Что такое 3G сети. Введение.
3G формат связи – это не просто быстрый доступ к Интернету, это абсолютно новый подход как к общению, доступу к интернету и т. д. Если сказать словами, те возможности а так же те устройства, которые обыденно рассматривались исключительно как стационарные, станут полностью мобильными. Пользователь может не только разговаривать с собеседником, но и видеть его в реальном времени при помощи видеотелефона, путешествовать по сети Интернет на огромных скоростях, вести бизнес, обучаться, развлекаться и все это возможно при помощи небольшого устройства, напоминающего обычный сотовый телефон. Разумеется, такие услуги нуждаются в высокоскоростной передачи данных. Для этого предусматривают модернизацию текущих сетей мобильной связи, которые изначально проектировались в расчете на узкополосную передачу данных, до широкополосных сетей, обеспечивающих необходимую скорость для сотовых услуг мультимедиа и доступа к глобальной сети Интернет.
Основой сотовой связи новейшего третьего поколения станет технология IP, которая основана на быстрой пакетной передаче данных, что означает постоянное пребывание абонента в режиме on-line; при этом оплачивается исключительно только объем переданной и принятой информации, а не время соединения, как это происходит до сих пор сегодня.
Для реализации систем новешего поколения разработаны рекомендации по глобальным унифицированным стандартам мобильной связи: обеспечение качества передачи речи, которое можно сравнить с качеством передачи в проводных сетях связи; не обошло внимание и вопрос безопасности которая станет сравнимой с безопасностью в проводных сетях; обеспечение национального и международного роуминга; одновременная поддержка нескольких местных и международных операторов; более эффективное использование спектра частот; пакетная и канальная коммутация; поддержка многоуровневых сотовых структур; взаимодействие с системами спутниковой связи; поэтапное наращивание скорости передачи данных вплоть до 2 Мбит/с. Несмотря на то что конечная цель для всей индустрии телекоммуникаций — создать единую всемирную среду сотовой связи, поддерживающую широкополосные системы и обеспечивающую абсолютную глобальную мобильность, в результате, скорее всего, все таки возникнет некоторое семейство подстандартов, обеспечивающее услуги нового третьего поколения.
Сети третьего поколения называемыми как 3G работают на частотах дециметрового диапазона примерно 2 ГГц, передавая данные со скоростью 2 Мбит/с. Они позволяют организовать непрерывную прямую видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне через интернет фильмы и телепрограммы и т. д. В мире сосуществуют пока два стандарта 3G: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000. UMTS распространен в основном в Европейских странах, CDMA2000 — в Азии и США. По данным Wireless Intelligence, на конец ноября 2006 г. в мире насчитывалось 364 млн абонентов сети 3G, из них 93,5 млн были подключены к сетям UMTS и 271,1 млн — к СDMA2000. Крупнейший оператор — японский NTT DoCoMo (40 млн абонентов).
Решение важной проблемы (совместимость стандартов и глобальный роуминг) абсолютно аналогично уже применяющемуся сегодня — разработка новых многомодовых терминалов, способных работать в нескольких стандартах.
Термин 3G используется для описания сервисов мобильной связи стандарта третьего поколения, которые обеспечивают более высокое качество связи, в том числе звука, а также высокоскоростную передачу данных интернет и большое количество разнообразных мультимедийных сервисов. Мобильные сети третьего поколения отличаются от сетей второго поколения (2G), таких как например стандарт мобильной связи GSM и переходного поколения (2.5G), таких как например GPRS – гораздо большей скоростью передачи данных, а также более широким набором и более высоким качеством предоставляемых услуг.
Хотя существует много различных интерпретаций того, что из себя представляет стандарт 3G, единственным определением, принимаемым универсально, является определение, опубликованное Международным Институтом Электросвязи (ITU). ITU, работающий с промышленными организациями по всему миру, оно определяет и утверждает технические требования и стандарты, а также правила использования спектра для систем 3G в рамках программы IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000). IMT-2000 – это рекомендации, разработанные Международным Институтом Электросвязи (ITU), касающиеся вопросов использования частотного спектра и технических особенностей для всего семейства стандартов 3-го поколения. Рекомендации описывают пути эволюции существующих в мире стандартов 2-го поколения в стандарты 3-го поколения. ITU требует, чтобы сети IMT-2000 (3G), помимо прочих свойств, обеспечивали улучшенную емкость системы и эффективность использования спектра для систем 2G и поддерживали сервисы передачи данных со скоростями – минимум 144 кбит/с, при использовании в мобильном режиме (не в помещениях или при быстром передвижении объекта), и максимум 2 Мбита/с, в не мобильных условиях (в помещениях при неподвижности объекта).
