《GPRS核心網(wǎng)介紹》課件

GPRS核心網(wǎng)介紹GPRS核心網(wǎng)是移動通信網(wǎng)絡(luò)的一部分，負(fù)責(zé)處理和傳遞數(shù)據(jù)流量。GPRS核心網(wǎng)由多個網(wǎng)絡(luò)元素組成，例如GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GSN）、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）等。GPRS核心網(wǎng)概述GPRS核心網(wǎng)概述GPRS核心網(wǎng)是GPRS系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)管理和控制整個GPRS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。它提供數(shù)據(jù)傳輸、用戶認(rèn)證、安全管理、計費(fèi)等功能。GPRS核心網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，由多個功能節(jié)點(diǎn)組成，每個節(jié)點(diǎn)都執(zhí)行特定的功能。GPRS核心網(wǎng)作用GPRS核心網(wǎng)是GPRS系統(tǒng)的控制中心，負(fù)責(zé)管理和控制整個GPRS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。它提供數(shù)據(jù)傳輸、用戶認(rèn)證、安全管理、計費(fèi)等功能。GPRS核心網(wǎng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，由多個功能節(jié)點(diǎn)組成，每個節(jié)點(diǎn)都執(zhí)行特定的功能。GPRS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)GPRS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包含核心網(wǎng)和接入網(wǎng)兩部分。核心網(wǎng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)控制，接入網(wǎng)負(fù)責(zé)連接用戶設(shè)備。核心網(wǎng)包括SGSN、GGSN、HLR、AuC等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。接入網(wǎng)則主要包括基站和用戶設(shè)備，負(fù)責(zé)提供無線連接。GPRS核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功能SGSNSGSN（ServingGPRSSupportNode），負(fù)責(zé)為用戶提供GPRS服務(wù)，包括用戶認(rèn)證、會話管理和數(shù)據(jù)路由等功能。GGSNGGSN（GatewayGPRSSupportNode），作為GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部IP網(wǎng)絡(luò)的橋梁，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和計費(fèi)等功能。HLRHLR（HomeLocationRegister），存儲用戶基本信息，包括電話號碼、IMSI等，并提供用戶位置查詢等功能。AuCAuC（AuthenticationCenter），負(fù)責(zé)用戶認(rèn)證和密鑰管理，確保用戶身份安全。GPRS接入網(wǎng)GPRS接入網(wǎng)是用戶終端接入GPRS核心網(wǎng)的橋梁，負(fù)責(zé)用戶終端與核心網(wǎng)之間的連接建立和數(shù)據(jù)傳輸。它主要由基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）組成，負(fù)責(zé)無線資源管理、移動性管理和數(shù)據(jù)傳輸。SGSN功能及作用用戶位置管理SGSN負(fù)責(zé)管理用戶的當(dāng)前位置，并根據(jù)用戶的移動情況更新位置信息。安全認(rèn)證SGSN與AuC協(xié)作進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證，確保網(wǎng)絡(luò)安全。網(wǎng)絡(luò)連接管理SGSN負(fù)責(zé)建立和維護(hù)與用戶設(shè)備之間的連接，以及與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的連接。數(shù)據(jù)傳輸SGSN負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾GSN，并處理用戶之間的語音通話。GGSN功能及作用數(shù)據(jù)包路由GGSN負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包路由到互聯(lián)網(wǎng)，并向移動用戶提供互聯(lián)網(wǎng)連接。地址轉(zhuǎn)換GGSN為移動用戶提供一個臨時IP地址，并將其轉(zhuǎn)換為互聯(lián)網(wǎng)可識別的IP地址。流量控制GGSN負(fù)責(zé)控制網(wǎng)絡(luò)帶寬，防止單個用戶過度使用網(wǎng)絡(luò)資源，從而保證整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。安全管理GGSN負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行監(jiān)控，防止惡意攻擊和非法訪問。HomeLocationRegister(HLR)11.用戶信息存儲HLR存儲用戶基本信息，例如電話號碼、IMSI、位置區(qū)域信息等。22.用戶位置管理當(dāng)用戶移動時，HLR更新用戶位置信息，以便網(wǎng)絡(luò)找到用戶。33.鑒權(quán)與計費(fèi)HLR參與用戶鑒權(quán)，并記錄用戶的通話時長和數(shù)據(jù)流量，用于計費(fèi)。44.其他功能HLR還支持其他功能，例如短信轉(zhuǎn)發(fā)、呼叫轉(zhuǎn)移等。AuthenticationCenter(AuC)用戶認(rèn)證AuC負(fù)責(zé)存儲用戶身份信息，包括IMSI、Ki和鑒權(quán)密鑰等，用于驗(yàn)證用戶的合法性。安全保障AuC提供用戶鑒權(quán)和安全加密功能，確保用戶身份的真實(shí)性以及網(wǎng)絡(luò)通信的安全。密鑰管理AuC負(fù)責(zé)生成和管理用戶密鑰，并為GPRS網(wǎng)絡(luò)提供安全服務(wù)。設(shè)備身份登記器(EIR)EIR是一個數(shù)據(jù)庫，用于存儲移動設(shè)備的IMEI號碼和狀態(tài)信息。EIR用于防止被盜或丟失的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。運(yùn)營商可以通過EIR檢查設(shè)備是否被列入黑名單，并阻止其接入網(wǎng)絡(luò)。EIR是GPRS核心網(wǎng)的重要組成部分，確保網(wǎng)絡(luò)安全和穩(wěn)定運(yùn)行。GPRS接入控制1身份驗(yàn)證GPRS網(wǎng)絡(luò)通過身份驗(yàn)證確保用戶身份的真實(shí)性。2授權(quán)控制根據(jù)用戶權(quán)限和網(wǎng)絡(luò)資源限制，授權(quán)用戶訪問GPRS網(wǎng)絡(luò)。