какая максимальная скорость передачи данных по технологии gprs
Мобильный интернет. Отличия в стандартах GPRS, EDGE, 3G и 4G
Пользователи мобильных телефонов или планшетов с поддержкой SIM-карт могли замечать, что значок рядом с антенной, символизирующий передачу данных, может меняться на один из следующих: G, E, 3G, 3.5G, 3G+, H, H+, 4G, L или LTE. Попробуем разобраться, что значит каждый из них.
G (GPRS)
GPRS (General Packet Radio Service — “пакетная радиосвязь общего пользования”) — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. Является одной из первых реализаций мобильного интернета. На сегодняшний день устаревший способ соединения со всемирной паутиной. Теоретический максимум скорости передачи данных составляет 171,2 Кбит/c (зависит от класса GPRS).
E (EDGE)
EDGE (англ. Enhanced Data rates for GSM Evolution) или Enhanced GPRS — цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая являет собой надстройку над 2G и 2.5G (GPRS) сетями.
Подключение в сети по EDGE примерно в 3 раза быстрее, чем по GPRS, а именно максимальная скорость передачи данных может составлять 474 Кбит/с. На картинке выше скорость соединения, измеренная приложением Internet Speed Meter для Android, имеет размерность KB/s (килобайт в секунду). Чтобы перевести в размерность килобит в секунду, нужно умножить отображаемое значение на 8, то есть 17 Кб/с x 8 = 136 Кбит/с.
3G (от англ. third generation — третье поколение) — технологии мобильной связи 3-го поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ к сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных (голоса, сообщений и т.д.). В настоящее время под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS с надстройкой HSPA (отсюда и значок на телефоне “H” или “H+”).
Сети третьего поколения 3G работают на частотах несколько выше чем традиционные GSM (850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц), а именно 1900—2100 МГц, что, кроме других серьёзных отличий от GSM и усовершенствований, позволяет увеличить полосу пропускания частот и, соответственно, скорость передачи данных.
Разновидности 3G
Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту HSPA составляет 14,4 Мбит/с (скорость передачи данных от базовой станции на всех локальных абонентов) и до 5,76 Мбит/с от абонента. Первые этапы внедрения стандарта имели скорость 3,6 Мбит/с к абоненту HSDPA (D — downlink). После внедрения второго этапа HSUPA (U — uplink, то есть ускорения передачи от абонента) всю технологию сокращённо стали называть HSPA.
HSPA+ (англ. Evolved High-Speed Packet Access, “развитый высокоскоростной пакетный доступ”) — стандарт мобильной связи, модернизация третьего поколения мобильной связи, с высокой скоростью, сравнимой с 4G.
К HSPA+ принято относить технологии, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных со скоростью скачивания до 42,2 Мбит/с и отдачи до 5,76 Мбит/с. На практике скорость соединения ниже и составляет 10 — 20 Мбит/с (на картинке выше 1,6 Мб/с x 8 = 12,8 Мбит/с).
Эта технология считается переходной между сетями третьего (3G) и четвёртого (4G) поколения. Иногда её ещё называют “3.5G”.
Если у вас на телефоне загорелся значок L, LTE или 4G, поздравляем! Во-первых, Ваше устройство поддерживает стандарт LTE-A и WiMAX, а во-вторых, Вы находитесь в сети самого нового и последнего доступного в нашей стране на момент написания данной статьи поколения со скоростью загрузки данных до 173 Мбит/с и скоростью отдачи до 58 Мбит/с!
На пути от 2G к 3G: система GPRS
Что такое GPRS.
Разумеется, разработчики GPRS приложили все усилия для того, чтобы установка новой системы “поверх” существующих GSM-сетей оказалась как можно менее обременительной (и разорительной, что немаловажно) для операторов. Давайте рассмотрим подробнее, какие новые блоки и связи появляются в общей архитектуре системы сотовой связи стандарта GSM с внедрением GPRS, а потом обсудим пользовательское оборудование, способное работать с высокоскоростной пакетной передачей данных.
