Мобильді телефондардағы деректерді беру стандарты

Кіріспе

Мобильді телефондар үшін деректерді беру стандарты

Байланыс саласында, тізбектік коммутациялы деректер (CSD) – бұл уақытты бөліп пайдалануға негізделген (TDMA) мобильді телефон жүйелері, мысалы, Global System for Mobile Communications (GSM) үшін әзірленген деректерді берудің алғашқы түрі. 2010 жылдан кейін көптеген телекоммуникация операторлары CSD қолдауын тоқтатты, ал CSD GPRS және EDGE (E GPRS) технологияларымен алмастырылды.

Техникалық

ХҚКО 9,6 кбит/с жылдамдықпен деректерді GSM желісінің коммутациялық қосалқы жүйесіне жеткізу үшін бір радио уақыт тілімін пайдаланады, онда оны әдеттегі модем арқылы PSTN желісіне қосуға болады, бұл кез келген телефондық қызметке тікелей қоңырау шалуға мүмкіндік береді. Артқа қарай үйлесімділік үшін IS 95 стандарты CDMA контурлық коммутацияланған деректерді де қолдайды. Дегенмен, TDMA-дан айырмашылығы, уақыт тілімі жоқ, және барлық CDMA радио қабылдағыштары үнемі жұмыс істей алады, бұл 14,4 кбит/с дейін деректерді беру жылдамдығын қамтамасыз етеді. CDMA-ның CDMA2000 және 1xRTT стандартына эволюциясымен IS 95 CDMA контурлық деректерді пайдалану азайды, себебі жаңа технологиялармен қол жетімді деректерді беру жылдамдықтары жоғары болды. CSD-ге дейін ұялы телефон жүйелері арқылы деректерді беру модемді пайдалану арқылы жүзеге асырылды, ол телефонға орнатылған немесе қосылған болуы мүмкін. Мұндай жүйелер аудио сигналының сапасымен 2,4 кбит/с немесе одан төмен деңгеймен шектелген. GSM сияқты TDMA негізделген жүйелерде цифрлық тарату енгізілгеннен кейін, ХҚКО негізгі цифрлық сигналға тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етті, бұл жоғары жылдамдықтарға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, GSM-де қолданылатын дауысқа бағытталған аудио сығылымының арқасында телефонға қосылған дәстүрлі модемді пайдалану арқылы деректерді беру жылдамдығы ескі аналогтық жүйелерге қарағанда төмен болуы мүмкін. ХҚКО қоңырауы GSM желісіндегі әдеттегі дауыстық қоңырау сияқты жұмыс істейді. Телефон мен базалық станция арасында бір арналған радио уақыт тілімі бөлінеді. Базалық станциядан транскодерге арналған "қосалқы уақыт тілімі" (16 кбит/с) бөлінеді, содан кейін транскодерден Мобильді коммутациялық орталыққа (MSC) тағы бір уақыт тілімі (64 кбит/с) бөлінеді. MSC-де модемді аналогтық сигналға түрлендіруге болады, бірақ әдетте бұл MSC-ден жіберілген кезде цифрлық импульстік кодты модуляция (PCM) сигналы ретінде кодталады. Сондай-ақ, цифрлық сигналды тікелей Integrated Services Digital Network (ISDN) дерек сигналы ретінде пайдалануға және оны қашықтан қол жеткізу серверіне жіберуге болады.

CSD uses a single radio time slot to deliver 9.6 kbit/s data transmission to the GSM network switching subsystem where it could be connected through the equivalent of a normal modem to the Public Switched Telephone Network (PSTN), allowing direct calls to any dial up service. For backwards compatibility, the IS 95 standard also supports CDMA Circuit Switched Data. However, unlike TDMA, there are no time slots, and all CDMA radios can be active all the time to deliver up to 14.4 kbit/s data transmission speeds. With the evolution of CDMA to CDMA2000 and 1xRTT, the use of IS 95 CDMA Circuit Switched Data declined in favour of the faster data transmission speeds available with the newer technologies. Prior to CSD, data transmission over mobile phone systems was done by using a modem, either built into the phone or attached to it. Such systems were limited by the quality of the audio signal to 2.4 kbit/s or less. With the introduction of digital transmission in TDMA based systems like GSM, CSD provided almost direct access to the underlying digital signal, allowing for higher speeds. At the same time, the speech oriented audio compression used in GSM actually meant that data rates using a traditional modem connected to the phone would have been even lower than with older analog systems. A CSD call functions in a very similar way to a normal voice call in a GSM network. A single dedicated radio time slot is allocated between the phone and the base station. A dedicated "sub time slot" (16 kbit/s) is allocated from the base station to the transcoder, and finally, another time slot (64 kbit/s) is allocated from the transcoder to the Mobile Switching Centre (MSC). At the MSC, it is possible to use a modem to convert to an analog signal, though this will typically actually be encoded as a digital pulse code modulation (PCM) signal when sent from the MSC. It is also possible to directly use the digital signal as an Integrated Services Digital Network (ISDN) data signal and feed it into the equivalent of a remote access server.

