بيانات تبديل الدوائر

في مجال الاتصالات، تُعدّ بيانات التبديل الدائري ( CSD ) (وتُسمى أيضًا بيانات GSM ) الشكل الأصلي لنقل البيانات ، وقد طُوّرت لأنظمة الهواتف المحمولة القائمة على تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA)، مثل نظام الاتصالات المتنقلة العالمي (GSM). وفي السنوات اللاحقة، طُوّرت بيانات التبديل الدائري عالية السرعة ( HSCSD ) لتوفير معدلات نقل بيانات أعلى من بيانات التبديل الدائري التقليدية. بعد عام 2010، توقفت العديد من شركات الاتصالات عن دعم بيانات التبديل الدائري وبيانات التبديل الدائري عالية السرعة، بعد أن حلّت محلها تقنيتا GPRS و EDGE (E-GPRS).

تستخدم تقنية CSD خانة زمنية لاسلكية واحدة لنقل البيانات بسرعة 9.6 كيلوبت/ثانية إلى نظام تحويل شبكة GSM، حيث يمكن توصيلها عبر ما يُعادل مودمًا عاديًا بشبكة الهاتف العامة (PSTN)، مما يسمح بإجراء مكالمات مباشرة إلى أي خدمة اتصال هاتفي . ولضمان التوافق مع الإصدارات السابقة، يدعم معيار IS-95 أيضًا تقنية CDMA لنقل البيانات عبر الدوائر. مع ذلك، وعلى عكس تقنية TDMA، لا توجد خانات زمنية، ويمكن أن تكون جميع أجهزة راديو CDMA نشطة طوال الوقت لتوفير  سرعات نقل بيانات تصل إلى 14.4 كيلوبت/ثانية. ومع تطور تقنية CDMA إلى CDMA2000 و 1xRTT ، انخفض استخدام تقنية IS-95 CDMA لنقل البيانات عبر الدوائر لصالح سرعات نقل البيانات الأسرع المتاحة مع التقنيات الأحدث.

قبل تقنية CSD، كان نقل البيانات عبر أنظمة الهواتف المحمولة يتم باستخدام مودم، إما مدمج في الهاتف أو متصل به. وكانت هذه الأنظمة محدودة بجودة الإشارة الصوتية، حيث  لم تتجاوز سرعة نقل البيانات فيها 2.4 كيلوبت/ثانية. مع إدخال الإرسال الرقمي في أنظمة TDMA مثل GSM، وفرت تقنية CSD وصولاً شبه مباشر إلى الإشارة الرقمية الأساسية، مما أتاح سرعات أعلى. في الوقت نفسه، كان ضغط الصوت الموجه نحو الكلام المستخدم في GSM يعني أن معدلات نقل البيانات باستخدام مودم تقليدي متصل بالهاتف ستكون أقل حتى من تلك المستخدمة في الأنظمة التناظرية القديمة.

تعمل مكالمة CSD بطريقة مشابهة جدًا لمكالمة صوتية عادية في شبكة GSM. يتم تخصيص فترة زمنية لاسلكية واحدة بين الهاتف والمحطة الأساسية . كما يتم تخصيص فترة زمنية فرعية (16  كيلوبت/ثانية) من المحطة الأساسية إلى جهاز فك التشفير ، وأخيرًا،  يتم تخصيص فترة زمنية أخرى (64 كيلوبت/ثانية) من جهاز فك التشفير إلى مركز تحويل الهاتف المحمول (MSC).

في مركز تبديل الرسائل (MSC)، يُمكن استخدام مودم لتحويل الإشارة إلى إشارة تناظرية ، مع العلم أن هذه الإشارة تُشفّر عادةً كإشارة تعديل نبضي رقمي (PCM) عند إرسالها من المركز. كما يُمكن استخدام الإشارة الرقمية مباشرةً كإشارة بيانات لشبكة الخدمات الرقمية المتكاملة (ISDN) وتغذيتها إلى ما يُعادل خادم الوصول عن بُعد .

تُعدّ تقنية نقل البيانات عالية السرعة عبر الدوائر ( HSCSD ) تطويرًا لتقنية نقل البيانات عبر الدوائر (CSD)، وهي مصممة لتوفير معدلات نقل بيانات أعلى من خلال ترميز قنوات أكثر كفاءة و/أو استخدام فترات زمنية متعددة (تصل إلى 4). وتتطلب هذه التقنية حجز جميع الفترات الزمنية المستخدمة لمستخدم واحد. ويمكن الوصول إلى معدل نقل بيانات يصل إلى 57.6  كيلوبت/ثانية (أي 4 × 14.4 كيلوبت/ثانية)، أو حتى 115 كيلوبت/ثانية إذا سمحت الشبكة بدمج 8 فترات زمنية بدلًا من 4 فقط. ومن المحتمل ألا يتمكن المستخدم من تلبية طلبه بالكامل، سواء في بداية المكالمة أو في مرحلة ما أثناءها، نظرًا لأن الشبكة غالبًا ما تكون مُهيأة لإعطاء الأولوية للمكالمات الصوتية العادية على حساب الفترات الزمنية الإضافية المخصصة لمستخدمي HSCSD.  