GPRS изнутри.
Для быстрой маршрутизации информации к мобильному абоненту GPRS-система нуждается в данных о его месторасположении относительно сети, причем с большей точностью, нежели в случае передачи голосового трафика (напомню, HLR и VLR хранят номер Location Area (LA), в которой находится абонент: подробней об этом можно прочитать тут ). Но представьте себе, как возрастет служебный трафик в сотовой сети и расход энергии мобильным аппаратом, если телефон будет информировать систему каждый раз при переходе от одной соты к другой! Чтобы найти разумный компромисс между объемом сигнального трафика в сети GPRS и необходимостью знать с высокой точностью местонахождение абонента принято деление терминалов на три класса:
Согласно этой идеологии, терминалы, находящиеся в STANDBY-режиме, при переходе из одного RA в другой посылают SGSN специальный сигнал о смене области маршрутизации (routing area update request). Если новая и старая RA контролируется одним SGSN, то смена RA приводит лишь к корректировке записи в SGSN. Если же абонент переходит в зону действия нового SGSN, то новый SGSN запрашивает у старого информацию о пользователе, а MSC, VLR, HLR и вовлеченные в работу GGSN ставятся в известность о смене SGSN. Когда телефон, работающий с GPRS-системой, перемещается в другую LA, то SGSN отправляет соответствующему VLR сообщение о необходимости смены записи о местонахождении абонента.
Класс QoS выбирается индивидуально для каждой новой сессии передачи данных.
Вообще говоря, пакетная передача данных предусматривает два режима “соединений”:
Поддержка режима “многоточечной” передачи информации PTM ожидается в будущих спецификациях GPRS.
Поговорим теперь о клиентском оборудовании GPRS. К сожалению или к счастью, но для работы с системой пакетной передачи данных необходимо иметь специальный телефон, совместимый с GPRS. Говоря более строго, GPRS-терминалы подразделяются на три класса:
Следует заметить, что максимальная скорость передачи данных определяется, в первую очередь, количеством каналов, с которыми одновременно может работать абонентский терминал. Один канал обеспечивает передачу данных со скоростью до 13.4 кбит/с.
Заключение.
Описание и преимущества технологии передачи данных GPRS
GPRS — это безграничные возможности для человека, есть множество преимуществ и недостатков. Технология частично используется в телефонах, компьютерах, терминалах. Для быстрой, качественной отправки сообщений необходимы определенные улучшения, и операторы мобильной связи над этим работают.
Чем привлекательна эта технология?
GPRS интернет имеет массу преимуществ:
История
Стандарт стал доступен в 1969 году, но обычные пользователи ощутили прогресс только в 1991 году. Модемный интернет привлёк внимание, однако потенциал был не раскрыт. Стандарт 2.5G открыл пакетную передачу данных. Затем ученые заявили о голосовых каналах. Потребители могли спокойно передавать сигналы, и при этом учитывался трафик.
Важно! С приходом стандарта 2.75G несколько расширились возможности. Увеличилась скорость, уменьшилось количество ошибок. Пользователи получили возможность производить настройки.
При получении повреждённого пакета данных производилось декорирование. Время приема сигнала уменьшалось, стало возможно отправлять изображения по потоковой передаче.
Эволюция данных 2G
Второе поколение телефонной технологии 2G первоначально имело массу ограничений. Пользователям были открыты текстовые, а также мультимедийные сообщения. Сейчас их принято называть SMS и MMS. Передача велась в зашифрованном виде, она имела цифровой вид. Активное продвижение технологии происходило в Европе. За основу взят стандарт TDMA (рабочая частота 450 Герц).
В Японии опирались на платформу PDC. Она представляет собой площадку для передачи данных, рабочая частота 800 герц. Разделение данных на ней происходит по каналу (его можно отключить).
