قدمت “GPRS” إمكانية إستخدام حزم البيانات للأنظمة الخلوية “2G“، ممّا يتيح تطور “GSM” لتوفير قدرة البيانات، وللسماح لشبكة “GPRS” بتوفير كمية من حزم البيانات، يلزم إضافة كيانات شبكة إضافية إلى الهيكل العام إثنان من الكيانات الرئيسية هما “GGSN” و”SGSN”، حيث يتم تصميم بنية شبكة حزمة البيانات أو إضافتها إلى بنية “GSM” الحالية لتوفير إمكانية استخدام البيانات، كما تُستخدم بنية شبكة “GSM” الحالية لنقل المكالمات الصوتية بالإضافة إلى الوصول إلى الشبكة.
تطوير شبكة GPRS:
أيّ ترقية من “GSM” إلى “GPRS” سوف تتطلب استثمارات جديدة والمشغلين حريصون على تقليل ذلك إلى الحد الأدنى، حيث تُعد ترقيات شبكة “GPRS” ليست كبيرة مثل البدء من نقطة الصفر وطرح شبكة جديدة، كما تضيف شبكة “GPRS” إلى شبكة “GSM” الحالية الكيانات الجديدة الرئيسية المطلوبة داخل الشبكة وهي “SGSN” و”GGSN”، وهما مطلوبان كنقطة انطلاق.
تتطلب الأنظمة الفرعية للمحطة الأساسية بعض التحديثات، والعامل الرئيسي هو إضافة “PCU”، حيث تكون هناك حاجة لبعض التعديلات على “BTS”، ولكن غالباً ما تكون هناك حاجة إلى ترقية البرنامج فقط وغالباً ما يتم تحقيق ذلك عن بُعد، وبهذه الطريقة يتم تقليل التكاليف إلى الحد الأدنى، كما يمكن اعتبار بنية شبكة “GPRS” على أنّها تطور لشبكة “GSM” التي تحمل بيانات دارة التبديل وحزم البيانات، كما تم استخدام بنية شبكة “GPRS” كأساس لشبكة “3G UMTS“، وبهذه الطريقة يمكن لمشغلي الشبكات تطوير شبكاتهم من خلال “GPRS” وربما “EDGE” إلى شبكات “3G” الكاملة دون السعي إلى استبدال وتركيب معدات جديدة أكثر ممّا هو ضروري للغاية.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile”.
- “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Service”.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.
- “EDGE” هي اختصار لـ “Enhanced Data for Global Evolution”.
تطور بنية شبكة GPRS:
مع توفير “GPRS” لاتصال إضافي من حيث حزم البيانات، أصبح هناك حاجة لعدد من العناصر الجديدة للشبكة، ولكن يمكن أن تُستخدم جنباً إلى جنب مع العناصر الحالية ممّا يعني أنّ إمكانية “GPRS” هي تطوير الشبكة وليست إنشاء شبكة جديدة تماماً، كما إنّ بنية شبكة “GPRS” قدمت كمية من العناصر الإضافية إلى شبكة “GSM”؛ لجعلها تقوم بتخزين بيانات الحزمة، حيث قامت وحدة “PCU” المضافة إلى شبكة المحطة الأساسية بتوجيه البيانات وفقاً لما إذا كانت عبارة عن حزمة أو دائرة تم تبديلها.
1- خدمة عقدة دعم SGSN ،GPRS:
تشكل “SGSN” بوابة للخدمات داخل الشبكة، حيث يُعطي عنصر عقدة الدعم لشبكة “GPRS” عدداً من العناصر التي تهتم بعناصر “IP” للنظام ككل، كما يُعطي مجموعة متنوعة من الخدمات للهواتف المحمولة:
- توجيه ونقل الحزم.
- إدارة التنقل.
- إرفاق أو فصل الحزم.
- إدارة الارتباط المنطقي.
- المصادقة.
- بيانات الشحن.
يوجد سجل موقع داخل “SGSN”، ممّا يعمل على تخزين معلومات الموقع، كما في الخلية الحالية “VLR” على سبيل المثال، كما يقوم أيضاً بتخزين ملفات تعريف المستخدمين كعناوين الحزم المستخدمة “IMSI” لجميع مستخدمي “GPRS” المسجلين في “SGSN” المعين.
- “SGSN” هي اختصار لـ “Serving GPRS Support Node”.
- “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.
- “VLR” هي اختصار لـ “Visitor Location Register”.
- “IMSI” هي اختصار لـ “International Mobile Subscriber Identity”.
2- عقدة دعم بوابة GGSN ،GPRS:
تُعد شبكة “GGSN” بأنّها البوابة إلى العالم الخارجي، حيث تُعتبر عقدة دعم “GPRS” واحدة من أهم الكيانات داخل بنية شبكة “GPRS”، كما تنظم العمل البيني بين شبكة “GPRS” وشبكات تحويل الرزم الخارجية التي قد تتصل بها الهواتف المحمولة، وقد تشمل هذه الشبكات كلاً من الإنترنت وشبكات “X.25”.
