GPRS

Tipología Punto Multipunto

Esta tipología de servicio permite distribuir las informaciones basándose en la ubicación de los usuarios a donde están direccionados y no sobre la base de la que es la identidad del usuario individual destinatario, como sucede en los servicios punto-punto.
Entre los servicios punto-multipunto se distinguen los servicios broadcast y los servicios multicast. Los primeros prevén la ramificación de los mensajes en toda el área especificada por su emisor sin que estos manifiesten ninguna otra forma de direccionamiento, mientras que los segundos prevén la ramificación de los mensajes en todo el área especificada por su emisor con la diferencia, respecto a los servicios de producción, que estos están direccionados únicamente a un conjunto de usuarios que se encuentren en ese momento en el área.

  • El direccionamiento del área geográfica a la que tienen que ser transmitidos los mensajes
  • El direccionamiento del grupo de usuarios a los que están destinados los mensajes.

Para los servicios broadcast se aprovecha únicamente el direccionamiento geográfico, en el momento en que los mensajes se direccionan, en esta tipología de servicios, a todos los usuarios pertenecientes al área especificada.

Para los usuarios multicast, por el contrario, se aprovechan ambas formas de direccionamiento, siendo los usuarios destinatarios de los mensajes un conjunto de todos los usuarios localizados en ese momento en el área especificada.

Una ulterior característica distintiva de las dos tipologías de servicios es la de la comprobación (acknowledgement) a la recepción del mensaje; de hecho, en general, los servicios de broadcast son sin comprobación, mientras que los multicast prevén que los destinatarios de los mensajes respondan al emisor con mensajes de verificación.

Los GPRS MS pueden ser subdivididas en tres clases en base a su capacidad de recibir los mensajes PTM (Punto Multipunto) a el dirigidos mientras están activos:

  • Clase A: los GPRS MS pertenecientes a esta clase poseen la capacidad de recibir mensajes PTM a él dirigidos incluso si ya están ocupados en una llamada GSM, sin que tal llamada experimente merma alguna.
  • Clase B: los GPRS MS pertenecientes a esta clase no pueden recibir mensajes PTM sin que los servicios GSM que están usando sufran merma (por ejemplo el throughput)
  • Clase C: los GPRS MS de esta clase no pueden recibir de ninguna manera PTM cuando están utilizando servicios GSM

La información relativa a la clase de pertenencia de la GPRS MS constituye parte integrante del perfil de inscripción del abonado (se trata por tanto de un fragmento informativo necesario para la caracterización del perfil de usuario y no para la del aparato utilizado).

Normalmente el usuario que solicita un servicio punto-multipunto es un usuario de red fija, incluso si no se excluye la posibilidad de que al realizar una solicitud de servicio sea usuario de la GPRS PLMN. El acceso a la red GPRS por parte de usuarios de red externa se produce a través de un interfaz estandarizado Gi de nivel uno al siete mediante el cual comunican las redes GPRS y los centros de servicios gestionados por el proveedor de servicios (o por el operador de red).

La definición de un interfaz estándar permite a redes distintas disponer de un único interfaz común para acceder (a través de un gateway GSN) a la red GPRS.
Por tanto, la misión de los centros de servicios es poner a disposición de los usuarios externos a la GPRS PLMN los interfaces oportunos.

Según las solicitudes de servicio PTP los centros de servicios efectúan operaciones de bajo nivel, en particular prosiguen un simple encapsulamiento de los paquetes de nivel tres que le vienen de las redes interconectadas.
En oposición, los paquetes originados por solicitudes de servicio PTM son elaborados mediante los fundamentos de servicio definidos en los estratos aplicativos de la pila de protocolos que caracteriza al interfaz estándar.

