Что такое GPRS и как это работает?

GPRS — это одна из технологий передачи данных по мобильной GSM-связи.

GPRS (General Packet Radio Service) — это способ передачи данных по сетям сотовой связи, который позволяет достигать скорости до 171,2 Кбит/с.

GSM — это общее название для сотовой связи. Существует несколько технологий, обеспечивающих передачу данных. Эти технологии разрабатывались последовательно и с каждой итерацией скорость передачи данных увеличивалась.

Технологии передачи данных по GSM-связи:

• Технология CSD (9,6 Кбит/с) – передача любого объема данных через телефонную линию;

• Технология HCSD (57,6 Кбит/с) – передача любого объема данных через телефонную линию с большей скоростью, чем CSD;

• Технология GPRS (171,2 Кбит/с) – пакетная передача данных любого объема;

• Технология EDGE (384 Кбит/с) – пакетная передача данных любого объема с большей скоростью, чем GPRS.

Со скоростью 171,2 Кбит/с можно передать стандартную фотографию размером 100 Кбайт за 5 секунд, однако это лишь теоретические расчеты. На практике скорость передачи данных ниже. Для того, чтобы пользователю пошерстить интернет без торможений, GPRS-технологии будет мало: ее хватит для загрузки простеньких интернет-страниц и загрузки файлов размером до 1 МБ.

Подробнее о GSM-связи и всех ее технологиях читайте в статье «Просто о мобильной GSM-связи».

Общий принцип работы GSM

Рассмотрим упрощенную структуру сотовой GSM-связи, которая поможет разобраться, как это работает.

Подключение мобильного телефона к интернету выглядит следующим образом:

• телефон территориально располагается в определенной соте,

• телефон передает данные по GSM-сети на базовую станцию той зоны, где он находится,

• базовая станция передает данные на контроллер базовых станций,

• контроллер базовых станций передает данные в центр коммутации мобильной связи, который и устанавливает соединение с Интернетом или обслуживает голосовой вызов.

Базовая станция представляет собой совокупность приемо-передатчиков и антенн для обеспечения покрытия сотовой связи в определенной соте. Базовая станция принимает сигнал от мобильного телефона и передает его на контроллер базовых станций.

Базовая станция могла бы быть подключена напрямую к центру коммутации, но из-за большого количества абонентов линии связи были бы перегружены. Чтобы распределить нагрузку используется контроллер базовых станций.

Контроллер базовых станций — это такая система, которая предотвращает перегруз сети. Контроллер базовых станций перераспределяет нагрузку абонентов между несколькими базовыми станциями, чтобы любой абонент в любое время смог отправить свои данные. Контроллер — это промежуточный этап между базовой станцией и «мозгом», то есть центром коммутации. Без контроллера данные тоже будут передаваться, но с тем количеством абонентов, которое есть сейчас, он просто необходим.

Контроллеры базовых станций есть для сетей 2G и 3G, а вот для сетей 4G их нет.

Центр коммутации мобильной связи — это «мозг» всей сотовой системы. Он устанавливает соединение для голосового вызова или для выхода в Интернет. Отвечает за предоставление выбранных абонентом услуг, обслуживает вызов: регулирует качество связи во время разговора, осуществляет шифрование данных, переподключает абонента при перемещении телефона в другую соту.

Как работает GPRS

Принцип работы сети GPRS кроется в его названии. Аббревиатура GPRS переводится как «пакетная радиосвязь общего пользования». Передача данных здесь осуществляется пакетами.

Как сеть GSM передает данные поясню на таком примере: допустим, я хочу отправить другу несколько фотографий с отпуска через Интернет. Я сделала три снимка, зашел в чат с другом, выбрала фото и нажала «отправить». Что происходит в этот момент?

1. Мой телефон формирует из фотографий определенный пакет данных. Каждая фотография представляет собой набор данных, нулей и единиц. Такой набор нулей и единиц складывается мобильным телефоном в определенный пакет данных. Представим, что каждая фотография — это отдельный пакет данных, соответственно, нам нужно отправить три пакета.
2. Центр коммутации устанавливает несколько голосовых каналов между моим мобильным и ближайшей ко мне базовой станцией, а также между базовой станцией рядом с другом и его мобильным.
3. Мобильный отправляет один пакет данных по одному свободному голосовому каналу на базовую станцию. Базовая станция представляет собой набор приемо-передатчиков, она как антенна просто ловит данные и передает их на контроллер базовых станций.
4. Когда отправленный пакет данных достигает получателя, канал связи освобождается. Освободившийся канал связи снова становится открытым и может принять следующий пакет данных. Кстати, по освободившемуся каналу могут быть переданы как мои данные, стоящие в очереди, так и данные, например, моего соседа, который в это время решил тоже что-то передать.

За счет чего скорость GPRS больше?

Так как канал связи освобождается после передачи пакета данных и готов к передаче других пакетов, то увеличивается проходимость данных. По трем свободным каналам одновременно передаются три пакета данных. Это отличает технологию GPRS от технологии CSD и HSCSD, в которых канал связи занимается на все время сессии абонента и, соответственно не может использоваться другими абонентами.

Реальная скорость GPRS

172,1 Кбит\с — это теоретическая скорость передачи данных по технологии GPRS. На практике эта скорость меньше. Скорость передачи уменьшают устройства поблизости, которые создают помехи. Также на скорость влияет рельеф местности между мобильным телефоном и базовой станцией, то есть сколько базовых станций в зоне досягаемости и какая у них загруженность в данный момент. Чем больше станций, тем больше свободных каналов связи, и, соответственно, больше скорость.