Что такое 3G: первое знакомство

Что такое 3G: первое знакомство

Стандарт 3G был разработан Международным союзом электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) и носит название IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000).

Основная цель — гармонизация систем третьего поколения для обеспечения глобального роуминга — в настоящее время труднодостижима, так как многие из них работают в разных стандартах: под аббревиатурой IMT-2000, объединены 5 стандартов, а именно:

W-CDMA
CDMA2000
TD-CDMA/TD-SCDMA
DECT
UWC-136

Из этих пяти только три первых — W-CDMA, CDMA2000 и TD-CDMA/TD-SCDMA обеспечивают полное покрытие в макро-, микро- и пикосотах, и поэтому фактически только они могут рассматриваться в качестве полноценных 3G-решений. В числе остальных стандартов, DECT используется, в частности, в беспроводных телефонах домашнего и офисного назначения. Кроме того, он может применяться для организации 3G хот-спотов с небольшой зоной обслуживания (с этой точки зрения его можно рассматривать в качестве подмножества «большой» 3G-сети). И, наконец, UWC-136 — это просто другое название технологии EDGE, которую обычно относят к 2,5G.

Согласно стандартам IMT-2000 под мобильной связью третьего поколения понимается интегрированная сеть, обеспечивающая следующие скорости передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) — не менее 144 кбит/с, для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) — 384 кбит/с, для неподвижных объектов на коротких расстояниях — 2,048 Мбит/с.

W-CDMA

W-CDMA (другое название — UMTS, Universal Mobile Telecommunication System — универсальная система мобильной связи), — это стандарт, который принят в Европе и Японии. UMTS, по сути дела, — это апгрейд стандарта GSM через GPRS и EDGE. Наземная часть UMTS известна как UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). FDD-компонент UTRA основан на стандарте W-CDMA (UTRA FDD). Теоретически он обеспечивает передачу данных со скоростью до 2 Mбит/c, однако на практике скорости гораздо ниже: системы W-CDMA обладают определенными техническими ограничениями. (TDD-компонент UTRA, называемый TD-CDMA (или UTRA TDD) будет рассмотрен ниже.) Работа по стандартизации UMTS координируется группой Third Generation Partnership Project (3GPP).

CDMA2000

Этот стандарт, продвигаемый американским оператором Qualcomm, является основным конкурентом европейской версии UMTS. Работа по стандартизации CDMA2000 координируется группой Third Generation Partnership Project 2 (3GPP2, группа развития CDMA (CDMA Development Group) обращается за советами к 3GPP2).

Несмотря на то, что стандарты «W-CDMA» и «CDMA2000» имеют общую аббревиатуру в своих названиях, это совершенно разные системы, использующие различные технологии. Тем не менее, есть надежда, что мобильные терминалы, работающие в этих несовместимых стандартах, когда-нибудь научатся «общаться» друг с другом.

CDMA2000 имеет 2 фазы развития: первая 1XRTT, также известная как 1X, обеспечивает скорость передачи данных до 144 Кбит/с, и может быть усовершенствована до второй фазы — 3XRTT (или 3Х), где скорость достигает 2 Мбит/с.

Другая эволюционная ступень подразумевает 2 стандарта CDMA2000 1X EV («EV» = «Evolution», «эволюция, развитие»). CDMA2000 1X EV-DO («Data Only» — «только данные») будет использовать различные частоты для передачи голоса и данных. В следующей ступени — стандарт CDMA2000 1X EV-DV («Data and Voice» — «данные и голос») произойдет интеграция голоса и данных в одном частотном диапазоне.

TD-CDMA

Технология UMTS также содержит другой стандарт радиопередачи, который упоминается гораздо реже, чем W-CDMA — TD-CDMA (другое название — TDD UTRA). Стандарт TD-CDMA, разработанный немецким концерном Siemens, использует технологию TDD, и, в отличие от W-CDMA, использующей технологию FDD, которая требует так называемого парного спектра1, может использовать непарный спектр. Считается, что технология TDD хорошо приспособлена для передачи данных в интернет.

