HSCSD

Princip služby HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) je velmi jednoduchý - zcela se zachová způsob fungování "základního přenosového mechanismu sítí GSM" (služby CSD), pouze se sdruží a použije více slotů současně. Znamená to ale, že příslušný počet slotů i s celou jejich přenosovou kapacitou je stejně jako u služby CSD trvale přidělen (vyhrazen) pro vytvořený komunikační kanál, bez ohledu na to, jak je skutečně využíván. Pokud jde o jeho zpoplatňování, zde záleží na tarifní politice konkrétního operátora, zda si bude účtovat příslušný násobek ceny za použití základní varianty CSD (1+1 slot), nebo jinak vypočítanou částku. Prakticky vždy jsou ale služby CSD a HSCSD zpoplatňovány na časovém principu, neboli podle délky existence spojení.

Na tuzemském mobilním trhu nabízí služby HSCSD pouze Eurotel, jako svou službu HSCSD FAST.

V praxi přitom existuje celá řada možných "stupňů" (tříd) HSCSD, odstupňovaných podle počtu současně využitých slotů. Maximem dosažitelné přenosové rychlosti je 115 kbps (v každém z obou směrů), při současné spotřebě všech 8 slotů připadajících na 1 kanál. V úvahu však připadají i asymetrické varianty, které využívají různé počty slotů pro různé směry - například v třídě 6, která připouští použití až 4 slotů současně, mohou být tyto využity "symetrickým" způsobem, tj. 2 + 2, což dává přenosovou rychlost 28,8 kbps v obou směrech (za předpokladu že v rámci 1 slotu se dosahuje 14,4 kbps). Stejně tak je ale možné v této třídě využít zmíněné sloty způsobem 3 + 1, neboli 3 sloty pro downlink a 1 pro uplink - což znamená rychlost až 43,2 kbps (3 x 14,4) ve směru k uživateli a 14,4 kbps směrem od uživatele.

O maximálních rychlostech, které lze v dané síti dosáhnout v rámci služby HSCSD, však rozhodují i další faktory. Jedním z nich je schopnost koncových zařízení (mobilních telefonů) slučovat určitý počet slotů a používat je současně. Dalším faktorem je nastavení samotné sítě, které může klást určité omezení na počet slotů, které lze sdružit v rámci jednoho přenosu. Praktickým omezením pak je kapacita sítě resp. buňky - v okamžiku zřizování spojení v rámci HSCSD musí být potřebný počet slotů k dispozici.

Podle údajů Eurotelu jsou v současné době na našem trhu jen dvě koncová zařízení podporující HSCSD - Nokia 6210 a Nokia CardPhone 2.0, přičemž obě podporují pouze třídu 6. To fakticky znamená, že v síti Eurotel se s těmito zařízeními dá dosáhnout maximálně 43,2 kbps (při asymetrické variantě HSCSD), nebo 28,8 oběma směry, při symetrické variantě. Pro vyšší rychlosti budou zapotřebí koncová zařízení podporující vyšší třídy HSCSD.

Stávající cenová politika Eurotelu v oblasti HSCSD je taková, že zákazník platí za HSCSD stejně jako za CSD (2 koruny za 1 minutu, v rámci tarifních programů WAP Mobile Internet a Data).

GPRS

Služba GPRS (General Packet Radio Service) má již ve svém názvu obsaženo, že funguje na principu přepojování paketů. Tím se zásadně odlišuje od služby HSCSD, která příslušný počet slotů vyhrazuje a vytváří vyhrazenou přenosovou kapacitu, která se v čase (po dobu existence spojení) nemění. Služba GPRS nic takového nedělá, data přenáší po blocích (paketech) a pro jejich přenos může použít více slotů současně, podle toho kolik jich má k dispozici. Efektivní přenosová rychlost, dosahovaná službou GPRS, je proto proměnná, což dále ovlivňuje i samotný princip přepojování paketů (tyto se mohou určitou dobu zdržet v některém z přepojovacích uzlů sítě na své cestě ke koncovému příjemci).

Omezením je zde opět schopnost koncového zařízení používat určitý počet slotů současně. Dalším praktickým omezením pak je kapacita sítě, u které si lze představit že pracuje s následující hierarchií priorit v rámci každé buňky (zjednodušeně):

• nejprve jsou uspokojeny všechny požadavky na hlasové hovory a požadavky na CSD a HSCSD přenosy
• následně (ze zbylých volných slotů) jsou uspokojeny všechny požadavky na GPRS přenosy v rámci dané buňky

Jak jsme si již uvedli výše, významnou předností služby GPRS je to, že v době kdy nic nepřenáší, také nic nespotřebovává (žádné zdroje mobilní sítě GSM). Proto nebývá zpoplatňována podle doby existence spojení, ale podle objemu skutečně přenesených dat. Délka spojení zde dokonce není relevantní, spojení jako takové může existovat i trvale. To je zajímavé například u připojení k Internetu, kdy uživatel může být trvale v dosahu (například pro el. poštu, chat apod.), ale za dobu kdy nic nepřenáší také nic neplatí.

