Technik

GPRS: Die Technik

GPRS ermög­licht paket­ver­mit­telte Daten­über­tra­gung im GSM-Netz - doch wie funk­tio­niert die Technik hinter dem Stan­dard? Wir zeigen es Ihnen.

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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