「通用封包無線電服務(GPRS；General Packet Radio Service)」是一種新的「非語音(nonvoice)」加值服務行動電話技術，它補強了現今的「電路交換數據服務(Circuit Switched Data Service)」和「簡訊服務(Short Message Service)」的功能。全球定位系統(GPS；Global Positioning System)和GPRS無關，雖然它們都是行動通訊技術。

對用戶提供的性能

從用戶的觀點，GPRS具有特有的性能，可以簡述如下：

速度

當GPRS同時使用全部的8個時槽(Timeslots)通訊時，最大傳輸率可以達到171.2 kbps(理論值)，這是當今固網通訊(Fixed Telecommunications Networks)的三倍，GSM電路交換數據服務的十倍。GPRS迅速、有效地傳輸數據，而且費用又比SMS和「電路交換數據服務」低廉，正是吸引消費者的重要因素。

立即連線

GPRS快速連線的性能，讓消費者不須為了等待上網而浪費時間。它一樣不須透過數據機撥接上網，可讓使用者享有「永遠連線(Always Connected)」的便利。和電路交換數據服務(數據機撥上網)比較，「立即連線」正是GPRS(和SMS)優越的原因。試想：現在的消費者怎麼可能會耐心地等待數分鐘，只為了等店員完成刷卡呢？

支援Internet應用軟體

GPRS支援數種新的應用程式，這些程式是GSM網路和簡訊服務不能支援的。因為GSM網路的電路交換數據傳輸率只有9.6 kbps，而簡訊服務的最大字串長度只有160字(Characters)。GPRS支援Internet應用軟體，可讓使用者透過行動通訊網路實現線上聊天、瀏覽網際網路、傳送電子郵件和檔案、遠距控制、家電遙控等應用。

使用GPRS的條件

使用GPRS時，用戶必需具有下列條件：:

1.行動電話或終端台必須支援GPRS(現有的GSM手機並不支援(GPRS)。

2.必須以付費連線的方式(Subscription)撥接支援GPRS的行動電話網路。

3.一般用戶使用GPRS之前，必須經過認證程序。但總機可不須經過認證程序，自動擷取GPRS。有些用戶也可以在使用GPRS之前，經過特定的協定程序(Specific Opt-In)。

4.用戶必須親自學習使用GPRS傳收資訊，這包括GPRS手機軟體和硬體的設定，因此，增加手機製造商的客戶服務責任。

5.透過網址(IP Address)，GPRS用戶可以擷取任何一個網頁或應用程式，不同於SMS只能和另一台手機連接而已。所以，為了避免搜尋徒勞無功和省錢，用戶必須記住要連接的網址；但也可以藉由應用軟體記錄欲連接的網址。

從用戶的觀點，我們已經瞭解了GPRS的性能。接下來，我們從網路經營者的觀點，闡述GPRS它特有的性能：

對網路經營者提供的性能

封包交換

GPRS仍然使用GSM電路交換網路(所以它又被稱作2.5G，有別於GSM的2G和W-CDMA的3G行動通訊)，可是它利用封包交換(Packet Switching)來傳輸，和GSM的電路交換不同，提供用戶另一種新選擇，是一種加值型的封包交換數據服務。相對於電路交換網路而言，GPRS就是它的升級版。不過，GPRS標準非常簡潔，網路經營商只須增加少量的基本硬體設備和升級現有網路系統軟體即可。經過GPRS，要傳送的資訊被分割成相關連的個別封包，在接收端這些封包被重組(Reassembled)還原成原來的資訊。封包交換就像拼圖(Jigsaw puzzle)一樣，圖象(Image)被工廠分割成數塊裝在袋子裏，然後運送到用戶家，用戶將袋子裏的拼圖一塊一塊組合，最後回復了圖象原來的面貌。所有拼塊(封包)都相互關連，而且相配，但是它們的傳輸和組合方式不同。Internet本身就是最典型和最著名的封包數據網路。

節省頻寬資源

封包交換意謂著：用戶只有在傳收數據時，才使用GPRS的頻寬資源(Radio Resources)。這和在固定期間內分配一個無線頻道給一個用戶的做法不同，因為GPRS允許數個用戶同時共用(Concurrently Shared)它的頻寬資源。在同一個頻寬和同一個通訊單元(Cell)下，大量的用戶可以共用有限的無線電資源。最大可提供的用戶數量是由應用種類和數據大小的不同而決定。由於GPRS節省頻寬資源，所以不須另外建立一個尖峰備用容量(Idle Capacity)，因此GPRS讓網路業者更有效地和更彈性地利用他們的網路資源，同時也增加了客戶的利用率和收入。為了同時改善GSM網路的尖峰容量，GPRS必須：

1.支援「虛擬連接(Virtual connectivity)」有效地分配稀有的頻寬資源。

2.使用GPRS代替電路交換數據傳輸，使用GPRS/SMS界接規範降低SMS的負載。

行動上網(Mobile INTERNET)

