GPRS (Radyo Paketi Genel Servisi), paket veri ağlarına kablosuz erişimi kolaylaştıran ve güçlendiren GSM (Global System for Mobile Communications - Mobil İletişim İçin Küresel Sistem) için yeni bir taşıyıcı hizmettir. Harici paket veri ağları ile gezgin istasyonlar arasında kullanıcı veri paketlerini transfer etmek için paket radyo (telsiz) prensibini kullanır. Paketler GPRS gezgin istasyonlarından paket anahtarlamalı ağlara doğrudan yönlendirilir. Paket iletim yöntemiyle çalıştığı için veri aktarımı daha hızlı ve tepki süreleri çok daha azdır. GSM bandında normal aktarım hızı 14.4 Kbps (Kilobit Per Second - Saniyede Kilobayt) iken bu rakam GPRS’de 115 Kbps olarak gerçekleşebilir. GPRS’in ana yapısı aşağıda gösterilmiştir:

Sistem Yapısı

GPRS, ETSI (European Telecommunications Standard Institute - Avrupa Telekomünikasyon Standartlar Komitesi) tarafından var olan GSM yapısı üzerinde değişiklikler yapılarak meydana getirilmiş ve hizmete sunulmuştur. GPRS sistem yapısı yukarıda görüldüğü gibidir. GPRS, kullanıcıya bir MS (Mobil İstasyon) ile internete erişim imkânı sağlar.

 

 

Bir mobil istasyon, GPRS sisteminde kullanıcının üzerinde işlem yaptığı, veri paketini iletmek ve almak için kullandığı bilgisayar terminali olan TE (Terminal Engine - Terminal Cihazı) ve bir GSM telefonu olan MT (Mobile Terminal - Mobil Terminal)’den meydana gelir. GPRS, mevcut GSM altyapısını kullanmaktadır. Mevcut GSM yapısı içerisine GPRS’i entegre edebilmek için birtakım eklentilere ihtiyaç duyulmuş ve GPRS destek düğümleri (GSN=GPRS Support Node) adı verilen yeni bir ağ düğümleri sınıfı GSM sistemine ilave edilmiştir. GSM sistemine eklenen bu düğümleri şu şekilde sıralayabiliriz:

•   Harici Paket Veri Ağları (PDN)

            PDN (Packet Data Networks - Harici Paket Veri Ağları), gezgin istasyonlar arasındaki veri paketlerinin yönlendirilmesinden sorumludur.

•   Sunucu GPRS Destek Düğümü (SGSN)

            SGSN (Serving GPRS Support Node - Sunucu GPRS Destek Düğümü), servis alanı içerisindeki gezgin istasyona giden ve istasyondan gelen veri paketlerinin dağıtımından sorumludur. SGSN’nin görevleri, paket yönlendirme ve transfer, hareketlilik yönetimi (bağlama, ayırma ve konum yönetimi), mantıksal link yönetimi, doğrulama ve yükleme fonksiyonları gibi işlevlerdir.

•   Ağ Geçidi GPRS Destek Düğümü (GGSN)

            GGSN (Gateway GPRS Support Node - Ağ Geçidi GPRS Destek Düğümü), harici paket veri ağları ve GPRS kaburgası arasında bağdaştırma görevi yapar. SGSN’den gelen GPRS paketlerini uygun paket veri protokolüne (PDP=Packet Data Protocol) (IP veya X.25 gibi) dönüştürür ve paket veri ağına gönderir. Tersi istikametinde ise gelen veri paketlerinin PDP adresleri hedef kullanıcının GSM adresine dönüştürülür. Yeniden adreslenen paketler sorumlu SGSN’e gönderilir. Bu amaçla, GGSN kullanıcının mevcut SGSN adresini ve profilini kaydeder. GGSN aynı zamanda doğrulama ve yükleme fonksiyonlarını da üstelenir. Bir GGSN birçok SSGN için harici paket veri ağları için bir arabirimdir. SGSN ise sahip oldukları paketleri farklı GGSN’ler üzerinden farklı ağlara gönderir.

Sistemin Çalışması

Yukardaki şekilde Gb arabirimi BSC (Base Station Controller - Baz İstasyon Kontrolörü) ile SGSN arasında bağlantı kurar. Gn ve Gp arabirimleri vasıtası ile kullanıcı verileri ve işaret verilerinin GSN’ler arasında transferi gerçekleşir. Eğer SGSN ve GGSN aynı PLMN (Public Land Mobile Network - Yerel Karasal Mobil Telefon Ağı) içerisinde ise Gn arabirimi, farklı PLMN içerisinde ise Gp arabirimleri kullanılır. Bütün GSN’ler bağlantılarını IP tabanlı GPRS omurgaları ile gerçekleştirir. GSN’ler PDN paketlerini GPRS tünel protokolünü (GTP=GPRS Tunneling Protocol) kullanarak iletir. GPRS omurgaları iki gruba ayrılabilir:

1)Intra-PLMN omurga ağları aynı PLMN içerisindeki GSN’leri bağlar.

2)Inter-PLMN omurga ağları ise farklı PLMN içerisindeki GSN’ler arasında bağlantı kurar.

PLMN ile harici inter-PLMN arasındaki ağ geçidi sınır ağ geçidi olarak adlandırılır. Sınır ağ geçitleri kayıtsız kullanıcılara ve istenmeyen saldırılara karşı sistemi savunma görevini yerine getirir. Gi, PLMN ile İnternet veya kurumsal intranetler arasında bir arabirim oluşturur. Gr arabirimi HLR (Home Location Register - Sabit Abone Kütüğü) ve SGSN arasında bilgi alışveriş görevini üstlenir. GPRS ile SMS (Short Message Service - Kısa Mesaj Hizmeti) mesaj alışverişini gerçekleştirebilmek için Gd arabirimi tanımlanmıştır. Gd arabirimi SGSN ile SMS-GMSN kısımlarını birbirine bağlar.

Yukarıdaki şekil, GPRS sisteminde paketlerin nasıl yönlendirildiğine dair bir örnektir. PLMN1 içerisinde yerleştirilmiş bir GPRS gezgin istasyon IP (Internet Protocol - İnternet Protokolü) ağına bağlanmış bir sunucuya IP paketleri gönderir. SGSN gezgin istasyondan gelen IP paketleri kaydeder, PDP bağlamını denetler ve paketleri intra-PLMN GPRS omurgası içerisinden uygun GGSN’e yönlendirir. GGSN paketleri ayırır ve IP ağı üzerinden dışarı gönderir.
Paketlerin hedef ağın yönlendiricisine erişim için IP yönlendirme mekanizmaları kullanılır. Yabancı sunucu gezgin istasyona IP paketlerini gönderirken, paketler IP ağ üzerinden gönderilir ve GGSN’e yönlendirilir. IP paketleri hazırlanır ve inter-PLMN GPRS üzerinden PLMN içerisindeki uygun SGSN’e yönlendirilir. SGSN paketleri ayırır ve gezgin istasyona gönderir.