ВНИМАНИЕ!!!
Чтобы узнать, как самим легко и просто, а главное БЕСПЛАТНО, сделать МР3-Нарезку пройдите сюда:
Как нарезать мр3-мелодии на рингтоны >>>

В разделе MP3-Реалтоны можно скачать приколы на звонки:
Заходите и скачивайте >>>

СТАТЬИ и ОБЗОРЫ: "Высокоскоростная передача данных по каналам сотовой связи"


Еще в 2000 году две крупнейшие российские компании сотовой связи - "Вымпелком" и "Мобильные ТелеСистемы" объявили о начале тестовой эксплуатации в своих сетях опытных зон с так называемым пакетным режимом передачи информации - GPRS (General Packet Radio Service). А всего в мире число сотовых компаний, занятых внедрением или уже внедривших в своих сетях эту технологию, давно перевалило за сотню. Вовсю решаются и вопросы организации международного роуминга для абонентов, работающих в этом режиме. Другими словами, во всем мире идет быстрое внедрение этой новой технологии мобильной передачи данных, но почему она потребовалась и в чем ее суть? Попробуем кратко ответить на эти вопросы.

Потребность в новой технологии

Естественное желание людей не сидеть в душных кабинетах и офисах, а находиться на природе или в привычной домашней обстановке, стало получать все большее понимание и со стороны работодателей во всем мире. Тем более что для успешной работы многих современных "информационных производств" не требуется, чтобы человек был территориально "привязан" к какому-либо станку, а необходимо, чтобы он просто постоянно находился "на связи". Современные средства телекоммуникаций, и в первую очередь мобильных, отчасти позволяют решить эту задачу. Но если человек, например, по характеру своей работы должен участвовать в обработке больших массивов данных, тут уже обычный телефон не очень спасает положение. Согласитесь, часами заниматься диктовкой или сверкой по телефону множества цифр в каких-нибудь сводках или отчетах - занятие не из приятных. Да и эффективной такую работу назвать трудно. Другое дело, если эти данные, буквально одним нажатием на клавишу, можно быстро передать любому необходимому абоненту и столь же просто получить другие. В этом случае для успешной совместной работы становится уже совершенно не важно где вы находитесь: в офисе, дома, на даче, в командировке в другом городе или за границей. Работать становится возможно и в тенистом сквере, и в машине в автомобильной пробке, в купе поезда и... почти где угодно. А ведь кроме этого есть и много других случаев, когда требуется получение информации в мобильном и оперативном режиме. Это, например, могут быть уведомления об изменениях котировок интересующих вас акций, или о переносе по погодным условиям времени прибытия или вылета самолетов и многое, многое другое.

В общем, потребности людей по передаче данных в мобильном режиме, по оценкам экспертов, в обозримом будущем будут возрастать ежегодно не менее чем в полтора раза.

Конечно, нельзя забывать, что сотовая связь уже давно обеспечивает возможность передачи данных. Вот только на практике эта возможность оказывается почти теоретической - пользоваться ею люди не очень хотят (всего порядка 5% от общего числа абонентов по всему миру!). И основных причин здесь две: медленно и дорого. Действительно, даже современная цифровая сотовая связь стандарта GSM обеспечивает передачу данных со скоростью всего 9,6 кбит/с. Представить себе насколько эта скорость "современна" можно просто вспомнив, что пользователи модемов на обычных телефонных линиях практически полностью отказались от таких скоростей уже лет пять тому назад. Да и сам метод связи, когда даже для простой проверки с мобильного телефона своего электронного почтового ящика надо дозвониться до модемного пула интернет-провайдера, установить связь, обменяться информацией... А в итоге, возможно, оплатить все эти недешевые минуты сотовой связи только за то, чтобы узнать, что новых писем в вашем ящике нет. Ничего не скажешь: великолепный получается сервис.

Вот для устранения этих недостатков и была придумана новая технология. Ее целью было существенное повышение скорости передачи данных по каналам сотовой связи, а также обеспечение режима "постоянной подключенности" абонентов, наподобие того, как это реализовано в локальных вычислительных сетях.

Сущность GPRS

Прежде всего, необходимо отметить, что технология GPRS ориентирована на применение только в сетях цифровой сотовой связи стандарта GSM, реализованных на основе метода временного разделения доступа - Time Division Multiple Access (TDMA).

Упрощенно, суть метода TDMA заключается в следующем. Все время работы радиоканала связи делится на стандартные по длительности временные интервалы, распределяемые по очереди между несколькими абонентами. В результате этого, на одной радиочастоте оказывается возможным передавать сразу несколько разговоров, или организовать несколько независимых каналов обмена данными. В стандарте GSM максимальное число таких каналов равно восьми.

