بعد تعيين متطلبات خدمات البيانات على الهواتف المحمولة مع “GPRS”، كان التطور التالي هو معدلات البيانات المحسنة “GSM EDGE” لتطور “GSM“، حيث قدم تطور “GSM EDGE” معدل بيانات أعلى يبلغ “384 كيلو بت في الثانية” بشكل أساسي باستخدام شكل جديد من التعديل إلى جانب عدد من التحسينات، كما تُعد “GSM EDGE” بأنّها خدمة “2.5G“، وقد شكلت الجسر بين “2G” وتقنية “3G” التي بدأ تطويرها في ذلك الوقت.
ما هو GSM EDGE؟
نظام “EDGE”: والمعروف أيضاً باسم “GPRS” المحسن أو “EGPRS”، وهو نظام بيانات يستخدم أعلى شبكات “GSM”، حيث يوفر سرعات أسرع بثلاث مرات تقريباً من نظام “GPRS” القديم، كما تبلغ السرعة القصوى النظرية “473 كيلوبت في الثانية” لمدة “8 فترات زمنية”، ولكنّها تقتصر عادةً على “135 كيلوبت في الثانية” من أجل الحفاظ على موارد الطيف، حيث يجب أن يدعم كل من الهاتف والشبكة “EDGE” وإلّا فسيعود الهاتف تلقائياً إلى “GPRS”.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile”.
- “GPRS” هي اختصار لـ “General Packet Radio Service”.
- “EDGE” هي اختصار لـ “Enhanced Data GSM Environment”.
- “EGPRS” هي اختصار لـ “Enhanced General Packet Radio Service”.
أساسيات EDGE:
يُعد نظام “GSM EDGE” الخلوية ترقية تطورية لشبكات “GSM” أو “GPRS” الحالية، ويمكن غالباً تنفيذها كترقية للبرامج لشبكات “GSM” أو “GPRS”، حيث طورت “EDGE” نظام المخططين الخلويين السابقين كالاتي:
- نظام “GSM”: يُعد “GSM” هو النظام الأساسي الذي يعتمد عليه “GSM EDGE”، ولقد وفر معيار الصوت الأساسي الذي كان الركيزة الأساسية لأنظمة الهاتف المحمول في ذلك الوقت.
- نظام “GPRS”: كان “GPRS” أول تطور رئيسي لشبكة “GSM” التي وفرت إمكانية حزم البيانات، ممّا أتاح نقل البيانات عبر الشبكة عبر قناة قابلة للاستخدام.
عناصر تطور نظام EDGE:
1- استخدام تعديل 8PSK:
من أجل الحصول على كمية بيانات عالية في “GSM EDGE”، تم تبديل تشكيل التعديل من “GMSK” إلى “8PSK”، كما أعطى ميزة كبيرة في القدرة على نقل “3 بتات لكل رمز”، وبالتالي زيادة معدل البيانات الأقصى، كما تطلبت هذه الترقية تغيير المحطة الأساسية، في بعض الأحيان كانت ترقيات الأجهزة مطلوبة على الرغم من أنّها غالباً ما كانت مجرد تغيير في البرنامج.
- “GMSK” هي اختصار لـ “Gaussian Minimum Shift Keying”.
- “PSK” هي اختصار لـ “Phase Shift Keying”.
2- المحطة الأساسية Base station:
بصرف النظر عن التحديث لدمج إمكانية التشكيل “8PSK”، كانت هناك حاجة إلى تغييرات صغيرة أخرى للمحطة الأساسية، حيث كانت هذه عادةً صغيرة نسبياً ويمكن تحقيقها غالباً عن طريق ترقيات البرامج.
3- الترقية إلى بنية الشبكة:
وفرت “GSM EDGE” القدرة على نقل البيانات القائمة على بروتوكول الإنترنت، ونتيجةً لذلك كانت هناك حاجة إلى عناصر شبكة إضافية، حيث كانت نفسها المطلوبة لـ “GPRS” وبعدها لـ “UMTS” وبهذه الطريقة، يُعد اعتماد تقنية “EDGE” جزءاً من أسلوب النقل العام من “GSM” إلى “UMTS”، كما كانت العقدتان الرئيسيتان التي تحتاجهما الشبكة هما عقدة خدمة “GPRS” للبوابة “GGSN” وعقدة خدمة “GPRS” لـ “SGSN”، كما تم ربط “GGSN” بشبكات تبديل الحزمة مثل الإنترنت ، وحيث قدمت “SGSN” الوصلة بتبديل الحزم إلى المحطات المتنقلة.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.
- “GGSN” هي اختصار لـ “Gateway GPRS Support Node”.
- “SGSN” هي اختصار لـ “Serving GPRS Support Node”.
