GPRS

GPRS (англиски: General packet radio service) е пакетски ориентиран сервис за пренесување на податоци од/до мобилни уреди кој можат да го користат корисниците на 2G GSM мрежите (анг. global system for mobile communications, мак. глобален систем за мобилна комуникација), како и на поновите 3G системи. Кај 2G системите, GPRS овозможува брзина на пренос на податоци од 56 до 114 kbit/s. Пренесувањето на податоци преку GPRS најчесто се наплаќа по количество на пренесени податоци, во мегабајти, додека пак кај традиционалните релејни системи се наплаќаше по импулси, односно временски, без разлика дали корисникот извршува некаква комуникација или не. GPRS е најдобриот обид за пакетски ориентиран сервис, наспроти традиционалната комуникација на кола (анг. circuit switching), каде се гарантира одреден квалитет на услугата за време на врската меѓу два фиксни корисници. 2G мобилните системи, комбинирани со GPRS сервисот, најчесто се нарекуваат 2,5G, односно генерација на технологија која се наоѓа помеѓу втората (2G) и третата (3G) генерација на мобилната телефонија. Овај сервис нуди средна брзина на пренос на податоци, со TDMA технологија на пристап преку повеќе канали (анг. time division multiple access - TDMA) на GSM системот, на пример. Првичната замисла за овај сервис беше да вклучува повеќе стандарди, но подоцна беше одлучено истиот само да се приспособи на GSM стандардот, со што GSM би бил единствен тип на мрежа каде што ќе се користи GPRS стандардот. GPRS е интегриран во GSM 97 и поновите изданија. Првично беше стандардизиран само од Европскиот институт за телекомуникациски стандарди, но денес претставува дел од Партнерскиот проект за изградба на 3та генерација (анг. 3rd Generation Partnership Project - 3GPP). GPRS сервисот беше развиен како додаток на GSM мрежата и одговор на првичните CDPD и i-mode пакетски ориентирани мобилни технологии.

Преглед на технологијата

Сервиси на располагање

GPRS ги проширува способностите на GSM мрежите за пренос на податоци преку комуникација на кола и ги овозможува следниве сервиси:

• Постојан пристап до интернет
• Праќање на мултимедијални пораки или MMS

PoC/PTT (Push to talk)

• IM (Instant messaging) сервисот и присуство – безжично село (анг. wireless village)
• Интернет пристап за програмите на smart phone уредите преку WAP протоколот
• P2P (Point-to-point) сервисот, односно поврзување на два уреди преку интернет (преку IP протоколот)

Ако GPRS се искористи за праќање на SMS пораки, може да се пренесат до 30 SMS пораки во минута. Ваквиот пренос е многу побрз од стандардниот пренос преку GSM мрежата, каде што може да се испратат од 6 до 10 SMS пораки во минута.

Поддржани протоколи

GPRS сервисот ги поддржува следниве протоколи:

• Интернет протоколот (IP). Во пракса, пребарувачите кои се вградени во мобилните уреди го користат IPv4 протоколот, затоа што IPv6 протоколот сè уште не е распространет.
• PPP (point-to-point) протоколот. Во овај режим на работа, PPP протоколот не е поддржан од мобилниот оператор, но ако мобилниот се користи како модем до поврзаниот компјутер, тогаш PPP протоколот се користи за доделување на IP-адреса на телефонот. Ова овозможува доделување на динамичка IP-адреса на мобилните уреди.
• X.25 врски. Ваквите врски најчесто се користат кај терминалите за безжично наплаќање, иако истите беа исфрлени со стандардизацијата. X.25 врските сè уште можат да бидат поддржани од PPP протоколот или преку IP протоколот, но за да се изведе ова е потребен или мрежен насочувач кој ќе ја изведе инкапсулација или соодветен програмски пакет кој би бил вграден во крајниот уред со кој се комуницира, односно терминалот.

Кога се користи TCP/IP протоколот, секој телефон може да има една или повеќе IP-адреси. GPRS сервисот ќе ги зачува и препрати пакетите кои се испратени на таа IP-адреса во моментот кога уредот преминува од една во друга мрежна ќелија. TCP протоколот се справува со проблемот на изгубени пакети, поради радио пречки во преносот и за момент ја зголемува брзината на пренос за да ги надомести истите.

Хардвер

Уредите кои поддржуваат GPRS се поделени во три класи: Класа A Уредите од оваа класа можат да се поврзат со GPRS и со GSM сервисите (пренесување на звук и SMS пораки) и да се поврзат со двата во исто време. Ваквите уреди се достапни денес. Класа B Можат да се поврзат и со GPRS и со GSM сервисот, но не со двата истовремено. За време на користењето на GSM сервисот (гласовен повик или пораки SMS), GPRS е исклучен и автоматски продолжува со работа кога GSM сервисот ќе заврши. Повеќето GPRS уреди и припаѓаат на оваа класа. Класа C Можат да се поврзат и со GPRS и со GSM сервисот, но не истовремено и префрлањето од еден на друг сервис мора да го направи корисникот. Уредите од Класата A, кои ги користат двата сервиси истовремено, можеби ќе мора да користат две различни честоти и поради тоа ќе мора да имаат вградени две радио кола. За да се избегнат трошоците за производство на вакви уреди, GPRS мобилните уреди најчесто користат таканаречен режим на двоен трансфер (анг. dual transfer mode - DTM). Уредите кои користат DTM режим можат да пренесуваат звук и други податоци во исто време, ако мрежата не бара да се користат две различни честоти за оваа намена. Ваквите уреди се сметаат за псевдо-класа A или понекогаш „едноставна класа А“.Некои мрежи денес би требало да поддржуваат DTM. GPRS модемите кои се поврзуваат со компјутер преку USB порт, градат врска со компјутерот како терминали преку USB 2.0 верзијата или понова, формат на податоците V.42bis и RFC 1144 и надворешни антени. Модемите исто така можат да се поврзат како картички, со лаптоп компјутерите или како надворешни USB уреди, кои се слични по форма и големина на компјутерски глушец.

