Сотовые сети и их классификации

Преимущества ЗG-сетей и их разновидности

Введение сетей третьего поколения ждут во многом из-за высокоскоростного интернет-доступа. Ведь скорость передачи данных может достигать 2 Мбит/с, что по современным меркам более чем хорошо для мобильных терминалов. Высокая скорость — это «конек» сетей 3G. Благодаря этому можно внедрять многие услуги, недоступные сетям второго поколения. Примеров много, вот некоторые из них: видеонаблюдение за объектами, доступ в корпоративную сеть предприятия с удаленного рабочего места, ориентирование на местности, электронная коммерция и многое другое.

Но одними услугами Интернета возможности сетей третьего поколения совсем не ограничиваются: так, большие надежды возлагаются на сервисы в виде телеконференций. Возможен и просмотр телевизионных каналов на экране телефона, кроме того, пользователи смогут общаться друг с другом, наблюдая изображение собеседника на экране аппарата с помощью видеозвонков. Для этого многие ЗG-терминалы имеют системы громкой связи и специальную вторую камеру, расположенную на лицевой части телефона, для съемки говорящего.

В числе прочих достоинств 3G стоит отметить следующие: отсутствие перегрузок сети даже в самые «горячие» часы, благодаря чему абоненты могут быть на связи все 24 часа в сутки; постоянно высокое качество связи - без шумов и помех; стабильность соединения; полная конфиденциальность разговоров.

Архитектура сетей третьего поколения предусматривает возможность существования нескольких стандартов, отличающихся друг от друга в технической реализации. Наиболее популярная разновидность 3G — UMTS (или, по-другому, W-CDMA), активно внедряющаяся многими операторами по всему миру.

Есть и еще один стандарт в рамках 3G — CDMA--2000 (с современной надстройкой lxEV-DO — позволяет многократно увеличить скорость обмена данными в сети), которая тоже весьма успешна и популярна. В некоторых странах уже развернуты сети на базе этого стандарта, но они существуют лишь в виде локальных участков, да и частоты выделены лишь в порядке эксперимента. Поэтому в перспективе не исключено развитие ситуации, при котором лицензии на CDMA 2000 тоже будут выставлены на конкурс, результатом которого станет официальное появление этого стандарта на территории Кыргызстана в сети нескольких операторов связи.

В настоящее время технология 3G на территории Кыргызстана стоит на стадии развития. Первым начали внедрять ее у нас в стране операторы связи Byline и Nexi. Наибольших успехов в этом добилась компания Byline, выпустив на рынок 3G модемы, имеющие большую скорость передачи данных.

Несмотря на всю перспективность стандарта 3G, позволим себе сказать несколько негативных слов в его сторону, ведь маркетологи сомневаются в том, что новые услуги будут мгновенно востребованы потребителями. И причин здесь сразу несколько.

Прежде всего следует отметить, что многие из ожидаемых услуг сетей 3G уже предлагаются пользователям при помощи иных «подручных средств» (телевидение, доступ в Интернет по фиксированным линиям, сети сотовой и спутниковой телефонной связи, навигационная система GPS, фото- и видеоаппаратура и др).

Другая причина серьезней: настоящие потребности людей в получении мобильных услуг изучены плохо. WAP и мобильная коммерция, поначалу казавшиеся очень перспективными, все чаще называются «мертворожденными» предложениями. Результаты начавшейся эксплуатации первых сетей 3G ясности не принесли. Так, например, в 3G-ceти, запущенной японской компанией DoCoMo, наиболее популярным оказался режим высокоскоростного получения данных, используемый для... скачивания мелодий для караоке со специальных сайтов. Эффективность подобного использования терминалов 3G вполне может быть охарактеризована как «из пушки — по воробьям!».

Добавляют сомнений и ожидаемые цены на услуги, которые явно будут немаленькими, потому что полномасштабное развертывание сетей 3G, работающих в диапазоне 2 ГГц, потребует построения практически полностью новых систем — с новым оборудованием и значительно более частым расположением базовых станций.

Но, несмотря на все перечисленные проблемы, уже несколько десятков компаний в разных странах приступили к подготовке развертывания сетей 3G. Для успешной реализации этих планов Alcatel, Sony Ericsson, Motorola, Nokia и Siemens уже заключили стратегические соглашения с обладателями ЗG-лицензий в Германии, США, Италии, Японии, Финляндии. Некоторые рассматривают возможности различных видов кооперации с партнерами и даже со своими бывшими соперниками в борьбе за вожделенные лицензии.

