[原创]GPRS原理剖析 开篇

zhiqiang_me

心都碎了…刚刚写好的帖子，由于不小心把浏览器关了，3000+字帖子就这样子没了…强烈建议114增加一个帖子草稿自动保存功能。

放完牢骚，言归正传。这些天我一直在学习GPRS的理论，现在想和大家分享一下自己的学习心得。由于我自己初涉这个领域，还有很多不明白的地方或者认识有错误的地方，还望各位前辈多多指教，不胜感激！

我们正式进入主题。对于与一个新事物的认识，我们都是很喜欢知道它为什么就这样子发展起来的，也就是说我们希望知道这个事物产生的背景。所以，首先我们从历史背景来说起。

一、GPRS概貌
对于GPRS的发展，我想很多同学都从各种资料上多有涉猎，我就不唠唠叨叨的了。但是我想从GPRS的业务类型方面说说GPRS为什么比GSM更有优势！
在没有GPRS网络的时候，人们就想通过手机来进行一些数据的通信，但是发现这个GSM网络很不给力，速度超慢的同时还很贵！这不是搞死人麽？！
所以运营商就找另一种网络形式来提供这个数据业务给我们的亲爱的用户。Okay，GPRS就这样子诞生了。GPRS相对GSM来说更适合用于数据业务，尤其是长时间的数据量不大的业务。我们知道，GSM要传输数据，它必须独占一个信道，这太浪费而且贵啊。对于GPRS网络，它永久在线，而且在需要的时候才会占据带宽，所以它更灵活。

那对于GPRS，它能提供什么样的业务能让运营商如此期盼呢？其实GPRS网络能提供PTP（point-to-point），PTM（point-to-multipoint）， PTM-G（point-to-mulitipoint Group）。这些有什么用呢？当然有用，譬如手机电视，天气预报等等都是靠它了---这是GPRS的擅长的地方。
其实除了业务形式多样，它还比GSM网络要快！GSM网络就给你9600Bit的带宽，而GPRS网络却能给你171,2Kbit的带宽，还要比GSM的便宜。如果是你，你会选哪个？结果是毫无疑问的了！

对于GPRS的发展，我们了解到这里，我想就足够了。所以接下来我们聊聊GPRS的网络吧。

二、GPRS网络体系
在谈论一个网络的时候，我们都是喜欢从两个方面进行剖析的。一个是平面结构，另一个当然就是纵向结构了。平面结构我们关注于网络的整体，如它的网络主要节点和各个节点之间的接口的功能；但是对于纵向结构，我们更倾向于各个节点内部的协议规范和接口的协议层次结构。

所以，我们当然要先从一个整体宏观的层面了解一个GPRS网络结构了。
1．GPRS水平结构
其实GPRS网络结构还是很容易懂的，它就是叠加了一层GSM网络。相对于GSM我拿过来它增加了一些设备，譬如GGSN（GatewayGPRS Support Node）,SGSN(Service GPRS Support Node), PCU(Packet Control Unit). 好，我们看看整体图吧，很直观易懂。


我们来看一下GSM网络：

                  MS—BTS---BSC----MSC/VLR----HLR
相对于GSM网络，GPRS网络连接就是这样子的啦
                  MS---BSS----PCU----SGSN----GGSN----PDN
      对于SGSN，它通过7号信令连接GSM的多个设备：
                  SGSN---MSC/VLR,HLR, EIR,  SMS-GMSC
      对于*GSN之间的连接，是通过GTP相连滴
                  SGSN----*GSN----GGSN
      剩下的设备就更加容易理解了，譬如GGSN通过firewall连接到PDN，
GPRS-PLMN通过BR（边缘路由器）连接到其它的GPRS-PLMN

对于每个部分它的接口，我将会再下一节说到，所以就不在这里浪费文字了。

在介绍下一节关于GPRS纵向结构前，先做一个科普介绍----关于ABC类MS
其实ABC类MS是从两个方面区别的：能否同时连接到GPRS、GSM网络，和能否同时使用GPRS、GSM业务。

A类MS：
能同时连接到GPRS、GSM网络，能在进行数据业务的同时进行语音业务（电路交换业务）。
B类MS：
能同时连接到GPRS、GSM网络，不能同时进行数据业务和语音业务，即要么使用数据业务，要么使用语音业务。切换是手机自动切换。
C类MS：
不能同时连接到GPRS、GSM网络。即要么使用GPRS网络，要么使用GSM网络。（我想这类终端应该很少了吧?）

Okay, 普及完这个知识，我们在下一节继续讲述GPRS网络纵向结构。

2．GPRS纵向结构
我们来看一下GPRS节点间的网络接口，下图有示：




猛地一看图，发现接口还是挺乱的。其实，只要记得GPRS网络是叠加在GSM网络上的，再看，很容易懂。

我们来分析一下：
GSM网络接口：Um, A,C, D, E  （其中CDE通过7号信令连接）
GPRS接口：
            SGSN连接通过7号信令的接口： Gr, Gs, Gd, Gf
            *GSN 连接*GSN：  Gp, Gn
            SGSN和PCU连接： Gb
            GGSN和PDN连接： Gi
            GGSN连接HLR用到7号信令接口：Gc
            GGSN和SGSN的计费接口：Ga
其实，大概的接口就这么多了。分一下类，舒服多了。

下一节我们将详细地从协议层面介绍各个接口的关系。当然我不会像书本那样给大家罗列一堆堆的图，我想尝试从另一个角度去介绍这些接口…【待续】