Третье поколение систем сотовой связи

Алена Приказчикова
lmf@computery.ru 

Если до недавнего времени разговоры о внедрении сетей сотовой связи третьего поколения (сокращенно 3G) так и оставались разговорами, то сегодня, кажется, настал момент серьезно задуматься о том, что час X настал. Это я к тому, что недавно на новостных лентах появилось сообщение о начале опытной эксплуатации первой в мире системы сотовой связи третьего поколения. Сеть, получившая название CDMA2000 1XRTT, разработанная 3Com и Samsung Electronics, внедряется в Корее компанией SK Telecom и позволяет передавать данные и голос со скоростью до 144 кбит/с. Сейчас CDMA2000 1XRTT находится на стадии тестирования. При удачном его завершении начнется коммерческая эксплуатация системы, на базе которой, возможно, будет создана первая в мире сеть сотовых видеотелефонов.

На первый взгляд, те возможности, которые сейчас обеспечивают существующие системы сотовой связи, вполне достаточны для ежедневного использования. Зачем искать принципиально новые подходы и переходить на более сложную по инфраструктуре систему, требующую гигантских финансовых вложений? Однако при ближайшем рассмотрении проблемы становится ясно, что потребности общества с каждым днем все больше возрастают. Сотовые телефоны стали модным средством общения, а значит уровень продаж их резко возрос во всем мире и продолжает расти, все более популярным становится доступ в интернет через сотовую сеть, а это значит, что нагрузка возрастает, скорости и мощности не хватает, появляются сбои в работе сотовых сетей, а кому это надо? Вот именно, никому это не надо. Все хотят быструю и качественную, беспроблемную связь из любой точки пространства.

Мобильные телефоны, в которые интегрирован WAP-браузер, MP3-плейер и фотоаппарат, сегодня больше интересны клиентам, чем, скажем, обычный сотовый телефон. Телекоммуникационное сообщество не желает отставать от сообщества сетевого. Супервозможностями передачи голоса сейчас мало кого уже удивишь, на очереди – полнофункциональный мобильный интернет и обмен видеоинформацией в реальном времени.

Хроники пикирующей технологии

Все разработанные технологии третьего поколения беспроводной связи – CDMA, GSM, TDM и их различные вариации – предполагают обеспечение скорости передачи данных, начиная с частотного диапазона “2100”. Однако сейчас становится понятным, что пальма первенства в сетях будущего будет отдана именно CDMA, сообразуясь с ее более широкими возможностями. Уникальные характеристики этой технологии таковы:

- защищенность от помех;

- уменьшение мощности передаваемого сигнала и понижение радиоизлучения;

- конфиденциальность и скрытность связи, благодаря многоступенчатому кодированию сигнала;

- способность обеспечивать качественную связь в географически неблагополучных районах и в зонах пересечения с другими базовыми станциями;

- максимальная эффективность использования спектра даже при существенных ограничениях частотного ресурса, по сравнению с другими 3G-технологиями;

- неотъемлемые автоматические CDMA-механизмы, обеспечивающие супер-емкость сети и высокую скорость передачи данных за счет межстанционного пространственного разнесенного приема.

В 1998 году после долгих споров Международный союз электросвязи выдвинул, наконец, свод основных требованиий к 3G, получивший название International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000), главным девизом которого стал фразеологизм “anytime-anywhere” («всюду и везде»). Этот свод гласил о том, что CDMA, GSM и TDM, включая их комбинаторные производные, должны обеспечивать скорость передачи данных, начиная от 64 кбит/с в мобильных аппаратах и заканчивая 20 Мбит/с в провайдерской инфраструктуре. Хотя первоначально IMT-2000 и склонялся в пользу создания единого стандарта, однако более скрупулезный анализ состояния рынка систем передвижной связи показал, что универсальная система не сможет обеспечить добропорядочное соседство уже действующих стандартов и не сможет привести все интересы конкурирующих компаний-разработчиков к единому знаменателю. В этом же году Европейский институт стандартов связи (ETSI) разрешил использование двух известных на тот момент вариаций 3G-технологии CDMA – WCDMA (Wideband CDMA, широкополосный CDMA) и комбинированного WbcdmaOne. Позже, в 1999 году, IMT-2000 утвердил набор основных характеристик радиоинтерфейсов для 3G и определился со спектром частот (внедрение новых диапазонов и размещение новых систем, используя уже работающие диапазоны) для нормального взаимодействия мобильных терминалов и собственно провайдерского оборудования. При этом подчеркивалось, что система будущего в обязательном порядке должна сочетать для потребителя различные методы доступа (CDMA, TDMA и их комбинацию), то есть являться гибкой и обеспечивать клиентам возможность выбора стандарта подвижной связи, сглаживая переход от 2G к системе сотовой связи третьего поколения.