Однако, по мнению экспертов, несмотря на все усилия производителей оборудования и операторов, технические и экономические трудности построения сетей третьего поколения приведут к тому, что основные услуги в этих системах начнут оказываться не ранее 2008—2010 года.

Скорее всего, в странах с развитой телекоммуникационной инфраструктурой переход к третьему поколению произойдет путем совершенствования существующих сетей, а технологии для предоставления новых услуг будут внедряться по мере появления спроса на них. Параллельно появятся небольшие «островки» ЗG-технологий, которые станут расширяться с ростом числа абонентов.

HSDPA — еще один этап

Третье поколение — это хорошо, но на нем свет клином не сходится — есть еще более перспективные стандарты, которые успешно тестируются многими инновационными операторами и даже некоторыми уже введены в коммерческую эксплуатацию. Речь идет о технологии HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), ее еще часто причисляют к переходному поколению — 3,5G. Она обеспечивает вдвое большую, чем у UMTS, скорость (теоретически до 8—10 Мбит/с) передачи данных, с сохранением того же высокого качества и принципа пакетного доступа.

В Израиле на базе сетей третьего поколения UMTS известный оператор сотовой связи Orange совместно с компанией — производителем оборудования Nortel Networks уже провели тестовую эксплуатацию HSDPA, что дало огромные положительные результаты. Позже новый стандарт апробировался и в других сотовых сетях, преимущественно в Западной Европе. Ну а первый коммерческий запуск был осуществлен в конце 2005 года в США — оператором Cingular.

Таким образом, эта технология, или, если хотите, стандарт, имеет очень светлое будущее. К внедрению HSDPA уже подключились ведущие провайдеры и производители сотового оборудования — Nokia, Motorola, Sony Ericsson.

4G — DoCoMo делает шаг в будущее

Впервые о сетях четвертого поколения (4G) заговорило американское Агентство перспективных исследовательских оборонных проектов (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA), в число многочисленных разработок которого входит Интернет — то, без чего практически невозможна жизнь современного человека. Эту идею сразу подхватила японская компания NTT DoCoMo, предоставляющая услуги сотовой связи, и стала ее усиленно продвигать. Вскоре в 50 км от Токио в уютном и живописном местечке на берегу местного залива расположился исследовательский центр DoCoMo, со штатом работников 1200 человек (шестая часть всех сотрудников компании), причем все это было осуществлено в обстановке строжайшей секретности. Одновременно в годовой бюджет фирмы заложили расходы на новый проект; сумма немалая — более 1 млрд долларов, что составляло около 3% от общего оборота оператора (столь колоссальные расходы объясняются большими надеждами, возлагаемыми на 4G).

В марте 2004 года случилось во многом знаковое событие — NTT DoCoMo решила ознакомить журналистов с проведенными исследованиями. Это стало первым событием подобного рода, поскольку ранее представителей пишущей братии не пускали даже в сам город, где проводились разработки нового стандарта, не говоря уже непосредственно о лабораториях. Возможно, поэтому буквально на следующий день после экскурсии по исследовательскому центру многие газеты и журналы (в том числе иностранные) запестрили новостями о скорой революции в области связи. Однако нужно сказать, что сроки, обозначенные в «первых» статьях о грозящем перевороте в сотовой связи, оказались слегка неточными (слишком ранними). В действительности повсеместное внедрение 4G началось лишь в 2010 году, а локальное использование стало доступно уже в 2008-м.

Именно в 2008 году в Китае, стране с населением почти в четверть всего человечества, прошли летние Олимпийские игры. И именно в это время здесь, скорее всего, тестировались разнообразные новые услуги на базе четвертого поколения связи.

Используя специальные телефоны (к этому времени таковые уже были выпущены пробной партией), предназначенные для работы в сетях 4G, гости Олимпиады-2008 могли  одновременно делать два совершенно разных занятия — например, наблюдать за участниками соревнований на экране мобильного аппарата и разговаривать с одним или несколькими собеседниками (во втором случае в режиме конференц-связи) хоть на Северном полюсе. Но одним этим возможности 4G не исчерпываются. Есть множество других применений революционных сетей нового поколения. Рассмотрим их.

