GPRS

Il sistema GPRS, General Packet Radio Service, è un sistema “2.5G”, di passaggio tra 2G (GSM) e 3G (UMTS): esso si affianca all’infrastruttura GSM per fornire servizi dati a commutazione di pacchetto. Esso supporta connessioni di tipo punto-punto e punto-multipunto.

Il GPRS utilizza la stessa tecnica di accesso al canale del GSM, che è una tecnica “ibrida” FDMA/TDMA:

• FDMA (Frequency Division Multiple Access): la banda di frequenze assegnata alla rete viene suddivisa in un certo numero di canali.
• TDMA (Time Division Multiple Access): ciascuno di questi canali viene a sua volta suddiviso in 8 time slot di durata temporale fissata.

Nel GPRS, però, possono essere assegnati a uno stesso utente più time slot (di una stessa frequenza), consentendo così velocità maggiori (in teoria fino a 170kbps, ma in realtà 40-50kbps) rispetto al GSM.

Un’importante innovazione del GPRS è l’introduzione, per la prima volta nelle reti cellulari, di dei parametri di Quality of Service (QoS, qualità del servizio).

Classi di dispositivi GPRS

Il sistema GPRS fornisce solo servizi dati a commutazione di pacchetto, mentre fa affidamento alla rte GSM a commutazione di circuito per il servizio di telefonia (voce). I terminali mobile possono supportare o meno l’uso contemporaneo di entrambi questi tipi di servizio; in base a ciò, si suddividono in tre classi:

• Classe A: supporta l’utilizzo simultaneo di servizi voce e dati, connettendosi contemporaneamente sia alla rete GSM che a quella GPRS
• Classe B: può essere connesso simultaneamente alle reti GSM e GPRS, ma non permette l’uso contemporaneo di servizi voce e dati. Se ad esempio un utente di classe B vuole effettuare una telfonata mentre è in corso una trasmissione dati GPRS, quest’ultima viene posta in attesa fino alla fine della chiamata (ma non cancellata).
• Classe C: supporta connessioni alla rete GSM e alla rete GPRS, ma non contemporaneamente. Un utente di classe C impegnato in una conversazione telefonica risulta disconnesso dalla rete GPRS (dunque irraggiungibile dai servizi dati), e viceversa.

Architettura di rete

L’architettura di rete (entità coinvolte e interazioni tra di esse) GPRS è un’estensione della rete GSM preesistente. Le principali entità di una rete GPRS hanno in gran parte ruoli analoghi a quelle di una rete GSM (con lequali tra l’altro comunicano), ma implementano la commutazione di pacchetto invece che di circuito. Queste entità sono:

• Packet Control Unit (PCU): si affianca al BSC (Base Station Controller) GSM, gestendo più base station (BTS, Base Transceiver Station) e occupandosi dell’assegnazione delle risorse radio agli utenti GPRS.
• Serving GPRS Support Node (SGSN): è l’analogo dell’MSC. Esso controlla una o più PCU, tramite un’interfaccia chiamata Gb, e gestisce la modalità GPRS (location update e handover). A differenza degli MSC, per la gestione della mobilità un SGSN comunica non solo con l’HLR (tramite l’interfaccia Gr), ma anche con altri SGSN (tramite l’interfaccia Gn): ciò facilita le opearzioni di localizzazione degli utenti e di handover. Inoltre, per il coordinamento relativo agli utenti che supportano contemporaneamentei servizi a commutazione di circuito e di pacchetto, l’SGSN comunica con l’MSC tramite un’interfaccia Gs.
• Gateway GPRS Support Note (GGSN): è l’interfaccia tra la rete GPRS e le reti a commutazione di pacchetto esterne. In quanto gateway, esso esegue la traduzione tra i protocolli interni della rete GPRS e quelli della rete esterna (ad esempio IP). La comunicazione tra GGSN e SGSN avviene mediante l’interfaccia Gn (la stessa usata tra un SGSN e un altro).

Il seguente schema semplifcato riassume le principali entità GSM e GPRS (qui le nuove entità introdotte dal GPRS sono evidenziate in azzurro) e le principali interfacce tra tali entità:

Architettura protocollare