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Grundlagen

Wie funktioniert GPRS?

 

Was ist GPRS?

GPRS (General Packet Radio Service) ist ein Dienst im GSM-Netz, ebenso wie die populärsten beiden Dienste SMS und Voice-Verbindungen. GPRS wird eingesetzt, um Daten im GSM-Netz paketorientiert zu übertragen. Die Verbindung zur Gegenstelle wird nicht für die komplette Verbindungsdauer reserviert und offen gehalten, sondern nur dann belegt, wenn wirklich Daten übertragen werden.

Zur Übertragung stehen 8 Zeitschlitze und 4 Codierschemen (CS) mit unterschiedlichen Datenübertragungsraten zur Verfügung: CS1 mit 9,05 kbit/s, CS2 mit 13,4 kbit/s, CS3 mit 15,6 kbit/s, CS4 mit 21,4 kbit/s.

 

Theoretisch ergibt sich bei Bündelung aller acht Zeitschlitze mit Codierschema 4 eine Gesamtdatenrate von 171,2 kbit/s. Dabei wird der Aufwand für die Fehlerkorrektur verringert und es werden längere Datenblöcke übertragen. Die Anpassung der Übertragungsgeschwindigkeit erfolgt dynamisch in Abhängigkeit der HF-Übertragungseigenschaften durch Umschaltung zwischen den Codierschemen. Praktisch sind mittlere Datenraten von 58 kbit/s zur erwarten, die auf vier Zeitschlitzen basieren.

Fakten zu GPRS

  • GPRS:General Packet Radio Service
  • Dienst im GSM-Mobilfunknetz
  • Verfügbarkeit fast flächendeckend
  • Theoretisch 171,2 kbit/s
  • Praktisch mittlere Datenraten von 58 kbit/s

Was braucht man, um GPRS nutzen zu können?

  • Eine Applikation mit angeschlossenem GPRS-Modem
  • Ein verfügbares GSM/GPRS-Netz
  • Eine SIM-Karte mit aktviertem GPRS-Dienst
  • Eine Gegenstelle mit Zugang zum Internet oder zum GPRS-Netz
 

 Vorteil 1: Höhere Datenrate

Im GPRS-Netz werden zur Datenübertragung mehrere Kanäle gleichzeitig belegt, falls Daten übertragen werden müssen. Falls ein GPRS-Gerät gerade keine Daten empfängt oder überträgt, stehen die Kanäle anderen Diensten und anderen GPRS-Teilnehmern zur Verfügung. Durch diese dynamische Zuteilung der Ressourcen wird eine deutlich bessere Ausnutzung der vorhandenen Funk-Infrastruktur erreicht. Nachteil des Systems ist, dass die verfügbare Bandbreite sinken kann, wenn gleichzeitig viele Nutzer auf das GPRS-Netzwerk zugreifen wollen. Zusätzlich werden die Daten noch mit speziellen Codierungsverfahren (CS-1...CS-4) komprimiert, so dass eine weitere Erhöhung der Datenrate erreicht wird.

 

 Vorteil 2: Keine Berechnung der Verbindungszeit

Durch die dynamische Belegung der Ressourcen ist eine Abrechungsart möglich, die viele neue Anwendungsfälle in der industriellen Datenkoommunikation eröffnet. Die Abrechnung erfolgt nicht nach Verbindungszeit sondern nach dem übertragenen Datenvolumen. Damit sind Anwendungen möglich, die dauerhaft verbunden sind, also ein Standleitungsbetrieb,... "always online". Vorsicht ist allerdings geboten bei monatlichem Übertragungsvolumen jenseits von 50 MB. Hier kann GPRS schnell seinen Kostenvorteil verlieren. In der industriellen Datenkomunikation ist aber in den meisten Anwendungen das Übertragungsvolumen deutlich geringer und damit ideal für den Einsatz von GPRS.
 

 Vorteil 3: Parallelisierung in der Leitstelle

In einer Leitstelle, in der man mit konventioneller Technik über Modemracks parallel viele Feldgeräte ausgelesen hat, sind mit GPRS deutliche Vereinfachungen möglich. An der Leitstelle wird nur noch ein Internetzugang benötigt, die Modemracks sind überflüssig.
Auch der Verbindungsaufbau bei GPRS ist deutlich schneller als bei konventioneller Modemtechnik. Oft ist die Anforderung an Feldgeräte, dass diese möglichst schnell abgefragt werden können. Hier Ist GPRS klar im Vorteil gegenüber anderen Technologien.

 

Übertragungsgeschwindigkeit

Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit im GPRS-Netz beträgt theoretisch 171,2 kBit/s. Die auf dem Markt verfügbaren Geräte bieten eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 85,6 kBit/s. In der Praxis zeigt sich, dass eher Werte um 50 kBit/s erreicht werden, was einer durchschnittlichen Übertragungsgeschwindigkeit eines analogen 56k Modems entspricht.

Wichtige Parameter bei der Vertragswahl

Bei der Wahl eines Providers und des GPRS-Tarifes sollte man folgende Daten unbedingt miteinander vergleichen:

  • Grundgebühr pro Monat mit GPRS
  • Inklusivvolumen (1 MB, 5 MB,...)
  • Blockbildung (1 kByte, 10kByte,...)
  • Abrechnungszeitraum (z.B. 24 h)

 

Grundgebühr und das monatiliche Inklusivvolumnen wird jeder Kunde bei der Providerwahl beachten. Wichtig ist aber auch die Tarifeinheit für GPRS. Da im GPRS-Netz üblicherweise keine Verbindungszeiten abgerechnet werden, werden hier die übertragenen Bytes gezählt. Die verwendete Abrechnungseinheit ist die Blockbildungseinheit. Hier sind in aktuellen Verträgen Blockgrößen von einem Kilobyte üblich, früher waren hier Blockgrößen von 100 Kilobyte üblich. Das heißt für den Kunden, dass pro Einwahl ins GPRS-Netz auch bei einer geringen Datenübertragung immer ein kompletter Block abgerechnet wird. Das kann bei einer Blockbildung von 100 kByte schnell eine unangenehme Rechnung zur Folge haben.

Wo ist Vorsicht geboten?

Es gibt natürlich auch Anwendungsfälle, in denen GPRS nicht das Mittel der Wahl ist, um Daten zu übertragen:

  • Bei dauerhafter Übertragung großer Datenmengen.
  • Bei Bedarf an dauerhaft großer Bandbreite.
  • Bei Protokollen mit kritischem Timing.

Wo ist der Einsatz von GPRS besonders interessant?

Eine kleine Zusammenfassung:

  • Wo eine Standleitung benötigt wird.
  • Wo eine Mietleitung oder Festnetz zu teuer wäre, weil „mitten im Nirgendwo“.
  • Wo hohe Verbindungskosten ins Ausland anfallen.
  • Wo viele Geräte nacheinander/gleichzeitig abgefragt werden müssen.
  • Wo oft kleine Datenmengen übertragen werden müssen.
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