Telefonia komórkowa trzeciej generacji wciąż nie jest powszechnie dostępna, chociaż wzrasta na rynku liczba aparatów technologii 3G. Po upływie trzech lat od zakupu licencji operatorzy rozwijają tańsze we wdrażaniu rozwiązania multimedialne generacji 2,5G, reprezentowane przez technologie GPRS i EDGE.

Na początku 2004 r. z telefonów komórkowych korzystało na świecie 1,3 mld osób. Z telefonów komórkowych GSM korzysta 1 mld użytkowników i liczba ta szybko rośnie. Wielkości te nie oddają jednak złożonej sytuacji, w jakiej znaleźli się operatorzy i producenci sprzętu telekomunikacyjnego. Spadek dynamiki przychodów operatorów i przedłużający się okres oczekiwania na technologię 3G spowodował, że zaczęli oni szukać nowych usług, wymagających szerszego pasma transmisji niż uzyskiwane w technologiach 2G.

W oczekiwaniu na 3G operatorzy zaczynają poszukiwać zastępczych technologii szerokopasmowych w sieciach komórkowych GSM, takich jak technologia pakietowa GPRS (2,5G) oraz pomostowa technologia EDGE (tzw. 2,75G). Według analityków telekomunikacji ich wdrażanie jest wielokrotnie tańsze niż pełnych rozwiązań 3G, co dla operatorów, zadłużonych po uszy uzyskanymi licencjami na 3G, ma kolosalne znaczenie. Taka sytuacja jeszcze bardziej opóźnia uruchamianie kolejnych sieci komórkowych trzeciej generacji w Europie, mimo że na rynku znajduje się coraz więcej telefonów komórkowych przystosowanych do współpracy z siecią UMTS (np. Nokia, Alcatel, Ericsson, Siemens, Motorola).

Ewolucyjne przejście

W miarę upływu czasu następuje stopniowa zmiana preferencji użytkowników w stronę niegłosowych i multimedialnych usług, angażujących szersze pasmo przenoszenia. Wysokie koszty wdrażania nowych generacji komórkowych powodują, że przechodzenie na kolejne technologie o wyższych szybkościach transmisji dokonuje się jednak ewolucyjnie.

EDGE (Enhanced Data for Global Evolution) to właśnie ewolucja systemu GSM w kierunku rozwiązań trzeciej generacji, oparta na zmodernizowanych interfejsach radiowych 2G (GSM i IS-136). Nowa technologia, związana z pakietową transmisją danych, stanowi rozwinięcie dotychczasowej technologii GSM/GPRS, umożliwiając korzystanie z istniejącej sieci komórkowej i tych samych pasm radiowych jak w systemie GSM. W trakcie wdrażania EDGE operator nie musi więc ubiegać się o przydział nowych częstotliwości radiowych, tak jak w przypadku systemów UMTS. Ma to wpływ na ogólne koszty wdrażania nowego systemu.

Podobieństwa i różnice z GSM

Podstawowe zmiany w systemie EDGE w stosunku do technologii GSM obejmują dwa elementy. Pierwszy polega na dodaniu bardziej efektywnej, ośmiowartościowej modulacji fazy 8PSK dla sygnału radiowego (wraz z równolegle stosowaną modulacją GMSK, jak w systemach GSM), charakteryzującej się wysoką wydajnością widmową i pozwalającej na trzykrotne zwiększenie przepływności radiowej dla transportu danych. Drugim czynnikiem podnoszącym wydajność systemu EDGE jest wprowadzenie kilku nowych, bardziej efektywnych rodzajów kodowania kanałowego, podnoszących szybkość kodowania informacji źródłowej.

Pasmo częstotliwości kanału radiowego EDGE pozostaje niezmienione i wynosi podobnie jak w GSM 200 kHz, co odpowiada szybkości transmisji 270,833 tys. symboli na sekundę, przesyłanych w tym samym kanale radiowym. Nie są zmienione ani struktura ramki podstawowej, ani format ramki elementarnej, co umożliwia wykorzystanie wielu dobrze sprawdzonych rozwiązań, modułów funkcjonalnych, protokołów i algorytmów współdziałania stosowanych w sieciach komórkowych GSM/GPRS.

System EDGE, ukierunkowany bardziej niż w GSM na transmisję danych, zezwala na dwa rodzaje pracy: z komutacją kanałów, realizowaną przez podsystem ECDS (którego odpowiednikiem jest komutacja HSCSD w sieci GSM), oraz z komutacją pakietów w podsystemie EGPRS (podobnym od transmisji GPRS w systemie GSM).

Szybka transmisja danych z komutacją kanałów ECDS (Enhanced Circuit Switched Data) osiąga 64 kb/s w trybie przezroczystym i umożliwia wybór jednej z trzech szybkości transmisji 28,8/43,2/57,6 kb/s dla nieprzezroczystego trybu pracy. Wprawdzie podobne szybkości osiąga się również w systemach z komutowaniem kanałów GSM/HSCSD (28,8 kb/s i 57,6 kb/s), ale wymagają one zaangażowania nie jednego, lecz kilku kanałów GSM. Oznacza to, że w EDGE/ECDS wzrasta pojemność systemu i możliwa jest jednoczesna obsługa większej liczby abonentów o takiej samej szybkości transmisji.

Bardziej ekonomicznym rozwiązaniem, stanowiącym podstawę współczesnej technologii EDGE, jest szybka transmisja danych z komutacją pakietów EGPRS (Enhanced General Packet Radio Service), w której wyróżnia się 9 rodzajów kodowania kanałowego - od MCS-1 do MCS-9. Umożliwia to transmisję z dziewięcioma różnymi szybkościami w jednym kanale roboczym, czyli w każdej z ośmiu szczelin czasowych ramki podstawowej systemu EDGE.

Każdy z dziewięciu sposobów kodowania może funkcjonować w adaptacyjnych trybach pracy, dostosowujących sposób kodowania do jakości łącza radiowego. Taka procedura sterowania jakością łącza radiowego LQC (Link Quality Control) pozwala na maksymalizację przepływności kanałów przypadających na jedną szczelinę czasową w granicach od 8,8 kb/s do 59,2 kb/s. Dzięki przyporządkowaniu ośmiu szczelin jednemu połączeniu między użytkownikami teoretyczna przepływność w technologii EDGE/EGPRS dla łączy radiowych wysokiej jakości może się zmieniać - od 67,2 kb/s (8 ( 8,8 kb/s) do maksymalnej szybkości 473,6 kb/s, podczas gdy w GPRS osiąga się teoretycznie jedynie 171,2 kb/s. W związku z tym pojemność systemu EDGE może być prawie trzykrotnie wyższa od uzyskiwanej w technologii GSM/GPRS.