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[[Datei:MobileBitRate-logScale.svg|mini|300px|Vergleich der maximal erreichbaren [[Bitrate]]n bei verschiedenen Mobilfunkstandards. ([[logarithmische Darstellung]])]]
'''General Packet Radio Service''', abgekürzt '''GPRS''' (deutsch: „Allgemeiner [[Paketvermittlung|paketorientierter]] Funk[[Dienst (Telekommunikation)|dienst]]“), ist die Bezeichnung für den Dienst zur Datenübertragung in [[Global System for Mobile Communications|GSM]]-Netzen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/24_series/24.008/24008-900.zip |titel=3GPP TS 24.008: Mobile radio interface Layer 3 specification; Core network protocols; Stage 3; Kap. 1.7.2 General Packet Radio Service (GPRS) |zugriff=2009-12-02 |datum=2009-09-28 |format=ZIP/DOC; 3,4 MB |sprache=en }}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.060/23060-920.zip |titel=3GPP TS 23.060: General Packet Radio Service (GPRS); Service description; Stage 2; Kap. 4 Main Concept |zugriff=2009-12-02 |datum=2009-09-29 |format=ZIP/DOC; 5,2 MB |sprache=en }}</ref> Diese Handy-Netz-Generation wurde 2001 weltweit gestartet.<ref>{{Literatur | Autor=Bernhard Walke | Titel=The roots of GPRS: the first system for mobile packet-based global Internet access | Hrsg=IEEE Wireless Communications | Datum=2013-05 | Seiten=12 | Online=[https://www.comnets.rwth-aachen.de/downloads/publications/Roots_of_GPRS_final.pdf Artikel online, dort S. 1] | Format=PDF | Abruf=2019-02-08}}</ref>

== Datenübertragung ==
Im Gegensatz zum [[Leitungsvermittlung|leitungsvermittelten]] (englisch ''circuit switched'') Datendienst ''CSD'' ist GPRS paketorientiert. Das heißt, die Daten werden beim Sender in einzelne [[Datenpaket|Pakete]] umgewandelt, als solche übertragen und beim Empfänger wieder zusammengesetzt.

Als Erfinder von GPRS gelten [[Bernhard Walke]]<ref>{{Literatur | Autor=Bernhard Walke | Titel=The roots of GPRS: the first system for mobile packet-based global Internet access | Hrsg=IEEE Wireless Communications | Datum=2013-05 | Seiten=12-23 | Online=[https://www.comnets.rwth-aachen.de/downloads/publications/Roots_of_GPRS_final.pdf Artikel online, dort S. 1–19] | Format=PDF | Abruf=2019-02-08}}</ref> und Peter Decker.<ref>{{Literatur | Autor=Peter Decker, Bernhard Walke | Titel=A general packet radio service proposed for GSM | Sammelwerk=ETSI SMG Workshop „GSM in a Future Competitive Environment“ | Ort=Helsinki, Finnland | Datum=1993-10-13 | Seiten=1-20 | Online=https://www.comnets.rwth-aachen.de/downloads/publications/DeWaETSIHelsinki93.pdf | Format=PDF | Abruf=2019-02-08}}</ref>

Wenn GPRS aktiviert ist, besteht nur [[virtuell]] eine dauerhafte Verbindung zur Gegenstelle (sog. ''{{lang|en|Always-on}}-Betrieb''). Erst wenn wirklich Daten übertragen werden, wird der Funkraum besetzt, ansonsten ist er für andere Benutzer frei. Der Funkkanal braucht also nicht dauerhaft für einen Benutzer reserviert zu werden, wie es bei [[Circuit Switched Data|CSD]] der Fall war. Auch werden die Kosten für GPRS-Verbindungen üblicherweise nach übertragener Datenmenge berechnet, und nicht nach der Verbindungsdauer; maßgeblich sind hierbei natürlich die individuellen Vertragskonditionen.