3接入控制根據(jù)用戶身份驗(yàn)證和授權(quán)情況，控制用戶的接入行為。PDP上下文激活1用戶請求用戶發(fā)起數(shù)據(jù)連接請求2SGSN處理SGSN驗(yàn)證用戶身份，分配PDP上下文3GGSN處理GGSN分配IP地址，建立數(shù)據(jù)連接4數(shù)據(jù)傳輸用戶數(shù)據(jù)開始在GPRS網(wǎng)絡(luò)中傳輸PDP上下文激活是GPRS數(shù)據(jù)連接建立過程中的關(guān)鍵步驟。用戶發(fā)起數(shù)據(jù)連接請求后，SGSN會根據(jù)用戶身份信息和網(wǎng)絡(luò)配置信息為用戶分配PDP上下文。PDP上下文包含了用戶數(shù)據(jù)連接所需的關(guān)鍵信息，例如IP地址、QoS參數(shù)等。SGSN將分配的PDP上下文信息傳遞給GGSN，GGSN根據(jù)這些信息建立數(shù)據(jù)連接并為用戶分配IP地址。GPRS數(shù)據(jù)傳輸流程1用戶請求用戶發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸請求2SGSN處理SGSN分配PDP上下文，建立GPRS隧道3數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)通過GPRS隧道傳輸至目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)4GGSN接收GGSN接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理GPRS數(shù)據(jù)傳輸流程是指用戶通過移動終端進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，數(shù)據(jù)在GPRS網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路徑。GPRS信令流程用戶發(fā)起數(shù)據(jù)請求用戶設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)請求，例如瀏覽網(wǎng)頁或下載文件。SGSN處理請求SGSN接收請求并驗(yàn)證用戶身份和服務(wù)權(quán)限，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)分配資源。數(shù)據(jù)傳輸SGSN將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾GSN，并根據(jù)用戶地址轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)服務(wù)器。數(shù)據(jù)返回目標(biāo)服務(wù)器將數(shù)據(jù)返回給GGSN，并通過SGSN轉(zhuǎn)發(fā)給用戶設(shè)備。GPRS網(wǎng)絡(luò)接口11.Gb接口Gb接口連接GPRS核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)，例如互聯(lián)網(wǎng)或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。22.Gn/Gp接口Gn/Gp接口連接GPRS核心網(wǎng)與GSM網(wǎng)絡(luò)，用于用戶鑒權(quán)、位置管理和漫游。33.Gc接口Gc接口連接GPRS核心網(wǎng)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如IP網(wǎng)絡(luò)或ATM網(wǎng)絡(luò)。44.Gr接口Gr接口連接GPRS核心網(wǎng)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如IP網(wǎng)絡(luò)或ATM網(wǎng)絡(luò)。55.Gs接口Gs接口連接GPRS核心網(wǎng)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如IP網(wǎng)絡(luò)或ATM網(wǎng)絡(luò)。Gb接口Gb接口是GPRS核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的接口，用于連接GPRS核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)，例如Internet或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。Gb接口協(xié)議采用IP協(xié)議，支持各種數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，如TCP/IP、UDP、HTTP等。Gb接口的主要功能是將GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)，并接收來自外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通信。Gn/Gp接口Gn接口連接SGSN和GGSNGp接口連接GGSN和外部網(wǎng)絡(luò)Gn接口用于SGSN和GGSN之間的數(shù)據(jù)交換，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)路由和轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在核心網(wǎng)內(nèi)的傳輸。Gp接口則用于GGSN和外部網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸，例如互聯(lián)網(wǎng)或其他IP網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送給最終用戶。Gc接口Gc接口是GPRS核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的接口，用于連接GPRS核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)，如Internet或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如IP網(wǎng)絡(luò)、X.25網(wǎng)絡(luò)、幀中繼網(wǎng)絡(luò)等。Gc接口主要負(fù)責(zé)GPRS核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)之間的流量轉(zhuǎn)發(fā)，以及用戶認(rèn)證、計費(fèi)等功能。Gr接口Gr接口是GPRS核心網(wǎng)中用于連接SGSN和GGSN的接口。Gr接口主要用于傳輸用戶數(shù)據(jù)、信令和控制信息，并提供安全機(jī)制來確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。Gr接口采用TCP/IP協(xié)議棧，支持多種數(shù)據(jù)傳輸模式，例如點(diǎn)對點(diǎn)、廣播和組播。Gs接口Gs接口移動交換中心(MSC)與GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)之間的接口功能用于傳遞與GPRS相關(guān)的信息，例如用戶身份驗(yàn)證、位置更新等協(xié)議基于SS7協(xié)議，支持MAP和GSM09.02協(xié)議GPRSQoS管理GPRSQoS參數(shù)GPRSQoS參數(shù)用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級和性能。