Dịch vụ viễn thông bao gồm nhiều tính năng

Dịch vụ viễn thông bao gồm nhiều tính năng (viết tắt là GPRS - General Packet Radio Service) là một dịch vụ truyền dữ liệu di động dạng gói dành cho người dùng của Hệ thống di động toàn cầu (GSM) và hệ thống điện thoại di động IS-136. Dịch vụ này cung cấp tốc độ truyền dữ liệu từ 56 đến 114 kbps.

GPRS có thể được áp dụng cho nhiều dịch vụ như truy cập WAP (Wireless Application Protocol), SMS (Short Message Service), MMS (Multimedia Messaging Service), cũng như các dịch vụ liên lạc trên Internet như email và truy cập World Wide Web. Dữ liệu truyền qua GPRS thường được tính theo từng megabyte, khác với các dịch vụ liên lạc truyền thống được tính theo thời gian kết nối. GPRS là dịch vụ chuyển mạch gói với tối đa nỗ lực, ngược lại với các dịch vụ chuyển mạch nơi mà chất lượng dịch vụ (QoS) được bảo đảm trong toàn bộ quá trình kết nối với người dùng cố định.

Các hệ thống di động 2G kết hợp với GPRS thường được gọi là '2.5G', là một công nghệ trung gian giữa điện thoại di động thế hệ thứ hai (2G) và thứ ba (3G). Nó cung cấp tốc độ truyền dữ liệu trung bình, sử dụng các kênh TDMA (Time Division Multiple Access) không được sử dụng trong hệ thống GSM. Trước đây, có ý định mở rộng GPRS để hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn khác nhưng những mạng này hiện đang chuyển sang sử dụng tiêu chuẩn GSM do đó GSM là mạng duy nhất sử dụng GPRS. GPRS được tích hợp vào GSM Release 97 và các phiên bản phát hành sau. Ban đầu, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) đã đặt tiêu chuẩn cho GPRS nhưng hiện nay GPRS là một phần của dự án 3GPP (Third Generation Partnership Project).

Cơ bản

Thường, dữ liệu trên GPRS được tính bằng kilobyte trong khi dữ liệu truyền thống được tính theo giây. Phương pháp tính này không phù hợp vì ngay cả khi không có dữ liệu truyền, người dùng vẫn không thể tận dụng hết băng thông.

Phương pháp truy cập đa dạng trong GSM kết hợp GPRS dựa trên cả hai phương pháp chia tần số (FDD) và chia thời gian (TDMA). Trong một phiên kết nối, người dùng được gán một cặp kênh tần số tải lên và tải xuống. Điều này kết hợp với chế độ gói tin sẽ cho phép nhiều người dùng chia sẻ cùng một kênh tần số. Các gói tin này có độ dài cố định phù hợp với thời gian trong GSM. Tải xuống sử dụng FIFO (First In, First Out) trong khi tải lên sử dụng mô hình giống với Slotted Aloha (S-ALOHA) để tranh chấp khe trống và sau đó truyền dữ liệu thực sự bằng TDMA động với mô hình trước khi đến.

Ban đầu, GPRS hỗ trợ Giao thức Internet (IP), Giao thức điểm-điểm (PPP) và kết nối X.25 (theo lý thuyết). X.25 cuối cùng được sử dụng cho các ứng dụng như thiết bị đầu cuối để thanh toán không dây, mặc dù nó đã bị loại bỏ khỏi tiêu chuẩn. X.25 vẫn có thể được hỗ trợ qua PPP hoặc IP, nhưng cần một bộ định tuyến để kết nối hoặc một cơ chế tích hợp vào thiết bị cuối như UE (User Equipment). Trên thực tế, khi điện thoại di động tích hợp trình duyệt được sử dụng, IPv4 đã được sử dụng. PPP thường không được hỗ trợ bởi các nhà sản xuất điện thoại di động trong chế độ này, trong khi IPv6 vẫn chưa phổ biến. Tuy nhiên, nếu điện thoại di động được sử dụng như là modem kết nối với máy tính, PPP sẽ được sử dụng để gắn IP vào thiết bị, cho phép DHCP cấp phát địa chỉ IP và sau đó sử dụng IPv4 vì địa chỉ IP được sử dụng bởi thiết bị di động thường là địa chỉ động.

Loại A

Có thể kết nối đến dịch vụ GPRS và dịch vụ GSM (điện thoại, SMS) cùng lúc. Những thiết bị như vậy đã có mặt trên thị trường.

