Это было давно и… взаправду

С появлением телефонии и мобильной связи в частности существовать на планете стало гораздо легче и веселее (прямо, как по «классику»). И позвонить можно в любой момент в любую точку Земного шара, и сообщение отправить, и фотографию сделать, видео снять и, мало того, все это добро в Интернет тут же загрузить. Конечно, мы перечислили далеко не все, на что способен сотовый: он еще ого-го! В этом мы не сомневаемся, но было время, в конце 19 века, когда телефоны весили по три пуда, соединяли абонентов красавицы-телефонистки и в моде была фраза: «У аппарата!» Жесть :).

Изобретатель Гульермо Маркони со своим радиоприемником

Некоторое время спустя, после изобретения телефонии (1849—1854 гг. Шарль Бурсель) и телефона (1876 г. Александр Белл), великие мыслители уже начали задумываться, как бы им избавиться от проводов. Случилось это в аккурат после изобретения радио. В 1901 г. предприимчивый итальянец сеньор Гульермо Маркони, запатентовав радиоприбор, незамедлительно установил его в паровом автомобиле «Торнисрофт». Именно так состоялся первый сеанс наземной сотовой связи. А говорят, что итальянцы лишь макароны делать умеют!

Дедушки у колыбели

Несколько инженеров и по сей день борются за звание деда сотовой связи. Но мы не хотим никого обидеть и поссорить, поэтому расскажем обо всех «дедах»-основателях. Итак!

Сэр Д.Ринг (хорошая фамилия!), работающий в Bell Laboratories, выдвинул идею сотового принципа организации сетей подвижной связи. За что ему огромное спасибо!

Легенда мобильной связи — сэр Купер

Но настоящий прорыв совершила, как известно, Моtоrоlа (см. hi-Tech МИР СВЯЗИ, «Моtоrоlа: история золотого неудачника»), а конкретно – ее гениальный инженер Мартин Купер, который, собственно, и изобрел наш любимый аппарат. Но не все шло гладко: компании пришлось потратить уйму времени на то, что бы убедить ФКС (Федеральная Комиссия Связи, США, создана в 1934 г.) выделить частоты для нового вида связи. Бюрократы обязали Моtоrоlа… создать сотовую сеть, мол, все в ваших руках. И сэр Купер тут же засучил рукава. 3 апреля 1973 г. на крышу 50-этажного Alliance Capital Building в Нью-Йорке была водружена базовая станция (БС). Первый прототип БС мог обслуживать не более 30 абонентов и соединял их с наземными линиями связи. А первый сотовый телефон назывался Dyna-ТАС и весил около 1,15 кг, имея при этом устрашающие габариты — 22,5х12,5х3,75 см и время работы 35 мин. Умел он только принимать и отклонять вызовы. Хотя… мог вполне защитить своего хозяина от хулиганов, если использовать его как оборонительное средство. Тем не менее, опыт прошел, как видим, удачно — Motorola торжествовала.

 Соты всех стран – объединяйтесь!

Что тут началось! Вслед за прогрессивными американцами погнались находчивые японцы, а там и шустрые финны, датчане и шведы подтянулись. Северную Америку, Дальний Восток и Европу буквально захватила сотовая лихорадка. Каждая страна-изобретательница хотела насобирать побольше мобильного «меда».

Летом 1978 г. в США начала активную деятельность Advanced Mobile Phone Service (AMPS, Усовершенствованная Служба Мобильных Телефонов), проводя испытания возле Чикаго и развернув в городе десять ячеек, покрывающих 21 тыс. кв. миль, создав тем самым систему для чикагских абонентов.

А уже зимой 1979 г. в Токио заработала сотовая сеть связи, состоящая из 88 БС, созданная NTT (Nippon Telegraph and Telephone). Она обслуживала 23 района города. Оборудование для нее изготовили именитые Matsushita и NEC (Nippon Electric Company).

В 1981 г. в Северной Европе решили действовать сообща, создав 450 МГц диапазоне Nordic Mobile Telephone System (NMT-450, Северная Мобильная Телефонная Система), в которую входили Дания, Швеция, Финляндия и Норвегия. Отметим, что архитектура данной сети базировалась на принципах построения американской системы AMPS. NMT-450 была запущена в сентябре 1981 г. не кем иным, как компанией Ericsson. Канадцы запустили в эксплуатацию свою коммерческую AIRORA-404 в феврале 1983 г.

С днем рождения, GSM!

Следуя принципу: «Ребята, давайте жить дружно», светлые умы Старого Света решили разработать единый европейский стандарт цифровой сотовой связи и выделили для сего благого начинания наш любимый-дорогой диапазон 900 МГц. На ответственном заседании в 1982 г. Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (СЕРТ) — организация, объединяющая администрации связи 26 стран, — повелела создать специальную группу, которую так и нарекла — Groupe Special Mobile. Именно ее инициалы и дали имя новому протоколу GSM. Позднее, дабы избежать путаницы, аббревиатуру стандарта начали расшифровывать как Global System for Mobile Communications.

