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.