14 лет назад 28 марта 2005 в 17:45 61

Новые технологии третьего поколения мобильной связи обошлись в миллиарды долларов поставщикам услуг, а абонентам пришлось раскошелиться на дорогие телефоны и многочисленные сервисы. Когда 3G все-таки доберется в наши края, платить начнем и мы. Только перед этим хотелось бы узнать: а, собственно, за что?

КАК НА ЭТОМ НАГРЕВАЛИ РУКИ
Британский оператор O2 запустил первую в Европе тестовую 3G-сеть на острове Мэн, устроив там нечто вроде испытательного полигона. Так вот, господа, которым довелось тестировать новую связь, в свое время шутили: “мобильники третьего поколения хороши, чтобы руки греть – здоровые и сильно нагреваются”.

За несколько лет, которые прошли с тех пор, изменилось многое. Постепенно производители оборудования дотянулись до той технологической планки, которую им поставили разработчики стандарта. Однако загвоздка продвижения 3G оказалась не столько в технике, сколько в людях, которые не готовы отдавать свои деньги непонятно за что.

Дело в том, что третье поколение мобильной связи ориентировано отнюдь не на экономных. Начало этому было положено еще при распродаже лицензий для мобильных операторов. В Европе они уходили просто за космические деньги: например их суммарная стоимость в Германии была в районе $46 млрд., в Британии – $35 млрд. И это только за лицензии, а ведь операторам еще предстоит построить и саму сеть… Возмещать убытки придется конечным пользователям, больше некому.

ПЯТЬ СТАНДАРТОВ ПОД ОДНИМ ИМЕНЕМ
3G изначально был разработан Международным союзом электросвязи (ITU, www.itu.int) и носит название IMT-2000 (www.itu.int/osg/imt-project/). Несмотря на амбициозные планы ITU, привести всю мобильную связь к общему знаменателю так и не получилось. Причин тому много, одна из главных – мощнейшее лоббирование со стороны заинтересованных компаний и государств.
3G объединил под своим именем пять стандартов:

1. UMTS (www.umts-forum.com)
2. CDMA2000 (www.cdg.org)
3. TD-SCDMA (www.tdscdma-forum.org)
4. DECT
5. UWC-136

В рамках третьего поколения наибольшее распространение в мире получили первые два стандарта. Это обусловлено тем, что Европа не желала отказываться от развития GSM, а США – от CDMAOne. Но есть еще и третий путь, которым пошел Китай. На своей территории он продвигает собственную разработку, и благодаря численности китайцев TD-SCDMA тоже может в будущем претендовать на титул массового стандарта. Определенный интерес представляет стандарт UWC-136 (более известный как EDGE). Он нацелен на увеличение скоростей передачи данных в сетях GSM.

ЭВОЛЮЦИЯ CDMA
Переход с 2G на 3G – явление нелинейное, в процессе перехода операторы могут перескакивать некоторые этапы, поэтому нарисовать однозначную схему не получится. В общих чертах эволюционный путь CDMA выглядит так: CDMAone IS-95A > CDMAone IS-95B > CDMA2000 1x > CDMA2000 1x EV-DO > CDMA2000 1x EV-DV.

Согласно документам IMT-2000 сеть, построенная на основе CDMA2000 1x и выше, принадлежит к классу 3G. Первый этап должен обеспечивать максимальную скорость передачи данных в 153 кбит/с. Большим плюсом CDMA2000 1x является то, что сеть можно развернуть без кардинальной перестройки предыдущей, построенной на базе CDMAOne. Кроме того, в CDMA2000 1x увеличена абонентская емкость, что позволяет одной станции обслуживать одновременно большее количество пользователей.

В России наибольшее распространение получил стандарт CDMA2000 1x 450 (более известный как CDMA450). Это бюджетное решение позволяет в какой-то мере приобщится к 3G с минимальными потерями. Использование низкочастотного диапазона в 450 МГц увеличивает площадь покрытия базовыми станциями по сравнению с более высокочастотными диапазонами в 800-900 МГц. При сопоставлении с разбросом частот 1885-2025 MГц, предусмотренном для 3G, выигрыш в площади покрытия оказывается еще ощутимее.

