Datové přenosy v mobilních sítích

V mobilních sítích se v prvních fázích vývoje s datovými přenosy vůbec
nepočítalo. O tom, že byly zaměřeny čistě na hlasovou komunikaci, svědčí i

skutečnost, že například o dnes značně využívaných zprávách SMS se v počátcích

vývoje sítí typu GSM vůbec neuvažovalo. Je proto logické, že první přenosy dat

fungovaly na podobném principu jako přístup na internet v pevných analogových

sítích. Tento způsob připojování byl však – vzhledem k ceně – dostupný pouze

úzké skupině uživatelů. Možnost využití datových služeb na mobilním přístroji

tedy nepatřila k funkcím, na nichž by uživatelé trvali, respektive jež by

ovlivňovala výběr konkrétního přístroje. Teprve příchod nových technologií

přinesl v přístupu uživatelů změnu. Zvláště u telefonů vyšších tříd je

připravenost pro datové přenosy velmi důležitým kritériem.



GPRS

Naprostým standardem je dnes podpora GRPS. Integrace této služby si vyžádala

změny v původní síti. Nebylo však nutné vyměňovat základní komponenty sítě. Pro

komunikaci se využívají stejné kanálové intervaly – zjednodušeně

„kanály“ (někdy timesloty) – jako při hlasovém hovoru. Tyto kanály mají

přenosovou rychlost 22,8 Kb/s. Při přenosu hlasu, který je velice citlivý na

chyby při přenosech (nemůžeme po volajícím chtít, aby zopakoval určitou část

rozhovoru ještě jednou), lze ovšem využít pouze relativně malou část, protože

velké procento této kapacity je zabráno pro zabezpečení přenosů tak, aby –

pokud možno – nedocházelo při přenosech k výpadkům. Při nástupu technologie

GPRS tedy na jeden kanál připadalo pro uživatelská data 9,05 nebo 14,4 Kb/s.

Tyto rychlosti jsou v GPRS označovány jako kódovací schémata CS-1, respektive

CS–2. Později pak vznikla kódovací schémata CS-3 a CS-4, u nichž můžeme

dosáhnout rychlostí 15,6 a 21,4 Kb/s. Rozdíl mezi jednotlivými schématy spočívá

v poměru mezi uživatelskými daty a zabezpečením. Z dostupných 22,8 Kb/s může

být pro data využito až 21,4 Kb/s. Výsledná přenosová rychlost, která je

uživatelům dostupná, tedy závisí na počtu timeslotů, jež budou k dispozici, a

na použitém kódování. Maximální počet timeslotů pro jednoho uživatele, který v

současné době operátoři poskytnou, je 5. Využity mohou být v konfiguraci 4+1 či

3+2, kdy první číslo udává timesloty sloužící pro přenos dat směrem k uživateli

a druhé timesloty pro směr opačný. Kompletní přehled jednotlivých tříd GPRS

najdete v tabulce. Eurotel s Oskarem v současné době poskytují maximálně

kódovací schéma CS-2, T-Mobile pak až CS-4. Maximální dosažitelná rychlost při

využití GPRS je tedy v současné době 85,6 Kb/s (směrem k uživateli).



EDGE

Dalším krokem v honbě za zrychlením datových přenosů v rámci mobilních sítí je

technologie EDGE. Ta je pokračovatelem a logickým nástupcem GPRS. Její princip,

tedy sdružování více kanálů pro potřeby jednoho uživatele, zůstává zachován.

Rozdíl je v tom, že u EDGE se využívá jiná modulace signálu. Použitý stupeň

modulace je vyšší než u GSM v kombinaci s GPRS. Vyšší stupeň použité modulace

umožní dosažení vyšších přenosových rychlostí. Zatímco u GPRS bylo zvýšení

rychlosti otázkou použití více kanálů, navýšení mezi GPRS a EDGE se provede

zvýšením rychlosti kanálu jako takového. Jeden timeslot nám v tomto případě

umožní dosáhnout rychlosti až 60 kb/s, což znamená skoro trojnásobek maximální

hodnoty pro GPRS. Pro slučování je k dispozici stejný počet kanálů, jako u

GPRS. Jednoduchým výpočtem pak zjistíme, že maximální dosažitelná rychlost u

EDGE je proti staršímu GPRS téměř trojnásobná. Nevýhodou proti implementaci

GPRS jsou nezbytné větší zásahy do celé sítě. Operátor musí provést upgrade

základnových stanic, což není levná záležitost. Proto v současné době nelze

počítat s tím, že by byl signál EDGE dostupný po celém pokrytém území. Zatím

zůstává doménou zalidněnějších oblastí, kde je vyšší pravděpodobnost poptávky

po rychlejších datových přenosech.



UMTS

Nejnovější plánovanou mobilní technologií pro rychlé datové přenosy je UMTS. Na

spuštění této sítě si však zatím budeme muset počkat. Zde se totiž nejedná o

pouhou úpravu existujících sítí, ale o úplně novou síť. Aby bylo možné zachovat

zpětnou kompatibilitu se sítěmi GSM, je nutné, aby obě sítě běžely současně.

Takové řešení je pro operátory velice náročné jak po finanční, tak po technické

stránce. Jedním z faktorů zvyšujících náročnost výstavby UMTS sítě je využití

frekvence vyšší, než na jaké pracují stávající systémy. Problém spočívá v tom,

že vyšší frekvence se hůře šíří, takže pro pokrytí stejné území je třeba vyšší

počet základnových stanic. V současné době je běžné časové sdílení dostupného

pásma. UMTS ale počítá s jiným způsobem využití dostupných frekvencí. Tím bude

CDMA, tedy kódové dělení pásma. Oddělení jednotlivých uživatelů nebude

prováděno způsobem, že každý využívá jiný časový okamžik, ale pomocí

specifických kódů, přidělených uživateli pro konkrétní připojení.