Рассказать в:
Начинающие пользователи часто путают GPS и GPRS. Чтобы путаницы не было, внесем ясность в этот вопрос. Загадочный термин GPRS, который в просторечье произносят как "ЖПРС, расшифровывается и переводится как General Packet Radio Service - услуга пакетной передачи данных по радиоканалу.

Мобильные телефонные сети изначально были рассчитаны на передачу только голоса. Поэтому, хотя GSM (Global System for Mobile Communications) и является цифровым стандартом, он "заточен" под передачу голоса во время телефонного разговора и не очень подходит для длительных высокоскоростных соединений, которые нужны при работе в Интернете.

Телефонный разговор обычно длится от нескольких секунд до нескольких минут, при этом необходимо достаточно низкое качество передачи голоса, а во время разговора нечасто возникают длинные паузы, когда на обоих концах линии молчат. Для обеспечения голосовых разговоров в GSM-сетях для каждого сеанса выделяется пара частот (для передачи данных в обе стороны), на которых и устанавливается цифровое соединение со скоростью 9600 бит/с, и уже "поверх него" передается закодированный и сжатый звук.
Выделение частот обеспечивает отдельный физический канал, поэтому при разговоре по мобильному не возникают типичные для IP-телефонии проблемы перегруженных каналов связи и, как следствие, выпадений слов (правда, слова могут выпадать, если возникают какие-то радиопомехи). Скорости 9600 бит/с вполне достаточно для передачи закодированного голоса "телефонного" качества. А проблема нехват-
ки частот обычно не стоит, так как чтобы все абоненты, находящиеся в зоне действия базовой станции, которая обеспечивает связью данную соту, вдруг начали одновременно звонить, требуются особые обстоятельства (такие случаи изредка бывают в местах большого скопления народа на праздниках).

Особенность работы типичного пользователя в Интернете заключается в том, что соединение обычно длится не минуты, а как минимум десятки минут (у некоторых и суток), причем канал большую часть времени простаивает (ведь странички не только скачивать, а еще и читать нужно!). Небольшие задержки из-за падения скорости хоть и неприятны, но не особо портят настроение. Главное, скорости 9600 бит/с для нормальной работы в Сети в наше время явно недостаточно. Так что обычные сети GSM плохо подходят для работы в Интернете.

Вот тут-то и пришла на выручку технология GPRS. Это своеобразный мостик между обычными GSM-сетя-ми и сетями третьего поколения (3G), позволяющий реализовать новые элементы на базе уже существующих сетей.

При связи мобильного телефона с базовой станцией по технологии GPRS данные транслируются в паузах между передачей голоса на частотах, которые в этот же момент могут использовать для разговоров другие абоненты. Допустим, кто-то говорит по телефону, но ведь во время разговора возникают небольшие паузы, и пока они длятся, эта частота используется для передачи пакетов данных другим абонентом с GPRS-телефоном.

Абоненту, подключенному к GPRS, предоставляется виртуальный канал, который на время передачи пакета становится реальным, а в остальное время используется для передачи пакетов других пользователей. При этом каждый пакет содержит идентификатор, необходимый для корректной его доставки пользователю. Поскольку один канал могут использовать несколько абонентов, возможно возникновение очереди на передачу пакетов и, как следствие, задержка связи. Здесь возможна градация абонентов (например, в зависимости от оплаты) по приоритету доставки данных, для чего используется одна из характеристик QoS (Quality of Service)-допустимая величина задержки.
Разумеется, если есть свободные частоты, лучше работать на них. Но преимущество технологии как раз в том и заключается, что когда сеть достаточно загружена, GPRS-устройствам для работы на небольшой скорости вообще не нужны отдельные каналы.
Поскольку в GPRS данные передаются по параллельным каналам, оплата производится не за время работы в Интернете, что заметно для любого кошелька, а только за трафик, т.е. за переданные файлы (стоит заметить, что открытие какой-то интернет-странички уже означает скачивание файлов: текста и оформления странички), причем эта плата по сравнению с оплатой разговоров весьма невелика.

GPRS использует радиополосу шириной 200 кГц, и она делится на 8 каналов (time slot-TS). Общая пропускная способность каналов составляет 271 Кбит/с, каждого -14,4 Кбит/с. Применительно к сетям GPRS понятие скорость передачи данных имеет очень много значений. Как правило, сотовые операторы говорят о максимальной скорости в прямом канале, т.е. по направлению к абоненту. Однако этот показатель имеет весьма далекое отношение к реальной производительности уже потому, что GPRS-связь отличается непостоянством: в течение даже 1 с полоса пропускания канала может "сужаться" до нуля или "подпрыгивать" до максимума.

Скорость передачи информации зависит также от схем кодирования. Помехоустойчивое кодирование позволяет обнаруживать и в значительной мере исправлять ошибки, возникающие при распространении радиосигнала. В отличие от стандарта GSM, где используется одна схема кодирования, технология GPRS предусматривает применение четырех: CS1...CS4 (CS - Coding Schemes).

Схема кодирования с максимальной помехозащищенностью (CS1) обеспечивает передачу с наименьшей скоростью, и наообо-рот (рис.1). Смена схем кодирования происходит динамически при изменении уровня помех.

Таким образом, реальная скорость передачи данных в конкретный момент времени зависит от используемой схемы кодирования и от количества задействованных тайм-слотов. Максимальная скорость передачи данных получается при схеме кодирования CS4 и TS=8 (21,4-8=171,2 Кбит/с). Если абоненту отводится четыре TS, то максимальная скорость - 21,4-4=85,6 Кбит/с. На рис.2а представлен пример, когда абоненту GPRS предоставлено четыре TS, один TS отдан под сигнализацию (служебную информацию), остальные три - трафиковым (говорящим) абонентам А1 ...A3. Абонент GSM всегда имеет приоритет над абонентами GPRS. Если появляется еще один трафи-ковый абонент, то абонент GPRS один свой TS отдает трафиковому абоненту. Появляется еще один тра-фиковый абонент, и абонент GPRS отдает еще один TS и т.д., пока у абонента GPRS не останется всего лишь один TS (рис.2б). Когда же трафиковый абонент завершит соединение - его TS будет отдан абоненту GPRS.

