SISTEMA GPRS

1. SISTEMA GPRS Manuel Linares Ochando SISTEMA GPRS

2. GSM: Base del GPRS • GSM: Sistema de com. móviles digital (celular) de 2ª generación. • Da respuesta a los problemas de los sistemas analógicos (incompatibilidad entre normas, capacidad limitada y sistema ¡ANALÓGICO!). • GSM diseñado para voz. • Conmutación de circuitos: • Recursos ocupados durante toda la comunicación. • Tarificación por tiempo. • Técnica de Acceso: FDMA/TDMA-FDD: 1 radiocanal: 2 portadoras (downlink+uplink). En cada radiocanal 8 canales de tráfico (8 slots temporales). • Capacidad limitada: 9.6 kb/s (síncrono) equivalente a 1.2 kBytes/s SISTEMA GPRS

3. GSM. Estructura de Red • Estructura de Red: SISTEMA GPRS

4. Transmisión de datos en GSM • Conexión a Internet compleja: • Subscripción a Proveedor Servicio Internet (ISP): • Coste conexión y coste servicio separados. • Conexión via MODEM: • Necesita protocolos PPP ó SLIP. • Retardo muy grande, de 400 a 500 mseg: Ineficiente en Protocolo TCP/IP • Tiempo de establecimiento sesión muy grande: • Las aplicaciones deben ser reinicializadas en cada sesión. • Problemas para mantener la conectividad en Itinerancia (Roaming) SISTEMA GPRS

5. Evolución de GSM HSCSD TCH 14.4 k Multislot Link adaptation TCH9.6 GSM EDGE TCH 48 k (BPSK) Multislot Link adaptation GPRS TCH 100 k TCP/IP WAP SISTEMA GPRS

6. Ventajas de GPRS • Ventajas para el usuario: • Siempre conectado. • Pagas por lo que transmites. • Coste nulo de establecimiento de conexión. • Mayor velocidad de transmisión. • Posibilidad de recibir/establecer llamadas estando conectado. • Transmisión asimétrica, acorde para la navegación html o wml. • Ventajas para la operadora: • Uso más eficiente de los recursos. • Compartir los canales disponibles entre varios usuarios. SISTEMA GPRS

7. Servicios de GPRS • Servicios para el usuario: • Acceso móvil a Internet y correo electrónico. • Acceso móvil a Intranet y correo electrónico corporativos. • Acceso móvil a BB.DD y aplicaciones corporativas. • Acceso a aplicaciones de uso empresarial. • Acceso a servicios de información. SISTEMA GPRS

8. GPRS “LA NOVEDAD”: conmutación de paquetes • Velocidades de hasta 144 kbps. • Conexión permanente. Tiempo de establecimiento de conexión inferior al segundo. • Pago por cantidad de información transmitida, no por tiempo de conexión. • Los recursos se utilizan cuando se necesitan, si no quedan libres para otros usuarios. • Permite asignar Calidades de Servicios (QoS) diferenciadas a los distintos usuarios. • GPRS puede combinar hasta 8 canales de 10 Kbps/canal (aprox.) para transferir datos. • Prioridades en función del caudal medio/pico del enlace, de los retardos ó de la fiabilidad del enlace. SISTEMA GPRS

9. GPRS. Características • La tecnología de paquetes permite: • Varios usuarios pueden compartir un mismo canal. • Separar las asignaciones de recursos entre enlace ascendente y descendente. • Tasas de transmisión de datos variables por multislot: CS-1: 9.05 kbps. CS-2: 13.4 kbps. CS-3: 15.6 kbps. CS-4: 21.4 kbps. (CS son los distintos tipos de codificación) • Red troncal basada en TCP/IP. SISTEMA GPRS

10. Servicios Soportados Todo lo anterior hacen a GPRS un sistema idóneo para aplicaciones de datos: • Transmisiones de ráfaga, intermitentes. • Transmisiones frecuentes de pequeño volumen. • Transmisiones infrecuentes de volumen elevado. • Aplicaciones Potenciales: • Punto a punto: lectura de ficheros, www, e-mail, telnet, ftp, telemetría, equipos de monitorización, control de flotas. • Punto a multi-punto: información meteorológica, de tráfico, mensajería, anuncios, control de flotas. SISTEMA GPRS

