Не секрет, что современные стандарты связи, такие как GSM, CDMA, DAMPS и прочие, являются представители второго поколения, или 2G. Уже достаточно давно ведутся разработки и научные исследования в области 3G сетей, которые в итоге наконец-то воплотились в жизнь (правда, в качестве экспериментальных образцов) в Японии. Как оказалось на практике, переход от 2G к 3G будет осуществляться не так быстро и не столь революционно, как хотелось бы.

Таким образом, надо было искать какие-то промежуточные решения, которые бы способствовали развитию данной отрасли, достижению поставленных целей. И такое решение нашлось — это GPRS, или General Packet Radio Service, который функционирует на основе современных GSM сетей. Так что же не устраивает ведущие компании в общеевропейском стандарте GSM? Куда движется отрасль? Как оказалось, будущее — это скорость, скорость обмена информацией. Кому порой не хотелось посмотреть на своем КПК потоковое видео высокого качества прямо из Интернета, скачать мр3-файлы оттуда же за считанные секунды, говорить с собеседником по мобильному, глядя ему в глаза, и многое другое? И, как всегда, находится узкое место в системе, так называемое "бутылочное горлышко", которое препятствует выполнению поставленных задач и расширению сервисов. В нашем случае проблема крылась в низкой пропускной способности GSM сети, а именно 9.6 кбит/с (это максимум). Действительно, на такой скорости маловероятным представляется возможность удовлетворить все вышеназванные желания.
Если верить прогнозам, то в 2002 году произойдет увеличение трафика мобильной передачи данных минимум на 300%, прежде всего из-за сближения рынков Интернет и рынка мобильной связи — самых быстрорастущих рынков в экономике. 
Безусловно, основную долю прироста, особенно в плане роста прибылей, связывают с рынком не конечных абонентов, а бизнес-клиентами, но если в 2002 году суммарные прибыли от передачи данных по мобильной связи во всем мире ожидаются на уровне 10 млрд USD, то уже на 2005 год прогнозируется и вовсе фантастическая цифра — 80 млрд USD. Поэтому переход на GPRS для многих операторов сотовой связи — задача №1 на ближайшее будущее.

