🎯 單元導讀
2G 時代以語音與 SMS 為主，但用戶對行動上網的需求逐漸升高。為了在不大改架構的前提下提供數據服務，GSM 網路引入 GPRS（General Packet Radio Service） 與 EDGE（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）。它們被稱為 2.5G 技術，讓行動上網正式起步，但速率仍然有限。
👉 一句話：GPRS / EDGE = 在 2G 上加裝「封包數據引擎」，讓手機能慢慢上網。
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🧠 一、GPRS 的核心概念
• 定義：GPRS 是一種在 GSM 上引入 封包交換（Packet Switching） 的數據服務。
• 速度：理論上每時槽 21.4 kbps，實務多為 40–60 kbps。
• 特色：
o 不需撥號即可連線（Always On）。
o 使用閒置時槽傳輸資料，與語音共存。
o 計費由「時間」改為「流量」。
• 新網元：
o SGSN（Serving GPRS Support Node）：管理封包會話、移動性。
o GGSN（Gateway GPRS Support Node）：連接外部網際網路，提供 IP 位址。
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🧠 二、EDGE 的核心概念
• 定義：EDGE 是在 GPRS 上改用 更高效的調變技術（8PSK），屬於 2.75G。
• 速度：理論峰值可達 384 kbps，實務約 100–200 kbps。
• 特色：
o 無需改變核心網，只需升級 BTS 與手機即可支援。
o 兼容 GPRS，使用者無感升級。
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🏗️ 三、GPRS / EDGE 架構
在原本 GSM RAN（BSC + BTS）之外，新增 SGSN 與 GGSN，形成「行動資料網」：
📱 手機 (MS)
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📡 BTS + BSC (RAN)
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🖥 SGSN (封包控制)
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🌐 GGSN (連接 Internet)
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🕸️ Internet
💻 GPRS / EDGE 架構說明
在傳統的 GSM RAN（BSC + BTS） 之上，GPRS/EDGE 為了提供封包交換的行動數據服務，額外新增了 SGSN 與 GGSN，形成一條「行動資料網」：📱手機(MS) 先透過 📡BTS + BSC 建立無線連線，資料再進入 🖥SGSN（封包控制節點） 進行用戶認證、位址管理與封包路由，之後由 🌐GGSN（閘道節點） 接到公網，最終連向 🕸️Internet。這樣就讓原本以語音電路交換為主的 GSM 網路，可以在不大幅改變核心結構的情況下實現上網與資料傳輸服務。
• SGSN：處理移動管理、封包路由、認證。
• GGSN：提供 IP 連線，扮演行動網路與公網之間的閘道。
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🧩 四、模擬題
1️⃣ 專業題：GPRS 為何被稱為「封包交換」服務？它與 2G 電路交換的差異
• GPRS（General Packet Radio Service） 是在 GSM 上新增的**封包交換（Packet Switching）**技術。它不再為每一個使用者長時間專用一條電路，而是把資料拆成一個個「封包」，根據需要動態佔用時槽和頻寬，空閒時不佔資源。
• 2G 電路交換（Circuit Switching） 則是「打一通電話就一直占用整條線路」，即使中途不說話或暫停資料傳輸也依然佔用資源，效率較低。
• 🔎 差異重點：電路交換像「專線電話」，一旦接通就專用；封包交換像「公路拼車」，按需佔用，不傳就釋放資源，因此支援多用戶、適合突發性資料（上網、短封包）。
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2️⃣ 應用題：EDGE 上網速度過慢，應檢討哪些因素
EDGE（Enhanced Data Rates for GSM Evolution）是在 GPRS 上改進調變速率的技術，速度過慢時可檢討：
• 可用頻寬（頻率資源）：頻段是否足夠，是否被語音業務佔用太多？
• 時槽分配（Timeslot Allocation）：每位用戶實際得到的時槽數量，如果 EDGE 資料用戶多但分配少，速率就會低。
• 同時用戶數（Concurrent Users）：同一小區的 EDGE 上網用戶越多，分得的時槽越少。
• 信號品質與調變編碼方案（MCS）：邊緣區域或干擾大時，自動降速至較低階MCS。
• 回傳/核心網容量：BSC、SGSN/GGSN鏈路是否成為瓶頸。
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3️⃣ 情境題：在現有 GSM 網上升級 EDGE，需要改造哪些設備或參數
• BTS（基站收發台）：需支援 EDGE 調變（8PSK），通常需升級或更換發射/接收模組、軟體和頻道卡；
• BSC（基站控制器）：需升級軟體支援 EDGE 資源分配與新編碼方案；
• PCU（Packet Control Unit）：確保能處理更高的封包速率，有時需擴容；
• 核心網（SGSN/GGSN）：檢查是否需要升級以支援更大資料吞吐；
• 無線參數：調整時槽配置、MCS策略、功率控制、鄰區表，以確保 EDGE 服務品質；
• 回傳鏈路：BTS/BSC 至核心網的傳輸容量是否足夠，需要擴容。
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✅ 五、小結與啟示
• GPRS / EDGE 是 GSM 向行動數據過渡的橋樑，開啟「隨時上網」時代。
• GPRS → 封包交換，支援基礎 IP 上網；EDGE → 更快調變，速率接近 3G 初期。
• 對用戶而言，這是第一個「不需撥號即可上網」的行動體驗；對電信業而言，這是從語音計費走向流量計費的起點。
👉 一句話總結：GPRS / EDGE = GSM 上的數據加速器，行動上網的第一步！
