Der SGSN ist primär eine Vermittlungsstelle für Datenpakete, die empfangene Datenpakete paketorientiert an einen definierten Ausgang routen kann. Für die Uplinkrichtung ist der SGSN mit dem GGSN über ein IP-basierendes Intra-PLMN-Netzwerk (dem Mobilnetzbetreiber zugehöriges IP-Netz) verbunden. Für die Downlinkrichtung hingegen verbindet der SGSN über ein Framerelay-Netzwerk mehrere PCUs und somit mehrere BSSs mit dem GPRS Core Network. Jeder SGSN ist für die Versorgung mit Dienstleistungen und Steuerungsaufgaben eines bestimmten geographischen Gebiets zuständig. Je nach Teilnehmerkapazität orientiert sich die von SGSN realisierbare geographische Versorgungsgröße! In den Anfängen der GPRS-Architektur kam man sogar mit einem einzigen SGSN aus, da es noch nicht viele GPRS-Teilnehmer gab und somit ein einzelner SGSN von seiner Verarbeitungskapazität ausreichend war. Mittlerweile, man schreibt das Jahr 2002, gibt es bereits mehrere Kunden, die GPRS-Dienste nutzen, sodass die GPRS-Architektur mit weiteren SGSNs nachgerüstet werden muss, wodurch sich das Versorgungsgebiet pro SGSN reduziert und damit auch die maximale Teilnehmerkapazität. Jeder SGSN ist für ein gewisses geographisches Gebiet zuständig, um dort Dienstleistungen zu erbringen.
Von der Aufgabenseite her muss der SGSN äquivalente Funktionen für die paketorientierten Dienste erfüllen wie die Einheit MSC/VLR dies für die leitungsorientierten Dienste tut. Der SGSN muss also eine Datensession, so nennt man einen paketorientierten Datendienst, funktional aufbauen können, das Mobilitätsmanagement für alle Teilnehmer seines Zuständigkeitsbereichs durchführen, Vergebührungsgrundlagen beim Verbrauch interner Netzressourcen einer Verrechnungsstelle zur Verfügung stellen und die Datenpakete entsprechend einem Router weiterleiten. Zusätzliche Aufgaben sind die Verschlüsselung der Datenpakete, Kompression der Datenpakete, Authentisierung, GPRS Attach / Detach, Cell Updates and Routing Area Updates, Paging und vieles mehr. Man sieht, dass hier viele Aufgaben genannt werden, die auch von MSC/VLR durchgeführt werden, nur dass diese dort für die leitungsorientierte Übertragungswelt ausgelegt sind. Für das Mobilitätsmanagement gibt es z.B. äquivalente Datensätze zum VLR, die im SGSN abgespeichert werden: P-TMSI, Routing Area (im VLR: TMSI, Location Area), Sicherheitsdatensatz für Authentisierung und Verschlüsselung. Im Gegensatz zu GSM, wo erst in der BTS die Sprachdaten verschlüsselt wurden, werden die Paketdaten im SGSN direkt verschlüsselt, sofern dies erwünscht ist. Auch bezüglich der Datenkompression der EDV-Daten verwendet der SGSN andere Algorithmen, die für Datenpakete optimiert sind, als die TRAU dies für die Sprachdatenkompression macht.
Aus einer anderen Sicht kann man auch sagen, dass der SGSN der Hauptpartner des GPRS-Handys für alle GPRS-spezifischen Übertragungen und Funktionen ist. Ist die optionale Gs-Schnittstelle implementiert, so kann der SGSN für das Handy sogar Paging-Aufgaben für CS-Dienste übernehmen (siehe NOM1).
Der SGSN stellt für die Vergebührungsgrundlage ein Ticket, so genannten CDRs (Call Data Record), aus. Der SGSN ist für die CDRs verantwortlich, die die GPRS-internen Ressourcen berücksichtigen. Diese CDRs werden über den IP-basierende Intra-PLMN-Backbone (Ga-Schnittstelle) zum Charging Gateway (CG) weitergeleitet, von wo sie einem Verrechnungszentrum zur Verfügung gestellt werden, um dem Kunden das Service am Monatsende in Rechnung zu stellen.
