16+
ComputerPrice
НА ГЛАВНУЮ СТАТЬИ НОВОСТИ О НАС




Яндекс цитирования


Версия для печати

Модуль поиска не установлен.

Поколения мобильных стандартов

18.02.2007

Язон

Всем известно, что самая прогрессивная часть человечества (мы с вами) уже находится на пути вступления в эру всемирного информационного общества и основательного улучшения телекоммуникационного сервиса населения. И осуществлено это все с помощью предоставления пакета новых услуг сетей сотовой связи третьего поколения (3G-Third Generation).

Здесь к набору предоставляемых услуг относится не только телефонная цифровая связь, но ещё и высокоскоростной доступ в Интернет, и даже, не поверите, передача видеоизображения (доступная скорость передачи информации для высокоподвижных абонентов достигает 384 Кбит/с, и скорости от 384 Кбит/с до 2 Мбит/с - для фиксированной связи в пределах микросот). А сама беспроводная связь в ближайшее время собирается занять первое место по обслуживанию огромной армии абонентов, оставив далеко позади плетущуюся традиционную проводную телефонию. В связи с этим на мировом телекоммуникационном рынке обещает всё кардинально измениться.

Давайте углубимся в историю мобильных аппаратов и узнаем, как зарождались первые стандарты сотовой связи. Все мы прекрасно знаем, что телефон, как и компьютер, прошел несколько стадий развития. В самом начале он был ящиком с телефонной трубкой. В нем располагалось большое количество деталей, а вес "чемоданчика" достигал десятка килограмм. Потом появились телефоны, похожие на кирпич. Они были поменьше и полегче, но опять-таки содержали много деталей. И только в 90-х годах сотовый телефон стал маленьким карманным устройством, которое мы ассоциируем в настоящее время со словом "мобильник". И всё это осуществилось с помощью разработки нового (на то время) стандарта сотовой связи GSM. Только благодаря введению в сотовую телефонию цифровых технологий удалось уменьшить мощность передатчиков, повысить чувствительность приёмников и достичь высокого качества связи при ничтожно малых размерах самого абонентского устройства - сотового телефона (рис. 1).

История GSM началась в 80-е годы прошлого столетия. В то время страны Европы располагали собственными, отличными друг от друга сетями сотовой связи. Несовместимость стандартов создавала множество проблем, усложняла жизнь операторам и абонентам. Для примера: не было возможности осуществлять автоматический роуминг при перемещении из зоны действия одной сети в зону действия другой. Да и сами мобильные устройства были далеко не универсальными, для определенного типа сотовой связи (а их было предостаточно) нужно было разрабатывать уникальную аппаратуру.

Чтобы создать единый стандарт и правила была создана в 1982 году международная группа по разработке общего стандарта сотовой связи - Groupe Special Mobile или GSM. В 90-м году европейским институтом телекоммуникационных стандартов, который стал обладателем полномочий группы GSM, были опубликованы спецификации "фазы I",а к середине 90-х началась коммерческая эксплуатация самой первой сети этого стандарта. Сегодня GSM является наиболее распространенной системой сотовой связи в мире, а её название расшифровывается следующим образом - Global System for Mobile telecommunications или "глобальная система мобильных телекоммуникаций".

В сотовой связи стандарта GSM используются радиочастоты 800, 900, 1800 или 1900 МГц (трехдиапазонные телефоны при этом могут использоваться в сетях любого из перечисленных частотных диапазонов). В сравнении с аналоговыми стандартами GSM имеет целый ряд преимуществ. Основные из них - применение маломощных передатчиков в абонентских аппаратах и в базовых станциях. Это способствует удешевлению самой аппаратуры, но не сказывается на качестве связи. Кроме того, передача информации в цифровом виде позволяет обеспечить высокую степень конфиденциальности переговоров.

Технология GSM в действительности представляет собой целый набор сложнейших технологических операций. Один из них - это процесс оцифровки и кодирования звука. Так как оцифровка звука требует больших вычислительных ресурсов, то в каждом телефоне (даже самом дешевом) трудится достаточно мощный процессор, который выполняет функции аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей - АЦП и ЦАП.

Далее - это технология многоканального выравнивания. Дело в том, что в диапазоне 900 МГц и выше радиосигнал легко отражается от стен зданий и других препятствий. В итоге телефон получит множество отличающихся по фазе сигналов, из которых выделяет нужный, а остальные игнорирует.

При движении абонента сотовый телефон должен автоматически переходить с частоты на частоту без прерывания сеанса связи. При этом очередная "порция" информации (а весь поток цифровой информации разделяется на "порции" в рамках так называемого тайм слота - временного промежутка) передается по разным частотам.

Следующим единым стандартом является GPRS (General Packet Radio Service - радиопередача данных), который должен был стать переходным этапом к сетям третьего поколения.