Принцип работы построен до модуляции сигналов. В частности, используется 4-фазовая модуляция Грея. Стандарт EDGE стал доступен в 2003 года. За оказанную помощь необходимо поблагодарить компанию Cingular. Представленный оператор мобильной связи смог доработать платформу GSM, и позаботился о совместимости с цифровой мобильной технологией.
Что дает абоненту технология GPRS
GPRS дает возможность людям обмениваться сообщениями. Речь идёт о свободных каналах, нет необходимости использовать статическое оборудование. Сжатие данных происходит без потери качества. Безопасная отправка текстовых и мультимедийных сообщений позволила избавиться от стандартных приемников.
Расшифровать послание можно лишь после получения. Технология пришла на смену аналоговому радиовещанию. Для передачи сообщения требуется лишь цифровое подключение. Телефоны выступают компактной базовой станцией.
Как работает
Сеть GPRS построена по принципу передачи цифрового сигнала на слот. Данные поступают зашифрованными пакетами. Оператор контролирует трафик и скорость передачи данных. Многое зависит от оборудования, сигнал может быть идти от сети или наоборот. Один канал используется несколькими абонентами, поэтому возникает очередь. Задержка связи — привычное дело.
Принципы построения системы GPRS
По структуре выделяет 2 части системы:
База включает в себя оборудование для передачи сигнала. Необходимы контроллеры и станции (вышки). Оборудование должно поддерживать передачу данных, обеспечивать быстрый обмен информацией. Сетевые устройства считывают данные, они связаны с главным компьютером.
Важно! Коммутаторы используются разных классов, в цепи они выступают серверами.
Помимо обработки информации требуется преобразование текстовых и мультимедийных сообщений. Вышка принимают протокола определенного формата, поэтому обработка информации отнимает некоторое время (в зависимости от очереди абонентов). Современные пакетные коммутаторы работают быстрее за счет повышенной пропускной способности. К сетевому оборудованию также относятся шлюзы. Они хранят в себе наборы команд. В случае непредвиденных сбоев происходит перенастройка устройств.
Терминальное оборудование GPRS
Среди продавцов в магазинах, торговых центров востребованными остаются терминалы. Как известно, сигнал Ethernet пропадает по разным причинам, а вот мобильная связь считается стабильной. Второй канал передачи данных увеличивает шанс проведения успешной сделки. Терминал отправляет сигнал на сервер и считывает данные о платеже. Основные характеристики:
Скорости передачи в системе GPRS
Максимальная скорость передачи сигнала — 107 килобит за секунду. По факту, прирост осуществляется постепенно. Ограничение существует из-за оборудования. Терминалы не обеспечивают высокую скорость передачи данных. Всё упирается в количество каналов. К счастью, есть универсальные модели, рассчитанные на прием и передачу по всем каналам. Однако пропускная способность этого канала равняется лишь 13 килобит за секунду.
Важно! Производители в ближайшее время обещают устройства на 24 канала. С 13 килобит в секунду скорость возрастет до 40 Кб в секунду. Однако приём сигнала всегда будет лучше, чем передача.
Специалисты операторских компаний заявляют о возможности выпуска моделей на 7 каналов. Скорость передачи возрастёт до 35-40 КБ, а вот прием данных составит 60-70 КБ за секунду. Пользователей интересует вопрос выбора каналов. Всё зависит непосредственно от послания человека. Система в автоматическом порядке определяет его приоритет. Голосовые данные обслуживаются в первую очередь, а далее идет мультимедиа.
Все изменится с появлением новых устройств, которые со старта смогут поддерживать среднюю скорость передачи данных.
Однако специалисты забывают про допустимую частоту. Дойдя до предела 600 МГц, задействуется другое оборудование и возрастает уровень радиационного излучения. Передатчики в телефонах являются безопасными, и вряд ли кто-то будет повышать их мощность. Излучатели однозначно воздействуют на здоровье человека, пока нет надобности расширять пакетную передачу данных.
Особенности
Технология GPRS уникальна, поскольку работает с личными сообщениями. провайдеры для входа в систему используют точку APN. Настройки зависят от локации и оборудования приема данных. Для открытия символьной строки используется функция PDP. Отдельного внимания заслуживает архитектура.
