Dostęp HSCSD (High Speed Circuit Switched Data)

Parametry i istota działania

Pierwszym krokiem w kierunku zwiększenia prędkości przesyłania danych było zwiększenie stosowanej do tej pory szybkości do 14.4 kbita na sekundę . Do tego celu niezbędne były nowe terminale oraz zmodyfikowane oprogramowanie, głównie w sterownikach stacji bazowych. Do zamiany transmisji cyfrowej na klasyczne sygnały modemowe potrzebny jest też modem (w standardzie V 34), który nie jest używany przy bezpośredniej łączności komórka - komórka.

Dostęp do Internetu odbywa się przy zastosowaniu standardu V 110 i jest rozwiązaniem przeniesionym bezpośrednio z systemów ISDN. Umożliwia ono łączenie terminali w ułamku sekundy - nie występuje etap negocjacji połączenia. Połączenie odbywa się bezpośrednio na drodze cyfrowej, z pominięciem wielu procedur stosowanych normalnie przez modemy analogowe.

Obecnie przekaz danych w technologii HSCSD polega na jednoczesnym przyporządkowaniu wielu szczelin czasowych w podstawowej ramce TDMA jednemu połączeniu logicznemu w kanale częstotliwościowym GSM. Liczba kanałów rozmównych do dyspozycji wynosi od dwóch (w przypadku połączenia symetrycznego, czyli gdy prędkość nadawania i odbioru jest równa) do siedmiu (dla połączenia niesymetrycznego, oferującego różne szybkości transferu od i do abonenta).

Każda szczelina (jeden kanał logiczny lub rozmówny) może transmitować dane użytkowe z przepływnościami:

Przepływność podwyższoną uzyskuje się dzięki zastosowaniu bardziej wydajnego sposobu kodowania.

Tak więc prędkość transmisji danych waha się w granicach od 9,6 kbps do 57,6 kbps lub 115,2 kbps gdy zastosuje się kompresję danych. Tworzone połączenia mogą być również asymetryczne, zwykle o wyższej przepływności z sieci do terminalu bezprzewodowego (downlink). Wybór szybkości zależy od typu używanego telefonu a także od możliwości technicznych operatora.

Kolejne szczeliny czasowe czyli zwiększanie prędkości kanału może być regulowane dynamicznie, w miarę zapotrzebowania zgłoszonego przez użytkownika. Oznacza to, że w przypadku aplikacji wymagających wolniejszej transmisji możemy zażyczyć sobie np. jednego kanału, a przy konieczności ściągnięcia np. pliku dla aplikacji multimedialnej poszerzyć kanał transmisji do swoich potrzeb. Problemem jest ustalenie, w jaki sposób przydzielać (i zwalniać) poszczególne kanały czasowe, by nie zablokować dostępu do stacji BTS innym użytkownikom (jest to problem znany w niektórych rejonach, objawiający się komunikatem NETWORK BUSY). Można wprawdzie wyobrazić sobie sytuację, że abonent, inicjując połączenie "zamawia" określoną liczbę kanałów, ale z technicznego punktu widzenia byłoby to działanie wyjątkowo rozrzutne.

Metody dostępu do wielu kanałów czasowych nie można jednak rozciągać w nieskończoność. Z ośmiu dostępnych szczelin nie można wykorzystać wszystkich. Pamiętajmy, że aparat musi jednocześnie odebrać i nadać informacje. Ponieważ nadawanie i odbiór odbywają się w różnych momentach, nie występuje problem jednoczesnego wykorzystania anteny przez nadajnik i odbiornik. (Gdybyśmy jednak chcieli jednocześnie nadawać i odbierać, wymagane byłoby urządzenie pośredniczące, zwane duplekserem. Jest to zestaw filtrów blokujących przepływ między odbiornikiem i nadajnikiem telefonu. Powoduje to zwiększenie wymiarów i masy aparatu - filtry takie składają się z cewek i kondensatorów i muszą mieć określone wymiary.)

