Технологія GPRS

GPRS (пакетний радіозв'язок загального користування) - надбудова над технологією мобільного зв'язку GSM, що здійснює пакетну передачу даних. GPRS дозволяє користувачу мобільного телефону виробляти обмін даними з іншими пристроями в мережі GSM і із зовнішніми мережами, зокрема Інтернет. GPRS припускає тарифікацію за об'ємом переданої/одержаної інформації, а не часу. При використанні GPRS інформація збирається в пакети і передається через невживані в даний момент голосові канали, така технологія припускає ефективніше використання ресурсів мережі GSM.

В даний час передача даних по GSM каналам організована таким чином: абоненту виділяється окремий канал, використовуваний системою для передачі голосу, за допомогою модему, вбудованого в мобільний термінал, відбувається передача даних через цей канал, при цьому в проміжках між передачею даних канал залишається зайнятим. GPRS (General packet Radio Service) - це система, яка реалізує і підтримує протокол пакетної передачі інформації в рамках мережі стільникового зв'язку GSM. При використанні системи GPRS інформація збирається в пакети і передається в ефір, вони заповнюють ті "пустки" (не використовувані в даний момент голосові канали), які завжди є в проміжках між розмовами абонентів, а використання відразу декількох голосових каналів забезпечує високі швидкості передачі даних. При цьому етап встановлення з'єднання займає декілька секунд. У цьому і полягає принципова відмінність режиму пакетної передачі даних. В результаті у абонента з'являється можливість передавати дані, не займаючи канали в проміжках між передачею даних, ефективніше використовуються ресурси мережі.

На структурному рівні систему GPRS можна розділити на 2 частини: підсистему базових станцій і ядро мережі GPRS (GPRS Core Network). У підсистему базових станцій входять всі контроллери і базові станції системи GSM, які підтримують пакетну передачу даних на програмному і апаратному рівні. Ядро мережі GPRS включає абсолютно нові мережеві елементи, призначені для обробки пакетів даних і забезпечення зв'язку з мережею Інтернет.

Основним мережевим елементом є пакетний комутатор - SGSN (Serving GPRS Support Node). Даний мережевий елемент бере на себе всі функції обробки пакетної інформації і перетворення кадрів GSM у формати, використовувані протоколами TCP/Ip глобальної комп'ютерної мережі Internet. Пакетний комутатор покликаний розвантажити GSM комутатор, забезпечуючи обробку пакетної інформації, залишаючи звичному комутатору лише голосовий трафік.

Другим важливим мережевим елементом є GPRS шлюз - GGSN (Gataway GPRS Support Node). Він забезпечує зв'язок системи GPRS з пакетними мережами передачі даних: Internet, Intranet, X.25 і ін. GGSN містить всю необхідну інформацію про мережі, куди абоненти GPRS можуть діставати доступ, а також параметри з'єднання.

Окрім згаданих елементів в GPRS Core входять інші елементи: DNS (Сервер доменних імен), Charging Gateway (Шлюз для зв'язку з системою тарифікації), Border Gateway (Прикордонний шлюз) і інші допоміжні елементи.

Слід зазначити широкі можливості масштабування системи GPRS. При швидкому збільшенні кількості абонентів, що користуються послугою пакетної передачі даних можливо збільшення місткості системи GPRS за рахунок розширення або установки додаткових пакетних комутаторів (SGSN). При збільшенні сумарного об'єму даних, передаваних абонентами (при неістотному збільшенні числа абонентів), можлива установка додаткових GPRS - шлюзів, які забезпечать велику сумарну пропускну спроможність всієї системи, а також розширення системи базових станцій. Таким чином, нарощуючи систему GPRS, оператор зможе забезпечувати високу якість послуг, заснованих на пакетній передачі даних.

Для того, щоб використовувати можливість передачі даних за допомогою системи GPRS, потрібний спеціальні термінали, що підтримують роботу в режимі GPRS.

Стандартами визначені 3-класу GPRS терміналів:

? клас А - термінал дозволяє здійснювати одночасно голосове з'єднання і роботу в режимі GPRS;

? клас В (стільникові телефони) - термінал підтримує і голосове з'єднання і передачу даних в пакетному режимі (GPRS), але ці режими використовуються не одночасно (під час передачі даних через GPRS абонент не може скоювати і приймати голосові дзвінки і навпаки);

? клас З (карти PCMCIA, CF і USB адаптери) - термінал забезпечує тільки передачу даних в пакетному режимі. Найбільш вірогідне виконання - pCMCIA карта встановлювана в портативний комп'ютер - ноутбук.

