Když jsme koncem loňského roku publikovali první dva díly Historie GSM, dostalo se nám mnoha emailových ohlasů. Někteří lidé tento počin chválili, jiní se nás dotazovali, k čemu může být užitečné vědět, jak GSM standard vznikal. Proto, nežli budeme pokračovat v historii GSM, pokusíme se v krátkosti na tuto otázku odpovědět.
Je jisté, že vývoj technologických standardů není dán ani tak hledáním technologicky nejlepší cesty, jako spíše hledáním kompromisu mezi technologickou vhodností, perspektivou budoucího rozvoje, únosnou dobou vývoje a především politickými a ekonomickými ambicemi jednotlivých států.
Ačkoliv totiž standardizaci provádí zpravidla nezávislý standardizační orgán, v tomto orgánu sedí odborníci jednotlivých států a je nepochybné, že tlak z hlediska korporátních a státních zájmů je na ně vyvíjen obrovský. Právě proto je pro nás historie standardu GSM tak poučná – názorně ukazuje, jak vznikají velké věci a velké standardy v telekomunikačním oboru a může nám pomoci pochopit procesy, jež nyní probíhají kolem dalších standardů v telekomunikacích. Pokud je vaše práce s telekomunikacemi spojena, rozhodně vám nebude na škodu pochopit, jak takové věci probíhají – ušetříte si tak mnohý údiv nad zdánlivě nepochopitelnými rozhodnutími a kroky. Právě proto se budeme ve vzniku standardu GSM rovnocenně věnovat technickému pozadí i lobby. Věřte, že to není samoúčelné.
V předchozích dvou dílech jsme se věnovali prvopočátkům hledání dalšího vývojového stupně mobilních sítí – dotkli jsme se výhod a nevýhod stávajících standardů i pozadí, jež rozhodlo o tom, že se započne s vývojem nového standardu. V dnešním povídání si řekneme něco o tom, jak standard GSM vznikal. Uvidíte, že rozhodně nikoliv jednoduše – vždyť šlo o proces trvající bezmála deset let.
Myšlenkami na sjednocení mobilních standardů se začala Evropa zaobírat v osmdesátých letech, když začalo být zřejmé, že hlavní výhodou amerických standardů je jejich masovost. A jelikož bylo zřejmé, že nebude možné použít stávající frekvenční spektrum 450 MHz pro nedostatečnou kapacitu a překryvy se stávajícími technologiemi, zablokovala World Administrative Radio Conference (část ITU, Mezinárodní telekomunikační unie) v roce 1979 frekvenční spektrum 900 MHz (přesněji 862-960 MHz) pro použití budoucím panevropským (tím se rozumí cokoliv od Aše – bez Aše – k Atlantiku) telekomunikačním standardem. Toto spektrum mělo sloužit nejenom pro mobilní, ale i bezdrátové telefony, pagery a PMR vysílačky. Ovšem WARC nedefinovala, jaké technologie se pro toto spektrum mají použít, pouze jej rezervovala pro principiální použití budoucími systémy a to, o jaké systémy půjde, nechala na dalším rozhodnutí jednotlivých států, regulátorů nebo telekomů. Samozřejmě se tedy mohlo stát, že frekvenční spektrum 900 MHz potká stejný osud, jako pásmo 450 MHz – tedy že jej obsadí řada vzájemně málo či vůbec kompatibilních systémů.
1982: GSM Group
První skutečný krok směrem ke GSM se tedy datuje do roku 1982, kdy se skupina evropských operátorů a telekomů (ze Skandinávie a Nizozemska) dotázala institutu CEPT na možnost standardizace celoevropského mobilního komunikačního standardu. V červnu 1982 přijala CEPT tento úkol za vlastní a započala se jím vážně zabývat. Tak vznikla pracovní skupina nazvaná Groupe Spécial Mobile (odtud zkratka GSM, které se později dostal méně francouzský výklad). První schůzka této pracovní skupiny proběhla v prosinci 1982 ve Stockholmu a předsedal jí Thomas Haug ze švédského telekomu Televerket. Má se dnes za to, že obrovská osobní angažovanost a nasazení Thomase Hauga, jakož i jeho nezpochybnitelná odbornost a znalost mobilního prostředí posouvaly vývoj GSM standardu a dá se bez nadsázky říci, že právě Thomas Huag je otcem GSM.
