Coraz szybsza transmisja danych

Na zwiększenie popularności cyfrowych systemów komórkowych drugiej generacji (pierwsza generacja obejmuje wyłącznie telefonię analogową) wpływa wiele czynników natury technicznej, psychologicznej i użytkowej, a także coraz większe zapotrzebowanie na nowsze i szybsze usługi bezprzewodowej transmisji danych - usługi związane głównie z przesyłaniem grafiki i obrazów ruchomych w technice multimedialnej, wymagające pasma znacznie powyżej 100 kb/s (zwykle nie mniej niż 384 kb/s).

Niska przepływność (9,6-14,4 kb/s) jest akceptowana tylko przez nielicznych abonentów, którzy obecnie mają znikomy udział (poniżej 3 proc.) w ogólnym trafiku oferowanym przez struktury GSM. Przewiduje się jednak, że do roku 2000 udział transmisji danych w sieciach komórkowych gwałtownie wzrośnie do około 30 proc., głównie za sprawą dwóch nowych, szybszych technologii transmisyjnych HSCSD i GPRS, stosowanych w fazie 2+ (od 1997 r.).

Szybsza transmisja HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) z wieloszczelinową komutacją kanałów umożliwia zwiększenie szybkości przekazu przez przydział kilku szczelin czasowych do jednego połączenia, każda o nominalnej szybkości 9,6 kb/s. W symetrycznej i równoczesnej transmisji dupleksowej jest możliwe użycie kilku spośród ośmiu szczelin czasowych w ramce TDMA (3x9,6 kb/s = 28,8 kb/s, 4x9,6 = 38,4 kb/s i in.), w ruchu niesymetrycznym natomiast jedna transmisja może zajmować do 7 szczelin czasowych (67,2 kb/s). Przy zastosowaniu kompresji danych przepływność ta zwiększa się do 115,2 kb/s, co stanowi górną granicę przekazu. Odbiór szczelin czasowych bez zmiany ich kolejności umożliwia izochroniczny przebieg transmisji danych.

W trybie pracy HSCSD kanały transmisyjne są przyporządkowane do jednego połączenia (1 użytkownik), co z jednej strony zapewnia stałą i większą szybkość transmisji, z drugiej zaś oznacza dość rozrzutne gospodarowanie kanałami radiowymi sieci komórkowej. Przydział wielu szczelin czasowych dla jednego połączenia na cały czas transmisji działającej ze zmiennym natężeniem (burst traffic) jest bowiem nieefektywny, zwłaszcza w obliczu permanentnych kłopotów operatorów z pozyskaniem odpowiedniej szerokości pasma radiowego dla zwykłych komórkowych usług fonicznych. Z tego powodu implementacja typu HSCSD podwyższająca szybkość transmisji w sieciach GSM jest niezwykle rzadka.

Bardziej efektywnym sposobem wykorzystania zasobów transmisyjnych systemu GSM jest transmisja GPRS (General Packet Radio Service), zapewniająca wykorzystanie sieci GSM do przekazywania danych w formie pakietowej, zbliżonej do X.25. Transmisja GPRS polega na powiązaniu i wspólnym sterowaniu kilku kanałów transmisyjnych w jeden tor komunikacyjny, przy czym, w zależności od natężenia ruchu, liczba tych kanałów jest dopasowywana dynamicznie w zakresie od 9,6 kb/s do 115 kb/s. W tym trybie pracy - przydatnym do trafiku o niezrównoważonym i asymetrycznym charakterze - jest możliwe przyporządkowanie do ośmiu szczelin czasowych w jednym kanale radiowym (76,8 kb/s, z kompresją nawet do 170 kb/s). Z kolei multipleksowanie statystyczne pozwala na wykorzystywanie jednego kanału fizycznego przez kilku użytkowników równocześnie. Adaptacja transmisji pakietowej GPRS w sieciach GSM (faza 2+) wymaga rozszerzenia funkcji programowych w interfejsach współpracy, jak też dostosowania stacji abonenckich MS (telefonów komórkowych) do transmisji pakietowych, docelowo - instalacji telefonów komórkowych z nowymi systemami kodowania CS1-CS4 o szybkościach: 9, 13,4, 15,6 i 21,4 kb/s w pojedynczym kanale radiowym.

Obydwa typy transmisji zapewniają wyższą przepływność danych, niezbędną przy korzystaniu przez abonentów ruchomych z większości usług oferowanych współcześnie przez sieć Internetu (e-mail, e-commerce, faks przez IP, VoIP, pliki tekstowe, proste strony webowe klasy MMM - Mobile Media Mode, usługi LAN/intranet i in.). Nie są one jednak wystarczające do korzystania w pełni z zasobów webowych WWW (World Wide Web), sesji wideokonferencyjnych czy też do przesyłania plików graficznych lub obrazów ruchomych w czasie rzeczywistym (będą one dostępne dopiero w systemach mobilnych trzeciej generacji 3G, o przepływności od 384 kb/s do 2 Mb/s).