Для реализации GPRS от оператора мобильной связи требуются установка, настройка и постоянная поддержка различного аппаратного и программного обеспечения, которое в совокупности образует специальную компьютерно-мобильную сеть (рис.3).
Чтобы использовать эту технологию, обычному пользователю нужно просто приобрести мобильный телефон с поддержкой GPRS (поддерживают практически все современные телефоны).

После этого нужно включить у своего оператора услугу GPRS, если она вдруг не включена, ну, а далее - использовать GPRS по необходимости. Что дает GPRS на обычном мобильном телефоне?

Технология GPRS позволяет:
- получить полноценный доступ в Интернет;
- работать с электронной почтой;
- общаться в чатах и ICQ;
- звонить и отвечать на вызовы в процессе передачи данных;
- пользоваться MMS, WAP, мобильным ТВ и различными приложениями корпоративной сети;

Определять местоположение абонентов и объектов инфраструктуры;
- загружать игры, музыку и картинки. Служба передачи данных GPRS
надстраивается над существующей сетью GSM. На структурном уровне систему GPRS можно разделить на две части (рис.4):
- подсистему базовых станций (Base Station Subsystem - BSS);
- сетевую подсистему GPRS (Network Subsystem).

В BSS входят все базовые станции и контроллеры, которые поддерживают пакетную передачу данных. Для этого BSC (Base Station Controller) дополняется блоком управления пакетами - PCU (Packet Controller Unit), a BTS (Base Tranceiver Station) - кодирующим устройством CCU (Channel Codec Unit).

Основным элементом сети является сервисный узел поддержки GPRS - SGSN (Serving GPRS Support Node). Он занимается обработкой пакетной информации и преобразованием кадров данных GSM в форматы, используемые протоколами TCP/IP. Шлюзовой узел поддержки GPRS - GGSN (Galeway GPRS Support Node) отвечает за переход во внешние сети, маршрутизацию данных, обеспечение безопасности, обработку счетов абонентов и пр.

Важным аспектом связи через GPRS является то, что соединение с Интернет непрерывно ("он-лайн"), и, в то же время, устройству не приходится подтягивать ресурсы из точек доступа в то время, когда оно не используется. Данные передаются " только тогда, когда в этом есть необходимость. Приемник запрашивает информацию, и устройство использует в этот момент радиоканал, а затем снова находится в нерабочем состоянии, пока не начнет принимать запрошенную информацию. Радиополосы распределяются динамическим образом, в зависимости от типа контента.

Таким образом, ваш мобильник может быть подключен к GPRS постоянно. Входящим и выходящим звонкам это практически не мешает, а если вы ничего не скачиваете,
то и деньги со счета не тратятся.

Существует три класса аппаратов, работающих с технологией пакетной передачи данных:
- класс А - аппараты, работающие с передачей речи и данных одновременно;
- класс В - аппараты, работающие с передачей речи и данных по очереди (большинство аппаратов);
- класс С - аппараты, работающие только с передачей данных (чаще всего, это разного рода компьютерные платы для обеспечения беспроводного доступа).

Также существует деление телефонов GPRS на классы по количеству задействованных тайм-слотов (см.таблицу). Например, телефон GPRS класса 10 может принимать информацию, используя 4 TS, а передавать - 2 TS. Но максимальное количество TS - 5, поэтому телефон работать по схеме "4+2" никогда не будет, а перейдет на схему "4+1" либо "3+2".

Большинство современных мобильных телефонов, не говоря уж о смартфонах и коммуникаторах, предоставляют пользователям услуги по просмотру веб-страниц, работе с электронной почтой и даже файл-серверами. Однако про удобства работы с небольшим экраном и сублимированной клавиатурой гово1 рить не приходится. Поэтому Интернет чаще всего ассоциируется с компьютером. Чтобы дать своему компьютеру Интернет через мобильный телефон, существует несколько способов:

Через кабель. Это - самый простой и популярный способ. В этом случае вы приобретаете кабель (иногда делать этого не надо, так как он вложен в комплект поставки) для вашего мобильного аппарата. Как правило, он имеет USB-интерфейс на стороне компьютера. Ряд кабелей требует специального драйвера, поэтому не удивляйтесь, если "связка" сразу не будет работать. Кроме того, для установки потребуется драйвер самого телефона, который включает драйвер модема. Установите физическое соединение. Операционная система найдет оборудование. Дайте ей все необходимые драйверы. Обычно после такой процедуры все начинает работать само. "Узкое место" подключения заключается в том, что кабель обязывает держать трубку рядом с компьютером, и приходится каждый раз вытаскивать ее из кармана и втыкать штекер;
- через ИК-порт. Для этого необходима трубка и компьютер с ИК-портами. Через них два устройства могут общаться. Сориентируйте компьютер и трубку ИК-портами друг к другу. Предельное расстояние зависит от самих устройств. Однако удалять их на расстояние более 80 см не стоит. Для подключения трубки надо активировать ее ИК-порт и убедиться, что система определяет мобильник, когда вы помещаете аппарат в зону ее действия. После этого необходимо поставить драйверы телефона;
- через Bluetooth.

Большинство современных телефонов поддерживает этот беспроводной протокол связи. Для подключения трубки необходимо включить Bluetooth на трубке и компьютере, позволить устройствам найти друг друга и установить необходимые драйверы для трубки. Максимальное расстояние между компьютером и мобильником не должно превышать 10 м (на практике - 6...8 м).

Источники информации
1. http://www.mts.ru
2. http://www.mobile-review.com
3. http://3dnews.ru
4. http://vdolbilka.ru
5. http://www.izcity.com
6. http://www.from-ua.com Материал подготовил В.Новиков. Раздел.

В данной статье проведем краткое знакомство с технологией gprs. Рассмотрим технические тонкости в функционировании данной технологии gprs.

Развитие технологий мобильной и радио связи привели к возникновению возможности передачи пакетов данных через беспроводные интерфейсы связи. Одной из наиболее популярных технологий данного сектора является gprs.

