Технология GPRS

 

Широкая поддержка приложений

 

Подобно сети интернет, GPRS основан  на пакетной коммутации данных. Это  означает, что все собственные IP приложения могут быть реализованы  в рамках GPRS - такие как e-mail, Web-доступ, мгновенная передача сообщений и передача файлов. Кроме того, его более высокие скорости передачи данных дают возможность GPRS осуществлять работу приложений, требующих большей ширины полосы (таких как мультимедийный веб-контент), которые не идут в условиях более медленных GSM dial-up соединений. GPRS более-менее хорошо подходит для приложений, основанных на Wireless Application Protocol (WAP). WAP достиг широкого распространения в новом поколении мобильных телефонов, поддерживающих микробраузеры.

 

Безопасность

 

GPRS строится на проверенной на практике модели аутентификации и авторизации, используемой GSM. При инициации сессии пользователя аутентифицируют, используя секретную информацию, содержащуюся на смарт-карте, называемой «модуль идентификации абонента» (Subscriber Identity Module, SIM). Аутентификационные данные посылаются на узел сети HLR и там подтверждаются. GPRS дает возможность дополнительной аутентификации путем использования таких протоколов как RADIUS - перед тем, как абонентам будет разрешен доступ в интернет или корпоративную сеть данных. GPRS поддерживает шифрование пользовательских данных при передаче через беспроводный интерфейс с мобильного терминала на SGSN. Кроме того, может иметь место высокоуровневое сквозное шифрование VPN (Virtual Private Network), когда пользователь подсоединяется к частной корпоративной сети. Итак, если разделить эти преимущества на те, что касаются пользователей и поставщиков услуг, то получаем следующую картину:

 

Для поставщиков услуг:

 

• Новый рынок и возрастание  прибыли при переходе к предложению  новых мультимедийных и контент-сервисов для клиентов.

 

• Многие клиенты с большей вероятностью захотят приобрести мобильный телефон  с функцией GPRS, нежели покупать новый  персональный компьютер, поскольку  моделей телефонов на рынке существует гораздо больше, чем ПК.

 

• GPRS позволяет снизить себестоимость  услуг за счет эффективного использования  ресурсов.

 

• Новые возможности использования  ширины полосы позволяют разрабатывать  более продвинутые приложения, без  вынужденного уменьшения качества контента.

 

Для клиентов:

 

• Сервисы QoS становятся доступными в качестве продаваемого продукта. Теперь, когда технология GPRS представила первое приложение с коммутацией пакетов для абонентов мобильной связи, поставщики услуг могут использовать обычные технологии для внедрения сервисных приложений в условиях традиционных IP сетей.

 

• Скорость гораздо выше, по сравнению  с существующими сейчас скоростями GMS, и будет продолжать расти, что  является очевидным преимуществом  для пользователей. Скорости увеличатся в пять раз, а в некоторых случаях, и более.

 

• Низкая стоимость (зависящая от объема передаваемых данных);

 

• Постоянное соединение;

 

• Приложения, которые могут работать в многозадачном режиме (одновременно и текст, и голос, и видео).

 

Ограничения GPRS

 

Уже совершенно понятно, что GPRS является важным новым сервисом для мобильных устройств, не просто дающим возможность передачи данных, а существенно улучшающим спектральную эффективность, емкость и функциональность, по сравнению с используемыми  до сих пор неголосовыми мобильными сервисами. Однако важно отметить, что GPRS имеет и некоторые ограничения, которые описаны ниже:

 

Ограниченная емкость  соты

 

GPRS оказывает существенное  влияние на существующую емкость  соты сети. Объем имеющихся радиоресурсов, которые могут быть использованы для различных целей, ограничен, причем использование ресурсов для одной цели препятствует одновременному их использованию для других. Например, и голосовые вызовы, и GPRS-сессии используют одни и те же сетевые ресурсы. Ощутимость влияния зависит от количества тайм-слотов, зарезервированных для эксклюзивного использования GPRS, если это имеет место быть. Однако в действительности GPRS динамически управляет назначением каналов и позволяет уменьшать нагрузку канала сигнала в пиковое время путем пересылки коротких сообщений по GPRS каналам. Результат: Потребность в SMS как в дополнительном носителе, использующем другой тип радиоресурсов.

