Архивы: по дате | по разделам | по авторам

G3-G4

Архив

автор : Евгений Шильников 01.11.2000

Идея унификации беспроводной связи для всех видов сервиса привела к появлению стандартов для мобильных сетей третьего поколения (G3), обозначаемых иногда как UMTS (Universal Mobile Telephone System), или как «проект IMT-2000». Разработка G3 была проведена силами рабочей группы 3GPP (3G Partnership Project) при Международном союзе электросвязи (ITU), рассмотревшей огромное количество данных и проанализировавшей множество предложенных вариантов.

Основной целью стандартов G3 стало объединение телефонной и цифровой связи в глобальных сетях мобильной связи. В категорию мобильных сетей попали все виды беспроводных сетей, начиная от глобальных спутниковых до локальной сети учреждения. По принятой концепции человек, пользующийся одним и тем же беспроводным терминалом, должен, во-первых, иметь с его помощью доступ к любой из таких сетей в любой точке земного шара. Во-вторых, он может делать телефонные звонки, работать с Интернетом, смотреть видеофильмы, слушать музыку и т. п. В-третьих, технологии, примененные в сетях 3G, должны иметь прямое сопряжение с любыми другими информационными сетями и телефонными сетями общего пользования. В-четвертых, все коммуникации будут защищены от постороннего доступа с помощью сильной криптографии…

В общем, как мы видим, нам, пользователям, собираются предоставить молочные реки. А операторам связи переход на 3G даст значительно большую эффективность использования частотных ресурсов и увеличение канальной емкости. А снижение издержек операторов, в свою очередь, в перспективе может привести и к кисельным берегам для нас в виде снижения стоимости услуг. Планируется, что к реализации этих радужных планов мир приступит уже довольно скоро, начиная с 2001 года [1].

Помимо частных интересов конкретных игроков на исход сражения за выбор конкретной реализации 3G учитывалась простота перехода к ним от существующих стандартов первого (к которым относятся все аналоговые сотовые сети) и второго поколений (все существующие сейчас цифровые системы). Понятно, что, например, ассоциации DECT и TDMA/UWC (Universal Wireless Communications) продвигали стандарты, основанные на временном разделении каналов (TDMA, см. предыдущий номер), а операторы CDMA — естественно, свои, с кодовым разделением. При этом, любя CDMA как класс, ETSI и альянс GSM (включая Nokia и Ericsson) горой стояли за W-CDMA, а американская ассоциация CDMA (CDMA Development Group) при мощной поддержке Qualcomm и Lucent продвигала свою его версию — cdma2000.

Не успели появиться сети третьего поколения, как AT&T и Nortel озаботились четвертым поколением сетей мобильной связи. Согласно предложенной ими терминологии, под 4G следует понимать сети, передача данных в которых идет со скоростями порядка 100 Мбит/с, что в десятки раз больше, чем в сетях 3G (см. новостной блок «КТ» #362). AT&T даже успела провести демонстрацию асимметричной сети такого рода, построенной на технологиях EDGE (прямой канал) и ODFM (обратный). Развитие таких сетей потребует создания нового поколения широкополосных радиотелефонов. Вскоре к ним присоединилась Ericsson, заявив, что приступает к разработке своей версии мобильных телефонных систем 4G: первые эксперименты ожидаются в 2001 году. Опыт показывает, что построение нового поколения мобильной сети занимает около десяти лет, поэтому, по версии Ericsson, широкое распространение сети 4G получат не раньше 2010 года.

Выработка компромиссов продолжалась больше года, и осенью 1999-го появился документ, устроивший большинство участников проекта и стоящих за ними производителей, — «стандарт IMT-2000 для сетей мобильной связи третьего поколения». Одно из основных свойств IMT-2000 — преемственность технических решений, а именно совместимость с ним сетей GSM в Европе, Азии, Австралии и Африке и ANSI-41 (IS-41/TDMA) в Америке. Его основа и будущее — CDMA (четыре варианта построения каналов) плюс один дополнительный, оставленным за DECT.

WCDMA, Direct Sequence, FDD (Frequency Division Duplex — с разделением дуплексной передачи по частоте). Это широкополосные каналы с полосой 5 МГц и с частотой следования символов 3,84 мегасимвола в секунду (Мс/с) с асинхронной передачей. На первом этапе будут использоваться сигналы управления (так называемый сигналинг) сетей GSM/MAP, затем добавятся ANSI-41, для которого предполагается использовать новые частотные диапазоны 1920–1980Мгц и 2110–2170 МГц.

WCDMA предложен европейскими операторами и поставщиками оборудования для сетей GSM и поддержан японской Ассоциацией ARIB (Association Radio Industry and Broadcasting). Сначала его планируется запустить в Европе и в Японии, а потом распространить на Америку.
CDMA, MultiCarrier, FDD — узкополосные каналы на скорости до 3,6864 Мс/с. Частотный диапазон (установленный в Америке для стандарта cdma2000) — 1850–1990 МГц. Сигналинг: на первом этапе — ANSI-41, на втором — поддержка GSM/MAP.