يمكن اعتبار “GGSN” مزيجاً من بوابة وجهاز توجيهوجدار ناري؛ لأنّه يخفي الشبكة الداخلية إلى الخارج، وأثناء التشغيل، عندما تستقبل “GGSN” بيانات موجهة إلى مستخدم معين، فإنّها تتأكد ممّا إذا كان المستخدم نشطاً، وبعد ذلك تقوم بإعادة توجيه البيانات، أمّا في الاتجاه المعاكس يتم توجيه حزم البيانات من الهاتف المحمول إلى شبكة الوجهة الصحيحة بواسطة “GGSN”.
- “GGSN” هي اختصار لـ “Gateway GPRS Support Node”.
3- وحدة التحكم بالحزم PCU:
وحدة التحكم بالحزم “PCU”: هي عبارة عن موجه جهاز يتم إضافته إلى “BSC”، حيث إنّه يميز البيانات الموجهة لشبكة “GSM” القياسية أي بيانات تبديل الدائرة والبيانات الموجهة لشبكة “GPRS” أي بيانات تبديل الحزمة.
قد تكون وحدة “PCU” نفسها كياناً مادياً منفصلاً أو في كثير من الأحيان في هذه الأيام يتم دمجها في وحدة تحكم المحطة الأساسية “BSC” وبالتالي توفير تكاليف الأجهزة الإضافية، حيث تكتشف “PCU” ما إذا كان سيتم توجيه البيانات إلى شبكات تبديل الحزمة أو شبكات تبديل الدوائر.
- “PCU” هي اختصار لـ “Packet Control Unit”.
- “BSC” هي اختصار لـ “Base Station Controller”.
فئات أداء GPRS:
تمتلك هواتف “GPRS” المحمولة القدرة على دعم نقل البيانات وكذلك الصوت، حيث تتوفر هواتف “GPRS” المحمولة مع مجموعة متنوعة من مستويات التشغيل، وغالباً ما تُعد بأنّها فئة “GPRS” معينة، كما تُشير فئات “GPRS” إلى مستوى الخدمة التي يمكنهم تقديمها، وقد لا تكون العديد من هواتف “GPRS” المحمولة مختلفة عن هواتف “GSM” العادية، لكنّها قادرة على إنتاج مستوى من خدمة البيانات التي لا يمكن وجودها بواسطة هواتف “GSM”، كما توفر بعض هواتف “GPRS” لوحة مفاتيح للبريد الإلكتروني.
1- الفئة A:
تُعد هذه الفئة من الهواتف المحمولة بأنّها يمكن ربطها بخدمات “GPRS” و”GSM” في نفس الوقت.
2- الفئة B:
يمكن ربط هذه الهواتف المحمولة بخدمات “GPRS” و”GSM”، ولكن يمكن استخدامها في خدمة واحدة فقط في كل مرة، حيث يمتلك الهاتف المحمول من الفئة “B” القدرة على إرسال أو استقبال مكالمة صوتية أو رسالة “SMS” عندما تكون عملية الاتصال في “GPRS” مفعلة، أمّا أثناء المكالمات الصوتية أو الرسائل النصية يتم تعليق خدمة “GPRS”، ولكن يتم إعادة إنشائها عند اكتمال المكالمة الصوتية أو جلسة الرسائل القصيرة.
- “SMS” هي اختصار لـ “Short Message Service”.
3- الفئة C:
تتضمن هذه الفئة الهواتف التي يمكن ربطها بخدمات “GPRS” أو “GSM”، ولكن يحتاج المستخدم إلى التبديل يدوياً بين النوعين المختلفين.
الفئات المتعددة في GPRS:
تتضمن هواتف “GPRS” المحمولة عدة أصناف حسب معدلات البيانات التي يمكنها دعمها، حيث يوجد داخل “GSM” ثماني فترات زمنية يمكن استخدامها لتوفير “TDMA“، ممّا يجعل الهواتف المحمولة المتعددة على حامل إشارة “RF” واحد، وباستخدام “GPRS” يمكن الاعتماد على أكثر من فتحة واحدة لتحقيق معدلات بيانات أعلى بكثير عند توفرها، ولتقدير إمكانية الهواتف المحمولة المختلفة هناك عدد من فئات “GPRS” المتعددة التي تم تعيينها.
كما تُعد بأنّها فئات السرعة، حيث تعتمد فئات السرعة المختلفة للهواتف المحمولة على عدد الفتحات التي يمكن استخدامها في أي اتجاه، كما يمكن للهواتف المحمولة متعددة الفتحات “GPRS” من الفئة الأولى نقل البيانات في كلا الاتجاهين في فتحة واحدة وفي أي اتجاه أي الوصلة الصاعدة والهابطة، كما أنّ الهواتف المحمولة من الفئة “29” لها القدرة على الإرسال والاستقبال في جميع الفتحات الثمانية حيث يمكن للفئات الموجودة خلال الطرفين مساندة الإرسال والاستقبال في مجموعات مختلفة من فتحات الوصلة الصاعدة والهابطة.
- “RF” هي اختصار لـ “Radio Frequency”.
- “TDMA” هي اختصار لـ “Time Division Multiple Access”.
