في الوقت الحاضر، أصبحت شبكة الاتصالات المتنقلة ضرورية في كل مكان, فهو يوفر لنا راحة غير محدودة, وأحد المواقع الرئيسية في شبكة الاتصالات المتنقلة هو GPRS, ما هو بالضبط هذا جي بي آر إس? يرجى الاطلاع على مزيد من المعلومات التفصيلية أدناه.
ما هو جي بي آر إس?
جي بي آر إس, وهي تقنية خدمة راديو الحزمة العامة, هي خدمة بيانات لمستخدمي GSM.
كاستمرار ل جي إس إم, تقوم خدمة GPRS بنقل البيانات عبر الحزم, وهو يختلف عن الطريقة السابقة للبث المستمر عبر القنوات ويؤدي إلى حساب التكلفة التي يتحملها المستخدم على أساس وحدة البيانات المرسلة.
2. كيف تعمل تقنية جي بي آر إس?
تعمل خدمة GPRS بشكل رئيسي من خلال جهاز توجيه داخلي للعنونة الأساسية للبيانات أو الإشارات الصوتية ولإنشاء اتصالات البيانات العادية. تحت إدارة جهاز التوجيه, ستقوم المحطة المتنقلة بإعداد المسار لإرسال البيانات, استقبال البيانات وتلك البيانات في ظروف التجوال.
إعداد التوجيه لإرسال البيانات
عندما تحدد المحطة المتنقلة الطريق لإرسال البيانات, فإنه سيتم إنشاء PDU (وحدة حزم البيانات) على المحطة, وسيتم إرسال وحدة PDU هذه من خلال وحدة بيانات SNDC الخاصة بنا, ومن ثم يتم تحويلها إلى إطار LLC من خلال معالجة طبقة LLC, والدخول في النهاية إلى شبكة SGSN الأساسية, حيث تقع محطة GSM. تقوم SGSN أيضًا بنقل جميع المعلومات إلى GGSN, والتي تقوم بعد ذلك بمعالجة البيانات ثم إرسالها إلى مستخدمي شبكة البيانات لدينا لتلبية متطلباتهم. في نفس الوقت, لحماية معلومات البيانات بشكل شامل, سنقوم بتشفير بيانات الواجهة الهوائية أثناء الإرسال.
إعداد التوجيه لتلقي البيانات
عندما يتلقى مستخدمو شبكة البيانات العامة لدينا البيانات المرسلة من محطة الهاتف المحمول السابقة, سيقومون أولاً بإنشاء طريق بين شبكة البيانات وGGSN من خلال البروتوكول القياسي لشبكة البيانات الخاصة بنا لنقل البيانات لاحقًا. عندما يقوم مستخدمو شبكة البيانات بإرسال وحدة البيانات, سيتم إرسال وحدة البيانات PDU إلى GGSN عبر المسار المحدد. عند استلام وحدة البيانات, ستقوم GGSN بإرسال PDU إلى SGSN, والذي يقع مع المحطة المتنقلة, وبعد ذلك, ستقوم GGSN بحزم وحدة PDU التي تصل وتغييرها إلى وحدة بيانات SNDC للإرسال, ثم قم بتحويلها إلى وحدة إطار ذات مسؤولية محدودة بعد المعالجة بواسطة شركة ذات مسؤولية محدودة, وأخيرًا نقل البيانات إلى الجهاز المحمول عبر الواجهة الهوائية.
إعداد التوجيه للبيانات في حالة التجوال
يحتاج إنشاء مسار البيانات في ظروف التجوال إلى مساعدة GGSN من مكانه الأصلي قبل أن يتم نقله إلى محطة مستخدم الهاتف المحمول. تشبه العملية إنشاء مسار إرسال البيانات ومسار تلقي البيانات, إلا أنه في النهاية يخضع كلاهما لتحويل الإطار في GGSN الخاص بمكان المنزل للوصول إلى عنوان الوجهة النهائي.
3. بنية جي بي آر إس الشبكات
تعتمد شبكة GPRS على شبكة GSM الحالية لتنفيذ خدمة حزم البيانات. تم تصميم GSM لتبديل الدوائر, لكن شبكة GSM الحالية ليست كافية لدعم توجيه حزم البيانات. لذلك, يجب أن تقوم خدمة GPRS بإضافة مثيلات شبكة جديدة بناءً على شبكة GSM الموجودة, مثل جي جي إس إن (بوابة جي بي آر إس دعم العقدة), SGSN (خدمة جي إس إن) ووحدة تنسيق المشروع (وحدة التحكم بالحزم), وترقية جزء من نظام GSM الأصلي لتلبية تبادل ونقل خدمة حزم البيانات. بالمقارنة مع شبكة GSM الأصلية, بعض المعدات الجديدة أو التي تمت ترقيتها هي كما يلي.
