1 GPRS General Packet Radio Service GPRS Introduccin

-1 - GPRS General Packet Radio Service

GPRS Introducción GPRS (General Packet Radio Service) Reutiliza la tecnología GSM Introduce la funcionalidad de conmutación de paquetes (packet-switched) • Mejor tasa de transferencia • Bajo costo de conectividad Es compatible con la tecnología de 3 G

GPRS Comparación de técnicas de ruteo • Packet-switched – Altos bit rates (hasta 170 kbit/s) – Ancho de banda compartido – Tiempos de acceso variables – Costo basado en el volumen de tráfico – Soporta aplicaciones robusta • Circuit-switched – Bajos bit rates (14. 4 kbit/s) – Ancho de banda reservado – Tiempos de acceso fijo – Costo basado en la duración. – Limitada en aplicaciones

GPRS Arquitectura

GPRS Arquitectura (Componentes) • Propios de servicios GPRS: – SGSN (Serving GPRS Support Node) – GGSN (Gateway GPRS Support Node) – IP-based backbone network • Tomados de GSM actualizados para GPRS: – HLR (Home Location Register) – MSC/VLR (Mobile Switching Center/Visitor Location Register) – Mobile Station (MS)

GPRS Arquitectura (Componentes) SGSN • Tiene la misma jerarquía que los MSC. • Transfiere paquetes entre Mobiles Stations (MS) y GGSNs. • Provee control de acceso a las MS • Detecta y registra nuevas MS en servicio GGSN • Provee inter-working entre PLMN (Public Land Mobile Network) y redes de paq. conmutados externas • Convierte los paquetes GPRS provenientes de SGSN en paquetes de distintos protocolos (ej. , IP o X. 25). • Recolecta información para hacer la tarifación

GPRS Arquitectura (Componentes) La MS incluye dos componentes: Mobile Station (MS) – MT (Mobile Terminal). Típicamente un equipo de comunicación de mano. – TE (Terminal Equipment). Típicamente una laptop o una PDA (Personal Digital Assistant).

GPRS Backbone network • Túneles de datos y señalización de mensajes entre nodos. • Arquitectura de protocolo basada en IP. • GTP (GPRS Tunneling Protocol) usado para datos y señalización entre nodos. • Todo PDP (Packet Data Protocol) y PDUs (Protocol Data Units) están encapsulados por GTP.

GPRS Transferencia de paquetes Intra-PLMN backbone PLMN

GPRS Transferencia de paquetes (ejemplo) • Se tiene una laptop conectada con un equipo GPRS. • El equipo se comunica con la GSM Base Station. • La Base Station envía el paquete GPRS al SGSN. • El SGSN encapsula el paquete • La ubicación del equipo es actualizada en otro componente GSM, como un HLR. • SGSN envía el paquete encapsulado al GGSN. • GGSN desencapsula y lo envía a las PDNs (Public Data Networks).

GPRS Servicios: Acceso a intranet corporativa. Acceso a Internet. 24 Hs online. Teléfono celular como módem inalámbrico. Seguridad en la comunicación. Tarifación por tráfico [Kb]

GPRS Equipo SGSN: Fabricado por SAMSUNG. Preparado para trabajar en 3 GPP 1. 000 PDP / 3 Gbps. Interfaces Gigabit Ethernet, ATMm POS Soporta PPP, L 2 TP, Mobile IP, Routing protocol, IPsec, IP Qo. S.

GPRS Equipo GGSN: Fabricado por SAMSUNG. Trabaja como interfaz entre la red WCDMA y una red IP externa. 1. 000 PDP. Interfaces: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM, POS.

GPRS Tarifas: (Fuente: www. personal. com. ar) (Fuente: www. cti. com. ar) Suponiendo un tráfico diario: 5 Páginas web 5 mails con archivo adjunto 5 mails sin archivo adjunto 550 Kb/día 16 Mb/mes

GPRS Actualidad de GPRS: GPRS y TV Móvil Demanda de ancho de banda. Transmisores de TV existentes y nueva línea de teléfonos. Alarmas domésticas Seguritas Direct 19% hogares norteamericanos con alarmas Potencial de 30 a 40 millones de hogares en Europa Monitoreo Cardiológico Cardiosmart, Teleasistencia Cardiotest, AICIA Electrocardiógrafo portátil. Transmisión de datos a centro médico.

-2 - EDGE Enhanced Data for Global Evolution

EDGE • EDGE: Enhanced Data for Global Evolution – Con la introducción de EDGE en redes GSM, los servicios existentes como GPRS se ven mejorados mediante el agregado de una nueva capa física. – Los servicios existentes no son modificados, el objetivo es incrementar la capacidad con la menor inversión posible. – EDGE puede introducirse de dos maneras: • En redes de conmutación de paquetes, como evolución de GPRS, denominado Enhanced GPRS o EGPRS. • En redes de conmutación de circuitos, conocido como ECSD (Enhanced Circuit – Switched Data).