Впрочем, полноценное развитие третьего поколения связи в России тормозится не только из-за недостаточного количества денег у операторов: дело в том, что Мининформсвязь планирует начать выдачу лицензий на 3G не ранее 2006 года. И все же попробуем заглянуть в будущее, которое рано или поздно наступит и у нас.
Логическим продолжением CDMA2000 1x является CDMA2000 1x EV-DO. Главное его отличие состоит в том, что стандарт не предусматривает передачи голоса. Буквы в названии расшифровываются как Evolution (EV) и Data-Only (DO). По сравнению с CDMA2000 1x стандарт EV-DO предполагает трехкратное наращивание мощности канала. Мобильный телефон под его руководством работает по следующей схеме: одновременно производится поиск сети 1x и EV-DO, передача голоса происходит через 1x, а данных – посредством EV-DO.

Наконец, на завершающем этапе планируется внедрить CDMA2000 1x EV-DV. Скорость передачи данных в новом стандарте возрастет до 3 Мбит/с. А аббревиатура DV (Data-Voice) в его названии говорит о том, что он предусматривает и передачу голоса.

НА ПУТИ К UMTS
Что касается более близкого и привычного стандарта GSM, то с ним дела обстоят следующим образом. Для создания сети, отвечающей требованиям 3G, существующие коммуникации необходимо оснастить дополнительным оборудованием. Кроме того, придется повысить плотность базовых станций, поскольку зона покрытия UMTS меньше, чем GSM.

В соответствии с IMT-2000 стандарт UMTS использует широкополосный CDMA-интерфейс или Wideband CDMA (W-CDMA). Не может не радовать тот факт, что при внедрении UMTS работоспособность клиентского GSM-оборудования сохраняется. В свою очередь телефоны, “заточенные” под 3G, тоже смогут работать в GSM-сетях, просто часть сервисов будет недоступна и скорость интернета будет ниже.

А теперь с теми же оговорками что и в случае с CDMA представим примерную схему перехода к 3G: GSM > GPRS > EDGE > UMTS.

Большинство операторов мобильной связи уже внедрили GPRS. Данную технологию принято называть 2.5G – тем самым подчеркивается, что это некий промежуточный этап. GPRS не связан с передачей речи и отвечает только за пакетную передачу данных. Технология не требует выделения новых каналов связи, позволяя использовать короткие временные интервалы тех каналов, которые уже работают для передачи голоса.

Любой выделенный канал разделен на восемь временных интервалов, каждый из которых позволяет передавать данные с максимальной скоростью 13,4 кбит/с. На практике один из таких интервалов резервируется для передачи управляющих данных, еще два – для передачи голосовых данных. Так что расчетная скорость на каждый канал в сетях GPRS будет варьироваться в рамках 64 – 108 кбит/с. Современным пользователям этого уже явно не хватает, поэтому было найдено новое решение – EDGE (Enhanced Data GSM Environment).

EDGE позволит операторам GSM предложить абонентам более высокие скорости. Предполагается, что операторы GSM смогут предоставлять услуги EDGE по относительно низким ценам, поскольку для этого им понадобится осуществить лишь небольшие изменения в программном обеспечении и сетевом оборудовании. Добиться такого броска вперед удалось благодаря тому, что в основу EDGE заложен новый метод модуляции, который позволяет поднять скорость передачи до 48 кбит/с на один временной интервал (против 13,4 кбит/с у GPRS). В результате при использовании восьми временных интервалов можно достичь теоретической скорости передачи 384 кбит/с. Стандарт EDGE предусматривает два этапа своего развития: о первом мы только что упомянули, а второй будет включать в себя переход к технологии “голос через IP” (VoIP).

В 2005 году опробовать новую технологию решились российские операторы “Мегафон” и “Би Лайн”. Внедрение EDGE можно назвать последним шагом на пути к UMTS. Ошибочно, впрочем, полагать, что стандарт UMTS сформирован окончательно. Он постоянно развивается – уже состоялись четыре релиза технологии. Самый первый рабочий набор спецификаций, Release 99, представлял собой согласованный пакет стандартов для создания аппаратуры и соответствующего программного обеспечения. В марте 2001 года был окончательно сформирован Release 4.

