GPRS 核心網

GPRS 核心網（GPRS Core Network）是 GPRS（通用分組無線業務，General Packet Radio Service）的中心部件，它允許 2G、3G 以及 WCDMA 行動網路將 IP 資料包傳送至外部網路，例如因特網。GPRS 系統是集成於 GSM 網路交換子系統的一部分。

一般支撐功能

GPRS 核心網提供在 GSM 和 WCDMA 網路中的移動性管理、會話管理，以及 IP 資料包的傳輸業務。該核心網同時支援包括和合法監聽等其他附加功能。GPRS 核心網曾一度被建議要在美國的 D-AMPS TDMA 系統中支援分組無線業務，但事實上，所有這些網路都已經被替換為 GSM，因此該選項已經不重要了。

PRS 模組是一個開放標準驅動的系統。它的標準化主體是 3GPP

GPRS 隧道協議（GTP）

GPRS 隧道協議（GPRS Tunnelling Protocol，簡稱 GTP）是 GPRS 核心網目前定義的基於 IP 的協議。大體上說，這個協議允許 GSM 或 WCDMA 網路的終端使用者可以隨處移動，而同時持續地連線到因特網，如同只是從 GGSN 的同一個位置進行的。

它透過承載從當前正在為簽約使用者（subscriber）提供服務的 SGSN 到當前正在處理該簽約使用者的會話的 GGSN 的簽約使用者資料來實現。GPRS 核心網使用三種形式的 GTP。

GTP-U: 用於在多個獨立的隧道中為每個 PDP 上下文（Packet Data Protocol context）傳輸使用者資料。

GTP-C: 用於控制目的，包括：

PDP 上下文的建立和刪除
GSN 可及性（reachability）的驗證
更新；例如，當一個簽約使用者從一個 SGSN 移動到另一個的時候

GTP': 用於從各個 GSN 向計費功能（charging function）傳輸計費資料。

GGSN 和 SGSN（合稱 “GSNs”）在 UDP 埠 2123 上監聽 GTP-C 訊息，而在埠 2152 上監聽 GTP-U 訊息。這個通訊直接在一個單獨的網路中進行，或者在漫遊的情況下，透過一個 GRX（GPRS 漫遊交換，英文：GPRS Roaming Exchange）進行。

計費閘道器功能（Charging Gateway Function）在 TCP 或 UDP 埠 3386 上監聽傳送自各個 GSN 的 GTP' 訊息。核心網向 CGF 傳送的計費資訊，通常包含 PDP 上下文啟用次數和終端使用者所傳輸的資料的使用量和 QoS 等資訊。然而，GTP' 通訊僅發生在同一個運營商網路內部，可能不完全與標準相符，根據供應商和配置選項的不同，可能使用私有的編碼甚至完全私有的系統。

GTP 版本 0 支援在同一個訊息頭下面同時包含信令（signalling）和使用者資料（user data）。它可以在已註冊的 3386 埠上同時和 UDP 或 TCP 一起使用。GTP 版本 1 僅在 UDP 上使用。控制平面協議（Control Plane Protocol）GTP-C（Control）使用已註冊的 2123 埠，而使用者平面協議（User Plane Protocol）GTP-U（User）使用已註冊的 2152 埠。

GPRS 支撐節點（GSN）

一個 GSN 是一個網路節點，它支援在 GSM 核心網中對 GPRS 的使用。所有的 GSN 都應當擁有一個 Gn/Gp 介面，並支援 GPRS 隧道協議。GSN 有兩個關鍵的變種，即閘道器（gateway）和業務（service）GPRS 支撐節點。

3.1 閘道器 GPRS 支撐節點（GGSN）

閘道器 GPRS 支撐節點（Gateway GPRS Support Node，簡稱 GGSN）是 GPRS 網路的一個主要元件。GGSN 負責 GPRS 網路和 IP 網路或 X.25 網路等外部包交換網路之間的互聯。

從外部網路的角度來看，GGSN 是一個到某個 “子網”（sub-network）的路由器（router）。GGSN 作為 GPRS 隧道的終點，對外部網路 “隱藏” 了整個 3GPP 的核心網結構。當 GGSN 收到一個目的地址為某個特定使用者的資料（下行資料）後，它檢查該使用者是否仍處活躍狀態（active）。如果是的，則 GGSN 將該資料轉發到當前正在為該移動使用者提供服務的 SGSN；如果該移動使用者不處於活躍狀態，則該資料被丟棄。而針對從使用者裝置發出的上行資料，GGSN 將其路由到正確的網路。

GGSN 是一個錨點（anchor point），它使得在 GPRS/UMTS 網路中的使用者終端具有可移動性（mobility）。在 GPRS 中，它扮演與移動 IP 中的歸屬代理（home agent）相同的角色。它維持與當前正在為一個特定 MS（移動臺，英文：Mobile Station）提供服務的 SGSN 之間進行協議資料單元（Protocol Data Units，簡稱 PDU）隧道連線所必須的路由。