CDMA-FDD основан на американском стандарте cdma2000, который впоследствии будет поддерживаться и в Европе.
CDMA, TDD (Time Division Duplex — дуплексные каналы с временным разделением). Скорость передачи — до 3,84 Мс/с. Сигналинг: на первом этапе — GSM/MAP, на втором — поддержка ANSI-41. Занимает два частотных диапазона 1900–1920 МГц и 2010–2025 МГц.

Вариант предложен европейцами, в основном, для создания локальных беспроводных сетей внутри помещений. Содержит в себе признаки китайской версии CDMA (TD-SCDMA).
TDMA с каналами EDGE/UWC-136. Аналог стандартов GSM и TDMA–136, сигналинг основан на каналах GPRS.
DECT (TDMA/FDMA, дополнительный стандарт 3G).

Помимо перечисленных принятые стандарты оговаривают и другие параметры радиоканалов (частотные полосы, состав информационных кадров, синхронизацию, взаимное сопряжение или, как ее называют, гармонизацию стандартов и т. д.).

В сетях 3G широкополосные каналы дадут возможность работы в протоколе АТМ, что существенно для совмещения речевой, цифровой и видеоинформации и для сопряжения новых систем с наземными сетями общего пользования. Правда, как ни странно, но с точки зрения передачи данных большой разницы между каналами GPRS или EDGE (см. статью темы «Стандарты…») существующих сетей и протоколами IMT2000 нет. Отличие — лишь в скорости передачи: сегодня скорость работы GPRS — от 9,6 до 170 кбит/с (и более), EDGE — до 384 кбит/с. 3G доведут эту скорость до 1,5 Мбит/с. Поэтому внедрение стандартов третьего поколения может оказаться не таким уж необходимым делом… Существующих скоростей уже вполне достаточно даже для передачи полноценного видео.

Летом в Лондоне прошли торги за право оказания услуг мобильной связи третьего поколения в Великобритании. Общая стоимость пяти лотов, «срок годности» каждого из которых равен двадцати годам, составила 22,5 млрд. фунтов стерлингов (35,4 млрд. долларов). Больше всех заплатил англо-американский гигант Vodafone (около 10 млрд. долларов) — за лицензию типа B. Примерно на 2 млрд. долларов дешевле британская компания TIW UMTS оценила лицензию типа A, несмотря на то, что она дает право на оказание наиболее широкого спектра услуг. Дело в том, что лицензия типа A по правилам торгов могла достаться только британской компании, и в борьбе за нее TIW победила национального оператора British Telecommunications (BT). Сама BT, также как и другие английские операторы One2One и Orange, получили более узкие лицензии (C, D и E), заплатив за каждую из них около 7 млрд. долларов.

А в Германии за лицензии третьего поколения в результате аукционных торгов шесть компаний-победительниц выложили рекордную сумму в 46,2 млрд. долларов (см. http://umts.regtp.de). Среди победителей T-Mobil, Mannesmann Mobilfunk (часть крупнейшего сотового оператора Vodafone), Viag Interkom (подразделение BT), E-Plus, France Telecom, консорциум 3G собственной персоной (состоит из испанской Telefonica и финской Sonera). Вскоре победительницам аукциона предстоит участвовать в торгах за право работы в дополнительных частотных диапазонах.

Аналогичные описанным торги прошли несколько раньше еще и в Голландии, хотя цены на лицензии там были существенно ниже английских и немецких.

В стандартах 3G планируется расширение полосы радиочастотного диапазона, выделяемого для сетей сотовой связи, до 230 МГц, что потребует от операторов связи получения новых лицензий. Поэтому можно предполагать обострение борьбы на этом рынке: в Европе до конца 2001 года предполагается распределить от 60 до 80 лицензий — где-то через аукционы (см. врезку), а где-то «за красивые глазки», вероятно.

В этой связи важно оценить для соискателей таких лицензий, а «стоит ли овчинка выделки?» Оправдаются ли эти расходы? Не будет ли дешевле внедрить каналы GPRS или EDGE поверх уже существующих сетей? Судя по врезке, операторы верят в 3G.

Первой реально действующей системой стандарта UMTS должна стать сеть компании Manx Telecom, оператора с острова Мэн. Услуги станут предоставляться с начала 2001 года. Этот остров, на котором проживает меньше 100 тыс. человек, был, видимо, выбран компанией BT, владелицей Manx, как технологический полигон. Ближайший «конкурент», японская компания NTT DoCoMo, собирается начать эксплуатацию своей 3G-сети с весны 2001 года.

1 (обратно к тексту) - Будем надеяться, что если и не все обещанное, так хоть что-нибудь действительно будет сделано. Для начала хорошо бы наконец достичь совместимости сотовых сетей по роумингу.