Основываясь на этих требованиях, в 1999 году ITU одобрил пять радиоинтерфейсов для стандартов IMT-2000, как часть рекомендаций ITU-R M.1457. CDMA2000 – это один из пяти упомянутых стандартов. Он также известен под названием IMT-CDMA Multi Carrier в классификации ITU.
CDMA2000 3G предлагает практически осуществимое решение для любого существующего на рынке сотового или PCS оператора – а также операторов, уже имеющих новую лицензию 3G. CDMA2000 был разработан таким образом, что любой беспроводный носитель, не зависимо от интерфейса, частоты или стандартов базовой сети, может извлечь пользу из его спектральной эффективности. С учётом специфики существующих в мире на сегодняшний день сетей сотовой связи, были разработаны варианты миграции этих сетей в сети нового третьего поколения.
В продолжение описания преимуществ сетей третьего поколения, можно утверждать, что помимо быстроскоростных услуг интернет-доступа и видеоконференц-связи, клиенты 3G смогут так же воспользоваться и удаленным доступом к корпоративным сетям. Третье поколение мобильной связи в корне изменит такое понятие, как мобильная работа. Сотрудник сможет выполнять свои задачи абсолютно в любом месте, даже не выходя из своегодома.
Одним из важнейших элементом услуг 3G станет мобильная электронная коммерция, когда оплатить товары и услуги можно будет через свой сотовый телефон. Он тем самым превратится в настоящий виртуальный кошелек. Кроме того, разработчики всерьез рассматривают возможность запуска такой услуги, как удаленная медицинская диагностика. IMT-2000 обеспечивает:
– высокую скорость передачи данных как внутри помещений, так и на открытой местности;
– симметричную и асимметричную передачу данных;
– поддержку канальной и пакетной коммутации для обеспечения таких сервисов, как Internet Protocol (IP) и Real Time Video;
– высокое качество голоса, не уступающее качеству голоса при передаче по проводной линии;
– большую компактность спектра и более эффективное его использование;
– возможность глобального роуминга. Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:
Сегодня в мире существуют две основные конкурирующие концепции 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems – универсальная мобильная телекоммуникационная система), поддерживаемая европейскими странами, и CDMA 2000 (Code Division Multiple Access – мультидоступ с кодовым разделением каналов), сторонниками которой традиционно являются азиатские страны и США. В принципе эти две технологии предполагают два различных подхода к организации сетей 3G: революционный (UMTS) и эволюционный (разновидности CDMA – CDMA2000, CDMA2000 IX, CDMA2000 IX EvDo). Эволюционный путь подразумевает сохранение частот и постепенный переход к новым технологиям, путем наращивания технических мощностей оператора. UMTS – совершенно новый стандарт, в то время как разновидности CDMA, предложенные для 3G, являются развитием уже эксплуатирующейся в мире технологии второго поколения cdmaOne (IS-95).
На текущий момент сети 3G уже работают в Азии и США, в то время как в Европе существует пока лишь в тестовых вариантах. Наиболее впечатляющих результатов в области 3G на мировом рынке добилась Япония. Сегодня в Японии работают аж 3 оператора, которые предоставляют услуги третьего поколения, – это NTT DoCoMo, KDDI и J-Phone Communications. Используя CDMA2000 и WCDMA технологии, первые всемирные коммерческие 3G сети уже обслуживают миллионы абонентов. К концу октября 2002 года, KDDI подключил 3,9 миллиона абонентов CDMA2000, NTT DоCоMо – 149,000 абонентов FOMA (WCDMA). Также к концу октября общее количество абонентов в Корее составило более чем 15 млн. абонентов CDMA2000. По данным на 16 декабря 2002 года в мире запущено 32 сети третьего поколения в 16 различных странах.