=== Kanalbündelung ===
Die GPRS-Technik ermöglicht bei der Bündelung aller acht [[Global System for Mobile Communications|GSM]]-[[Zeitschlitz]]e eines Kanals theoretisch eine [[Datenübertragungsrate]] von 171,2 Kilobit pro Sekunde. Im praktischen Betrieb ist die Anzahl der nutzbaren Zeitschlitze innerhalb eines Rahmens jedoch durch die Fähigkeit der [[Mobilstation]] (englisch ''multislot capability'') und der Netze begrenzt. Am Markt befinden sich (Stand 2008) Geräte der Multislot Class 12 mit maximal je vier Zeitschlitzen im [[Downlink]] und im [[Uplink]] (jedoch gleichzeitig maximal 5 Zeitschlitze). Die damit erreichbare Datenübertragungsrate beträgt – abhängig vom verwendeten [[Kodierungsschema]] (hängt ab vom Signal und Rauschverhältnis) und der von der Netzauslastung abhängigen Anzahl der zugeteilten Zeitschlitze (Timeslots) – bis zu 53,6 kbps (bei 4 Zeitschlitzen und CS-2). Das entspricht in etwa der Geschwindigkeit eines [[V.90]]-Telefonmodems.

=== GPRS-Kodierungsschemata ===
{| class="wikitable"
! Kodierungs-<br />schema
! Datenübertragungsrate<br />([[Kilobit|kbit]]/([[Sekunde|s]]·Slot))<ref>[http://www.nuntius.com/solutions22.html General Packet Radio Service (GPRS)] (englisch) – Seite bei ''Nuntius''; Stand: 12. März 2009; (siehe Tabelle unter „Channel coding schemes“)</ref>
|- align="center"
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| 15,6{{0}}
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|}

=== GPRS-Endgeräteklassen ===
Es existieren 3 verschiedene Endgeräteklassen, die die grundsätzlichen Fähigkeiten eines Endgeräts angeben. Die Endgeräteklasse wird mit einem Buchstaben angegeben:<ref>{{Internetquelle |url=https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.060/23060-920.zip |titel=3GPP TS 23.060: General Packet Radio Service (GPRS); Service description; Stage 2; Kap. 5.4.5: Mobile Stations |zugriff=2009-12-02 |datum=2009-09-29 |format=ZIP/DOC; 5,2 MB |sprache=en }}</ref>
* Class-A: Endgeräte der Klasse A ermöglichen es, gleichzeitig paket- und leitungsvermittelte Dienste zu nutzen. Das heißt, es können während eines Telefonats zusätzlich Daten übertragen werden.
* Class-B: Endgeräte der Klasse B können entweder einen paket- oder einen leitungsvermittelten Dienst nutzen, aber nicht beide gleichzeitig. Das heißt, dass während einer Datenübertragung ein Anruf zwar signalisiert werden kann; wird dieser angenommen, so können während des Telefonats keine Daten übertragen werden.
* Class-C: Endgeräte der Klasse C erlauben eine Datenübertragung lediglich, solange sie beim GPRS-Dienst angemeldet sind.
GPRS-fähige Mobiltelefone gehören zumeist zur Geräte-Klasse B (Stand 2008/09). Einige Nokia-Geräte, wie das N900, unterstützen Klasse A.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.nokia.de/produkte/mobiltelefone/nokia-n900/technische-daten |titel=Nokia Deutschland – Nokia N900 – Technische Daten |zugriff=2010-01-30 |datum=2010-01-07}}</ref>

== Anwendung ==
Ungefähr seit dem Jahr 2000 unterstützen viele Mobiltelefone GPRS, etwa für die Betrachtung von [[Wireless Application Protocol|WAP]]-Seiten. Der [[Multimedia Messaging Service]] (MMS) basiert ebenfalls auf GPRS. Oft kann auch ein [[Computer]] oder [[Handheld]] mit einem GPRS-fähigen Mobiltelefon verbunden werden, um diesem einen vollwertigen, wenn auch schmalbandigen, Internetzugang zu gewähren. Das Mobiltelefon fungiert dann als [[Modem]].
[[Datei:Gprsumts.JPG|mini|GPRS-Steckkarte für Notebooks]]
Bekannt sind auch kleine GPRS-Modems als Steckkarten für Notebooks.

Besonders geeignet ist GPRS auch für [[Fernwirken|Fernwirkaufgaben]]. In der Regel wird hier nur eine geringe Bandbreite benötigt, die Übertragungsgeschwindigkeit spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Größte Vorteile von GPRS im Bereich Fernwirken sind die Netzabdeckung und die Verfügbarkeit von GSM sowie die geringeren [[Investition]]en im Vergleich zu anderen Übertragungstechniken.

Ein weiterer Anwendungsfall ist die Ortung von Fahrzeugen und Objekten, bei der GPRS zur Übertragung von Positions- und Telemetriedaten benutzt wird.