И вот, 9 лет спустя, началось триумфальное шествие – GSM-900 завоевал мир. Первыми стандарт ввели в Финляндии, запустив коммерческую сеть в 1992 г. Вскоре у него появились братья – более современные и быстрые — GSM-1800 и GSM-1900, распространившие свою деятельность по Восточной Европе. Появились они, в том числе, и в Украине, в Тихоокеанских странах Азии и в Австралии.

Подай голосок через темный лесок

Люди такие интересные существа! Сначала отдаляются друг от друга на большие расстояния, а затем ищут способы общения между собой. Вот и голосовой связи им стало мало. Они, видите ли, хотят картинки всякие пересылать, видеофайликами делиться, в Интернет захаживать. Разработчики пожали плечами и послушно засели в лабораториях: придумывать сети пакетной передачей данных — GPRS (General Packet Radio Service), а также протокол беспроводного доступа WAP (Wireless Application Protocol). Благодаря данным разработкам пользователи получили нечто большее, чем голосовая связь, а именно — доступ к интернет-ресурсам посредством одного лишь мобильного телефона без всяких ПК и модемов.

Внедрение этих технологий вскоре принесло GSM-операторам весомые плоды, позволив им предлагать широкий выбор возможностей, повышая конкурентоспособность. Так, впервые стало реальным использование интернет-протокола IP (Internet Protocol) в сетях GSM, а также подключение к огромному количеству частных и общественных сетей с применением стандартных промышленных протоколов передачи данных.

GPRS оказался идеальным решением для вышеупомянутых операторов — он устанавливает «виртуально-постоянное соединение» с источниками данных, при котором абонент получает данные, едва найдя их. Используя сей стандарт, операторы GSM получили в свое распоряжение сети третьего поколения.

GSM прогрессировал день ото дня, поэтому и придумали расширенный диапазон передачи данных для его развития — EDGE (Enhanced Datarate for GSM Evolution). Этот самый диапазон и соединил в себе набор новых и альтернативных схем модуляции, обеспечивающих более высокую скорость передачи данных. Фаза 1 технологии EDGE использовала функции GPRS, обеспечивая скорость передачи данных до 384 Кб/с. А фаза 2 предоставляла обслуживание в режиме реального времени, передавая не только звук, но и мультимедиа.

Также EDGE внедрялся и на рынке TDMA (IS-136) и iDEN в США с применением тех же технических стандартов, чтобы обеспечить использование GPRS.

Сами с усами

А чем же занимались все это время американцы и японцы? Уж не думаете ли вы, что они сидели, сложа руки? Отнюдь. Их ученые придумывали аутентичные цифровые стандарты. Видать, наши, европейские, им чем-то не подходили. Что ж – имеют право.

В довольно-таки далеком 1990 г. северо-американская Промышленная Ассоциация Связи – ТIА — (Telecommunications Industry Association) утвердила национальный протокол цифровой сотовой связи IS-54. Однако прославился он под именем DAMPS или, проще, ADC. А все дело в том, что в США, в отличие от Европы, не были выделены новые специальные частотные диапазоны для его работы. Поэтому ничего не оставалось, как наладить действие системы в старом-добром диапазоне 825—890 МГц, в коем уже работала AMPS.

Но вот компании Qualcomm, к примеру, королевство показалось маловатым, поэтому они решили развернуть деятельность посредством хитрой выдумки. Ведущие специалисты компании изобрели новейший стандарт связи, основанный на технологии шумоподобных сигналов и кодовом разделении каналов, проще говоря CDMA (Code Division Multiple Access), который был принят в 1993 г. и получил имя IS-95.

С миру по нитке

Все же существовать вразнобой соты ну никак не хотели – все норовили собраться в один улей. Сочувствуя отдельным гражданам, летающим, как пчелы, от цветка к цветку, то есть с континента на континент, европейцы, японцы и американцы пришли к выводу, что без единого всемирного стандарта им не обойтись. Собравшись на очередную летучку в 1990 г., представители трех крупнейших организаций стандартизации (ETSI — Европа, ARIB — Япония и ANSI — США) принялись колдовать над этой непосильной задачей. На повестке дня стояло внедрение общемирового протокола на оборудование систем подвижной сотовой связи третьего поколения IMT-2000 (International Mobile Telecommunication). Очевидно, к миллениуму готовились. Но… Достичь консенсуса мобильным профессорам не удалось. В результате мы получили дружное и симпатичное семейство стандартов третьего поколения — WCDMA, CDMA 2000, UMTS.

4G: и все-таки он существует!

Быть или не быть, вот в чем вопрос. 21 век в разгаре, мир виртуализировался до мозга костей, скорости телекоммуникационных связей соперничают уже не с болидами Формулы 1, а со скоростью света. Земляне требуют все большей мобильности – и вот на горизонте появляется 4G — перспективное поколение связи, скорость передачи данных которой превышает 100 Мб/с в условиях обмена данными с мобильными устройствами доступа, и до 1 Гб/с в условиях стационарного применения. 4G базируется на технологии ортогонального частотного уплотнения OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Однако, что за диво: в отличие от 3G, общепринятого определения для 4G по состоянию на 2009 г. не существовало. Обидно. Выходит, что если стандартов нет, то и 4G как бы нет?