Основы построения GPRS
В настоящее время передача данных по GSM каналам организована следующим образом: абоненту выделяется отдельный канал, используемый системой для передачи голоса, посредством модема, встроенного в мобильный терминал (мобильный телефон), происходит передача данных через этот канал, при этом в промежутках между передачей данных канал остается занятым. GPRS — реализует и поддерживает протокол пакетной передачи информации в рамках сети сотовой связи GSM. При использовании системы GPRS информация собирается в пакеты и передается в эфир, они заполняют те "пустоты" (не используемые в данный момент голосовые каналы), которые всегда есть в промежутках между разговорами абонентов, а использование сразу нескольких голосовых каналов обеспечивает высокие скорости передачи данных. 
При этом этап установления соединения занимает несколько секунд. В этом и заключается принципиальное отличие режима пакетной передачи данных. В результате у абонента появляется возможность передавать данные, не занимая каналы в промежутках между передачей данных, более эффективно используются ресурсы сети.
GPRS позволит ввести принципиально новые услуги, которые раньше не были доступны. Прежде всего, это мобильный доступ к ресурсам Интернета с удовлетворяющей потребителя скоростью, мгновенным соединением и с очень выгодной системой тарификации. Например, при просмотре с помощью системы GPRS web-страницы в Интернете мы можем изучать содержимое столько, сколько нам необходимо, поскольку платим только за принятую информацию и не платим за время нахождения в сети Интернет (не передавая данные, мы не занимаем каналы сети, а следовательно и не платим — это ключевая идея!).
Для корпоративных пользователей система GPRS может послужить отличным инструментом для обеспечения безопасного и быстрого доступа сотрудников к корпоративным сетям предприятий, к почтовым, информационным серверам, удаленным базам данных. При этом появится возможность получать доступ к корпоративным сетям, даже если абонент находится в сети другого GSM оператора, с которым организован GPRS-роуминг.
Технология GPRS может применяться в системах телеметрии: устройство может быть все время подключено, не занимая при этом отдельный канал. Такая услуга может быть востребована службами охраны, банками для подключения банкоматов и в других областях, в том числе и промышленных.
На структурном уровне систему GPRS можно разделить на 2 части: подсистему базовых станций и ядро сети GPRS (GPRS Core Network).
В подсистему базовых станций входят все контроллеры и базовые станции системы GSM, которые поддерживают пакетную передачу данных на программном и аппаратном уровне. Ядро сети GPRS включает в себя совершенно новые сетевые элементы, предназначенные для обработки пакетов данных и обеспечения связи с сетью Интернет.
Основным сетевым элементом является пакетный коммутатор — SGSN (Serving GPRS Support Node). Данный сетевой элемент берет на себя все функции обработки пакетной информации и преобразования кадров GSM в форматы, используемые протоколами TCP/IP глобальной компьютерной сети Internet. Пакетный коммутатор призван разгрузить GSM коммутатор, обеспечивая обработку пакетной информации, оставляя обычному коммутатору лишь голосовой трафик.
Вторым важным сетевым элементом является GPRS шлюз — GGSN (Gataway GPRS Support Node). Он обеспечивает связь системы GPRS с пакетными сетями передачи данных: Internet, Intranet, X.25 и др. GGSN содержит всю необходимую информацию о сетях, куда абоненты GPRS могут получать доступ, а также параметры соединения.
Кроме упомянутых элементов, в GPRS Core входят другие элементы: DNS (Сервер доменных имен), Charging Gateway (Шлюз для связи с системой тарификации), Border Gateway (Пограничный шлюз) и другие вспомогательные элементы.
Следует отметить широкие возможности масштабирования системы GPRS. При быстром увеличении количества абонентов, пользующихся услугой пакетной передачи данных, возможно увеличение емкости системы GPRS за счет расширения или установки дополнительных пакетных коммутаторов (SGSN). При увеличении суммарного объема данных, передаваемых абонентами (при несущественном увеличении числа абонентов), возможна установка дополнительных GPRS-шлюзов, которые обеспечат большую суммарную пропускную способность всей системы, а также расширение системы базовых станций. 
Таким образом, наращивая систему GPRS, оператор сможет обеспечивать высокое качество услуг, основанных на пакетной передаче данных.

Мобильники с поддержкой GPRS
Стандартами определены 3-класса GPRS мобильников:
класс А — терминал позволяет осуществлять одновременно голосовое соединение и работу в режиме GPRS;
класс В — терминал поддерживает и голосовое соединения, и передачу данных в пакетном режиме (GPRS), но эти режимы используются не одновременно (во время передачи данных через GPRS абонент не может совершать и принимать голосовые звонки и наоборот);
класс С — терминал обеспечивает только передачу данных в пакетном режиме. Наиболее вероятное исполнение — PCMCIA карта, устанавливаемая в портативный компьютер — notebook.
Ожидается, что первыми доступными на рынке станут телефоны класса B. Эти терминалы будут поддерживать различные скорости приема и передачи информации. 
Терминалы класса В с поддержкой GPRS можно будет использовать в качестве модема для передачи данных и доступа в Интернет (при подключении телефона к компьютеру через порт RS-232 или инфракрасный порт), для приема и передачи SMS (при этом стандартное ограничение на длину короткого сообщения — 160 символов — будет снято), а также для скоростного доступа к WAP-серверам с экрана своего мобильного телефона.
На сегодняшний день наиболее популярные трубки с поддержкой GPRS — Motorola TimePort 280, Siemens S/ME 45, Ericsson T39.
В сетях, поддерживающих GPRS, предусмотрен поэтапный путь наращивания скорости передачи данных; максимальная реальная скорость приема и передачи, которую на первом этапе сможет поддерживать система GPRS, равна 107 Кбит/с.
Сегодня основные ограничения накладывают абонентские терминалы. Скорость приема и передачи информации, которую может обеспечить мобильный терминал, зависит от количества каналов, которые терминал поддерживает на прием и передачу. Один канал поддерживает передачу информации с максимальной скоростью 13.4 кбит/с. Таким образом, количество каналов, которые будет поддерживать конкретная модель терминала, будет определять максимальные возможные скорости, на которых возможна передача и прием информации.
Абонентские терминалы GPRS, предполагаемые к выпуску в ближайшее время, будут поддерживать от 2 до 4 каналов для приема информации и до 2 каналов для передачи информации, что позволяет получить максимальную скорость приема до 53,6 кбит/с и передачи до 26.8 кбит/с. В последующем ожидается появление моделей GPRS терминалов, поддерживающих большее количество каналов (до 7).
При использовании системы пакетной передачи абонент получает и отправляет данные с переменной скоростью, которая определяется условиями распространения сигнала и наличием свободных каналов в пределах заданной соты. При этом динамическое выделение каналов производится исходя из приоритета голосовых каналов, то есть система автоматически выделяет под пакетную передачу все каналы, не занятые передачей голоса. Таким образом, реальная скорость приема и передачи будет во многом зависеть от загруженности голосовых каналов в пределах каждой конкретной соты.

