絡架構主要包含核心網和接入網兩部分。核心網負責數據處理和業(yè)務控制，接入網負責連接用戶設備。核心網包括SGSN、GGSN、HLR、AuC等關鍵節(jié)點。接入網則主要包括基站和用戶設備，負責提供無線連接。GPRS核心網節(jié)點功能SGSNSGSN（ServingGPRSSupportNode），負責為用戶提供GPRS服務，包括用戶認證、會話管理和數據路由等功能。GGSNGGSN（GatewayGPRSSupportNode），作為GPRS網絡與外部IP網絡的橋梁，負責數據傳輸和計費等功能。HLRHLR（HomeLocationRegister），存儲用戶基本信息，包括電話號碼、IMSI等，并提供用戶位置查詢等功能。AuCAuC（AuthenticationCenter），負責用戶認證和密鑰管理，確保用戶身份安全。GPRS接入網GPRS接入網是用戶終端接入GPRS核心網的橋梁，負責用戶終端與核心網之間的連接建立和數據傳輸。它主要由基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機（BTS）組成，負責無線資源管理、移動性管理和數據傳輸。SGSN功能及作用用戶位置管理SGSN負責管理用戶的當前位置，并根據用戶的移動情況更新位置信息。安全認證SGSN與AuC協作進行用戶身份驗證，確保網絡安全。網絡連接管理SGSN負責建立和維護與用戶設備之間的連接，以及與其他網絡節(jié)點之間的連接。數據傳輸SGSN負責將數據傳輸到GGSN，并處理用戶之間的語音通話。GGSN功能及作用數據包路由GGSN負責將數據包路由到互聯網，并向移動用戶提供互聯網連接。地址轉換GGSN為移動用戶提供一個臨時IP地址，并將其轉換為互聯網可識別的IP地址。流量控制GGSN負責控制網絡帶寬，防止單個用戶過度使用網絡資源，從而保證整個網絡的穩(wěn)定運行。安全管理GGSN負責對網絡安全進行監(jiān)控，防止惡意攻擊和非法訪問。HomeLocationRegister(HLR)11.用戶信息存儲HLR存儲用戶基本信息，例如電話號碼、IMSI、位置區(qū)域信息等。22.用戶位置管理當用戶移動時，HLR更新用戶位置信息，以便網絡找到用戶。33.鑒權與計費HLR參與用戶鑒權，并記錄用戶的通話時長和數據流量，用于計費。44.其他功能HLR還支持其他功能，例如短信轉發(fā)、呼叫轉移等。AuthenticationCenter(AuC)用戶認證AuC負責存儲用戶身份信息，包括IMSI、Ki和鑒權密鑰等，用于驗證用戶的合法性。安全保障AuC提供用戶鑒權和安全加密功能，確保用戶身份的真實性以及網絡通信的安全。密鑰管理AuC負責生成和管理用戶密鑰，并為GPRS網絡提供安全服務。設備身份登記器(EIR)EIR是一個數據庫，用于存儲移動設備的IMEI號碼和狀態(tài)信息。EIR用于防止被盜或丟失的設備接入網絡，提高網絡安全性。運營商可以通過EIR檢查設備是否被列入黑名單，并阻止其接入網絡。EIR是GPRS核心網的重要組成部分，確保網絡安全和穩(wěn)定運行。GPRS接入控制1身份驗證GPRS網絡通過身份驗證確保用戶身份的真實性。2授權控制根據用戶權限和網絡資源限制，授權用戶訪問GPRS網絡。3接入控制根據用戶身份驗證和授權情況，控制用戶的接入行為。PDP上下文激活1用戶請求用戶發(fā)起數據連接請求2SGSN處理SGSN驗證用戶身份，分配PDP上下文3GGSN處理GGSN分配IP地址，建立數據連接4數據傳輸用戶數據開始在GPRS網絡中傳輸PDP上下文激活是GPRS數據連接建立過程中的關鍵步驟。用戶發(fā)起數據連接請求后，SGSN會根據用戶身份信息和網絡配置信息為用戶分配PDP上下文。PDP上下文包含了用戶數據連接所需的關鍵信息，例如IP地址、QoS參數等。SGSN將分配的PDP上下文信息傳遞給GGSN，GGSN根據這些信息建立數據連接并為用戶分配IP地址。GPRS數據傳輸流程1用戶請求用戶發(fā)起數據傳輸請求2SGSN處理SGSN分配PDP上下文，建立GPRS隧道3數據傳輸數據通過GPRS隧道傳輸至目標網絡4GGSN接收GGSN接收數據并進行處理GPRS數據傳輸流程是指用戶通過移動終端進行數據業(yè)務時，數據在GPRS網絡中的傳輸路徑。GPRS信令流程用戶發(fā)起數據請求用戶設備向網絡發(fā)送數據請求，例如瀏覽網頁或下載文件。SGSN處理請求SGSN接收請求并驗證用戶身份和服務權限，并根據網絡狀態(tài)分配資源。數據傳輸SGSN將數據傳輸到GGSN，并根據用戶地址轉發(fā)到目標服務器。數據返回目標服務器將數據返回給GGSN，并通過SGSN轉發(fā)給用戶設備。GPRS網絡接口11.Gb接口Gb接口連接GPRS核心網與外部網絡，例如互聯網或其他數據網絡。22.Gn/Gp接口Gn/Gp接口連接GPRS核心網與GSM網絡，用于用戶鑒權、位置管理和漫游。33.Gc接口Gc接口連接GPRS核心網與外部數據網絡，例如IP網絡或ATM網絡。44.Gr接口Gr接口連接GPRS核心網與外部數據網絡，例如IP網絡或ATM網絡。