Modificaciones en Redes GSM para Soportar GPRS
Para integrar el servicio GPRS (General Packet Radio Service) en una red GSM (Global System for Mobile Communications), son necesarias diversas modificaciones tanto en la red de acceso como en la red troncal:
1. Red de Acceso
- Añadir la PCU (Packet Control Unit) junto a la BSC (Base Station Controller) para controlar canales en modo paquete.
- Actualizar el software de las BTS (Base Transceiver Station) y BSC.
- Usar nuevos terminales compatibles con el modo paquete que acceden a la interfaz radio (Um) de manera distinta.
2. Red Troncal
- Incorporar una nueva red troncal de paquetes para encaminar datos entre la red de acceso y redes externas.
- Añadir equipos como SGSN (Serving GPRS Support Node) y GGSN (Gateway GPRS Support Node), conectados mediante un backbone IP con routers, switches y otros elementos (Border Gateway, DNS, DHCP, firewall…).
- Realizar modificaciones de software en el HLR (Home Location Register) y MSC/VLR (Mobile Switching Center/Visitor Location Register) para integrar esta red troncal.
Proceso de Reenvío de Datagramas en Mobile IP
Cuando un CN (Correspondent Node) quiere enviar un datagrama a un MN (Mobile Node) en un entorno de Mobile IP, se sigue el siguiente proceso:
- El CN envía el datagrama con dirección destino la HoA (Home Address) del MN.
- Cuando el datagrama llega a la red propia del MN, es capturado por el HA (Home Agent).
- El HA crea un túnel entre él y el FA (Foreign Agent) y se lo reenvía. Para ello:
- Comprobará la entrada de su tabla BC (Binding Cache) correspondiente al MN.
- Mirará la CoA (Care-of Address) que está mapeada con la HoA del MN.
- Encapsulará el datagrama y esta nueva cabecera tendrá como dirección destino la CoA del MN y como dirección origen la dirección del HA.
- El HA reenviará el datagrama a través del túnel.
- Cuando el FA recibe el datagrama a través del túnel, lo desencapsula, obtiene el datagrama original y lo reenvía a través del enlace al MN.
Tecnología Bluetooth: Enlaces, Conexión y Topologías
Tipos de Enlaces Bluetooth
- Enlace Asíncrono sin Conexión (ACL, Asynchronous Connectionless): Conexiones simétricas o asimétricas punto-multipunto entre maestro y esclavo, sin reserva de ancho de banda. Ideal para tráfico de datos sin garantía de entrega.
- Enlace Síncrono Orientado a Conexión (SCO, Synchronous Connection-Oriented): Conexiones simétricas punto a punto con un ancho de banda fijo entre maestro y esclavo. Reserva slots en intervalos regulares durante la iniciación, lo que lo asemeja a una conexión de conmutación de circuitos. Capaz de soportar voz en tiempo real y tráfico multimedia.
Estados y Proceso de Conexión Bluetooth
El sistema de conexión Bluetooth comienza siempre desde un estado STANDBY, desde donde los dispositivos pueden tomar diferentes caminos. Para establecer una conexión, se sigue un proceso de dos fases principales: descubrimiento y conexión.
En la fase de descubrimiento, un dispositivo puede realizar una búsqueda general (INQUIRY) o estar disponible para ser descubierto (INQUIRY SCAN). Durante este proceso, los dispositivos intercambian sus direcciones únicas BD_ADDR, que son necesarias para la identificación. En la fase de conexión, un dispositivo puede buscar específicamente a otro (PAGE) o estar escuchando búsquedas específicas (PAGE SCAN).
Cuando un dispositivo en PAGE encuentra su objetivo, se genera una MASTER RESPONSE, mientras que el dispositivo encontrado responde con una SLAVE RESPONSE. En este punto, el dispositivo esclavo recibe una dirección temporal AM_ADDR para su uso durante la conexión. Todas las conexiones exitosas llevan al estado CONNECTION, donde los dispositivos pueden comunicarse activamente. Desde aquí, los dispositivos pueden entrar en modo PARK para ahorrar energía, manteniendo una sincronización mínima con la red mediante una dirección PM_ADDR.
Control de Flujo en la Banda Base Bluetooth
Para garantizar la fiabilidad de las comunicaciones, la Banda Base de Bluetooth implementa varios mecanismos de control y seguridad. El control de flujo utiliza colas FIFO para transmisión y recepción en enlaces ACL y SCO. Cuando las colas RX FIFO están llenas, se utiliza una indicación de ‘stop’ en la cabecera del paquete de retorno, congelando las colas FIFO del transmisor hasta recibir una indicación de ‘go’.
Perfiles Bluetooth
- Definición: Subconjuntos de especificaciones que unifican y estandarizan cómo distintos dispositivos utilizan Bluetooth para comunicarse.
- Objetivo: Simplificar la implementación de Bluetooth al detallar solo las partes relevantes para cada funcionalidad, con interfaces de alto nivel estandarizadas que permiten la interoperabilidad entre dispositivos de distintos fabricantes.
- Ejemplos de perfiles:
- HFP (Hands-Free Profile): Comunicación entre teléfono y sistema manos libres del automóvil.
- FAX (Fax Profile): Interfaz entre teléfono y PC con software de fax.
- HID (Human Interface Device Profile): Interfaz para ratones, teclados y similares.
- HSP (Headset Profile): Comunicación entre auricular y teléfono móvil.
Topologías de Red Bluetooth
Piconet
- Red temporal entre dispositivos cercanos, sin infraestructura.
- Un dispositivo actúa como maestro y conecta hasta 7 esclavos, con roles dinámicos.
- Comunicación organizada mediante saltos de frecuencia y intervalos de tiempo sincronizados.
- Dispositivos adicionales pueden estar en modo espera (parked) para integrarse cuando sea necesario.
Scatternet
- Interconexión de varias piconets, cada una con su maestro y canal independiente.
- Un dispositivo puede participar en varias piconets como esclavo o ser maestro en una sola.
- Permite mayor cobertura y dispositivos conectados, pero puede degradar el rendimiento con más piconets debido a colisiones.
Mesh
- Diseñada para redes grandes y robustas, como IoT y automatización.
- No utiliza estructura maestro-esclavo; todos los dispositivos son nodos capaces de retransmitir mensajes.
- Emplea un protocolo de inundación gestionada para garantizar que los mensajes lleguen a su destino, incluso en topologías cambiantes.