Важно! Построение на сети Network позволило централизовать процессы. Все точки в цепи объединены и связаны между собой.
Отправка сообщений происходит через мобильные устройства, нет необходимости привязываться к компьютеру. Пользователи сети способны управлять сессией, выбирать режимы. Они представляют собой набор интернет-сервисов. Для сбора информации предусмотрен биллинг, он активно используется в телекоммуникационных компаниях.
Предприятия тарифицируют данные, есть возможность выставлять защиты. Для этого необходимо прикладное программное обеспечение. GPRS работает не только по мобильной и фиксированной связи. Применяются виртуальные операторы и интернет-провайдеры. Наличие канала дает возможность абоненту отправлять данные самостоятельно и следить за процессом.
Как у радио, сначала были проблемы со сдвигом канала. Это наблюдалось до появления контроллеров, ситуацию спасла частотная модуляция. Оборудование отслеживает импульсы и подключает фильтры нижних частот. Технология не лучшим образом показала себя на уровне полосных излучений. Пользователи вне эфира не получают сигнал. Отсутствует фаза, иногда символы в сообщении отображаются частично.
Важно! Фильтрование сигнала привело специалистов к цифровым изменениям.
Сокращение времени отклика позволило уменьшить импульсы. Наряду с этим сократились межсимвольные искажения. Данные передаются в битах и потому не избежать ограничений. Дополнительная особенность кроется в интеграции с интернетом. Никто не собирается ограничиваться GPRS, забрасывая глобальную сеть.
Использование
Остаются вопросы про GPRS, интернет: что это, как пользоваться? На примере устройств Siemens SX-45, PDT 8137, видно, что отправка информации на телефоне не отнимает много времени. Устанавливается связь и необходимо просто совершить действие. Перед этим в меню выбирается функция GPRS. В настройках соединения запрашивается имя сети. Далее происходит отправка сообщения, производится обработка.
Выпускаются устройства с клавиатурой и без неё. Есть модели более похожие на пейджеры.
Перспективы пакетной передачи данных
Реальный объем передаваемой информации возрастает, поэтому компании МТС, МегаФон, Билайн, Теле заинтересованы в том, чтобы продвигать технологию GPRS. В промышленности востребованы телефоны с такой системой. Технология поддерживается у Айфон 5/5S.
Важно! Современные ноутбуки, КПК, ПК предоставляют возможность подключать телефоны. На рынке предложены компактные модели.
Среди встроенных карт выделяется продукция Nokia D211, она предназначена для ноутбуков. Пользователю необходимо создать беспроводную локальную сеть. В ней легко отправлять сообщения другим пользователям. Поддерживается постоянное сетевое соединение и есть превосходство перед стандартом LTE.
Выше рассмотрены особенности GPRS интернет. Рассказано про подключение услуги, преимущества и недостатки. У технологии есть перспектива, операторы мобильной связи работают над усовершенствованием GPRS.
Технология GPRS
21,4 Кбит/сек. × 8 TS = 171,2 Кбит/сек.
| Схема кодирования | Макс. скорость в 1 TS |
| Coding Scheme 1 | 9,05 Kbps |
| Coding Scheme 2 | 13,4 Kbps |
| Coding Scheme 3 | 15,6 Kbps |
| Coding Scheme 4 | 21,4 Kbps |
Примерно до начала 2006 года операторы чаще всего применяли CS-2, что позволяло получить скорость в 13,4 Кбит/сек. в одном канале. В настоящее время в ряде регионов различные операторы задействовали CS-4. Обратите внимание, что наиболее помехоустойчивой считается CS-1 при этом обеспечивая минимальную скорость передачи. CS-4 менее устойчива к помехам, но обеспечивает до 21,4 Кбит/сек.