Ученые мужи снова тянут одеяло каждый на себя. Intel — сторонники WiMax (основан на стандарте IEEE 802.16) — утверждают, что именно эта технология относится к четвертому поколению мобильной связи. Но постойте! Ведь WiMax лишь частично удовлетворяет условия вхождения в 4G. А как же LTE (Long Term Evolution)? В Nokia, например, полагают, что LTE может вытеснить WiMax в течение последующих пяти лет. Однако, это только прогнозы. Как бы там ни было, но 14 декабря 2009 г. шведская телекоммуникационная компания TeliaSonera запустила первую в мире коммерческую сеть четвертого поколения стандарта LTE в Стокгольме и Осло. На протяжении 2010 г. TeliaSonera планирует предложить своим абонентам покрытие 4G на базе оборудования Huaiwei в 25 крупнейших городах Швеции и четырех в Норвегии. По этому же стандарту строятся сети в США, Японии, Корее, Китае и Никарагуа. Что касается нашей соседки России, то там 4G-технологию принялась внедрять компания «Скартел» (торговая марка Yota), построив сеть в Москве, Санкт-Петербурге и Уфе по стандарту Mobile WiMax.

Но и мы не лыком шиты. 9 сентября 2009 г. в Украине состоялся запуск в тестовую эксплуатацию сети Mobile WiMAX, организованный компанией «Украинские Новейшие Технологии» (УНТ). Был презентован новый оператор беспроводной связи FreshTel (http://freshtel.ua). На данный момент его сеть уже покрыла большую часть Киева и частично Броваров. С 15 января началась коммерческая эксплуатация сети. Оператор планирует уже через два года сделать мобильный WiMAX доступным для 10 млн украинцев. Надеемся, что так оно и будет. Лично мы уже опробовали действие сети. Есть, конечно, некоторые недочеты, но в будущем оператор все исправит. Подробнее о тесте читайте в hi-Tech МИР СВЯЗИ № 1—2, 2010.

Новости – в тему

В январе 2010 г. Cisco (www.cisco.com/web/consumer/ces2010.html) продемонстрировала расширенные возможности технологии LTE в рамках ежегодной международной выставки Consumer Electronics Show (www.cesweb.org). Совместно с оператором Verizon Wireless она продемонстрировала свой портфель мобильных решений, работающих на базе шлюза Cisco PGW (Packet Data Network Gateway), который является ключевым элементом опорной пакетной сети Verizon Wireless LTE Evolved Packet Core (EPC) и всей магистральной сети, обслуживающей мобильных и конвергентных операторов. Сеть Verizon Wireless включает передовые технологические решения Cisco, в том числе маршрутизаторы Cisco CRS-1, Cisco ASR 9000, Cisco ASR 1000 и оборудование Starent ST, что позволяет расширять емкость и функциональность транспортных и пакетных магистральных каналов, поддерживающих мобильный доступ в Интернет по сетям 3G/4G.

Также свои разработки представила и корейская LG Electronics (http://ua.lge.com). Компания, в качестве примера, продемонстрировала full HD-видео в режиме реального времени, видеоконференцию и веб-серфинг со скоростью до 100 Мбит по направлению к пользователю и 50 Мб/с – в обратном, подключившись по LTE USB-модему. При таких скоростях станет возможна закачка полнометражного фильма на телефон в течение одной минуты! Кроме того, на выставке было продемонстрировано усовершенствованная версия ультратонкого 4G LTE-устройства, выпущенного в августе 2009 г. Этот продукт позволяет установить бесшовное соединение с неограниченной возможностью передачи данных между LTE- и CDMA-антеннами и обеспечивает загрузку видеофайлов, веб-серфинг и интернет-телефонию.

Прогнозы: сети 4G будут приносить операторам свыше $70 млрд в год

По данным аналитического агентства ABI Research к 2014 году превысит $70 млрд при стремительном росте объема услуг операторов связи. Это, прежде всего, будет связано с тем, что главной услугой станет предоставление доступа во Всемирную сеть, а второстепенной – передача голосовых данных. Также существенную долю прибыли операторам обеспечит оказание дополнительных услуг: навигационных, мультимедийных (например, видео по требованию и обмен файлами), конвергентных (Tripple Play и т.п.), вещательных — платное телевидение, цифровое радио и игровых. По мере распространения сетей 4G доля специализированных пакетов услуг под маркой операторов связи в общем объеме платежей абонентов может составить до 22 %. Новые сервисы — Web 3.0 – будут интегрированы с популярными функциями Web 2.0: персонализацией, интерактивностью, социальными взаимодействиями и привязкой к месту и будут одинаково прозрачно работать на компьютерах, телевизорах и мобильных устройствах, а многие операторы перейдут на единые абонентские счета для нескольких подключенных устройств.

Ирина Семенюк