Weiterhin wird das GPRS-Datennetz für den Mobilfunkdienst [[Push-to-Talk over Cellular|Push-to-talk]] genutzt.

== Netzarchitektur ==
[[Datei:Mobilfunknetz 2G Struktur.svg|mini|400px|Einbindung des GPRS (SGSN, GGSN, MMSC) in das GSM-Mobilfunknetz]]
Der paketvermittelnde Dienst GPRS baut auf dem [[Global System for Mobile Communications|GSM]]-[[Mobilfunknetz]] auf, benötigt aber zusätzliche Netzelemente: Die PCU ([[Packet Control Unit]]), den SGSN (Serving [[GPRS Support Node]]) und den GGSN (Gateway GPRS Support Node) (beide werden nachfolgend erklärt).

=== Schnittstellen der GSN (GPRS Support Nodes) ===
Die GSM-Richtlinien wie auch WPP3G (der GSM-Nachfolger für [[UMTS]]) definieren Schnittstellen zwischen den verschiedenen Netzelementen. Die folgende Liste führt die gebräuchlichsten Schnittstellen (Signalisierung) und Verbindungen (Signalisierung und Nutzdaten) auf. Die weitgehend englischen Begriffe sind dem Regelwerk ''GSM Recommendations'' entnommen. Eine Übersetzung ist nicht immer sinnstiftend.

* Ga: Schnittstelle der SGSN und GGSN zur ''Charging Control Function'', also der Gebührenerfassung
* Gb: Verbindung der SGSN zur [[Base Station Controller|BSC]], [[Frame Relay]] oder IP für Nutzdaten und [[Signalisierung]]
* Gd: Schnittstelle der SGSN zum SMSC ([[Short Message Service Centre]]), wird noch selten genutzt
* Ge: Schnittstelle der SGSN zu [[Customized Applications for Mobile networks Enhanced Logic|CAMEL]] (intelligente Netzfunktionen)
* Gi: Verbindung der GGSN zu den ISP ([[Internetdienstanbieter|Internet Service Provider]]) und zu Firmennetzen ([[Corporate Network]]), aber auch zu Anwendungsservern wie MMSC ([[Multimedia Messaging Service|Multimedia Messaging Center]]), WAP-GW ([[Wireless Application Protocol|Wireless Application Gateway]]).
* Gn: Verbindung zwischen SGSN und GGSN, meist [[Asynchronous Transfer Mode|ATM]] oder IP ([[Internet Protocol]]), für Nutzdaten und Signalisierung
* Gp: Verbindung der SGSN zu GGSN anderer [[PLMN]]s (etwa für internationales [[Roaming]])
* Gr: Verbindung der SGSN zum [[Home Location Register|HLR]] (hier liegen die [[Teilnehmerdaten]] und [[Quality of Service|QoS]] Profile)
* Gs: Schnittstelle der SGSN zur [[Mobile-services Switching Centre|MSC]], wird für kombinierte Netzanmeldungen in den GPRS Netzmodi 1 und 3 benötigt
* Gx und Gy: Schnittstellen der GGSN zur ''Charging Control Function'' (Gebührenerfassung). Diese beiden Schnittstellen sind eher für intelligente Dienste (unterschiedliche Gebühr je nach Anwendung) gedacht, während die SGSN meist nur nach Übertragungsvolumen abrechnet.
* Iu(PS): Verbindung der SGSN zum [[Radio Network Controller|RNC]], ATM oder IP für Nutzdaten und Signalisierung
* LIC: [[Telekommunikationsüberwachung|Legal Interception Center]] (Abhören von Datenverbindungen durch den Staat)
* S3: Schnittstelle zum MME in [[Long Term Evolution|LTE]]-Netzwerken (Nutz- und Signalisierungsdaten über IP)

=== SGSN (Serving GPRS Support Node) ===
Die [[Base Station Controller|BSC]] koppeln die GPRS-Paketdaten aus und leiten diese über [[Frame Relay|Frame-Relay]]- oder IP-Verbindungen an den zuständigen Serving GPRS Support Node (SGSN) weiter. Jeder SGSN verwaltet den GPRS-Datenverkehr für eine größere Anzahl von BSCen. Sofern die Gb-Schnittstelle über IP statt Frame Relay geleitet wird, kann eine BSC mit einer Gruppe von SGSN kommunizieren. Man spricht dann von „SGSN in Pool“ oder „Gb flex“. Damit wird das Netz ausfallsicherer, und die Last kann besser zwischen den SGSN verteilt werden.

