Univerzálna paketová rádiová služba
Univerzálna paketová rádiová služba (ang. General Packet Radio Service) skrátene GPRS je mobilná dátová služba prístupná pre používateľov GSM mobilných telefónov. Je označovaná ako „2,5G“, technológia medzi druhou (2G) a treťou (3G) generáciou mobilných telefónov. Používaním TDMA kanálov v GSM sieti poskytuje nie príliš veľkú rýchlosť dátových prenosov. Pôvodná myšlienka bola vylepšiť GPRS, aby pokrýval ostatné štandardy, ale namiesto toho sa tieto štandardy upravujú, aby používali štandard GSM. Preto je GSM momentálne jediný typ siete, kde sa GPRS používa. GPRS bol prvýkrát zahrnutý v GSM štandarde Release 97 a novší. Pôvodne bol štandardizovaný ETSI, ale táto úloha bola odovzdaná 3GPP.
Služba GPRS
GPRS je odlišné od staršieho Circuit Switched Data (čiže CSD), ktoré bolo zahrnuté v GSM štandardoch pred Release 97 (z roku 1997, rok v ktorom bol štandard zmrazený) používaných v GSM telefónoch, kde starší systém vytvoril dátové spojenie, ktoré si vyhradilo plnú rýchlosť dátového toku počas doby spojenia. GPRS je paketovo-prepínané, čo znamená, že viacej používateľov zdieľa rovnaký prenosový kanál a dáta sa prenášajú iba keď sú odosielané. Celková kapacita linky môže byť okamžite vyhradená tým používateľom, ktorí práve posielajú dáta v ktorejkoľvek chvíli, čo poskytuje vyššiu prístupnosť tam, kde používatelia posielajú alebo prijímajú dáta periodicky. Prezeranie webových stránok, prijímanie e-mailov hneď ako prídu, chatovanie, to sú príklady, kde sa využíva občasný prenos dát a tak je výhodou zdieľanie dostupnej kapacity.
GPRS je väčšinou spoplatnené za prenesené kilobyty, na rozdiel od CSD, ktoré sa platí za dobu pripojenia.
GPRS špecifikácia zahrňuje podporu protokolov IP, PPP, OSPIH a X.25. Posledný z nich sa používa pre aplikácie ako napríklad bezkáblové platobné terminály a bankomaty, hoci bol odobraný z dôvodov požiadavky štandardu. X.25 je stále podporovaný cez PPP alebo cez IP, čo však má za následok nutnosť používania routerov alebo zapuzdrenie priamo do koncového terminálu. V praxi podporujú operátori na GPRS iba IP a niekedy taktiež PPP.
GPRS využíva adaptívne kódovanie založené na BER kódovaní.
EDGE a Enhanced GPRS (EGPRS)
Enhanced GPRS (EGPRS) označované taktiež ako EDGE - je rozšírené GPRS. Rozšírenie je v novej modulácii 8-PSK, novým prepracovaním RLC/MAC bloku a v ďalších veciach. EGPRS ponúka vyššie rýchlosti ako GPRS a je spätne kompatibilné s GPRS.
Triedy GPRS zariadení
Rozoznávame tri triedy GPRS zariadení:
- Class A – umožňuje simultánne využívanie GPRS i hlasu. (Zatiaľ nie sú zariadenia tejto triedy na trhu)
- Class B – hovor, alebo dáta. V závislosti na podpore siete je možné napríklad pri GPRS spojení prijať hovor (a zastaviť GPRS) alebo opačne. Všetky v súčasnej dobe predávané GPRS mobilné telefóny a zariadenia patria do Class B. V prípade hovoru telefón automaticky dočasne preruší dátové spojenie a po skončení hovoru ho znova obnoví.
- Class C – umožňuje iba dátovú prevádzku, z takéhoto prístroja nejde telefonovať (dátové karty PCMCIA, špeciálne priemyslové moduly).
Kódové schémy GPRS
GPRS používa štyri kódové schémy CS-1 až CS-4. Mobilný telefón musí vždy podporovať všetky štyri kódové schémy a GSM sieť zvyčajne podporuje CS-1 a CS-2. Niektoré moderné siete (u nás napr. T-Mobile) podporujú všetky kódové schémy CS-1 až CS-4. Kódová schéma sa vyberá v závislosti od odstupu signálu od šumu, tak aby bol zaistený najlepší prenos dát.
| Kódová schéma | Rýchlosť v kbit/s |
|---|---|
| CS-1 | 8,0 |
| CS-2 | 12,0 |
| CS-3 | 14,4 |
| CS-4 | 20,0 |
Možnosti mobilných zariadení
Mobilné terminály (telefóny) sú rozdelené do tried podľa toho, koľko timeslotov vedia použiť pre uplink, downlink a koľko z toho súčasne. Napr. dnes najbežnejší telefón triedy 10 vie na downlink použiť 4 timesloty a na uplnik 2 timesloty. Pracujú teda v konfigurácii 4+2 (dohromady 6 TS).
Trieda teda „Multislot Class“ môže byť rozdielna pre HSCSD, GPRS a EGPRS.
| Trieda | Downlink TS | Uplink TS | Súčasne TS |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 2 |
| 2 | 2 | 1 | 3 |
| 3 | 2 | 2 | 3 |
| 4 | 3 | 1 | 4 |
| 5 | 2 | 2 | 4 |
| 6 | 3 | 2 | 4 |
| 7 | 3 | 3 | 4 |
| 8 | 4 | 1 | 5 |
| 9 | 3 | 2 | 5 |
| 10 | 4 | 2 | 5 |
| 11 | 4 | 3 | 5 |
| 12 | 4 | 4 | 5 |
Maximálne rýchlosti
GPRS ponúka najvyššiu rýchlosť 80 kbit/s pri kódovaní CS-4 a konfigurácii telefónu 4+1 (4 timesloty pre downlink a jeden pre uplink). EGPRS ponúka pri rovnakej konfigurácii telefónu 4+1 maximálne 236,8 kbit/s pri použití kódovej schémy MCS-9. V praxi sa pri použití EGPRS dosahuje rýchlosť okolo 200 kbit/s.
Aby bolo možné využívať služby EGPRS, je však potrebné mať mobilný telefón alebo iné zariadenie, ktoré túto technológiu podporuje.
Základné prvky GPRS siete
- PCU - Packet Control Unit - rozdeľuje na BTS packet switched data od circuit switched teda oddeľuje GPRS/EGPRS chod od hlasových kanálov (kam patrí i fax alebo modem cez circuit switched data teda CSD a HSCSD).
- SGSN - Serving GPRS Support Node - zaisťuje smerovanie paketov zákazníka v danej oblasti.
- GGSN - Gateway GPRS Support Node – v podstate router smerujúci pakety z GPRS siete do externých IP sietí.
- CG - Charging Gateway - poskytuje dáta pre účtovanie zákazníkov (CDR)