|
|
  |
Главная страница / Архитектура отрасли CDMA 450 в РоссииКак известно, спрос рождает предложение, сей постулат применим и к рынку средств коммуникаций. В ответ на потребность людей в мобильной связи, которая могла бы стать альтернативой связи фиксированной, появились стандарты, а затем и оборудование, позволяющее удовлетворить эти требования. При разработке таких стандартов акцент был сделан на передачу голоса, то есть телефон предназначался исключительно для разговора. Однако сегодня, при переходе к 3G, все больше и больше востребованы неголосовые услуги. Аналитики прогнозируют в этой ситуации хорошие перспективы стандарту CDMA, который все активнее промоутируется в России как мобильная связь нового поколения. Первое поколение сотовой связи Для того чтобы более точно определить место и возможности каждого из стандартов мобильной связи на рынке, обратимся к истории. Как же родились и эволюционировали стандарты? «Первыми ласточками» стали такие стандарты мобильной связи, как скандинавский NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) – диапазон 450 МГц, американский AMPS (Advanced Mobile Phone System) – 800 МГц и предложенный англичанами TACS (Total Access Communications System) – 900 МГц. Собственные стандарты были разработаны во многих других странах, однако наиболее широкое распространение получили NMT и AMPS. Именно их принято относить к первому поколению технологий сотовой связи. Характерной чертой всех аналоговых стандартов является использование частотной или фазовой модуляции, поэтому они имеют ряд недостатков, например, беззащитность перед прослушиванием и невозможность исключить «замирание» сигналов. В стандартах применяется метод множественного доступа с разделением каналов по частоте (FDMA – Frequency Division Multiple Access). Например, для стандарта NMT ширина одного канала составляет 25 кГц, что стало причиной одного из основных недостатков таких систем: неэффективное использование частотного спектра и, соответственно, низкая емкость сети. Переход к «цифре» – второе поколение Однако человечество не стоит на месте, и уже вскоре после появления первого поколения появились стандарты: GSM (Global System for Mobile Communications) для диапазонов 900, 1800 и 1900 МГц, наиболее распространенные сегодня; D-AMPS (Digital AMPS), который был переименован в TDMA IS-136 для диапазонов 800 и 1900 МГц (особенно популярный в США). Появился и стандарт с кодовым разделением (CDMA – Code Division Multiple Access) cdmaOne (IS-95A), использующий диапазон частот 824–899 МГц. Конечно, были и другие, но, ввиду широкого использования и перспективности, для нас представляют интерес именно указанные стандарты. Все они имеют целый ряд других нововведений: более высокую эффективность использования частотного ресурса и емкость сетей, улучшенное качество передачи голоса, защищенность и низкоскоростную передачу данных. Таким образом, ключевое отличие состоит в способе передачи речи – аналоговый или цифровой. Чт и прежде, сети не были ориентированы на нее и допускали лишь низкоскоростную пересылку. Внедрение систем второго поколения началось в 1992 г., и уже в 1997 г. абонентская база цифровых сетей превысила абонентскую базу аналоговых. Ориентация на передачу данных – 2,5G Следующим требованием рынка стала передача данных. Конечно, она была возможна и ранее, но о комфортной работе в сети не могло быть и речи. Тот факт, что при разработке ставилась цель передачи голоса, а не скоростная передача данных, говорит сам за себя. Разработчикам и тут удалось довольно быстро найти удачное решение. Это была надстройка, позволяющая передавать данные со скоростью не ниже, чем при коммутируемом доступе. Технология, внедряемая в сети GSM, предполагает пакетную передачу данных и носит название GPRS (Global Packet Radio Service). Если при передаче речи используется один тайм-слот частотного канала, то технология GPRS позволяет передавать данные, используя несколько тайм-слотов (до восьми, т. е. весь частотный канал), благодаря чему и достигается более высокая скорость передачи. Однако внимательный читатель заметил, что GPRS