Определение

Расшифровка аббревиатуры gprs в переводе на русский язык звучит "пакетная радиосвязь общего использования". Уже из самой фразы становятся понятными основные особенности работы данного интерфейса. К ним можно отнести:

1. Gprs является радиоканалом связи. Она функционирует поверх существующих сетей мобильной связи формата GSM, что определяет возможность использования gprs в пределах зон покрытия мобильных операторов связи. Современные тенденции развития технологий мобильной связи позволяют не только увеличить скорость передачи информации, но и расширить количество каналов связи. В результате происходит не только увеличение количества доступных каналов связи, но и уменьшить удельную нагрузку на каждый канал.
2. Данная технология является пакетной, а не потоковой. Из-за этого может наблюдаться некоторое снижение скорости передачи данных, но повышается надежность передачи информации.
3. Для передачи данных используются каналы мобильных сетей. В качестве канала gprs в большинстве случаев используются свободные в данный момент голосовые каналы мобильной связи. Данный шаг с одной стороны позволяет максимально качественно использовать сеть GSM, но с другой стороны является возможной причиной снижения скорости передачи данных при высокой загруженности мобильных сетей.

Принцип функционирования

Для успешной работы сети gprs необходимо использование двух структурных элементов. Первая носит название BSS , что в русском варианте звучит как сеть базовых станций. На данном этапе формируется определенная сетка доступных ретрансляторов. После этого поверх данной сетки накладывается вторая структура, которая звучит как gprs-ядро. Данный уровень уже является фактически интерфейсом передачи информации.

Передача информация осуществляется по двум направлениям: прием на конечное устройство и передача от него в сеть. Итоговая скорость передачи зависит от количества доступных в данный момент свободных каналов и возможностей устройства по обработке данных каналов. У большинства современных телефонов и смартфонов существует возможность использования до 4 каналов на прием информации и до двух на отдачу. Более новые модели используют обновленный интерфейс, которые расширяет эти возможности до 5 одновременно используемых каналов.

Существует классификация мобильных телефонов на основании их возможностей в области работы с gprs каналом.

1. Класс А подразумевает возможность одновременной работы голосовой связи и передачи информационных пакетов. Это подразумевает возможность параллельной работы телефона для разговора и передачи информации.
2. Класс Б характеризует возможность одноканальной работы. Это значит, что невозможно одновременно использовать gprs и голосовую связь. Следует учитывать, что во всех системах мобильной связи более высоким приоритетом обладает голосовая связь. Если во время передачи или получения данных по gprs поступит голосовой вызов или сообщение, то канал связи обрывается.
3. Класс С фактически являются устройствами gprs связи. Они не способны на использование голосовых каналов и могут работать только на прием/передачу данных.

Области применения

По своему принципу работы сеть gprs очень близка к сети Интернет. Информация, предназначенная для отправки или получения разбивается на небольшие по размеру пакеты и происходит обмен между устройствами на уровне этих пакетов. Львиная доля мобильных операторов связи используют grps именно для предоставления услуг мобильного интернета. Но существует ряд других возможностей использования возможностей данного интерфейса. Особое удобства для использования gpsr в качестве интернет-канала добавляет возможность его полной интеграции практически с любыми распространенными протоколами пакетной передачи данных (TCP/IP, X.25).

• Удаленный мобильный доступ к корпоративным ресурсам. Многие крупные компании практикуют использование сети gprs для создания защищенных беспроводных сетей доступа к ресурсам и базам данных. Плюсом такого подхода является высокая надежность этой сети и защищенность от несанкционированного доступа.
• Спутниковый мониторинг передвижения транспорта. Небольшие размеры пакетов позволяют использовать сеть gprs для передачи данных о местоположение транспорта. Данные технологии используются для отслеживания перемещения общественного городского транспорта.
• Создание систем телеметрии. Возможности телеметрических систем требуют периодической передачи небольших пакетов информации. Для данных систем использование gprs сетей является одним из наиболее оптимальных вариантов. В качестве примера использования данного протокола как системы телеметрии можно привести системы наблюдения за температурными показателями и отслеживания параметров животных путем размещения на них передающих датчиков.

Заключение

Данная технология передачи данных имеет свои плюсы и недостатки. Высокая защищенность и надежность зачастую сопряжены с падением скорости передачи при высокой нагрузке на сеть.

Что такое GPRS

Начинающие пользователи часто путают GPS и GPRS. Иногда они первые два термина также путают с RFID, но за это уже, однозначно, нужно лишать сладкого. Чтобы путаницы не было, давайте все-таки внесем ясность в этот вопрос. Сегодня выясним, что означает загадочный термин GPRS, который в просторечье произносят как "ЖПРС", а совсем в просторечье... впрочем, я не смогу произнести это по радио, потому что меня тут же уволят. Итак, аббревиатура GPRS расшифровывается и переводится как "пакетная передача данных по радиоканалу". GPRS является как бы надстройкой над стандартом GSM, по которому работают наши привычные мобильные телефоны. Для реализации GPRS от оператора мобильной связи требуются установка, настройка и постоянное администрирование различного аппаратного и программного обеспечения, которое в совокупности образует специальную компьютерно-мобильную сеть.Однако обычных пользователей все эти тонкости волновать не должны. Чтобы использовать эту технологию, им нужно просто приобрести мобильный телефон с поддержкой GPRS, и я должен заметить, что ее поддерживают практически все современные телефоны, даже самые дешевые. После этого нужно включить у своего оператора услугу GPRS, если она вдруг не включена, ну а далее - использовать GPRS в хвост и в гриву, если есть такая необходимость. Что дает GPRS на обычном мобильном телефоне-смартфоне? Возможность выхода в Интернет и подключения к соответствующим сервисам: интернет-страничкам, новостным каналам и так далее и тому подобное. "Подождите, - скажете вы. - А как же WAP? Я ведь помню, у меня с телефона с помощью WAP можно подключаться к каким-то там страничкам". Правильно, можно! Но только когда вы подключаетесь к WAP через обычное соединение (CSD), то телефон у вас занят, а платите вы за это подключение практически так же, как за обычный разговор по мобильному, - то есть дикие деньги! А GPRS - технология, позволяющая передавать данные по параллельным каналам, которые практически не мешают обычной связи. В связи с этим вы платите не за время работы в Интернете, что весьма мучительно для любого кошелька, а только за трафик - то есть за переданные файлы (замечу на всякий случай, что открытие какой-то интернет-странички уже означает скачивание файлов - текста и оформления странички). Причем эта плата по сравнению с оплатой разговоров - весьма невелика: примерно 10-20 центов за мегабайт данных. Таким образом, ваш мобильник может быть подключен к GPRS постоянно - входящим и выходящим звонкам это практически не мешает, а если вы ничего не скачиваете, то и деньги со счета не тратятся.

