GPRS

GPRS (General Packet Radio Services); çağın gelişmesi ile birlikte her nerede ve her ne zaman olursa olsun insanların e-postalarına, internete, dosyalarına, fakslarına ve diğer verilere erişebilmeleri için kullanılan yöntemlerden birisidir.Ayrıca GSM mobil istasyonları için bir paket radyo erişimi ve GSM altyapısında bir paket bağlaşmalı yönlendirme fonksiyonelliği sağlayan bir veri servisidir. GPRS fikri ilk olarak 1992’lerde ortaya çıkmıştır. 2000 yılı ile birlikte de uygulamalarına başlanmıştır. GPRS, GSM sistemlerinde paket verisi üzerine ETSI (European Telecommunications Standarts Institute) tarafından hazırlanmış bir standarttır.Ayrıca TIA (Telecommunications Industry Association) tarafından TDMA/136 sistemleri için paket veri standardı olarak kabul edilmiştir.

ETSI’nin tanımına göre de GPRS; abonesine devre bağlaşmalı moddaki şebeke kaynaklarından yararlanmadan, veriyi uçtan uca paket transfer modu ile iletmesini ve almasını sağlayan yöntemdir. GPRS’te PTP (point to point-noktadan noktaya) destek servis tipi tanımlanmıştır. PTP servisi iki kullanıcı arasında bir veya daha fazla paketin iletimini sağlar.İki çeşit PTP servisi vardır: bağlantısız şebeke servisi ve bağlantı yönelimli şebeke servisi.

1.GPRS’e Neden İhtiyaç Duyuyoruz?

İnternet günlük hayatın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir ve GPRS internet dünyası ile mobil haberleşme arasında bir direkt link imkanı verir.GPRS varolan GSM veri servislerinden farklıdır. Öncelikle, kullanıcı her veri transfer etmek istediğinde şebekeye bağlanmak zorunda değildir, bütün zaman boyunca bağlantıda kalabilir. GPRS çabuk, daima bağlantılı uygulamalara olanak sağlar.İkinci olarak, GPRS transfer edilen veri miktarına göre ödeme yapmaya olanak sağlar.GPRS ile sağlanan yüksek iletim hızı ile, kullanıcılar daha hızlı dosya indirebilme yeteneğine sahip olacaklardır.

2.GPRS Sistem Özellikleri Nelerdir?

GPRS sistemi GSM sistemine ek bir servis olup internet veya firma LAN (Local Area Network-Yerel Alan Şebekesi)’larına veri paketi kullanarak erişmek isteyen son kullanıcıya mobil istasyonu bağlantı cihazı olarak sağlar.MS, GSM telefonu olan bir mobil terminali (MT-Mobile Terminal) ve buna bağlı bir bilgisayar olan terminal cihazını (TE-Terminal Equipment) içerir.GPRS veri transferi internet protokolüne dayanır.Bu yüzden paket veri iletimi hava arayüzünü içeren uçtan uca kaidesine dayanarak yürütülür.GSM sistemi telefon için devre bağlaşmalı hava arayüzünü kullanırken GPRS sistemi paket bağlaşmalı hava arayüzünü kullanır ve her ikisi de GSM standartlarına göredir.Bir GPRS şebekesi, bir GSM şebekesinin bir uzantısı olarak görülebilir ve kendine özgü bazı eklemelere ihtiyaç duyar. GPRS sistemini GSM sistemine tanıtmakla, abone ve terminal verisini koordine etmek, bağlamak, idare etmek ve güvenliklerini sağlamak hem devre bağlaşmalı hem de paket bağlaşmalı haberleşme için mümkün olacaktır. Paket veri fonksiyonu, GSM sistemince sağlanan devre bağlaşmalı servislerle karışmaz. GPRS sistemi, bir radyo kanalının pek çok MS tarafından meşgul edilmesi olayı ile karakterize edilebilir.Bir MS, bir veri paketi oluşturduğunda, şebeke paketi uygun olan ilk radyo kanalından gönderir. Büyük veri miktarlarını içeren bir mesaj transfer edileceğinde pek çok pakete bölünür.Bu paketler adreslerine ulaştığında orijinal mesajı oluşturmak üzere tekrar birleşirler.Alınan bütün paketler veri hafızalarında depo edilir. İletim esnasında farklı paketler farklı radyo kanallarını kullanabilir. GPRS sistemindeki MS, sadece paket bağlaşmalı haberleşme için kullanılabileceği gibi hem devre hem de paket bağlaşmalı haberleşme için kullanılabilir.