GPRS是第一個將行動通訊網路和Internet接連的技術，任何Internet上的應用，例如：檔案傳送(File Transfer Protocol；FTP)、瀏覽(Web Browsing)、聊天(Chat)、Email、Telnet、電玩等都可以在GPRS手機中實現。事實上，許多網路業者正計劃利用GPRS和現有資源，藉機轉變為無線ISP(wireless Internet Service Providers)。Internet用戶年年增加，應用也深入各階層，而GPRS網路可以視為Internet的子網路，GPRS的發展也就追隨著Internet的發展。每台GPRS手機都有它們各自的網址，所以每台GPRS手機就是一個「行動網站」(Mobile Host)，這是目前PC所無法提供的。.

同時支援TDMA和GSM

在1999年初，GPRS被制定之時，全球電信大廠們就已經決定GPRS不只植基於歐洲採用的GSM標準，更要能支援在美洲被廣泛使用的IS-136分時多工擷取(TDMA；Time Division Multiple Access)標準。這協議是為了統一各家標準，使大家都能朝相同的演進方向發展，也就是要為第三代行動電話網路鋪路。如果GPRS標準被共同遵守奉行，則第三代行動電話網路標準的成功也就指日可待了。

GPRS的侷限

說了這麼多GPRS的優點，難道它就沒有缺點嗎？不，任何技術都有它的侷限，GPRS也不例外。它的侷限可以簡述如下：

有限的通訊容量

雖然GPRS允許數個用戶同時共用它的頻寬資源，可是GPRS的通訊單元容量仍是有限的。當不同的需求產生時，例如同時要傳輸語音和GPRS數據時，頻寬資源更是捉襟見肘。因此，必須為GPRS頻道預留資源，而GPRS的動態頻道管理功能正是為預留GPRS頻道而設計的，不過在尖峰時刻，它是藉發送SMS取代GPRS封包而在GPRS頻道裏傳輸，以減少總傳輸量。所以封包型態(Packet Type)的選擇是GPRS動態頻道管理的主要任務，而GPRS不得不仰賴SMS，這使SMS成為GPRS最重要的互補「通訊載具(Bearer)」。因為SMS提供儲存和轉寄(Store and Forward Service)的服務，所以在尖峰時刻寄來的電子郵件，GPRS會先使用簡訊告訴用戶有信件要接收，但是此時因用戶正在使用GPRS手機講電話，所以電子郵件會暫存在SMS中心。等用戶講完，GPRS網路才離開尖峰時刻，用戶再到SMS中心利用GPRS數據封包下載(從SMS中心轉寄)信件，這樣就可以避免網路「大塞車」了。

速度比理論值還慢

要達到GPRS理論上最大的傳輸率172.2 kbps，必須只允許一個用戶佔用全部的八個時槽，而且不可使用任何防錯(Error Protection)機制。很顯然的，沒有一家電信公司會這麼做。而且在系統改裝之初，只會支援1到3個時槽，共用的頻寬有限，因此GPRS的用戶數量一定被限制。所以，實際的最大傳輸率必須考慮網路和終端台的條件，而這個值一定是比固定網路的最大傳輸率小。GPRS的傳輸率要達到172.2 kbps是不可能的，這只有等到 EDGE(Enhanced Data Rates For GSM Evolution)」或「全球行動電話系統(Universal Mobile Telephone System)」(3GSM或ITM2000)問世時才能達成。

GPRS電話計費方式尚有爭議

GPRS通話與一般的GSM通話的區別是藉「信息類別(MT:Message Type)」來辨別的。但是，目前的手機大廠還沒決定是否要將GPRS信息類別內建於手機中，結果將造成GPRS電話費計算無標準可循的問題。 相反的，如果手機內建了GPRS信息，電話費計算還是有問題，因為沒有用戶願意為垃圾郵件繳費，而提供垃圾郵件的網路業者反而可能不須付費。這樣的不確定性和矛盾性將嚴重妨礙GPRS的推廣。尤其許多準備改用GPRS來傳輸數據的商業應用，將會被迫暫緩。既然在手機中內建GPRS信息是如此左右為難，就有另外一種替代方案被提出，即採用「網路閘道支援GPRS節點(GGSN；Gateway GPRS Support Node)」，它可以解決計費接收垃圾郵件的問題；不過這仍然無法準確地區分GPRS和GSM電話費，這還需要手機有內建GPRS信息才行。可是手機大廠為考慮生產成本，可能不會立即推出有內建GPRS信息的手機，而網路業者也就不太願意片面地裝設GGSN了。如此一來，用戶豈不被加倍剝削了。 所以，GPRS手機是否有內建GPRS信息、GSM網路是否加裝了網路閘道支援GPRS節點都將攸關GPRS的商業成敗。