От мультислотового класса зависит количество каналов, которые могут использоваться мобильной станцией для приема и передачи данных.
| Multislot-класс | Максимум TS (прием) | Максимум TS (передача) | Максимум TS (одновременно) |
| 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 | 5 |
| 8 | 4 | 1 | 5 |
| 9 | 3 | 2 | 5 |
| 10 | 4 | 2 | 5 |
| 11 | 4 | 3 | 5 |
| 12 | 4 | 5 | 5 |
| 13 | 3 | 3 | 6 |
| 14 | 4 | 4 | 8 |
| 15 | 5 | 5 | 10 |
| 16 | 6 | 6 | 12 |
| 17 | 7 | 7 | 14 |
| 18 | 8 | 8 | 16 |
| 19 | 6 | 2 | 8 |
| 20 | 6 | 3 | 9 |
| 21 | 6 | 4 | 10 |
| 22 | 6 | 4 | 10 |
| 23 | 6 | 6 | 12 |
| 24 | 8 | 2 | 10 |
| 25 | 8 | 3 | 11 |
| 26 | 8 | 4 | 12 |
| 27 | 8 | 4 | 12 |
| 28 | 8 | 6 | 14 |
| 29 | 8 | 8 | 16 |
Обладая этими сведениями, мы легко можем посчитать максимально достижимую скорость в GPRS-сети оператора. Например, если у вас телефон 10-го мультислотового класса, это позволит использовать 4 канала на прием данных максимум. Если ваш оператор обеспечивает вторую схему кодирования, то это позволяет передавать данные со скоростью 13,4 Кбит/сек. в одном таймслоте. Таким образом, высчитываем максимальную реально достижимую скорость (со скидкой на загруженность сети):
13,4 Кбит/сек. × 4 TS = 53,6 Кбит/сек. (6,7 Кбайт/сек.)
Если это 10 multislot-класс и CS-4, получим:
21,4 Кбит/сек. × 4 TS = 85,6 Кбит/сек. (10,7 Кбайт/сек.)
В настоящее время набирает популярность технология UWC-136 EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), в которой используется новый метод модуляции ( MCS — Modulation Coding Scheme), позволяющий передавать большее количество информации в одном временном слоте (TS) за то же время.
| Схема модуляции | Скорость в 1 TS |
| MCS 1 | 8,4 Kbps |
| MCS 2 | 11,2 Kbps |
| MCS 3 | 14,8 Kbps |
| MCS 4 | 17,6 Kbps |
| MCS 5 | 22,4 Kbps |
| MCS 6 | 29,6 Kbps |
| MCS 7 | 44,8 Kbps |
| MCS 8 | 54,4 Kbps |
| MCS 9 | 59,2 Kbps |
Максимальная скорость в одном канале при использовании EDGE может достигать 59,2 Кбит/сек. (при использовании MCS-9). Какова будет максимальная скорость при использовании телефона с поддержкой EDGE и 10 EDGE-мультислотовым классом? Верно, если вы считали так:
59,2 Кбит/сек. × 4 TS = 236,8 Кбит/сек. (29,6 Кбайт/сек.)
Обратите внимание, что одна и та же модель телефона может поддерживать 10 мультислотовый GPRS-класс, при этом поддерживая лишь 6-й EDGE-multislot class. Максимальная скорость передачи данных при использовании технологии EDGE (при использовании терминала с поддержкой загрузки данных по 8 таймслотам одновременно) может быть рассчитана так:
59,2 Кбит/сек. × 8 TS = 473,6 Кбит/сек. (59,2 Кбайт/сек.)
Опять же за вычетом потерь, которые могут возникать по причине загруженности сети оператора.
Что такое 2G, 3G, 4G (LTE), 5G
GSM TECHNOLOGY
Идея создания беспроводной сети мобильной связи появилась более ста лет назад. Активная деятельность в этом направлении велась на Западе, но СССР не отставал от своих “коллег по цеху”. Однако несмотря на многолетние разработки первая вариация сотового телефона появилась только в начале 70-х годов, когда в США был создан первый сотовый телефон, выпущенный компанией Motorola.
