HSCSD, High Speed Circuit Switched Data - Nopea Piirikytkentäinen Tiedonsiirto

25/10/1999

Kaisa Airila
Ville Kauppinen
Teknillinen korkeakoulu

Tiivistelmä

Tavallisen GSM-datapalvelun tiedonsiirtonopeus 9,6 kbit/s on riittämätön käytettäessä nykyisiä Internetin ja intranetien sovelluksia. Siksi GSM laitevalmistajat ovat kehittäneet HSCSD-tekniikan, jonka avulla olemassaolevien GSM-verkkojen tiedonsiirtonopeus voidaan nostaa vähintään arvoon 14,4 kbit/s ja käytettäessä useita kanavia jopa kuusinkertaiseksi. Merkittävän kehityksestä tekee, että nopeus on jo verrattavissa kiinteässä puhelinverkossa tarjottaviin. Tekniikka on helppo asentaa eikä vaadi juurikaan laitemuutoksia. Käyttäjän kannalta rajapinta pysyy lähes ennallaan. Tekniikka ei ole uudistuksena merkittävä suhteessa seuraaviin tekniikoihin, mutta operaattoreille tekniikka tarjoaa tilaisuuden opettaa asiakkaat käyttämään datapalveluita ja näin luoda markkinat vielä kehittyneempien tiedonsiirtotekniikoiden tuloa varten. HSCSD on valmis tuote ja esimerkiksi Suomen Sonera on sen hankkinut.

1 Johdanto

2 Tekninen toteutus

3 Järjestelmän edut

4 Markkinapositiointi

5 Laskutus

6 Valmistajat

6.1 Nokia

6.2 Ericsson

7 Tulevaisuus

Lähdeluettelo

Lisätietoja

1 Johdanto

Internet on tuonut ihmisille mahdollisuuden päästä käsiksi suuriin määriin tietoa, tiedon fyysisestä sijainnista riippumatta. Matkapuhelimet taas ovat tuoneet ihmisille mahdollisuuden kommunikointiin ihmisen omasta fyysisestä sijainnista riippumatta. Looginen seuraava askel on yhdistää nämä kaksi trendiä.

GSM-järjestelmien nykyinen tietoliikennenopeus (9,6 kbit/s) on ollut alusta saakka riittämätön ja kiinteän verkon modeemeihin verrattuna hidas. Internetin sovellukset ovat yleisesti ottaen liian raskaita grafiikoineen käytettäväksi GSM-yhteydellä. Käyttäjillä on tarve yhä nopeammille langattomillekin yhteyksille. He haluavat lukea sähköposteja, lähettää fakseja, pääsyn yrityksen lähiverkkoon, videoita, jne.

Teleoperaattoreille taas on tärkeää saada verkkokapasiteetti tehokkaasti hyödynnettyä ja asiakkaat käyttämään datapalveluja, joissa piilee paremmat katteet kuin kilpaillussa puheenvälityksessä. Liikevoittoa on usein helpompi kasvattaa myymällä kalliita lisäarvopalveluita parhaalle asiakassegmentille, eli usein yritysasiakkaille, kuin laajentaa yksinkertaisia puhepalveluita uusille kustannustietoisemmille asiakkaille. Lisäksi operaattoreille on usein tärkeätä olla markkinoilla ensimmäisenä loistamassa uusilla tekniikoilla.

HSCSD on tekniikka joka tarjoaa GSM-puhelimella vähintään 50% nopeamman data-yhteyden kuin aikaisemmin.

2 Tekninen toteutus

HSCSD on GSM-järjestelmän uusi ETSI:n hyväksymä ominaisuus, joka nostaa yhden liikennekanavan datasiirtonopeuden nykyisestä 9,6 kbit/s -tasosta 14,4 kbit/s nopeuteen. Tämä parannus saadaan aikaan käyttämällä vanhan 9,6 kbit/s -kanavan virheenkorjausbittejä. Kun datasiirtoon voidaan HSCSD:lla käyttää useita kanavia yhtä aikaa, nousee palvelun datasiirtonopeus jopa kuusinkertaiseksi (57,6 kbit/s) nykyisestä. Tämä nopeus on jo vertailukelpoinen kiinteän verkon ISDN-yhteyden kanssa. Kompressointiteknologioiden avulla siirtonopeus voidaan nostaa vielä tätäkin korkeammaksi. Jos esimerkiksi kompressoidaan kannettavan tietokoneen ja palvelinkoneen välillä, voidaan nopeus nostaa 200 kbit/s. Korkea siirtonopeus tekee mahdolliseksi jopa liikkuvan kuvan välittämisen GSM-verkossa.