Жоғары жылдамдықты контурлы коммутацияланған деректер (HSCSD)

Жоғары жылдамдықты контурлы коммутацияланған деректер (HSCSD) – CSD-ге жаңа мүмкіндіктер қосып, тиімді арна кодтау және/немесе бірнеше (4-ке дейін) уақыт тілкесі арқылы жоғары деректерді беруді қамтамасыз етуге арналған. Ол қолданылатын уақыт тілкелерінің бір пайдаланушыға толығымен берілуін қажет етеді. 57,6 кбит/с (яғни 4 × 14,4 кбит/с) жылдамдыққа жетуге болады, тіпті желі 4 емес, 8 тілкесін біріктіруге мүмкіндік берсе, 115 кбит/с-қа дейін де жетеді. Қосылымның басында немесе оның барысында пайдаланушының толық сұранысын қанағаттандыру мүмкін болмайды, себебі желі көбінесе HSCSD пайдаланушыларына арналған қосымша уақыт тілкелеріне қарағанда, қалыпты дауыстық қосылымдарға басымдық беру үшін конфигурацияланған. HSCSD-нің инновациясы – деректерді беру үшін әртүрлі қателерді түзету әдістерін пайдалануға мүмкіндік беру. GSM-де бастапқыда қолданылған қателерді түзету, GSM-нің ең қиын жағдайларда жұмыс істеуі үшін жасалған. Бұл GSM-нің үлкен бөлігі қателерді түзету кодтарымен толып жатыр дегенді білдіреді. HSCSD радиобайланыстың сапасына қарай қолданылатын әртүрлі деңгейдегі қателерді түзетуді ұсынады. Яғни, ең жақсы жағдайда, 14,4 кбит/с бір уақыт тілкесі арқылы жіберілуі мүмкін, ал CSD-де тек 9,6 кбит/с жіберілетін еді, бұл өткізу қабілетін 50%-ға арттыру. Пайдаланушы HSCSD үшін әдетте, қосылымы белсенді болған кездегі уақыттың барлық кезеңі үшін қалыпты телефон қоңырауынан жоғары тарифпен (мысалы, берілген уақыт тілкелерінің саны бойынша) төлейді. Осы себепті HSCSD көптеген GSM желілерінде салыстырмалы түрде қымбат, және пакеттік коммутацияға негізделген жалпы пакеттік радио қызметі (GPRS), әдетте төмен бағамен (қосылым ұзақтығына емес, берілген деректер көлеміне байланысты) HSCSD-ге қарағанда кеңінен таралған. HSCSD пайдаланушысына қосылымның толық жолақтығы қолжетімді болудан басқа, GSM жүйелерінде GPRS-ке қарағанда орташа радио интерфейсінің кешігуі (латенттілігі) төмендеу болып табылады. Себебі HSCSD қосылымының пайдаланушысы пакет жіберу үшін желіден рұқсат күтуге міндетті емес. HSCSD сондай-ақ GSM Evolution (EDGE) және Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) жүйелерінде қолданылады, онда деректерді беру жылдамдығы әлдеқайда жоғары. UMTS жүйесінде HSCSD-нің пакеттік деректерге қарағандағы артықшылықтары одан да төмендеу, себебі UMTS радио интерфейсі жоғары жолақты, төмен кешігулі пакеттік қосылымдарды қолдау үшін арнайы жасалған. Бұл осы ортада HSCSD-ні пайдаланудың басты себебі – ескі қоңырау жүйелеріне қол жеткізу екенін білдіреді.

High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) is an enhancement to CSD designed to provide higher data rates by means of more efficient channel coding and/or multiple (up to 4) time slots. It requires the time slots being used to be fully reserved to a single user. A transfer rate of up to 57.6 kbit/s (i. e., 4 × 14.4 kbit/s) can be reached, or even 115 kbit/s if a network allows combining 8 slots instead of just 4. It is possible that either at the beginning of the call, or at some point during a call, it will not be possible for the user's full request to be satisfied since the network is often configured to allow normal voice calls to take precedence over additional time slots for HSCSD users. An innovation in HSCSD is to allow different error correction methods to be used for data transfer. The original error correction used in GSM was designed to work at the limits of coverage and in the worst case that GSM will handle. This means that a large part of the GSM transmission capacity is taken up with error correction codes. HSCSD provides different levels of possible error correction which can be used according to the quality of the radio link. This means that in the best conditions 14.4 kbit/s can be put through a single time slot that under CSD would only carry 9.6 kbit/s, i. e. a 50% improvement in throughput. The user is typically charged for HSCSD at a rate higher than a normal phone call (e. g., by the number of time slots allocated) for the total period of time that the user has a connection active. This makes HSCSD relatively expensive in many GSM networks and is one of the reasons that packet switched General Packet Radio Service (GPRS), which typically has lower pricing (based on amount of data transferred rather than the duration of the connection), has become more common than HSCSD. Apart from the fact that the full allocated bandwidth of the connection is available to the HSCSD user, HSCSD also has an advantage in GSM systems in terms of lower average radio interface latency than GPRS. This is because the user of an HSCSD connection does not have to wait for permission from the network to send a packet. HSCSD is also an option in Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) and Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) systems where packet data transmission rates are much higher. In the UMTS system, the advantages of HSCSD over packet data are even lower since the UMTS radio interface has been specifically designed to support high bandwidth, low latency packet connections. This means that the primary reason to use HSCSD in this environment would be access to legacy dial up systems.