EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) – technika związana z pakietowym przesyłaniem danych w sieciach GSM. Jest ona rozszerzeniem dla technologii GPRS (oprócz nazwy EDGE używa się też terminu EGPRS – Enhanced GPRS), poprawiony został w niej interfejs radiowy, dzięki czemu uzyskano około trzykrotne polepszenie przepływności (w większości obecnych systemów teoretycznie do 296 kbit/s) oraz możliwość dynamicznej zmiany szybkości nadawania pakietów w zależności od warunków transmisji.
Specyfikacja technologii EDGE jest rozwijana przez konsorcjum standaryzacyjne 3GPP, które odpowiedzialne jest za rozwój standardów GSM (2G) i UMTS (tzw. system trzeciej generacji). EDGE nazywana jest czasami technologią 2.5G, ponieważ stając się częścią możliwości oferowanych przez GSM, jest elementem ewolucji pomiędzy tymi dwoma standardami.
Usługi oferowane dzięki EDGE EDGE jest technologią związaną z przesyłaniem danych i jako taka nie oferuje konkretnych usług, ale możliwości dla ich dostarczania. Dzięki znacznemu zwiększeniu szybkości transferu danych (w porównaniu z poprzednikiem – GPRS), wiele usług dostępnych wcześniej, może być dostarczane z lepszą jakością, mogą pojawić się też nowe, zarezerwowane do tej pory dla systemów UMTS.
Przykładowymi usługami są: dostęp do Internetu, firmowych sieci LAN, usług bankowych, korzystanie z transmisji strumieniowych (muzyka, filmy, programy sportowe i informacyjne, relacje z koncertów itp.), połączenia audio-video, gry on-line, Instant Messaging i wiele innych.
Technologia EDGE na tle światowego rynku telekomunikacyjnego Telefonia komórkowa jest najszybciej rozwijającym się segmentem rynku telekomunikacyjnego. W latach 90. XX wieku działało kilka niekompatybilnych systemów drugiej generacji, a International Telecommunication Union (ITU) opracowywała założenia dla IMT-2000, wspólnej platformy na której miały być oparte systemy 3G. Rekomendacje ITU nie zaowocowały jednym, wspólnym systemem ponieważ ewolucja w telekomunikacji bazuje na istniejących niekompatybilnych rozwiązaniach i uwarunkowaniach prawnych, różniących się w zależności od obszaru świata. Założenia IMT-2000 nie są więc obecnie zbiorem specyfikacji dla konkretnej platformy, ale rekomendacjami dla "rodziny systemów", które umożliwiają rozwój telefonii 3G i współistnienie (kooperację) pomiędzy sieciami budowanymi na bazie różnych standardów. Przedmiotem rekomendacji jest też prędkość transmisji danych: np. 144 kbit/s dla szybko poruszających się abonentów, szybkość 384 kbit/s na obszarach zurbanizowanych, do 2 Mbit/s w specjalnych komórkach (ang. cells) w centrach konferencyjnych lub biurach. W tak określone wymagania bardzo dobrze wpisuje się EDGE, które obecnie umożliwia maksymalną teoretyczną przepływność na poziomie ok. 250 kbit/s, a trwające prace nad nowymi specyfikacjami przesuną tę granicę do około 1 Mbit/s.
Implementacja tej technologii w systemach GSM (najpopularniejszym standardzie sieci komórkowych drugiej generacji) bazuje na istniejącej sieci radiowej i szkieletowej (wykorzystywane są stacje bazowe i częstotliwości używane do transmisji głosu, oraz elementy sieci pakietowej wspomagające klasyczną transmisję GPRS), co znacznie upraszcza proces wprowadzania nowej technologii (z technicznego i ekonomicznego punktu widzenia). Wielu operatorów, którzy na bazie istniejących sieci budują systemy 3G, oferuje usługi dzięki technologii WCDMA w miastach, oraz usługi opierające się na technologii EDGE na terenach słabiej zurbanizowanych (oferowane abonentom urządzenia potrafią pracować w obu systemach), może więc pokryć usługą mobilnego dostępu do internetu cały kraj przy jednoczesnej optymalizacji kosztów. EDGE okazał się elementem ewolucji pomiędzy systemami 2G i 3G nie tylko dla standardu GSM, ale także dla sieci IS-136 popularnych w USA i Kanadzie.