GPRS verinin mobil telefon şebekesi aracılığıyla gönderilmesi ve alınmasını sağlayan yeni ses dışı hizmetlerin eklendiği bir servistir.Günümüz devre bağlaşmalı veri ve kısa mesaj servisinin eksikliklerini giderir

GPRS ile,aynı anda sekiz zaman dilimini kullanarak teorik maksimum hız 171.2 kbit/sn’ye ulaşılabilir.Bu GPRS’in bugünün sabit haberleşme şebekeleri üzerinden yapılan veri iletiminden 3 kat ve GSM şebekelerindeki devre bağlaşmalı veri servislerinden 10 kat daha hızlı demektir.

GPRS, ihtiyaç olduğu anda verinin gönderilebildiği veya alınabildiği acil bağlantıları kolaylaştırır.Bir çevirmeli modem bağlantısına gerek yoktur.Bu yüzden GPRS kullanıcıları zaman zaman “daima bağlantılı” olarak nitelendirilir.Anında erişim GPRS’in devre bağlaşmasına göre avantajlarından biridir.

GPRS kullanabilmek için kullanıcılar,

1-GPRS uyumlu bir mobil telefon; 2-GPRS desteği sağlayan bir mobil telefon şebekesine abonelik; 3-Yazılım ve donanım konfigürasyonları içeren mobil telefonların spesifik modellerini kullanarak GPRS verisinin alınması ve gönderilmesi hakkında bilgi sahibi olmak; 4-GPRS üzerinden verinin gönderildiği veya alındığı bir hedef gereklidir. SMS’te bu hedef genellikle bir mobil telefon olurken GPRS’te bu bir internet adresidir.

3.GPRS Sınırlamaları

Günümüzün ses dışı mobil servisleri ile spektrum verimliliği, fonksiyonelliği ve yetenekleri açısından kıyaslandığında GPRS’in büyük bir ilerleme kaydetmiş yeni bir mobil servis olduğu açıktır. Ancak GPRS’in bazı sınırlamaları vardır:

1-Bütün kullanıcılar için sınırlı hücre kapasitesi: GPRS, bir şebekenin varolan hücre kapasitesini etkiler. Farklı kullanıcılara konuşlandırılabilecek sınırlı radyo kaynağı vardır.(Bir amaç için kullanım farklı bir amaç için kullanımı engeller) GPRS kanal tahsisatını dinamik olarak yönetir ve trafiğin yoğun olduğu saatlerde kısa mesajları GPRS kanalları yerine işaretleşme kanallarından gönderir.

2-Gerçek hızın teorik hızdan çok küçük olması: Teorik maksimum 171.2 kbit/sn’lik hıza ulaşmak için tek bir kullanıcının bütün zaman dilimlerini (8 tane) hiçbir koruma olmaksızın kullanması gerekir. Bir şebeke operatörünün bütün zaman dilimlerini tek bir GPRS kullanıcısına tahsis etmeyeceği de açıktır.Ayrıca, ilk GPRS terminallerinin bir, iki veya üç zaman dilimini kullanmaları beklenmektedir. Bu yüzden bir GPRS kullanıcısına verilen band genişliği sınırlı olacaktır. Şebeke ve terminallerdeki kısıtlamalar da göz önüne alınarak teorik maksimum GPRS hızları kontrol edilmelidir. Mobil şebekelerin sabit şebekelere göre daha küçük veri iletim hızlarına uygun olduğu da bir gerçektir.

3-Alt optimal modülasyon: GPRS, Gauss minimum kaydırmalı anahtarlama (GMSK) tekniğine dayanır.

4-İletim Gecikmeleri: Aynı adrese gidecek olan GPRS paketleri farklı yolları kullanabilir. Bu durum, radyo linki üzerinden veri iletimi sırasında bazı bilgilerin kaybolmalarına veya bozulmalarına yol açabilir. GPRS standartları kablosuz paket teknolojilerinin bu doğal özelliği bilinerek veri bütünlüğü ve tekrar iletim stratejilerini birleştirir. Sonuçta potansiyel iletim gecikmeleri meydana gelebilir. Bu yüzden yayın kalitesi gerektiren uygulamalar HSCSD kullanılarak gerçekleştirilebilir. HSCSD, bir kullanıcının aynı anda dört ayrı kanalı kullanabildiği bir devre bağlaşmalı veri servisidir. Alıcı ile verici arasında uçtan uca bağlantı özelliği ile iletim gecikmeleri azalmaktadır.

