GPRS (General Packet Radio Service)
GPRS (General Packet Radio Service) – услуга пакетной передачи данных общего пользования) – сервис передачи пакетных данных, предоставляемый в сетях стандарта GSM. Изначально сети стандарта GSM предусматривали пакетную передачу данных по коммутируемым соединениям. Этот сервис назывался CSD (Circuit Switched Data). Максимально возможная скорость передачи данных для CSD составляла не более 9,6 кбит/сек. Такой скорости было достаточно для реализации услуги передачи факсов (низкого разрешения) и небольших объемов данных. При этом, данные передавались через всю сеть базовых станций (BSS), а далее через центральный коммутатор (MSC) направлялись к внешним сетям передачи данных.
С ростом интереса к услуге передачи данных через сотовые системы связи технология CSD была усовершенствована и в сетях сотовой связи началось применение технологии HSCSD (High Speed Circuit Switch Data – высокоскоростная передача данных по коммутирумым соединениям). Максимальная скорость передачи данных была увеличена до 57,6 кбит/сек. Это позволяло передавать файлы больших размеров (сотни килобайт) и факсы высокого разрешения. Увеличение максимальной скорости в первую очередь было достигнуто за счет использования одновременно нескольких таймслотов (TS) на радиоинтерфейсе между мобильной станцией (MS) и базовой станцией (BTS). В сервисах СSD и HSCSD тарификация осуществлялась по времени затраченном на передачу данных. Таких возможностей в 90-е годы прошлого столетия было вполне достаточно.
Однако с широким распространением сети Интернет скоростей передачи данных, предоставляемых коммутируемыми соединениями стало заметно не хватать. На загрузку одной страницы с помощью технологии HSCSD могло уйти несколько минут что ни как не могло устроить абонентов. В свою очередь технология передачи данных по коммутируемым соединениям имеет существенный недостаток – необходимость устанавливать соединение на все время сессии абонента, а как показывает практика занятии этого канала иногда составляет менее 50%. Таким образом, сервисы СSD и HSCSD не позволяют эффективно использовать ценные радиоресурсы. Решением этой проблемы может служить пакетный способ передачи данных. При этом для всех абонентов, которым необходима услуга передачи данных предоставляется общий ресурс в соте, который используется ими по необходимости и именно тогда, когда они передают данные, а в моменты простоя этот ресурс используется другими абонентами. В таком случае увеличивается вероятность перегрузок, однако с другой стороны этот способ распределения ресурсов значительно более экономичный.
Первой технологией передачи дынных в системах сотовой связи с пакетной коммутацией стала GPRS. Эта технология позволяет достигать скорости передачи данных до 171 кбит/сек, чего уже достаточно для просмотра средних интернет страниц и обмена небольшими файлами (сотни килобайт - мегабайт) в сети. GPRS в отличие от передачи данных по коммутируемым соединениям предусматривает установку нескольких новых устройств и модернизацию (программную и аппаратную) некоторых существующих элементов сети GSM.
Новые элементы и интерфейсы, необходимые для работы GPRS
В первую очередь для сети GPRS необходима установка двух новых элементов: SGSN (Serving GPRS Support Node - узел обслуживания абонентов GPRS) и GGSN (GPRS Gateway Service Node - шлюзовой узел GPRS). Они образую так называемый пакетный домен или пакетную сеть сети стандарта GSM. SGSN выполняет ту же роль, что и MSC для голосовой сети. В его задачи входит маршрутизация пакетов, установление и отключение интернет сессий, выставление счетов за оказанные услуги связи. В свою очередь GGSN соответствует G-MSC голосовой сети. Его главной задачей является маршрутизация пакетов между внутренней сетью и внешними сетями передачи данных (сети других операторов сотовой связи, Интернет и т.п.)
Также для внедрения услуги GPRS необходима модернизация контроллера базовых станций (BSC). В частности необходима установка нового функционального блока отвечающего за обработку сигнализации и маршрутизацию пакетов. Кроме того, необходима модернизация программного обеспечения других блоков BSC. Базовые станции (BTS и MSC требуют меньших изменений, но все же и для них необходима модернизация программного обеспечения. Кроме всего прочего необходимо создание интерфейсов между новыми элементами сети: SGSN и GGSN и существующими: BSC, MSC, VLR, HLR.
Для получения услуг GPRS необходимы изменения в мобильной станции. Все MS, которые могут пользоваться технологией GPRS разделены на 3 класса. Так аппараты класса A могут одновременно работать в сети GSM и работать по технологии GPRS. MS класса B работают или в сети GSM или в GPRS, но соединение во второй технологии не разрушается, а удерживается. Терминалы С-класса могут работать только в одной из технологий.
Технология GPRS создала мощную основу и дала большой толчок для развития технологий передачи данных в сетях сотовой связи. Элементы, появившиеся для GPRS, продолжают использоваться и для технологии EDGE, и для сетей 3G, а общие принципы перенесены даже на сети четвертого поколения. Таким образом, технология GPRS стоит в самом начале длинной цепочки технологий пакетной передачи данных.
