PCMCIA je standardní rozhraní pro přidávání rozšiřujících karet (jako například rané GSM/GPRS modemy pro mobilní data) do počítačů, umožňující přenosné připojení a přístup k mobilnímu širokopásmovému internetu.

Popis

Standard Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) definuje fyzický formát a elektrické rozhraní pro rozšiřující karty, běžně známé jako PC Cards. V kontextu 3GPP byly PCMCIA karty používány jako externí modemy nebo síťové karty (NIC) k zajištění mobilního připojení pro notebooky a jiná přenosná zařízení. Tyto karty obsahovaly potřebný rádiový transceiver, základnový procesor a slot pro SIM kartu, což umožňovalo hostitelskému zařízení připojit se ke sítím GSM, GPRS nebo později UMTS. Samotné rozhraní je 68pinový konektor podporující 16bitový nebo 32bitový (CardBus) přenos dat, se specifikacemi pro správu napájení a možností zaživa vyměnitelných zařízení (hot-swapping).

Z architektonického hlediska funguje karta pro mobilní data založená na PCMCIA jako samostatný terminál. Zahrnuje funkce mobilního zařízení (ME) včetně rádiové jednotky a protokolových zásobníků pro rozhraní vzduchem (např. Um, Uu) a s hostitelským zařízením komunikuje přes PCMCIA sběrnici. Hostitel spouští funkci adaptace terminálu (TAF) nebo ovladače zařízení, které kartu prezentují operačnímu systému jako síťový adaptér. Komunikace mezi hostitelem a kartou využívá standardizované AT příkazy (ETSI/3GPP TS 27.007) přes virtuální sériový port, který ovladač vytváří. Karta zpracovává všechny protokoly vrstvy 1 (fyzické) a vrstvy 2 (spojové), zatímco protokoly vyšších vrstev, jako je IP, typicky zpracovává hostitelský TCP/IP zásobník.

Klíčové komponenty PCMCIA karty pro mobilní data zahrnují RF front-end pro konkrétní pásmo mobilní sítě (např. 900 MHz, 1800 MHz), základnový procesor provádějící firmware modemu, paměť pro ukládání a řídicí čip PCMCIA rozhraní spravující komunikaci s hostitelem. Karta také obsahuje slot pro modul identifikace účastníka (SIM), který je nezbytný pro autentizaci v síti a identifikaci účastníka. Role PCMCIA v sítích 3GPP byla primárně jako faktor uživatelského zařízení (UE), umožňující datové služby před rozšířením integrovaných modemů a USB konektorů. Byla klíčovým mostem pro přijetí mobilních dat na počátku roku 2000.

Z pohledu sítě se zařízení používající PCMCIA kartu jeví jako standardní mobilní stanice pro jádro sítě. Provádí běžné procedury jako přihlášení (attach), autentizaci a aktivaci PDP kontextu. Síť s ním zachází shodně jako s mobilním telefonem, směruje data přes uzel podpory služeb GPRS (SGSN) a bránový uzel podpory služeb GPRS (GGSN). Role PCMCIA rozhraní je pro síť transparentní; jde čistě o lokální rozhraní mezi hostitelem a modemem. Jeho význam spočívá ve standardizaci fyzického a logického připojení, což zajišťuje interoperabilitu mezi kartami různých výrobců a hostitelskými zařízeními, což urychlilo vývoj trhu s příslušenstvím pro mobilní data.

K čemu slouží

Standard PCMCIA byl vytvořen pro řešení potřeby univerzálního kompaktního formátu rozšiřující karty pro přenosné počítače. Před jeho přijetím bylo přidávání paměti, úložiště nebo síťových funkcí do notebooků neohrabané a závislé na konkrétním výrobci. Standard PCMCIA, zavedený na počátku 90. let 20. století, poskytl společný formát a rozhraní, což umožnilo vznik trhu zaměnitelných příslušenství. To bylo klíčové pro mobilitu výpočetní techniky, protože uživatelé mohli rozšiřovat možnosti svých notebooků bez vnitřních úprav.

V telekomunikační oblasti řešilo PCMCIA problém připojení přenosných počítačů k mobilním sítím. Před příchodem integrovaných mobilních modemů a všudypřítomného USB byl slot PCMCIA primárním rozšiřujícím portem na noteboocích. Mobilní operátoři a výrobci zařízení využili tento standard k vytvoření karet pro mobilní data, což umožnilo přístup k mobilnímu internetu pro firemní uživatele a první uživatele nových technologií. Řešilo to omezení pevné linky vytáčeného připojení nebo kabelového Ethernetu tím, že poskytovalo skutečnou mobilitu, což uživatelům umožňovalo připojení odkudkoli s pokrytím mobilní sítě.

Historický kontext představuje vzestup datových služeb GSM (přepojování okruhů a později GPRS) na konci 90. let a počátku roku 2000. Formát PCMCIA byl dominantním řešením pro poskytování těchto služeb rostoucímu trhu s notebooky. Tvořil most mezi světem mobilních komunikací (s jeho specializovanými modemy a SIM kartami) a světem PC (s jeho standardní rozšiřující sběrnicí). I když byl později nahrazen standardy ExpressCard, USB modemy a vestavěnými moduly, PCMCIA byl zásadní pro popularizaci mobilního širokopásmového připojení.

Klíčové vlastnosti

• Standardizované 68pinové rozhraní pro interoperabilitu
• Možnost výměny za provozu (hot-swapping), umožňující vložení/vyjmutí karty bez vypnutí hostitele
• Podpora 16bitové a 32bitové (CardBus) šířky datové sběrnice
• Integrovaná správa napájení pro provoz s nízkou spotřebou v mobilních zařízeních
• Fyzický formát (Typ I, II, III) pro různé tloušťky karet
• Společné programové rozhraní využívající sadu AT příkazů přes virtuální sériový port

Související pojmy

• GPRS – CSI GPRS CAMEL Subscription Information

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 22.101 (Rel-20) — Service Principles for PLMNs
• TS 22.105 (Rel-19) — Telecommunication Services Framework

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