GPRS представляет собой надстройку над обычной GSM-сотовой сетью, которая делает возможным передавать данные на более высоких, чем в обыкновенной GSM-сети, скоростях. Если в GSM-сети реально получить максимум 14,4 Кбит/с, то теоретически в GPRS можно достигнуть максимума в 171,2 Кбит/с. GPRS - это система пакетной передачи данных, которая работает аналогично сети Интернет. Весь поток данных отправителя разбивается на отдельные пакеты и затем доставляется получателю, где пакеты объединяются вместе, и совсем необязательно, что все пакеты пойдут по одному маршруту.

Благодаря внедрению стандарта GPRS для сегодняшних сетей GSM, ориентированных в основном на передачу голоса, начнется эра беспроводного информационного бизнеса. GPRS обеспечивает новую, пакетно ориентированную архитектуру сети, которая позволит операторам сотовой связи и другим компаниям предлагать широкий диапазон доходных и ценных услуг своим клиентам. Поскольку мобильная связь все больше становится нормой, у её пользователей растет потребность доступа к информации в режиме реального времени. Глобальная сеть и возможность одновременной передачи данных и голоса делают GPRS полноценным шагом на тропе развития беспроводных коммуникаций.

Нужно заметить, что вот уже несколько лет как на международных выставках перестали рекламировать GSM, а также и другие стандарты сотовых систем 2G. Да и зачем им реклама? Ведь на пороге третье поколение, которое позволяет вступить в эру мобильного прогресса.

Если все-таки попытаться объяснить концепцию перехода к новым услугам систем 3G, то к предоставлению услуг всем операторам и компаниям предлагается идти по двум путям: революционным (путем создания новой телекоммуникационной инфраструктуры) или эволюционным (путем совершенствования уже существующих цифровых сотовых сетей 2G в 2G+ с помощью набора специальных технологий - протокола WAP, стандарта, GPRS и пр.). Так как создание совершенно новой сетевой инфраструктуры - дело довольно дорогое и требующее наличия свободного диапазона радиочастот (это напрямую связано с абонентской емкостью и стоимостью сети), то наиболее приемлемым решением в этой ситуации был вариант о модернизации национальных сотовых сетей. Было решено выделить три дополнительных диапазона для строительства сетей сотовой связи 3G. В связи с этим открываются частоты в диапазонах 800 МГц, 1700 МГц и 2500 МГц. Таким образом, операторы, уже работающие в указанных диапазонах (главным образом это относится к диапазону 800 МГц), потенциально могут не только преобразовывать свои сети 2G в 2G+, но и сразу переходить к сетям следующего поколения.

Наиболее популярным стандартом третьего поколения является CDMA. Как известно, технология CDMA используется не только в перспективных разработках систем сотовой связи 3G, но и в системах 2G в лице систем стандарта IS-95 (ныне работают в диапазонах 800 МГц и 1,9 ГГц), называемого еще cdmaOne, что, по-видимому, должно означать что-то типа "они были первыми".

Вооруженные силы США используют CDMA уже на протяжении десятка лет, и эта беспроводная технология проверена, как не проверяли никакую другую. Многие скептики замолчали, когда узнали о том, что 42 оператора со всех частей света остановили свой выбор именно на технологии CDMA, а 37 ведущих компаний мира приобрели лицензии на производство оборудования. Причем большинство из них принадлежит к гигантам современного телекоммуникационного бизнеса. Сначала интерес к CDMA проявили компании из США и стран Азии, что и сформировало первичный рынок этой технологии.

Чем же выгодно отличается CDMA от других цифровых технологий? Емкость CDMA от 10 до 20 раз выше, чем у аналоговых систем, и в 3-6 раз превышает емкость других цифровых систем. Сети, построенные на ее основе, очень эффективно используют радиочастотный ресурс, благодаря возможности многократного использования одних и тех же частот в сети. Использование CDMA способствует улучшению качества связи, в том числе и за счет практически полного устранения помех. Так называемый "код" служит не только для идентификации разговора того или иного пользователя, но и является одновременно специализированным фильтром, который устраняет искажения и фоновые помехи.

Встроенный алгоритм кодирования делает реальной высокую степень конфиденциальности, а совершенный метод коррекции ошибок позволяет очень эффективно бороться с многолучевым распространением сигнала. Это свойство дает дополнительные преимущества CDMA в условиях местности, где преобладают горы, или городов с высокими зданиями.

По характеристикам качества передачи речи параметры CDMA сопоставимы с качеством проводных каналов.