Современные технологии позволяют человеку быть полностью мобильным, а беспроводной интернет – иметь доступ буквально к любой информации. Технология GPRS на сегодняшний день считается самой востребованной по всему миру и открывает доступ к принципиально новым услугам, недоступным ранее. Так, вы можете в любое время войти в интернет с подходящей вам скоростью и при этом пользоваться выгодными тарифами.

Что такое услуга GPRS

Сама аббревиатура GPRS переводится как General Packet Radio Service, что означает передачу пакетов данных с помощью сотовой связи. Концепция технологии заключается в том, чтобы обеспечить постоянное подключение к интернету с телефона или через модем. Именно поэтому GPRS может пользоваться любой, у кого есть современный телефон, смартфон, ноутбук, планшет, органайзер или компьютер (использование модема-флешки). Установка GPRS позволяет серфить по Сети, скачивать и обмениваться информацией, смотреть фильмы и слушать музыку он-лайн, в общем, пользоваться неограниченными ресурсами.

Организация передачи данных в сети происходит по следующей схеме: человек получает свой персональный канал, который система использует для голосовой передачи через модем. Модем, в свою очередь, вмонтирован в мобильный терминал и направляет данные через выделенный канал. GPRS делает этот канал доступным для конкретного абонента и поддерживает передачу в рамках той или иной сети сотовой связи (МТС, Билайн, Мегафон и т.д.).

Технология GPRS обладает следующими преимуществами:

• предоставление моментального доступа к услугам (абоненту не нужно звонить провайдеру);
• получение полного доступа в интернет, как если бы вы пользовались обычным проводным соединением;
• возможность удаленной работы с WAP-сайтами с планшета, смартфона или ноутбука;
• выгодная тарификация (вы платите только за скачанную или отправленную информацию, а не за время, проведенное он-лайн);
• высокая скорость (максимум 171,2 кбит/с).

Как подключить GPRS

Очевидно, что подключение GPRS всесторонне выгодно для абонента, тем более если в его распоряжении безлимитный интернет. Но прежде чем рассматривать схему подключения, следует разобраться с принципом работы. Так, для использования возможности передачи данных при помощи этой технологии нужны особые терминары, способные поддерживать режим GPRS.

Различают 3 вида таких терминалов:

1. Класс А – одновременно голосовое соединение и работа GPRS.
2. Класс В – представляет собой все мобильные телефоны и обеспечивает голосовое соединение с пакетной передачей данных, но не в одно и то же время. Это значит, что абонент не сможет одновременно общаться по телефону и передавать данные (отсылать музыку, смотреть фильмы и т.д.).
3. Класс С – представлен картами CF, PCMCIA, а также адаптерами USB (модемы-флешки). Позволяет передавать пакетные данные, но не поддерживает голосовое соединение. Современные ноутбуки и ультрабуки продаются со встроенными картами, но их можно приобрести отдельно, так же как USB-адаптер.

Вышеизложенная информация дает поверхностное представление о принципах работы GPRS и позволяет выбрать оптимальный вариант.

Чтобы подключить услугу GPRS на телефоне, необходимо связаться со своим оператором (МТС, Билайн, Теле2). Номер оператора можно узнать на официальном сайте. Технология пакетной передачи данных возможна лишь для современных телефонов, поддерживающих соответствующие настройки.

Еще один приятный момент при работе с технологией – вам больше не нужны кабели и адаптеры для соединения телефона с компьютером – вы запросто можете перекинуть данные через интернет.

Важно: на скорость передачи данных влияют несколько обстоятельств: загруженность сети, современность оборудования. И если устаревшее оборудование можно обновить, то если под работу GPRS оператор выделил недостаточное количество таймслотов, то скорость всегда будет недостаточно высокой.

Как отключить GPRS

Каждая из мобильных операционных систем автоматически подключается к интернету, где ищет и устанавливает новые обновления для приложений и выполняет обслуживание ОС. По этой причине следует сначала уточнить стоимость роуминга за рубежом или даже в другой области и только после этого решать, выгодно ли использовать GPRS в ваше случае. Особенно этот вопрос актуален для корпоративных клиентов, которые рассчитываются после задним числом.

Если тарифный план перестал быть выгодным, или вы хотите отключить GPRS по любой другой причине, сделать это довольно просто. Рассмотрим пошаговое отключение технологии на примере смартфона на базе ОС Android.

Отключение GPRS происходит в несколько этапов:

Таким образом вы сможете отключиться от конкретной точки доступа оператора связи (МТС, Билайн, Мегафон и т.д.). Если вам нужно выключить передачу данных, вернитесь в предыдущее меню «Точки доступа» и снимите галочку напротив пункта «Мобильные данные».

Как настроить GPRS на телефоне

На сегодняшний день пользоваться GPRS могут все абоненты ведущих мобильных операторов сотовой связи: МТС, Мегафон, Билайн, Теле2 и ряда менее крупных операторов.

Ниже будет приведена пошаговая инструкция по настройке GPRS через московский МТС. Данные настройки подойдут как для компьютеров (ноутбуков), так и для смартфонов, модемов и любой другой портативной техники.

Настройка GPRS на телефоне с МТС происходит следующим образом:

Если после выполнения всех вышеуказанных действий услуга GPRS не работает, следует обратиться в справочную службу МТС (Билайн, Мегафон, Теле2 и др.). Для каждой отдельной области или региона существуют свои настройки, которые можно узнать в телефонном режиме или на официальном сайте оператора мобильной связи.

Технология General Packet Radio Services.

Отвечая на вопрос, что такое GPRS и для чего он нужен, остановимся на некоторых аспектах работы GSM-сетей. Не будем вдаваться в излишние технические подробности и постараемся рассказать все доходчиво.

1. Как работает GPRS?