EDGE • Diferencias Técnicas entre EDGE y GPRS: – GPRS introdujo la conmutación de paquetes en redes GSM (se lo considera un subsistema del standard GSM). – Esto obligó a la implementación de nuevos protocolos y la introducción de nuevos nodos. – En cambio, EDGE es un método creado para incrementar las tasas de transferencia de los enlaces GSM. – Básicamente EDGE sólo introduce nuevas técnicas de modulación y codificación de canal – Es por ello que consiste en un agregado de GPRS, y no es posible implementarlo independientemente.

EDGE – GPRS y EDGE tienen distintos protocolos en el lado de la estación base. – Sin embargo, en el lado del núcleo de la red, GPRS y EDGE comparten los mismos protocolos y se comportan de manera idéntica. – Además de la mejora en el throughput, EDGE también incrementa la capacidad, ya que el mismo time slot soporta mayor cantidad de usuarios. Esto se traduce en un menor número de estaciones base para el mismo tráfico.

EDGE • Sistema de modulación: – En sistemas GSM se utiliza GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying), utilizando un símbolo por cada bit de información. – Para lograr mayores tasas de bit, EDGE utiliza modulación 8 -PSK. – 8 -PSK se comporta de manera similar a GMSK en cuanto a la generación de ruido sobre canales adyacentes, lo cual posibilita la integración. – La tasa de bits se incrementa en un factor de 3 – Al disminuir la distancia mínima entre palabras de código, se aumenta la Pe, lo cual hace que bajo condiciones de muy altos niveles de ruido, GMSK sea más eficiente.

EDGE • Esquemas de codificación: – GPRS define 4 esquemas de codificación (CS 1 a CS 4). – Cada uno de estos esquemas implementa diferentes códigos de correción de error, en función de las condiciones de ruido del canal. – EDGE implemente 9 esquemas, designados MCS 1 a MCS 9 – Los primeros 4 esquemas implementan modulación GMSK, mientras que los restantes utilizan 8 -PSK. – La diferencia en el throughtput que se observa para los esquemas 1 a 4 se debe a la variación en el tamaño del header de EDGE respecto de GPRS.

EDGE • Resegmentación de paquetes: – Otra mejora respecto de GPRS es la posibilidad de resegmentar paquetes. – En GPRS, cuando un terminal recibe un paquete lo codifica basándose en las condiciones del canal reportadas previamente. – Si durante la transmisión la relación C/I baja, la red solicita un nuevo reporte, donde se incluye los ack de los paquetes enviados – Las nuevas transmisiones utilizarán otra codificación, pero los paquetes erróneos se transmiten con la codificación original, ya que GPRS no resegmenta. – En cambio, en EDGE sí es posible resegmentar, por lo que los paquetes erróneos se retransmiten utilizando la nueva codificación.

EDGE • Control de Enlace: – Para alcanzar el máximo throughput posible, EDGE implementa 2 métodos: • Link Adaptation: – Utiliza mediciones hechas tanto por la estación base como por los móbiles para elegir el esquema de modulación más apropiado. – Dicho esquema puede ser modificado en cada bloque de datos que es enviado. – Se divide los esquemas en 3 familias (A, B y C). Dentro de cada familia, existe una relación de payloads que posibilita la resegmentación

EDGE • Redundancia Incremental: – Al inicio de la transmisión se utiliza una codificación con baja protección de errores (baja redundancia), sin tener en cuenta el estado del canal. – Cuando se recibe información sobre datos incorrectos, se agrega más redundancia y se retransmite. – El receptor no descarta las transmisiones erróneas, sino que las almacena para luego combinarlas a fin de encontrar el bloque de información libre de error. – Este proceso se repite hasta lograr una decodificación correcta – Mediante este método, no es necesario conocer el estado del canal, por lo que es el método que implementan las estaciones móbiles.

Impacto de EGPRS en redes GSM/GPRS ya existentes Pese a las pocas diferencias existentes entre GPRS y EGPRS el impacto en la utilización de EGPRS sobre redes GSM/GPRS está limitado por el tipo estación base que se utiliza. Solo habrá que modificar en la base: - Software específico: Permite la interfase de paquetes del nuevo protocolo. - Transceiver actualizado: Permitiendo a la unidad manejar la modulación impuesta por EDGE. No son necesarios más cambios en la red. BSC: Base Station Controller BTS: Base Sattion TRU: Transceiver Unit

Evolución de los servicios de datos vs. tiempo HSCSD: High Speed Circuit Switched Data UMTS: Universal Mobile Telecommunications System GPRS: General Packet Radio Services EDGE: Enhanced Data for Global Evolution

Tipos de servicios

Beneficios de EGPRS 1. Corto Plazo: Capacidad y alta performance. - EGPRS introduce una nueva técnica de modulación, lo que permite a los operadores un uso de los espectros disponibles más efectivo (800, 900, 1800 y 1900 MHz). - Pequeñas mejoras en los protocolos de las redes GSM/GPRS hacen que EDGE sea una tecnología muy efectiva teniendo en cuenta su bajo costo de implementación. Solo es necesario actualizar el software en las estaciones base del sistema y usar un nuevo transceiver que permita la nueva modulación. - EDGE triplica la capacidad de GPRS, permitiendo la aparición de nuevos servicios multimedia.

