Aktuální vydání

celé číslo

03

2024

Automatizační technika v energetice a teplárenství, úspory energie

Snímače teploty

celé číslo

Co se skrývá za zkratkou EDGE

číslo 5/2005

Co se skrývá za zkratkou EDGE

EDGE znamená Enhanced Data for GPRS Evolution, a jak již anglický název naznačuje, je to další vývojový krok v mobilních datových sítích, který vychází z již známé služby GPRS (GPRS – General Packet Radio Service). Často se lze také setkat s pojmenováním Enhanced GPRS nebo EGPRS.

EDGE je služba, která prostřednictvím několika změn v rádiové části současných sítí GSM/GPRS přináší zvýšení přenosových rychlostí. Jaké změny to jsou? Jde zejména o nahrazení staršího a jednoduššího typu modulace rádiového signálu GMSK (Gaussian Minimal Shift Keying) modernější a efektivnější modulací 8PSK (8 Phase Shift Keying). Dále je použit nový způsob kanálového kódování, aby se zlepšila odolnost signálu proti rušení. Jsou zavedena nová kódovací schémata MCS-1 až MCS-9 (MCS – Modulation and Coding Scheme), která jsou rozdělena do tří skupin (A, B, C) podle přístupu k opravě chyb vzniklých při přenosu (tab. 1). EDGE je tedy služba, která dokáže pracovat při menším odstupu signálu od šumu a menší intenzitě signálu než GPRS.

Tab. 1. Přehled kódovacích schémat

MCS

Modulace

Skupina

Max. rychlost na timeslot (kb/s)

MCS-1

GMSK

C

8,8

MCS-2

GMSK

B

11,2

MCS-3

GMSK

A

14,8

MCS-4

GMSK

C

17,6

MCS-5

8PSK

B

22,4

MCS-6

8PSK

A

29,6

MCS-7

8PSK

B

44,8

MCS-8

8PSK

A

54,4

MCS-9

8PSK

A

59,2

Jsou-li nad rádiovým rozhraním používány protokoly TCP/IP, je možné zaznamenat velký rozptyl přenosové rychlosti a latence a velkou nevyrovnanost přenosových charakteristik. Tyto velké odchylky jsou zčásti způsobeny nedokonalostí rádiového média, ale také určitými vlastnostmi protokolů TCP/IP. Jde zejména o adaptaci na případné výpadky linkové vrstvy, tj. přenosového média. Proto jsou ve službě EDGE implementovány i další mechanismy IR (Incremental Redundancy) a LA (Link Adaptation), které vedou ke zmenšení rozptylu přenosových vlastností.

Jak je to s EDGE u operátorů a uživatelů?

Předpokladem použití služby EDGE je vytvoření potřebné infrastruktury u operátora a použití terminálu podporujícího EDGE u uživatele. V obou případech, u operátora i uživatele, je tedy nutné vyměnit dosavadní techniku podporující GPRS, protože modulaci a kanálové kódování není možné změnit pouhou změnou firmwaru v základnové stanici a rádiovém terminálu – nelze tedy softwarově upgradovat např. telefon GPRS na telefon EDGE.

Pro operátory znamená výměna hardwaru na základnových stanicích poměrně náročný proces a nemalé náklady. Proto se tato technika obvykle instaluje nejprve do lokalit s intenzivním datovým provozem (městské aglomerace) a teprve později se pokrytí EDGE rozšiřuje na menší města a méně osídlené oblasti.

Například v síti T-Mobile CZ znamenala první etapa zavádění EDGE upgrade přibližně čtvrtiny celkového počtu základnových stanic (BTS) tak, aby se dosáhlo spojitého pokrytí v Praze, Brně, Olomouci, Ostravě, Plzni a Českých Budějovicích. Druhá fáze se bude orientovat na okresní města a vybraná místa s velkým provozem GPRS.

Co znamená EDGE pro vývojáře aplikací M2M?

Integrace podpory EDGE do systému, který již používá GPRS, je velmi snadná. Terminál EDGE se totiž z hlediska uživatele a vývojáře chová úplně stejně jako terminál GPRS, jen komunikuje vyšší rychlostí.

Ať již jde o veřejný nebo soukromý přístupový bod (do sítě Internet nebo Intranet), vždy v něm mohou bez problémů koexistovat oba typy terminálů, GPRS i EDGE. Vlastnosti jako zařazení terminálu do APN, řízení přístupu, přidělení IP adres, směrování IP paketů, nastavení a zabezpečení jsou stále stejné. Také rozhraní těchto terminálů vzhledem k řídicímu nebo řízenému technologickému zařízení je úplně totožné. Nejčastěji se uživatelé mohou setkat s tzv. modemy GPRS/EDGE, kde hostitelské zařízení komunikuje s modemem pomocí AT příkazů a musí umět protokoly TCP/IP a PPP. Pro průmyslové využití je však výhodnější používat inteligentní moduly, které umožňují oddělit řídicí protokoly od protokolů pro komunikaci. Hostitelské zařízení potom komunikuje příslušným řídicím protokolem (S-bus, M-bus apod.) a nestará se o síťové protokoly jako TCP/IP a PPP. Takové inteligentní moduly obsahují modem EDGE, který je však z uživatelského hlediska nepřístupný.

Na trhu však zatím nejsou vhodné moduly EDGE, resp. průmyslové terminály. U vývojářů jsou sice již určitou dobu testovány moduly Siemens MC75 s podporou EDGE, avšak zatím nejsou komerčně běžně dostupné. Své místo si již našly PC karty a moduly s podporou EDGE u mobilních pracovníků s notebooky a kapesními počítači – mezi typické produkty je možné zařadit Option Globetrotter EDGE Combo a nebo Sony Ericsson GC85.

Přenosové charakteristiky všech datových služeb poskytovaných přes rádiové rozhraní jsou přímo úměrné kvalitě rádiového signálu. V místech s lepšími rádiovými podmínkami lze očekávat větší přenosové rychlosti, menší latenci a chybovost atd. Pokrytí území ČR rádiovým signálem není homogenní, a tak existují místa, kde jsou parametry lepší či horší, ať již jde o GPRS, EDGE nebo třeba CDMA. Vždy je tedy nutné pamatovat na vhodný výběr místa instalace, kvalitní provedení antény a kabeláže. Rozsáhlejší instalace je dobré konzultovat přímo s pracovníky operátora nebo se spolupracujícími vývojáři nebo servisními organizacemi.

Jak vybrat vhodnou datovou službu?

Není zrovna snadné srovnávat nabídku datových služeb telekomunikačních operátorů fixních i mobilních sítí. Každý uživatel využívající datové služby má jinou představu o dostatečných parametrech a dostupnosti služby. Doporučení té či oné služby je naprosto individuální a její výběr musí vycházet z jasné představy o tom, jaké požadavky jsou na telekomunikační služby kladeny.

Při výběru vhodné telekomunikační služby pro průmyslové projekty je nutné zvážit:

  • typ instalace (mobilní zařízení, nebo fixní instalace),
  • typ terminálu (inteligentní terminál, nebo obyčejný modem),
  • podpora TCP/IP v hostitelském zařízení,
  • podpora průmyslových řídicích protokolů v terminálu,
  • požadavek na přenosové parametry (rychlost, latence),
  • požadavek na objem, četnost a charakter datových přenosů,
  • požadavek na zabezpečení a ochranu proti útoku z internetu,
  • určení terminálů pro průmyslové použití (provozní podmínky),
  • reference z použití v průmyslu,
  • použití v ČR, nebo i v zahraničí (roaming).

Ing. Milan Kačmář,
T-Mobile Czech Republic, a. s.