Na początku lipca 2009, według Global mobile Suppliers AssociationEDGE Fact Sheet With network deployments/launches worldwide July 7, 2009, 443 sieci w 181 krajach oferowało usługi oparte na technologii EDGE na bazie sieci GSM. Abonenci sieci umożliwiających transmisję EDGE mogą korzystać z niej także będąc w roamingu w obcej sieci. Umowy roamingowe pomiędzy operatorami dla tego rodzaju transmisji, opierają się na umowach dla transmisji GPRS.
EDGE w Polsce Obecnie w Polsce, czterech operatorów zastosowało technologię EDGE w swoich sieciach. We wszystkich przypadkach, jest ona częścią usługi mobilnego dostępu do Internetu, która wykorzystuje różne metody dostępu: w dużych miastach operatorzy starają się rozbudowywać sieci WCDMA/HSDPA/LTE w pozostałych miejscach, wszędzie tam, gdzie ma to uzasadnienie ekonomiczne istniejąca sieć GSM przystosowywana jest do transmisji w technologii EDGE. na terenach słabo zurbanizowanych, dostęp do Internetu możliwy jest za pomocą klasycznego GPRS. Będące w ofercie modemy na kartach PCMCIA umożliwiają transmisję we wszystkich wspomnianych technologiach i łatwe przełączanie się pomiędzy nimi, gdy któraś z nich nie jest w danym momencie dostępna.
Operator Sieć Nazwa usługi Zasięg Polska Telefonia Cyfrowa T-Mobile blueconnect Zasięg EDGE w sieci T-Mobile Polkomtel Plus Plus Internet Zasięg EDGE w sieci Plus PTK Centertel Orange Orange Free Zasięg EDGE w sieci Orange P4 Play Play Online Zasięg EDGE w sieci Play
Kwestie techniczne Budowa sieci wspomagającej transmisję w technologii EDGE Technologia EDGE bazuje na infrastrukturze telekomunikacyjnej używanej w sieci GSM/GPRS. Do obsługi ruchu pakietowego wewnątrz sieci używana jest sieć szkieletowa (ang. Core Network) zbudowana dla potrzeb transmisji GPRS.
30pxPoniższy opis jest uproszczony i ogranicza się do nakreślenia ogólnej struktury sieci wspomagającej transmisję EDGE. W celu zapoznania się ze szczegółami implementacji/integracji z siecią GSM, oraz z poszczególnymi scenariuszami związanymi z obsługą ruchu pakietowego zobacz rozdział Architektura sieci GPRS w haśle GPRS.
Plik:GPRS EDGE network general view (pl).svg Stacja bazowa – do transmisji EDGE używane są stacje bazowe wykorzystywane w klasycznej sieci GSM/GPRS. Należy tylko dokonać aktualizacji oprogramowania stacji bazowej (zwykle robi się to zdalnie z poziomu Kontrolera Stacji Bazowych) oraz zainstalować dodatkowy hardware (obsługiwany jest nowy rodzaj modulacji – 8-PSK). BSC – Base Station Controller (Kontroler Stacji Bazowych) to element sieci GSM kontrolujący zazwyczaj od kilkudziesięciu do kilkuset stacji bazowych. Podczas wdrażania technologii EDGE, dokonuje się aktualizacji software oraz konfiguracji samych kontrolerów i obsługujących ten rodzaj transmisji stacji bazowych. PCU – Packet Control Unit jest odpowiedzialny za prawidłową obsługę ruchu pakietowego w radiowej części sieci. Przydziela terminalom EDGE kanały radiowe, buforuje dane przesłane przez SGSN, forwarduje je do odpowiedniej stacji bazowej dodając informację, która umożliwi terminalowi zidentyfikowanie 'swoich' danych. PCU może być (w zależności od dostawcy) zaimplementowany jako dodatkowy hardware w BSC bądź jako niezależny element sieci obsługujący jedno lub więcej BSC. SGSN- Serving GPRS Support Node jest elementem sieci GPRS/EDGE odpowiedzialnym za zarządzanie terminalami będącymi na kontrolowanym przez siebie terenie. Teren ten podzielony jest na Routing Area. Jeśli terminal zmieni położenie i znajdzie się w innym Routing Area, fakt ten zostanie odnotowany w SGSN. Element ten jest też odpowiedzialny za uwierzytelnianie terminala włączającego się do sieci. Podczas transmisji uczestniczy w przesyłaniu pakietów (w obie strony) pomiędzy terminalem a siecią GPRS/EDGE. Liczba SGSN w sieci zależy od ruchu pakietowego generowanego przez abonentów. GGSN – GPRS Gateway Support Node jest elementem sieci działającym jak router łączący sieć GPRS/EDGE i zewnętrzną sieć (np. Internet lub sieć LAN użytkownika). Gdy użytkownik terminala chce skorzystać z zasobów zewnętrznej sieci, GGSN przydziela mu adres IP (z własnej puli numerów lub dostarczony przez serwer z zewnętrznej sieci), dodatkowo na czas sesji aktywuje tzw. PDP context3GPP TS 23.060 v.5.13.0 GPRS; Service description; Technical Realization. Rozdział 13 (Information storage), który zawiera numer IMSI terminala, przydzielony mu adres IP oraz adres IP SGSN, które kontroluje obszar, na którym znajduje się użytkownik. PDP context będzie przydatny podczas routowania pakietów przychodzących z zewnętrznej sieci.
