20 lat temu ruszyła sieć IDEA – czyli GSM, a właściwie DCS 1800. Pisał o tym tym wczoraj Wojtek, a data ta przeszła do historii polskiej telekomunikacji. Jednak, jak się pewnie domyślacie, taka sieć nie rusza z dnia na dzień. Dlatego na początek zająłem się pre-historią, czyli tym wszystkim co działo się wcześniej. Bo działo się dużo 😉

Przed Ideą było NMT… i nie tylko

PTK Centertel i jego sieć NMT ruszyła w 18 czerwca 1992 r.,  a jej sygnał można było złapać w zasięgu 20 km od Pałacu Kultury i Nauki w Warszawie, gdzie znajdował się nadajnik. Pod koniec tego roku z sieci korzystało już 3,5 tys. klientów. W 1995 roku Centertel posiadał już 275 stacji bazowych, które pokrywały… uwaga… 80% powierzchni kraju. Z sieci korzystało wtedy 83 tys. abonentów.

Czytaj także: Gdyby internet był samochodem, czyli porównanie prędkości, tekst z którego dowiesz się więcej o technologii NMT

Kolejny etap rozpoczął się w 1997 roku, gdy PTK Centertel złożyła dokumenty niezbędne do uzyskania częstotliwości 1800 MHz. Na zdjęciach można zobaczyć kilka aluminiowych skrzyń pełnych dokumentów i segregatorów. Było tam wszystko, łącznie z przewidywaniami dotyczącymi ruchu w centrali czy opisem doświadczenia pracowników – takie czasy.

Jak budowano DCS 1800 – stacje bazowe, centrale, częstotliwości

Jednym z elementów budowy sieci było stworzenie centrali. Pierwsza ruszyła w budynku przy ulicy Nowogrodzkiej na 16 piętrze. Gdy ją projektowano zakładano, że średnio 90% połączeń będzie wykonywana na numery stacjonarne, a 5% będzie połączeniami międzynarodowymi. Oczywiście projektujący tą centralę nie zapomnieli o połączeniach na telefony komórkowe – miały one stanowić maksymalnie 20% całego ruchu. I chodzi tu zarówno o połączenia na numery w sieci NMT jak i w sieciach GSM. W godzinach szczytu miała ona obsługiwać średnio połączenia wielkości 25.2 mErl, czyli miliErlangów na abonetna. Oznacza to… 1,5 minuty rozmów na godzinę przypadające średnio na jednego abonenta.

Wyjaśniając  – erlang to „jedna połączeniogodzina”, najpopularniejsza jednostka wykorzystywana to określania obciążenia sieci głosowej. Oznacza ona na przykład: jedno połączenie trwające godzinę, 6 połączeń trwających 10 minut czy 2 połączenia trwające pół godziny.

Wyposażenie do pierwszej sieci dostępowej Centertela dostarczył Nortel oraz Nokia. Pierwsza z tych firm odpowiadała za stacje bazowe, sterowniki stacji bazowych, a także dostarczała telefony komórkowe dostępne w ofercie. Z kolei Finowie, którzy byli wtedy na topie (a to nie był nawet jeszcze czas modelu 3310) dostarczali centrale, systemy zarządzania siecią, oraz „sieć inteligentną”. Zapewniała także wsparcie techniczne już po starcie sieci. Sieć była także wyposażona w SMSC, czyli platformę do wysyłania SMS.

Przygotowań oczywiście było dużo więcej – trzeba było znaleźć miejsca na stacje bazowe, połączyć je – wtedy jeszcze radioliniami, stworzyć punkty styku z innymi sieciami – przede wszystkim stacjonarną. A to tylko wierzchołek góry lodowej. Wystarczy wspomnieć, że niezbędne było wprowadzenie w Centertelu choćby kart SIM, których w sieci NMT nie było.