خدمة جي إس إن (SGSN)
تتمثل المهام الرئيسية لـ SGSN في إجراء المصادقة, إدارة التنقل واختيار المسار لـ MS, إنشاء قناة الإرسال من المحطة MS إلى الشبكة GGSN, استقبال بيانات حزمة MS من BSS ومن ثم إرسالها إلى GGSN أو العمل العكسي من خلال الشبكة الأساسية GPRS, وإجراء الفواتير وإحصائيات الخدمة.
بوابة جي بي آر إس دعم العقدة (جي جي إس إن)
تعمل بشكل رئيسي كبوابة, تتصل GGSN بمجموعة متنوعة من شبكات البيانات الخارجية المختلفة, مثل ISDN, بسبدن والشبكة المحلية. إلى الشبكة الخارجية, GGSN هو جهاز التوجيه, ومن ثم يطلق عليه أيضًا جهاز توجيه GPRS. تتلقى GGSN حزم البيانات المرسلة من قبل MS وتقوم بترجمة البروتوكول لنقل بيانات الحزمة هذه إلى شبكة TCP/IP أو X.25 بعيدة أو العكس. فضلاً عن ذلك, لدى GGSN أيضًا وظائف مثل تخصيص العناوين والمحاسبة.
وحدة التحكم بالحزم (وحدة تنسيق البرنامج)
تقع وحدة PCU عادة في BSC وتستخدم لمعالجة خدمات البيانات. فهو يفصل خدمات حزم البيانات عن خدمات GSM الصوتية في BSC وينقلها بين BTS وSGSN. يضيف PCU وظيفة الحزمة, يتحكم في الروابط اللاسلكية, ويسمح لعدة مستخدمين بشغل نفس المورد اللاسلكي.
ترقية معدات شبكة GSM الأصلية
تستخدم شبكة GPRS محطة GSM الأساسية الأصلية, أيّ, لكن, يحتاج إلى تحديث مع البرمجيات; يجب أن تضيف خدمة GPRS برنامجًا جديدًا لإدارة التنقل لتحقيق التوصيل البيني لشبكة GPRS الأساسية من خلال جهاز التوجيه; يجب على نظام شبكة GSM تحديث البرنامج وإضافة إشارات MAP وإشارات GPRS جديدة.
محطة جي بي آر إس
يجب اعتماد محطة GPRS جديدة. ثلاثة أنواع من محطات GPRS المتنقلة هي كما يلي.
• نوع أ: القدرة على تقديم خدمة GPRS وخدمة حامل تبديل الدائرة في وقت واحد. إنه, يمكن تنفيذ خدمة GSM الصوتية واستقبال حزمة GPRS في نفس الوقت.
• النوع ب: يُسمح بالاستماع إلى معلومات الترحيل الخاصة بأنظمة GPRS وGSM في نفس الوقت, وهو متصل بأنظمة GPRS وGSM في نفس الوقت, ولكن يتم دعم خدمة واحدة فقط من الخدمات في وقت واحد.
• النوع ج: دعم إما شبكة GSM أو شبكة جي بي آر إس, تحديد الشبكة واستبدالها يدويًا.
• يمكن أيضًا تحويل محطات GPRS إلى بطاقات PCMCIA للكمبيوتر للوصول إلى الإنترنت عبر الهاتف المحمول.
4. ما هي تغطية جي بي آر إس شبكة
تغطية واسعة
اتصالات GPRS قادرة على تلبية احتياجات المناطق الجبلية, مدن, والوصول بين الأقاليم. على الرغم من أن عدد محطات الأرصاد الجوية كبير وموزع في جميع أنحاء البلاد, وبعضها يقع في مناطق نائية ومنتشرة جغرافياً, غطت شبكة GPRS جميع أنحاء البلاد, ويمكن اختيار شبكات 2G/4G حسب الرغبة لتلبية متطلبات محطات الأرصاد الجوية للتغطية.
5. ما هي الاختلافات بين جي بي آر إس ونظام تحديد المواقع
تعريفات مختلفة
نظام تحديد المواقع, وهي نظام تحديد المواقع العالمي. بالإضافة إلى توفير الوقت الحقيقي, المساعدة الملاحية العالمية في الجو, البحر والأرض, يمكن أيضًا استخدام اختراع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الخدمات العسكرية مثل جمع المعلومات الاستخبارية, مراقبة وكشف التفجيرات النووية, واتصالات الطوارئ
جي بي آر إس, وهي خدمة راديو الحزمة العامة, هو استمرار لGSM. إنها نوع من الخدمة التي يمكن اختيارها من قبل مستخدمي الهاتف المحمول لـ GSM.