4- محطات المحمول Mobile stations:
يجب أن يكون هاتف “GSM EDGE” متناسق مع “EDGE”، ونظراً لأنّه لم يكن من الممكن تطوير الهواتف فإنّ هذا يعني أنّه كان على المستخدم شراء هاتف “GSM EDGE” جديد، وعلى الرغم من عدد التعديلات التي يجب تنفيذها، كانت تكلفة التطوير للانتقال إلى خدمة “GSM EDGE” الخلوية قليلة نسبياً في العادة، كما يمكن أن تُعد العناصر المطلوبة في الشبكة لخدمة “GPRS” موجودة بالفعل وبالتالي ليست هناك حاجة لتطوير “EGE”، كما كانت هناك حاجة إلى بنية الشبكة الجديدة لـ “3G UMTS” وبالتالي كانت على أسلوب التطور الشامل، وكانت التغييرات الأخرى في المحطات القاعدية قليلة نسبياً ويمكن الحصول عليها بسهولة بالغة.
أساسيات تطور EDGE:
يُعد “Evolved EDGE” بأنّه التطور الذي يتيح لشبكات “2G EDGE” المطورة أنّ تكون قادرة على على توفير أداء مكافئ لأداء شبكات” 3G” مثل “3G UMTS / WCDMA“، كما كان يُعتبر بأنّه طريقة لمشغلي الشبكات غير المستعدين للتطور إلى “UMTS”؛ لتوفير أداء يتناسب مع أداء شبكات الجيل الثالث الحقيقية، وباستخدام “E-EDGE”، كان من الممكن الحصول على سرعات تصل إلى “1 ميجابت في الثانية”، لكن القدرة الفعلية كانت قليلةجداً ولم تصل إلى الكتلة الحرجة المطلوبة.
1- تعديل الترتيب الأعلى:
لكي تتمكن من توفير زيادة في السرعة عبر “GPRS”، تستخدم نسخة “EDGE” تعديل “8PSK”؛ لتمكين زيادة السرعة، حيث يقوم على تحقيق تشفير “3 بت لكل رمز”، كما إنّ “EDGE” المتطورة تعتمد على أوامر أعلى من تعديل سعة التربيع في أشكال “16QAM”، والتي تشفر “4 بت لكل رمز” و”32QAM” الذي يشفر “5 بت لكل رمز”، ومع ذلك لا يمكن استخدام “32QAM” إلّا في ظل ظروف مثالية وذلك لوجود مقايضة باستخدام أوامر تعديل أعلى، وفي حين أنّها قادرة على توفير معدلات بيانات أعلى، فإنّها تتطلب نسبة إشارة إلى ضوضاء أكبر لتوفير استقبال خالٍ من الأخطاء.
- “QAM” هي اختصار لـ “Quadrature amplitude modulation”.
2- تنوع المستقبِل:
يقدم نظام “EDGE” المتطور مخططاً يُعرف باسم تنوع المُستقبل، حيث يتم اعتماد مُستقبل ثانٍ لفك تشفير الإشارة الواردة بطريقة يمكن أن تستقبلها بخصائص مختلفة كالاستقطاب، وبهذه الطريقة إذا كانت الإشارة الموجودة على أحد أجهزة الاستقبال ضعيفة، فهناك احتمال أن تكون الإشارة الموجودة على الثاني أفضل ويمكن استقبالها بأخطاء أقل.
3- القنوات المتزامنة:
يعتمد معيار “Evolved EDGE” على استخدام قناتين، ممّا يوفر إمكانية مضاعفة الإنتاجية.
4- الإرسال والاستقبال المتزامن:
كان أحد العناصر الأساسية داخل “GSM” وبعدها “GPRS” و”EDGE” هو توفير التكاليف، حيث يضمن مخطط تعدد الإرسال بتقسيم الوقت عدم تنشيط جهاز الإرسال والاستقبال في الهاتف المحمول في نفس الوقت، وقد تم إدراك ذلك باعتماد فاصل زمني واحد للإرسال وفترة زمنية مختلفة للاستقبال، وحتى عند استخدام عدة فواصل زمنية يبقي أحد جانبي فتحة الاستقبال خالياً للسماح بضبط الإرسال أو الاستقبال.
يتيح “Evolved EDGE” بالإرسال والاستقبال في وقت واحد كتكلفة لتصفية أكثر فعالية بين المرسل والمستقبل، حيث تعتمد معظم هواتف “EDGE” المحمولة على أربع فترات زمنية لكل شركة اتصالات متنقلة بسبب هذه الظاهرة، وقد يتيح وجود سلاسل إرسال واستقبال مستقلة للهواتف المحمولة باستخدام جميع الفترات الزمنية الثمانية الخاصة بالاتصالات المتنقلة.
كما يُعد “EDGE” هو إصدار أسرع من “GSM” أي تقنية “3G” عالية السرعة تم إنشاؤها وفقاً لمعيار “GSM”، وتم إنشاء شبكات “EDGE” لتوفير تطبيقات الوسائط المتعددة مثل بث التلفاز والصوت والفيديو إلى الهواتف المحمولة بسرعات تصل إلى “384 كيلوبت في الثانية، وعلى الرغم من أنّ “EDGE” أسرع بثلاث مرات من “GSM”، إلّا أنّ سرعتها لا تزال ضئيلة مقارنةً بـ “DSL” القياسي والإنترنت عالي السرعة.
- “DSL” هي اختصار لـ “Digital Subscriber Line”.