Zkratka GSM se pro systém používá dodnes, ačkoliv místo výkladu Groupe Spécial Mobile se dnes používá výstižnější Global System for Mobile Communications. Pro přehlednost se dnes pro označení pracovní skupiny zabývající se standardizací GSM v CEPT a později ETSI používá termín „GSM group“, ačkoliv z hlediska striktně lingvistického je to nesmysl. Proto všude tam, kde hovoříme o GSM, hovoříme o systému v celé jeho šíři a pro pracovní skupinu budeme nadále používat označení GSM group nebo pracovní skupina GSM.
V roce 1982 tedy CEPT přijímá doporučení, aby frekvenční spektrum 900 MHz (890-915 MHZ a 935-960 MHz) bylo vyhrazeno pro budoucí pozemní a námořní mobilní systém, jímž se později stává právě GSM. O tom ale v roce 1982 ještě zdaleka nebylo rozhodnuto. V pozdějších letech došlo k rozšíření tohoto spektra o další části, v roce 1988, 1989 a 1990 se definují rozšířené frekvence pro Enhanced GSM, DCS-1800 a PCN-1900, dnes označované jako deriváty frekvenčního spektra a například u spektra 900 a 1800 MHz nejsou již pro uživatele zřejmé žádné přechody.
První starostí GSM Group bylo vytvořit seznam požadavků, jež jsou na nový mobilní systém kladeny. Tyto požadavky byly vytvořeny v roce 1982 a mírné obměny došly v roce 1985, kdy byly zmraženy a vzaty jako základ další práce.
Požadavky na evropskou mobilní síť k roku 1985
Služby:
- Mobilní terminály musí být použitelné ve všech účastnících se zemích.
- Systém musí nabídnout maximální flexibilitu pro všechny možné telekomunikační služby tak, aby mohl například nabízet propojitelnost s ISDN
- Tam, kde je to možné, musí systém podporovat všechny služby podporované také pevnou telefonní sítí, ISDN a dalšími veřejnými sítěmi a také služby specifické pro mobilní telefony.
- Použití mobilní stanice na lodích je možné, v letadlech zakázané.
Poznámky: v praxi nešlo o nic jiného, než aby nová mobilní síť byla zcela na výši doby a plně propojitelná se sítí mobilní, tedy aby byla schopna například zobrazovat čísla volajícího, blokovat a přenášet hovory atd. Důležitá je ale zmínka o zákazu mobilů v letadle. Pokud odhlédneme od rizik spojených s vlivem vysílání mobilů na letecké přístroje, byl hlavním důvodem zákazu zmatek, jenž by mobil v letadle přinesl. U letadla letícího ve větší výšce může telefon totiž přijímat řádově stovky základnových stanic, které má v dosahu a tyto stanice, pokud je sestavován hovor, mohou mít za to, že jsou povolané k sestavení hovoru. Kvůli vnitřní zátěži sítě totiž nebylo možno počítat s tím (a ani to nemělo smysl), že mobil budou najednou přijímat řádově stovky základnových stanic. Navíc ve vyšších rychlostech by nebyly možné handovery – ty GSM definovalo do 180 km/h a později do 390 km/h. Proto se použití GSM telefonů v letadlech netoleruje a ani mobilní operátoři to nemají rádi.
Kvalita služeb a bezpečnost
- Kvalita hlasu musí být srovnatelná či lepší v porovnání s prvními analogovými systémy v pásmu 900 MHz.