Подобное временное разделение канала связи между несколькими пользователями позволяет увеличить число одновременно обслуживаемых абонентов, однако все каналы оказываются занятыми только в редкие моменты пиковых нагрузок в сотовой сети. Остальное же время часть таких каналов - свободны. Вот на этой особенности и основана идея технологии GPRS: в случаях, когда абоненту требуется высокоскоростная передача информации - временно "отдавать" ему все свободные временные интервалы в данном радиоканале. Таким образом, скорость передачи информации сразу может возрасти в восемь раз.

Но это еще не все. Сам стандарт GSM может обеспечить несколько большую скорость передачи информации, если использовать другие методы кодирования. Без заметного снижения качества скорость передачи данных может быть увеличена до 14,4 кбит/с, а потенциально - даже до 22,8 кбит/с.

Вот отсюда и возникают высокие скорости передачи данных в GPRS: реальная - 115,2 кбит/с, а предельная - более 170 кбит/с. Причем именно столь большие скорости связи позволяют достаточно безболезненно выделять на некоторое время все ресурсы радиоканала одному из пользователей, не рискуя заметно снизить шансы других абонентов дозвониться до сети. Действительно, на таких скоростях получение даже, например, довольно большого электронного письма размером с целую машинописную страницу, произойдет не более чем за 0,15 секунды. А если учесть, что заложенное в технологии GPRS время задержки выделения радиоресурсов для передачи пакета данных не должно превышать 1 секунды, то упомянутая ранее проверка своего почтового ящика будет происходить для пользователя почти мгновенно.

Столь существенные изменения в условиях обмена данными с помощью мобильных телефонов открывают и многочисленные новые возможности.

Блестящие перспективы

Одним из самых больших преимуществ режима GPRS является то, что сотовый телефон по окончании сеанса обмена информацией сразу освобождает канал. Другими словами, во всех паузах между приемом и передачей данных телефон "не занимает линию". Аппаратура оператора сотовой сети просто "помнит" о том, что этот абонент находится на связи, а ресурсы радиоканала выделяются ему только на время обмена информацией. Другими словами, GPRS-телефоны могут непрерывно находиться на связи (если, конечно, включены и расположены в пределах зоны покрытия сети) - в состоянии "постоянного виртуального соединения". При этом оператору нет нужды требовать от абонента оплаты всего времени его соединения с мобильной сетью (фактически составляющего 24 часа в сутки), а только интервалов активной работы телефона в сети или объема переданной и полученной информации, которая, например, при работе в режиме WAP, вообще составляет считанные байты.

В связи с этим у пользователей отпадает необходимость спешить завершить сеанс передачи данных как можно скорее, и поэтому абоненты могут быть постоянно подключены к Интернет, к корпоративной вычислительной сети и пользоваться многими другими услугами, такими как электронная почта (включая функции передачи присоединенных графических, аудио- и видеофайлов) и электронная коммерция. Большие возможности технология GPRS открывает перед развитием систем передачи телеметрии, дистанционного мониторинга, охранных систем и т. п.

Удобна технология GPRS и для операторов сотовых сетей, так как она, являясь эффективным путем модернизации существующих сетей GSM, не требует коренной замены оборудования.

В качестве клиентских устройств абоненты сетей GPRS могут использовать портативные компьютеры, подключенные к поддерживающим эту технологию сотовым телефонам или модемам, компьютеры, оснащенные специальными беспроводными модемами для GPRS, а также любые другие специализированные устройства (например, считыватели для кредитных карточек) со встроенным интерфейсом GPRS.

"Проблемы роста"

Как это нередко бывает, одним из существенных препятствий для широкого распространения в мире технологии GPRS на начальном этапе ее внедрения был тривиальнейший дефицит соответствующих мобильных телефонов. Еще год назад в продаже (и то в очень ограниченных количествах) находилась всего одна модель GPRS-телефона - Timeport P7389i производства компании Motorola, вызвавшая к тому же дружные нарекания экспертов за "совершенно не дружественный интерфейс". Но, как известно, любая потребность хорошо стимулирует производство и поэтому за прошедшее время еще целый ряд компаний (Alcatel, Ericsson, Nokia, Samsung, Sagem, Sendo, Siemens и др.) разработали и выпустили в продажу уже несколько десятков моделей телефонов с поддержкой GPRS.

Другими словами, проблема недостатка телефонов уже можно считать отпала окончательно, тем более что технология GPRS не требует разработки полностью нового телефона - по сути, речь идет о подготовке нового встроенного программного обеспечения. Правда следует отметить, что все возможности по скоростной передачи данных будут реализованы в телефонах несколько позже, а пока существующие модели способны поддерживать меньшие скорости обмена информацией - в пределах 24-56 кбит/с для приема данных и приблизительно вдвое меньше - на передачу. Хотя на практике, в уже действующих GPRS-сетях, и такие скорости еще не всегда уверенно достигаются.