سيناريوهات التطبيق المختلفة
يتم تطبيق خدمة GPRS على المكاتب المتنقلة, الشركات المتنقلة, خدمات المعلومات المتنقلة, الإنترنت عبر الهاتف النقال, خدمة الوسائط المتعددة, إلخ.
يتم تطبيق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على هندسة الطرق, دورية, الملاحة السيارة وإدارة حركة المرور للملاحة, التمركز, قياس, إلخ.
ميزات تقنية مختلفة
تتميز خدمة GPRS بخصائص نقل البيانات عالية السرعة, دائما على الإنترنت, والفوترة فقط عن طريق تدفق البيانات, وفي نفس الوقت, يتم إرسال البيانات واستلامها في مجموعات, تتم محاسبته بالتدفق مع سرعة نقل تبلغ 56 ~ 115 كيلوبت في الثانية.
6. زتقنية PRS في 5G
شبكة جي بي آر إس
• شبكة GPRS هي شبكة نقل البيانات اللاسلكية التي تقدمها شركة تشاينا موبايل. طالما أن هناك إشارات GPRS, يمكنه دعم نقل البيانات لاسلكيًا. تتمتع شبكة GPRS بمزايا التغطية واسعة النطاق, دائما على الإنترنت, الفواتير حسب الحجم, نقل عالي السرعة وما إلى ذلك.
• تغطية منطقة واسعة: تتمتع خدمة GPRS بتغطية جيدة في أكثر من 240 المدن في 31 المحافظات في جميع أنحاء البلاد, ومن الممكن بشكل أساسي الوصول إلى الإنترنت عبر شبكة GPRS اللاسلكية في أي مكان يمكن للهواتف المحمولة إجراء المكالمات فيه.
• متصل بالإنترنت طوال الوقت: سيظل تطبيق GPRS متصلاً بالإنترنت طوال الوقت بعد تفعيله, والتي تشبه خدمة الشبكة اللاسلكية المخصصة.
• الشحن حسب الحجم: على الرغم من أن خدمة GPRS متاحة دائمًا عبر الإنترنت, لا داعي للقلق بشأن التكلفة, وذلك لأن الفوترة لا تتم إلا عند إنشاء حركة مرور الاتصالات.
• انتقال عالي السرعة: في الوقت الحاضر, 53.6ويدعم معدل نقل الذروة كيلوبت في الثانية في خدمة GPRS, وذروة النقل النظرية قادرة على الوصول إلى أكثر من 100 كيلوبت في الثانية.
5شبكة جي
باعتبارها أحدث تكنولوجيا شبكة الاتصالات المتنقلة, 5ومن المتوقع أن تصل سرعة نقل G إلى عشرات الجيجابايت/ثانية, يمكن تنزيل الفيلم عالي الجودة بالكامل خلال ثانية واحدة من خلال اتصالات شبكة 5G. في الوقت الحالي, 5شبكة G نجحت في الوصول إلى سرعة نقل تبلغ 1 جيجابت في الثانية في نطاق 28 جيجا هرتز, بينما يبلغ معدل نقل 4G 75 ميجابت في الثانية فقط, سرعة الوصلة الهابطة هي 100 ميجابت في الثانية, وسرعة الإرسال هي 30 ميجابت في الثانية, ولديه فقط قدرة نقل بيانات غير متماثلة تزيد عن 2 ميجا بايت / ثانية. لقد حققت شركة Samsung Electronics هذا المطلب باستخدام طريقة نقل مصفوفة تكيفية 64 عناصر الهوائي, مما يعني أنه في شبكات 5G, يمكن استخدام المحطات الذكية لمشاركة الأفلام والألعاب ثلاثية الأبعاد والاستمتاع بجودة صورة فائقة الجودة, وهذا يكاد يكون من المستحيل أن تحققه تكنولوجيا اتصالات شبكة الجيل الرابع.
مميزات شبكة الجيل الخامس 5G:
• سرعة الاتصال السريع: يمكن أن يصل معدل نقل نظام الاتصالات إلى 300 ميجابت في الثانية, أو حتى ما يصل إلى 1000 ميجابت في الثانية.
