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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.

Von Markus Weidner / Thomas Michel / Julian Ruecker

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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. Mithilfe 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 ISDN. Diese theoretische Geschwindigkeit wird in der Praxis jedoch nicht erreicht. Real werden per GPRS Datenraten von ca. 50 kBit/s in den deutschen Netzen erreicht. Für schnellere mobile Datenübertragungen standen von Ende 2004 bis zur Abschaltung 2021 die UMTS-Netze bereit, seit 2015/2016 werden LTE- und seit 2019 vermehrt 5G-Netze benutzt.

GPRS-fähige 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 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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