GSM 1800: jak je to s druhým pásmem

Mezi parametry telefonu je vždy uvedeno, zda je telefon duální, triální či kvadrální. Všechna slova značí, že pracuje s více frekvenčními pásmy. Proč GSM nepoužívá jen jedno pásmo? Jaké má další pásmo výhody?
GSM 1800: jak je to s druhým pásmem

Systém GSM tak, jak jej známe z našich podmínek, používá dvě kmitočtová pásma. Jistě víte, že mobilní telefony, které pracují s oběma kmitočtovými pásmy, se označují jako duální. Mezi současnými modely mobilních telefonů se snad už nenajde telefon, který by duální nebyl. Spíše se dnes setkáme s mobily, které jsou triální, a kromě tuzemských dvou frekvenčních pásem pracují také s jedním pásmem navíc. Jedná se o pásmo označené jako GSM 1900, které se používá především na území USA. Stále častěji se objevují také telefony pro čtyři kmitočtová pásma, tzv. kvadrální. Pracují pak ještě s dalším zámořským pásmem 850 MHz.

Jaký byl vlastně důvod pro zavedení dalšího kmitočtového pásma? Jaké výhody toto pásmo vlastně přineslo?

Východisko z nouze

Po důvodech zavedení nového kmitočtového pásma není potřeba nějak namáhavě pátrat. Se vzrůstající oblibou mobilního systému GSM totiž rostl i počet účastníků, kteří systém používali. Bylo proto jasné, že kapacita systému dříve nebo později přestane stačit. V první fázi se ale problém nedostatečné kapacity neřešil přímo přechodem na další kmitočtové pásmo. Nejprve se přikročilo k rozšíření systému GSM. Rozšířená verze se označuje jako EGSM (Extended GSM) a je od klasického původního systému odlišná v tom, že odkrojením z oddělovacích pásem mezi směry uplink a downlink jsou získány další uživatelské kanály.

Touto úpravou získal systém k dobru jen padesát rádiových kanálů, což představuje zvýšení kapacity na 1 392 uživatelských kanálů. Podle zájmu o GSM bylo ale jasné, že se jedná jen o dočasné řešení a stejný problém se bude zanedlouho opakovat. Dalším logickým řešením byla proto myšlenka využít pro systém GSM další frekvenční pásmo.

Další tisíce uživatelů

Systém GSM 1800 je ve většině podstatných hledisek shodný s původní verzí. Používá stejné zpracování signálu i stejnou síťovou architekturu. Odlišnosti se týkají pouze několika zásadních vlastností, které více či méně souvisejí s vyššími použitými kmitočty.

Základní výhodou systému GSM 1800 je výrazně vyšší kapacita, pokud se jedná o počet možných uživatelů. GSM 1800 používá kmitočtové pásmo 1 710 MHz až 1 785 MHz pro uplink (směr od telefonu k základně) a 1805 MHz až 1880 MHz pro downlink (směr od základny k telefonu). Kmitočtové pásmo šířky 75 MHz, které může být rozděleno na uživatelské kanály, je tedy ve srovnání s původním pásmem PGSM trojnásobné. Uživatelské kanály jsou co do struktury a organizace stejné u obou verzí systému. Kapacita GSM 1800 je při osmi timeslotech na rádiový kanál až 2 992 nezávislých uživatelských kanálů. U systému GSM 900 (základní verze PGSM) je to jen 992 účastnických kanálů. Celková kapacita GSM 1800 je tedy zhruba třikrát vyšší, než u verze PGSM, což je zvýšení velice výrazné.

Navíc plošná struktura systému GSM 1800 využívá buněk o menších poloměrech (v principu polovičních). Je to způsobeno jinými vlastnostmi signálu na vyšší frekvenci pokud jde o šíření vzduchem (menší dosah vlivem útlumu). Menší buňky umožňují na stejné ploše častěji opakovat frekvenční pásma, která jsou přidělena buňkám, a tím zvýšit počet kanálů na jednotku plochy. 

Na vysvětlenou: rádiové kanály pro pokrytí určitého území se rozdělí mezi buňky, které požadovanou plochu pokryjí. Na daném území je tedy vyčerpána kapacita systému GSM a může zde tedy současně volat maximálně tolik účastníků, kolik je kapacita systému. Sousední část území se pokryje stejnou skupinou kmitočtů, které se opět rozdělí, ale kvůli interferencím je třeba dbát na to, aby se v sousedících dílčích oblastech nepoužívaly v témže okamžiku stejné kmitočty (pokrytí se prolíná a signály by se mohly navzájem rušit). Princip je ve zjednodušené formě naznačen na následujícím obrázku, kde je celkový počet kanálů systému rozdělen na sedm částí, které se přidělí buňkám. Stejné kanály se pak přidělují sousedním územím a tak se dosáhne pokrytí požadovaného území.

Klepněte pro větší obrázek
Princip rozdělení rádiových kanálů

V případě, že zmenšíme poloměr buňky území na polovinu (pokryjeme tedy pouze čtvrtinu plochy) a k tomu navíc ztrojnásobíme počet možných účastníků (GSM 1800), můžeme na stejném území nabídnout spojení až dvanáctkrát vyššímu počtu účastníků než u systému PGSM.

S plochou buněk souvisí další drobná výhoda GSM 1800. V buňkách menších rozměrů lze pro vysílání použít menších výkonů, a to jak u mobilních telefonů, tak i u základen. Menší potřebné vysílací výkony mobilních stanic se logicky odrazí v delší životnosti baterií. Výše zmíněné je snad nevýhodou jen pro provozovatele mobilní sítě, neboť kvůli malým buňkám je třeba pro pokrytí území postavit více základnových stanic, čímž se zvyšují náklady na stavbu i na provoz sítě.

Proč jsou za mořem jiné kmitočty

Podobně jako u nás je tomu s dualitou systému GSM i v USA. Tam se však používá jiných frekvenčních pásem, a sice 850 MHz a 1 900 MHz. Není to samozřejmě jen tak naschvál, aby se americký kontinent od Evropy odlišil a komplikoval život uživatelům, kteří cestují přes oceán. Důvodem je to, že v době zavádění systému GSM byly kmitočty, jež byly vývojáři pro standard GSM rezervovány, již v USA využity pro jiné radiokomunikační systémy. Nezbylo tedy, než zvolit jiné volné kmitočty v blízké oblasti. A právě proto je třeba při cestách na americký kontinent používat triální nebo ještě lépe kvadrální telefony.

Témata článku: Ostatní, Druh, GSM


komerční sdělení

Komerční sdělení