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Il GSM (Global
System for Mobile Communications), è lo standard europeo per le
reti digitali della telefonia mobile, che garantisce una
compatibilità tra gli apparecchi di trasmissione dati e che
utilizza la commutazione di circuito, consentendo un bit rate
massimo di 9,6 Kbps.
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Terminale
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Bit
rate
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Wap
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9,6
Kbps
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Modem
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56
Kbps
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Isdn
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64+64
Kbps
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Adsl
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128
Kbps - 640 Kbps
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Con lo
standard HSCSD (High Speed Circuit Switched Data, tecnologia
alternativa al GPRS per il trasferimento dati ad alta velocità)
supportato dai cellulari di recente generazione, si può
arrivare ad utilizzare fino ad un massimo di quattro timeslots (
14,4Kbps x 4 ) con una velocità massima pari a 57,6 Kbps. Tale
tecnologia risulta comunque più adatta al trasferimento voce (
Tv ) rispetto al trasferimento di dati ( Td) veri e
propri.
La
commutazione di circuito insita nel GSM e nell'HSCSD una volta
stabilità la connessione tra Tx ( unità trasmittente) e Rx
(unità ricevente)continua ininterrottamente fino al momento del
rilascio, anche se le unità (utenti) non si scambiano dati
durante tutto il periodo di connessione.Tutto bene per il Tv
(voce) meno bene invece per il Td (dati),come abbiamo già
accennato.Nella trasmissione dei dati in Internet viene
utilizzato ormai da diverso tempo la commutazione di pacchetto,
con il protocollo Tcp/Ip. Nella commutazione a pacchetto,
l’informazione, prima di essere trasmessa, viene divisa in più
"pacchetti" per poi essere riassemblata nel terminale
all’arrivo. Ogni pacchetto contiene l'indirizzo del mittente e
l'indirizzo del destinatario.Ciò consente di aumentare la
velocità di trasmissione dei dati, e di impegnare la linea di
comunicazione solo per il tempo necessario al trasferimento
dell'informazione. Il GSM non consente l'utilizzo di tale
tecnologia, ecco allora lo sviluppo di un nuovo standard per la
telefonia mobile basato sulla commutazione di pacchetto il Gprs(
terminale di Seconda e mezza Generazione).
L'avvento del
GPRS (General Packet Radio System) è un passo importante verso
la creazione di un nuovo mondo della comunicazione mobile, un
inizio che prepara la strada ai dispositivi di Terza
Generazione.Le caratteristiche principali che contraddistinguono
il Gprs sono :
·
una discreta
velocità di trasmissione dati (bit rate)
·
trasmissione
basata sulla commutazione a pacchetto
·
connettività always
on (sempre aperta)
·
possibilità di
accesso ai servizi internet
·
tariffazione
costi per quantità dati e non rispetto al tempo come nel GSM
La velocità
massima teorica è di 171,2 Kbps usando tutti ed otto i
timeslots contemporaneamente, ciò consente una maggior
efficienza nella trasmissione delle informazioni attraverso la
rete di telefonia mobile (TM).
Il GPRS
facilita le connessioni istantanee perchè l'informazione può
essere mandata o ricevuta immediatamente appena se ne ha
bisogno, i terminali gprs vengono identificati come sempre on
line.Le risorse radio vengono impegnate solo quando vi è la
necessità di inviare o ricevere i dati, ed è possibile avere
più connessioni su un unico canale trasmissivo (multiplexing).
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Time
slot frequenza portante utilizzando
nuova codifica consente un bit rate pari 14,4Kbps
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fase
1
Half
Duplex
Gprs
4 + 1
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fase
2
Full
Duplex
Gprs
8 + 8 max
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Rx
ricezione
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57,6
Kbps
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115,2
Kbps
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Tx
trasmissione
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14,4
Kbps
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115,2
Kbps
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(
contro GSM a 9,6 Kbps )
La rete Gsm
impiega antenne che utilizzano canali da 200Khz con otto
time slot per canale , una connessione voce utilizza un unico
time slot sulla portante principale di 900 Mhz o 1800 Mhz .La
principale tecnologia impiegata nel GSM per la trasmissione voce
è chiamata TDMA ,Time Division Multiple Access permette
la condivisione dello stesso canale timeslot. La voce viene
codifica e compressa per consentire più conversazioni
contemporanee,stessa frequenza ma in un tempo diverso.
Un'altra
tecnologia impiegata insieme alla TDMA è CDMA, Code Division
Multiple Access tecnica digitale che permette agli utenti di
telefoni cellulari di condividere lo stesso canale di frequenza,
ogni voce è distinta tramite un pseudocodice casuale;ogni
canale è flessibile in quanto accetta una vasta gamma di
bit rate.Con il GPRS i dati sono separati in pacchetti correlati
tra loro prima di essere trasmessi, e ricostituiti una volta
giunti a destinazione. Lo stesso sistema è utilizzato per
ottenere e mandare informazioni tramite Internet.Con la
commutazione a pacchetto le risorse disponibili potranno essere
divise tra diversi utenti, potenzialmente un gran numero di
utenti GPRS potranno dividersi la stessa banda ed essere serviti
da una singola cella. La quantità di terminali
contemporaneamente connessi dipenderà dal tipo di applicazioni
utilizzate e dal bit rate trasferito.Il GPRS consentirà
l'accesso agli utenti a risorse e servizi internet .Il
GPRS nel suo pieno sviluppo consentirà la fruizione di servizi
Internet mobili permettendo l'interconnessione tra la Rete e il
nuovo network, ciò che per il momento è limitato alla
telefonia fissa.Il World Wide Web è ormai diventato
un'interfaccia primaria di comunicazione, la gente accede ad
Internet per cercare intrattenimento ed informazioni, le aziende
utilizzano sempre più le intranet per accedere ad informazioni
dell' azienda e per connettere i propri dipendenti a distanza ,
e le extranet per collegare i clienti ed i fornitori.