تتمثل إحدى الابتكارات في نظام HSCSD في إتاحة استخدام طرق مختلفة لتصحيح الأخطاء أثناء نقل البيانات. صُمم نظام تصحيح الأخطاء الأصلي المستخدم في نظام GSM للعمل ضمن حدود التغطية وفي أسوأ الظروف التي يمكن لنظام GSM التعامل معها. هذا يعني أن جزءًا كبيرًا من سعة نقل البيانات في نظام GSM يُستهلك في رموز تصحيح الأخطاء. يوفر نظام HSCSD مستويات مختلفة من تصحيح الأخطاء، والتي يمكن استخدامها وفقًا لجودة وصلة الراديو. هذا يعني أنه في أفضل الظروف،  يمكن نقل 14.4 كيلوبت/ثانية عبر فترة زمنية واحدة، بينما في نظام CSD، لا تتجاوز السرعة 9.6  كيلوبت/ثانية، أي بزيادة قدرها 50% في معدل نقل البيانات.

عادةً ما يُحاسب المستخدم على خدمة HSCSD بسعر أعلى من سعر المكالمات الهاتفية العادية (مثلاً، بناءً على عدد الفترات الزمنية المخصصة) طوال مدة اتصال المستخدم. وهذا ما يجعل HSCSD مكلفة نسبيًا في العديد من شبكات GSM، وهو أحد الأسباب التي جعلت خدمة GPRS (خدمة الراديو العامة للبيانات ) التي تعتمد على تبديل الحزم، والتي تتميز عادةً بأسعار أقل (بناءً على كمية البيانات المنقولة وليس مدة الاتصال)، أكثر شيوعًا من HSCSD.

إلى جانب إتاحة النطاق الترددي الكامل المخصص للاتصال لمستخدم HSCSD، يتميز HSCSD أيضًا في أنظمة GSM بانخفاض متوسط ​​زمن استجابة واجهة الراديو مقارنةً بـ GPRS. ويعود ذلك إلى أن مستخدم اتصال HSCSD لا يحتاج إلى انتظار إذن من الشبكة لإرسال حزمة بيانات.

يُعدّ بروتوكول HSCSD خيارًا متاحًا أيضًا في أنظمة EDGE ( معدلات البيانات المحسّنة لتطور GSM ) و UMTS ( نظام الاتصالات المتنقلة العالمي )، حيث تكون معدلات نقل البيانات عبر الحزم أعلى بكثير. في نظام UMTS، تقلّ مزايا HSCSD مقارنةً بالبيانات عبر الحزم، نظرًا لأن واجهة الراديو في UMTS مصممة خصيصًا لدعم اتصالات الحزم ذات النطاق الترددي العالي وزمن الاستجابة المنخفض. هذا يعني أن السبب الرئيسي لاستخدام HSCSD في هذه البيئة هو إمكانية الوصول إلى أنظمة الاتصال الهاتفي القديمة.

تم تحديد HSCSD في عام 1997. ^{[ 1 ]} كان هاتف Nokia 6210 أول هاتف محمول من نوكيا يدعم HSCSD.

لقد تطورت عملية نقل البيانات عبر نظام GSM منذ إدخال تقنية CSD:

• توفر خدمة الراديو العامة للحزم (GPRS) نقل بيانات أكثر كفاءة قائم على الحزم مباشرة من الهاتف المحمول بسرعات تبلغ ضعف سرعات HSCSD تقريبًا.
• توفر معدلات البيانات المحسنة لتطور GSM (EDGE) ونظام الاتصالات المتنقلة العالمي (UMTS) واجهات راديو محسنة بمعدلات بيانات أعلى، مع الحفاظ على التوافق مع شبكة GSM الأساسية .
• تم تطوير تقنية البيانات المحولة بالدائرة المحسنة (ECSD) جنبًا إلى جنب مع GPRS/EDGE ^{[ 2 ]}

في بعض المناطق، استمرت خدمات CSD بالعمل على شبكات الجيل الثاني لفترة طويلة. وفي هولندا ، أوقفت شركة KPN المشغلة للشبكة الخدمة في عام 2021. ^{[ 3 ]}

• تبديل الدوائر
• النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (GSM)
• خدمة الراديو العامة للحزم (GPRS)
• الهاتف المحمول
• الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA)
• قائمة معدلات نقل البيانات للواجهة