При обычном соединении как для разговора, так и для передачи данных GSM-абоненту выделяется радиоканал (точнее, часть радиоканалу) с пропускной способностью 9,6 Кбит / с. Такая низкая скорость серьезно ограничивает возможности использования GSM-сетей, например, это касается работы с Интернетом. (Для сравнения: при подключении к Интернету с помощью модема скорость обмена информацией в идеале может достигать 52 Кбит / с.) Но когда стандарт GSM разрабатывался потребность в передаче данных была небольшая, и сконцентрироваться на решении проблемы не стали.

Все существующие трудности, связанные с высокоскоростным обменом информацией, исчезнут с появлением сетей третьего поколения (3G). Однако 3G — это завтра (прим. ред.: данная статья написана в 2006г ), а передавать данные нужно сегодня в сетях, получивших повседневную распространение, GSM. Технология GPRS позволяет с минимальными затратами (хотя все равно речь идет о миллионах долларов) модифицировать коммуникации.

Принцип действия GPRS основан на том, что радиоканал разбит на интервалы (timeslots, будем называть их слоты). В каждый момент времени остается свободной часть слотов, и значит, их можно задействовать для передачи данных. Вот эту возможность и эксплуатирует GPRS. Обычный GSM-телефон всегда использует один слот, а GPRS-аппараты — сразу несколько, что значительно ускоряет передачу данных. Пропускная способность одного слота может быть от 9,5 до 21,4 Кбит / с в зависимости от схемы кодирования. Теоретический предел скорости в GPRS — 171,2 Кбит / с. По обеспечиваемой скорости (количество одновременно занятых слотов) все GPRS-устройства делятся на 12 классов (MultiSlot Class). Аппараты первого поколения способны обмениваться информацией со скоростью до 40,3 Кбит / с.

Классифицируют трубки и по другому признаку — по порядку работы с данными и голосом (GPRS Class). Устройства Class А позволяют одновременно передавать информацию и вести разговор. Class В тоже работает как в голосовом, так и в режиме передачи данных, однако не позволяет делать этого одновременно (мобильники такого класса поступают в данный момент на рынок). Class С поддерживает или голос, или данные.

GPRS предъявляет повышенные требования к сотовой сети. Для передачи данных используются ресурсы, не занятые разговорами. Голосовой трафик имеет приоритет, поэтому если сеть перегружена, то GPRS не работает. Соответственно, по скорости передачи данных можно судить о резервах сети.

Тестовая лаборатория PC Magazine / RE исследовала новые услуги передачи данных GPRS, предоставляемые сетью Beeline GSM.

Теоретически, как было сказано выше GPRS обеспечивает скорость передачи данных до 171,2 Кбит / с (8 каналов 21,4 Кбит / с на канал, при использовании схемы кодирования CS4). На практике скорость, разумеется, меньше, при использовании реализованной в ныне существующих терминалах схемы кодирования CS2 скорость передачи данных в одном канале составляет 13,4 Кбит / с, при этом существующие телефоны могут занимать только три-четыре канала для приема данных (плюс один — для передачи).

Одна из проблем, значительно задержала развертывание сетей GPRS, — недостаточное число GPRS-телефонов. При разработке законченных устройств конструкторы столкнулись с проблемой повышенного энергопотребления; поскольку терминал работает с несколькими каналами, мощность передатчика должна быть больше, а значит, больше и потребления. Несмотря на то что в архитектуре GPRS предусматривается возможность решения этой проблемы (например, терминал не тратит энергию на сканирование эфира по заданному частотному диапазону, отслеживая только каналы сигнализации, по которым и передается информация, на каких каналах этом конкретном терминала нужно ожидать данные), проблема питания оказалась весьма серьезной. Сегодня она более-менее решена, но относительно массовый выпуск GPRS-телефонов ожидается только осенью. На момент испытаний в продаже был только один телефон — Motorola T260 (максимальная скорость 40,2 кбит / с).

Исследуя услуги GPRS в сети Beeline GSM (пока сеть работает в режиме опытной эксплуатации). Сначала было запланировано оценить качество услуг, основываясь на комплекте специальных сценариев, имитирующих действия среднестатистического пользователя сотовой Интернета (просмотр электронной почты, Web, работа с ICQ, FTP и др.)., При работе с ноутбуком и разными моделями ручных ПК (Psion netBook, Palm IIIxe и HP Jornada 548). В ходе исследований не было выявлено заметных проблем при настройке подключения ручных ПК и ноутбуков GPRS, по крайней мере их не больше, чем при работе с обычным сотовым телефоном. Все как всегда — создаются «профили» модема и «соединение» и в них заносится информация, предоставленная оператором (IP-адреса серверов DNS и параметры управления «качеством сервиса»). Для подключения к сети GPRS необходимо «позвонить», используя стандартные системные средства, на номер «псевдотелефона» * 99 #.

Пока какие-либо количественные оценки не имеют смысла. Номинальная скорость связи в сети BeeLine GSM, по словам представителей компании, составляет 15-20 Кбит / с. Практика показала, что это пиковая скорость, как правило, реально она значительно меньше. В сети Beeline GSM на сегодняшний голосовой трафик имеет более высокий приоритет, чем услуги GPRS, и поэтому параметр «средняя скорость связи» мало, что говорит о качестве связи, слишком большой разброс значений. В целом Web-страницы загружаются примерно с той же скоростью, что и при работе с сетью GSM, однако, с точки зрения пользователя, происходит это несколько иначе — если в сети GSM страница медленно, но верно «перекачивается», то при работе с GPRS, как правило, возникает пауза (скорость 3-4 байт / с), затем «пик» (15-20 кбит / с), загружается «пивсайта», потом опять пауза. В итоге процесс занимает примерно то же время, что и при работе с GSM (измерялось время «загрузки» страницы www.pcmag.ru, приняв некоторые меры для компенсации влияния графических изображений, размещенных на других Web-узлах).

Необходимо отметить странное поведение сети при работе с серверами FTP — если тестовый файл имеет длину более 1 Кбайт, то шансы скопировать резко уменьшаются. При этом попытка «скачать» файл, используя протокол http, непременно оказывается успешной. Практически аналогичная картина наблюдается и при работе с электронной почтой (письма размером более 1 Кбайт передаются быстро, тогда как более объемные «замирают»). Чем объясняется этот эффект, неясно; вполне возможно, что это проявления «исследовательской» природы сети GPRS. После начала коммерческой эксплуатации данной проблеме можно быть исследовать подробнее.