Эволюция сетей 3G

Посилання видалено

+1
Вот это ты толково придумал

Дмитрий Станков



Чем больше развивается шумиха вокруг 3G в Украине, тем больше непонимания среди украинских пользователей мобильной связи вызывает само понятие 3G. Появление новых операторов третьего поколения PEOPLEnet и Интертелеком, разговоры по поводу скорого запуска Укртелекома заводят в заблуждение многих людей.

Мы решили раскрыть все карты и подробно объяснить, что такое 3G.

В мире разработано несколько стандартов мобильной связи. Каждый из этих стандартов удовлетворяет основному требованию: обеспечение пользователей голосовой связью в любой точке покрытия оператора с использованием переносных устройств связи (телефонов). Первые стандарты мобильной связи были аналоговыми, то есть работали как обычное радио: голос передавался по определенной радиочастоте от базовой станции к телефону и обратно, без никаких дополнительных обработок, оцифровок, шифрований и так далее. Такие технологии не способны были обеспечить пользователя качественной связью на большой территории. К тому же, любой разговор по телефону можно было без особого труда определить и подслушать. Пользователи были ограничены в возможности делать лишь голосовые звонки. Ни о какой передачи данных и речи не шло. К тому же, на заре развития мобильной связи, сами терминалы были достаточно громоздкими, как правило они имели вид чемодана с телефонной трубкой и внешней антенной. Чаще всего такие устройства устанавливались в автомобилях и служили заменой обычным рациям. Все эти стандарты условно были определены как стандарты мобильной связи первого поколения.

С развитием технологий, мобильные телефоны научились работать в цифровом режиме, а помимо голоса стало возможным также передавать небольшие объемы информации на сравнительно небольшой скорости. Появились такие понятия, как оцифровка голоса, шифрование, конфиденциальность, услуги SMS. Эти технологии условно объединили в следующее, второе поколение мобильной связи и сюда вошли широко распространенные стандарты: GSM, CDMAone, D-AMPS. В Украине, кстати, работают все три перечисленных стандарта.

Глобальное проникновение сети Интернет заставило инженеров и разработчиков технологий связи задуматься о необходимости мобильного доступа к сети. Начались работы, результатом которых стало появление стандартов так называемого 2,5 поколения. Если быть точнее, были разработаны дополнения к существующим стандартам, которые позволили организовать передачу данных на более высоких скоростях: до 144 кб/с. Это позволило человечеству взглянуть на мобильность немного с другой стороны: появилась возможность не просто быть постоянно доступным для осуществления голосовых звонков, но и с легкостью проверять почту, передавать небольшие файлы, искать информацию в сети Интернет. Для этого достаточно было просто иметь с собой мобильный телефон.

Учитывая изначально заложенные в архитектуру стандартов технологию обеспечения связи, некоторые из них не смогли перейти к 2,5 поколению. Например, стандарт D-ASMP так и не смог пройти дальше, так и оставшись на уровне стандарта второго поколения. Тогда как стандарт GSM получил свое дополнение в виде технологий GPRS и EDGE, а CDMAone был доработан до CDMA 1X.

Все большее развитие общества привело инженеров к мысли о том, что достигнутых целей оказалось мало. Современному потребителю уже стало недостаточно скорости 144 Кб/с – появилась необходимость в скоростном доступе к ресурсам сети Интернет для передачи больших объемов данных, а также в постоянном доступе к корпоративным сетям. Все большее распространение переносной техники стало сильным толчком для начала работ по разработке третьего поколения мобильной связи.

Еще одной проблемой стало стремительно растущее количество пользователей мобильной связи. Мобильные телефоны стали доступными абсолютно всем слоям населения, ими стали пользоваться не только бизнесмены, но и ученики старших классов средних школ. Однако существующие технологии не были рассчитаны на такое резкое увеличение абонентских баз операторов, коммутаторы стали просто не справляться с огромным трафиком. Вспомнить можно любую новогоднюю ночь, когда было достаточно сложно дозвониться даже к абоненту своего же оператора, находящемуся в соседнем доме.