В феврале 2002 года на Конгрессе GSM в Каннах уже демонстрировались первые совместимые с Release 4 продукты. А в октябре Nokia и итальянская Vodafone Omnitel осуществили первый в мире звонок VoIP в совместимой с Release 4 сети, в которой и голосовые звонки и запросы данных транспортируются по IP.

В марте 2002 года вышла последняя редакция Release 5. Гарантированное качество обслуживания, немедленный обмен сообщениями, HSDPA, радиосеть на базе IP — вот краткий перечень его новинок. Последнее, между прочим, означает, что голос от трубки к трубке будет передаваться не по сети с коммутацией каналов, а по IP-сети – грядет эпоха сотовой IP-телефонии.
В настоящее время идет работа над Release 6, который будет включать в себя мультимедийное широковещание, push-сервисы, беспроводные локальные сети, распознавание речи.

СКОРОСТНОЙ РЕЖИМ
На вторую половину 2005 года намечен запуск коммерческих сетей, поддерживающих Release 5, с технологией высокоскоростной передачи данных HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Как ожидается, HSDPA позволит повысить эффективность сетей сотовой связи и довести скорость до 14 Мбит/с. Motorola обнародовала данные первых испытаний технологии HSDPA, проведенных совместно с пятью европейскими операторами. В рамках полевых испытаний одного модуля HSDPA была зарегистрирована передача данных на 2.9 Мбит/c.

Кстати – о скоростях. На сегодняшний день 3G предлагает следующие цифры:
– 2 Мбит/с при неподвижности абонента или локальной зоне покрытия;
– 384 кбит/с для пешеходов (до 2 км/ч) или в пределах города;
– 144 кбит/с при широкой зоне покрытия;
– при спутниковой связи (глобальная зона покрытия) никаких постоянных значений не обещано.

Необходимо оговориться по поводу приведенных данных. Согласно IMT-2000 заветные 2 Мбит/с – это скорость для входящих пакетов, на исходящие остается все те же 144 кбит/с. Конечно, когда речь идет о серфинге в интернете или работе с электронной почтой особых проблем при этом не возникнет, однако прямая видеосвязь телефон-телефон способна поставить на колени заявленные 144 кбит/с. В общем, вывод такой: скорости, как и денег, никогда не бывает много.

СЕРВИС НА ЧАСТОТЕ
Как мы уже отмечали, в новом стандарте приоритетным направлением развития технологии стала передача данных. Согласно концепции data-ориентированности современный телефон должен обрастать новыми сервисами, как новогодняя елка – игрушками. Вот какие услуги предлагает нам третье поколение мобильной связи уже сегодня.

– Глобальный роуминг.
– Массмедиа. Включает потоковое видео или загрузку аудио- и видеоконтента, такого как трансляции спортивных игр, новости, клипы, трейлеры к художественным фильмам.
– Услуги, основанные на местоположении абонента. Всевозможные карты и путеводители, ориентация в незнакомом месте, обеспечение безопасности (защита от угона или вызов милиции во время нападения).
– Загрузка приложений. Беспроводная загрузка программ для мобильного телефона. Это могут быть как игры, так и полезные программки вроде проигрывателей медиа, тоновых диалеров и др.
– Обмен сообщениями. Вариации на тему Instant Messaging и MMS (Multimedia Messaging Services), сообщения могут включать фото- и видеоинформацию.
– Видеоконференция. Позволяет двум или более пользователям совершать виртуальную встречу. Абоненты могут слышать и видеть друг друга в реальном времени. При слабом “коннекте” мобильный телефон может показывать периодически сменяемую картинку.
– Доступ к интернету и e-mail.
– IP-телефония.
– Мобильная электронная коммерция. Например, оплата билетов, товаров и услуг, поиск и выбор продукции.

Знаете, как расшифровывают аббревиатуру 3G скептики? Girls, Games, Gambling – то есть девочки, игры, азартные развлечения. И доля правды, безусловно, в этом есть.

ГОНКА НА ОТСТАВАНИЕ
Когда пыл вокруг 3G поутих, все принялись за работу. И хотя сети третьего поколения строить оказалось дорого, деваться было некуда. Никто из операторов мобильной связи не хотел оказаться на обочине, и началась гонка, у которой было единственное правило – не отставать: кто отстал, тот проиграл навсегда.

