GPRS pod mikroskopem (II. část)

V druhém článku, který se na GPRS dívá z technického pohledu, se více zaměříme na mobilní síť. Jaké změny v ní bylo nutno provést při zavádění GPRS? Kudy se přenášejí data? Jak se projevují kódovací schémata?
GPRS pod mikroskopem (II. část)

Kudy plují pakety u GPRS

Jak bylo vysvětleno v první části tohoto nepravidelného seriálu, technologie GPRS využívá paketový způsob přenosu dat, čímž se výrazně odklání od původní přenosové filozofie GSM. Rozšíření systému GSM o novou technologii vyžadovalo řadu zásahů. Kromě samozřejmých softwarových obměn bylo třeba provést také úpravu (doplnění) hardwarového vybavení sítě. Úpravy se mimoto týkaly samozřejmě i podpory GPRS v mobilních telefonech.

Na následujícím obrázku je základní blokové schéma klasické verze systému GSM s doplněním o nové bloky GPRS (jsou modře vybarveny). Nelekejte se, všechno postupně vysvětlím.

Klepněte pro větší obrázek 

Běžný přenos informace (hovor, SMS) v síti probíhá přes rádiové rozhraní mezi mobilem a základnovou stanicí BTS. Dále pokračuje přes řídicí část subsystému základnových stanic BSC do radiotelefonní ústředny MSC. Z ní může dále směřovat např. do veřejné telefonní sítě (PSTN – Public Switched Telephone Network) nebo v být předán do centra pro řízení krátkých textových zpráv (SMSC - Short Message Service Center).

Při přenosu dat klasickým způsobem s přepínáním okruhů jsou data v ústředně předávána do jednotky označované zkratkou IWU (Inter-Working Unit). Obsahuje analogové nebo digitální modemy, které zprostředkují datovou komunikaci mezi GSM a jinými sítěmi.

V případě GPRS, tedy paketového přenosu, probíhá komunikace samozřejmě opět mezi mobilním telefonem a BTS, ale v centru BSC jsou pakety předány do jednotky PCU (Packet Control Unit), která se stará o identifikaci a řízení paketového způsobu komunikace na rádiovém rozhraní.

Jednotka PCU je dále propojena s datovým uzlem SGSN (Serving GPRS Support Node). Datové uzly SGSN jsou schopny takřka přímo komunikovat s rádiovou částí sítě, tedy s řídicími jednotkami základnových stanic BSC (potažmo se základnovými stanicemi). Uzly SGSN mají za úkol např. zjistit polohu mobilního terminálu, ověřit jeho totožnost nebo se také starají o účtování za poskytnuté služby. Musí mít proto logicky přístup do některých systémových databází sítě. Např. do HLR (Home Location Register), což je v podstatě databáze účastníků sítě s řadou důležitých informací - mj. přístup ke službám oprátora apod.

Uzel SGSN je dále napojen na další blok GGSN (Gateway GPRS Support Node), který je zde v úloze brány (směrovače paketů) a tedy komunikuje s jinými paketovými datovými sítěmi, např. s internetem (protokol IP). Přestože je na obrázku pouze jedna dvojice SGSN a GGSN, obou typů uzlů může síť obsahovat, a v reálné situaci také obsahuje, více. Uzly mezi sebou komunikují prostřednictvím protokolu GTP (GPRS Tunneling Protocol), který pracuje nad síťovým protokolem IP. Toliko tedy o struktuře sítě.

Kódování a rychlosti podruhé

Přenosových rychlostí GPRS jsme se dotkli již v minulém dílu. Mohou se pohybovat v rozmezí 9,05 kb/s až 21,4 kb/s podle použitého kódovacího schématu. Kódovací schémata (CS – Coding Scheme) jsou způsoby kódování signálu pro přenos rádiovým prostředím. Definovala je pro GPRS organizace ETSI, jsou celkem čtyři a jsou odstupňována podle odolnosti proti výskytu chyb, které mohou vzniknout při šíření signálu vzduchem. V různých místech totiž dosahuje kvalita signálu (a rušení) různých hodnot a je tedy vhodné použít různé stupně zabezpečení. Kódovací schémata s odpovídajícími přenosovými rychlostmi v jednom timeslotu jsou shrnuta v následující tabulce.

Systémy kódování a jejich rychlosti
systém kódování přenosová rychlost
CS1 9,05 kb/s
CS2 13,40 kb/s
CS3 15,60 kb/s
CS4 21,40 kb/s

Princip je v podstatě takový, že čím jsou horší podmínky pro přenos, tím více dodatečných (redundantních) informací je třeba k přenášeným datům přidat. A protože kapacita přenosového média není nafukovací, vejde se do ní méně uživatelských dat, a tudíž se rychlost přenosu sníží. Z toho vyplývá, že kódovací systém CS1 je určen pro použití v nejhorších přenosových podmínkách, zatímco CS4 je vhodný do podmínek velmi dobrých.

Situace v našich končinách je taková, že Eurotel s Oskarem využívají pouze schémata CS1 a CS2, zatímco T-Mobile se v některých místech odvážně pustil i do aplikování CS3 a CS4. Čerstvé výsledky měření přenosových rychlostí napovídají, že se mu to nejspíše vyplácí. Nu, podívejte se na výsledky měření sami.

Je třeba zmínit, že přenosové rychlosti v tabulce jsou pouze teoretické a výsledná uživatelská rychlost je vždy nižší. Rychlosti v tabulce totiž neuvažují přenos dodatečných (režijních) informací. Mezi ně patří dodatečné informace přenosových protokolů fyzické vrstvy, IP protokolu apod.

Diskuze (2) Další článek: Šuškanda: Eurotel chystá nové Top balíčky

Témata článku: Ostatní, GPRS, Short message service, Kvalita signálu


Určitě si přečtěte

Předpověď počasí od Českého hydrometeorologického ústavu slibuje nejpřesnější data

Předpověď počasí od Českého hydrometeorologického ústavu slibuje nejpřesnější data

Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) už nedodává pouze data, má dvě aplikace pro Android Těšit se můžete na jednoduché uživatelské rozhraní a dostatek informací Chybí naopak jakékoliv možnosti nastavení a postrádáme také widgety

Filip Kůžel, Jozef Cmar | 9

Aplikace pro Android, bez kterých nedokážu žít [Jakub Vrbacký]

Aplikace pro Android, bez kterých nedokážu žít [Jakub Vrbacký]

** Donedávna jsem používal Windows 10 Mobile, změna bolela ** Co není na očích, neexistuje, takže mám jedinou plochu ** Důležitým pomocníkem je Nova Launcher s bohatým nastavením

Jakub Vrbacký | 29

Xiaomi Mi 8 zatopí top Androidům. Má špičkový foťák a 3D odemykání obličejem

Xiaomi Mi 8 zatopí top Androidům. Má špičkový foťák a 3D odemykání obličejem

** Vyzkoušeli jsme novinku, která se prodává zatím jen v Číně ** Mi 8 se chlubí vysokým výkonem a velmi dobrým fotoaparátem ** Pokud bude česká cena rozumná, může to být hit

Jan Láska | 20