Z wielu powodów w rozwiązaniach praktycznych nie stosuje się więcej niż 4 szczeliny czasowe w jednym połączeniu, zatem maksymalna szybkość transmisji danych osiągana w tej technologii przez pojedynczego użytkownika sieci nie przekracza 57,6 kb/s. Dynamiczny przydział szczelin do aktywnego połączenia może trochę się zmieniać (we wcześniej ustalonych granicach) - nawet w trakcie transmisji - w zależności od obciążenia pozostałych zasobów komórki radiowej, tak aby prawdopodobieństwo blokady innych abonentów było niewielkie.

Zastosowanie

HSCSD umożliwia korzystanie z aplikacji działających prawie w czasie rzeczywistym lub uwarunkowanych czasowo, od których oczekuje się stosunkowo stałej szybkości przesyłania danych. Typowym przykładem takich zastosowań są przekazy plików poczty elektronicznej i plików komputerowych, udział w telekonferencjach lub aplikacje związane z przekazywaniem pomiarów geodezyjnych terenu, map czy też stałej grafiki obrazowej.

Taryfikacja

Połączenie zestawione z wykorzystaniem technologii HSCSD zajmuje pasmo szersze niż zwykła rozmowa telefoniczna. Opłata naliczana jest za czas połączenia, ale z punktu widzenia operatora sieci abonent w istocie prowadzi kilka rozmów naraz. Skoro zajmujemy więcej niż jeden kanał telefoniczny, za połączenie powinniśmy zapłacić także kilkakrotnie więcej - każda minuta transferu kosztuje tyle co minuta zwykłej rozmowy telefonicznej pomnożona przez liczbę zajętych kanałów. Przyjmując, że cena minuty połączenia w sieci GSM wynosiłaby ok. 1 zł, minuta połączenia z Internetem realizowanego za pomocą "komórki" może kosztować nawet kilka złotych - czyli poziom nie do zaakceptowania przez przeciętnego internautę.

Jest nieomal pewne, że obciążanie abonenta za każdy zajęty kanał logiczny nie spotka się z przychylnym podejściem użytkowników. onieczne będzie elastyczne podejście, np. opłata za każdy kolejny kanał wynosić będzie część opłaty za podstawowe połączenie.

Wprawdzie HSCSD pozwala osiągnąć całkiem zadowalające efekty podczas transmisji danych, ale jednocześnie może okazać się usługą dosyć kosztowną .

Wady

Jednakże zasadniczą wadą transmisji HSCSD - wynikającą z samej zasady komutowania kanałów - jest nieefektywne i mało elastyczne wykorzystanie łączy. Podstawowym mankamentem jest niewłaściwe wykorzystanie tak zestawionego łącza radiowego między użytkownikami, zajętego przez cały czas sesji długodystansowej wyłącznie przez dwóch abonentów sieci. Zwłaszcza jeśli paczki przesyłanej informacji są niewielkie, transmitowane z przerwami bądś charakteryzują się dużą dynamiką generowanego trafiku. W tych sytuacjach zwykłe zwiększanie szybkości nawet w maksymalnie dopuszczalnych granicach nie rozwiązuje problemu natłoku lub słabego wykorzystania zestawionego łącza, a tak właśnie dzieje się w połączeniach internetowych. Nie jest to więc najlepsze rozwiązanie dla bezprzewodowych połączeń z sieciami o wysoce zmiennym i nieprzewidywalnym trafiku.

Urządzenia obsługujące HSCSD - Pyzykład

Nokia Card Phone 2.0

Urządzenie to jest idealnym rozwiązaniem dla osób, które chcą wykorzystywać je jedynie do transmisji danych, a do połączeń głosowych używają drugiego telefonu z inną kartą SIM z drugim numerem telefonu. Wykonywanie połączeń głosowych z tej karty wymaga podłączenia jej do komputera typu laptop i dołączenia zestawu słuchawkowego.

Telefony komórkowe obsługujące HSCSD da się wykorzystać do połączeń z Internetem przez podłączenie telefonu do komputera, jak również do połączeń ze stronami WAP, które można oglądać bezpośrednio na wyświetlaczu telefonu.

Poza tym można z nich korzystać jak ze zwykłego telefonu GSM do wykonywania połączeń głosowych. W obu przypadkach wykorzystywana jest jedna karta SIM z jednym numerem telefonu.