Страх оказаться позади заставляет компании вкладывать колоссальные средства в построение коммуникаций третьего поколения. Благодаря этому сегодня 3G пользуются около 178 млн. человек. Из них подавляющее большинство использует CDMA2000 1x (155 млн.). Вторым по популярности является CDMA2000 1x EV-DO (12 млн.), последним в семействе идет CDMA2000 450 (1 млн.). Пользователей UMTS пока насчитывается порядка 14 млн.

В этом мобильном забеге Европа и Америка занимают отнюдь не лидирующие позиции. Первенство в распространении CDMA2000 принадлежит Северной Корее, а Япония опережает конкурентов в развитии UMTS. В связи с этим вспоминается рекламный слоган одной японской компании: “Солнце встает не на Западе”. Третье поколение, похоже, тоже.

Восточная хитрость
Во второй половине 2005 года МТС планирует начать использование технологии i-mode. По всей Европе десятки операторов уже сделали то же самое. Общее число пользователей i-mode в мире достигает почти 45 млн., делая его самым популярным видом мобильного интернета. А начиналось все с Японии, где в 1999 году никто не мог предположить, что зарождающаяся технология станет таким грозным конкурентом и начнет вытеснять WAP с экранов мобильных телефонов. Впрочем, WAP нисколько не жалко: что технология-то, честно говоря, убогая. Изначально ориентированный на бизнес-аудиторию WAP был слишком неудобным, чтобы стать популярным. Да, именно “был”, потому что i-mode быстро захватывает европейский рынок.

Хитрые японцы в самом начале ориентировали i-mode на массовое использование и на цветные дисплеи телефонов. В итоге получилось удобно и красиво. В портал i-mode включены сотни компаний, предоставляющие широкий спектр мобильных услуг в реальном времени. При этом пользователям доступны новости, прогноз погоды, финансовая информация, игры, а также просмотр десятков тысяч сайтов. I-mode использует язык cHTML (compact HTML), который представляет собой подмножество обычного HTML (в отличие от того же WML для WAP, который существенно отличался от HTML). Таким образом, разработчикам сайтов не надо больше делать две версии (одну для интернет-пользователей, другую для WAP), можно создать страницу на cHTML и ее смогут просмотреть все. Средний объем страницы i-mode составляет около 5 кб.

Телефоны с поддержкой i-mode умеют работать с электронной почтой. Пользователь системы может отправлять сообщения на любой почтовый адрес. Но здесь есть свои ограничения: длина почтового сообщения i-mode ограничена 500 символами латиницы. Если лимит превышен, сообщение обрезается системой, и пользователь получает укороченное послание вместе с предупреждением о том, что часть информации была утеряна.

Кроме этого, на телефонах можно выполнять специальные Java-апплеты (услуга называется i-appli). Таким образом можно создавать динамические приложения – к примеру, задавать правила установки будильника в соответствии с полученным прогнозом погоды. Имеется возможность шифрования трафика при помощи 128-битного SSL. Скорость получения данных в i-mode для сетей 2G составляет 9,6 кбит/с. I-mode для 3G гораздо быстрее: скорость приема данных – до 384 кбит/с (обычно порядка 200 кбит/с), максимальная скорость передачи – 64 кбит/с.

Данные i-mode транслируются между шлюзом оператора мобильной связи и телефонами методом пакетной передачи. Платежи пользователя оцениваются в соответствии с числом переданных пакетов данных (по трафику), а не на основании времени соединения.

td-scdma
Стандарт TD-SCDMA был разработан группой китайских компаний (при участии Siemens). Причиной того, что правительство Китая не пожелало принимать один из двух наиболее распространенных стандартов (CDMA2000 или UMTS), стало нежелание упускать собственный рынок. Опасаясь экспансии западных компаний, для которых густонаселенный Китай является лакомым куском, правительство рекомендовало TD-SCDMA для использования операторами сотовой связи на своей территории. Несмотря на то что проведенные тесты трех 3G-технологий пока были не в пользу TD-SCDMA, этот стандарт считается перспективным.