• طيف شبكة واسعة: عرض النطاق الترددي للاتصالات أعلى بكثير من النظام الخلوي لشبكة 3G, أي ما يعادل 20 أوقات شبكة W-CDMA 3G.
• اتصالات مرنة: مواد, يُسمح بتنزيل الصور ومقاطع الفيديو ونقلها في كلا الاتجاهين.
• تتميز شبكة 5G أيضًا بخصائص الذكاء العالي, التوافق الجيد وما إلى ذلك.
يتم تطبيق تقنية GPRS وتقنية نقل البيانات اللاسلكية عن بعد لشبكة 5G على نطاق واسع في مراقبة شبكات أنابيب إمداد التدفئة, شبكات أنابيب إمدادات المياه, بيئات تربية الأحياء المائية, الماشية بيئات التكاثر, خزان التخزين والمستودعات, بيئات غرف التجميع المختبرية, البيئات الجوية وتصنيع الرصد الذكي. بجانب, كما أنها تستخدم في أنظمة الإنذار المبكر.
7. من اخترع خدمة جي بي آر إس
من الجيل الأول لأنظمة الاتصالات التناظرية إلى الجيل الثاني من أنظمة الاتصالات الرقمية, وبعد ذلك إلى الجيل الثالث 3G, 4جي و5 جي, تتطور تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة الآن بوتيرة سريعة. بالمقارنة مع تقنيات الاتصالات المتنقلة الأخرى في الجيل الثاني, GSM هو الأكثر تطبيقًا على نطاق واسع. مع ذلك, قد يقوم نظام GSM فقط بتبادل البيانات بمعدل نقل 9.6 كيلوبت/ثانية, مما يجعل من الصعب تلبية الطلب على خدمات البيانات. لذلك, قدم المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI) تقنية GPRS.
8. مزايا وعيوب جي بي آر إس
مزايا الاتصالات GPRS
- تغطية واسعة: اتصالات GPRS قادرة على تلبية احتياجات المناطق الجبلية, مدن, والوصول بين الأقاليم. على الرغم من وجود العديد من محطات الأرصاد الجوية الموزعة في جميع أنحاء البلاد, وبعضها يقع في مناطق نائية ومنتشرة جغرافياً, غطت شبكة GPRS جميع أنحاء البلاد, ويمكن اختيار نوعين من الشبكات 2G/4G حسب الرغبة لتلبية متطلبات محطات الأرصاد الجوية للتغطية.
- ارتفاع معدل نقل البيانات: تنقل كل محطة طقس البيانات بسرعة 10 كيلوبت في الثانية في كل مرة. وحاليا, معدل نقل جي بي آر إس حوالي 40 كيلوبت في الثانية.
- انخفاض تكلفة الاتصالات: ويجب تجهيز خطوط محددة لنقل المعلومات بطريقة سلكية, وهي مكلفة نسبيا. على العكس تماما, إن استخدام طريقة الاتصال اللاسلكي GPRS يكلف فقط 30 يوان شهريا الحد الأدنى, لأنه يتم تطبيق شبكة اتصالات 2G في هذا الوضع, ويتم فرض رسوم وفقًا لتدفق البيانات. بجانب, معدل استخدام الموارد مرتفع في هذا الوضع.
- دعم بروتوكولات IP وX.25: لأن شبكة GSM لديها تغطية أوسع, GPRS قادر على توفير الوصول اللاسلكي إلى الإنترنت.
مزايا وعيوب اتصالات GPRS
على العموم, تتميز تكنولوجيا الاتصالات GPRS بمعدل نقل سريع, مسافة نقل طويلة وشبكات بسيطة, لكنها محدودة بتغطية المحطات الأساسية, والإشارة ضعيفة في ظروف الاتصال السيئة وهناك زوايا ميتة للاتصال.
نظرًا لأن شبكة GSM لديها تغطية إشارة واسعة, توجد في الواقع منطقة جغرافية واسعة حيث يمكن استخدام خدمات GPRS, وهي الميزة الرئيسية لتقنية GPRS. ثانيًا, يمكن لمحطات GPRS التجول بحرية داخل منطقة تغطية الإشارة, لذلك لا يحتاج المطورون إلى تطوير أي أجهزة اتصال أخرى تقع على عاتق المشغلين وسهلة الاستخدام للمستخدمين. أخيراً, بسبب شعبية محطات الاتصالات المتنقلة, لقد تم تخفيض تكلفتها بشكل كبير, لذا فإن تكلفة الأجهزة لاستخدام تقنية اتصالات GPRS في إنترنت الأشياء تتمتع بميزة أكبر مقارنة بـ واي فاي أو زيجبي.