V ČR nabízí GPRS oba největší mobilní operátoři, Eurotel a Radiomobil (zatímco Český Mobil byl v době psaní tohoto článku těsně před jeho spuštěním). U Eurotelu se jedná o službu GPRS Instant, která je zpoplatňována opět v závislosti na zvoleném tarifním programu - v případě tarifu Data, s měsíčním paušálem 195 korun, vychází cena na 3 haléře za 1 přenesený kilobyte dat (v případě připojení k Internetu), a 40 haléřů za 1 KB při použití GPRS jako "nosiče dat" v rámci služby WAP. U Radiomobilu jsou ceny GPRS téměř shodné - v rámci tarifu GPRS pro (s měsíčním paušálem 199,- Kč) přijde 1 přenesený kilobyte také na 3 haléře. O něco lacinější je použití GPRS pro potřeby WAP-u, kde 1 kilobyte přijde na 30 haléřů.

EDGE

Služby HSCSD a GPRS, které sází na slučování slotů používaných současně, jsou skutečně maximem, které lze dosáhnout při zachování stávajícího způsobu fungování mobilních sítí GSM. Další zvyšování přenosových rychlostí se již musí ubírat cestou ještě zásadnějších změn. Samozřejmě lze zcela změnit koncepci celé mobilní bezdrátové sítě, zvětšit používané rozsahy frekvencí (používané přenosové kanály), k tomu případně změnit i používané způsoby dělení (multiplexu) - touto cestou se ubírají připravované sítě 3. generace (sítě UMTS, Universal Mobile Telephone Standard).

Ještě jinou cestou se ubírá řešení, které dostalo název EDGE (od: Enhanced Data Rates for GSM Evolution, doslova: zvýšené datové rychlosti pro vývoj GSM). Zachovává stávající frekvenční pásma a kanály, používané v sítích GSM, ale mění způsob modulace - původní dvoustupňovou modulaci GMSK (Gaussian minimum-shift keying) nahrazuje efektivnější osmistupňovou modulací (eight-phase-shift keying). Díky tomu dosáhne EDGE na 1 slot rychlosti 48 kbps, což při využití všech 8 slotů současně dává úctyhodných 384 kbps. V podmínkách optimálního příjmu signálu může EDGE dosahovat dokonce až 69,2 kbps na 1 slot.

Důležité přitom je, že nasazení EDGE ve stávajících sítích GSM je relativně snadné, protože tato technologie zachovává jak šířku jednotlivých přenosových kanálů (200 kHz), tak i jejich dělení časovým multiplexem na 8 částí (slotů). Kromě softwarových upgradů je ale nutné v každé buňce (resp. u každé základnové stanice) instalovat nový transceiver. Dále jsou samozřejmě nutná taková koncová zařízení, která EDGE a jím používaný způsob modulace používají. V době psaní tohoto článku nebylo na našem trhu žádné koncové zařízení podporující EDGE, a ani žádný z našich operátorů tuto službu nenabízel (ani nesignalizoval její plánované nasazení).

Technologie EDGE je všeobecně považována za určitý mezistupeň mezi stávajícími sítěmi GSM (považovanými za mobilní sítě 2. generace) a budoucími sítěmi UMTS (sítěmi 3.generace). Umožňuje dosahovat rychlostí, které se blíží rychlostem sítí 3. generace, ale využívá zdrojů sítí 2. generace (přenosových kanálů). Proto je tato technologie zajímavou alternativou pro ty operátory, kteří z jakéhokoli důvodu nezískají licence na sítě 3. generace a s nimi spojené přenosové kanály. V současné době, kdy se nástup sítí 3. generace zkomplikoval dobře známými problémy s cenami příslušných licencí, je možné že se EDGE jako technologická alternativa stane velmi atraktivní a dočká s praktického nasazení.

Sítě 3. generace

Kolem sítí 3. generace je stále dost nejasností, a to nejen pokud jde o licence, ale i pokud jde o technické aspekty. Zatím totiž nedošlo k tolik potřebnému sjednocení uvažovaných řešení v jednotlivých částech světa.

V Evropě se počítá s řešením, které bude pracovat v pásmu 2 GHz - frekvence by jednotlivým operátorům měly být přidělovány z jednoho párového pásma (1920 - 1980 MHz + 2110 - 2170 MHz) a jednoho nepárového pásma (1910 - 1920 MHz + 2010 - 2025 MHz). Místo kanálů o šířce 200 kHz, které jsou přidělovány operátorům sítí GSM, budou zde přidělovány kanály podstatně širší, a to 5 MHz. Tyto kanály se již nebudou dále dělit, ale budou využívány více komunikujícími uživateli současně - budou fakticky sdíleny na principu kódového multiplexu (CDMA, resp. jeho širokopásmové varianty WCDMA, Wide CDMA).

Díky použití širších přenosových kanálů a techniky kódového multiplexu budou sítě 3. generace moci nabídnout vyšší rychlosti než sítě 2. generace. Důležité ale je, že budou záviset na míře mobility uživatele - pokud se vůbec nebude pohybovat, bude moci využívat rychlostí až 2 Mbps. Při pomalejším pohybu, například při chůzi, bude mít k dispozici rychlost až 384 kbps, a při rychlejším pohybu, např. při jízdě autem či vlakem, budou dosahovat jen asi 114 kbps.

Na nástup sítí 3. generace si ale budeme muset ještě nějakou chvíli počkat - u nás pak i na samotné udělení licencí na tyto sítě. Ani v době psaní tohoto článku nebylo zcela jasné, zda budou udělovány 3 nebo 4 tyto licence, a také komu, za kolik a jakým způsobem.