Lo standard e la tecnologia GPRS

Essendo il Gprs (General Packet Radio Service) un’evoluzione del Gsm (la rete resta la stessa e per la voce non cambia praticamente niente), la novità sta nel fatto che il Gprs trasmette i dati con un sistema definito “a pacchetto”. In altre parole, il telefono rimarrà costantemente collegato alla Rete e l’utente potrà simultaneamente effettuare le chiamate tradizionali e ricevere delle informazioni (previsioni del tempo, quotazioni azionarie e così via).
Inoltre il Gprs permette di collegare il palmare a Internet attraverso il cellulare, senza le lentezze sperimentate fino a oggi. Il Gprs ha molte peculiarità che possono essere riassunte come di seguito:

Velocità

La massima velocità teorica arriva a circa 171,2 Kbps, ottenibile utilizzando contemporaneamente tutti gli otto timeslot disponibili.

Tale velocità risulta essere tre volte superiore a quella dei moderni modem analogici e dieci volte superiore a quella attualmente disponibile sulla rete GSM.

Immediatezza

Gprs consente connessioni immediate e le informazioni possono essere spedite e ricevute appena se ne presenta la necessità.

Non è necessaria una connessione dial up, quindi gli utenti di servizi Gprs possono essere paragonati ad utenti sempre connessi.

Un’alta velocità di connessione è una caratteristica di grande importanza per tutte le applicazioni in cui il tempo è una risorsa critica, come ad esempio la verifica in remoto di carte di credito.

Nuove applicazioni

Gprs consente di definire nuove applicazioni che non sarebbero nemmeno pensabili sull’attuale rete GSM a causa della ridotta velocità (9,6 Kbps) e della limitazione alla lunghezza degli SMS (160 caratteri).

Gprs porterà nel wireless le applicazioni ora presenti su Internet e stimolerà la nascita di nuove, a partire dalla “home automation”, cioè la possibilità di controllare e comandare a distanza le apparecchiature di casa.

Accesso al servizio

Per usare il Gprs l’utente necessita di:

• Un cellulare o altro terminale che supporti il GPRS (gli attuali telefoni GSM non vanno bene)

• Un contratto con un operatore telefonico che supporti il Gprs

• L’operatore deve abilitare poi l’utente a tale servizio. L’accesso automatico al Gprs sarà fornito solo da pochi operatori, la maggior parte di essi fornirà tale possibilità come un’opzione da richiedere a parte

• Sapere come spedire e ricevere informazioni attraverso Gprs usando il proprio terminale, cioè la configurazione software e hardware dello stesso. E a questo penserà WapTopic

• Un indirizzo a cui spedire informazioni o da cui riceverle. Mentre per gli SMS tale indirizzo era rappresentato dal numero di un altro telefonino, nel caso del Gprs potrà essere un indirizzo Internet, in quanto gli utenti di telefonia mobile avranno per la prima volta un completo accesso al Web. E WapTopic renderà disponibile una seria di servizi espressamente pensati per l’utenza Gprs.

Tratto da PANORAMA n.33 del 17 agosto 2000

Commutazione a pacchetto

Gprs introduce la commutazione a pacchetto come servizio aggiuntivo alla rete a commutazione di circuito. Gli operatori dovranno comunque aggiungere solo pochi nodi di infrastruttura e fare un upgrade software ad altri elementi già esistenti.

Nella commutazione a pacchetto l’informazione è divisa appunto in più “pacchetti” prima di essere trasmessa e viene riassemblata all’arrivo.

Tutti i pacchetti portano l’indicazione della loro relazione con gli altri, del “mittente” e del “destinatario”, perciò la strada percorsa per arrivare a destinazione perde di ogni importanza.

Internet è un altro esempio di rete a commutazione di pacchetto.

Efficienza

Caratteristica tipica delle reti a commutazione di pacchetto è la possibilità di condividere le risorse con altri utenti.

Questo permette di occupare le frequenze radio solo durante la trasmissione o la ricezione di dati, anziché riservarle per un certo intervallo di tempo.

Gli operatori possono così massimizzare l’efficienza della propria rete allocando dinamicamente le risorse in funzione dell’effettiva necessità, dedicare l’infrastruttura a commutazione di circuito unicamente al traffico voce e ridurre il traffico del centro SMS usando l’interconnessione fra quest’ultimo e il sistema Gprs.

Internet

Il Gprs porta sulla rete GSM i protocolli di comunicazione più diffusi in Internet, IP e X.25.

X.25 è un protocollo meno conosciuto di IP; esso definisce un set di protocolli di comunicazione che costituivano la base della trasmissione a pacchetti prima della diffusione di Internet. Le reti che utilizzano X.25 sono ancora abbastanza diffuse, specialmente in Europa, e l’accesso wireless a tali reti rappresenterà un grande vantaggio per molte organizzazioni.