С точки зрения пользователя, предпочтений в GPRS немного. Прежде, исчезает оплачиваемый пауза (20-60 с) при подключении к традиционному «сотовый Интернет» (в настоящее время пользователь регистрируется в сети). «Моментальное» подключения делает работу намного комфортнее, а простой подсчет показывает, что дважды в день подключаясь к сотовой сети Интернет (скажем, проверить почту, посмотреть новости и др.)., В месяц можно сэкономить 20-60мин. эфирного времени. Другой плюс — принцип «помегабайтной» оплаты, исчезает зависимость от не контролируемого пользователем фактора — времени.

Окончательные выводы пока делать рано, поскольку неизвестно главное — цены (в период опытной эксплуатации, до 20 сентября, услуги GPRS предоставляются бесплатно). Однако на первый взгляд технология выглядит многообещающе.

2. Взгляд на технологию GPRS изнутри.

Одним из существенных недостатков сетей сотовой связи стандарта GSM на сегодняшний день является низкая скорость передачи данных (максимум 9.6 кбит / с). Да и сама организация этого процесса далека от совершенства — для передачи данных абоненту выделяется один голосовой канал, а биллинг осуществляется исходя из времени соединения (причем по тарифам, мало отличается от речевых).

Для высокоскоростной передачи данных посредством существующих GSM-сетей и была разработана GPRS (General Packet Radio Service — услуга пакетной передачи данных по радиоканалу). Необходимо отметить, что кроме повышения скорости (максимум составляет 171.2 Кбит / с, но об этом чуть ниже), новая система предполагает иную схему оплаты услуги передачи данных — при использовании GPRS расчеты будут производиться пропорционально объему переданной информации, а не времени, проведенному online. К тому же, введение GPRS будет способствовать более экономному и рациональному распределению радиочастотного ресурса: особо не вдаваясь в технические тонкости можно сказать, что «пакеты» данных предполагается передавать одновременно по многим каналам (именно в одновременном использовании нескольких каналов и заключается выигрыш в скорости) в паузах между передачей речи. И только в паузах — голосовой трафик имеет безусловный приоритет перед данными, так что скорость передачи информации определяется не только возможностями сетевого и абонентского оборудования, но и загрузкой сети. Подчеркну, что в GPRS ни один канал не занимается под передачу данных целиком — и это основная качественное отличие новой технологии от используемых ныне. Вы только представьте — можно постоянно иметь на своем ноутбуке зеленую ромашку ICQ, не нагружая этим сеть, и платить пропорционально объему полученных и отправленных сообщений.

Разумеется, разработчики GPRS приложили все усилия для того, чтобы установка новой системы «поверх» существующих GSM-сетей оказалась как можно менее обременительной (и разорительной, что немаловажно) для операторов. Давайте рассмотрим подробнее, какие новые блоки и связи появляются в общей архитектуре системы сотовой связи стандарта GSM с внедрением GPRS, а потом обсудим пользовательское оборудование, способное работать с высокоскоростной пакетной передачей данных.

2.1 GPRS изнутри.

Доработка GSM-сети для предоставления услуг высокоскоростной передачи данных GPRS можно условно разделить на две формы — программную и аппаратную. Если говорить о программном обеспечении, то оно требует либо замены или обновления практически везде — начиная с реестров HLR-VLR и заканчивая базовыми станциями BTS. В частности, вводится режим многопользовательского доступа к временным кадрам каналов GSM, а в HLR, например, появляется новый параметр Mobile Station Multislot Capability (количество каналов, с которыми одновременно может работать мобильный телефон абонента, но об этом ниже).

Рис. 1 Структурная схема сети GPRS.

Ядро системы GPRS (GPRS Core Network) состоит (рис. 3.1) из двух основных блоков — SGSN (Serving GPRS Support Node — узел поддержки GPRS) и GGPRS (Gateway GPRS Support Node — шлюзовой узел GPRS). Остановимся на их функциях более подробно.

SGSN является, грубо говоря, мозгом рассматриваемой системы. В некотором роде SGSN можно назвать аналогом MSC — коммутатора сети GSM. Появились так же как и MSC, SGSN, в системе может быть и не один — в этом случае каждый узел отвечает за свой участок сети. Например, SGSN производства компании Motorola имеет следующие характеристики: каждый узел поддерживает передачу до 2000 пакетов в секунду, одновременно контролирует до 10000 пользователей находящихся online. Всего же в системе может быть до 18 SGSN Motorola.

Назначение GGSN можно понять из его названия — грубо говоря, это шлюз между сотовой сетью (точнее, ее частью для передачи данных GPRS) и внешними информационными магистралями (Internet, корпоративными интранет-сетями, другими GPRS системами и т.д.). Основной задачей GGSN, таким образом, является роутинг (маршрутизация) данных, идущих от и к абоненту через SGSN. Вторичными функциями GGSN является адресация данных, динамическая выдача IP-адресов, а также отслеживание информации о наружные сети и собственных абонентов (в том числе тарификация услуг).

Отметим, что в GPRS-систему заложена хорошая масштабируемость — при появлении новых абонентов оператор может увеличивать число SGSN, а при эскалации суммарного трафика — добавлять в систему новые GGSN. Внутри ядра GPRS-системы (между SGSN и GGSN) данные передаются с помощью специального туннельного протокола GTP (GPRS Tunneling Protocol).

Еще одной составной частью системы GPRS является PCU (Packet Control Unit — устройство контроля пакетной передачи). PCU стыкуется с контроллером базовых станций BSC и отвечает за направление трафика данных непосредственно от BSC к SGSN.

В перспективе (при ориентации системы на мобильный Интернет) возможно добавление специального узла — IGSN (Internet GPRS Support Node — узел поддержки Интернет).

За управление и контроль GPRS-системы отвечает OMC-R / G (Operation and Maintenance Center — Radio / GSN — центр управления и обслуживания радио / узла GPRS: на рис. Не показан). Это, так называемый, интерфейс между системой и обслуживающим ее персоналом.