Все это привело к начале работ над созданием третьего поколения мобильной связи. В результате были разработаны требования к стандартам мобильной связи, согласно которым абонент должен получить возможность передачи данных на скорости до 2,4 Мб/с, при небольшой скорости перемещения.

Разработчики стандартов задумались над развитием своих технологий. Вскоре к известным нам стандартам появились новые доработки, которые смогли удовлетворить требованиям третьего поколения мобильной связи. Стандарту GSM «приделали» новую технологию, которая получила название UMTS (еще правильно называть ее WCDMA, но в статье, чтобы не запутать читателя, мы решили не использовать этот термин), а апгрейд CDMA привнес в его название слово EV-DO.

Главное отличие между UMTS и CDMA EV-DO лежит в использовании разных радиочастот. Стандарт UMTS работает на частоте 2,1 Ггц, когда CDMA EV-DO успешно работает на ранее использованной во втором поколении частоте 800 Мгц.

К тому же, стандарт UMTS требует более широкий канал – 5 Мгц, когда для CDMA EV-DO достаточно 1,25 Мгц. Из школьного курса физики известно, что чем выше частота, тем меньше радиус распространения таких радиоволн. Становится понятно, что радиус действия CDMA EV-DO намного больший, чем UMTS. Следовательно, для того, чтобы покрыть одну и ту же площадь, оператору, использующему более высокочастотную технологию, придется установить большее количество базовых станций. На практике радиус действия базовой станции, работающей в стандарте UMTS составляет всего 700-800 метров, когда базовая станция в стандарте CDMA EV-DO может обслужить площадь в радиусе в несколько десятков километров (до 50).

К тому же, те телефоны, которые работают на более высокой частоте, требуют больший объем аккумулятора, ведь интенсивность работы радиопередатчика увеличивается.

Есть еще одна проблема, связанная с юридическим оформлением работы операторов. В связи с тем, что операторам UMTS придется работать на более высоких частотах, которые не соответствуют частоте, в которой работает стандарт GSM, им необходимо получать дополнительные лицензии для предоставления услуг 3G. Как правило, стоимость таких лицензий настолько высока, что даже ведущие европейские операторы сомневаются в целесообразности таких капиталовложений. Существует также другая, более серьезная проблема: поскольку UMTS использует канал шириной 5 Мгц, что является достаточно большим показателем, предоставление таких частот для большого количества операторов становится невозможной.

Дополнительную проблему для операторов создает дороговизна перехода от обычного GSM к UMTS. Операторам приходится буквально перестраивать заново всю свою сеть и инфраструктуру.

В стандарте CDMA EV-DO все намного проще. Поскольку он работает на частоте 800 Мгц (в которой работает обычный CDMA 1X) и требует канал шириной всего 1,25 Мгц, у операторов этого стандарта нет необходимости получать дополнительные лицензии и радиочастоты. Оператору достаточно лишь обновить свое оборудование и программное обеспечение. Как правило, апгрейд CDMA сетей к CDMA EV-DO не требует больших средств и усилий.

Этим можно ответить на вопрос о том, почему Укртелеком получил лицензию на 3G, а такие операторы, как PEOPLEnet, CDMA Украина и Интертелеком могут предоставлять такие услуги с использованием тех лицензий и частот, которые были им ранее выданы для предоставления услуг связи.

Пару слов о перспективах. Стандарт GSM был разработан намного раньше, чем CDMA. В его основе лежат более устаревшие технологии, чем в CDMA. Для того, чтобы удовлетворить требованиям современного пользователя, операторам стандарта UMTS нужно устанавливать базовые станции на очень небольшом расстоянии друг от друга, что, соответственно отрицательно сказывается на стоимости строительства таких сетей, а следовательно на себестоимости самих услуг. В тех местах, где оператору не целесообразно устанавливать дорогостоящие базовые станции стандарта UMTS, абонентские терминалы переключаются в обычный GSM, а значит, в этих местах пользователям становятся недоступными инновационные услуги третьего поколения. К тому же, емкость базовых станций сравнительно небольшая. То есть, одна базовая станция стандарта UMTS в состоянии обслуживать одновременно до 196 звонков.

