Jak funguje HSCSD?

Chceme-li správně pochopit technologii HSCSD, je vhodné si nejprve připomenout některá základní fakta o fungování přenosů v sítích GSM. Jak jsme si již podrobněji popsali v prvním článku této cover story, přenosové (frekvenční) kanály které mají operátoři GSM sítí k dispozici jsou děleny pomocí techniky časového multiplexu na tzv. sloty, které se pravidelně opakují. Po odečtení režie, připadající na fungování GSM sítě jako takové je každý slot schopen přenášet data rychlostí 22,8 kbps, ale to ještě zdaleka neznamená, že tato rychlost je plně využitelná pro přenos "užitečných dat" koncovými uživateli - ještě je nutné vzít v úvahu režii připadající na zajištění přenosů, zejména na kódování dat a ochranu proti chybám. Standardně po odečtení této režie zbývá pro "užitečná data" již jen 9,6 kbps, což je také standardní přenosová rychlost pro datové přenosy v rámci GSM. Při určitém zefektivnění mechanismů zajišťujících přenos a určitém oslabení jejich robustnosti lze dosáhnout menší režie a "užitečné" rychlosti 14,4 kbps. To je ale již maximum toho, co lze dosáhnout v případě, kdy využíváme jeden slot - tedy stejně jako při (hlasových) hovorech, pro které byla síť původně budována.

Jak jsme si již také naznačili v předchozím článku, při zachování celkového způsobu fungování GSM sítě, včetně rozdělení na sloty, vede cesta k dalšímu zrychlování jen přes současné použití více slotů. Podstatou HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) je právě to, že se komunikující dvojici přidělí více slotů současně, na celou dobu existence jejich vzájemného spojení. Přenosová rychlost, kterou pak mají komunikující strany k dispozici, však není jednoduchým součtem přiděleného počtu slotů - musíme si totiž uvědomit jednu podstatnou věc, o které jsme se dosud nezmínili. Jde o to, že jednotlivé GSM sloty jsou pouze jednosměrné, a pro obousměrnou komunikaci musí být vždy použity dva. Pokud se tedy u standardního datového přenosu hovoří o rychlosti 9,6 či 14,4 kbps, pak se jedná vždy o současné využití dvou slotů, jednoho pro příjem a druhého pro vysílání.

Třídy HSCSD

HSCSD však umožňuje použít více jak dva sloty současně - kolik, to je závislé jednak na jejich momentální dostupnosti, ale také na tom, jaké jsou schopnosti koncového zařízení (terminálu). Standard, který HSCSD definuje, rozděluje terminály do 18 tříd podle toho, s kolika sloty dokáže pracovat. Některé z těchto 18 tříd ukazuje následující tabulka - pro nás je asi nejzajímavější třída 6, protože jeden z našich mobilních operátorů, konkrétně Eurotel, nabízí služby datového přenosu právě na úrovni této třídy.

Maximem je třída 18, ve které je možné využít všech 8 slotů jednoho rámce pro příjem a dalších 8 slotů jednoho rámce pro vysílání, a to dokonce současně (tuto schopnost mají až zařízení typu 2, viz nejpravější sloupeček tabulky). Převedeno na rychlost to odpovídá 8 x 14,4, neboli 115,2 kbps plně duplexně (oběma směry současně). To je také rychlostní maximum technologie HSCSD, protože další zvyšování již naráží na omezenou velikost rámce, který má pouze 8 slotů.

S počtem použitých slotů souvisí i jeden velmi významný aspekt: každá mobilní síť má v každé své buňce jen omezený počet frekvenčních kanálů, členěných na sloty. Pokud se určitý počet slotů vyhradí pomocí HSCSD pro potřeby rychlejších datových přenosů, nejsou již příslušné sloty využitelné pro jiné účely, tedy ani pro hlasové přenosy. HSCSD proto notně "užírá" vzácné sloty, které se někdy nemusí dostávat ani pro hlasové hovory - takže v praxi velmi záleží na tom, jak má příslušný operátor dimenzovány své buňky a jaký je v nich provoz. Hlasové (telefonní) hovory přitom mají typicky přednost před datovými přenosy.

Šestá třída HSCSD

V šesté třídě HSCSD je možné použít až čtyři sloty současně. V úvahu přitom připadá symetrické řešení, spočívající ve využití dvou slotů pro příjem a dvou pro vysílání, a dále řešení asymetrické, využívající tří slotů pro příjem a jednoho pro vysílání. Přepočteno na přenosové rychlosti symetrické řešení odpovídá rychlosti 2 x 14,4 kbps, neboli 28,8 kbps v obou směrem, zatímco asymetrické řešení odpovídá rychlosti 3 x 14,4, neboli 43,2 kbps na příjmu a 14,4 kbps pro vysílání (předpokládáme-li využití jednoho slotu rychlostí 14,4 kbps, a ne 9,6 ). Z tabulky také vyplývá, že asymetrické řešení je možné pouze v popisované podobě, neboli s větší rychlostí "na příjmu" (směrem k uživateli) a ne obráceně (pro vysílání lze použít nejvíce 2 sloty, viz kolonka Tx v tabulce). Takovéto asymetrické řešení tedy nejde použít pro přenos mezi dvěma mobilními terminály (jeden by sice mohl přijímat rychlostí 43,2 kbps, ale druhý by nedokázal stejnou rychlostí vysílat). Asymetrický režim je proto určen pro takové využití, kdy na jedné straně je terminál a na druhé straně spojení ústí do jiné sítě (mimo GSM), která již je schopna komunikovat potřebnou rychlostí. Typickým využitím může být připojení k Internetu, kdy na této "druhé straně" bude síť internetového providera, a mobilní terminál bude zejména "stahovat" data z Internetu, k čemuž větší rychlost určitě využije.

"Eurotel GSM - Datová služba 43,2"

Na našem tuzemském trhu nabízí HSCSD pouze Eurotel, zatímco Paegas se podle všech dostupných informací rozhodnul "etapu HSCSD" přeskočit a vsadil rovnou na GPRS.

Eurotel přišel se svou nabídkou HSCSD počátkem března letošního roku a příslušnou službu pojmenoval poněkud krkolomně "Datová služba 43,2" (podle přenosové rychlosti dosažitelné při asymetrickém řešení). Jak jsme si již uvedli výše, jde o řešení na úrovni šesté třídy HSCSD, a tato skutečnost je zřejmě dána nikoli vlastnostmi a kapacitou sítě Eurotelu, ale především schopnostmi dostupných terminálů. V současné době je totiž na našem trhu dostupný jediný terminál podporující HSCSD, a to Nokia CardPhone verze 2.09 (viz obrázek) - což není klasický mobilní telefon, ale adaptér ve formě PCMCIA karty, určený pro připojování počítačů, zejména notebooků.

Tento terminál přitom podporuje jak transparentní, tak i netransparentní způsob přenosu (viz první článek - rozdíl je v tom, zda GSM síť sama zajišťuje spolehlivost přenosu pomocí linkového protokolu RLP, což sice zvyšuje spolehlivost, ale na druhou stranu narušuje pravidelnost v doručování dat). Uživatel si mezi oběma režimy může volit sám, stejně tak jako si sám může volit mezi tím, zda chce používat symetrickou či asymetrickou rychlostní variantu.

Pokud jde o zpoplatňování "datové služby 43,2", zde Eurotel zvolil jednoduchý princip: 1 minuta spojení pomocí HSCSD stojí stejně jako 1 minuta spojení na "klasické" rychlosti 14,4, resp. 9,6 kbps: 2 koruny (za každou minutu).