Аббревиатура TD-SCDMA обозначает Time Division Synchronous CDMA, то есть CDMA с синхронным разделением по времени и частоте. На первый взгляд кажется, что одно противоречит другому. На самом же деле этот стандарт использует для передачи данных кодовое разделение, как и следует CDMA, а по времени разносятся входящий и исходящий каналы. Это позволяет рациональнее применять имеющиеся ресурсы и гибко перераспределять их между входящим и исходящим трафиком в соответствии с потребностями пользователя. Проблемой TD-SCDMA является отсутствие нормальных телефонов, поддерживающих данную технологию.

Мобильный телохранитель
В Москве есть интересная услуга, основанная на применении мобильных технологий. Суть ее состоит в следующем. Если вам угрожает опасность, вы нажимаете кнопку своего мобильного телефона, запрограммированную на звонок или отправку SMS-сообщения на специальный номер. Через несколько минут на адрес, указанный вами ранее (при подключении) или названный вами после установления голосового соединения, прибывает вооруженный наряд милиции.

Иными словами, нарвавшись на неприятности, вы незаметно нажимаете кнопку своего телефона, как бы случайно упоминаете адрес, по которому в данный момент находитесь, и пытаетесь продержаться пару минут до прибытия подкрепления. А если ваш аппарат оснащен встроенным приемником GPS, то говорить ничего не нужно – вас вычислят и так. Аналогичная ситуация будет при использовании 3G сетей – компетентные органы без труда смогут определить ваше местоположение.
Адрес сайта, на котором вы сможете разузнать подробнее о данной услуге: www.08911.ru.

Generation 3 в мире

Страна CDMA2000 1x CDMA2000 1xEV-DO UMTS/WCDMA
Северная Корея Октябрь 2000 г. Январь 2002 г. –
США Декабрь 2001 г. Октябрь 2003 г. Июль 2004 г.
Япония Апрель 2002 г. Ноября 2003 г. Октябрь 2001 г.
Канада Февраль 2002 г. – –
Индия Ноябрь 2002 г. – –
Россия Декабрь 2002 г. – –
Китай Март 2003 г. – –
Молдова Сентябрь 2003 г. – –
Беларусь Февраль 2003 г. – –
Казахстан Декабрь 2003 г. – –
Израиль Сентябрь 2002 г. Сентябрь 2004 г. Июнь 2004 г.
Австралия Декабрь 2002 г. Октябрь 2004 г. Апрель 2003 г.
Великобритания Октябрь 2003 г. – Март 2003 г.
Италия – – Март 2003 г.
Австрия – – Апрель 2003 г.
Швеция – – Май 2003 г.
Дания – – Октябрь 2003 г.
Словения – – Февраль 2004 г.
Португалия – – Апрель 2004 г.
Германия – – Май 2004 г.
Испания – – Май 2004 г.
Нидерланды – – Июнь 2004 г.
Франция – – Июнь 2004 г.
Ирландия – – Июнь 2004 г.
Швейцария – – Сентябрь 2004 г.
Финляндия – – Октябрь 2004 г.
Чехия – Август 2004 г. –

Глоссарий
– 3G (Generation 3) – третье поколение мобильной связи. В некоторых источниках термин употребляется как G3.
– GPRS (General Packet Radio Service) – пакетная радиосвязь общего назначения.
– IMT-2000 (International Mobile Telecommunications) – международная система мобильной связи. Цифра 2000 обозначает год начала тестирования и используемый частотный диапазон – 2 ГГц.
– GSM (Global System for Mobile Communications) – глобальная система связи с подвижными объектами.
– EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) – улучшенная скорость передачи данных для GSM.
– CDMA (Code Division Multiple Access) – система множественного доступа с кодовым разделением.
– WCDMA (Wideband CDMA) – широкополосный CDMA.
– UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) – универсальная система мобильных телекоммуникаций.
– TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA) – CDMA с синхронным кодово-временным разделением каналов.
– HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) – высокоскоростная пакетная передача данных.
– DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) – цифровая улучшенная беспроводная связь.
– WML (Wireless Markup Language) – язык разметки для работы в интернете беспроводных устройств WAP.