Interfejs radiowy Idea kanałów radiowych w sieci GSM/EDGE thumb|470px|Idea szczelin czasowych w GSM Do transmisji w technologii EDGE wykorzystuje się stacje bazowe używane w GSM do przesyłania głosu. Każda ze stacji nadaje i odbiera na kilku (kilkunastu) częstotliwościach (zawsze mamy do czynienia z parami częstotliwości: w każdej parze na jednej częstotliwości nadają telefony komórkowe, a na drugiej stacja bazowa).
Na każdej z częstotliwości cyfrowa transmisja odbywa się w 8 cyklicznie powtarzających się szczelinach czasowych. W GSM każdej rozmowie przyporządkowana jest jedna szczelina czasowa. W pierwszej szczelinie czasowej przez około 0,577 ms przesyłane są bity związane z pierwszą rozmową, w drugiej szczelinie z drugą rozmową, ..., w ósmej szczelinie z ósmą rozmową. Potem znowu następuje transmisja związana z pierwszą rozmową, itd.
Teoretycznie, w przypadku przesyłania danych za pomocą technologii EDGE, dla jednego terminala, Package Control Unit (zobacz rozdział Budowa sieci wspomagającej transmisję w technologii EDGE) może przeznaczyć do ośmiu szczelin czasowych (wszystkie muszą znajdować się na tej samej częstotliwości) do transmisji w obu kierunkach, obecnie większość systemów GSM/EDGE umożliwiają jednak zaalokowanie tylko do 4 kanałów dla wysyłania i odbierania danych przez stację bazową w obrębie jednej transmisji (najnowsze rozwiązania oferują 5 szczelin czasowych dla transmisji w stronę terminala). Każdy z kanałów może być współdzielony przez wielu użytkowników, ponieważ rzadko zdarza się tak, że wszyscy nagle odbierają/wysyłają pakiety danych w tej samej chwili.
Jeśli jednak dojdzie do takiej sytuacji, że użytkownicy korzystający z tych samych zasobów sieciowych będą używać ich w tym samym momencie, szybkość transmisji spadnie.
Transmisja radiowa za pomocą technologii EDGE thumb|470px|Schemat transmisji radiowej w technologii EDGE Transmisja w technologii EDGE pomiędzy stacją bazową a terminalem, może być przedstawiona na podstawie trzech warstwSpecyfikacja 3GPP TS 43.064 v5.13.0 GPRS. Overall description of the GPRS radio interface; Stage 2: Radio Link Control (RLC) – warstwa, w której sprawdzana jest poprawność transmisji oraz inicjowana retransmisja w przypadku błędów w analizowanych blokach danych. Media Access Control (MAC) – z tą warstwą związane są procedury synchronizujące korzystanie wielu terminali z tych samych kanałów radiowych, oraz umożliwiające terminalowi nadawanie i odbieranie w kilku kanałach. warstwy fizycznej dane kodowane są przed wysłaniem, metoda kodowania zależy od wyboru jednego z dziewięciu schematów modulacji i kodowania (MCS-1 – MCS-9). dane przesyłane są dzięki modulacji fali nośnej
W klasycznej sieci GSM do transmisji głosu i danych (technologie CSD i HSCSD) stosuje się modulację GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Tą samą modulację stosuje się dla technologii GPRS.
W przypadku EDGE, modulacja GMSK również jest stosowana (wtedy w jednym kanale radiowym mogą być przesyłane pakiety dla abonentów korzystających zarówno z GPRS jak i EDGE), dodana została także nowa modulacja 8-PSK (8 Phase Shift Keying), oferująca większą przepływność kosztem większej wrażliwości na warunki transmisji.
System wybierając dla konkretnej transmisji sposób modulacji i kodowania, może użyć jednego z 9 schematów, tzw. Modulation and Coding Scheme: MCS-1 – MCS-9.