GPRS-разборки



Услуга передачи данных по сетям мобильной связи постепенно набирает популярность. Технология GPRS медленно, словно ледокол торосы Арктики, разбивает скепсис и предубеждение абонентов. Уже давно доступны мобильные терминалы, поддерживающие услугу пакетной передачи данных. Потихоньку раскручивается рекламная GPRS-компания, а изготовители испещряют проспекты сотовых телефонов терминами типа «класс В», «класс 4» и т. п.

Для того чтобы разобраться в основных параметрах мобильных терминалов (МТ), поддерживающих технологию GPRS, стоит вспомнить, какие принципы положены в основу сетей GSM-GPRS.

Скорость передачи информации в канале GPRS. В стандарте GSM принят многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA). Периодическая последовательность в структуре TDMA получила название гиперкадра. Он делится на 2048 суперкадров. В свою очередь суперкадр состоит из мультикадров, которые состоят собственно из кадров. TDMA-кадр делится на восемь временных позиций, так называемых тайм-слотов, или окон. Каков физический смысл тайм-слота? Это ничто иное как время, в течение которого радионесущая частота модулируется цифровым информационным потоком, соответствующим передаваемой информации – речи или данным.

В классическом GSM мобильный терминал имеет право занять в TDMA-кадре один тайм-слот. Поэтому скорость передачи данных в сетях GSM ограничена.

Иначе обстоит дело при использовании технологии GPRS. Емкость канала предоставляется по требованию, при котором физические каналы соты назначаются динамически для использования в режиме коммутации каналов и коммутации пакетов.

Здесь, в зависимости от ситуации, для передачи данных базовая станция выделяет мобильному терминалу в кадре произвольное число тайм-слотов: от 0 до 8. Причем допустимо асимметричное назначение ресурсов. То есть во время пакетной передачи ресурсы линии связи «вверх» и «вниз» задаются независимо. Здесь «вверх» – от МТ к базовой станции, «вниз» – от базовой станции к МТ. Например, «вверх» – три тайм-слота, «вниз» – два.

Естественно, любой канал связи работает в неидеальных условиях, поэтому в GSM используют избыточное кодирование. Более того, в технологии GPRS возможны 4 схемы кодирования данных: от CS1 (для работы в условиях сильных помех) до CS4 (для работы при минимальных помехах). Таким образом, при постоянной скорости в канале 22,8 кб/с количество передаваемой полезной информации зависит от условий работы МТ и базовой станции. Очевидно, что чем хуже помеховая обстановка, тем меньше полезной информации можно передать в единицу времени. Основные значения для схем кодирования приведены в таблице 1.



Из таблицы нетрудно понять, каким образом 2 – 3 года назад в рекламных проспектах производителей и горе-аналитиков появились цифры 171,2 кб/с (8х21,4) – скорость передачи информации в режиме GPRS. Это максимальное, теоретически возможное значение.

На практике работа по схемам CS-4/CS-3 требует модернизации аппаратуры и ПО базовой станции, в то время как для CS-2/CS-1 достаточно модернизировать только ПО базовой станции. Например, в России операторы используют схему CS-2. Нетрудно найти реальную максимальную скорость передачи информации. Она составляет 107,2 кб/с (8х13,4).

Но выделение оператором всех 8 тайм-слотов для трафика данных маловероятно. В зависимости от интенсивности голосового трафика и ресурсов базовой станции (ее пропускной способности) операторы выделяют под передачу данных 1 – 2 тайм-слота в «часы пик», и 2 – 4 тайм-слота в остальное время. Поэтому сегодня скорость 52 кб/с считается предельной для GPRS-технологии. Иначе операторы вынуждены увеличивать ресурсы базовых станции и инфраструктуры, резервируя часть тайм-слотов под передачу данных.

Кроме того, оператор может закрепить за голосовым соединением параметр «все возможное» (best effort), обеспечивая автоматическое высвобождение временных интервалов, зарезервированных за GPRS, – как только эти ресурсы потребуются абонентам для голосового соединения. Очевидно, что при этом произойдет задержка в передаче данных.

МТ, выпускаемые сегодня, в основном поддерживают режимы CS-2/CS-1. Но Motorola в спецификации модели Т-720 подчеркивает CS-4-совместимость.

Технические ресурсы GPRS-терминалов. В соответствии со спецификацией GPRS все МТ подразделяются на три класса: А, В, С. МТ класса А поддерживают как передачу речи, так и передачу данных. Они одновременно выполняют сигнализацию и управление для GSM и GPRS. В случае приема информации и при входящем вызове МТ класса А поддержит одновременную работу с голосом и данными.