Zarząd PTK Centertel z koncesją na budowę sieci GSM 1800

25 sierpnia Centertel, na konferencji w Ministerstwie Łączności w czasie całkiem zacnej uroczystości wręczył koncesję na stworzenie sieci GSM (a właściwie DCS 1800 😉 ).  Następnie ruszyła budowa sieci w 10 aglomeracjach i na trasach między nimi. 14 lutego rozpoczęła się kampania wprowadzająca na rynek IDEA pod hasłem 1000 sprawa. Jedna Idea.

A sama sieć ruszyła niewiele później – 1 marca 1998 roku, na początku w aglomeracji warszawskiej. Wkrótce sieć ruszyła także w Lublinie, Wrocławiu, Poznaniu i Szczecinie oraz aglomeracji Gdańskiej  (całe Trójmiasto, wraz z przyległościami) oraz dwóch „podwójnych” aglomeracjach połączonych praktycznie od razu znajdującymi się w zasięgu szlakami komunikacyjnymi – Katowicami wraz z Krakowem i Bydgoszczą z Toruniem.

I tak zaczęła się historia!

P.S. Ten tekst nie powstałby bez Michała Drozińskiego, którego wiedza i pamięć pierwszych miesięcy działania sieci GSM okazały się niezastąpione.

Jak pewnie wiecie, nasze stacje bazowe z Waszymi smartfonami łączą się za pośrednictwem fal radiowych. Dla mnie to też nie było epokowe odkrycie. Jednak przyznaję, że gdy przyszedłem do Orange na początku trudno było mi zrozumieć dlaczego na niektóre zakresy tych fal mówi się „pokryciowe”, a na inne „pojemnościowe”. Szybko się dowiedziałem, ale jakoś tak wyszło, że wiedzą do tej pory nie podzieliłem się z Wami. Nadszedł czas by ten błąd naprawić. O wsparcie poprosiłem kolegów, którzy na co dzień zajmują się rozwojem naszej sieci mobilnej.

Częstotliwości nie są jak szampon – „2w1”

Fale radiowe, które wykorzystujemy w telekomunikacji mobilnej zajmują, w gruncie rzeczy bardzo wąskie pasmo fal trochę tu, trochę tam. Okolicami od 450 MHz, aż do 2600 MHz. Czemu okolicami? Gdyż nie jest tak, że mówiąc, że nadajemy w paśmie na częstotliwości 2600 MHz chodzi nam dokładnie o tę częstotliwość. Na przykład, Orange Polska ma do dyspozycji 15 MHz w tym paśmie. Oznacza, to że wykorzystać możemy częstotliwości 2520-2535 MHz oraz 2640-2655 MHz. Wspomniałem już o tym, gdy pisałem o agregacji pasm nośnych 4G LTE.

Częstotliwości te nie różnią się jakoś przesadnie od siebie, wszystkie pozwalają na uruchomienie technologii i transfer głosu i danych, a także mają pewną właściwość, która wynika z praw fizyki – wraz z odległością ich siła maleje. Jednak nie wszystkie fale są tłumione w tym samym stopniu. Generalnie im niższa częstotliwość tym lepszy zasięg bo lepsza jest propagacja (czyli rozprzestrzenianie) w powietrzu. Z kolei częstotliwości wyższe są bardziej podatne na tłumienie w powietrzu. I tak już jest, trudno. Z prawami fizyki trudno jest polemizować. Dlatego pasm na niskich częstotliwościach – 450 MHz, 800 MHz, 900 MHz używa się poza miastami, by zapewnić możliwie największe pokrycie, a częstotliwości wyższe – 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz stosuje się jako pojemnościowe, tam gdzie zagęszczenie urządzeń jest bardzo duże.

Generalnie im niższa częstotliwość tym lepszy zasięg bo lepsza jest propagacja (czyli rozprzestrzenianie) w powietrzu. Z kolei częstotliwości wyższe są bardziej podatne na tłumienie w powietrzu.