 

Реальные скорости гораздо  ниже

 

Достижение теоретически максимальной скорости передачи данных через GPRS - 172.2 кбит/с потребовало бы, чтобы отдельный пользователь использовал все восемь тайм-слотов без какой-либо защиты от ошибок. Ясно, что на практике достаточно маловероятно, чтобы оператор сети позволил использовать все тайм-слоты одному пользователю GPRS. Кроме того, «первое поколение» GPRS-терминалов жестко лимитировано на поддержку всего одного, двух или трех тайм-слотов. Поэтому ширина полосы, доступная пользователю GPRS, так же жестко лимитирована. По этой причине теоретические максимальные скорости GPRS не могут быть достигнуты в реальных сетях и на реальных терминалах. Реальность такова, что мобильные сети, вероятно, всегда будут иметь более низкие скорости передачи данных, по сравнению с фиксированными сетями. Результат: Относительно высокие скорости передачи данных через мобильные устройства могут не быть доступными индивидуальным пользователям мобильных сервисов , пока не появились возможности существенного повышения скоростей на сетях GSM Evolution (EDGE) или Universal Mobile Telephone System (3GSM).

 

Неоптимальная модуляция

 

GPRS основан на технологии модуляции, известной как GMSK (Gaussian minimum-shift keying). Сети EDGE основаны на новой модуляционной схеме, допускающей гораздо более высокие скорости передачи данных через воздушный интерфейс - это называют модуляцией 8 PSK (eight-phase-shift keying). Поскольку 8 PSK также будет использоваться в 3GSM, сетевым операторам потребуется учесть этот момент на некоторой стадии перехода к сетям мобильной связи третьего поколения. Результат: Необходимость EDGE.

 

Задержки передачи

 

Пакеты GPRS посылаются по всем направлениям, чтобы в итоге достичь  одного и того же пункта назначения. Это создает опасность того, что  один или несколько таких пакетов  потеряются или будут повреждены во время передачи данных по радиосвязи. Стандарты GPRS учитывают это неотъемлемое свойство беспроводных пакетных технологий, закладывая в свои стратегии задачи сохранения целостности данных и  ретрансмиссии. Однако в результате этой подстраховки могут происходить задержки передачи. Вследствие этого приложения, требующие высокого качества передачи видеоизображений, могут выполняться на должном уровне при использовании HSCSD (High Speed Circuit Switched Data, высокоскоростная коммутация каналов данных). HSCSD - это просто коммутация каналов данных, при которой отдельный пользователь может использовать до четырех разных каналов одновременно. Из-за принципа сквозной связи между отправителем и получателем, задержки передачи менее вероятны. Результат: Необходимость HSCSD.

 

Где применяется GPRS

 

Неголосовые мобильные сервисы, такие как SMS и GPRS, лежат в основе широкого спектра корпоративных и потребительских приложений. Данный раздел описывает те из них, что относятся непосредственно к GPRS. В прошлые десятилетия мобильные приложения, подобные GPRS, использовались исключительно военными, медицинскими, правительственными и транспортными организациями, но не было ни стандартов, ни провайдеров, позволяющих широко распространить данные технологии, чтобы сделать их доступными для обычных людей. И только относительно недавно абоненты начали со все возрастающей активностью пользоваться GPRS, поскольку технология стала гораздо дешевле и доступней. Кроме того, абоненты мобильных систем всегда хотели иметь возможность использовать те же приложения, которыми они пользуются, когда работают на персональных компьютерах. Предпринималось множество попыток, с привлечением различных технологий, для того, чтобы предложить пользователям мобильной связи те же возможности, что и интернет, при помощи существующих технологий, но проблема состояла в том, чтобы минимизировать весь контент, а также трансформировать его таким образом, чтобы сделать его совместимым с параметрами устройства и используемой полосы. В условиях постоянной миниатюризации электроники многие новые мобильные устройства становятся быстрее, эффективнее и более похожими на персональные компьютеры. С усовершенствованием аппаратной части будет предложено множество приложений. Приложения, используемые в домашних условиях очень важны, однако приложения для бизнеса, похоже, совершат настоящий прорыв в этой технологии. Многие аналитики предупреждают, что к 2002-2003 почти половину повседневных бизнес-операций можно будет производить при помощи мобильных устройств.