تحتاج محطات GPRS إلى استخدام البنية التحتية لمشغلي الاتصالات عند الاتصال, لذلك مطلوب رسوم معينة, أي. رسوم مرور البيانات, ورسوم الخدمة هذه تحد من عدد كبير من الأجهزة للاتصال بالشبكة. فضلاً عن ذلك, انخفاض معدل خدمة GPRS هو مشكلة أخرى. تتأثر جودة اتصالات GPRS بشكل كبير بقوة الإشارة, وضعف الاتصال في الأماكن التي لا توجد بها تغطية إشارة أو ضعفها قد يؤثر على إتمام الخدمة.
9. مثيلات تطبيق جي بي آر إس
بيئة المحطة الميدانية ومسافة الإرسال المتفرقة
من المزايا المهمة جدًا لاتصالات الشبكة اللاسلكية أن شبكات الاتصالات اللاسلكية المتخصصة (مثل محطات الراديو الرقمية, واي ماكس, شبكة محلية لاسلكية, إلخ.) لا يمكن أن تتحقق.
بيئة موقع الصناعة
إذا كانت هناك الآن حاجة لتشغيل البيانات أثناء التنقل وكذلك لجمع معلومات حول معدات الموقع, جمع المعلومات حول الموقع في الميدان, إلخ., ولا يمكن توفير بيئة اتصال سلكية, قد يكون استخدام شبكة GPRS اللاسلكية خيارًا جيدًا. أصبح المعدل المستهدف لشبكة GPRS مرتفعًا الآن نظرًا لأن معظم مناطق البلاد لديها أهداف إشارة GPRS.
متطلبات البيانات المناسبة في الوقت الحقيقي
حالياً, زمن انتقال البيانات على شبكات GPRS هو في غضون ثوان قليلة. في معظم الحالات, متوسط زمن الوصول الإجمالي لاتصالات بيانات GPRS موجود تقريبًا 2 ثواني. بعبارة أخرى, ستصل حزمة البيانات المرسلة من GPRS DTU إلى مركز البيانات خلال حوالي 2 ثواني. على العكس تماما, ستصل الحزمة من البيانات إلى GPRS DTU أيضًا بعد حوالي 2 ثواني.
بشكل عام, الأداء في الوقت الحقيقي لـ GPRS قادر على تلبية احتياجات العديد من التطبيقات في مجال الصناعة. لكن, في بعض التطبيقات المحددة, قد لا تكون طريقة الاتصال GPRS مناسبة إذا كان متوسط التأخير حوالي 2 لا يتم التسامح مع ثواني.
من منظور آخر, إذا كان النظام الذي صممناه سينقل البيانات عبر شبكة GPRS, إذن علينا أن نأخذ هذا التأخير في الاعتبار عندما نقوم بتصميم بروتوكول الاتصال.
معدل نقل البيانات المناسب
تتراوح سرعة اتصال البيانات بين GPRS DTU ومركز البيانات عادة من 10 كيلوبت في الثانية إلى 60 كيلوبت في الثانية, مما يعني أن وحدة GPRS DTU قد تستمر في إرسال البيانات إلى المركز بسرعة 10 بت في الثانية - 60 كيلوبت في الثانية, أو العكس. (ملحوظة: يبلغ متوسط معدل نقل البيانات لشبكة CDMA المنزلية حوالي 40 كيلوبت في الثانية إلى 90 كيلوبت في الثانية).
10. تاريخ تطور خدمة GPRS
تطورت تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة من الجيل الأول لأنظمة الاتصالات التناظرية إلى الجيل الثاني من أنظمة الاتصالات الرقمية, ومن ثم الجيل الثالث 3G, 4تتطور شبكات G و5G بوتيرة سريعة. بالمقارنة مع تقنيات الاتصالات المتنقلة الأخرى في الجيل الثاني, GSM هو الأكثر تطبيقًا على نطاق واسع. لكن نظام GSM قادر فقط على تبادل البيانات في مجال الدائرة مع أعلى معدل نقل يبلغ 9.6 كيلوبت/ثانية, وهو ما يصعب الوصول إلى متطلبات خدمات البيانات, ولهذا السبب, أصدر ETSI خدمة GPRS.
وذلك لتحقيق الدعم من الخدمة الصوتية السابقة إلى خدمة البيانات الجديدة, يتداخل GPRS مع شبكة GSM الأصلية لدعم شبكة حزم البيانات عالية السرعة ويوفر للمستخدمين تصفح WAP (صفحة الانترنت), البريد الإلكتروني والوظائف الأخرى.
