Auf der Grundlage weltweiterRoaming-Abkommen knnenKunden des GSM-(Global Sys-tem for Mobile Communications-)Netzes heute in vielen Reiseln-dern telefonieren und Kurznach-richten empfangen oder versen-den. Neben dem Telefondienstgewinnt fr viele Geschftsrei-sende auch der mobile Zugangzum Internet ber GPRS (Gene-ral Packet Radio Service) oderihr eigenes Firmennetz zuneh-mend an Bedeutung. Gerade imgeschftlichen Umfeld ist dasRoaming daher eine der wich-tigsten Anforderungen. Fr denpaketvermittelten DatendienstGPRS knnen die vorhandenenRoaming-Lsungen, die fr lei-tungsorientierte Dienste wie z. B.Telefonie geschaffen wurden, je-doch nicht genutzt werden. Da-her ist der Aufbau neuer Inter-connections1 und Abrechnungs-modelle zwischen den GPRS-Netzbetreibern notwendig. Hier-zu gibt es verschiedene techni-sche Mglichkeiten. Wegen derVielzahl der GPRS-Netzbetreibersind direkte Punkt-zu-Punkt In-terconnections zwischen deneinzelnen Netzbetreibern nur imbegrenzten Umfang praktikabel.Daher wurde mit GRX (GPRSRoaming eXchange) eine flexibleund skalierbare Netzlsung stan-dardisiert, die den Aufbau unddas Management der vielen Roa-ming-Beziehungen erleichtert unddamit die Verbreitung von GPRSRoaming beschleunigen wird.GRX ist inzwischen die bevor-zugte Form der Netz-Zusammen-schaltung fr den Aufbau vonGPRS-Roaming-Verbindungen.

1 Ausgangslage

Eine der wesentlichen Neuerun-gen, die mit der Einfhrung vonMobilfunknetzen der zweiten Ge-neration (2G) auf der Grundlage derGSM-Standards geschaffen wur-den, ist die Mglichkeit, auch in

GSM-Netzen anderer Netzanbie-ter zu telefonieren und uneinge-schrnkt erreichbar zu sein. DieseMglichkeit wird als GSM-Roa-ming bezeichnet und bedeutet,dass sich ein GSM-Kunde in dasGSM-Netz eines fremden Anbie-ters einbuchen und dort die glei-chen Dienste wie in seinem Heimat-netz nutzen kann, ohne mit demfremden GSM-Anbieter eine Ver-tragsbeziehung eingehen zu ms-sen. Die in Anspruch genommenenDienstleistungen (z. B. Telefonge-sprche oder Kurznachrichten) wer-den vom eigenen GSM-Anbieter inder Regel mit speziellen Roaming-Tarifen abgerechnet und erschei-nen auf der gleichen Mobilfunk-rechnung wie Dienstleistungen imHeimatnetz. Zwischen den verschie-denen GSM-Anbietern wird die Ab-rechnung der erbrachten Roaming-Leistungen in speziellen Abkom-men vereinbart. Diese Abkommenregeln die technische und betrieb-liche Netz-Zusammenschaltung, diezu erbringenden Roaming-Leistun-gen sowie die Verrechnungspreise.

Mit der Einfhrung des paketver-mittelten mobilen DatendienstesGPRS mussten die vorhandenenRoaming-Abkommen entsprechenderweitert werden. Da die bisherigenGSM-Netze nur Roaming fr ver-bindungsorientierte Dienste ermg-lichen, sind hierzu neue technischeInterconnections und Abrechnungs-verfahren erforderlich. Auf Grundder zunehmenden Nutzung derGPRS-Dienste und -Lsungen wieMMS (Multimedia Messaging Ser-vice), Internet- oder Intranet-Accessist ein schneller Ausbau der GPRS-Roaming-Verbindungen sehr wich-tig.