- Systém musí podporovat zabezpečený přenos, ale bez citelného finančního dopadu pro ty, kteří tuto technologii nepožadují.
Rozdělení radiového spektra
- Vysoká využitelnost spektra v obydlených oblastech
- Systém musí umožnit práci v celém frekvenčním spektru 890-915 MHz a 935-960 MHz.
- Koexistence s dřívějšími systémy ve stejném frekvenčním pásmu
Síťové aspekty
- Očíslovací a identifikační plán musí respektovat doporučení CCITT.
- Návrh systému musí dovolovat různé obměny struktury a rozšíření v jednotlivých sítích.
- Nesmí být požadovány větší změny do pevné telefonní sítě pro spolupráci s mobilní sítí.
- Musí být možná práce více mobilních sítí ve stejné geografické oblasti
- Signalizační a síťové ovládací řídící informace musí být chráněné.
Cenové aspekty
- Parametry systému musí být navrženy se zřetelem na cenu celého systému a také s ohledem na cenu mobilních terminálů.
Na základě takto shrnutých požadavků počítala GSM Group s tím, že by představení prvních sítí GSM mohlo proběhnout v roce 1990.
Pro výše uvedené požadavky bylo několik hlavních důvodů. Především: tvorba otevřeného standardu slibovala odstranit patový stav, do kterého se mobilní sítě první generace dostaly, když v každé zemi existovala jiná modifikace či jiný standard. Zadruhé se předpokládalo, že u proprietárních standardů nebude možné docílit tak masové produkce ani pro potřeby velkých ekonomik jako Německo či Francie, aby se cena mobilních telefonů i výbavy sítě stlačila na zajímavější hranici. Až posun standardu z lokálního trhu na celoevropskou úroveň slibovala tak ostrý tlak na cenu. Do třetice, možnost roamingu – používání jiné sítě, než vlastní - bez nutnosti výměny telefonu, bez nutnosti výstavby nadnárodní sítě, ale smluvním propojením národních operátorů, slibovala atraktivní příjmy pro lokální operátory.
Telekomunikační výrobci radost nemají
Telekomunikační výrobci nebyli z počátku rozhodnutím o Evropském standardu příliš nadšeni. To nesmí nijak překvapovat: zpravidla měli již k sobě přivázané telekomunikační operátory, kteří těžko mohli odebírat infrastrukturu vyrobenou na proprietární úrovni od někoho jiného. Je třeba si uvědomit, že konkurenční boj u první generace mobilních sítí byl omezen a v některých případech ve skutečnosti i nemožný (Siemens a jeho C450 pro Deutsche Telekom kupříkladu).Proto neměli tito „preferovaní“ (= monopolní) operátoři velký zájem riskovat ztrátu svých pozic v otevřeném boji a později se také ukázalo, že někteří z nich se souboje báli velmi oprávněně (AEG).
Zatímco proprietární technologie umožnila výrobcům plně pokrýt vývojové náklady na účet operátora, standardizovaná technologie znamenala nahraditelnost a tlak na cenu i zvýšení podnikatelského rizika. A nakonec – evropské společnosti se obávaly tlaku neevropské konkurence. Ostatně, standardizace amerického AMPS způsobila mimo jiné to, že japonský NEC pronikl se svými dodávkami sítí do USA, zatímco švédská mobilní síť nakupovala základnové stanice pro NMT-450 od Mitsubishi a rovněž Motorola se snažila na evropském trhu prosadit s NMT-450.
To všechno je důvod, proč se většina evropských výrobců telekomunikační infrastruktury stavěla po dlouhou dobu k celoevropskému mobilnímu standardu značně zdrženlivě a často i velmi otevřeně proti němu vystupovala.
Pokračování příště...
Pro dnešek zde naše vyprávění ukončíme. Příště se podíváme na to, jak ke GSM standardu přistupovaly jednotlivé země a jaké návrhy na technologickou realizaci standardu existovaly.