Acceso a la red GPRS por parte de redes externas
Acceso a la red GPRS por parte de redes externas

El interfaz estándar entre GPRS PLMN y centros de servicio estipula los siguientes tres fundamentos de servicio:

  • PTM Data Transfer
  • PTM Kill (Data Transfer)
  • PTM Status (Data Transfer)

El fundamento PTM Data Transfer es utilizada por el usuario que necesita el servicio PTM con el fin de instaurar una nueva transacción PTM en la GPRS PLMN.
Este fundamento utiliza los siguientes parámetros:

 

  • Identificador del solicitante del servicio (service requester)
  • Identificador del grupo de usuarios destinatarios de los mensajes PTM
  • Descriptor del área geográfica interesada en la transacción PTM
  • Información de programación temporal (scheduling)
  • Parámetros de QOS
  • Mensajes por distribuir
  • Identificador de la transacción bajo el emisor de la misma

La red responde a una solicitud de por parte de un service requester comunicando a este último si el perfil del servicio solicitado (caracterizado por las informaciones de scheduling y los parámetros de QOS especificados en la PTM Data Transfer) es compatible con la disponibilidad de los recursos necesarios y con el perfil de subscripción memorizado en el GPRS register y acordado entre el usuario y el proveedor de servicio, en el momento de la suscripción del abono del servicio PTM.

Además, la red asocia a cada transacción PTM un identificador. La respuesta de la red a un PTM Data Request contiene los siguientes parámetros:

 

  • Identificador de la transacción asignado por la red
  • Identificador de la transacción bajo el emisor de la misma
  • Resultado de la operación solicitada por el service requester
  • Información de scheduling
  • Parámetros de QOS

La red retorna al identificador de la transacción sólo cuando esta ha sido aceptada, mientras que en caso contrario retorna la respuesta negativa de la operación. En el caso de que el perfil de servicio requerido por el service requester no pueda ser garantizado, la red comunica al service requester aquello que puede garantizar (por tanto, la respuesta de la red a una PTM Data Request contendrá sólo en este caso las informaciones de scheduling y los parámetros de QOS).

El fundamento PTM Kill (Data Transfer) permite abortar la transacción antes del término previsto por la información de scheduling. Cuando el service requester solicita este fundamento los parámetros que se facilitan son los siguientes:

 

  • Identificador del service requester
  • Identificador del sistema de la transacción

La red responde a la solicitud del service requester con un mensaje que indica si la solicitud ha sido aceptada o no.

El fundamento PTM Status (Data Transfer) permite al service requester obtener informaciones relativas al estado en que se encuentra la transición. Tales informaciones pueden ser dadas a conocer al service requester bajo su explícita solicitud o bien por indicación de la red. En cualquier caso, lo que el service requester recibe de la red es una pareja de parámetros:

 

  • El identificador del sistema de la transacción
  • El estado de la transacción

Estas tres operaciones definen, como hemos visto, una serie de parámetros de los que se facilita a continuación una breve descripción. El identificador del service requester es necesario para poderles adeudar el costo de la transacción requerida. El identificador del grupo de usuarios destinatarios de los datos incluidos en la transacción PTM es un parámetro que se utiliza para direccionar una transacción de tipo multicast y se compone de dos partes: una la asigna el operador de red y una parte significativa sólo en el ámbito de un área de cobertura del servicio.

La descripción del área geográfica es una descripción a alto nivel que se abstrae totalmente de lo que es la distribución de las casillas de cobertura del servicio; este tipo de descripción del área en que se debe transmitir el mensaje PTM permite evitar que los usuarios conozcan las informaciones relativas a la infraestructura de red. Por otra parte este método de direccionamiento comporta que los nodos de la GPRS PLN (GSN) tramiten la función de conversión de tal descripción a alto nivel en términos de direccionamiento de las casillas de cobertura.

El sistema de referencia usado en la codificación de la descripción geográfica es el World Geodetic System 1984 (WGS 84), el mismo que se utiliza en el sistema GPS (Global Positioning System). Tal sistema de referencia tiene origen en el centro del elipsoide WGS (obtenido de la rotación de una elipse en torno a su eje menor orientado en dirección norte-sur; la dimensión del eje menor es de 6.356.752.314 metros, mientras que las dimensiones de su eje mayor son de 6.378.137 metros).

Las coordenadas de un punto sobre la superficie de este elipsoide son indicadas en términos de latitud y longitud respecto al ecuador y el meridiano principal.
El área geográfica en la que el mensaje PTM debe ser transmitido puede ser descrita por el service requester mediante una serie de figuras geométricas predefinidas y la precisión con que se describe la posición de un punto genérico es de un metro al ecuador (lo que conlleva que los ángulo de latitud y longitud estén codificados con 26 bit).

Las informaciones de scheduling están compuestas por la frecuencia de repetición de los mensajes y por los instantes en que se debe iniciar y parar la transmisión del mensaje PTM. Si los valores de estos parámetros son contemporáneamente nulos, la transacción PTM a la que se refieren es una transacción que prevé la transmisión sin repetición del mensaje.