Информация по запросу. Буквально на каждом шагу в Пекине располагались специальные, полностью автоматизированные информационные киоски, предназначенные для обеспечения оперативного доступа к любой спортивной информации. Пользователю нужно лишь подойти к такому месту и сделать интересующий его запрос. Кроме того, планируется создание передвижных киосков. Учитывая почти безграничные возможности 4G (в плане передачи данных), они могут быть созданы даже в быстродвижущихся средствах транспорта — метро, автобусах, поездах.

Контроль транспортного трафика. Большое количество машин в Пекине создает громадные многочасовые заторы на дорогах. Это и понятно, ведь если подобные ситуации уже давно обыденны в Москве, то о Китае и говорить не приходится, ведь население Поднебесной намного больше 1 млрд человек, что вообще несравнимо с нашими 145 млн, а площадь — в два раза меньше. Однако не все так безнадежно. Сети четвертого поколения позволяют связать устройства управления движением непосредственно с центром управления, то есть была создана сеть с единой базой данных. Водителям нужно лишь следовать указаниям системы, которая заранее все просчитает. Подобное решение помогла предотвратить и избежать большого количества пробок на дорогах.

Безопасность. В Пекине по всему городу были размещены высокотехнологичные камеры наблюдения. Уже сейчас они стоят во многих местах в городах Европы, но пока сигналы с них передаются по проводам, а это существенно ограничивает количество мест их возможной дислокации. Когда же камеры будут базироваться на беспроводных высокоскоростных сетях 4G, их можно будет устанавливать абсолютно в любых местах, и проблемы разом сойдут на нет. Все вышеописанное — лишь малая толика возможностей сетей четвертого по коления.

Технологические аспекты поколения 4G

Стандарт нового поколения 4G по своей структуре основывается на двух составляющих: протоколе IP (Internet Protocol) и разновидности одноранговых вычислительных сетей peer-to-peer. С IP-протоколом знаком практически любой пользователь Интернета, поэтому объяснять, в чем его смысл, не нужно.

Что касается сетей peer-to-peer, то здесь нельзя не отметить несколько особенностей, являющихся по совместительству и преимуществами. Во-первых, в коммуникациях на базе таких решений каждое устройство одновременно выступает за три и соответственно сочетает в себе функциональность каждого — приемника, передатчика и маршрутизатора сообщений. Во-вторых, они лишены многих недостатков, свойственных сегодняшним сотовым сетям, так как потеря одного или нескольких узлов нисколько не влияет на общую работоспособность. То есть подобного рода сети универсальны: пользователь получает абсолютно все возможности, которые сегодня предоставляет «всемогущий» Интернет, но происходит это в полностью мобильной среде.

Суть архитектуры peer-to-peer предусматривает построение сети по мере надобности. Объясню проще. Если какой-либо пользователь присоединяется к сети (4G): включает аппарат и регистрируется в ней, — он автоматически добавляет к инфраструктуре свой мобильный маршрутизатор. Этим обеспечивается динамическое изменение таких ключевых параметров, как емкость и покрытие. Возникает вопрос: а что будет, когда множество пользователей сосредоточится на очень маленьком пространстве? На этот счет беспокоиться не стоит, поскольку в 4G трафик будет самостоятельно перенаправляться с перегруженных участков на более свободные, благодаря чему появится масса дополнительных путей прохождения сигнала. Таким образом повысится общая эффективность использования сетей. И в конечном счете потребитель получит качественную связь и передачу данных.

Большим преимуществом 4G (что во многом отличает этот стандарт от стандартов сетей других поколений, особенно 3G, которые существуют в пяти разных интерпретациях) является унифицированность. То есть заранее предусмотрено существование всего одной технологии, на базе которой и строится подобная сеть, вне зависимости от места ее расположения — будь-то в Китае, Африке, Австралии или России. Кстати, планируется, что 4G-телефоны (может, вскоре придумают другое, более емкое название, поскольку обозвать устройства будущего телефонами даже язык не поворачивается) будут совместимы со всеми ныне существующими сетями, которые даже при большой удаче четвертого поколения еще какое-то время будут эксплуатироваться.