調變效能比EDGE差

GPRS的調變技術是使用「高斯最小位移鍵碼(GMSK；Gaussian Minimum-Shift Keying)」，而EDGE是使用3G的調變技術，名為「八相位移鍵碼」(8 PSK；Eight-Phase-Shift Keying)，8 PSK能加快訊號在空氣中的傳輸速度。未來網路業者勢必要將GPRS的調變技術升級到8 PSK，才能成為第三代GSM(3GSM)，而升級的工具就是EDGE。亦即GPRS是要依賴EDGE才能升級為第三代GSM的。

傳輸延遲

因為無線通訊先天就有通訊死角的問題很難克服，所以GPRS採用了複雜的除錯和重傳(Data Integrity And Retransmission)機制，可是這會產生傳輸延遲。因此，對要求傳輸高品質數據的應用，例如：影像傳播...等，必須再使用「高速電路交換數據」技術(HSCSD；High Speed Circuit Switched Data)。HSCSD是一種簡易的電路交換數據呼叫(Call)，每一個用戶利用它可以同時掌握四個不同的頻道，又因為它是點對點的連接通訊，所以傳輸延遲可以降低。不過，GPRS必須另外安裝HSCSD，成本將增加(表一)。

不支援儲存和轉寄

雖然儲存和轉寄是SMS的核心功能，但是SMS不對GPRS提供儲存機制，所以SMS尚無法整合到GPRS裏，亦即GPRS必需要加裝SMS才能提供簡訊服務。

GPRS的發展時程

任何一種電信服務被導入市場時，必經過一些階段，之後才會成熟，GSM如此，GPRS也不例外。 這些階段包含：標準化、基礎建設、網路測試、訂定契約、網路營運、終端設備(含手機)的普及、應用程式開發等。GPRS的發展時程如下：

階段一

電信業者訂定和佈建GPRS基礎建設。

1999-2000

將GPRS整合到GSM網路裏。

2000年夏季

GPRS試驗性服務開始，單一用戶的傳輸率約為28kbps。

例如：易利信的T字頭的手機已經在2000年夏季在Hanover亮相。

2001年初

具有GPRS基本功能的終端機開始商業化量產。

階段二

電信業者開始正式提供GPRS服務，GPRS營運開始。.

2001

垂直整合市場漸成型，用戶開始習慣GPRS所提供的非語音服務。

2001/2

單一用戶的傳輸率約為56kbps。GPRS的新功能上市，例如：傳輸率提高、容量增加、多功能終端機問世等因素，將促使GPRS普及。

2002

單一用戶的傳輸率約為112kbps。

GPRS 的升級版EDGE開始商業化。

2002

每台GSM 中都將內建GPRS，使用GPRS的用戶數量將達到最多，約等於SMS在1999年的用戶數。

2002/3

3GSM開始商業化。

GPRS的第一階段是：在2000年1月開始商品化，點對點的GPRS先問世(一次只能傳送數據給一個用戶，不同於點對多點，它無法提供一次同時傳送相同的數據給多個用戶)。GPRS的第二階段尚未被正式定義，不過，它這時可以提供更高速的傳輸，並且可能結合EDGE，支援 點對多點的應用。此外，短距離通訊標準Bluetooth、IEEE802.11、HomeRF都可能和GPRS搭配，使GPRS手機功能更多元、附加價值更高。

GPRS應用市場(Traffic Generators)

任何一種新的技術都有它特定的應用市場，亦即利用特定技術產生最大數據流量的用途市場(Traffic Generators)，而預測這些市場的大小就是評估這種技術的前景。拜GSM普及之賜，GPRS的市值是龐大的，小投資大收穫將是其結果。如表一所示，應用GPRS提供的服務，幾乎包含了所有Internet商業應用。而排名第一的是企業用(Intranet)電子郵件，而排名第二的是Internet郵件，可見傳收電子郵件將是GPRS的主要應用。這是由於現有GSM 無法像有線網路一樣提供完整的傳收電子郵件功能，所以導致用戶對GPRS寄以厚望，希望能利用GPRS傳收電子郵件。其它排名較後面的應用則因目前有線網路不支援，以致用戶不熟悉，而應用軟體缺乏也是原因之一。

結語

雖然GPRS提供的服務非常便利，但是GPRS 的成功關鍵仍然在價格。只針對傳送大量數據才計費的辦法將是吸引用戶青睞的良策，可能也是擴大GPRS市場的最佳方案。

雖然傳收電子郵件將是GPRS的最大應用，可是只用它來傳收電子郵件似乎有些浪費，因為未來的EDGE和3GSM是為影音多媒體設計的，所以業者應儘早開發實用的無線多媒體應用軟體，藉多媒體應用軟體的普及讓廣大的消費者習慣GPRS的其它非語音應用，這樣將可為下一代行動通訊標準的商品化奠下良好基礎。

《圖一》