О GPRS ДЛЯ ПРОДВИНУТЫХ.

18 мая 2003 года.
При написании статьи использовались
материалы из Интернета

Эта статья предназначена для интересующихся тонкостями GPRS.

GPRS-соединение происходит в следующей последовательности:

1. Передача телефону служебных параметров (в т.ч. строки инициализации модема) необходимых для согласования условий предоставления связи с GSM-сетью («Стандарт GSM 07.07», раздел 10.1). Эти параметры включают группу данных, называемых «PDP-контекст соединения» (PDP — Packet Data Protocol — Протокол пакетной передачи данных). Для определения этого контекста и служит строка инициализации модема.
2. Набор номера, установленного стандартами GSM для подключения к GPRS-услугам. После установки модемного соединения GPRS-модем возвращает строку «CONNECT».
3. Запуск процедуры установления канала обмена информацией по РРР-протоколу с параметрами, установленными в свойствах соединения (автоматическое назначение компьютеру IP-адреса сервером, отказ от использования программного сжатия данных и IP-заголовков, имя, пароль, DNS-серверы).
4. Аутентификация с использованием протокола РАР (или СНАР, если этому не препятствуют специфические ограничения, накладываемые GSM-оператором или используемым GPRS-терминалом).

1. Передача параметров.

Строка инициализации имеет вид:

+CGDCONT=[<cid>[,<PDP_type>[,<APN>[,<PDP_addr>[,<d_comp>[,<h_comp>[,
<pd1>[,…[,pdN]]]]]]]]]

где

<cid> (Context ID) — идентификатор контекста, представляющий собой целое положительное число. Его максимальное значение определяется моделью телефона, и обычно может быть получено опросом телефона с помощью АТ-команды: AT+CGDCONT=?

<PDP_type> (Packet Data Protocol type) — тип протокола (в настоящее время реализован только вариант "IP", т.е. Internet Protocol — Протокол Интернета).

<APN> (Access Point Name) — название точки доступа, которое можно узнать у сотового оператора. Разные «точки доступа» можно рассматривать в качестве своеобразных «окон» в разные сетевые «пространства» (например, одна точка доступа ведет к WAP-ресурсам, другая к WWW-ресурсам, третья — в корпоративную сеть компании, и т.д.). Чтобы получить «пропуск» в соответствующее сетевое пространство, необходимо оформить у оператора сотовой связи подписку на доступ к конкретной точке, без чего соединение с этой точкой доступа устанавливаться не будет.

<PDP_addr> — строковый идентификатор терминала в пространстве, например, IP-адрес в строковом формате (имеющий вид: 123.123.123.123), т.е. статический IP-адрес, который должен использоваться терминалом при подключении к Интернету или другой сети. В настоящее время операторы не предоставляют статические IP-адреса, и поэтому данный параметр просто опускается, или вместо него указывается значение «0.0.0.0», что соответствует использованию динамического IP-адреса.

<d_comp> — сжатие данных PDP. 0 — выключено (значение по умолчанию), 1 — включено.

<h_comp> — сжатие заголовка PDP. 0 — выключено (значение по умолчанию), 1 — включено. В настоящее время операторы сотовой связи рекомендуют выключать программное сжатие данных и IP-заголовков.

<pd1…pdN> — от 0 до N строковых параметров, специфичных для типа протокола <PDP_type>. Сегодня эти параметры не используются.

Пример минимальной строки инициализации:

AT+CGDCONT=1, "IP","APN"

где

AT — префикс строки инициализации модема.
+CGDCONT= — АТ-команда задания контекста.
1 — условный номер контекста (CID).
IP — обозначение используемого протокола соединения (в настоящее время реализован только протокол IP — Internet Protocol).
APN — название точки доступа, своё у каждого оператора (например, "internet.mts.ru" у МТС, "internet.beeline.ru" у Би-лайн или "internet.msk” у Мегафона).

При написании строки инициализации:

а) Желательно соблюдать указанный регистр букв в тексте команды и названии параметра (IP), т.к. некоторые GPRS модемы не воспринимают команды, указанные строчными буквами, и выдают сообщение об ошибке.

б) Кавычки должны быть простыми двойными (ASCII код 0x22), не парными (на которые их в некоторых случаях автоматически заменяют текстовые редакторы) и не парами одинарных кавычек.

в) Не следует вводить пробелы и ставить лишние знаки препинания.

г) В некоторых случаях требуется опустить начальные буквы АТ-команды и ввести строку, начиная сразу со знака «+».

Помимо строки с указанием контекста, в некоторых случаях требуется указать GPRS-модему параметры «качества обслуживания». Эти параметры не оказывают реального влияния на передачу информации, и в большинстве случаев их можно опустить, что будет соответствовать использованию при установлении соединения параметров «По подписке» (Subscribed). Однако для некоторых моделей телефонов с поддержкой GPRS может потребоваться задать параметры «качества обслуживания» явным образом. Не следует без необходимости пытаться с помощью этих команд «улучшить» GPRS-соединение: неверно заданные параметры могут привести к ошибкам при согласовании параметров РРР-протокола и невозможности установления соединения. Параметры «качества обслуживания» также должны быть переданы GPRS-модему в составе специальных АТ-команд. Формат команд в соответствии со стандартом GSM 07.07:

Для «запрашиваемого» качества обслуживания:

+CGQREQ=[<cid>[,<precedence>[,<delay>[,<reliability>[,<peak>[,<mean>]]]]]]

Для «минимально допустимого» качества обслуживания:

+CGQMIN=[<cid>[,<precedence>[,<delay>[,<reliability>[,<peak>[,<mean>]]]]]]

где

<cid> — числовой параметр, указывающий PDP-контекст (см. описание команды +CGDCONT).