Beneficios de EGPRS 2. Mediano Plazo: Tecnología complementaria. EDGE y WCDMA (Wide Band Code Division Multiple Access) son tecnologías complementarias. Entre las 2 se cubren todas las necesidades actuales de los operadores. Optimizar ambas tecnologías en forma paralela asegura un mayor crecimiento del mercado para los servicios que necesitan de una alta tasa de transferencia de datos. Recordar que EDGE fue desarrollada para funcionar sobre redes ya existentes no hay grandes gastos y se tiene una rápida implementación del servicio.

Beneficios de EGPRS De esta forma con EDGE, los operadores pueden dar servicios inalámbricos como email, información actualizable vía web, aplicaciones de posicionamiento, etc. utilizando equipos móbiles como celulares, palms, laptops, etc. Los suscriptores podrán llegar a utilizar Internet desde sus equipos móbiles a igual velocidad de las que logran con sus computadoras personales de escritorio. 3. Largo Plazo: Armonización con WCDMA. Las actuales tecnologías conformarán la base fundacional para el desarrollo de un nuevo tipo de tecnología que combina las mejores características de EDGE y WCDMA.

Suscriptores mundiales de tecnología celular Ref. : Telecom & Media (31 de diciembre 2004)

Comportamiento del mercado Ref. : Nokia (enero 2005)

Mercado futuro La gente de Nokia estima que para fines del año 2005 habrá más de 200. 000 de suscriptores a la tecnología EDGE en todo el mundo. Además se animan a realizar una estimación para el 2010… 700. 000 de suscriptores mundiales de EDGE. Referencias 1. Ericsson: www. ericsson. com 2. Nokia: www. nokia. com/networks/references 3. Siemens: www. siemens. com/mn

-3 - WAP Wireless Application Protocol

WAP • Wireless Application Protocol • Es un protocolo creado para acceder a Internet desde los teléfonos celulares • Permite la comunicación inalámbrica de un dispositivo móvil equipado con micro-browser o micro-navegador y un gateway conectado a Internet

Historia • En 1997 Se fundo el WAP Forum • Es una norma desarrollada por los principales fabricantes de móviles europeos – – Ericsson Nokia Motorola Phone. com (la antigua Unwired Planet )

-Introducción. Dado que un servidor Web de Internet convencional no es capaz de dialogar con un dispositivo móvil, se necesita la presencia de una gateway WAP para que el teléfono celular pueda recuperar la información almacenada en el servidor. El WAP gateway recibe las peticiones del móvil que le llegan codificadas vía radio y las traduce de manera que sean comprendidas por el servidor, reenviándolas a través de una conexión Internet normal. Recíprocamente traduce las respuestas que le llegan del servidor, las codifica y se las transmite al móvil usando de nuevo el enlace de radio

WML Wireless Markup Language • WML es el código en que las paginas HTML son transportadas por la red inalámbrica desde el WAP Gateway hasta el móvil • No es difícil adaptar paginas existentes HTML a paginas WML (llamadas decks en la nomenclatura WAP). • El standard WAP define también un lenguaje de programación específico, el WMLscript (similar al Javascript). • Es similar a HTML

Ejemplo de código WML

Acceso a la WEB 1. El usuario hace una petición de acceso a una URL desde su microbrowser en su celular y la envía al WAP Gateway 1. El gateway traduce la petición WSP a una HTTP convencional y la envía al WEB server 1. El servidor WEB envia la respuesta al WAP Gateway con apariencia http 1. El Gateway valida los códigos WML y genera la respuesta al móvil

Acceso a la WEB

Familia de protocolos WAP

Familia de protocolos WAP • WAE - Wireless application environment Incluye el micronavegador y el lenguaje WML • WSP - Wireless session protocol Semántica y funcionalidades del HTTP/1. 1 en una codificación compacta Negociación de las características del Protocolo. Suspensión de la Sesión y reanudación de la misma con cambio de sesión. • WTP - Wireless transport protocol • Peticiones inseguras de un solo camino. Peticiones seguras de un solo camino. Transacciones seguras de dos caminos (petición-respuesta) Seguridad usuario-a-usuario opcional. Transacciones asíncronas. WTLS – Wireless transport layer security Integridad de los datos Privacidad de los datos Autentificación.

Arquitectura WAP

Arquitectura WAP El Servidor WTA (Wireless Telephony Application ) está pensado para proporcionar acceso WAP a las facilidades proporcionadas por la infraestructura de telecomunicaciones del proveedor de conexiones de red.