回線交換データ

通信において、回線交換データ( CSD ) ( GSM データとも呼ばれる) は、グローバル移動通信システム(GSM) などの時分割多重アクセス(TDMA) ベースの携帯電話システム用に開発されたデータ伝送の元の形式です。2010 年以降、多くの通信事業者が CSD のサポートを中止し、CSD はGPRSおよびEDGE (E-GPRS)に置き換えられました。

CSD は、単一の無線タイムスロットを使用して、9.6 kbit/s のデータ伝送を GSMネットワーク スイッチング サブシステムに提供します。このサブシステムでは、通常のモデムと同等の手段で公衆交換電話網(PSTN)に接続できるため、ダイヤルアップサービスへの直接通話が可能です。下位互換性のために、IS-95標準では CDMA 回線交換データもサポートされています。ただし、TDMA とは異なり、タイムスロットはなく、すべてのCDMA無線が常にアクティブになって、最大 14.4 kbit/s のデータ伝送速度を実現できます。CDMA がCDMA2000および1xRTTに進化するにつれて、 IS-95 CDMA 回線交換データの使用は減少し、代わりに新しいテクノロジで利用できるより高速なデータ伝送速度が採用されました。

CSD 以前は、携帯電話システムでのデータ送信は、電話機に内蔵されているか電話機に接続されているモデムを使用して行われていました。このようなシステムは、オーディオ信号の品質によって 2.4 kbit/s 以下に制限されていました。GSM などの TDMA ベースのシステムでデジタル送信が導入されると、CSD は基盤となるデジタル信号にほぼ直接アクセスできるようになり、速度が向上しました。同時に、GSM で使用されている音声指向のオーディオ圧縮は、電話機に接続された従来のモデムを使用した場合のデータ レートが、古いアナログシステムよりもさらに低くなることを意味していました。

CSD通話は、GSM ネットワークの通常の音声通話と非常によく似た方法で機能します。電話と基地局の間には、1 つの専用無線タイム スロットが割り当てられます。基地局からトランスコーダに専用の「サブタイム スロット」(16 kbit/s) が割り当てられ、最後に、トランスコーダからモバイル スイッチング センター(MSC)に別のタイム スロット (64 kbit/s) が割り当てられます。

MSC では、モデムを使用してアナログ信号に変換できますが、これは通常、MSC から送信されるときにデジタルパルス符号変調(PCM) 信号としてエンコードされます。デジタル信号を総合デジタル通信網(ISDN) データ信号として直接使用し、リモート アクセス サーバーに相当するものに送ることもできます。

高速回線交換データ( HSCSD ) は CSD の拡張機能で、より効率的なチャネル コーディングや複数 (最大 4 つ) のタイムスロットによって、より高いデータ レートを提供するように設計されています。使用するタイムスロットは、1 人のユーザー用に完全に予約されている必要があります。最大 57.6 kbit/s (つまり、4 × 14.4 kbit/s) の転送レートを達成できます。ネットワークが 4 つだけではなく 8 つのスロットの組み合わせを許可している場合は、115 kbit/s にも達します。ネットワークは、HSCSD ユーザーの追加タイムスロットよりも通常の音声通話を優先するように構成されていることが多いため、通話の開始時または通話中のある時点で、ユーザーの要求を完全に満たすことができない可能性があります。

HSCSD の革新は、データ転送にさまざまなエラー訂正方式を使用できることです。GSM で使用されていた元のエラー訂正は、カバレッジの限界で動作するように設計されており、最悪の場合、GSM が処理することになります。つまり、GSM の伝送容量の大部分がエラー訂正コードで占められることになります。HSCSD は、無線リンクの品質に応じて使用できるさまざまなレベルのエラー訂正を提供します。つまり、最良の条件では、CSD では 9.6 kbit/s しか伝送できない単一のタイムスロットで 14.4 kbit/s を伝送できます。つまり、スループットが 50% 向上します。

通常、HSCSD の料金は、ユーザーが接続をアクティブにしていた合計時間に対して、通常の電話通話よりも高い料金 (割り当てられたタイムスロットの数など) で請求されます。このため、多くの GSM ネットワークでは HSCSD は比較的高価であり、通常、価格設定が接続時間ではなく転送データ量に基づくパケット交換型General Packet Radio Service (GPRS) の方が HSCSD よりも一般的になっている理由の 1 つです。

HSCSD ユーザーは接続の割り当てられた帯域幅全体を利用できるという点に加え、GSM システムでは HSCSD は GPRS よりも無線インターフェースの平均遅延が低いという利点もあります。これは、HSCSD 接続のユーザーがパケットを送信するためにネットワークからの許可を待つ必要がないためです。

HSCSD は、パケット データの転送速度がはるかに高い、 GSM Evolution (EDGE) およびUniversal Mobile Telecommunications System (UMTS) システムの Enhanced Data Ratesでも​​オプションとして使用できます。UMTS システムでは、UMTS 無線インターフェイスが高帯域幅、低遅延のパケット接続をサポートするように特別に設計されているため、パケット データに対する HSCSD の利点はさらに低くなります。つまり、この環境で HSCSD を使用する主な理由は、従来のダイヤルアップ システムへのアクセスになります。

HSCSDは1997年に仕様が定められました。^[1] Nokia 6210はHSCSDをサポートしたNokiaの最初の携帯電話でした。

GSM データ伝送は CSD の導入以来進歩しました。

• GPRS ( General Packet Radio Service ) は、HSCSD の約 2 倍の速度で、携帯電話から直接、より効率的なパケットベースのデータ伝送を提供します。
• GSM Evolution (EDGE) (E-GPRS) およびUniversal Mobile Telecommunications System (UMTS)向けの拡張データ レートは、GSM コア ネットワークとの下位互換性を維持しながら、より高いデータ レートを備えた改良された無線インターフェイスを提供します。
• 拡張回線交換データ（ECSD）はGPRS/EDGEと並行して開発された^[2]

一部の地域ではCSDサービスが2Gネットワ​​ーク上で長らく運用され続けてきた。オランダでは通信事業者KPNが2021年にサービスを終了した。^[3]

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