Los datos del usuario constituyen el mensaje PTM que debe ser reenviado a los usuarios indicados por el identificador de grupo válido en el área geográfica descrita.
Al contrario que en el servicio SMS CB (Short Message Service Cell Broadcast) no se establece un límite a las dimensiones del mensaje.

El identificador de transición bajo el service requester es necesario cuando este solicita a la red distintas transacciones PTM; en base a este identificador, de hecho, el service requester es capaz de distinguir los mensajes relativos a las transacciones requeridas que la red le devuelve.

El identificador de transacción asignado por la red, por el contrario, permite individuar unívocamente la transacción con todos los parámetros a ella asociados. En definitiva, se prevén dos campos informativos en donde se codifican respectivamente: el resultado de una operación PTM y el estado de la transacción PTM.

En general una transacción PTM implica un área más grande que la gestionada por el GSN al que está dirigida la transacción, por lo que se habla de split PTM transaction, esto es, de una transacción que involucra a diferentes nodos GSN. El nodo al que llega la solicitud la solicitud de transacción PTM se denomina anchor GSN y el que gestiona la solicitud de servicio del service requester.

De hecho, cuando un nodo GSN recibe una solicitud de transacción PTM se activa una secuencia de operaciones que pueden ser resumidas en cinco puntos:

 

  • Paso 1: validación del perfil de servicio requerido por el service requester
  • Paso 2: Encaminamiento (routing) geográfico
  • Paso 3: activación del algoritmo de scheduling
  • Paso 4: señalización de transacción PTM a los GSN involucrados en la solicitud
  • Paso 5: señalización al service requester de confirmación de la transacción PTM

El paso 1 prevé que el anchor GSN acceda al GPRS register para poder encontrar el perfil de suscripción del service requester en función del cual la red determina si el perfil del servicio requerido por el service requester es admisible o no.

El paso 2 permite redactar una lista que incluye la indicación de la casilla del área bajo responsabilidad del anchor GSN y las direcciones de red de los demás GSN involucrados en la transacción PTM.

El paso 3 consiste en la ejecución del algoritmo de scheduling mediante el cual se determina la disponibilidad de los recursos de red necesarios para tramitar la solicitud de servicio.
Al contrario que el servicio SMS CB del GSM la función de scheduling de la transacción se realiza por los nodos GSN y por el GPRS Service Centre. Realizada la función de scheduling, el anchor GSN asigna a la transacción un identificador lógico que a continuación individuará sintéticamente todos los parámetros característicos de la transacción.
La ejecución del paso 4 consiste en el envío, por parte del anchor GSN, de una Split PTM Data Transfer request a cada uno de los nodos GSN indicados en la lista realizada en el paso 2.
Las Slip PTM Data Transfer Request presentan, además de los parámetros un a PTM Data Transfer Request normal, también el identificador del anchor GSN y el identificador de transacción asignado por el anchor GSN en el paso 3. Los nodos GSN que reciben tal solicitud del anchor GSN, después de haber realizado la lista de las casillas en la que se debe transmitir el mensaje y después de haber lanzado el algoritmo de scheduling, responden al anchor GSN comunicando el resultado de la solicitud y, al mismo tiempo, memorizando los parámetros característicos de la transacción (el identificador de transacción asignado por el anchor GSN, la dirección de red del anchor GSN, la dirección del service requester, la lista de casillas en las que se transmite el mensaje, una copia del mensaje a transmitir).

Si el anchor GSN recibe de todos los nodos GSN contactados por las confirmaciones que son satisfactorias desde el punto de vista de los parámetros de QOS ofrecidos, se memoriza el set de parámetros que caracterizan la transacción y se envía al service requester la PTM Data Transfer Confirm que lo advierte de la aceptación de su solicitud. Si, por el contrario, algún GSN responde negativamente a la solicitud avanzada por el anchor GSN, este último realiza una PTM Kill Request anulando la transacción bajo los GSN que la han aceptado; sucesivamente, el anchor GSN responde negativamente al service request

Flujo de la señal asociada con una operación de Transferencia de Datos
Flujo de la señal asociada con una operación de Transferencia de Datos

Flujo de la señal asociada con una SPLIT PTM DATA TRANSFER REQUEST