Dlaczego GPRS?
- Adam Urbanek,
- 01.10.2000
Kłopoty z szybkością
Stacja bazowa BS sieci komórkowej GSM, zapewniająca bezprzewodową łączność z terminalami mobilnymi na określonym obszarze komórkowym, używa wielu par dwukierunkowych kanałów radiowych w przydzielonym pasmie częstotliwości. Z kolei każdy jednokierunkowy kanał radiowy z pary komunikacyjnej jest podzielony na osiem następujących po sobie szczelin czasowych (slots), umieszczonych w ramce TDMA. W tradycyjnym połączeniu głosowym GSM jedna szczelina – powtarzająca się regularnie w kolejnych ramkach TDMA co osiem odcinków czasu – tworzy radiowy kanał głosowy przenoszący jednokierunkowo skompresowaną postać głosu lub danych (9,6 kb/s) wyłącznie pojedynczego użytkownika sieci. W przekazach z komutowaniem kanałów w technologii HSCSD do obsługi jednego połączenia między użytkownikami można przydzielić jedną (14,4 kb/s), dwie (28,8 kb/s) lub więcej (do ośmiu) szczelin, identycznie w każdej powtarzającej się ramce TDMA – uzyskując w ten sposób wzrost szybkości transmisji danych. W przypadku pakietowej transmisji w technologii GPRS istnieje możliwość nie tylko przyporządkowania tych samych numerów szczelin (jedną z ośmiu), lecz znajdujących się w kolejnych ramkach TDMA – różnym użytkownikom sieci, ale także przydzielania więcej niż jednej szczeliny w każdej ramce – temu samemu połączeniu realizowanemu przez sieć komórkową. Dzięki temu uzyskuje się elastyczne i bardzo dynamiczne sterowanie szerokością pasma przenoszenia kanału radiowego, według bieżącego, równoczesnego zapotrzebowania wielu użytkowników sieci.
Na uzyskanie szerszego pasma między dwoma użytkownikami terminali bezprzewodowych systemu pakietowego GPRS zasadniczy wpływ mają trzy czynniki: programowo-techniczne ograniczenia w systemie (stacje bazowe oraz nowe węzły podsieci GPRS), techniczne możliwości konkretnego terminalu oraz bieżący stan trafiku w sieci. Pomimo że współczesne wersje systemów GSM/GPRS są już przystosowane do przepływności 115,2 kb/s w jednym kanale radiowym GPRS (docelowo powinny osiągać 171,2 kb/s przy 8 szczelinach), praktyczne uzyskiwanie takich szybkości w komunikacji z konkretnym terminalem będzie w najbliższym czasie jeszcze sprawiać kłopoty, i to z kilku powodów.
Jedną z ważnych przyczyn braku pełnej szybkości jest niekompletna implementacja wszystkich czterech schematów kodowania w jednym terminalu przenośnym; chociaż firma Ericsson niedawno zaprezentowała pierwszy telefon komórkowy R520 GPRS z wszystkimi czterema systemami kodowania. Ze względu na duże koszty komplet schematów kodowania będzie dostępny prawdopodobnie w nielicznych typach telefonów GPRS, tylko tych najwyższej klasy.
Zasilanie z baterii
Oddzielnym, również nie rozwiązanym zagadnieniem jest sposób zasilania telefonów przenośnych działających w standardzie GSM/GPRS. Ponieważ w trakcie nadawania (czyli emisji radiowej do sieci) moc pobierana ze źródła zasilającego wzrasta pięciokrotnie w stosunku do mocy pobieranej podczas odbioru komunikatów, przedłużanie czasu pracy nadajnika w czasie wywiera destrukcyjny wpływ na ogólną żywotność akumulatora telefonu komórkowego. O ile podniesienie podstawowej szybkości GPRS o 40 proc. w stosunku do istniejącego rozwiązania GSM (wzrost z 9,6 kb/s do 13,4 kb/s) przy stosowaniu tylko jednej szczeliny czasowej nie ma większego znaczenia dla czasu pracy telefonu mobilnego, to rozszerzanie pasma podczas nadawania o kolejne szczeliny czasowe wpływa już znacząco zarówno na skracanie czasu pracy, jak i żywotność zasilania bateryjnego.
Problem zasilania telefonu z GPRS może być mniej istotny tylko w sytuacjach, gdy użytkownik terminalu mobilnego odbiera informacje głównie z Internetu bądź komunikuje się za pośrednictwem głosu, e-maila lub komunikatów SMS - bez przekazywania muzyki, transmitowania plików graficznych i rozsyłania ogromnych zasobów danych. W każdym innym przypadku trzeba będzie stosować specjalne (czytaj kosztowne) akumulatory o podwyższonej żywotności i zwiększonej pojemności energii. A więc prawdopodobnie nie dla zwykłego użytkownika sieci komórkowej.