HSCSD eroaa tavallisesta GSM-datapalvelusta myös mahdollisuudella epäsymmetriseen tiedonsiirtoon. Tavallisessa 9,6 kbit/s -palvelussa tiedonsiirtonopeus on symmetrinen, eli sama molempiin suuntiin, siis puhelimelta tukiasemalle ja toisin päin. HSCSD mahdollistaa myös epäsymmetrisen tiedonsiirtonopeuden. Nykyään useissa sovelluksissa haetaan tietoa, eikä niinkään lähetetä sitä. Jos esimerkiksi yhteyttä käytetään lähinnä hakemaan dokumentteja yrityksen lähiverkosta, voidaan käyttää asetuksia joilla puhelimesta tukiasemaan on yksi 14,4 kbit/s -kanava, mutta toiseen suuntaan kanavia on käytössä kolme (43,2 kbit/s). Tällöin siis kaikki mahdolliset neljä kanavaa ovat käytössä ja puhutaan 3+1 -palvelusta. Huonona puolena on otettava huomioon, että täyden neljän kanavan käyttö vaatii HSCSD:aa tukevan puhelimen. Ainoastaan kolme kanavaa voidaan hallita tavallista GSM-datapalvelua tukevilla puhelimilla.

HSCSD:a voidaan käyttää piirikytkentäisenä tai ei piirikytkentäisenä. Piirikytkentäinen yhteys käyttää yhden tietoliikennelinjan jatkuvasti niin kauan kuin yhteys on päällä. Perinteisesti tätä on käytetty kiinteissä verkoissa datalle ja puheelle. Erityisesti yhteyksissä, joissa vaaditaan katkeamatonta tasaista tietovirtaa, on piirikytkentä varsin hyödyllistä. Tämän tyyppisiä sovelluksia ovat mm. ääni ja elävä kuva. HSCSD on erityisen käytännöllinen käytettäessä sovelluksia jotka vaativat tasaisen yhteyden ja lyhyen siirtoajan, kuten videokonferenssit ja kuvankäsittely.

Piirikytkentäisyyden ongelma on joustamattomuus, kaikkea liikennettä ei voida optimoida. Lisäksi piirikytkentäinen yhteys menee helpommin poikki, jos kaikkia vaadittavia kanavoita ei olekaan käytettävissä runsaan liikenteen takia. Jos ei vaadita tasaista datayhteyttä, voidaan HSCSD:a käyttää joustavammin, mutta ilman takeita siirtonopeudesta.

3 Järjestelmän edut

Loppukäyttäjille tämän uuden tekniikan pääasiallinen etu on nopeampi yhteys. Ajansäästön lisäksi loppukäyttäjällä on tätä kautta mahdollisuus käyttää yhä sofistikoituneempia sovelluksia langattomasti. Merkittävä lisäetu on, että data-yhteyden käyttäjän ei tarvitse opetella uutta käyttöliittymää tai -tapaa. Loppukäyttäjän kannalta ei nimittäin juuri mikään muu muutu kuin yhteyden nopeus.

Operaattorille HSCSD:n edut ovat seuraavat:
- kilpailukyky kasvaa suhteessa kiinteiden operaattoreiden tarjoamiin yhteyksiin.
- HSCSD:n tarjoaminen ei vaadi merkittäviä investointeja olemassaolevaan verkkoon. Tarvittava ohjelmistopäivitys voidaan hoitaa etätyönä ja vain joitakin fyysisiä laitteita joudutaan päivittämään.
- nopeamman datayhteyden tarjoaminen voi kiillottaa operaattorin imagoa.
- yhä enemmän verkon tiedonvälityspotentiaalista saadaan valjastettua ja näin parannetaan operaattorin verkon käytön tehokkuutta.
- kasvava kokemus langattomasta tietoliikenteestä.

HSCSD nähdään operaattoreille ponnahduslautana todella nopeisiin datapalveluihin. Operaattori voi kouluttaa ja totuttaa asiakkaat tämän avulla käyttämään langattomia datapalveluja. Operaattorin on osittain itse luotava markkinat näille hyvät katteet omaaville palveluille. HSCSD:n avulla operaattori voi luoda datapalveluille kysyntää, jotta sitä riittäisi kun yhä nopeampi langaton tiedonvälitystekniikka General Packet Radio Service (GPRS) otetaan käyttöön lähivuosina ja kun vielä myöhemmin kolmannen sukupolven matkapuhelinverkot lanseerataan. Langattomat datapalvelut ovat useille operaattoreille merkittävä uusi liiketoiminta-alue, joten aikainen aloitus ja vaiheistettu kehitys, joissa HSCSD voi toimia yhtenä portaana, ovat avainkriteerejä menestykseen [3].

Isobritannialaisen konsulttiyrityksen Dataquestin tutkimuksen mukaan operaattorit ja laitevalmistajat pitävät GPRS-tekniikkaa huomattavasti merkittävämpänä ja mahdollisuuksia tarjoavampana kuin HSCSD:a. Useimmat tästä huolimatta aikovat ottaa käyttöön molemmat vuosituhannen vaihteessa, sillä HSCSD tarjoaa nopean investoinnin takaisinmaksuajan. Saattaa kuitenkin olla, että joissakin tapauksissa, jos operaattori ottaa käyttöön muitakin laajakaistasia palveluita, HSCSD:sta tulee turha investointi. [7]

4 Markkinapositiointi

HSCSD:a markkinoidaan lähinnä yritysasiakkaille. Ainakin aluksi HSCSD:n käyttö keskittyy kannettavilla tietokoneilla käytettäviin sovelluksiin [3]. Yrityssegmentti on siten loogisesti tärkeä kohdesegmentti. Operaattori voi myös keskittää palvelun tarjonnan ainoastaan tietyille alueille, joissa on paljon yritysasiakkaita, ja siten paljon dataliikennettä.