занимает несколько тайм-слотов, что, естественно, снижает емкость сети. На самом деле передача данных имеет более низкий приоритет в сравнении с передачей голоса и использует лишь «свободные» тайм-слоты, которые занимаются только на момент передачи данных. В остальное время тайм-слоты остаются свободными, более того, даже те из них, что заняты передачей данных, при запросе других абонентов на разговор освобождаются. На основе GPRS работают такие сервисы, как MMS, WAP GPRS и др. Для доступа в Интернет с компьютера можно использовать мобильный телефон с поддержкой GPRS. В отличие от обычного модема, при таком подключении абонент сохраняет возможность принять или совершить голосовой вызов. Появились и отдельные GPRS-модемы: устройства, подключаемые непосредственно к ноутбуку или КПК, через которые осуществляется доступ в сеть. Тарификация доступа в сеть посредством GPRS производится не по времени, а по трафику, то есть по количеству переданной и полученной информации, что более интересно для пользователя. Преимущества кодового деления каналов Чтобы понять сущность развивающихся технологий третьего поколения, сравним ее с существовавшими ранее. Сотовая связь первого поколения использует, как мы уже упоминали ранее, технологию множественного доступа с разделением каналов по частоте. В пределах одной соты каждую частоту использует только один абонент, а разные абоненты, соответственно, используют разные частоты. Каждый пользователь при разговоре занимает два частотных канала (один для передачи и один для приема). Технологии второго поколения, как правило, используют множественный доступ с разделением по времени, когда одна частота используется несколькими абонентами, каждому из которых выделен временной слот (например, в GSM одна частота делится на восемь тайм-слотов). Поскольку частотный ресурс тендентов на частоты с каждым днем увеличивается, то проблема эффективного использования спектра стала в последние годы крайне актуальной. Переход к множественному доступу с кодовым разделением, а именно это кроется за аббревиатурой CDMA (Code Division Multiple Access), позволяет использовать частоты значительно эффективнее, чем во всех предыдущих методах. Достигается это путем разделения абонентов, использующих одну общую полосу частот, при помощи специального кодирования. Как и многие используемые сегодня технологии, CDMA разрабатывалась для военных нужд и, благодаря множеству «плюсов», пришла в коммерческую связь. Технология изначально является цифровой: ориентирована на передачу данных и позволяет обеспечивать достаточно высокое качество передачи голоса, снижая при этом мощность сигнала, что, безусловно, не только менее вредно для человека, но и положительно сказывается на времени работы от аккумулятора без подзарядки. Продвижению стандарта в жизнь должны способствовать бо’льшая конфиденциальность и надежность связи при одновременном снижении стоимости, как оборудования, так и эфирного времени. Переход к третьему поколению сотовой связи Идея всеобщего роуминга стала одной из ключевых в развитии новых систем связи. Ее реализация позволит абонентам, используя один телефонный аппарат, точнее, терминал, оставаться на связи везде, где есть зона покрытия любого стандарта третьего поколения. Третье поколение сотовой связи предполагает высокие скорости передачи данных. Стандарты IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000), принятые Международным союзом электросвязи (ITU), определяют мобильную связь третьего поколения как интегрированную сеть, позволяющую передавать данные со следующими скоростями: для неподвижных объектов, находящихся на небольших расстояниях, со скоростью 2,048 Мбит/с, для объектов с низкой мобильностью (скорость движения до 3 км/ч) – 384 кбит/с и для абонентов с высокой мобильностью (скорость движения до 120 км/ч) – 144 кбит/с. Чтобы сократить список поддерживаемых интерфейсов для систем третьего поколения и осуществить всеобщий переход к IMT-2000, предлагается использовать всего пять интерфейсов радиосвязи, использующих различные методы дуплексной передачи – с разделением по частоте, по времени