|
|
|
|
|
| Bezeichnung | Beschreibung |
Wert F->Fest V->Variabel |
Verfügbar P->Pflicht O->Optional |
| IMSI | Identität des Mobilteilnehmers | F | P |
| MSISDN | Telefonnummer | F | P |
| MM Status | Status des GPRS Mobility Management (IDLE, STANDBY, READY) | V | P |
| P-TMSI | Temporäre Mobilteilnehmeridentität für Paketdienste | V | P |
| P-TMSI Signatur | V | P | |
| Routing Area | Aktuelle Routing Area, des GPRS-Teilnehmers | V | P |
| Cell Identity | Zellidentität, falls das Handy sich im Ready-Status befindet | V | P |
| Cell Identity Age | Zeitdauer seit das letzte LLC-Datenpaket vom Handy im SGSN empfangen wurde | V | P |
| VLR Number | Kennummer des aktuellen VLR/MSC | V | P |
| Authentication Triplets | Sicherheitsdatensatz für Authentisierung und Verschlüsselung | V | P |
| Kc | Der aktuell verwendete Schlüssel für die Verschlüsselungsprozedur (Ciphering Key) | V | P |
| CKSN | Ciphering Key Sequence Number vom Kc | V | P |
| Ciphering Algorithm | Aktueller Verschlüsselungsalgorithmus | V | P |
| MS Radio Access Capability |
Technische Fähigkeiten des Handys bezüglich Funkzugriff |
V | P |
| MS Network Capability | Netzwerkfähigkeit des Handys | V | P |
| DRX Parameter | Parameter für den Betrieb: "Discontinuous Reception" | V | P |
| MNRG | Gibt an, ob Aktivitäten vom Handy an das HLR berichtet werden sollen oder nicht | V | P |
| NGAF | Gibt an, ob Aktivitäten vom Handy an das VLR/MSC berichtet werden sollen oder nicht | V | P |
| PPF | PS- oder CS-Dienste | V | P |
| Subscribed Charging Characteristics | Vergebührungscharakteristik des Telinehmers | V | P |
| Recovery | Gibt an, falls das HLR oder VLR ein Datenbank-Recovery durchführt | V | P |
| IMEI | Identität des GPRS-Handys (~Seriennummer) | F | O |
| NSAPI | Network Service Access Point Identifier | F | O |
| TI | Transaction Identifier | F | O |
| QoS Profil | Profil der Dienstgütemerkmale, für die der Teilnehmer vergebührt wird | F | O |
| New SGSN Address | IP-Adresse des SGSNs zu dem noch nicht gesendete N-PDUs (Network Protocol Data Unit) weitergeleitet werden sollen | V | O |
| OMC ID | Identität des OMCs, das für die Records verantwortlich ist | V | O |
| SMS Parameter | Parameter bezüglich SMS | V | O |
| Radio Priority SMS | Parameters für die Übertragung von SMS | V | O |
| PDP Context ID | Identifiziert den PDP-Kontext | V | O |
| PDP Status | PDP-Status: aktiv oder inaktiv | V | O |
| PDP Type | Typ des PDP-Kontextes: IP oder PPP | V | O |
| PDP Adresse |
Die fixierte PDP-Adresse des Handys (leer, falls
dynamische IP-Adressierung verwendet wird). Die mnemonische Adresse des aktuellen GGSNs entsprechend den DNS-Regeln. |
V | O |
| eingetragener APN | Der Access Point Name, der vom HLR empfangen wird | V | O |
| verwendeter APN | Gibt die Access Point Name Netzwerk ID an | V | O |
| verwendete GGSN Adresse | Die IP-Adresse des aktuell verwendeten GGSNs | V | O |
| VPLMN erlaubt | Gibt an, ob das Handy nur das Heimatnetz oder auch fremde Mobilfunknetze nutzen darf oder nicht | V | O |
Der SGSN, der für GPRS-Dienste verwendet wird, kann für UMTS-Dienste nicht ohne weiteres verwendet werden, da der GPRS-SGSN Funktionen beinhaltet, die vom UMTS-SGSN nicht durchgeführt werden müssen. So ist z.B. das Äquivalent zum GPRS-Protokoll SNDCP bei UMTS das PDCP, das allerdings bereits im UTRAN, nämlich im RNC, untergebracht ist. Außerdem ermöglicht UMTS schnellere Datendienste, sodass im Allgemeinen der SGSN von UMTS eine höhere Switching-Kapazität braucht (zum Teil 56Gigabit/s und mehr!). Desweiteren werden bei GPRS und UMTS verschiedene Protokolle zwischen Core Network und Funknetzteil verwendet, was gerätespezifisch berücksichtigt werden muss. Damit jedoch die SGSNs von GPRS und UMTS miteinander kommunizieren können, verfügen sie über eine Gn-Schnittstelle. Ein Handover zwischen GPRS- und UMTS-Datendiensten ist in beide Richtungen möglich, sofern die Handys dies unterstützen. Momentan (Mitte 2002) sind UMTS-Handys absolute Mangelware - von UMTS-Handys mit GSM/GPRS-Dienstfähigkeit ganz zu schweigen. Die Netzarchitektur wird bereits zum Startpunkt über die Software-Releases verfügen, um ein Handover zwischen UMTS und GPRS zu ermöglichen (natürlich auch zw. GSM und UMTS).