Loại B

Có thể kết nối đến dịch vụ GPRS và dịch vụ GSM (điện thoại, SMS), nhưng chỉ sử dụng một dịch vụ vào một thời điểm. Khi sử dụng dịch vụ GSM, dịch vụ GPRS sẽ bị tạm ngừng và sau đó sẽ được kích hoạt tự động khi kết thúc dịch vụ GSM. Phần lớn thiết bị di động GPRS thuộc Loại B.

Loại C

Được kết nối với dịch vụ GPRS hoặc dịch vụ GSM (điện thoại, SMS). Yêu cầu chuyển đổi thủ công giữa hai dịch vụ.

Một thiết bị Loại A thực sự có thể yêu cầu truyền tải trên hai tần số khác nhau đồng thời, điều này đòi hỏi phải có hai sóng vô tuyến. Để giảm thiểu chi phí này, một thiết bị di động GPRS có thể thực hiện tính năng chế độ truyền tải đa chế độ (DTM). Điện thoại hỗ trợ DTM có thể sử dụng đồng thời thoại và dữ liệu dạng gói, với sự hỗ trợ từ mạng để không cần thiết phải truyền tải trên hai tần số khác nhau đồng thời. Những điện thoại này thường được xem là 'Loại A ảo', hay được gọi đơn giản là 'Loại A đơn giản'.

GPRS là một công nghệ mới với tốc độ truyền phụ thuộc vào số lượng time slot TDMA có sẵn, điều này sẽ thay đổi dựa trên (a) khả năng hỗ trợ của thiết bị và (b) GPRS Multislot Class, gọi tắt là GPRS MSC.

Bảng mã

Dạng mã	Tốc độ (kbit/s)
CS-1	8,0
CS-2	12,0
CS-3	14,4
CS-4	20,0

Tốc độ truyền phụ thuộc vào mã hóa kênh đang được sử dụng. Mã ít mạnh nhất (CS-4) được sử dụng gần trạm cơ sở (BTS), trong khi mã mạnh nhất (CS-1) được sử dụng khi trạm di động cách xa BTS.

Sử dụng CS-4 có thể đạt tốc độ người dùng lên đến 20,0 kbit/s trong một khoảng thời gian nhất định. Tuy nhiên, với mã này, độ bao phủ di động chỉ đạt 25% so với bình thường. CS-1 có thể đạt tốc độ người dùng là 8,0 kbit/s trong một khoảng thời gian, với độ bao phủ lên đến 98%. Các thiết bị mạng hiện đại có thể tự động điều chỉnh tốc độ truyền tải tùy theo vị trí của điện thoại.

Tương tự như CSD, HSCSD cũng thiết lập mạch và thường được tính theo phút. Trong các ứng dụng như tải xuống, HSCSD có thể được ưa chuộng hơn vì dữ liệu chuyển mạch thường được ưu tiên hơn dữ liệu chuyển mạch gói trên mạng di động, và chỉ có vài giây không có dữ liệu được truyền tải.

Công nghệ	Tải xuống (kbit/s)	Tải lên (kbit/s)	Cấu hình
CSD	9,6	9,6	1+1
HSCSD	28,8	14,4	2+1
HSCSD	43,2	14,4	3+1
GPRS	80,0	20,0 (Loại 8 & 10 và CS-4)	4+1
GPRS	60,0	40,0 (Loại 10 và CS-4)	3+2
EGPRS (EDGE)	236.8	59.2 (Loại 8, 10 và MCS-9)	4+1
EGPRS (EDGE)	177.6	118.4 (Loại 10 và MCS-9)	3+2

GPRS hoạt động dựa trên gói tin. Khi sử dụng TCP/IP, mỗi điện thoại có thể có một hoặc nhiều địa chỉ IP được thiết lập. GPRS lưu trữ và chuyển tiếp các gói tin IP đến điện thoại khi di chuyển (khi chuyển sang sử dụng điện thoại khác). Thời gian ngừng do nhiễu vô tuyến có thể dẫn đến mất gói tin và gây ra tình trạng thắt cổ chai tạm thời đối với tốc độ truyền tải.

Dịch vụ và phần cứng

Dịch vụ dữ liệu GSM được nâng cấp lên GPRS cung cấp:

• Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện (MMS)
• Push to talk trên điện thoại PoC / PTT
• Tin nhắn nhanh và trạng thái hiện diện trên mạng di động
• Ứng dụng Internet cho thiết bị thông minh qua Giao thức Ứng dụng Không dây (WAP)
• Dịch vụ Điểm-điểm (PTP): hoạt động qua internet (giao thức IP)
• Dịch vụ tin nhắn ngắn (SMS)
• Khả năng mở rộng trong tương lai: dễ dàng bổ sung các tính năng mới như dung lượng cao hơn, nhiều người dùng hơn, các truy cập mới, các giao thức mới và các mạng vô tuyến mới.