Прежде чем приступить к работе с GPRS, мобильная станция, так же как и в обычном случае передачи голоса, должна зарегистрироваться в системе. Как уже было сказано, регистрацией (а, точнее, «прикреплением» (attachment) к сети) пользователей занимается SGSN. В случае успешного прохождения всех процедур (проверки доступности запрашиваемой услуги и копирования необходимых данных о пользователе из HLR в SGSN) абоненту выдается P-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity — временный номер мобильного абонента для пакетной передачи данных), аналогичный TMSI, который назначается мобильному телефона для передачи голоса (кстати, если абонентский терминал относится к классу А, то ему при регистрации выделяется как TMSI, так и P-TMSI).

Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-система нуждается в данных о его местоположении относительно сети, причем с большей точностью, чем в случае передачи голосового трафика (напомню, HLR и VLR хранят номер Location Area (LA), в которой находится абонент). Но представьте себе, как возрастет служебный трафик в сотовой сети и расход энергии мобильным аппаратом, если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от одной соты к другой! Чтобы найти компромисс между объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три класса:

· IDLE (неработающий). Телефон отключен или находится вне зоны действия сети. Очевидно, что система не отслеживает перемещение подобных абонентов.

· STANDBY (режим ожидания). Аппарат зарегистрирован (прикреплен) в GPRS-системе, но уже долгое время (определяемое специальным таймером) не работает с передачей данных. Местоположение STANDBY-абонентов известно с точностью до RA (Routing Area — область маршрутизации). RA мельче, чем LA (каждая LA разбивается на несколько RA, но, однако, RA крупнее, чем сота, и состоит из нескольких элементарных ячеек).

· READY (готовность). Абонентский терминал зарегистрирован в системе и находится в активной работе. Координаты телефонов, находящихся в режиме READY, известны системе (а, точнее, SGSN) с точностью до соты. Согласно этой идеологии, терминалы, находящиеся в STANDBY-режиме, при переходе из одного RA в другой посылают SGSN специальный сигнал о смене области маршрутизации (routing area update request). Если новая и старая RA контролируется одним SGSN, то смена RA приводит лишь к корректировке записи в SGSN. Если же абонент переходит в зону действия нового SGSN, то новый SGSN запрашивает у старого информацию о пользователе, а MSC, VLR, HLR и GGSN уведомляются о смене SGSN. Когда телефон, работающий с GPRS-системой, перемещается в другую LA, то SGSN отправляет соответствующему VLR сообщение о необходимости изменения записи о местонахождении абонента.

Интересно обстоят дела с маршрутизацией данных в случае роуминга GPRS-абонента. При этом возможны два варианта, или, целесообразнее сказать, сценарии. SGSN в обоих случаях используется гостевой (VSGSN — Visited SGSN), а вот GGSN может использоваться либо гостевой (VGGSN — Visited GGSN), или домашний (HGGSN — Home GGSN). В последнем случае между домашним и гостевым операторами должна существовать GPRS-магистраль (InterPLMN GPRS BackBone — GPRS-линия между разными мобильными сетями) для передачи трафика между HGGSN и мобильным абонентом. Кроме того, появляется необходимость в BG (Border Gateway — граничный шлюз) с обеих сторон с целью обеспечения защиты сетей от атак извне.

Следует отметить такой важный параметр, как Qo (Quality of Service — качество сервиса). Очевидно, что видеоконференция в режиме реального времени и отправки по электронной почте предъявляют различные требования, например, к задержкам на пути пакетов данных. Поэтому в GPRS существует несколько классов Qo, которые подразделяются по следующим признакам:

· Необходимом приоритета (существует высокий, средний и низкий приоритет данных);

· Надежности (разделение на три класса по количеству возможных ошибок разного рода, потерянных пакетов и т.п.);

· Задержкам (задержки информации вне GPRS-сети в расчет не принимаются);

· Количественным характеристикам (пиковое и среднее значение скорости);

Класс Qo выбирается индивидуально для каждой новой сессии передачи данных.

Кроме Qo, в характеристику сессии передачи данных входит тип протокола (PDP type — Packet Data Protocol type) PDP-адрес, выданный мобильной станции (выдача адресов бывает как статической, так и динамической), а также адрес GGSN, с которым идет работа. «Профиль» сессии (в англоязычной литературе принято обозначение «PDP context») записывается в телефон, а также в обслуживающие его SGSN и GGSN. Одновременно может поддерживаться несколько профилей передачи данных для каждого пользователя.

Вообще говоря, пакетная передача данных предусматривает два режима «соединений»:

1. PTP (Point-To-Point);

2. PTM (Point-To-Multipoint).

Широковещательный режим PTM в свою очередь подразделяется на два класса:

1. PTM-M (PTM-Multicast) — передача необходимой информации всем пользователям, находящимся в определенной географической зоне;

2. PTM-G (PTM-Group Call) — данные направляются определенной группе пользователей.

Поддержка режима «multipoint» передачи информации PTM ожидается в будущих спецификациях GPRS.

Следовательно основными характеристиками протокола GPRS являются эффективное использование радио-и сетевых ресурсов, а также полностью прозрачная поддержка протокола IP. GPRS оптимизирует использование сетевых и радиоресурса. Протокол GPRS использует радиоресурса только в тех случаях, когда реально требуется принять или передать данные. Используя пакетную технологию, этот протокол позволяет приложениям использовать сетевые ресурсы только тогда, когда пользовательские приложения имеют данные для передачи через сеть. Таким образом, протокол адаптирован к неравномерному характеру трафика пользовательских приложений.

Еще одной важной характеристикой GPRS является обеспечение немедленного соединения и высокая пропускная способность. Поддерживаются приложения, базирующиеся на стандартных протоколах передачи данных, таких, как IP и Х.25. Для поддержки приложений передачи данных протокол GPRS использует несколько новых сетевых узлов, в дополнение к сетевым узлам, применяемым в GSM PLMN. Эти узлы отвечают за маршрутизацию трафика и реализацию других функций обмена с внешними сетями коммутации пакетов, поиск абонентов, выбор ячеек, роуминг и многие другие функции, необходимые для обеспечения работы сотовой сети. Кроме того, GPRS использует протоколы GSM SMS и GSM MM (последний в GPRS называется GMM).

