Цифровые каналы

А вот в построении цифровых каналов связи порядка больше. Может быть, из-за того, что победителя здесь не ожидают уж очень большие доходы  [3].

Сегодняшний «стандартный» цифровой канал, работающий в большинстве сетей GSM (в основном для передачи SMS), имеет полосу 9,6 кбит/с и позволяет передавать до 160 знаков в одном сообщении. В некоторых сетях скорость передачи цифровых сигналов CSD (Circuit Switched Data) может быть повышена за счет более совершенной кодировки до 14,4 кбит/с. Есть более интересный стандарт PHS (Personal Handyphone System), разработанный в Японии, обеспечивающий скорость до 64 кбит/с. Но он не получил широкого распространения.

В то время как обычный канал GSM предоставляет одному пользователю всего один таймслот в каждом кадре, в котором может передаваться как оцифрованная речь, так и цифровой сигнал, High Speed Circuit Switched Data (HSCSD) позволяет одновременно использовать до четырех таймслотов на один цифровой канал. Увеличение скорости происходит «за счет» других абонентов, и, как легко видеть, он дороже для пользователя, которому приходится платить в четыре раза больше. Если скорость одного канала принять равной 14,4 кбит/с, то четыре таймслота HSCSD дадут 57,6 кбит/с, что эквивалентно одному В-каналу стандарта ISDN.

В системах, где применяется HSCSD, у него более низкий приоритет, нежели у речевых каналов. Поэтому, если таймслот занят телефонными разговорами, HSCSD-канал может быть сужен вплоть до одного таймслота. Из-за этого применение HSCSD возможно лишь в сетях с малым трафиком или в сетях, изначально ориентированных на передачу данных. Еще один недостаток этих каналов: при переходе из одной соты в другую может случиться, что в новой соте не найдется необходимого количества свободных таймслотов (или их придется выбирать из других временных промежутков).

Интересно, но более прогрессивному методу цифровой передачи GPRS, о котором читайте ниже, дается еще более низкий приоритет, чем HSCSD. Однако формирование HSCSD, реализуемого исключительно апгрейдом программного обеспечения на сотовых станциях, в существующих сотовых сетях GSM обходится гораздо дешевле, чем GPRS (там требуется значительная доработка не только софта, но и железа). Кроме того, в каналах HSCSD определенные виды цифровой информации (например, видео) могут передаваться более качественно, поскольку в них механизм повтора передачи искаженных пакетов реализован не так, как в GPRS. Другое преимущество каналов HSCSD — простое сопряжение с сигналами телефонных сетей общего пользования и ISDN. Таким образом, модификация сотовых систем под HSCSD в основном определяется востребованностью услуги со стороны абонентов и наличием у них соответствующих трубок.

Примером практической реализации HSCSD может служить поступивший в продажу в конце 1999 года мини-компьютер Card Phone 2.0, встроенный в GSM-телефон. Он может занимать до четырех таймслотов одновременно (скорость до 43,2 кбит/с без компрессии данных).

Хотя ETSI опубликовал спецификацию HSCSD (Phase 2+s GSM 03.34) на год ранее стандарта GPRS, основные сотовые игроки больше склонны работать с каналами GPRS. Они должны заменить современные SMS-каналы и низкоскоростные однотаймслотовые каналы CSD (Circuit Switched Data). Теоретически скорость передачи данных в канале GPRS может достигать 171,2 кбит/с, когда он занимает все восемь таймслотов GSM-кадра, что почти втрое выше, чем стандартные 64 (57,4) кбит/с каналы систем фиксированной связи и более чем в десять раз выше скорости каналов CSD. GPRS обеспечивает мгновенное соединение при передаче каждого пакета, поскольку не требуется каждый раз устанавливать связь. Это экономит время на соединение, снижает загрузку канала и экономит деньги пользователя, которому надо платить только за объем передаваемых данных, а не за служебный трафик. И еще, может быть, самое главное достоинство GPRS: цифровая информация передается «поверх» речевых каналов (одновременно с «речевыми» таймслотами, хотя и за их «счет»).

Применение каналов GPRS предоставляет новые возможности, гораздо более богатые в сравнении с SMS и CSD. Во-первых, это полноценный доступ к Интернету (FTP, Web-серфинг, чаты, e-mail, Тelnet…), не хуже, чем у многих настольных дайлапных компьютеров. Во-вторых, эти скоростные каналы дают новые возможности по применению мобильных терминалов в бытовых целях, например, при дистанционном управлении (любимый конек Билла Гейтса).

Поддержку GPRS можно обеспечить не только в сетях GSM и в стандарте TDMA, столь распространенном в Северной и Южной Америке, но и в сетях CDMA. GPRS рассматривается как один из будущих стандартов сетей третьего поколения.

EDGE является еще одним стандартом передачи информации по радиоканалам. Он позволяет передавать данные со скоростью до 384 кбит/с в восьми каналах GSM, из-за чего его ранее называли GSM384. Это значит, что в каждом таймслоте биты передаются со скоростью до 48 кбит/с. Причем при хорошей энергетике радиолинии скорость в каналах может достигать 1 Мбит/с.

EDGE был разработан для операторов мобильных сетей, не имеющих лицензии на более широкий (в сравнении с диапазоном сетей GSM) радиочастотный диапазон UMTS (Universal Mobile Telephone System). Технология позволяет этим операторам построить цифровые каналы с такой же пропускной способностью, что и в сетях 3G UMTS. EDGE призван обеспечить эволюционный переход от каналов GPRS к UMTS: модуляция, реализованная в EDGE, обеспечивает большую скорость передачи, чем в сегодняшних каналах стандарта GSM (200 кГц)  [4]. Для перехода на EDGE оператору потребуется установить на своих базовых станциях передатчик с модулятором EDGE-сигналов, работающий в существующем в GSM диапазоне частот. Правда, абонентам придется приобрести новые терминалы, в которых должны быть реализованы несимметричные каналы «вверх» и «вниз» — подобно спутниковым системам асимметричного доступа к Интернету.

Коммерческий выход EDGE на арену ожидается в 2001–2002 году. Хотя сотовые операторы окончательно не решили, применять ли EDGE в качестве переходного стандарта между GPRS- и 3G-протколами. Это решение зависит прежде всего от успешности их борьбы за лицензии на частотные диапазоны UMTS. Видимо, те, кому лицензии не достанутся, будут вынуждены применить у себя EDGE, чтобы сохранить конкурентоспособность. С другой стороны, сравнительно короткое время, оставшееся до прихода UMTS (планируется в 2002 году), может не оправдать больших инвестиций в промежуточное решение.

Итак, по отношению к передаче данных в беспроводных сетях картина более или менее ясна. Вопросы есть только в отношении времени перехода на тот или иной стандарт (что определяется в основном экономическими условиями — возможностью операторов переоборудовать свои сети, доступностью новых терминальных устройств для массового пользователя).

Ericsson, разработавшая и довольно успешно продвигающая EDGE на рынок, намеревается сделать ее полностью универсальной — как сделано в каналах стандарта CDMA (столь же активно продвигаемом Qualcomm). С этой целью Ericsson недавно провела переговоры с Qualcomm, вероятно, о совместной политике и условиях раздела рынка средств связи для мобильных систем.

Здесь, впрочем, стоит еще упомянуть технологию Bluetooth, которая в определенной степени может рассматриваться не только как метод ликвидации проводов и кабелей на рабочем месте, но и как «локальная» технология для мобильных коммерческих операций — оплаты парковки, автобусных билетов и т. п.