2 Sprach-Roaming

Die vorhandenen GSM-Roaming-Abkommen umfassen nur verbin-dungsorientierte und leitungsver-mittelte Dienste und werden in ers-ter Linie fr Telefongesprche ge-

nutzt. Hierzu werden die interna-tionalen Telefonnetze sowie die be-stehenden Abkommen der Telefon-netzbetreiber im Festnetzbereich inAnspruch genommen (Bild 1). ImRoaming-Fall wird einem GSM-Kun-den, der sich in ein fremdes GSM-Netz eingebucht hat (Roamer), frdie Dauer des Gesprchs jeweilsein bestimmter Kanal zur Verf-gung gestellt. Die Abrechnung un-ter den Telefonnetzbetreibern wird

GPRS Roaming in GSM-Netzen

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Der AutorDipl.-Ing. StefanusRmer war bei der T-Data im Produkt-management ttigund dort insbe-sondere fr dieProduktentwick-lung von LAN toLAN GPRS Accessverantwortlich. Seit April 2001 ist er bei T-Mobileim Produkt-managementbeschftigt undbetreut dort dasProdukt Mobile IPVPN.

Das Thema im berblick

Das GPRS Roaming erfllt we-sentliche Kundenanforderungen,die auf Grund der zunehmendenMobilitt von Personen und G-tern ber nationale Grenzen hin-weg sowie der Globalisierungder Handelsbeziehungen ent-standen. Es ist somit eine wich-tige Voraussetzung fr den Er-folg von GPRS. Die wichtigstenAnwendungen sind MultimediaMessaging Service (MMS), In-ternet-Access und der gesicher-te mobile Zugang zu Unterneh-mensnetzen, beispielsweiseber das Produkt Mobile IP VPNder T-Mobile. Voraussetzung frdie Schaffung einer globalenRoaming-Abdeckung ist dieNutzung von GRX-Netzen frden Datenaustausch zwischenden einzelnen GPRS-Netzen.Wegen der vielen verschiedenenGPRS-Netze sind direkte Netz-Zusammenschaltungen nur be-grenzt praktikabel. Das GPRSRoaming eXchange (GRX) ist in-zwischen die bevorzugte Tech-nik fr die Bereitstellung voninternationalen Roaming-Verbin-dungen.

1 Interconnection: Dt. Zusammenschal-tung. Im liberalisierten Telekommuni-kationsmarkt die gesetzlich geregeltephysische und logische Verbindungder lizenzierten ffentlichen Telekom-munikationsnetze verschiedener Netz-betreiber (Carrier).

Einzelfall vorkommen, dass be-stimmte Angebote in einigenLndern nicht verfgbar sind.

Das GPRS Roaming ist daher nichtnur ein technisches Thema, son-dern noch mehr als Sprach-Roa-ming eine rechtliche Fragestel-lung und zudem ein Aspekt, der beider Anwendungs- und Diensteent-wicklung besondere Bercksichti-gung finden muss.

4 Grundlagen von GPRS

Mit der Einfhrung von GPRS3 wur-de die bestehende GSM-Netzarchi-tektur um zwei neue logische Pa-ketvermittlungsknoten erweitert:den Serving GPRS Support Node(SGSN) sowie den Gateway GPRSSupport Node (GGSN) (Bild 2). Der

funktechnische Teil der GSM-Ar-chitektur, der aus den Basissta-tionen (Base Transceiver Station =BTS) und den Steuereinheiten (BaseStation Controller = BSC) besteht,bleibt erhalten. Der SGSN ist berdas so genannte Gb-Interface bereine oder mehrere BSC mit demfunktechnischen Teil des GSM-Net-

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dann auf der Grundlage von Zeitund Entfernung vorgenommen. DerMobilfunkkunde zahlt auf seinerMobilfunkrechnung fr den Daten-verkehr nach einem speziellen vonder Entfernung unabhngigen Roa-ming-Tarif.

Die Mobilfunknetzbetreiber unter-halten fr den Roaming-Verkehrlediglich eine Interconnection zueinem Telefonfestnetzbetreiber, derber die notwendigen internationa-len Sprachverbindungen verfgt,sowie eine Anschaltung an das in-ternationale SS7-Netz2 fr den Aus-tausch von Signalisierungsdaten.Eine direkte Netz-Zusammenschal-tung zwischen den einzelnen Mo-bilfunkbetreibern untereinander istnicht notwendig und wre auf Grundder Vielzahl der GSM-Netzbetrei-ber nicht praktikabel. Die Verbrei-tung von GSM-Roaming auf derGrundlage vorhandener Abkom-men sowie Netzlsungen fr deninternationalen Sprachverkehr imFestnetzbereich konnte daher sehrschnell erfolgen.