В разных странах мира с момента достижения договоренности членов IMT-2000 начинается выдача бесплатных и (чаще) платных лицензий, стоимость которых достигает десятков миллиардов долларов, на строительство систем 3G и открытие дополнительных частот для обеспечения стабильной работы этих систем. Астрономические суммы, которые вынуждены выкладывать из собственного кармана операторы, возможно, затормозят развитие сетей 3G - возможно, даже в США, и вот почему. Почти все частоты, разрешенные IMT-2000 для использования сотовыми сетями 3G, в Америке заняты для военных или коммерческих нужд. Высвобождение этих частот займет энное количество времени - соответственно, будут задержаны аукционы по продаже лицензий операторам. Тех же частот, которые сейчас уже можно использовать под 3G, не хватит, чтобы обеспечить качественную связь. Пока же всем интеграторам 3G предлагается либо наращивать мощности уже существующих систем связи 2G, либо от систем второго поколения отказываться совсем - в пользу 3G.

Мы делили апельсин

За несколько последних лет развития мобильной связи – совместной деятельности различных ассоциаций разработчиков, операторов и производителей в направлении уменьшения количества несовместимых стандартов сотовой связи и повышения ее качества – околомобильное сообщество штормило, дергало и кидало в разные стороны. Так, в 1998 году разгорелся долгоиграющий конфликт между североамериканской компанией Qualcomm и шведской Ericsson, обе из которых поддерживают и продвигают разные комбинации одной технологии - соответственно, CDMAOne (и его логическое продолжение CDMA2000) и WCDMA.

Главное отличие CDMA2000 от WCDMA – в чиповой скорости: 3,6864 Мч/с в CDMA2000 (в три раза больше скорости предшественника CDMAOne), 4,096 Мч/с в WCDMA. На руках у Quallcom были довольно серьезные козыри – право интеллектуальной собственности на саму технологию CDMA. Кроме того, в разрешении конфликта принимали участие большие штатовские шишки, вплоть до чиновников из правительства США. На момент развития горячих споров о числовом значении групповой скорости передачи данных ситуация также осложнялась тем, что ни на одну из комбинаций систем технологии CDMA не было выдано ни одного патента. Причем поведение представителей компании Ericsson за долгое время разбирательств всегда было более корректным – они призывали к предоставлению равных возможностей интеграторам всех стандартов, а также предлагали снизить групповую скорость. Американцы же обвиняли Европейский союз и компании, поддерживающие альтернативные стандарты, в том, что CDMAOne попросту глушат в Европе и не дают нормально развиваться. Наконец, в начале 1999 года Quallcom и Ericsson подписали пакт о перемирии. Компании решают совместно поддерживать единый стандарт CDMA, включая вариации, о глобальности и первозначимости которых и шел этот долгий спор. Отныне компании намерены лицензионно поддерживать CDMAOne, CDMA2000 и WCDMA.

Наши

По мнению российских экспертов и членов российской ассоциации CDMA, внедрение частотного диапазона 3G у нас не очень выгодно, в связи с большой территорией обслуживания и малой плотностью населения, и может использоваться только в мегаполисах с большим количеством проживающих на их территории, где внедрены системы связи 2G. То есть, система подвижной связи третьего поколения должна создаваться по принципу наращивания и интеграции в уже существующие системы сотовых сетей с известными вам диапазонами. Эксперты также предполагают, что особое внимание чиновникам связи стоит обратить на диапазон “800” с последующим развитием в нем североамериканской технологии CDMAOne, а затем и CDMA2000. А на сегодняшний день ситуация пока такая: для строительства сетей технологии CDMA в России ГКРЧ выделил частотный диапазон 828-831 МГц (873-876 МГц), а операторами используется лишь один частотный канал шириной 1,23 МГц, второй же бездействует. Тогда как в мире под новую сеть таких частотных каналов выделяется несколько, что влечет за собой уменьшение стоимости обслуживания базовых станций за счет снижения их количества - и, соответственно, снижение тарифов на услуги подвижной связи.

Подводя итог, можно сказать, что уже сейчас ясно: являясь гибким решением, технология CDMA позволит в дальнейшем операторам беспроводной связи внедрять новые сервисы передачи данных, а также сохранять уже существующие инфраструктуры, просто расширяя их возможности. Учитывая тенденцию развития 3G во всем мире, успех внедрения экспериментальной сети третьего поколения в Корее в скором времени будет повторен другими странами. Что же касается России, мы как всегда опоздаем, хочется лишь верить, что не на сто лет.

При подготовке материала использовались сводки новостей по 3G на сайте www.sotovik.ru