ما هي خدمة البيانات عالية السرعة بتبديل الدوائر في الاتصالات HSCSD

يُعد الترقية إلى نظام الهاتف الخلوي الحالي بتقسيم الوقت “TDMA” ميزة لتوفر البيانات المحولة بالدائرة عالية السرعة “HSCSD” للمشتركين، بحدود ما يصل إلى أربع قنوات اتصال منفصلة بمعدل “14.4 كيلوبت في الثانية” يمكن تجميعها معاً لتوفير نطاق ترددي أكبر لنقل البيانات.

ما هي خدمة البيانات عالية السرعة بتبديل الدوائر HSCSD

خدمة البيانات عالية السرعة بتبديل الدوائر “HSCSD”: هي تقنية محسنة للبيانات المحولة بالدائرة “CSD”، وهي آلية نقل البيانات الأصلية لنظام الهاتف المحمول “GSM” وكما هو الحال مع “CSD” يتم تخصيص القناة في وضع تبديل الدائرة، ويأتي الاختلاف من القدرة على استخدام طرق تشفير مختلفة وحتى فترات زمنية متعددة لزيادة إنتاجية البيانات.

• “HSCSD” هي اختصار لـ “High-Speed-Circuit-Switched-Data”.

• “CSD” هي اختصار لـ “Circuit-Switched-Data”.

• “GSM” هي اختصار لـ “Global-System-for-Mobile”.

• “TDMA” هي اختصار لـ “Time-Division-Multiple-Access”.

أساسيات خدمة البيانات HSCSD

ينتج عن الحمل المطلوب بواسطة هذه الحزمة عرض نطاق يبلغ “28.8 كيلوبت في الثانية” فقط بدلاً من “57.6 كيلوبت في الثانية” النظري، وعلى عكس خدمة حزم الراديو العامة “GPRS” التي تتطلب ترقية أجهزة “TDMA” الحالية فإنّ “HSCSD” هي ترقية للبرامج فقط.

قام بعض مشغلي الشبكات الخلوية للنظام العالمي للاتصالات المتنقلة “GSM” بترقية أنظمتهم إلى “HSCSD”، ومع ذلك فإنّ المنافسة من “GPRS” والتي ستكون جاهزة للنشر في عام 2000م يمكن أن تبطئ من نمو واعتماد تقنيات “HSCSD” وفي النهاية تلقي بظلالها عليها.

“HSCSD” هو أيضاً وسيلة في معدلات البيانات المحسّنة لأنظمة تطور “GSM (EDGE)” ونظام الاتصالات المتنقلة العالمي “UMTS”، حيث تُعتبر معدلات إرسال حزم البيانات أعلى بكثير وفي نظام “UMTS” تُعد مزايا “HSCSD” على حزم البيانات أقل، وذلك لأنّ واجهة الراديو “UMTS” منشأة خصيصاً لدعم اتصالات الحزمة ذات النطاق الترددي العالي والكمون المنخفض، وهذا يدل على أنّ السبب الرئيسي لاستعمال “HSCSD” في هذه الحالة هو الانتقال إلى أنظمة الطلب الهاتفي القديمة.

• “GPRS” هي اختصار لـ “General-Packet-Radio-Service”.

• “EDGE” هي اختصار لـ “Enhanced-Data-GSM-Environment”.

• “UMTS” هي اختصار لـ “Universal-Mobile-Telecommunications-System”.

مبدأ عمل خدمة البيانات HSCSD

تدعم البيانات المحولة بدائرة “GSM” مستخدماً واحداً لكل قناة لكل فتحة زمنية، حيث تمنح البيانات المحولة بالدائرة عالية السرعة “HSCSD” مستخدماً واحداً وصولاً متزامناً إلى قنوات متعددة، وحتى أربع قنوات في نفس الوقت وعلى هذا النحو هناك مفاضلة مباشرة بين السرعة الأكبر والتكلفة المرتبطة باستخدام المزيد من موارد الراديو، وإنّه مكلف للمستخدمين النهائيين أن يدفعوا مقابل مكالمات متزامنة متعددة.

بافتراض أنّ معدل نقل البيانات المحولة بالدائرة القياسي يبلغ “14.4 كيلو بت في الثانية”، فإنّ استخدام أربع فترات زمنية مع بيانات تبديل الدوائر عالية السرعة “HSCSD”، يسمح بسرعات نظرية تصل إلى “57.6 كيلو بايت في الثانية”، وهذا يعادل بشكل عام توفير نفس معدل الإرسال المتاح عبر قناة “ISDN B” واحدة، وتقتصر بعض مراكز التحويل المحمول “MSCs” على سرعة نقل تبلغ “64 كيلوبت في الثانية” كحد أقصى وتتم إزالة هذا التقييد باستخدام “GPRS”.

في الشبكات التي يتم فيها نشر “HSCSD” قد يتم تعيين “GPRS” كأولوية ثالثة فقط بعد الصوت كأولوية رقم واحد و”HSCSD” في المرتبة الثانية، ومن الناحية النظرية يمكن استباق نظام “HSCSD” عن طريق المكالمات الصوتية، بحيث يمكن تقليل مكالمات “HSCSD” إلى قناة واحدة إذا كانت المكالمات الصوتية تسعى إلى شغل هذه القنوات.

لا يعطل “HSCSD” توفر الخدمة الصوتية ولكنّه يؤثر على “GPRS” وحتى في ظل الإجراءات الاستباقية من الصعب رؤية كيف يمكن نشر “HSCSD” في الشبكات المزدحمة، ولا يزال يوفر تجربة مستخدم مقبولة أي معدل بيانات مرتفع باستمرار، لذلك من المرجح أن يتم نشر “HSCSD” في شبكات بدء التشغيل أو تلك التي لديها الكثير من السعة الاحتياطية، نظراً لأنّها غير مكلفة نسبياً لنشرها ويمكن أن تحول بعض القنوات الاحتياطية إلى مصادر إدخال.