這些參數(shù)包括：優(yōu)先級、延遲、抖動和數(shù)據(jù)傳輸速率等。GPRS網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求，分配不同的QoS參數(shù)，例如，語音通話需要較高的優(yōu)先級和較低的延遲，而文件下載則可以容忍較低的優(yōu)先級和較高的延遲。QoS管理機(jī)制GPRS網(wǎng)絡(luò)通過不同的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)QoS管理，包括：資源分配、流量控制和優(yōu)先級調(diào)度等。GPRS網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶的QoS參數(shù)，分配不同的網(wǎng)絡(luò)資源，例如，高優(yōu)先級業(yè)務(wù)將獲得更多的帶寬和更快的處理速度。GPRS安全機(jī)制鑒權(quán)和加密GPRS使用身份驗(yàn)證機(jī)制驗(yàn)證用戶身份，并使用加密算法保護(hù)用戶數(shù)據(jù)。安全協(xié)議GPRS采用SSL/TLS協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性。訪問控制GPRS網(wǎng)絡(luò)通過訪問控制機(jī)制，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問，并確保網(wǎng)絡(luò)資源的安全性。網(wǎng)絡(luò)安全管理GPRS網(wǎng)絡(luò)提供各種安全管理工具，例如防火墻和入侵檢測系統(tǒng)，以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。GPRS計費(fèi)原理流量計費(fèi)根據(jù)用戶實(shí)際使用的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行計費(fèi)，通常按流量包或按流量計費(fèi)。時長計費(fèi)根據(jù)用戶通話時長進(jìn)行計費(fèi)，通常以分鐘為單位。套餐計費(fèi)用戶可以選擇不同的套餐，包含不同的流量、通話時長和資費(fèi)。增值服務(wù)計費(fèi)針對一些增值服務(wù)，如短信、彩鈴等，也會進(jìn)行單獨(dú)計費(fèi)。GPRS業(yè)務(wù)類型1數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括數(shù)據(jù)下載、網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件等服務(wù)。用戶可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)訪問互聯(lián)網(wǎng)。2多媒體業(yè)務(wù)例如彩信、視頻通話、移動電視等。GPRS的高速率和帶寬支持各種多媒體服務(wù)。3定位業(yè)務(wù)借助GPRS網(wǎng)絡(luò)定位功能，用戶可以實(shí)現(xiàn)移動定位服務(wù)，例如導(dǎo)航、緊急呼叫等。4增值業(yè)務(wù)包含移動支付、移動游戲、音樂下載等服務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)為各種增值業(yè)務(wù)提供了基礎(chǔ)。GPRS技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化GPRS技術(shù)規(guī)范由3GPP組織制定，確保不同廠商設(shè)備之間的兼容性。規(guī)范文檔規(guī)范文檔詳細(xì)定義了GPRS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、信令流程、接口協(xié)議和服務(wù)質(zhì)量等方面的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)互通GPRS技術(shù)規(guī)范的實(shí)施，使得不同運(yùn)營商的GPRS網(wǎng)絡(luò)之間可以實(shí)現(xiàn)互通。服務(wù)質(zhì)量GPRS技術(shù)規(guī)范定義了服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，保證用戶體驗(yàn)，如數(shù)據(jù)傳輸速率、延遲和可靠性。GPRS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)GPRS技術(shù)的演進(jìn)，歷經(jīng)了多個階段，不斷改進(jìn)和升級，以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)需求。14G/5G高速率、低延遲23G移動互聯(lián)網(wǎng)興起32.5G/2.75G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速發(fā)展4GPRS移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開始GPRS技術(shù)的演進(jìn)，推動了移動通信技術(shù)的發(fā)展，為移動互聯(lián)網(wǎng)的普及奠定了基礎(chǔ)。GPRS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景GPRS網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于移動數(shù)據(jù)通信，包括:移動互聯(lián)網(wǎng)接入移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無線數(shù)據(jù)傳輸物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用移動支付車聯(lián)網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)GPRS網(wǎng)絡(luò)具有良好的覆蓋范圍和數(shù)據(jù)傳輸速率，適合于多種應(yīng)用場景。它可以實(shí)現(xiàn)移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如上網(wǎng)、下載、視頻通話和移動辦公等。缺點(diǎn)GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率相對較低，無法滿足一些高帶寬應(yīng)用的需求。此外，GPRS網(wǎng)絡(luò)的安全性也存在一定問題，容易受到攻擊。GPRS發(fā)展趨勢展望融合與演進(jìn)GPRS將與其他無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合，例如LTE、5G，提供更高速率、更低延遲的移動數(shù)據(jù)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用GPRS將支持更多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入，提供數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等服務(wù)，推動智慧城市