5-Depolama mekanizması yokluğu: SMS (Short Message Service-Kısa Mesaj Servisi)’deki depolama ve iletme fonksiyonları SMS’in en önemli özelliklerinden biri iken GPRS standartlarında depolama mekanizması yoktur.

4.GPRS Uygulamaları

GPRS için mümkün olan uygulamalar bir diz üstü bilgisayardaki haberleşme imkanlarından düşük iletim hızlı özel uygulamalara kadar yayılabilir.Bazı PC uygulamaları zaten devre bağlaşmalı GSM veri servisleri ile kullanılmakta idi; fakat GPRS ile çok daha ekonomik hale gelecektir. Mobil PC ofisi insanın nerede olurlarsa olsun sanki ofisinde imiş gibi çalışmasına olanak sağlar. GPRS’in en önemli uygulamaları arasında e-posta alım ve iletimi, dosya transferi ve internetle www dolaşımı vardır. E-posta mesajlaşmasında GPRS’in avantajı ücretlendirmenin iletilen veri miktarına bağlı olarak yapılmasından dolayı bağlantının tüm zaman boyunca açık tutulabilmesidir. Dosya transferinde, küçük dosyalar çağırma kurma süresi olmadığından dolayı hızlıca iletilebilir. www taramasında yine ücretlendirmenin aktif olarak iletilen ve alınan veriye göre yapılmasının sağladığı avantaj söz konusudur. Bütün bu uygulamalar LAN’lar için dizayn edilmiştir ancak mobil uygulamaları da hızla artmaktadır.

GPRS küçük veri miktarlarının sık olmayan iletimini gerçekleştiren uygulamalar için büyük bir market oluşturur. Bu tip haberleşme imkanlarından yararlanacak pek çok elektriksel cihaz vardır. GPRS vericisi cihaza periyodik istatistiksel hata bildirimleri, hırsız alarmlarını haber vermek üzere yerleştirilebilir. GPRS kablosuz bir servis olduğu için cihaz mobil veya sabit olabilir. Parasal işlemlerde, GPRS elektronik para için bir destek olabilir. Sistem erişim zamanı ve veri hızı yeterince hızlı bir işlem sağlamak için yüksek olmalıdır.

Fotoğraf, resim, statik web sayfaları, prezentasyonlar gibi hareketsiz görüntüler sabit telefon şebekelerinde olduğu gibi mobil telefon şebekeleri üzerinden de alınıp gönderilebilir. Bu durum, GPRS radyo cihazına bağlanmış bir sayısal kameradan bir internet sitesine görüntüleri göndermek suretiyle olacaktır.

5.GPRS Sistem Yapısı

GPRS Referans Modeli:

GPRS, Şekil-1’te gösterilen basitleştirilmiş referans modeli ile tanımlanabilir.GPRS, bir verici ile bir veya daha çok alıcı arasındaki veri transferi yeteneğini sağlar.Bu alıcı ve vericiler bir MS veya bir TE (bir GPRS şebekesine bağlı olabileceği gibi bir dış veri şebekesine bağlı olabilir) olabilir.Baz istasyonu MS’ler için GPRS şebekesine radyo kanalı erişimi sağlar.

Şekil 1-Basitleştirilmiş GPRS referans modeli

Destek servisleri:Destek servisi, kullanıcı-şebeke arayüzleri arasında işaretlerin iletimine olanak sağlayan haberleşme servis tipidir.GPRS destek servisi, kullanıcı-şebeke noktaları (Şekil 2’te 2, 4 ve 7 noktaları) arasındaki veri iletimine olanak sağlar.

GPRS Erişim Noktaları:Şekil 1’deki referans konfigürasyonu göz önünde tutulursa, kullanıcılar çeşitli haberleşme servislerine, şekil 2’te gösterildiği gibi farklı erişim noktalarından erişebilir.

-1,3,5, ve 6. erişim noktalarında teleservislere erişilir. -2. erişim noktası, ISDN olmayan destek servislerine erişilebilir.ITU-TX- ve V-serisi tavsiyeleri gibi.(R referans noktası) -4. erişim noktasında, ISDN uyumlu destek servislerine erişilebilir.(S referans noktası) 7. erişim noktasında, dış veri şebekeleri destek servislerine erişilebilir. -8. erişim noktası (Gi referans noktası, direkt erişim ve dış veri şebekeleri erişimi için aynı olmayabilir) bir veri terminali ve/veya X.25 şebekesi gibi dış veri şebekelerine direkt erişim için destek servisi erişimi sağlar.