11. GPRS. Arquitectura de Red • GPRS es una red superpuesta a GSM, por lo que comparte con ella la red de acceso (GSM-IP). • GPRS introduce dos nuevos nodos: • Gateway GPRS Support Node (GGSN): Actúa como un interfaz lógico hacia las redes de paquetes de datos externas (router). • Serving GPRS Support Node (SGSN): es responsable de la entrega de paquetes al terminal móvil en su área de servicio. • También introduce a nivel de BSC (Base Station Control) el denominado Packet Control Unit (PCU). SISTEMA GPRS

12. GPRS. Arquitectura de Red SISTEMA GPRS

13. TERMINALES • Clase A: el más completo. • Uso simultáneo de GSM y GPRS. • 1 Time-Slot para GSM y 1 o más Time-Slots para GPRS. • No hay degradación de ninguno de los dos servicios. • Clase B: • Registro GPRS y GSM. • Uno de los dos está en suspenso mientras el otro está activo. Prioridad para GSM. • Degradación de QoS sólo para GPRS. • Clase C: • Elección manual de GPRS o GSM. • No hay uso simultáneo. SISTEMA GPRS

14. Pila de Protocolos SISTEMA GPRS

15. Pila de Protocolos SISTEMA GPRS

16. Interfaz Aire del Sistema GPRS • Protocolo Interfaz Aire • Concepto Maestro – Esclavo (MSDRA) • PDCH • SPDCH • Flujo de datos • Canales lógicos • Multiplexado de canales lógicos • Procedimiento de codificación • Transferencia de datos SISTEMA GPRS

17. Protocolo Interfaz Aire • PDCH SISTEMA GPRS

18. Concepto Maestro – Esclavo • Dos tipos de PDCH: • MPDCH (Master Packet Data Channel) • PCCCH • Señalización dedicada • Datos de usuario • SPDCH (Slave Packet Data Channel) • Datos de usuario • Capacity on Demand SISTEMA GPRS

19. MPDCH • PRACH: iniciar la transferencia de datos. • PPCH: para informar de la entrega de paquetes. • PPRCH: de uso exclusivo por el móvil para responder a un paging (búsqueda) • PAGCH: reserva de canales. • PNCH: notificaciones. (MULTICAST) • PBCCH: información específica sobre GPRS. BROADCAST SISTEMA GPRS

20. SPDCH • PDTCH: transferir datos desde / hacia el móvil • PACCH: transportar información de señalización. • PDBCH: enviar en modo de difusión, datos de usuario. SISTEMA GPRS

21. Canales Lógicos SISTEMA GPRS

22. Flujo de datos SISTEMA GPRS

23. Multiplexado de Canales Lógicos • Indicadores: • Temporary Flow Identy (TFI) • Temporary Block Flow (TBF) • Uplink State Flag (USF) SISTEMA GPRS

24. Codificación SISTEMA GPRS

25. Transferencia de datos (Uplink) SISTEMA GPRS

26. Transferencia de datos (Downlink) SISTEMA GPRS

27. QoS en GPRS Diferentes disciplinas de sevicio Sin prioridad: -Firs Input Firs Output (FIFO) -Round Robin (RR) Con prioridad: -Weighted Round Robin (WRR) -Deficit Round Robin (DRR) -Adapted Round Robin (ARR) -Shortest Job Next (SJN) -Static Priority Scheduling (SPS) Garantizando QoS: -Modified Earliest Deadline (MED) -Virtual Clock (VC) SISTEMA GPRS

28. QoS en GPRS • Sin prioridad: • FIFO: • Garantiza QoS hasta un 30% de carga • Retardos muy variables • No protección entre diferentes aplicaciones de usuarios móviles • RR: • Los paquetes se clasifican y envían a N colas • Garantiza QoS hasta un 70% de carga • Retardos variables, pero inferiores a FIFO • Más equitativo que FIFO SISTEMA GPRS