Ein SGSN hat für GPRS-Datenkommunikation eine ähnliche Funktion wie ein [[Mobile-services Switching Centre|MSC]] für Sprachkommunikation. Der SGSN organisiert das Einbuchen von Teilnehmern für GPRS-Dienste, den Wechsel von Funkzellen und SGSN-Bereichen (GPRS-[[Routing Area Update]] bzw. GPRS-[[Cell Reselection]]) und das [[Routing]] von GPRS-Daten. Ein SGSN nutzt hierfür folgende Schnittstellen:
* [[Frame Relay|Frame-Relay]]- oder IP-Schnittstellen zu den [[Base Station Controller|BSC]]
* [[Signalling System 7|SS7]]- und SIGTRAN-Strecken (SS7 over IP) zum eigenen [[Signalisierung]]snetz, um z. B. mit Hilfe der [[Home Location Register|HLR]] Teilnehmerdaten und -standorte zu verwalten und Service-Knoten des GSM-Netzes ansprechen zu können.
* [[Internet Protocol|IP]]-Strecken zu weiteren GPRS-Netzelementen, wie z. B. dem [[Gateway GPRS Support Node|GGSN]] um Daten mit dem Internet, Firmennetzen, [[Wireless Application Protocol|WAP]]-Servern usw. austauschen zu können.
* [[Internet Protocol|IP]]-Strecken zu den GGSNs ausländischer Netze, um Teilnehmern aus fremden Netzen, die sich im eigenen Netz befinden ([[Roaming]]), den Zugriff auf GPRS-Dienste ihres Heimatnetzes zu ermöglichen.

=== GGSN (Gateway GPRS Support Node) ===
Die [[Gateway GPRS Support Node|GGSN]] (Gateway GPRS Support Node) stellen die GPRS-Datenverbindungen zu netzinternen Diensteplattformen oder zu Datennetzen her. Ein GGSN hat folgende Schnittstellen, welche alle auf [[Internet Protocol|IP]] basieren:
* Schnittstellen zu den SGSN des eigenen Netzes
* Schnittstellen zu den SGSNs ausländischer GPRS-Netze, um den eigenen Teilnehmern die Nutzung der GPRS-Dienste vom Ausland aus zu ermöglichen.
* Schnittstellen zu Online-Abrechnungssystemen (Traffic Analyser, Charging Gateway), um GPRS-Benutzung mengenmäßig oder auch zielspezifisch abrechnen zu können.
* Schnittstellen zu GPRS-Diensteplattformen (z. B. [[Wireless Application Protocol|WAP]]-Server, [[Multimedia Messaging Service|MMSC]])
* Schnittstellen zu Datennetzen (Internet, Firmennetze)

Der Zugang zum GPRS-Netz erfolgt über einen Zugangspunkt, der [[Access Point Name]] (APN) genannt wird. Die Zuordnung von APN zu einem Teilnehmer erfolgt über die Teilnehmerdaten, die im HLR gespeichert werden. Ein Teilnehmer kann dabei mehrere APN nutzen.

== Siehe auch ==
* [[Packet Radio]] im Amateurfunk
* [[Enhanced Data Rates for GSM Evolution|EDGE]]

== Literatur ==
* {{Literatur|Autor=Martin Sauter|Titel=Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme|Verlag= Vieweg+Teubner |Datum=2008|ISBN=978-3-8348-0397-9|Auflage=3}}
* {{Literatur|Autor=Jochen Schiller|Titel= Mobilkommunikation|Datum=2003|Verlag= Pearson Studium 2003|Auflage=2|ISBN=3-8273-7060-4}}

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [http://www.teltarif.de/i/gprs.html Teltarif – Der General Packet Radio Service]
* [https://www.virenschutz.info/GPRS-Einleitung-gprs-2.html deutsches Tutorial zum Thema GPRS bei Virenschutz.info]
* [https://heise.de/-1320879 Heise.de: GPRS-Verbindungen leicht abhörbar], Meldung vom 10. August 2011, abgerufen am 10. August 2011

[[Kategorie:Funkanwendung]]
[[Kategorie:Mobilfunk]]
[[Kategorie:Global System for Mobile Communications]]
[[Kategorie:Internetzugang]]
[[Kategorie:WWAN]]

[[ja:GSM#GPRS]]

General Packet Radio Service - Versionsgeschichte

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