 

• Текст - Текстовые приложения для нового поколения мобильных  устройств будут значительно  отличаться от своих предшественников. Поскольку устройства будут функционировать  с использованием IP, они не будут  нуждаться в специальных системах передачи сообщений. Пользователь будет  иметь возможность пользоваться любой существующей интернет-системой, предназначенной для передачи сообщений (ICQ, MSN, AOL ... и т.д.). И шансы таковы, что даже если поставщики услуг решат не создавать единой системы передачи сообщений, пользователи будут иметь возможность использовать для этого существующее бесплатно распространяемое программное обеспечение (например, Trillium). Пользователи имеют возможность получать на свои мобильные телефоны широкий спектр контента - котировки акций, спортивные результаты, погоду информацию о полетах, заголовки новостей, напоминания, результаты лотерей, шутки, гороскопы, информацию о ситуации на дорогах, местные сервисы и тому подобное. Эта информация не обязана быть чисто текстовой - это могут быть также карты, графики или другие типы визуальной информации. Длина короткого сообщения в 160 символов достаточна для передачи «количественной» информации, такой как цены на акции, спортивные результаты или сводка погоды. Однако когда информация носит качественный характер, например, гороскопы или новости, 160 символов не хватает ни на что другое, кроме как раздразнить интерес или вызвать раздражение получателя информации. По этой причине GPRS, наиболее вероятно, будет использоваться для информационных сервисов, построенных на «качественной» информации для конечных пользователей, имеющих устройства, поддерживающие GPRS, но при этом SMS будет продолжать использоваться для пересылки большей части «количественной» информации. Интересно, что чат-приложения являются формой «качественной» информации, для которой может сохраниться передача при помощи SMS, чтобы добиться краткости подачи мысли и уменьшить долю не относящихся к делу посланий.

 

• Картинки - В условиях повышения  разрешающей способности дисплеев мобильных устройств, становится все  более целесообразно пересылать полноцветные фотографии, открытки и презентации. А ведь еще совсем недавно пользователи имели возможность созерцать на экранах мобильных телефонов лишь черно-зеленые изображения, на которые можно было смотреть только под определенным углом зрения и угадывать, что там могло быть изображено. Неподвижные изображения, такие как фотографии, картинки, открытки, поздравления и презентации, а также неподвижные веб-страницы можно посылать и получать по мобильной сети. При помощи GPRS можно посылать изображения с цифровой камеры, соединенной при помощи GPRS радиоустройства непосредственно с интернет-сайтами.

 

• Звук - Новые устройства смогут использовать не только новые  аудио-возможности, но и услуги передачи звука через интернет. Устройства также можно настроить на отправку и получение звуковых фрагментов в реальном времени. И не вызывает сомнения, что со временем интерфейс голосовых команд будет доступен для любых простых команд. Такого рода технология уже доступна сегодня в самых дорогих автомобилях и самых продвинутых сотовых телефонах. GPS и сервисы дорожных карт также являются сегодня весьма привлекательными для пользователей сервисами. В Японии почти все автомобили оборудованы стандартной опцией для DVD GPS системы. Несмотря на многочисленные попытки улучшения качества голосовой связи в мобильных сетях, таких как Enhanced Full Rate (EFR), требуемого качества они по-прежнему не предоставляют. Существует ряд обычных в практике, например, журналистов или полицейских ситуаций, когда необходимо фиксировать разговоры с людьми или радиосообщения при помощи портативных микрофонов профессионального качества связи и посылать эту информацию на радиостанцию или в отделение полиции. Если просто оставить мобильный телефон включенным или надиктовать на мобильный телефон нужную информацию, это не даст достаточного качества звука для анализа и перезаписи голоса, когда точная идентификация голоса важна. Поскольку даже короткие голосовые фрагменты занимают значительный объем в виде файлов, GPRS или другие высокоскоростные мобильные сервисы передачи данных в подобных случаях насущно необходимы.

 

• Видео - Так же, как и  с передачей звука, пользователи имеют возможность работать с  живым видео. В качестве запоминающих устройств, процессоры становятся миниатюрнее, а скорости доступа повышаются, что  является существенным моментом при  использовании сотовых телефонов  для проведения видеоконференций, что  вскоре станет повседневной практикой. Более того, просмотр телевизионных  передач вскоре будет возможен не только при помощи телевизоров, но и  через мобильные устройства. Со временем природа и форма мобильных  коммуникаций становится все менее текстовой и более визуальной. Беспроводная индустрия движется от текстовых сообщений к сообщениям в виде иконок и картинок, и далее - от передачи фотографий и чертежей, к видеосообщениям и пересылке фильмов, которые можно загружать и просматривать в полном объеме через мобильное устройство. Пересылка движущихся изображений через мобильную среду находит применения и в смежных нишах рынка. Например, это касается мониторинга автостоянок или мониторинга жилищ в отсутствии хозяев - против случайных гостей или воров, когда система, в случае срабатывания, может отправлять в адрес хозяина изображение происходящего. Также могут быть очень востребованы приложения для видеоконференций, в которых, например, команды дистрибьюторов могут проводить свои регулярные встречи по продажам без необходимости собираться в специальном «физическом» месте встречи - это еще одно приложение для передачи движущихся изображений.