55.Gs接口Gs接口連接GPRS核心網與外部數據網絡，例如IP網絡或ATM網絡。Gb接口Gb接口是GPRS核心網與外部網絡之間的接口，用于連接GPRS核心網與外部網絡，例如Internet或其他數據網絡。Gb接口協議采用IP協議，支持各種數據傳輸服務，如TCP/IP、UDP、HTTP等。Gb接口的主要功能是將GPRS網絡的數據包轉發(fā)到外部網絡，并接收來自外部網絡的數據包，實現GPRS網絡與外部網絡之間的通信。Gn/Gp接口Gn接口連接SGSN和GGSNGp接口連接GGSN和外部網絡Gn接口用于SGSN和GGSN之間的數據交換，負責數據路由和轉發(fā)，實現數據在核心網內的傳輸。Gp接口則用于GGSN和外部網絡之間的數據傳輸，例如互聯網或其他IP網絡，將數據發(fā)送給最終用戶。Gc接口Gc接口是GPRS核心網與外部網絡之間的接口，用于連接GPRS核心網與外部網絡，如Internet或其他數據網絡，例如IP網絡、X.25網絡、幀中繼網絡等。Gc接口主要負責GPRS核心網與外部網絡之間的流量轉發(fā)，以及用戶認證、計費等功能。Gr接口Gr接口是GPRS核心網中用于連接SGSN和GGSN的接口。Gr接口主要用于傳輸用戶數據、信令和控制信息，并提供安全機制來確保數據傳輸的安全性。Gr接口采用TCP/IP協議棧，支持多種數據傳輸模式，例如點對點、廣播和組播。Gs接口Gs接口移動交換中心(MSC)與GPRS支持節(jié)點(SGSN)之間的接口功能用于傳遞與GPRS相關的信息，例如用戶身份驗證、位置更新等協議基于SS7協議，支持MAP和GSM09.02協議GPRSQoS管理GPRSQoS參數GPRSQoS參數用于控制數據傳輸的優(yōu)先級和性能。這些參數包括：優(yōu)先級、延遲、抖動和數據傳輸速率等。GPRS網絡根據用戶業(yè)務需求，分配不同的QoS參數，例如，語音通話需要較高的優(yōu)先級和較低的延遲，而文件下載則可以容忍較低的優(yōu)先級和較高的延遲。QoS管理機制GPRS網絡通過不同的機制來實現QoS管理，包括：資源分配、流量控制和優(yōu)先級調度等。GPRS網絡根據用戶的QoS參數，分配不同的網絡資源，例如，高優(yōu)先級業(yè)務將獲得更多的帶寬和更快的處理速度。GPRS安全機制鑒權和加密GPRS使用身份驗證機制驗證用戶身份，并使用加密算法保護用戶數據。安全協議GPRS采用SSL/TLS協議，確保數據傳輸的機密性和完整性。訪問控制GPRS網絡通過訪問控制機制，防止未經授權的訪問，并確保網絡資源的安全性。網絡安全管理GPRS網絡提供各種安全管理工具，例如防火墻和入侵檢測系統(tǒng)，以保護網絡安全。GPRS計費原理流量計費根據用戶實際使用的數據流量進行計費，通常按流量包或按流量計費。時長計費根據用戶通話時長進行計費，通常以分鐘為單位。套餐計費用戶可以選擇不同的套餐，包含不同的流量、通話時長和資費。增值服務計費針對一些增值服務，如短信、彩鈴等，也會進行單獨計費。GPRS業(yè)務類型1數據業(yè)務包括數據下載、網頁瀏覽、電子郵件等服務。用戶可以通過GPRS網絡訪問互聯網。2多媒體業(yè)務例如彩信、視頻通話、移動電視等。GPRS的高速率和帶寬支持各種多媒體服務。3定位業(yè)務借助GPRS網絡定位功能，用戶可以實現移動定位服務，例如導航、緊急呼叫等。4增值業(yè)務包含移動支付、移動游戲、音樂下載等服務。GPRS網絡為各種增值業(yè)務提供了基礎。GPRS技術規(guī)范標準化GPRS技術規(guī)范由3GPP組織制定，確保不同廠商設備之間的兼容性。規(guī)范文檔規(guī)范文檔詳細定義了GPRS網絡架構、信令流程、接口協議和服務質量等方面的內容。網絡互通GPRS技術規(guī)范的實施，使得不同運營商的GPRS網絡之間可以實現互通。服務質量GPRS技術規(guī)范定義了服務質量參數，保證用戶體驗，如數據傳輸速率、延遲和可靠性。GPRS網絡演進GPRS技術的演進，歷經了多個階段，不斷改進和升級，以滿足不斷增長的數據需求。14G/5G高速率、低延遲23G移動互聯網興起32.5G/2.75G數據業(yè)務快速發(fā)展4GPRS移動數據業(yè)務的開始GPRS技術的演進，推動了移動通信技術的發(fā)展，為移動互聯網的普及奠定了基礎。GPRS網絡應用場景GPRS網絡廣泛應用于移動數據通信，包括:移動互聯網接入移動數據業(yè)務無線數據傳輸物聯網應用移動支付車聯網GPRS網絡優(yōu)缺點分析優(yōu)點GPRS網絡具有良好的覆蓋范圍和數據傳輸速率，適合于多種應用場景。它可以實現移動數據業(yè)務，如上網、下載、視頻通話和移動辦公等。缺點GPRS網絡的傳輸速率相對較低，無法滿足一些高帶寬應用的需求。此外，GPRS網絡的安全性也存在一定問題，容易受到攻擊。GPRS發(fā)展趨勢展望融合與演進GPRS將與其他無線網絡技術融合，例如LTE、5G，提供更高速率、更低延遲的移動數據服務。物聯網應用GPRS將支持更多物聯網設備接入，提供數據采集、遠程控制等服務，推動智慧城市