2.2 GPRS снаружи абонентские устройства.

Поговорим теперь о клиентское оборудование GPRS. К сожалению или к счастью, но для работы с системой пакетной передачи данных необходимо иметь специальный телефон, совместимый с GPRS. Говоря более строго, GPRS-терминалы подразделяются на три класса:

1. устройства класса А способны одновременно работать как с передачей голоса, так и с передачей данных (они, говоря техническим языком, имеют возможность функционировать как в режиме коммутации каналов (circuit switched), так и в режиме коммутации пакетов (packet switched). Подчеркну — речь идет об одновременной работе в разных режимах);

2. устройства класса В могут осуществлять либо передачу голоса, либо передачу данных, но не одновременно;

3. устройства класса С поддерживают только передачу данных и не могут быть использованы для голосовой связи. Как правило, это разного рода компьютерные платы для обеспечения беспроводного доступа к данным.

Необходимо отметить, что максимальная скорость передачи данных определяется, в первую очередь, количеством каналов, с которыми одновременно может работать абонентский терминал. Один канал обеспечивает передачу данных со скоростью до 13.4 Кбит / с.

Французская фирма SAGEM стала одним из первых производителей, представивших GPRS-совместимые телефоны. Модель Sagem MC-850, презентация которой прошла на Женевской выставке TELECOM-99, относится к классу В и имеет один канал передачи данных и три — для приема, а немного более современный Sagem MW-959, вынесенный на суд общественности на CEBIT-2000 , включает в себя уже четыре канала для входящего трафика (на передачу остался по-прежнему один канал, также не изменился класс устройства). Таким образом, максимальная скорость приема данных с помощью телефона Sagem MW-959 составляет 53.6 Кбит / с, а передачи — 13.4 Кбит / с.

Заключение. В нынешнем 2002 году ожидается лавинообразное, если так можно выразиться, внедрение GPRS по всему миру. Следующим шагом от GSM к сетям третьего поколения UMTS (Universal Mobile Telephone System) является технология EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution — в вольном переводе «передача данных на повышенной скорости»), что позволяет осуществлять перекачку информации на скоростях до 384 Кбит / с по восьми GSM-каналах (48 Кбит / с на канал). Для внедрения EDGE «поверх GPRS» операторам необходимо будет заменить аппаратуру базовых станций BTS, а пользователям — приобрести поддерживающие EDGE телефонные аппараты. Хотя на данный момент мне лично сложно представить, что должен делать абонент сотовой сети GSM, чтобы ему не хватило скорости в 170 Кбит / с, предлагаемой GPRS.

2.2.1 Что дает абоненту технология GPRS?

GPRS позволит ввести принципиально новые услуги, которые ранее не были доступны. Прежде всего это мобильный доступ к ресурсам Интернета с удовлетворяющим потребителя скоростью, мгновенным соединением и с очень выгодной системой тарификации. Например, при просмотре с помощью системы GPRS WEB-страницы, мы можем изучать содержание столько, сколько нам необходимо, поскольку платим только за принятую информацию и не платим за время нахождения в сети Интернет (не передавая данные, мы не занимаем каналы сети) . При введении повременной оплаты на фиксированных телефонных линиях, тарифы на доступ в Интернет с мобильного GPRS-телефона будут еще более конкурентоспособны.

Технология GPRS позволит быстро передавать и получать большие объемы данных, видеоизображения, музыкальные файлы стандарта MP3 и другую мультимедийную информацию.

Для тех абонентов, кто уже оценил удобство использования телефонов с WAP-браузером, внедрение технологии GPRS означает практически мгновенное загрузки WAP-страниц на экране телефона и более выгодную систему тарификации.

Для корпоративных пользователей система GPRS может послужить отличным инструментом для обеспечения безопасного и быстрого доступа сотрудников к корпоративным сетям предприятий, к почтовым, информационным серверам, удаленным базам данных. При этом появится возможность получать доступ к корпоративным сетям даже если абонент находится в сети другого GSM оператора, с которым организован GPRS-роуминг.

Технология GPRS может применяться в системах телеметрии: устройство может быть все время подключено, не занимая при этом отдельный канал. Такая услуга может потребоваться службам охраны банкам для подключения банкоматов и в других областях, в том числе и промышленных.

3. Тенденции развития спроса на GPRS. Перспективы развития услуг.

После описания преимуществ GPRS вряд ли нуждается в доказательствах утверждения, что в то время, как ряд операторов GSM рассматривают GPRS лишь как переходную ступень к системам 3G, другие — особенно те, кто не собирается подавать заявки на лицензии 3G и не надеется получить такие лицензии, рассматривают GPRS, как долгосрочное решение, отвечающее взрыва, предрекаемого, в беспроводной передачи данных, сравнимое с тем, что можно обеспечить за счет ведущего выполнения. Впрочем, и для тех, кто намерен заниматься внедрением систем 3G, дополнительное оборудование, необходимое для поддержки GPRS, станет хорошей основой для поддержки трафика данных в системах W-CDMA.

Разработки инфраструктуры GPRS, которым активно занимаются Alcatel, Ericsson, Lucent, Motorola, Nokia, Nortel и Siemens движутся вперед семимильными шагами. Экзамены систем GPRS, проведенные совместно с операторами, обеспечили возможность выполнить первый GPRS-звонок для передачи данных в «живой» сети GSM еще в ноябре 1999 года. С тех пор, несмотря на то, что первоначальный импульс развитие GPRS получила от основных европейских операторов GSM, все больше операторов из других регионов, особенно из Азиатско-Тихоокеанского, сообщали о экзамены GPRS-систем.

Поставка абонентских терминалов (т.е. телефонов GPRS), как и в случае с WAP опоздали по-сравнению с развитием инфраструктуры. Успешные запуски GPRS-сетей в коммерческую эксплуатацию, окажутся смазанными из-за отсутствия подходящих телефонов в массовых количествах. По состоянию на начало марта 2000 года, лишь несколько производителей сотовых телефонов продемонстрировали прототипы GPRS-оборудования, причем никто из них не смог назвать точных дат их коммерческого производства.

После массового появления на рынке различных моделей GPRS-телефонов, услуги GPRS будут постепенно переориентироваться на массового потребителя, а развитие GPRS пойдет по комбинированному сценарию, который учитывает интересы как корпоративных клиентов, так и массового потребителя с тенденцией развития в сторону запросов последнего.