DCS1800 je standard digitální mobilní sítě založený na GSM, který pracuje v kmitočtovém pásmu 1800 MHz a poskytuje mobilní hlasové a datové služby.

Popis

DCS1800, neboli Digital Cellular System at 1800 MHz, je varianta standardu GSM (Global System for Mobile Communications) definovaná 3GPP pro provoz v kmitočtovém pásmu 1800 MHz (konkrétně 1710-1785 MHz pro uplink a 1805-1880 MHz pro downlink). Z architektonického hlediska je identický se základním systémem GSM, ale používá jiné rozhraní pro rádiovou frekvenci (RF). Síť se skládá ze stejných prvků jádra sítě – Mobile Switching Center (MSC), Home Location Register (HLR), Visitor Location Register (VLR) a Authentication Center (AuC) – a stejné architektury rádiového přístupového systému založené na Base Transceiver Stations (BTS) a Base Station Controllers (BSC). Klíčový rozdíl spočívá ve fyzické vrstvě a rádiovém plánování. Rozhraní vzduchu používá modulaci GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) a přístupovou metodu TDMA (Time Division Multiple Access) s duplexem FDD (Frequency Division Duplex), která rozděluje celkové pásmo 75 MHz na 374 kmitočtových nosných s rozestupem 200 kHz. Každá nosná je pak rozdělena do 8 časových slotů, které tvoří fyzické kanály. Vyšší kmitočet nosné 1800 MHz ve srovnání s původním pásmem GSM 900 MHz má za následek jiné charakteristiky šíření, zejména vyšší útlum na dráze a zmenšený dosah při daném výkonu vysílání. To si vyžaduje hustší rozmístění buněk s menšími poloměry, aby bylo zajištěno odpovídající pokrytí. Širší dostupné pásmo v 1800 MHz však umožňuje využití více kmitočtových nosných, což zvyšuje celkovou kapacitu sítě a pomáhá zmírnit přetížení. Provoz zahrnuje standardní postupy GSM: výběr a převýběr buňky, aktualizaci polohy, sestavení hovoru pomocí signalizačních kanálů (BCCH, CCCH, SDCCH) a přiřazení hovorového kanálu (TCH) pro hlas nebo přepojované datové přenosy. Jsou také definovány mechanismy předávání hovoru mezi buňkami DCS1800 a mezi buňkami DCS1800 a GSM900 (pokud je podporováno sítí a zařízením). Systém podporuje kompletní sadu služeb GSM včetně SMS a základních přepojovaných datových přenosů přes CSD. Jeho úlohou bylo rozšířit kapacitu a pokrytí sítí GSM využitím dodatečného kmitočtového spektra, často nasazovaných v městských oblastech, kde vysoká hustota účastníků vyžadovala více rádiových kanálů, než kolik mohlo poskytnout pásmo 900 MHz.

K čemu slouží

DCS1800 bylo vytvořeno, aby řešilo kritický nedostatek kmitočtového spektra a kapacitní omezení, kterým čelily rané sítě GSM provozované pouze v pásmu 900 MHz. Jak v 90. letech prudce rostl počet účastníků GSM, původní přidělení 2x25 MHz v pásmu 900 MHz se stalo nedostatečné pro podporu rostoucího provozu, zejména v hustě obydlených městských oblastech. Regulační orgány zpřístupnily dodatečné kmitočtové spektrum v pásmu 1800 MHz. Účelem DCS1800 bylo využít toto nové spektrum k vybudování dodatečné kapacity sítě GSM bez odchýlení se od osvědčeného standardu GSM. Řešilo problém přetížení sítě tím, že v podstatě poskytovalo paralelní síť GSM na jiném kmitočtu. To umožnilo operátorům nasadit dvoupásmové sítě a převádět provoz z přetíženého pásma 900 MHz na pásmo 1800 MHz. Vytvoření DCS1800 bylo motivováno potřebou přímočarého rozšíření s zpětnou kompatibilitou. Zachováním identických základních protokolů jako u GSM900 zajišťovalo, že síťová infrastruktura (kromě rádiových částí) a mobilní telefony mohou podporovat obě pásma s minimální dodatečnou složitostí, což vedlo k rychlému rozšíření dvoupásmových telefonů. Řešilo to omezení spočívající ve vázanosti na jediné, přeplněné kmitočtové pásmo a umožnilo GSM globální škálovatelnost, čímž položilo základ mnoha 2G sítím po celém světě, zejména v Evropě a Asii.

Klíčové vlastnosti

• Standard GSM provozovaný v kmitočtovém pásmu 1800 MHz (1710-1880 MHz)
• Používá FDD s celkovou šířkou pásma 75 MHz rozdělenou na nosné o šířce 200 kHz
• Identická síťová architektura a protokoly jako u GSM900, zajišťující interoperabilitu
• Umožňuje vyšší síťovou kapacitu díky přístupu k dodatečnému kmitočtovému spektru
• Vyžaduje hustší rozmístění buněk z důvodu vyššího útlumu šíření na vyšším kmitočtu
• Základ pro globální nasazení dvoupásmových (900/1800) sítí GSM

Související pojmy

• GSM – Global System for Mobile Communications
• GERAN – GSM EDGE Radio Access Network
• FDD – Frequency Division Duplexing

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 51.021 (Rel-19) — RF test methods and conformance requirements for GSM BSS

📖 Anglický originál a plná specifikace: DCS1800 na 3GPP Explorer