и по коду: • с частотным и одновременно с кодовым разделением разработан стандарт IMT-FT (Frequency/Code Division-Duplex). Сфера применения – бытовые телефоны; • с разделением по времени IMT-SC или UWC-136: (Universal Wireless Communications – универсальные мобильные коммуникации). Стандарт разработан для упрощения перехода операторов, работающих в стандарте DAMPS/TDMA IS-136, к третьему поколению; • с разделением по времени и коду IMT-TC или TD-SCDMA дуплекс основывается на временном разделении (Time-Division-Duplex); • с кодовым разделением: IMT-MC или CDMA2000 – дуплекс основан на частотном разделении. Передача сигналов происходит на нескольких несущих частотах одновремензложена на 3GPP. Изначально CDMA2000 1X регламентирует максимальную скорость передачи данных до 153,6 кбит/с, но усовершенствование CDMA2000 1xEV-DO позволяет повысить скорость до 2,4 Мбит/с и считать стандарт полноценным 3G. Миграция на стандарт IMT-MC или CDMA2000 наиболее актуальна сегодня для операторов NMT. Первая сеть на основе CDMA2000 начала свою работу первого октября 2000 г. в Южной Корее. Сегодня сети, использующие этот стандарт, запущены в Корее, России, Беларуси, США, Бразилии, Канаде, Японии, Румынии и других странах; • широкополосный множественный доступ с кодовым разделением IMT-DS или W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Стандарт основан на дуплексе с частотным разделением. Разработкой занимается также 3GPP. Первая сеть этого стандарта была запущена через год после сети IMT-MC – в октябре 2001 г. в Японии. NTT DOCOMO тогда мигрировал со стандарта PDC. Если рассмотреть перспективы развития стандарта W-CDMA в России, то возможен переход со стандарта GSM на UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). Операторы GSM уже активно работают в этом направлении. Переход на UMTS можно считать начавшимся с появления услуг на основе пакетной пересылки данных – GPRS (General Packet Radio Service). Шагом, предшествующим UMTS, будет внедрение технологии EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution), ожидаемое в нашей стране уже в текущем году. Кстати, первая сеть W-CDMA была запущена более года назад – 3 марта 2003 г. в Великобритании. Как видим, принципиальное отличие третьего поколения от предыдущих состоит в возможности предоставления различных форм передачи информации. Например, реальны не только передача речи, но и работа с интернет-приложениями, симметричная и асимметричная высокоскоростная передача данных, работа как в режиме коммутации каналов, так и в режиме коммутации пакетов. Третье поколение сотовой связи в России: IMT-MC 450 В России, с ее огромными территориями, развитие сотовой связи, использующей высокие частоты, экономически неоправданно, поскольку сигнал более высокой частоты сильнее подвержен затуханию. Для необъятных просторов нашей Родины выгоднее использовать стандарты, работающие в нижней части спектра. Был выбран стандарт IMT-MC 450, использующий множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), в диапазоне 450 МГц. Официально IMT-MC 450 получил статус федерального стандарта в России в 2002 г. Данный стандарт предназначен для систем, работающих в диапазоне 450 МГц, и включает в себя CDMA2000 1X, CDMA2000 1xEV-DO и CDMA2000 1xEV-DV. Из них для практического использования сегодня доступны два – CDMA2000 1X и CDMA2000 1xEV-DO. Среди преимуществ стандарта CDMA450 можно выделить следующие: • высокая спектральная эффективность, достигаемая благодаря кодовому разделению каналов; • возможность высокоскоростной передачи данных и высококачественной передачи голоса; • большая зона охвата, обеспечивающая соединение на более значительном расстоянии, чем ву можно уменьшить количество базовых станций и при этом обеспечить покрытием необходимую территорию. В России до сих пор в стандарте NMT-450 работает множество операторов. Сложившаяся на рынке связи ситуация вынуждает их переходить на стандарт третьего поколения. Некоторые уже сегодня переходят к IMT-MC 450, модернизируя для этого свои сети. Следует отметить, что данная технология – единственная из доступных операторам