Technologia pakietowa GPRS

Standard GPRS

Pakietowy przekaz informacji w standardzie GPRS, sterowany za pomocą protokołów warstwy 2 (łącza danych) oraz warstwy 3 (sieciowej) modelu OSI, został zdefiniowany do obsługi protokołów X.25 lub IP (Internet Protocol), głównie w celu zmniejszenia opóźnień przełączania i podniesienia szybkości transmisji radiowych w sieciach GSM.

Pojawienie się technologii pakietowej HSCSD wprawdzie podnosi szybkość transmisji, ale nie stanowi antidotum na przesyłanie danych o zmiennym trafiku (burst traffic), charakterystycznym dla obsługi serwerów webowych (web browsing). Wynika to z faktu, że przydział nawet wielu szczelin czasowych do jednego połączenia na cały czas transmisji ze zmiennym natężeniem ruchu jest nieekonomiczny z punktu widzenia wykorzystania zasobów sieciowych.

Standard GPRS jest zbliżony w swoim działaniu do standardu HSCSD z tą zasadniczą różnicą, że w systemie tym kilku użytkowników może równocześnie korzystać z powiązanych wzajemnie kanałów radiowych - przesyłając dane w postaci pakietów, przy czym liczba tych kanałów jest adaptowana dynamicznie w zależności od możliwości i konkretnych potrzeb. Tak zestawione połączenie traci więc charakter transmisji z komutacją kanałów (łączy, obwodów) i staje się typowym przekazem o cechach z komutacją pakietów, co ma istotne znaczenie podczas realizacji niektórych usług.

W standardzie GPRS przyjmuje się cztery różne schematy kodowania kanałowego, od CS1 do CS4, o przepływnościach odpowiednio: 9,05 kb/s, 13,4 kb/s, 15,6 kb/s oraz 21,4 kb/s. Uzyskiwane w ten sposób maksymalne szybkości transmisji, chociaż jednoznacznie definiowane, są różne w zależności od liczby łączonych kanałów, zwykle ograniczają się do maks. przepływności 115,2 kb/s (typowo 8x9,05 kb/s = 72,4 kb/s), a w sytuacjach szczególnych nawet do 171,2 kb/s (8x21,4=171,2). We wszystkich tych przypadkach uzyskanie tak wysokich parametrów przepływu przez łącza sieci GSM wymaga korzystania z „czystych” kanałów radiowych - pozbawionych zakłóceń i przesłuchów międzykanałowych - co niestety zdarza się raczej rzadko.

Istotną zaletą połączeń pakietowych standardu GPRS jest odmienne skutkowanie przeciążeń sieci transmisyjnej, od strony użytkowej objawiające się tylko zmniejszeniem poszczególnych przepływności połączeń, a nie blokowaniem dostępu lub wręcz zerwaniem istniejącego połączenia - tak jak dzieje się to w tradycyjnych sieciach GSM z komutacją kanałów.

Do podstawowych zalet definiowanych w standardzie GPRS należą:

- wprowadzenie przez sieci GSM przełączanej transmisji pakietowej na całej trasie komunikacji end-to-end między abonentami sieci komórkowej;

- uzyskanie większej szybkości transmisji dzięki technologii przełączania pakietów z danymi, większej niż osiągana w tradycyjnych sieciach cyfrowych GSM;

- wdrożenie przełączania pakietowego end-to-end opartego na zasadzie tunelowania przez sieci.

Opis pierwszej wersji standardu został rozszerzony (1999 r.) o pozycje obejmujące fazę 2 sieci GSM, w których uwzględniono dodatkowe cechy związane z poprawą jakości usług QoS, przesyłaniem grupowym (multicasting), a zwłaszcza komunikacją międzysieciową Internet - IN (Inteligent Network) w inteligentnych sieciach stacjonarnych. W tym znaczeniu standard GPRS jest pierwszą - lecz nie ostatnią - technologią efektywnie operującą przekazami pakietowymi z terminali ruchomych działających w sieciach komórkowych GSM.