Построение GPRS сетей

Доработку GSM-сети для предоставления услуг высокоскоростной передачи данных GPRS можно условно разделить на две формы - программную и аппаратную. Если говорить о программном обеспечении, то оно нуждается в замене или обновлении практически всюду - начиная с реестров HLR-VLR и заканчивая базовыми станциями BTS В частности, вводится режим многопользовательского доступа к временным кадрам каналов GSM, а в HLR, например, появляется новый параметр Mobile Station Multislot Capability (количество каналов, с которыми одновременно может работать мобильный телефон абонента).

Ядро системы GPRS (GPRS Core Network) состоит из двух основных блоков - SGSN (Serving GPRS Support Node - узел поддержки GPRS) и GGPRS (Gateway GPRS Support Node - шлюзовой узел GPRS).

SGSN является центральным процессором GPRS сети. В некотором роде SGSN можно назвать аналогом MSC - коммутатора сети GSM. Он выполняет следующие функции.

SGSN контролирует доставку пакетов данных пользователям.

взаимодействует с реестром собственных абонентов сети HLR, проверяя, разрешены ли запрашиваемые пользователями услуги.

ведет мониторинг находящихся online пользователей.

организует регистрацию абонентов вновь "проявившихся" в зоне действия сети и т.п.

Так же как и MSC, SGSN, в системе может быть и не один - в этом случае каждый узел отвечает за свой участок сети. Например, SGSN производства компании Motorola имеет следующие характеристики:

каждый узел поддерживает передачу до 2000 пакетов в секунду,

одновременно контролирует до 10000 находящихся online пользователей.

Всего же в системе может быть до 18 SGSN Motorola.

Назначение GGSN следующее - грубо говоря, это шлюз между сотовой сетью (вернее, ее частью для передачи данных GPRS) и внешними информационными магистралями (Internet, корпоративными интранет-сетями, другими GPRS системами и так далее). Основной задачей GGSN, таким образом, является роутинг (маршрутизация) данных, идущих от и к абоненту через SGSN. Вторичными функциями GGSN является адресация данных, динамическая выдача IP-адресов, а также отслеживание информации о внешних сетях и собственных абонентах (в том числе тарификация услуг).

Внутри ядра GPRS-системы (между SGSN и GGSN) данные передаются с помощью специального туннельного протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol).

Еще одной составной частью системы GPRS является PCU (Packet Control Unit - устройство контроля пакетной передачи). PCU стыкуется с контроллером базовых станций BSC и отвечает за направление трафика данных непосредственно от BSC к SGSN. При ориентации системы на мобильный Интернет возможно добавление специального узла - IGSN (Internet GPRS Support Node - узел поддержки Интернет).

Прежде чем приступить к работе с GPRS, мобильная станция, так же как и в обычном случае передачи голоса, должна зарегистрироваться в системе. Как уже было сказано, регистрацией (а, точнее, "прикреплением" (attachment) к сети) пользователей занимается SGSN. В случае успешного прохождения всех процедур (проверки доступности запрашиваемой услуги и копирования необходимых данных о пользователе из HLR в SGSN) абоненту выдается P-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity - временный номер мобильного абонента для пакетной передачи данных), аналогичный TMSI, который назначается мобильному телефону для передачи голоса (кстати, если абонентский терминал относится к классу А, то ему при регистрации выделяется как TMSI, так и P-TMSI).

Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-система нуждается в данных о его месторасположении относительно сети, причем с большей точностью, нежели в случае передачи голосового трафика. Но если если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от одной соты к другой служебный трафик в сотовой сети и расход энергии мобильным аппаратом возрастает. Чтобы найти разумный компромисс между объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три класса:

IDLE (неработающий). Телефон отключен или находится вне зоны действия сети. Очевидно, что система не отслеживает перемещение подобных абонентов.

STANDBY (режим ожидания). Аппарат зарегистрирован (прикреплен) в GPRS-системе, но уже долгое время (определяемое специальным таймером) не работает с передачей данных. Местоположение STANDBY-абонентов известно с точностью до RA (Routing Area - область маршрутизации). RA мельче, чем LA (каждая LA разбивается на несколько RA, но, тем не менее, RA крупнее, чем сота, и состоит из нескольких элементарных ячеек).

READY (готовность). Абонентский терминал зарегистрирован в системе и находится в активной работе. Координаты телефонов, находящихся в режиме READY, известны системе (а, точнее, SGSN) с точностью до соты.

EDGE - Enhanced Data GSM Environment.

EDGE - заключительная ступень на пути к 3G. Она позволит операторам GSM предлагать абонентам мультимедиа сервисы при 384 Кбит/с. Полагают, что операторы GSM смогут предоставлять услуги EDGE за относительно низкую цену, поскольку это потребует всего лишь небольших изменений в программном обеспечении и оборудовании операторов. Система будет использовать TDMA интерфейс (Time Division Multiple Access) и типичный для GSM шаг 200 КГЦ.

Глава 2

Программа управления камерами предназначена для непосредственного управления камерой или группой камер.

Управление возможно с помощью мыши, клавиатуры, джойстика, задания камере предустановок (определенной последовательности команд).

Как и в любой системе управления, имеется субъект и объект управления. Субъект управления - оператор системы безопасности. Объектами управления являются поворотный механизм камеры и трансфокаторы. Поворотный механизм отвечает за повороты камеры в вертикальной и горизонтальной плоскостях, вверх и влево, вверх и вправо, вниз и вправо, вниз и влево. Трансфокаторы отвечают за управлением зумированием и фокусировкой.

Схема функционирования.

В качестве протокола для управления камерами выбран RS-232, который связывает компьютер (с соответствующим программным обеспечением) и преобразователь интерфейсов. Протокол RS-422 предназначен для передачи управляющих воздействий на контроллер поворотных механизмов камер и трансфокаторов.

В данном случае такой выбор протоколов обмена обусловлен их техническими характеристиками и принципами работы.

Технические характеристики RS- протоколов

Протоколы RS-232 и RS-422 являются дуплексными протоколами, применение дуплексного протокола позволяет принимать и передавать информацию одновременно, то есть оба оконечных устройства могут быть приемниками и передатчиками одновременно.

Важное отличие протокола RS-232 состоит в том, что они используют небалансный сигнал, в то время как RS-422 использует балансный. Небалансный сигнал передается по несбалансированной линии, которая представляет собой «землю» и одиночный сигнальный провод. Балансный сигнал передается по сбалансированной линии, в котором присутствуют «земля» и пара проводов, разница напряжений между которыми используется для приема и передачи сигнала. Сбалансированный сигнал передается быстрее и дальше, чем несбалансированный.

Ниже в таблице приведены технические характеристики протоколов RS-232 RS-422