Что такое GPRS?

GPRS - General Packet Radio Service - это своеобразная надстройка над обычной GSM сотовой сетью, которая позволяет передавать данные на существенно более высоких, чем в обычной GSM сети, скоростях. Если в обычной сети можно получить максимум 14,4 Кбит/с, то теоретический максимум в GPRS составляет 171.2 Кбит/с при всех занятых слотах. Разумеется, теоретический максимум - он на то и теоретический, чтобы к нему стремиться, но передача данных на скоростях близких к нему вполне возможна, а уж о пресловутых 56К и говорить нечего - дело техники.
Почему Packet? GPRS - это именно пакетная система передачи данных, функционирующая аналогично с Internet. Весь поток данных отправителя разбивается на отдельные пакеты и затем доставляется получателю, где все пакеты собираются воедино. Разумеется, совсем необязательно, что все пакеты пойдут одним маршрутом.
Впрочем, пакетная передача данных - не единственное сходство Internet и GPRS. При начале GPRS сессии каждому GPRS терминалу присваивается свой уникальный адрес, что в аналогии с Internet превращает каждое GPRS устройство в отдельный веб-сервер. Протокол GPRS прозрачен для TCP/IP, поэтому интеграция GPRS сети с Internet происходит незаметно для конечного пользователя.
Для передачи данных, помимо высокоэффективных алгоритмов кодирования используется довольно интересная технология. Терминалу автоматически выделяются неиспользуемые в данный момент времени тайм-слоты, что позволяет оптимизировать загрузку сети. Разумеется, такая схема влечет за собой "плавающие" в зависимости от количества активных абонентов скорости передачи данных у конкретной БС. Частичным решением этой проблемы может быть система приоритетов голосовых и GPRS соединений, которая выстраивается оператором сотовой связи.

Практическая реализация
Для того, чтобы GSM сеть начала поддерживать GPRS требуется аппаратная модернизация. К существующей сети добавляется так называемое GPRS ядро, которое в общем случае состоит из следующих компонент:

Serving GPRS Support Node (SGSN);
Сервер доменных имен (DNS);
Gateway GPRS Support Node (GGSN);
SGSN находится на одном уровне с коммутатором и выполняет, в принципе, аналогичные задачи: отслеживает местоположение мобильных терминалов и осуществляет взаимодействие с ними. За счет такой структуры в GPRS сети может быть существенно повышена стабильность всей сети в целом. Дело в том, что пейджинг терминалов (поиск конкретного абонента) и прием/передача SMS могут осуществляться по GPRS каналам, не загружая обычные контрольные каналы, которые не отличаются большой пропускной способностью. Разумеется, степень разгрузки сети зависит от конкретной реализации GPRS подсистемы и количества терминалов с поддержкой GPRS.
На GGSN возложены функции сопряжения GPRS сети с внешними сетями пакетной передачи данных. При подключении GPRS терминала к GPRS сети, терминалу выделяется индивидуальный адрес. После этого возможны прием и передача SMS через GPRS, уведомление о входящих голосовых звонках через GPRS.
На данный момент принята следующая классификация GPRS терминалов:

A-класс: одновременная работа в GSM и GPRS;
B-класс: работа или в GSM или в GPRS. При работе в GPRS и входящем голосовом звонке терминал может переключиться в режим GSM;
C-класс: работа только в режиме GPRS.
Имеющиеся сейчас на рынке терминалы - терминалы B-класса. Помимо подразделения на GPRS классы, существует подразделение на так называемые GPRS Multislot классы, которое описывает количество слотов, используемых для приема и передачи данных. Основная классификация включает в себя двенадцать классов, всего же их 29. Основные GPRS Multislot классы: Класс Передача (UL) Прием (DL) Максимальное количество одновременно активных слотов
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 4 5

Не менее критичной характеристикой является используемая схема кодирования сигнала, которая существенно влияет на скорость передачи данных. На данный момент существует 4 типа схем кодирования: Схема кодирования CS-1 CS-2 CS-3 CS-4
Скорость в одном тайм-слоте 9.05 13.4 15.6 21.4

Конкуренты
Ближайший конкурент GPRS - HSCSD (High Speed Circuit Switched Data - высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов) позволяет обойтись лишь программной модернизацией сети. Правда и скорости в данном случае поскромнее - "всего" 43.2 Кбит/с, да и расход ресурсов сети гораздо выше - аппарат занимает до трех каналов. Тем не менее, помимо более низкой стоимости реализации, HSCSD имеет еще одно немаловажное преимущество. Соединение типа "точка-точка" с коммутируемыми каналами гораздо лучше подходит для приложений, критичных к непрерывному потоку данных. К таким задачам можно отнести передачу звука и видео. Дело в том, что в случае с GPRS пакеты передаваемые по разным маршрутам приходят к получателю с разной задержкой, в связи с этим при воспроизведении потокового видео- и аудиосигнала возможны многочисленные перерывы. Для передачи данных, впрочем, это не столь критично.