ومع ذلك فإنّ البيانات المحولة عبر الدوائر عالية السرعة “HSCSD” أسهل في التنفيذ في شبكات الهاتف المحمول مقارنة بخدمة حزمة الراديو العامة “GPRS”، لأنّ بعض حلول موردي “GSM” لا تتطلب سوى ترقية برامج المحطات الأساسية ولا تتطلب أجهزة جديدة، وهذا ليس هو الحال مع شبكات “D-AMPS” وبعض حلول البائعين “GSM”.

• “MSCs” هي اختصار لـ “Mobile-Switching-Center”.

• “D-AMPS” هي اختصار لـ “Digital-Advanced-Mobile-Phone-Systems”.

• “ISDN” هي اختصار لـ “Integrated-Services-Digital-Network”.

نطور خدمة البيانات HSCSD

كان أول ابتكار في “HSCSD” هو السماح باستخدام طرق مختلفة لتصحيح الأخطاء لنقل البيانات، وتم تصميم تصحيح الخطأ المستخدم في “GSM” للعمل في حدود التغطية، وفي أسوأ الحالات التي سيتعامل معها “GSM”، وهذا يعني أنّ جزءاً كبيراً من سعة إرسال “GSM” يتم تناوله مع رموز تصحيح الخطأ.

يوفر “HSCSD” عدة مستويات لتصحيح الخطأ المحتمل والذي يمكن نشره وفقاً لجودة الارتباط اللاسلكي وهذا يعني أنّه في أفضل الظروف يمكن وضع “14.4 كيلوبت في الثانية” في فترة زمنية، والتي بموجب “CSD” لا تحمل عادةً سوى “9.6 كيلوبت في الثانية”.

كان الابتكار الثاني في الواجهة الراديوية “HSCSD” هو إمكانية استخدام فترات زمنية متعددة في نفس الوقت، ويسمح هذا بزيادة معدلات النقل القصوى باستخدام أربع فترات زمنية حتى “57.6 كيلوبت / ثانية” وحتى في ظروف الراديو السيئة، حيث يجب استخدام أعلى مستوى من تصحيح الخطأ وسيظل يؤدي إلى زيادة السرعة بمقدار أربعة أضعاف “CSD”.

متطلبات خدمة البيانات HSCSD

تشترط “HSCSD” أن تكون الفترات الزمنية المستعملة محجوزة بالكامل لمستخدم واحد، ومن المحتمل أنّه في بداية المكالمة أو في مرحلة ما أثناء المكالمة، ولن يكون من الممكن تلبية طلب المستخدم الكامل نظراً لأنّ الشبكة غالباً ما يتم إنشائها بحيث يكون للمكالمات الصوتية العادية الأسبقية على فترات زمنية إضافية لمستخدمي “HSCSD”.

وبعد ذلك يتم فرض رسوم على المستخدم وغالباً بمعدل أعلى من مكالمة هاتفية عادية وأحياناً يتم ضربه في عدد الفترات الزمنية المخصصة، وبناءً على الفترة الزمنية التي يكون فيها اتصال المستخدم نشطاً وهذا يجعل “HSCSD” غالياً نسبياً في العديد من شبكات “GSM”، وبالتالي أصبحت “GPRS” ذات الحزم التي تتميز عادةً بسعر أقل أكثر شيوعاً من اتصالات “HSCSD”.

و”HSCSD” هي تطوير في معدل بيانات بيانات تبديل الدائرة في شبكة “GSM”، ويستخدم “HSCSD” طريقتين لزيادة معدل البيانات:

• يتيح “HSCSD” اعتماد أكثر من فترة زمنية، ويستعمل “GSM” الوصول المتعدد بتقسيم الوقت”TDMA”، وتنقسم كل قناة راديو إلى ثماني فترات زمنية ويتم تخصيص كل فترة زمنية لمستخدم مختلف، وهذا يجعل من الممكن خدمة ثمانية عملاء على قناة راديو واحدة ويتيح “HSCSD” تخصيص أكثر من فترة زمنية للمستخدم.

• الأسلوب الثاني الذي تستخدمه “HSCSD” هو أنّ تصحيح الخطأ يمكن تكييفه مع جودة قناة الراديو، ويمكن أن تحمل الفتحة القياسية “9.6 كيلو بايت في الثانية”، ويتيح “HSCSD” زيادة هذا إلى “14.4 كيلو بايت في الثانية” ويجب أن تكون جودة قناة الرادو جيدة بما يكفي للقيام بذلك.

الحد الأقصى لمعدل البيانات لتكوين “HSCSD” بترميز قناة “14.4 كيلوبت في الثانية” هو “115.2 كيلوبت في الثانية” وإذا تم تخصيص جميع الفواصل الزمنية الثمانية لنفس المستخدم، وفي الممارسة العملية هو عدد الفترات الزمنية المخصصة لمستخدم محدد بثلاثة ممّا يحد من معدل البيانات إلى “43.2 كيلو بت في الثانية”، ونقطة أخرى هي أنّ الشبكة الأساسية تعتمد على بيانات تبديل الدائرة بقنوات بيانات 64 كيلو بت في الثانية.

الفائدة الرئيسية من “HSCSD” مقارنة بتحسينات البيانات الأخرى هي أنّها طريقة غير مكلفة لتنفيذ معدلات بيانات أعلى في شبكات “GSM”، وهناك تعديلات يجب إجراؤها صغيرة نسبياً ويحتاج المستخدمون إلى محطة طرفية جديدة تدعم “HSCSD”.