Развитие GPRS
Спецификация GPRS Phase 2 в настоящее время не определена в полном объеме, но планируется, что дальнейшая эволюция пойдет по пути повышения скорости передачи данных в системах Enchanced Data rates for GSM Evolution — технологии EDGE или E-GPRS. 
Введение E-GPRS связывается с повышением скорости передачи данных примерно в три раза по отношению к тому, что может быть достигнуто в сетях GPRS. 
Повышение скорости передачи данных связывают с переходом на применение нового способа фазовой модуляции, известного под названием 8PSK. Передаче данных также отводится основная роль в европейских системах 3-го поколения: Universal Mobile Telecommunications System — UMTS (Универсальная система мобильной связи). Комбинация UMTS и GPRS обеспечит возможность внедрения мультимедийных приложений, таких, например, как видеотелефония.

Взгляд на современный рынок GPRS
Что ж, перейдем с теории на практику. Посмотрим, как все эти многообещающие технологии реализуются в повседневной жизни. Для примера рассмотрим крупнейшего британского оператора сотовой связи — Vodafone. Там уже вовсю идет коммерческая эксплуатация GPRS. И каковы же результаты? Оказалось, не очень. Бурный рост данного вида услуг сдерживается как дороговизной трубок, поддерживающих GPRS, так и баснословностью тарифных ставок. Известно, что в GPRS оплата происходит в расчете на переданные кило- и мегабайты. Так вот там передача 1 Мб стоит порядка 30 у.е. Не дорого, особенно при их уровнях доходов? Тут это не играет решающую роль (я имею доходы). Ведь, чтобы сервис стал массовым, таким, например, как SMS, тарифы должны быть разумными и не "напрягать" карманы широких слоев населения. А при существующих тарифах на GPRS не то что ни о какой видеофонии и скачивании мр3 речи не идет, но даже о регулярном использовании e-mail! Если еще учесть, что примерно за эту же плату я могу получить месячный неограниченный доступ в Интернет по коммутируемым линиям, то останутся ли еще вопросы?
Немного статистики. Сегодня, по оценкам EMC, лишь 3-5% абонентов (не считая подписчиков услуги передачи коротких сообщений, SMS) пользуются мобильным доступом к данным. При этом эксперты указывают, что к 2003 году доля таких абонентов в мире едва ли превысит 15%. Учитывая все факторы, приходится констатировать очень вялый спрос на данный вид услуг, причина которого в первую очередь кроется в неагрессивной маркетинговой политике самих операторов сотовой связи. Для них до сих пор основным источником дохода являются разговоры. Так, например, даже у наиболее прогрессивного в отрасли японского сотового оператора NTT DoCoMo, запустившего 2001.10.01 октября на Японских островах сеть третьего поколения, доходы от передачи данных составляют лишь 16,75% (а компания в общем получает по 73,28 USD в месяц с каждого из своих 27,6 миллионов абонентов).