La
navigazione su Internet sarà una delle applicazioni più
importanti per il GPRS. La rete GPRS diventerebbe un
sotto-network di Internet, con i terminali GPRS visti come
postazioni di collegamento mobili.Ogni terminale gprs potrebbe
possedere un proprio indirizzo IP (Internet Protocol) ed essere
raggiungibile esattamente come un computer/server connesso ad
Internet.ll General Packet Radio System può utilizzare alcune
risorse del network GSM (della rete Gsm) con una capacità in
funzione del numero dei timeslots impegnati.La velocità massima
teorica, come abbiamo visto è di 171,2 Kbps usando tutti ed
otto i timeslots contemporaneamente. Tale velocità è circa
dodici volte maggiore delle attuali connessioni mobili a
commutazione di circuito impiegate nella telefonia mobile del
GSM (9,6Kbps).
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FASI SVILUPPO GPRS
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BIT
RATE per TIMESLOT
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- Code
Scheme 1 CS1
- Code
Scheme 2 CS2
- Code
Scheme 3 CS3
- Code
Scheme 4 CS4
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- 9,05
Kbps point to point
- 13,4
Kbps multipoint
- 15,6
Kbps multipoint
- 21,4.Kbps
multipoin
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massimo
teorico 171,2 Kbps
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Il Gprs
consentendo alle informazioni di essere trasmesse più
velocemente tramite le reti mobili risulta essere un efficente
ed economico mezzo di trasmissioni dati mobile, riuscendo a
sfuttare i protocolli Tcp/Ip ( Trasmission
Control Protocol/Internet Protocol, il sistema utilizzato
dalle reti per comunicare l'una con l'altra), X25
(Protocollo che definisce lo scambio di pacchetti nelle
reti digitali a commutazione di pacchetto).
Abbiamo anche
visto che un'evoluzione tecnologica del Gsm è rappresentata
dalla tecnologia EDGE, che porta
ad un miglioramento delle reti basate su TDMA. L'EDGE utilizza
una modulazione che permette un bit rate molto più elevato,
chiamata EPSK (Eight Phase Shfit Keying), tale schema
potrà essere utilizzato nei futuri network Umts.
Il GPRS
quando opera sotto la copertura radio, facilita le connessioni
istantanee poiché l'informazione può essere mandata o ricevuta
immediatamente appena se ne avesse bisogno, senza la necessità
di modem come nel caso del PSTN (Public Switched Telephone
Network ,telefonia
fissa).Il traffico dati risulterà inoltre interattivo.Un'altro
aspetto che caratterizza il Gprs è l'immediatezza ,
diversamente dai terminali che si basano sulla tecnologia
commutazione a circuito , ciò consentirà ad esempio pagamenti
tramite carte di credito, la navigazione in internet su siti wap
o www, invio ricezione di e-mail, instant messaging ( evoluzione
del SMS superando la limitazione dei 160 caratteri),MsM
(Multimedia message Service) come l'invio e ricezione di
immagini,clip audio o video, il download di files.Il GPRS
faciliterà e permetterà una serie di nuove applicazioni
che prima non era possibile implementate nel sistema
GSM.L'architettura del network GPRS si fonda su alcuni
elementi base :
BTS
( Base Transceiver Station ,antenna della stazione base
radio)
BSC (
Base Station Controller , stazione base di controllo per
l'autenticazione del terminale e la sua accettazione)
SGSN (
Serving Gprs Support Node, si occupa della gestione
della mobilità, dell'autenticazione, della cifratura, dell'instradamento
)
GGSN (
Gateway Gprs Support Node, gateway, gestione della
mobilità, incapsulamento e instradamento dei dati )
Il segnale
GPRS utilizza una tecnica di modulazione chiamata GMSK (Gaussian
Minimun Shift Keying) viene inviato alla BTS quindi segue il
percorso BSC ,SGSN quindi backbone Gprs ,GGSN. I pacchetti dati
sono mandati in direzioni differenti, e in fasi separate tramite
i nodi del network SGSN e GGSN, per poi raggiungere la medesima
destinazione,incorporando un sistema di integrità dati e di
ritrasmissione al fine di limitare la perdita dati, o gli errori
nella trasmissione.
Per tali
motivi il Gprs risulta particolarmente vantaggioso per le
applicazioni che necessitano di una trasmissione di grossi
volumi dati e per periodi intermittenti di traffico dati.
L'introduzione del nuovo servizio Gprs richiede un certo
tempo prima che esso si stabilizzi, comportando nuove procedure
di standardizzazione, nuove infrastrutture, nuovi terminali e
loro disponibilità,nuovi contratti e tariffazioni.
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