Şekil 2- Telekomünikasyon servis erişim noktaları

6.GPRS’de Kullanılan Protokoller

GPRS destek düğümleri ( SGSN(Serving GPRS Support Node-Sunucu GPRS Destek Düğümü) ve GGSN(GPRS Support Node-Geçit GPRS Destek Düğümü)) arasında verinin tünellenmesi ve mesaj işaretleşmesi GPRS temel şebekesi üzerinden taşınır.Temel şebekenin protokol mimarisi IP(internet protokolü) ne dayanır.GPRS temel yapısı üzerinden güvenilir bir iletim gerektiren protokoller (X.25 gibi) için TCP, IP ile birlikte kullanılır (internet haberleşmesi gibi).Bu protokollerin üzerinde de GTP (GPRS Tunnelling Protocol-GPRS Tünelleme Protokolü) yer alır.İki GPRS PLMN’i arasında veri transferi yapıldığında, bir sınır geçidi temel yapı şebekesi üzerinden güvenliği sağlamak üzere kullanılır. Paket bağlaşmasında iki iletim modu vardır:Bağlantısız ve bağlantı yönelimli.

1-Bağlantısız Şebeke Protokolleri: Paket bağlaşmalı iletimde veri akışı, protokollere ve kullanılan fiziksel kaynaklara bağlı olarak değişebilen boyutlardaki paketler halindedir.Her paket paketin alıcıya yönlendirilmesinde kullanılan bir kaynak ve varış adresi içerir.Paketin izleyeceği yol her bir düğümde kararlaştırılır.Bu yüzden aynı mesaja ait paketler farklı yollar izleyerek alıcıya ulaşabilir.Ara bağlantılı ana sistemler için kullanılan en popüler şebeke katmanı protokolü internette kullanılan IP’dir.IP GSM paket radyo servisinde(GPRS) kullanılan ana şebeke protokolü olarak kabul edilebilir.

2-Bağlantılı Şebeke Protokolleri: Bağlantı yönelimli hizmette, bir uç birim başka bir uç birimle lojik bağlantı kurmak için “çağırma isteği”nde bulunur.Şebeke üzerinden lojik olarak yol kurulur.Şebekeye gönderilen paketler aynı lojik bağlantıya sahip olur ve sıra ile numaralandırılır.Şebeke paketleri sıra numarası düzeninde gönderir.

TCP/IP Protokolleri:IP bağlantısız bir protokoldür, yani veri iletilmeden önce uçtan-uca bağlantı kurmak için kontrol bilgisi alıp vermez.Basit paket iletme hizmeti sağlar.Göndericiden alıcıya gönderilen pakete “datagram” denir.Protokol adresleme mekanizması yönlendiriciler tarafından ara bağlantılı ana sistemler arasında paketin yönlendirilmesinde kullanılır.IP datagram başlığı her düğümde kontrol edilir.Ayrıca düğüm datagramın lokal olarak mı dağıtılacağını ya da başka bir yönlendiriciye gönderileceğini saptar.Datagramların daha küçük parçalara bölünmesi ve varış adresinde bu paçaların birleştirilmesi, IP tarafından sağlanır, farklı maksimum paket uzunluklarına sahip pek çok fiziksel şebeke (ATM, çerçeve aktarması, Ethernet, Token Ring) arasındaki adaptasyonu sağlar. TCP (Transmission Control Protocol-İletim Kontrol Protokolü); bağlantı yönelimli, alındı bildirimli, hata sezme yeteneğinde, uçtan uca veri bütünlüğü sağlayan bir hizmet sunar.TCP hizmeti alıcı ve göndericinin oluşturduğu soket adı verilen uç noktaları ile olur.TCP hizmeti alabilmek için alıcı ve verici ana sistemde soketler arası bir bağlantı kurulması gerekir.Bir soket aynı anda birden fazla bağlantı için kullanılabilir.

KAYNAKLAR

1. http://en.wikipedia.org/wiki/GPRS
2. http://www.telecomspace.com/datatech-gprs.htm
3. http://www.nokia.com/gprs/
4. http://www.mobiletelecoms.net/what_is_gprs.html
5. http://www.raduniversity.com/networks/2003/gprs/intro.htm

Hazırlayan : Metin Hanedan