W Orange Polska do pokrycia możliwie dużego obszaru usługami głosowymi wykorzystujemy częstotliwość 900 MHz (dla technologii GSM i UMTS). By zapewnić pokrycie dla usług związanych z transmisją danych używamy częstotliwości 900 MHz dla technologii UMTS oraz 800 MHz dla 4G LTE. Jeżeli chodzi o zapewnienie pojemność sieci, to dla głosu kluczowym jest pasmo 2100 MHz (UMTS), a dla transferu danych – w przypadku UMTS również 2100, a w przypadku 4G LTE – 1800 MHz i 2600 MHz.

Bardzo ważne jest pytanie o to, dlaczego nie stosuje się wszędzie pasm pokryciowych – w końcu masztów byłoby mniej i koszty były by mniejsze. Jednak nie jest to takie proste. Oczywiście w miejscach, gdzie jest największy ruch – choćby w centrach miast, na dworcach czy w metrze – nie możemy ustawić wyłącznie nadającej na pół miasta stacji pokryciowej. Oczywiście trzeba pamiętać także o przepisach.

Dlaczego 800 MHz jest dla 4G LTE, a 900 MHz dla 2G?

No właśnie, skoro faktycznie jest tak, że w teorii można na każdej częstotliwości oferować każdą usługę, to dlaczego jeszcze nie przerzuciliśmy wszystkiego na 4G LTE oferując transfer rzędu 1 Gb/s? Sprawa jest bardzo prosta – nie każdy może i nie każdy chce korzystać z 4G LTE. W dalszym ciągu lwia część rozmów idzie poprzez sieć 2G i 3G, nawet pomimo rozwoju technologii VoLTE. Co więcej nie zapominajmy o tych klientach, którzy nie korzystają ze smartfonów z LTE, a to nadal znacznym odsetek. Jest także cały sektor M2M i to wcale nie taki mały, bo sam Orange Polska ma ponad milion kart SIM M2M. On działa prawie wyłącznie w oparciu o 2G – nie jest tam potrzebny olbrzymi transfer, ale za to każda iskierka prądu ma znaczenie.

Historycznie pierwszą technologią, z jakiej korzystaliśmy, jeszcze jako Centertel było NMT, czyli analogowa telefonia komórkowa. Działała ona w oparciu o pasmo 450 MHz, a więc zdecydowanie pokryciowe. Wraz z upływem lat uwalniane były kolejne częstotliwości, czyli 900 MHz/1800 MHz. Następna była 2100 MHz, którą do dzisiaj wykorzystujemy do transmisji danych i głosu sieć 3G. Zapewniała ona zawrotne, jak na tamte czasy prędkości danych.

A jeżeli ten historyczny akapit to dla Was za mało, polecam Wam tekst o kolejnych generacjach technologii mobilnych na naszym blogu.

Technologię 4G można świadczyć na pasmach 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz oraz kilku nieco bardziej egzotycznych, bo niedostępnych w Polsce. Oczywiście nie do wszystkich mamy dostęp, a w przypadku tych egzotycznych nie ma nawet urządzeń je obsługujących. I mowa tu zarówno o smartfonach, tabletach czy modemach, ale także o takich urządzeniach jak antenach czy stacjach nadawczych. Są za to objęte standardem i czekają na swój czas, aż pojawi się na nie odpowiedni zapotrzebowanie. Przykładem jest pasmo 1500 MHz, które choć objęte standardem w wielu krajach nie jest jeszcze uwolnione na potrzeby 4G. Gdy przyjdzie taka potrzeba może zostać wykorzystane jako „Supplementary Downlink”, czyli dodatkowe pasmo wykorzystywane do pobierania plików, wykorzystywane tak jak standardowa agregacja pasma.

Jeżeli macie pytania dotyczące tekstu, lub szerzej naszej sieci – zapraszam do komentowania. Postaram się odpowiedzieć na wszystkie 😉