Россия и GPRS
На российском телекоммуникационном рынке GPRS поддерживают лишь два оператора сотовой связи — "БиЛайн GSM" и МТС, причем о коммерческом использовании речи пока не идет. "Вымпелком" объясняет отсрочку коммерческого запуска именно отсутствием подходящего ассортимента услуг GPRS, которыми смогли бы воспользоваться абоненты. А в МТС и вовсе считают запуск GPRS в его нынешнем виде делом бесперспективным.
В конце этого материала я хочу привести выдержки из интервью с руководителем проекта GPRS компании "Вымпелком" Натальи Руденко, которое было опубликовано в "Коммерсантъ" ( http://www.kommersant.ru/ ) № 182 (2312) от 2001.10.05.

— Насколько вы готовы к предоставлению услуг мобильного скоростного доступа?
— Коммерческую эксплуатацию технологии GPRS, позволяющей существенно повысить скорость передачи данных в сетях GSM, мы ведем с лета. В конце сентября мы планировали ввести тарификацию новой услуги, но отложили этот момент. По двум основным причинам: выбор GPRS-телефонов на рынке пока скуден, да и набор услуг, которые можно было бы "навесить" на GPRS и которые могли бы привлечь абонентов, необходимо расширять. Ведь доступ в Интернет с сотового телефона — это всего лишь одна из позиций в списке услуг GPRS, которые мы собираемся вывести на рынок. Есть еще одно соображение. Сам рынок должен быть готов к новым услугам. Поэтому мы хотим дать возможность попробовать GPRS и оценить ее преимущества как можно более широкому кругу клиентов.

— Кстати, насколько технология GPRS реально повышает скорость передачи данных в сетях GSM?
— Сегодня сеть GPRS может поддерживать максимальную скорость до 107,2 Кбит/c, но нынешние абонентские устройства на такую скорость не рассчитаны. Есть ограничения и в сети: приоритет сегодня отдается голосовому трафику. И если "голос" занимает все ресурсы базовой станции, то пакеты данных дожидаются, когда какой-нибудь из каналов освободится для передачи. Нынешние терминалы поддерживают максимальную скорость до 40 Кбит/c на прием и 13,4 Кбит/с на передачу. Но средние скорости ниже: как в нашей сети, так и в сетях западных операторов они находятся в диапазоне 10-15 Кбит/с.

— Какое направление трафика, по вашему мнению, будет доминировать в скоростных мобильных сетях? Будут ли абоненты перекачивать данные с серверов или они предпочтут обмениваться информацией друг с другом по принципу peer-to-peer, как это происходит при передаче SMS?
— Бизнес-пользователи, скорее всего, предпочтут клиент-серверную модель. Именно поэтому мы привлекаем к проекту контент-провайдеров, которые могли бы обеспечить абонентов качественными информационными каналами. Но обычные пользователи, думаю, все же будут больше заинтересованы в обмене информацией друг с другом.

— Первая в мире мобильная сеть третьего поколения запущена в коммерческую эксплуатацию в Японии. Как вы будете двигаться к 3G?
— Технология GPRS — это промежуточный этап к 3G. Есть еще одна эволюционная ступень — технология EDGE, более быстрая, чем GPRS. Многие европейские операторы хотели, минуя EDGE, сразу перейти к сетям третьего поколения. К этому их активно склоняли производители оборудования, которые в 2000 году на ежегодном конгрессе операторов GSM в Каннах на все лады расхваливали технологии 3G. Однако операторы не спешат их внедрять — у них нет даже четкого понимания, как продать существующие мощности GPRS. Так что пока в передаче данных по мобильным сетям вопросов еще очень много.

— Даже в Японии, обогнавшей в области мобильной телефонии остальной мир года на два, не питают иллюзий по поводу спроса на услуги сетей 3G. Какой реакции можно ожидать от российских пользователей, и когда эта реакция сможет начать представлять коммерческий интерес для операторов?
— Повторюсь: рынок мобильного доступа, как и любой высокотехнологичный рынок, надо формировать, а потребителю дать возможность войти во вкус новых услуг. Вспомните, как слабо были востребованы еще два-три года назад услуги SMS, а сейчас — это сотни тысяч сообщений в день.

Пирожков Дмитрий seth@tut.by