Technologia pakietowa GPRS

Na wystawie Telecom ‘99 w Genewie problem szybkiego i łatwego dostępu do Internetu z terminali przenośnych zdominował prezentacje rozwiązań bezprzewodowych sieci telekomunikacyjnych. Wszechstronne zainteresowanie budzi pakietowa transmisja danych GPRS, zwiększająca szybkość dostępu do usług internetowych IP typowo w zakresie od 72,4 kb/s do 115 kb/s, a niekiedy nawet do 171,2 kb/s. Stanowi to pierwszy krok w kierunku bezprzewodowej łączności globalnej IMT-2000 (UMTS).

Na wystawie Telecom ‘99 w Genewie problem szybkiego i łatwego dostępu do u z terminali przenośnych zdominował prezentacje rozwiązań bezprzewodowych sieci telekomunikacyjnych. Wszechstronne zainteresowanie budzi pakietowa transmisja danych GPRS, zwiększająca szybkość dostępu do usług internetowych IP typowo w zakresie od 72,4 kb/s do 115 kb/s, a niekiedy nawet do 171,2 kb/s. Stanowi to pierwszy krok w kierunku bezprzewodowej łączności globalnej IMT-2000 (UMTS).

Technologia pakietowa GPRS

Liczba abonentów GSM na świecie

Telefon komórkowy, który tak dobrze sprawdził się w globalnej komunikacji głosowej, nie jest równie obiecującym rozwiązaniem dla transmisji danych.

Jeszcze do niedawna jedynym sposobem przekazu danych cyfrowych przez sieci komórkowe standardu GSM była transmisja danych z komutacją kanałów (łączy), standardowo ograniczona do szybkości 9,6 kb/s (standard V.32), uzyskiwanej w dobrych łączach radiowych ze stopą błędu nie gorszą niż 10-3. W niektórych, raczej rzadko spotykanych sytuacjach, dzięki specjalnym modyfikacjom dotyczącym kodowania protekcyjnego, jest możliwe uzyskiwanie przepływności transmisji danych przez taką sieć maksymalnie z szybkością 14,4 kb/s - zgodną ze standardem V.32 bis. Do tej pory stanowiło to wystarczającą przepływność w realizacji usług, takich jak: telefaks (faksymile), poczta elektroniczna i głosowa, wideoteks, telemetria czy nadzór obrazowy prowadzony kanałami rozmównymi. Nie sprawdzało się jednak w zastosowaniach cyfrowych typu ISDN (Integrated Services Digital Network) oraz przy aktywnym dostępie użytkowników z terminali ruchomych do sieci Internetu.

A zapotrzebowanie na bezprzewodowy transport danych przez sieci internetowe jest coraz większe i nic nie wskazuje na to, aby ta tendencja zmieniła się w najbliższych latach. Wręcz przeciwnie - jesteśmy świadkami szybko narastającej ekspansji Internetu, w którym liczba abonentów już przekracza 100 mln i wykładniczo rośnie. Każdego miesiąca po Internet sięga 18 mln nowych użytkowników, a trafik internetowy podwaja się co sześć miesięcy. Samo zjawisko staje się drugim, po telefonii komórkowej GSM, wydarzeniem telekomunikacyjnym upływającego tysiąclecia, a jest to dopiero początek zmian zachodzących w tym środowisku.

Penetracja Internetu przez użytkowników sieci ruchomych sięga obecnie około 5 proc., a według przewidywań Telecom osiągnie 20 proc. w 2003 r. Zgodnie z wieloma prognozami (Ovum 1998 r.) znaczenie finansowe transmisji danych będzie stale narastać w ciągu najbliższych kilku lat, przynosząc w 2002 r. 11 proc. ogólnego dochodu z przekazów uzyskiwanych w telekomunikacji, jest więc o co walczyć już teraz.

Komunikacja w standardzie GPRS jest pierwszym etapem wdrażania pakietowej transmisji danych przez sieci komórkowe GSM, transmisji opartej na protokole internetowym IP. Transmisja pakietowa GPRS używa sieci komórkowej wyłącznie podczas fizycznego przesyłania pakietów z danymi; inaczej niż w tradycyjnych łączach GSM z komutacją kanałów, gdzie strumień danych jest transportowany w sposób ciągły przez stałe (trwałe) połączenie między abonentami w czasie trwania rozmowy. Pakietowy sposób przesyłania informacji oznacza, że użytkownicy mogą być połączeni z Internetem przez cały dzień, a wysyłać i odbierać dane tylko wtedy, kiedy zachodzi potrzeba. Taki sposób łączenia ma dwie konsekwencje: pomija krytyczny pod względem czasu i zawodny proces łączenia się z Internetem oraz wykorzystuje sieć wyłącznie podczas transmisji.

W rezultacie użytkownik nie ponosi kosztów transmitowania ciszy.

Opracowany przez ETSI pierwszy standard szybkiej bezprzewodowej transmisji komórkowej HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) pozwala na łączenie ze sobą kilku kanałów sieci GSM 900/1800 w celu uzyskania wyższej (57,6-115,2 kb/s) przepływności dla danych transmitowanych z komutacją obwodów. Nie jest to wielkość zapewniająca pełną szybkość zintegrowanej sieci cyfrowej zbliżoną do przepływności w sieciach ISDN (64 lub 144 kb/s), ale już umożliwia w miarę efektywne zestawianie dwóch kanałów typu B standardu ISDN z dostępem podstawowym. Zasadniczą wadą przekazów w standardzie HSCSD jest jednak konieczność przyporządkowania związanych w ten sposób kanałów wyłącznie jednemu użytkownikowi. Dzieje się tak przez przydzielanie jednemu użytkownikowi kilku kanałów rozmównych TCH (Traffic Channel - tj. maks. do 8 szczelin czasowych w jednej ramce TDMA) w obrębie tego samego połączenia częstotliwościowego, jednak z uwzględnieniem obecnie panującego trafiku i innych warunków występujących w sieci. Sposób ten wprawdzie zapewnia stałą wyższą szybkość transmisji przez bezprzewodowe łącza radiowe, ale z drugiej strony jest klasycznym przykładem nieoszczędnego gospodarowania zasobami sieci - wynikającego z zasady komutowania obwodów, w przeciwieństwie do zalet uzyskiwanych w transmisjach z przełączaniem pakietów. Komutacja kanałów jest bowiem nieefektywnym i mało elastycznym sposobem przekazu danych, zwłaszcza przy przesyłaniu niedużych porcji informacji.

Niedogodność ta była jednym z powodów opracowania w ETSI (począwszy od 1992 r.) kolejnego standardu uniwersalnej łączności bezprzewodowej GPRS (General Packet Radio Service), promowanej obecnie w ramach standardu komórkowego GSM faza 2+, i umożliwiającej transmisję danych w trybie komutacji pakietów. Pakietowa komunikacja w tym standardzie pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie dostępnego pasma radiowego przez statystyczne multipleksowanie jednego kanału fizycznego, dzięki czemu użytkownicy komórkowi mogą uzyskiwać większą przepływność, korzystając z tych samych połączeń i zasobów radiowych.


TOP 200