29. QoS en GPRS Con prioridad: WRR: diferentes pesos para cada cola. DRR: el peso de cada cola oscila alrededor de un “deficit”. ARR: adopta prioridades hacia colas Round Robin. SJN: escoge los paquetes según su tamaño. Los paquetes pequeños se envían antes. SPS: una cola de cierta prioridad no se servirá hasta que todas las colas de pioridad superior están vacías. WPQ:igual que SPS pero ahora se limita el número de paque- tes procesados para evitar la desatención de las colas menos prioritarias. SISTEMA GPRS

30. QoS en GPRS • Garantizando QoS: • Virtual Clock: • Garantiza el ancho de banda por conexión • A cada paquete se le asocia un “Timestamp” • Se selecciona en cada cola el paquete con menor • “Timestamp” • MED: • A cada paquete se le asigna un “deadline” • Si se cumple el “deadline” del paquete éste se pone en su cola de QoS • Mucho mejor resultado que con cualquier estrategia Best Effort SISTEMA GPRS

31. GPRS:PRESENTE Y FUTURO • Mercado actual • EGPRS SISTEMA GPRS

32.   Megas PRECIO BONO PRECIO/KB CUOTA MENSUAL   Movistar   BONO 1   1 MB. 6 €   0,01 €/Kbyte Amena   BONO 10   10 MB 15 €   0,0021 €/Kbyte 15 €   Movistar BONO 20   20 MB. 30 € 0,006 €/Kbyte   Amena   BONO 25   25 MB. 30 €   0,0021 €/Kbyte 30 €   Vodafone   BONO 20 MB   20 MB. 30 €   0.0015 €/Kbyte Vodafone BONO 2 MB 2 MB. 10 €   0.05 €/Kbyte Amena   BONO 50   50 MB. 60 €   0,0021 €/Kbyte 60 €   Movistar BONO 100   100 MB. 120 €   0,003 €/Kbyte   Movistar   BONO 200   200 MB. 240 €   0,003 €/Kbyte   Movistar   BONO 1000   1000 MB. 1.200 €   0,003 €/Kbyte   Amena   MEGAFACIL   0,02 €/Kbyte Amena MEGA 0,0075 €/Kbyte 1,5025 € Amena MEGAGRUPO 0,0009 €/Kbyte 60 € Mercado actual: tarifas SISTEMA GPRS

33. Mercado actual: nuevos servicios • Gran éxito del servicio SMS • Nuevos mensajes: EMS: Extended Messaging Service MMS: Multimedia Messaging Service SISTEMA GPRS

34. Mercado actual: nuevos servicios • EMS: • Texto: justificación, tamaño de letra variable. • Imágenes: - 16x16 pixels - 32x32 pixels - tamaño variable: máx. 96x64 pixels • Sonidos: - Standar iMelody: representación mediante texto - Sonidos predefinidos: Drum, Clap… - Creación propia: máx. 128 bytes • Animaciones: - Predefinidas: almacenadas en el terminal - Creación propia - 8x8 pixels ó 16x16 pixels SISTEMA GPRS

35. Mercado actual: nuevos servicios • MMS: • Contenidos: multimedia de todo tipo • Protocolos: MIME, SMTP • Compatibilidad: - incompatible con SMS - necesidad de nuevos terminales • Plataformas: - MMS Relay - MMS Server - MMS Databases - WAP Gateway SISTEMA GPRS

36. CONCLUSIONES • GPRS: “solución” inalámbrica viable de acceso a • internet. • Dura competencia: • Entornos cerrados: WLAN • Telefonía de proxima generación: • - UMTS • - I-mode SISTEMA GPRS

37. BIBLIOGRAFÍA www.amena.com www.airtelvodaphone.com www.programa-puntos.movistar.com www.auladatos.movistar.com www.wmclub.com/articulos/fundamentosgsm.htm www.symmetrycomm.com www.terra.es www.ciberpais.elpais.es www.mobilegprs.com www.mobilesms.com www.mobileems.com GSM PHASE 2+ GENERAL PACKET RADIO SERVICE GPRS: ARCHITECTURE, PROTOCOLS,AND AIR INTERFACE. Christian Bettstetter, Hans-Jörg Vögel and Jörg Eberspächer de la Technische Universität München (TUM) publicado por IEEE Communications Surveys • http://www.comsoc.org/pubs/surveys • Third Quarter 1999, vol. 2 no. 3 SISTEMA GPRS