3 Anforderungen an GPRS Roaming

Die Einfhrung von GPRS Roamingerfordert nicht nur neue Roaming-Abkommen und Interconnections,sondern bringt auch eine Reiheneuer Aspekte und Problemfeldermit sich, die bisher bei Sprach-Roaming nicht bekannt waren:

GPRS ist ein IP-(Internet Proto-col-)basierter Datendienst undkann fr beliebige IP-Anwen-dungen genutzt werden. Die An-zahl der potenziellen IP-Anwen-dungen und Dienste, die berGPRS genutzt werden, ist so-mit nicht berschaubar. Hinzukommt, dass tglich neue IP-Anwendungen entwickelt wer-den. Daher kann es keine Ga-rantie dafr geben, dass alle IP-basierten Dienste im Roaming-Fall uneingeschrnkt genutztwerden knnen.

Die rechtliche Grundlage fr dieNutzung von IP-basierten Ver-schlsselungs- und Authentisie-rungs-Algorithmen ist von Landzu Land verschieden. Es kanndaher im Einzelfall zu rechtli-chen Problemen kommen, wenneine technische Anwendung mitspeziellen Verschlsselungsal-gorithmen ber Lndergrenzenhinweg genutzt werden soll.

Der Urheberschutz, insbeson-dere die Vermarktungsrechte frspezielle Content-Angebote kn-nen gegebenenfalls regional be-grenzt sein. Daher knnte es im

Bild 1:InternationaleTelefonverbin-dungen alsGrundlage frSprach-Roaming

Unt

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rT-Mobile

Mobilfunk-betreiber

Orange

O2

DeutscheTelekom

Festnetz-betreiber

BritishTelecom

FranceTelecom

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A

Gs

Gr Gc

Gb Gn Gi

MSC/VLR GMSC

SGSN GGSN

PublicSwitched

TelephoneNetwork

ExternesIP-

Netz

Optionales Interface

A, Gx SchnittstellenbezeichnungenBSC Base Station ControllerBTS Base Transceiver StationHLR Home Location RegisterGGSN Gateway GPRS Support NodeGMSC Gateway Mobile Switching Center

GPRS General Packet Radio ServiceIP Internet ProtocolMSC Mobile Switching CenterSGSN Serving GPRS Support NodeVLR Visitor Location Register

HLRBSCBTS

Bild 2:ErweiterteNetzarchitekturvon GSM durchGPRS

2 SS7-Netz: Abk. Signalling System No. 7, auch als Common Channel Sig-nalling System No. 7 (CCS7), dt. ZZK7(Zentraler Zeichengabekanal Nr. 7), be-zeichnet. Von der ITU standardisierteSignalisierung fr das 64-kbit/s-ISDN.Zusammenfassend liegt die SS7-Spe-zifikation in der Q.700-Reihe der ITU-T-Empfehlungen (Q.700 bis Q.775) vor.

3 Siehe hierzu den Beitrag Mit GPRSins Intranet Das Produkt LAN to LANGPRS Access, Unterrichtsbltter Nr.3/2001, S. 168 ff.

Mobile Switching Center (MSC),sowie eine IP-Anbindung fr dieKommunikation mit den anderenGPRS Support Nodes. Die Auf-gaben dieses Knotens entsprechengrtenteils den Aufgaben der MSC,wie z. B. Authentifizieren der Mobil-stationen und Durchfhren desMobility Managements. Er besitzteine Datenbasis, in der die GPRS-Subscription- und Mobility-Ma-nagement-Informationen ber dieeingebuchten Mobilstationen tem-porr gespeichert werden.

Eine weitere Aufgabe dieses Kno-tens besteht in der Verschlsse-lung der bertragenen Daten undder Erfassung von Abrechnu