Standaryzacja technologii EDGE obejmuje dwie ewolucyjne fazy rozwoju. Faza pierwsza rozszerza działanie GPRS do standardu pakietowego EGPRS (Enhanced GPRS) oraz o komutację kanałową ECSD (Enhanced Circuit Switched Data), których specyfikacje już zostały przyjęte przez ETSI (1999 r.) jako standardy. Przewiduje się, że pierwsze komercyjne produkty tej fazy realizacji EDGE pojawią się na rynku w 2001 r., a więc prawie równocześnie z wprowadzaniem systemów UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems). Specyfikacje implementacji drugiej fazy EDGE - dotyczące usług multimedialnych w sieci i obsługi w czasie rzeczywistym - znajdują się w końcowym etapie definiowania i mają pojawić się pod koniec bieżącego roku. Według tych założeń w systemach komórkowych klasy TDMA przewiduje się dwa tryby pracy: wersję Compact (pasmo 600 kHz, 3×200 kHz, przepływność 384 kb/s), oznaczaną również jako EDGE Lite, i wersję Classic (pasmo 2,4 MHz) - wymagającą minimalnych rozszerzeń w stosunku do rozwiązań GSM/EDGE (Tab. 1).

Współdziałanie sieci GSM i TDMA

Uzyskanie bezpośredniej współpracy dwóch największych pod względem zasięgu i liczby abonentów sieci komórkowych na świecie jest w centrum zainteresowania zarówno operatorów, jak i użytkowników tych sieci. Operatorów, bo zasięg ich sieci - a więc i liczba klientów płacących za usługi - może z dnia na dzień podwoić się, a użytkowników, bo za pomocą jednego terminalu będą mogli korzystać z dobrodziejstwa usług obydwu sieci. Akceptacja przez konsorcjum UWCC nowej technologii EDGE - wywodzącej się ze standardu komórkowego GSM - jako podstawowego składnika strategii ewolucji północnoamerykańskich sieci TDMA jednoznacznie ukazuje, że globalne współdziałanie tych sieci komórkowych jest już możliwe, o wiele wcześniej niż rozpoczną funkcjonowanie globalne systemy trzeciej generacji IMT-2000 (UMTS). Wzajemna współpraca sieci GSM i starszych sieci TDMA o spektrum 30 kHz jest już możliwa za pośrednictwem technologii GPRS, natomiast roaming między najnowszymi rozwiązaniami sieci GSM i TDMA (o spektrum 200 kHz) będzie stosunkowo łatwy do realizacji za pomocą radiowej technologii przekazu EDGE (384 kb/s).

Istnieje wiele sposobów współdziałania sieci GSM i TDMA, lecz najlepiej integrują się sieci o wspólnym (lub podobnym) interfejsie radiowym między stacją bazową a terminalami wielosystemowymi MM (Multi Mode). Jednak niezależnie od tego, która z sieci jest siecią macierzystą, a która obcą (wizytującą), zawsze jest potrzebna bramka IWG (Interworking Gateway), niezbędna do wykonania roamingu między abonentami sieci działających w odmiennych technologiach. Kluczowym elementem takiego roamingu jest właściwa interpretacja sygnalizacji i konwersja odmiennych protokołów systemu TDMA (ANSI-41) do GSM (protokół MAP) i odwrotnie. W rozwiązaniach praktycznych funkcje bramki IWG zwykle nie są zlokalizowane w jednym konkretnym węźle, ale rozproszone w poszczególnych elementach współdziałających sieci, stacjach bazowych, a także w dwusystemowych terminalach przenośnych klasy DM (Dual Mode).

Najważniejsze cechy

W koncepcji technologii GSM/EDGE (EGPRS) zakłada się pozostawienie dotychczas używanych kanałów radiowych GSM, oddalonych od siebie o 200 kHz, i zachowanie istniejącego podziału pasma częstotliwości na kanały radiowe, co niezwykle ułatwia współdziałanie z siecią komórkową GSM. Istotną nowością systemu EDGE jest jednak modernizacja interfejsu radiowego. W standardowym rozwiązaniu EDGE używa się pasma o szerokości 2,6 MHz×2, w wersji zubożonej natomiast mniejsza szerokość pasma (mniej niż 1 MHz×2) umożliwia przekaz danych z przepływnością do 384 kb/s. Inaczej niż w GSM, gdzie przy ośmiu szczelinach czasowych i modulacji GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) efektywność wykorzystania pasma wynosi 1,35 b/s/Hz (271 kb/s w pasmie 200 kHz), w technologii EDGE zastosowano bardziej efektywne sposoby kodowania, oparte na ośmiowartościowej modulacji 8PSK i modulacji GMSK, podwyższające przepływność binarną pojedynczej szczeliny czasowej (Tab. 2).

W zależności od jakości łącza radiowego w rozszerzonym trybie EGPRS będzie można stosować dziewięć typów modulacji i kodowania o zbliżonej szybkości symbolowej (modulacja), lecz o zdecydowanie różnej szybkości binarnej (przepływność): pięć z nich z modulacją 8PSK i cztery z modulacją GMSK.

Nie wnikając w szczegóły rozwiązań technicznych, każdy z przedstawionych typów kodowania może funkcjonować w dwóch adaptacyjnych trybach pracy, dostosowujących arbitralnie sposób kodowania i modulacji do jakości łącza radiowego. Taka oryginalna procedura sterowania jakością łącza radiowego LQC (Link Quality Control) pozwala na maksymalizację przepływności kanałów przypadających na jedną szczelinę czasową w granicach od 8,4 kb/s do 59,2 kb/s. Dzięki temu, przez przyporządkowanie ośmiu szczelin do jednego połączenia między użytkownikami, teoretyczna przepływność kanału w technologii EDGE dla łączy radiowych wysokiej jakości może zmieniać się od 67,2 kb/s do maks. 473,6 kb/s. W praktyce oznacza to, że osiąganie podstawowej szybkości strumienia danych 384 kb/s dla mobilnych przekazów wideofonicznych - zalecanej przez ITU-T jako kanał Ho (6×64 kb/s = 384 kb/s) w stacjonarnych transmisjach obrazu - nie powinno nastręczać większych trudności technicznych, nawet w łączach niższej jakości.

Adaptacja istniejącej infrastruktury komórkowej GSM do nowej technologii zapewniającej komunikację wizualną z terminalami mobilnymi wymaga wielu prostych, lecz raczej kosztownych zmian. Wprowadzenie technologii EDGE do sieci komórkowej GSM (także innych) wymusza stosowanie nowych terminali przenośnych MS (Mobile Station) kolejnej generacji, modernizację stacji bazowych BTS (Base Transceiver Station) oraz wprowadzenie istotnych zmian w oprogramowaniu zarządzania kanałami radiowymi i usługami. Niezmiernie jednak ważną cechą koncepcji EDGE jest ciągłość uzyskiwania połączeń komórkowych w czasie dokonywania zmian rozszerzających pasmo sieci, gdyż w okresie przejściowym stacje bazowe BTS będą prawdopodobnie wyposażone w podwójny zestaw modulatorów kanałowych, co zapewni komunikację zarówno z terminalami klasycznymi GSM, jak też i wideotelefonami nowego typu.