Вообще же разработчики планируют производить GPRS-телефоны трех различных классов:

- модели А-класса могут по очереди работать в режимах - on-line или стандартном телефонном, а по окончании сеанса обмена данными пользователь будет получать уведомление о поступивших за время сеанса входящих звонках и сообщениях, оставленных в речевом почтовом ящике (такими были первые модели GPRS-телефонов);

- терминалы B-класса должны оперативно реагировать на входящие звонки и позволять без потери данных приостанавливать сеанс on-line для работы в телефонном режиме (к этому классу относятся практически все модели телефонов выпуска 2001 года);

- модели С-класса смогут поддерживать одновременную работу в телефонном режиме и режиме on-line.

Настоящее и будущее пакетной передачи данных

Технология GPRS является не единственной действующей технологией высокоскоростной передачи данных по сотовым каналам.

В некоторых зарубежных сетях сотовой связи стандарта GSM внедрена и используется близкая к GPRS технология высокоскоростной передачи данных по коммутируемым линиям - High Speed Circuit Switched Data (HSCSD). Увеличение скорости передачи данных здесь также достигается за счет выделения абоненту нескольких (от 2 до 4) тайм-слотов, что приводит к росту скорости до 28,8 - 57,6 кбит/с. Но в отличие от GPRS, в технологии HSCSD выделение заданного числа тайм-слотов сохраняется за абонентом на все время соединения. Другими словами, данная технология просто отдает в распоряжение абонента не один, а несколько стандартных разговорных каналов (с соответствующей их оплатой). "Эффективность" данного метода подобна такому гипотетическому решению, как если бы для сокращения времени передачи массива данных пользователь установил у себя не одну, а две телефонных линии и две половинки этого массива параллельно передавал через два модема. Рост скорости передачи в два раза в течение сеанса связи действительно достигается, но и оплачивать надо две линии, несмотря на то, что большую часть времени они возможно и простаивают.

Еще одним аналогом GPRS, ориентированным на применение в сетях стандарта D-AMPS, является технология Cellular Digital Packet Data (CDPD). А для систем сотовой связи с кодовым разделением сигналов, работающих в стандарте cdmaOne, создан еще один вариант высокоскоростной технологии передачи пакетов данных - High Speed Packet Data (HSPD), обеспечивающий скорости до 64 кбит/с.

Но настоящего триумфа в наше время смогла достигнуть технология пакетной передачи данных, являющаяся одной из составных частей системы i-Mode. Реализованная японской компанией сотовой связи NTT DoCoMo в своей сети, работающей в цифровом стандарте PDC, данная услуга была запущена в коммерческую эксплуатацию в марте 1999 года, а всего через два года - в марте 2001 года - число ее пользователей уже превысило 20 млн. человек!

Строго говоря, i-Mode это не чисто технология, а комплексная услуга оперативного доступа в Интернет. Ее существенным отличием от технологии WAP является то, что она использует не специальный язык WML, а разновидность стандартного языка разметки Интернет-страниц - C-HTML (компактный HTML). В связи с этим, процесс подготовки страниц оказывается более привычен для программистов, а к тому же и многие страницы, написанные на стандартном языке HTML и содержащие небольшие тексты без развитой графики, вполне удовлетворительно отображаются на экранах специализированных радиотелефонов i-Mode.

Но кроме этого, так как услуга i-Mode реализована в режиме пакетного обмена информацией, радиотелефоны оказываются постоянно подключенными к интересующим пользователей Веб-страницам. В таком режиме они оперативно получают самые последние сведения о текущих события (погода, котировки акций, результаты спортивных состязаний и т. п.) по мере обновления Интернет-страниц. При этом оплата услуг производится только за объем полученной информации, которая во многих случаях составляет всего десятки и сотни байт. В итоге стоимость даже развернутых справочных обращений к Веб-сайтам (проверка состояния своего банковского счета, просмотр расписания поездов, прогноза погоды по региону и т. п.) не превышает 20-30 центов.

Необходимо отметить, что все перечисленные технологии являются только промежуточными ступенями в направлении эволюции сотовых сетей к системам мобильной связи третьего поколения со скоростями обмена данными между мобильными телефонами до 2 Мбит/с. Но достижение таких скоростей будет идти по шагам. Так, например, следующим этапом развития технологии GPRS, обеспечивающим дальнейшее расширение возможностей передачи данных в сетях GSM, должна стать технология EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution). По имеющимся расчетам, благодаря EDGE удастся достичь скоростей передачи данных до 384 Кбит/с, а в перспективе - и до 520 Кбит/с. Достигаться это будет уже за счет использования принципиально нового оборудования, существенно ускоряющего работу радиоканалов, но в этом случае уже вполне реальными становятся и мобильные видеотелефоны.

В общем, развитие технологий мобильной связи идет такими темпами, что всего через несколько лет миниатюрный видеотелефон и "Интернет в кармане" - станут вполне обычным явлением.