Шеми и брзини на кодирање

Брзините на пренос на податоци кон и од интернет (анг. upload и download) кои можат да се постигнат преку GPRS зависат од неколку фактори како:

• бројот на BTS TDMA временски слотови доделени од операторот
• максималната можност на мобилниот уред, изразена во GPRS повеќеслотни класи

Кодирањата кои ги користи соодветниот канал се претставени во следнава табела.

Шема на кодирање	брзина(kbit/s)
CS-1	8.0
CS-2	12.0
CS-3	14.4
CS-4	20.0

Најслабата, но најбрза шема на кодирање CS-4 е достапна во близина на базната предавателска станица (анг. base transceiver station - BTS), додека пак најсилната шема CS-1 се користи кога мобилната станица (анг. mobile station - MS) е уште подалеку од базната станица. Со користење на CS-4 шемата, можат да се достигнат брзини на пренос до 20.0 kbit/s за еден временски слот. Но, со користење на оваа шема ќелијата покрива само 25% од својата нормална големина. Со CS-1 можат да се постигне брзина од само 8.0 kbit/s за временски слот, но има покриеност од 98%. Поновите мрежни уреди ја одредуваат брзината автоматски, во зависност од далечината до мобилната станица. Дополнително на GPRS, постојат уште две други технологии под GSM мрежата кои нудат трансфер на податоци, и тоа: преку комуникација на кола (анг. circuit-switched data - CSD) висок пренос преку комуникација на кола (анг. high-speed circuit-switched data - HSCSD). Спротивно на технологијата на GPRS за делење на колата, кај овие технологии се зазема посебно коло за секој трансфер (обично се наплаќа по минута). Некои сервиси како видео повик можеби ќе претпочитаат да ја користат HSCSD, особено поради тоа што нема постојан проток на податоци меѓу двата уреди кои комуницираат. Следнава табела прикажува неколку можни конфигурации на GPRS и сервиси со комуникација на кола.

Технологија	Симнување	Прикачување (kbit/s)	TDMA доделени временски слотови
CSD	9.6	9.6	1+1
HSCSD	28.8	14.4	2+1
HSCSD	43.2	14.4	3+1
GPRS	80.0	20.0 (Класа 8 & 10 и CS-4)	4+1
GPRS	60.0	40.0 (Класа 10 и CS-4)	3+2
EGPRS (EDGE)	236.8	59.2 (Класа 8, 10 и MCS-9)	4+1
EGPRS (EDGE)	177.6	118.4 (Класа 10 и MCS-9)	3+2

Повеќе пристапни шеми

Повеќе пристапните шеми (анг. multiple access methods) кои користат GSM со GPRS, се засновани на FDD (frequency division duplex ) и TDMA. За време на една сесија, на корисникот му се доделува еден пар на честотни канали за линкот за прикачување и линкот за симнување. Ова е комбинирано со статистичкото мултиплицирање на временскиот домен; односно пакетски режим на комуникација, што овозможува користење на истиот честотен канал од страна на повеќе корисници. Пакетите имаат константна должина, соодветна на GSM временскиот слот. Врската за симнување ги обработува пакетите по редот на пристигнување, додека пак врската на прикачување користи шема слична на R-ALOHA (reservation ALOHA).

Адресирање

Една GPRS врска се воспоставува преку препраќање од нејзиното APN (access point name) име. APN името дефинира некои сервиси како WAP, SMS (short message service), MMS (multimedia messaging service) и интернет сервисите како email и пристап до WWW (World Wide Web) мрежата. За да се постави GPRS врска преку безжичен модем, корисникот мора да го постави APN името, по потреба корисничкото име и лозинка и поретко IP-адресата, кои ги дава операторот на мрежата.

Употребливост

Максималната брзина на пренос на податоци преку GPRS врска во 2003 година беше слична на брзината на пренос преку dial-up телефонска врска кај компјутерите и изнесуваше 32 до 40 kbit/s, во зависност од телефонот. Латентноста е многу голема; времето на одговор (анг. round-trip time) изнесува околу 600-700 ms и често достигнува 1 s. GPRS типично има помал приоритет од звучниот повик и затоа квалитетот на врската значително варира. Уредите со латентност/RTT подобрувања (преку проширување на UL TBF режимот) генерално се достапни. Исто така, некои оператори нудат разни мрежни надоградувања. Со овие подобрувања, активното време на одговор се намалува и значително се зголемува брзината на пренос кај некои сервиси.