Yksityinen Internetin käyttö ei liene olennaisimpia sovelluksia joihin HSCSD:a tullaan käyttämään [7], sillä se ei ole kovin kustannustehokasta. Tärkeämpiä sovelluksia ovat yritysten lähiverkkopalvelut. Operaattori voi kuitenkin luoda HSCSD:n avulla imagon edelläkäyvästä palveluntarjoajasta tarjoamalla muita nopeamman Internet-yhteyden. Vaikka palvelu onkin kallis, varakkaimmat asiakassegmentit käyttänevät palvelua Internet-yhteytenä.

5 Laskutus

HSCSD vaatii operaattorilta lisäinvestoinnin. Lisäksi useaa kanavaa käyttävä asiakas varaa huomattavasti verkkokapasiteettia. Näistä syistä operaattorit joutuvat veloittamaan HSCSD:n käytöstä lisämaksun. Lisämaksu tarkoittanee että asiakaskunta rajoittuu yritysasiakkaisiin. Tämä ei sinänänsä liene suuresti haittaava tekijä, sillä datapalvelut ovat joka tapauksessa lähinnä yritysasiakkaille suunnattavia.

Laskutus HSCSD:n käytöstä tulee pääasiallisesti perustumaan kuluneelle ajalle, per sekunti [1]. Siis kuten tavallisessakin GSM-datapalvelussa. Ainakaan Nokian ratkaisu ei mahdollista siirretyn tiedon määrään perustuvaa laskutusta, siis per bitti. Tämä saattaa aiheuttaa loppukäyttäjissä närää, sillä per sekunti laskutus on sama riippumatta palvelun laadusta, eli todellisesta toteutuneesta tiedonsiirron nopeudesta. Nokia esitteleekin joskin huteralta vaikuttavia vaihtoehtoja ongelman kiertämiseksi. Esimerkiksi veloittamalla asiakkaalta kiinteä summa per puhelu, perustuen asiakkaan keskimääräiseen verkonrasitukseen. Helppo kuvitella etteivät operaattorit ehkä kuitenkaan innostu selittämään asiakkailleen liian monimutkaisia laskutusskenaarioita. Yksi syy GPRS:n suurempaan kiinnostavuuteen on juuri sen tarjoama mahdollisuus bittimäärään perustuvaan laskutukseen [7].

6 Valmistajat

6.1 Nokia

Nokia markkinoi omaa HSCSD-tuotettaan houkuttimena lisäarvopalveluihin ja ponnahduslautana nopeampiin datapalveluihin. Operaattori voi tämän tekniikan avulla totuttaa asiakkaitaan käyttämään datapalveluja. Lisäksi HSCSD tuottaa Nokian mukaan operaattorille positiivista kassavirtaa vaiheessa jossa investoidaan GPRS:een. [5]

Nokian myyntiperustelut ovat enemmän markkinointi- ja strategiavetoisia kuin suoraan kassavirtaan perustuvia [4]. Ikäänkuin myönnetään heti ettei HSCSD nyt ole mikään mahtava juttu, mutta on helppo asentaa ja luo pitkällä tähtäimellä uusia markkinoita.

Teknisesti Nokia tarjoaa mahdollisuuden neljään eri nopeuteen. Yhteys, tai kanava, voidaan määrittää käyttämään 1-4 aikaväliä, jolloin nopeus voi olla 14,4, 28,8, 43,2 tai 57,6 kbit/s. Lisäksi Nokian tuotteessa on valvontajärjestelmä, jolla voidaan tarkkailla eri kanavien käyttöä ja verkon tehokkuutta.

6.2 Ericsson

Ericssonin ratkaisu on ilmeisen lähellä Nokian ratkaisua. Operaattorille valinta näiden kahden laitevalmistajan välillä perustunee siten hintaan , luotettavuuteen ja toimituksen nopeuteen. Ericsson perustelee markkinoinnissaan hankinnan kannattavuutta high-tech imagon tärkeydellä sekä kokemuksella jota operaattori saa datapalveluihin liittyvästä liiketoiminnasta. [2]

7 Tulevaisuus

Laitevalmistajat rummuvat selkeästi tuotteensa HSCSD:n puolesta. Tutkimukset (Dataquest) ja kokemuskin (mm. Sonera on Suomessa hankkinut Nokialta HSCSD:n [6]) osoittavat myös operaattorien olevan kiinnostuneita. HSCSD ei pitkällä tähtäimellä tule kuitenkaan olemaan yhtä vaikuttava kuin muut kehitykset langattomassa datasiirrossa. Kuvitella saattaisi, että GPRS:n astuessa kuvioihin, HSCSD jää toisen luokan palveluksi, jota voidaan myydä edullisemmin yksityisasiakkaille, kunhan sillä ensin on lypsetty voittoa yritysasiakkailta GPRS:ia odotellessa.

Lähdeluettelo

Lisätietoja