Поскольку по каналам CDMA передается не только голос, но и цифровая информация, особую ценность имеет отсутствие в ней помех. Если обыкновенный пользователь безразличен к тому, звучит ли его голос при телефонном разговоре с безупречной чистотой или с небольшими помехами, то ошибки, допущенные при передаче файлов, могут нарушить, например, целостность корпоративной базы данных. CDMA предоставляет дополнительный сервис, обеспечивая одновременную передачу голоса и факса по одному каналу. В технологии CDMA реализованы оригинальные алгоритмы упаковки данных для большей скорости их передачи.

В настоящее время основную конкуренцию CDMA составляет стандарт WCDMA. Что же это такое?

WCDMA - это технология радиоинтерфейса, которую предпочли большинство операторов сотовой связи Японии и (в январе 1988 года) институт ETSI European Telecommunications Standards Institute для обеспечения широкополосного радиодоступа с целью поддержки услуг 3G третьего поколения. WCDMA-технология оптимизирована для предоставления высокоскоростных мультимедийных услуг типа видео, доступа в Интернет и видеоконференций; позволяет достигать скорости доступа вплоть до 2 Мбит/с на коротких расстояниях и 384 Кбит/с на больших с полной мобильностью (подвижностью). Такие величины скорости передачи данных требуют широкой полосы частот, посему ширина полосы WCDMA составляет 5 Мгц. Технология может быть добавлена к существующим сетям GSM и PDC, что делает стандарт WCDMA наиболее перспективным с точки зрения использования сетевых ресурсов и глобальной совместимости. Число абонентов сетей сотовой связи 3G стандарта WCDMA в мире увеличилось в 2004 г. до 16,26 млн. об этом сообщается в докладе международной ассоциации Global mobile Suppliers Association GSA. По состоянию на конец 2003 года в мире насчитывалось 2,68 млн. абонентов сетей WCDMA. Таким образом, за 2004 год их количество выросло более чем в 5 раз. По доступным данным GSA, в настоящее время в коммерческой эксплуатации находятся 64 сети WCDMA в 31 стране мира. Еще 9 сетей находятся в опытной эксплуатации. Всего выдано 129 лицензий в 43 странах на предоставление услуг сотовой связи в стандарте WCDMA. В докладе также сообщается, что 43 оператора сотовой связи в 32 странах сейчас предоставляют услуги на базе технологии EDGE, а 123 оператора сетей GSM GPRS в 72 странах намерены внедрить эту технологию.

Ещё двумя конкурентоспособными стандартами являются TD-SCDMA и WiMAX.

TD-SCDMA имеет много преимуществ перед другими стандартами связи третьего поколения. Он характеризуется не только высокой пропускной способностью, которая отвечает требованиям для передачи видео и аудио с помощью потоков, но и дешевизна инфраструктуры для развертывания сетей.

В августе текущего года компании Alcatel Shanghai Bell и Datang Mobile сообщили о завершении предварительных тестовых испытаний стандарта и объявили о готовности к развертыванию сотовой сети TD-SCDMA на территории КНР. В октябре стало известно, что первые мобильные телефоны для работы в этих сетях появятся на рынке в конце 2006 года, причем среди поставщиков таких трубок упоминается компания Samsung.

Основные препятствия на пути развития радиодоступа - это несовместимость оборудования различных производителей и его высокая стоимость - более $1000 за устройство. Именно для решения этих проблем и создавался консорциум WiMAX. Однако если сейчас базовая станция и клиентское устройство стоят примерно одинаково, то распространение WiMAX, скорее всего, приведет к тому, что базовая станция будет постепенно дорожать, а клиентский терминал - дешеветь. То есть возникнет ситуация, которая сейчас наблюдается в мобильной связи, где базовая станция очень дорогая, а мобильный телефон стоит несколько сотен долларов. Фактически WiMAX - это будущий конкурент мобильной связи третьего поколения, которая сейчас развивается не очень активно. Представители ABI Research поведали о своих оптимистичных прогнозах роста рынка мобильной связи. По данным специалистов, подписка на сервисы третьего поколения (3G), включая CDMA, принесет операторам $285 млн. до конца 2006 года! При этом поставки 3G-аппаратов перевалят за 300 млн. штук.

Сейчас на рынке постепенно начинает набирать обороты WCDMA, который к 2012 году победит CDMA, хотя выкидывать с колеи борьбы этот формат связи всё же не стоит, так как он остаётся наиболее эффективным решением для большинства потребителей. Конкурирующий TD-SCDMA тоже пока не стал достаточно потребляемым среди абонентов в Китае, но многие компании, включая Datang Mobile, уже вовсю готовят гибридное решение TD-SCDMA/HSDPA. Не забудем и о WiMAX, у которого также имеются хорошие шансы на успех.

Таким образом, на мировом телекоммуникационном рынке всё меняется каждый день, и что получится в итоге на определенный момент, пока можно только предполагать.



статьи
статьи
 / 
новости
новости
 / 
контакты
контакты