Modem USB GPRS

Các thiết bị modem USB GPRS sử dụng giao diện tương tự như các thiết bị đầu cuối USB 2.0 sau này, hỗ trợ định dạng dữ liệu V.42bis và RFC 1144, và có ăng-ten gắn ngoài. Modem có thể là dạng thẻ mở rộng (gắn vào laptop) hoặc thiết bị USB gắn ngoài, có hình dạng và kích thước tương tự như chuột máy tính.

GPRS có thể được sử dụng như là một phương tiện truyền tin nhắn SMS. Nếu SMS qua GPRS được sử dụng, tốc độ truyền SMS có thể đạt đến 30 tin nhắn SMS mỗi phút. Điều này nhanh hơn nhiều so với SMS thông thường trên GSM, khi đó tốc độ truyền tin SMS chỉ khoảng từ 6 đến 10 tin SMS mỗi phút.

Tính sẵn có

Ở nhiều khu vực, như Pháp, nhà cung cấp dịch vụ điện thoại đã tính cước HPRS khá rẻ (so với truyền dữ liệu GSM trước đây, CSD và HSCSD). Một số nhà cung cấp điện thoại di động đề xuất một mức giá cố định cho việc truy cập Internet, trong khi một số khác tính tiền theo dữ liệu truyền nhận, thường là từng đơn vị 100 kilobyte.

Trong giai đoạn hoàng kim của GPRS trong các nước phát triển, khoảng năm 2005, giá chuẩn đã thay đổi từ €0,24 mỗi megabyte lên đến hơn €20 mỗi megabyte. Ở các nước đang phát triển, sự chênh lệch giá cả lớn và thường xuyên thay đổi. Một số nhà cung cấp mạng cung cấp truy cập miễn phí trong khi những khác áp đặt giá cả cao, ví dụ như Tigo ở Ghana với mức giá $1 Mỹ mỗi megabyte hoặc $3 Mỹ ở Indonesia. Mero Mobile ở Nepal tính tiền theo lượng sử dụng sau một ngưỡng nhất định. Vào năm 2008, chi phí truy cập dữ liệu ở Canada vẫn khá cao. Ví dụ, Fido tính $0,05 mỗi kilobyte hoặc $50 mỗi megabyte.

Thẻ SIM trả trước cho phép du khách mua truy cập Internet trong thời gian ngắn.

Tốc độ tối đa của kết nối GPRS vào năm 2003 tương đương với kết nối modem trên mạng điện thoại có dây, dao động từ 32 đến 40 kbit/s, phụ thuộc vào loại điện thoại. Độ trễ cao, khoảng 600 đến 700 ms cho một ping và thường lên đến 1s. GPRS thường có ưu tiên thấp hơn thoại, dẫn đến chất lượng kết nối biến đổi lớn.

Để thiết lập một kết nối GPRS cho modem không dây, người dùng cần xác định một APN, có thể bao gồm tên người dùng và mật khẩu, và đôi khi địa chỉ IP, tất cả do nhà cung cấp dịch vụ cung cấp.

Các thiết bị đã được cải tiến như thông qua tính năng mở rộng UL TBF đã trở nên phổ biến. Tương tự, việc nâng cấp các tính năng mạng đã được một số nhà cung cấp triển khai. Với những cải tiến này, thời gian ping có thể giảm, dẫn đến tốc độ truyền dẫn ứng dụng đáng kể.

• CDMA
• EDGE
• UMTS
• Mạng hạt nhân GPRS
• SNDCP
• Hệ thống con đa phương tiện IP
• HSDPA

Liên kết bên ngoài

• Bộ lệnh AT của 3GPP cho thiết bị người dùng (UE)
• Thông tin bảo mật GPRS trên Wayback Machine (lưu trữ ngày 9 tháng 2 năm 2008)
• Tài nguyên GPRS miễn phí Lưu trữ
  2010-06-07 trên Wayback Machine
• GSM World, hiệp hội thương mại cho các nhà điều hành mạng GSM và GPRS Lưu trữ 2005-02-07 trên Wayback Machine.
• Trung tâm tài nguyên GPRS của Palowireless Lưu trữ 2001-06-08 trên Wayback Machine
• Sơ đồ trình tự kích hoạt GPRS attach và PDP context Lưu trữ 2010-01-01 trên Wayback Machine