технологий позволяет напрямую перейти от первого поколения к третьему. Интересен и тот факт, что только она способна работать в стандартных полосах частот, не требуя их изменения. С учетом лучшего распространения радиоволн диапазона 450 МГц развертывание такой сети в масштабах России позволит получить реальный выигрыш по сравнению с более высокочастотными. Все возможности связи третьего поколения реализуются при помощи технологии кодового деления каналов: доступ к высокоскоростной передаче информации, широкополосный доступ для передачи данных по беспроводному каналу, внутригрупповая связь, видеоконференции, быстрый вызов и т. д. Абонентами сетей могут быть как мобильные, так и фиксированные пользователи, для каждого из них доступен свой набор услуг. Как видим, стандарт не только позволяет реализовать насущно необходимые услуги, но и обеспечить некоторый задел на будущее. Сегодняшнее состояние рынка сотовой связи третьего поколения По данным на сентябрь 2004 г., в мире работали 120 сетей третьего поколения. Из них 89 сетей использовали стандарт CDMA2000 1x, 12 сетей CDMA2000 1xEV-DO, 19 сетей UMTS (WCDMA). стандарт IMT-MC 450 – 14 сетей, из них 5 – в России. В мире насчитывается более 135 млн пользователей сетей третьего поколения. CDMA2000 используют 125,5 млн абонентов, UMTS/WCDMA – 9,5 млн. Пользователями стандарта IMT-MC 450 являются более 800 тыс. абонентов. Ситуация в России складывается следующим образом: услугами «Скайлинк» в Санкт-Петербурге пользуются около 70 тыс. абонентов, в Москве – свыше 20 тыс., «Сотел-Видео» – 6,2, «Скайнет» (КСС) – 7,5 тыс., I-Tell – 1,2 тыс., «Диалог» («БелСел») – 65 тыс. абонентов. Третье поколение пока не успело прижиться, но уже начались испытания сети 4G, которая позволит передавать данные со скоростью до 3 Мбит/с в частотном диапазоне до 3 ГГц. Стандарт использует технологию Flash-OFDM (Fast Low-latency Access with Seamless Handoff Orthogonal Frequency Division Multiplexing, скоростной доступ с малым временем ожидания и бесшовным переходом между базовыми станциями на основе ортогонального частотного мультиплексирования). Вполне вероятно, что долго наслаждаться преимуществами сетей сотовой связи третьего поколения не придется, но в то же время и ожидать скорого повсеместного запуска сетей 4G не следует. Российский путь развития мобильных коммуникаций позволяет с уверенностью говорить, что в ближайшее время стоит рассчитывать только на распространение сетей третьего поколения, которые сегодня работают не только в Санкт-Петербурге и Москве, но иЖЕ ТАКАЯ ПОПУЛЯРНАЯ! Наиболее популярный и в то же время самый молодой вид связи – так можно охарактеризовать сотовую связь. На самом деле, концепции сотовой связи чуть более тридцати лет, она была сформулирована в 1971 г. Именно тогда компанией Bell System (США) был официально представлен доклад об архитектуре системы сотовой связи. В Европе развитие сотовой связи шло своим путем, и в результате к 1975 г. были определены основные принципы работы системы и план по разработке и запуску реальной сети. Первая европейская сеть стандарта NMT-450 была введена в действие в октябре 1981 г. в Швеции, а в марте того же года в остальных скандинавских странах. Стандартом сети стал NMT-450. Мы не зря сказали, что она была первой в Европе, поскольку действительно первая в мире сеть стандарта NMT-450 была запущена примерно на месяц раньше – в сентябре 1981 г. в Саудовской Аравии, компанией Ericsson. Что касается сотовой связи в США, то в 1974 г. федеральная комиссия связи выделила для сотовых систем полосу частот шириной 40 МГц в диапазоне 800 МГц. В 1978 г. начались испытания первой системы сотовой связи в Чикаго. После различных согласований, лицензирования и прочих формальностей, первая коммерческая система заработала в октябре 1983 г. Запустила ее известная американская компания AT&T, естественно, использовался собственный американский стандарт AMPS. В итоге, первая коммерческая сеть была запущена в сентябре 1981 г. в Саудовской Аравии на оборудовании компании Ericsson и использовала стандарт NMT-450. Главная страница / Архитектура отрасли |