Очікується, що першими доступними на ринку стануть термінали класу b. Ці термінали підтримуватимуть різні швидкості прийому і передачі інформації. Термінали класу В з підтримкою GPRS можна буде використовувати як модем для передачі даних і доступу в Інтернет (при підключенні телефону до комп'ютера через порт RS-232 або інфрачервоний порт), для прийому і передачі SMS (при цьому стандартне обмеження на довжину короткого повідомлення -160 символів буде знято), а також для швидкісного доступу до WAP-серверів з екрану свого мобільного телефону.

У мережах, що підтримують GPRS, передбачений поетапний шлях нарощування швидкості передачі даних; максимальна реальна швидкість прийому і передачі, яку на першому етапі зможе підтримувати система GPRS, рівна 107 Кбит/с.

Сьогодні основні обмеження накладають абонентські термінали. Швидкість прийому і передачі інформації, яку може забезпечити мобільний термінал, залежить від кількості каналів, які термінал підтримує на прийом і передачу. Один канал підтримує передачу інформації з максимальною швидкістю 13.4 кбит/с. Таким чином, кількість каналів, які підтримуватиме конкретна модель терміналу визначатиме максимальні можливі швидкості, на яких можлива передача і прийом інформації.

Абонентські термінали GPRS, передбачувані до випуску найближчим часом, підтримуватимуть від 2 до 4 каналів для прийому інформації і до 2 каналів для передачі, що дозволяє одержати максимальну швидкість прийому 53,6 кбит/с і передачі до 26.8 кбит/с. У подальшому очікується поява моделей GPRS терміналів, що підтримують більшу кількість каналів (до 7).

При використанні системи пакетної передачі абонент одержує і відправляє дані із змінною швидкістю, яка визначається умовами розповсюдження сигналу і наявністю вільних каналів в межах заданого стільника. При цьому динамічне виділення каналів виробляється виходячи з пріоритету голосових каналів, тобто система автоматично виділяє під пакетну передачу всі канали, не зайняті передачею голоси. Таким чином, реальна швидкість прийому і передачі багато в чому залежатиме від завантаженості голосових каналів в межах кожного конкретного стільника.

Перспектива появи нових апаратів з підтримкою великої кількості каналів, а значить, що працюють на максимально можливих швидкостях передачі даних (до 115 Кбит/с), викликає певне занепокоєння у деяких фахівців. Річ у тому, що потенційно пристрої GPRS при роботі на високих частотах можуть виходити за рамки максимально допустимого рівня радіаційного випромінювання. Повторюваний ще раз, йдеться тільки про високі швидкості обміну, оскільки, наприклад, канал GPRS, що працює із швидкістю 30-40 Кбит/с (а саме така швидкість нам світить в найближчому майбутньому), випромінює максимум 0.75 Вт. Це кінцево більше, ніж фактичне випромінювання терміналу стандарту GSM, але в межах норми. Середній рівень потужності випромінювання ще нижче, оскільки передавач працює тільки тоді, коли передаються дані, а в решту часу він вимкнений. При передачі файлу з телефону в базову станцію передавач працює постійно; при передачі текстових повідомлень або під час веб-браузінга він включається рідко, що знижує потужність випромінювання до декількох мілліватт.

Система GPRS є першим кроком на шляху розвитку мереж бездротової пакетної передачі даних. Спочатку послуги на основі GPRS надаватимуться на обмеженій території дії стільникового зв'язку. Надалі зона, де можливо використання технології GPRS ростиме і, в результаті, в найближчому майбутньому послуги на основі GPRS надаватимуться на всій території дії мережі стільникового зв'язку. Також планується збільшення швидкостей прийому і передачі інформації за рахунок поліпшення характеристик мобільних терміналів і інфраструктури GPRS.

Наступним кроком на шляху розвитку мереж пакетної передачі даних буде впровадження технології EDGE, яка дозволить досягти швидкості передачі інформації 385 Кбит/с, при цьому базою для розгортання технології EDGE частково служитиме система GPRS. Таким чином, буде плавно здійснений перехід від систем з комутацією каналів до систем пакетної передачі даних, які знайдуть свою кінцеву реалізацію в системах передачі інформації третього покоління. При цьому для абонента стане можливою швидкість передачі до 2 Мбит/с.

Поиск по сайту: