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GPRS: Die Technik

GPRS ermöglicht paketvermittelte Datenübertragung im GSM-Netz - doch wie funktioniert die Technik hinter dem Standard? Wir zeigen es Ihnen.
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GPRS: Die TechnikGPRS: Die Technik GPRS ist ein spezielles System für die Übertragung von Informationen über das GSM-Netz. Hierbei werden die Daten in einzelne Pakete aufgeteilt, wobei jedes dieser Pakete mit zusätz­lichen Informationen versehen wird. Diese übermitteln dem Netzwerk, wie die einzelnen Pakete zusammen­hängen und wer die Nachricht empfangen soll. Ermöglicht wird dies durch die IP(Internet Protocol)-Technologie, die auch im Internet zum Einsatz kommt und eine Datenübertragung ohne eine direkte leitungs­vermittelte Verbindung zum Empfänger möglich macht. Mit Hilfe des GPRS-Systems können die Pakete durch verschiedene Kanäle des Netzwerks geleitet werden, was die Nutzung freier Kapazitäten ermöglicht. Die Pakete werden dann beim Empfänger in der richtigen Reihen­folge zu einem Ganzen zusammengefügt.

Wie funktioniert GPRS?

Die GSM-Funkkanäle sind in acht Zeit­schlitze unterteilt, von denen jeder eine Datenübertragungs­rate von 9,6 Kilobit pro Sekunde (kbit/s) hat. Bei einer normalen GSM-Datenübertragung belegt der Anwender während der kompletten Dauer seiner Verbindung einen Zeit­schlitz und macht somit Gebrauch von den gesamten 9,6 kbit/s. Wenn alle GSM-Zeit­schlitze belegt sind, können keine weiteren Personen auf die Netzwerk-Verbindungen zugreifen. Der Anwender muss unabhängig von der über­tragenen Daten­menge bei einer normalen GSM-Datenübertragung für die gesamte Verbindungs­zeit, die für die Datenübertragung benötigt wird, zahlen.

Bei der GPRS-Technologie stehen die Zeit­schlitze mehreren Nutzern gleichzeitig zur Verfügung. Damit kann, durch das Versenden individuell adressierter Daten­pakete, die Kapazität des Netzwerks gezielter genutzt werden, beispielsweise in Übertragungs­pausen, die bei der herkömmlichen GSM-Datenübertragung ungenutzt bleiben würden. Zudem bietet dieses System ein effek­tiveres Kosten­management, da die Abrechnung auch nach Daten­menge und nicht nach Verbindungs­dauer erfolgen kann.

Wie schnell ist GPRS?

Eine treibende Kraft für die Weiterentwicklung der Technologie ist mit Sicherheit das Erreichen einer höheren Über­tragungs­geschwindig­keit, da die Anwender immer schneller auf größere Datenmengen zugreifen möchten. Dies wird bei GPRS durch die parallele Über­tragung der Daten über mehrere Zeit­schlitze erreicht. Theoretisch beträgt die Höchst­geschwindigkeit für GPRS bis zu 171,2 kbit/s, wenn alle acht Zeitschlitze voll­ständig genutzt werden könnten. Das wäre etwa dreimal so schnell wie die Datenübertragung über das ISDN. Diese theoretische Geschwindig­keit wird in der Praxis jedoch nicht erreicht. Derzeit werden per GPRS Datenraten von ca. 50 kBit/s in den deutschen Netzen erreicht. Für schnellere mobile Datenübertragungen stehen seit Ende 2004 die UMTS-Netze und seit 2010 LTE bereit.

GPRS-Telefone sind in der Lage, mehr als einen Zeit­schlitz für das Versenden und Empfangen von Daten zu nutzen. Am wahrscheinlich­sten ist die Nutzung von drei oder vier Zeit­schlitzen für das Empfangen von Daten und der Nutzung eines Zeit­schlitzes für das Versenden von Daten. Daraus folgt eine realistische Datenübertragungs­rate von derzeit 13,4 kbit/s (1Tx bei Coding Scheme 2) für das Versenden und ca. 40 kbit/s (3Rx / CS2) bzw. ca. 54 kbit/s (4Rx / CS2) für das Empfangen von Daten.

In der Praxis hängt die Übertragungs­geschwindigkeit bei GPRS von verschiedenen Faktoren ab. So wirken sich die Datenmenge, die zeitgleich von mehreren Anwendern verschickt wird, die Konfiguration der Mobil­telefone, die GPRS-unterstützende Infrastruktur, sowie das allgemeine Gesprächs­aufkommen auf die verfügbare Netzkapazität und damit auf die Geschwindigkeit aus.

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