DTU上電后，首先讀出內部FLASH中保存的工作參數(包括GPRS撥號參數，串口波特率，數據中心IP地址等等，事先已經配置好)。 GPRS DTU登陸GSM網絡，然后進行GPRS PPP撥號。撥號成功后，GPRS DTU將獲得一個由移動隨機分配的內部IP地址(一般是10.X.X.X)。也就是說，GPRS DTU處于移動內網中，而且其內網IP地址通常是不固定的，隨著每次撥號而變化。 我們可以理解為GPRS DTU這時是一個移動內部局域網內的設備，通過移動網關來實現與外部Internet公網的通信。這與局域網內的電腦通過網關訪問外部網絡的方式相似。
GPRS DTU主動發起與數據中心的通信連接，并保持通信連接一直存在。 由于GPRS DTU處于移動內網，而且IP地址不固定。因此，只能由GPRS DTU主動連接數據中心，而不能由數據中心主動連接GPRS DTU。這就要求數據中心具備固定的公網IP地址或固定的域名。數據中心的公網IP地址或固定的域名作為參數存儲在GPRS DTU內，以便GPRS DTU一旦上電撥號成功，就可以主動連接到數據中心。
具體地講，GPRS DTU通過數據中心的IP地址(如果是采用中心域名的話，先通過中心域名解析出中心IP地址)以及端口號等參數，向數據中心發起TCP或UDP通信請求。在得到中心的響應后，GPRS DTU即認為與中心握手成功，然后就保持這個通信連接一直存在，如果通信連接中斷，GPRS DTU將立即重新與中心握手。
由于TCP/UDP通信連接已經建立，就可以進行數據雙向通信了。
對于DTU來說，只要建立了與數據中心的雙向通信，完成用戶串口數據與GPRS網絡數據包的轉換就相對簡單了。一旦接收到用戶的串口數據，DTU就立即把串口數據封裝在一個TCP/UDP包里，發送給數據中心。反之，當DTU收到數據中心發來的TCP/UDP包時，從中取出數據內容，立即通過串口發送給用戶設備。
通過有線的數據采集中心，同時與很多個GPRS DTU進行雙向通信。這是GPRS DTU應用系統中最為常用的方式。