А вот МТ класса В (именно они пока доминируют на рынке) одновременный обмен данными и речевыми сообщениями не поддерживают. В каждый момент времени может передаваться только трафик GSM или GPRS. Если во время загрузки информации из интернета (режим GPRS) МТ принимает вызов для голосовой связи, передача данных прерывается. Как только голосовое соединение завершается, загрузка данных возобновляется, поскольку логическая связь между сетью GPRS и МТ сохраняется. Выбор режима GPRS/речь осуществляется автоматически, с приоритетом последнего.

МТ класса С могут обрабатывать только один тип соединения. Выбор типа (GPRS/речь) выполняется вручную. Например, если МТ обслуживает передачу данных, голосовое соединение невозможно.

Отметим, что МТ для сетей GPRS должны обеспечить обмен SMS-сообщениями в режиме коммутации пакетов. Это позволяет снять ограничение на длину короткого сообщения в 160 символов.

Создатели стандартов на GPRS-терминалы, сами того не сознавая, внесли определенную неразбериху в терминологию и вызвали путаницу в умах любителей сотовой связи. Как мы указывали, число тайм-слотов, выделяемых под передачу информации, в TDMA-кадре может изменяться от 1 до 8. Причем значение имеет число тайм-слотов как для передачи «вверх», так и для передачи «вниз». Поэтому в GPRS-спецификациях появился второй класс, определяющий, сколько тайм-слотов в кадре доступно для передачи «вверх», а сколько «вниз» (таблица 2). Например, класс 6 означает 3 тайм-слота для передачи «вниз» и 2 – «вверх». В технических характеристиках производители указывают либо класс, либо конкретные значения, например 4/1, 3/2 и т. п.



Стоит обратить внимание еще на одну закономерность. Максимальное число выделяемых тайм-слотов не всегда соответствует арифметической сумме «вверх» + «вниз». Например, класс 6 – это максимум 4 тайм-слота под пакетную передачу данных. Второе – реально есть только 8 тайм-слотов, и если сумма «вверх» + «вниз» превышает значение 8, конкретное распределение выбирает оператор, программируя базовую станцию.

Отметим, что понятие класса позволяет в рекламных целях путать неподготовленного абонента. Например, Alcatel, рекламируя модель ОТ715, указывает, что это первая модель класса 10. Наверное, это оптимально для группы абонентов, предполагающих использовать свой МТ именно для передачи данных (2 тайм-слота «вверх»). Но для большинства число тайм-слотов для передачи «вверх» не актуально, так как мы в основном принимаем информацию. Таким образом, приобретая МТ класса 8 или 10, большинство абонентов получают буквально микроскопическую выгоду.

Не секрет, что производители лукавят, когда приводят время работы в различных режимах. Цифры эти, безусловно, справедливы для режима голосовой связи. Но при передаче данных (GPRS) обработке подлежат три (четыре) тайм-слота, что снижает приведенное время в несколько раз. Если учесть, что для обработки информации процессором потребляется дополнительная энергия, то цифры, определяющие время работы в режиме обмена данными, получатся не столь впечатляющими, а большинство вендоров их попросту не приводит.

Рынок мобильных терминалов GSM с поддержкой технологии GPRS на сезон-2003 в основном определился. Однако, перефразируя классика, можно сказать, что технология GPRS, о которой так долго говорили производители, пока остается далекой от полноценной реализации. Сегодня они предлагают так называемый усеченный GPRS – речь идет только о МТ класса В, да и то с возможностью работы в режиме 4/1 либо 4/2. А что же полноценный GPRS – 8 тайм-слотов для обмена информацией? Пока он попросту недосягаем. Не секрет, что процессоры, имеющие требуемую производительность (для режима обработки информации в 8 тайм-слотах), на рынке уже присутствуют. Однако потребляемая ими мощность никак не устраивает конструкторов МТ. В результате никто из производителей не рискнул вывести на рынок модель массой порядка 170 – 200 г, которая, благодаря соответствующим процессору и аккумулятору, позволила бы полностью реализовать возможности, заложенные в GPRS. Поэтому возьму на себя смелость предположить, что, несмотря на многообещающие заявления, поток рекламных проспектов и модели класса B (4/1 или 4/2), полноценный режим GPRS для производителей МТ пока остается скорее желанным завтра, нежели актуальным сегодня.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.