На сегодняшний день практически у каждого жителя планеты есть мобильные устройства, работающие на основе беспроводной связи. Только за последние сорок лет сменилось четыре поколения сотовой связи, сегодня активно развивается пятое (новейшее) поколение 5G, внедрить которое планируется в 2020 году.
В данной статье в общих чертах будет представлена информация по каждому поколению беспроводной сотовой связи.
Стандарт сотовой связи 1G
1G (или 1–G) — первое поколение беспроводных телефонных технологий и мобильных телекоммуникаций. Это аналоговые телекоммуникационные стандарты, которые были введены в 1980-х, а в начале 90-х были вытеснены более совершенной цифровой технологией 2G.
Это аналоговый стандарт с огромным количеством недостатков, заключающихся в плохом качестве сигнала, отсутствием как таковой совместимости с технологиями.
Коммерческое применение аналоговым сетям было найдено в Японии, далее запуск выполнился в скандинавских странах. Позже всех коммерческое решение для применения и объединения стандартов было найдено в США.
Стандарт мобильной связи 2G
Созданная в 1982 году в Европе рабочая группа, получившая название GSM (спецгруппа по подвижной связи) приступила к изучению и последующей разработке наземной системы связи для комплексного использования.
“Эстафету” в разработке и изучении к концу 80-х годов принял Европейский институт стандартов в телекоммуникации. Именно тогда аббревиатура GSM получила немного другое определение и стала именоваться как глобальная система для подвижной связи.
2,5G работала на основании технологии GPRS и предполагала пакетную мобильную связь общего пользования. В сети GPRS скорость передачи данных была увеличена до 80 кбит/секунду, хотя разработчики обещали 172 кбит/секунду.
Далее появилась 2,7G, работающая на основе технологии EDGE, где скоростные показатели уже достигли 150 кбит/секунду.
3G (3-Generation) – это cокращенное название третьего поколения беспроводной телефонной связи, которое является развитием предыдущих технологий 2G и характеризуется усовершенствованными беспроводными технологиями, такими как высокоскоростная передача данных, доступ к мультимедийным услугам, «бесшовным» роумингом.
Несмотря на то, что все работы по созданию новой технологии 3G начали вестись еще в начале девяностых, мир о сети третьего поколения узнал только в начале двухтысячных. В основе новой технологии был стандарт CDMA, разрешающий многократный доступ с кодовым разделением. Поколение 3G включало сразу пять стандартов UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT и UWC-136, среди которых наибольшую распространенность получили UMTS/WCDMA (этот стандарт стал самым популярным в РФ) и CDMA2000/IMT- MC.
Однако следует учитывать, что теоретическая и реальная скорости отличаются, причем не в пользу абонентов. Если в теории скорость составляет 3,6 Мбит/секунду, то на практике это будет показатель в 1-2 Мбит/секунду или если заявлено 7,2 Мбит/секунду, то в реальности скорость не превысит 3,5 Мбит/секунду.
При этом реальная скорость во многом будет зависеть от уровня сигнала, показателей загруженности базовой станции сотового оператора и других факторов. Если рассматривать вариант покупки модема 3G, то лучше всего обратить внимание на модель Huawei E3372, который может работать в сети третьего поколения с поддержкой скорости передачи данных до 42,2 Мбит/секунду, но и сети 4G (теоретическая скорость доходит до 150 Мбит/секунду).
4G — это четвертое поколение связи, где буква «G» означает «Generation».
Несмотря на то, что сеть 3G не сдает свои обороты и активно используется в России и Европе, ей на смену пришла уже хорошо себя зарекомендовавшая сеть четвертого поколения, которая полностью соответствует высоким запросам и требованиям абонентов.
Стандартами сети 4G стали LTE и WiMax
Под 5G понимают новое поколение мобильной связи. G в названии — просто обозначение поколения, generation.
Как только сеть пятого поколения будет введена в строй, абоненты получат точные сведения о теоретической и реальной скорости передачи данных.