<precedence> — числовой параметр класса приоритета (1 — высокий, 2 — средний, 3 — низкий). По умолчанию обычно устанавливается класс 3.

<delay> — числовой параметр класса допустимой задержки; может варьироваться от 1 до 4. По умолчанию обычно устанавливается класс 4.

<reliability> — числовой параметр класса надежности; может варьироваться от 1 до 45 По умолчанию обычно устанавливается класс 3.

<peak> — числовой параметр класса пиковой скорости; может варьироваться от 1 до 9. По умолчанию обычно устанавливается класс 1.

2. Набор номера

*<GPRS_SC>[*[<called_address>][*[<L2P>][*<cid>]]]]#

или

*<GPRS_SC_IP>[*<cid>]#

где

<GPRS_SC> — GPRS Service Code = 99.

<GPRS_SC_IP> — GPRS Service Code for IP = 98.

<called_address> — адрес, по которому будет сделан вызов после установления соединения (вида [<host>][@[<port>][@[<protocol>]]]). В настоящее время вариант вызова определенного адреса не реализован, поэтому этот параметр при наборе номера не учитывается.

<L2P> — требуемый протокол уровня 2. Его возможные значения: 0 — NULL, 1 — PPP, 2 — PAD, 3 — X25, 9yyyy — M-xxxx. В настоящее время возможность выбора варианта протокола не реализована, поэтому этот параметр при наборе номера не учитывается.

<cid> — число, указывающее номер контекста (PDP Context), определенного ранее командой +CGDCONT=x, который будет использоваться при установлении данного соединения. Некоторые телефоны (в частности Siemens, Alcatel и некоторые другие) обязательно требуют указания данного параметра. Именно поэтому рекомендуется использовать универсальный вариант номера: *99***1#.

3. Запуск процедуры установления канала обмена информацией

Имя и пароль доступа общеизвестны, поскольку для аутентификации при доступе к Интернету через GPRS используются проверяемые системой параметры SIM-карты. В случае доступа к другим сетям (например, доступа к локальным сетям компании, который организован с помощью оператора сотовой связи через другие точки доступа) может потребоваться указать иные имя пользователя и пароль. Узнать их можно у системного администратора сети, к которой осуществляется доступ.

IP-адреса серверов DNS прописываются вручную, если система автоматического назначения работает недостаточно надежно. Возможно использование любых доступных DNS-серверов, однако следует учитывать, что от выбранных серверов сильно зависит скорость доступа к сети, а также доступность или недоступность некоторых ресурсов.

Классификация GPRS-устройств

Покупая GPRS-устройство, будь то телефон, коммуникатор, ноутбук или адаптер для него, не ради баловства, — поинтересуйтесь его возможностями. Впрочем, производители GPRS-оборудования идут на два шага впереди операторов связи, поэтому все это будет носиться с большим запасом. Прежде всего, GPRS-клиенты делятся на три класса по способности одновременно обеспечивать пакетную передачу данных и коммутируемый звонок (mobile station class).

Class A. Сюда входят устройства, способные поддерживать коммутируемое и пакетное соединения одновременно. Если это мобильный телефон и через него подключен ноутбук, пользователь может беспрепятственно разговаривать с кем-либо (CSD) и в то же время принимать почту (GPRS).

Class B. Включает мобильные телефоны или адаптеры, которые обеспечивают или голосовое соединение, или пакетное. Переключение из одного режима в другой происходит автоматически. Подобным образом устроено большинство мобильных GSM/GPRS-трубок.

Class C. Устройства этой категории требуют ручного переключения между GPRS-передачей данных и GSM-разговором. Одновременно эти режимы не поддерживаются. Основное применение — сугубо компьютерные приложения или системы удаленного наблюдения.

Скорость передачи (кбит/с) для различных схем кодирования:

Другой критерий классификации — по числу занимаемых тайм-слотов на прием и передачу. Скорость передачи в GPRS зависит от двух параметров: числа занимаемых тайм-слотов и схемы кодирования (coding scheme, CS). Так, CS1 обеспечивает наилучшую коррекцию ошибок, но скорость на один тайм-слот (канал) составляет всего 9,05 кбит/с. Четвертая схема (CS4) вообще лишена коррекции ошибок, зато скорость — 21,4 кбит/с. Сейчас операторы GSM используют только схемы CS1 и CS2 плюс ограничивают число занимаемых тайм-слотов четырьмя, поэтому максимальная скорость ныне — 53,6 кбит/с.

GSM/GPRS-телефоны и модули различаются по числу каналов, которое они умеют связывать. Чем больше тайм-слотов используется, тем выше потребляемая энергия. Очень важно знать, сколько тайм-слотов использует ваше абонентское устройство не только на прием, но и на передачу, так как последняя остается довольно слабым местом технологии. Стандарт подразумевает 29 комбинаций-классов. В таблице приведены первые два актуальных десятка. (Легко заметить, что некоторые комбинации встречаются дважды. Так, согласно таблице, устройства 3-го и 5-го класса используют по два тайм-слота на прием и передачу. Однако число используемых тайм-слотов у них разное. Класс 3 подразумевает комбинации 2+1 или 1+2, комбинация 2+2 возможна только в аппарате 5-го класса.)


Классификация GPRS-устройств по числу занимаемых тайм-слотов