GGSN 將來自 SGSN 的 GPRS 資料包轉換成合適的包資料協議（Packet Data Protocol，簡稱 PDP）格式（例如，IP 或 X.25），在相應的包資料網路中將它們傳送出去。在另一個方向上，傳入的資料包的 PDP 地址被轉換為目標使用者的 GSM 地址。被更改地址後的資料包被髮送給相應負責的 SGSN。為了這個目的，GGSN 會在它的本地暫存器中儲存使用者當前的 SGSN 地址以及他 / 她的使用者概要。GGSN 要負責 IP 地址的分配，並且是已連線的使用者裝置（User Equipment，簡稱：UE）的預設路由器。GGSN 還履行鑑權（authentication）和計費（charging）的功能。

其它功能還包括簽約使用者遮蔽（Subscriber Screening）、IP 池管理，以及地址對映、QoS 和 PDP 上下文執行。

在 LTE 場景中，GGSN 功能被移到 SAE 閘道器（而 SGSN 功能則工作在 MME 中）。

3.2 業務 GPRS 支撐節點（SGSN）

一個業務 GPRS 支撐節點（Serving GPRS Support Node，簡稱：SGSN）負責在它的地理位置服務區域內從移動臺接收或向其傳送資料包。它的任務包括資料包路由和傳輸、可移動性管理（mobility management，附著 / 分離和位置管理）、邏輯鏈路管理（logical link management）以及鑑權和計費功能。SGSN 的位置暫存器儲存所有在它上面註冊的 GPRS 使用者的位置資訊（例如，當前蜂窩、當前 VLR）和使用者概要（例如 IMSI、包資料網路中所使用的地址）。

3.2.1 SGSN 公共功能

將來自 GGSN 的 GTP 包（下行）去隧道化（detunnel）
將去往 GGSN 的網際協議包（上行）隧道化（tunnel）
當待機（Standby）模式的行動電話從一個路由區域移動到另一個路由區域時，實現可移動性管理（mobility management）
對使用者資料進行計費

3.2.2 SGSN 在 GSM/EDGE 中的特有功能

EDGE（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）所指定的 SGSN 功能和特徵包括：

每簽約使用者大約 60 Kbps（對於 EDGE 來說約 150 Kpbs）的最大資料速率
使用 Gb 協議棧，透過幀中繼或網際協議連線到資料包控制單元（Packet Control Unit）
接受上行資料來形成網際協議資料包
加密下行資料，解密上行資料
為處於已連線（connected）模式的行動電話，實現蜂窩級的可移動性管理

3.2.3 SGSN 在 WCDMA 中的特有功能

承載最高約 42 Mbps 的下行流量和 5.8Mbps 的上行流量（HSPA+）
隧道化 / 去隧道化面向無線網路控制器（RNC）的上行 / 下行資料包
為處於 “已連線” 模式的行動電話實現 RNC 級（level of an RNC）的可移動性管理

接入點

一個 “接入點” 是：

一個移動機可以連線到的一個 IP 網路
用於該連線的一系列設定
一個行動電話中的在一系列設定中的一個特定選項

當一個 GPRS 行動電話建立了一個 PDP 上下文，則接入點被選擇。此時，一個接入點名稱（Access Point Name，簡稱 APN）被確定。

舉例：aricenttechnologies.mnc012.mcc345.gprs

舉例：Internet

舉例：mywap

舉例：hcl.cisco.ggsn

這個接入點隨後被在一個 DNS 查詢中使用，這個查詢是針對一個私有 DNS 網路的。這個處理過程（稱為 APN 解析）最終給出應當為該接入點提供服務的 GGSN 的 IP 地址。此時，可以啟用一個 PDP 上下文。

PDP 上下文

包資料協議（Packet Data Protocol，簡稱 PDP，例如：IP、X.25、幀中繼）上下文（context）是一個數據結構，在 SGSN 和 GGSN 上都會出現。當簽約使用者擁有一個活躍的會話時，它會包含該簽約使用者的會話訊息。當一個行動電話想要使用 GPRS 的時候，它必須首先附著（attach）並隨後啟用一個 PDP 上下文。這會在簽約使用者當前正在拜訪的 SGSN 中，以及正在為該簽約使用者的接入點提供服務的 GGSN 中分配一個 PDP 上下文資料結構。該資料記錄包括：

（使用者可見）簽約使用者的 IP 地址
（使用者可見）簽約使用者的 IMSI
（僅在核心網可見）簽約使用者的
在 GGSN 上的隧道端點 ID（TEID）
在 SGSN 上的隧道端點 ID (TEID)

隧道端點 ID 是一個由 GSN 分配的號碼，它標識關聯到一個特定的 PDP 上下文的已隧道化的資料（tunnelled data）。

若干個 PDP 上下文可能使用相同的 IP 地址。次級 PDP 上下文啟用（Secondary PDP Context Activation）過程可能被用於在重用來自一個已經啟用但具有不同的 QoS 概要的 PDP 上下文的 PDP 地址或其它 PDP 上下文資訊時，啟用一個 PDP 上下文。注意，該過程被稱為 “次級”，不會導致與它們所重用的 PDP 地址沒有這種關係的 PDP 上下文產生。

總共有 11 個 PDP 上下文（以任何主次組合）可以共同存在。網路服務接入點識別符號（Network Service Access Point Identifier，簡稱 NSAPI）被用於區分不同的 PDP 上下文。