Ситуация с CDMA EV-DO немного другая. Сама технология изначально разрабатывалась в военных целях. В ней используются более мощные средства защиты передачи голоса и информации. Также, передача сигнала происходит на уровне радио шумов, а значит: во-первых, такой сигнал намного сложнее «словить» для прослушивания; во-вторых, аккумулятора телефона хватает на более продолжительную работу; в-третьих, телефон абонента производит намного меньшее воздействие на организм человека. С учетом особенностей работы стандарта, радиосигнал более устойчив к различным преградам: телефон намного лучше работает в горной местности, в подземных переходах и подвалах. Одна базовая станция способна обслуживать одновременно до 248 звонков. Еще одним несомненным преимуществом CDMA является возможность модернизировать сети с минимальными затратами.

Многие могут задать вопрос: если в CDMA все настолько просто по сравнению с UMTS, почему тогда в Украине так мало телефонов этого стандарта и почему в Европе не распространен стандарт CDMA?

Дело в том, что стандарты GSM и CDMA изначально были распространены на разных континентах. GSM был разработан в Европе, оборудование для операторов, работающих в этом стандарте производится в основном тоже в Европе. CDMA изначально был распространен в США и Азии. Там же расположены основные производители оборудования для этого стандарта: абонентских терминалов, «железа» для операторов.

Дальнейшее развитие технологий постоянно лоббировалось руководством стран, в которых они имеют большее распространение. То есть в Европе доминировали компании Ericsson и Nokia, они добивались поддержки стандарта GSM у правительств своих стран. В результате, даже несмотря на то, что стандарт CDMA является более перспективным, в Европе все равно всячески искусственно сдерживается его развитие. Однако в последнее время намечается тенденция постепенного проникновения CDMA в некоторых странах восточной и центральной Европы.

В Украине сегодня работают четыре оператора стандарта CDMA: Velton, CDMA Украина, PEOPLEnet и Интертелеком. Из них только PEOPLEnet и Интертелеком имеют лицензию на предоставление услуг мобильной связи. Причем, получили они эти лицензии совсем недавно – в 2006 году. До этого времени оператор Интертелеком имел лицензию на предоставление услуг фиксированной сотовой связи. По условиям такой лицензии, оператор мог предоставлять услуги только в пределах одной базовой станции либо одного региона. Оператор не мог получить свой сетевой код, сертифицировать абонентские терминалы, организовывать роуминг с операторами других стран. Такие же ограничения до сих пор имеют операторы CDMA Украина и Velton. Номерной ресурс операторов строго ограничен количеством свободных номеров, поскольку они могут предоставлять своим пользователям только прямые городские номера или номера из виртуального пространства, дозвон на которые производится через «операторшу».

Причина того, что в Украине не давали свободно развиваться стандарту заключается в том, что во-первых, украинские частотно-регулирующие органы равнялись на Европу, в которой рекомендованным стандартом для мобильной связи являлся GSM. Во-вторых, до определенного времени руководство страны старательно лоббировало интересы одного из GSM-операторов, которому было не выгодным появление новых конкурентов, тем более имеющих очень серьезное технологическое преимущество.

В 2006 году ситуация изменилась. Появились первые лицензии на предоставление услуг мобильной связи в стандарте CDMA. У операторов появилась возможность получить сетевые коды, организовать обмен SMS с другими операторами. Пользователи теперь могут без особых проблем перемещаться по территории Украины со своим телефоном. Рынок «зашевелился»!

Надеемся, что развитие стандарта CDMA в Украине не будет более сдерживаться и уже в самом скором будущем этот стандарт перестанет ассоциироваться с чем-то неизведанным, а войдет в жизнь украинцев как стандарт, обеспечивающий пользователей качественной и недорогой связью.







Источник: 3G.CO.UA

а так ещё лучше