Quanto detto significa che ogni applicazione ora esistente su reti IP o X.25 sarà in grado di operare su una connessione GSM.

Si può pensare alla rete GSM con servizio Gprs attivo come ad un’estensione wireless di Internet e delle reti X.25 esistenti

Gprs permette comunicazioni voce e dati simultanee ed è quindi ipotizzabile uno scenario in cui l’utente pur essendo connesso possa anche fare o ricevere chiamate voce.

Architettura

Il telefono o il modem Gprs comunica con la stazione GSM attraverso un Serving Gprs Support Node (SGSN); questo rappresenta il collegamento fra l’infrastruttura GSM che spedisce e riceve i dati da e per l’apparecchiatura mobile (es. telefonino).

Lo SGSN comunica con il Gateway Gprs Support Node (GGSN), un sistema che assicura le comunicazioni con altre reti, come ad esempio Internet, reti X.25 o LAN private.

Una rete Gprs può usare più SGSN, ma richiede un unico GGSN per la connessione a reti esterne.

Quando l’apparecchiatura mobile spedisce pacchetti di dati, questi passano dal SGSN al GGSN che li converte nel formato compatibile con la rete di destinazione.

Alla stessa maniera, i pacchetti da Internet per l’apparecchiatura mobile sono inizialmente ricevuti dal GGSN, passati al SGSN ed infine trasmessi all’apparecchiatura.

Per trasmettere pacchetti IP o X.25 da una rete all’altra, SGSN e GGSN utilizzano uno speciale protocollo chiamato Gprs Tunnel Protocol (GTP) basato su TCP/IP, ma i dettagli di tale comunicazione sono invisibili e del tutto irrilevanti agli utenti che semplicemente vedono un collegamento wireless fra le reti IP e X.25. 

Il protocollo GPRS

Il protocollo GPRS é un protocollo di livello tre, trasparente a tutte le entità di rete comprese tra la terminazione mobile MT e il nodo GSN cui il mobile é logicamente connesso; le pari entità tra cui viene stabilita una connessione a questo livello sono, infatti, localizzate nella terminazione mobile MT e nel nodo GSN.
Questo protocollo supporta sia lo scambio di informazioni di controllo, che dei pacchetti PDP-PDU (Packet Data Protocol - Protocol Data Unit) tra il mobile ed il nodo cui questo é connesso logicamente (i PDP-PDU sono, infatti, incapsulati nelle trame GPRS).

Il formato di una trama GPRS prevede i seguenti campi:

• identificatore del protocollo GPRS

• identificatore del protocollo dei PDU (identificatore di PDP)

• messaggio GPRS

L’identificatore del protocollo GPRS é un’informazione numerica il cui scopo é quello di contraddistinguere i burst contenenti pacchetti GPRS, dai burst contenenti informazioni GSM.
L’identificatore del protocollo dei PDU incapsulati nelle trame GPRS é necessario per indirizzare questi, non appena de-incapsulati, verso il corretto SAP(Service Access Point); anche questa informazione é di tipo numerico. Si avrà, pertanto, un valore che denota i pacchetti X25, uno che denota i pacchetti IP (Iternet Protocol), uno che denota i pacchetti CLNP (Connectionless Network Protocol) e così via.
Inoltre tale informazione consente l’interpretazione del messaggio GPRS contenuto nella trama GPRS; come, infatti, si accennava, le trame GPRS sono utilizzate sia per il trasporto di messaggi di controllo che per il trasporto di pacchetti-dati, pertanto si rende necessario l’utilizzo di un indicatore che consenta di distinguere a quale delle due categorie possibili appartiene il messaggio GPRS. I messaggi GPRS di controllo sono denotati da un valore prestabilito dell’identificatore di PDP.

Alcuni tra i possibili messaggi GPRS di controllo sono qui elencati:

• richiesta di log-on (LOG-ON REQUEST)

• risposta ad una richiesta di log-on (LOG-ON RESPONSE)

• attivazione del modo di trasmissione cifrato (SET GPRS CIPHERING MODE)

• richiesta di aggiornamento delle informazioni di routing (ROUTING UPDATE REQUEST)

• risposta ad una richiesta di aggiornamento delle informazioni di routing (ROUTING UPDATE RESPONSE)

• richiesta di aggiornamento dell’indicatore di routing area (GPRS RA UPDATE REQUEST)

• risposta ad una richiesta di aggiornamento dell’indicatore di routing area (GPRS RA UPDATE RESPONSE)

Il nodo GSN, prima di instradare nella backbone network i PDU di livello tre de-incapsulati dalle trame GPRS ricevuti attraverso l’interfaccia Gb, li incapsula (come SDU - Service Data Unit) in PDU del protocollo di rete utilizzato nella backbone network per il trasporto dei pacchetti dell’utente.
Ovviamente, esegue l’operazione inversa per i pacchetti indirizzati all’utente mobile.

Tratto da GSMBOX.COM