Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Передача данных по сетям сотовой связи

Питер Райсеви, Крейг Матиас

По оценкам большинства экспертов, передача речи составляет более 90% трафика сотовых сетей США. Однако объем передачи данных по таким сетям быстро увеличивается. Правильный выбор модема и немного сотрудничества с оператором сотовой сети — и вы сможете со своего переносного компьютера посылать факсы, работать с электронной почтой и даже превратить его в мобильный узел ЛВС.

Более того, услуги пакетной передачи цифровых данных по сотовой сети (Cellular Digital Packet Data — CDPD) доступны сегодня во многих районах США. Они предоставляют подвижным пользователям возможности недорогого доступа к ресурсам проводных сетей по протоколам TCP/IP. Однако, и это уже не секрет для многих абонентов сотовых сетей в больших городах, по мере роста спроса на услуги сотовой связи и падения их стоимости, такие сети приближаются к пределу своих емкостей. Поэтому большинство операторов, работающих в области сотовой связи, смотрят на цифровую технологию как на средство увеличения емкости сетей и предоставления более разносторонних услуг для передачи данных. Хотите иметь мобильную передачу речи, данных и факсимильной информации, а также пейджинговую связь с помощью одной телефонной трубки? Все это может дать вам цифровая сотовая связь.

Новинка в области беспроводных коммуникаций — услуги персональной связи (Personal Communications Services — PCS). Полосы частот, выделенные для предоставления этих услуг, были проданы недавно с аукционов Федеральной комиссией по связи США. Заплатив большие деньги (более 7 млрд. дол.) за право использовать эти частоты, компании, работающие в области PCS, лихорадочно спешат развернуть свои полностью цифровые системы интегрированной передачи голоса и данных. Хотя до массового предоставления услуг PCS еще далеко, сетевые администраторы, ответственные за беспроводную передачу данных, должны быть готовы к этому. Но, поскольку системы передачи данных по цифровым сотовым сетям указывают путь развития систем передачи данных по PCS, переход к последним не будет очень сложным.

Прежде чем услуги передачи данных по цифровым сотовым сетям прочно войдут в нашу жизнь, необходимо осознать препятствия, которые надо для этого преодолеть. Здесь следует упомянуть о конкуренции со стороны других беспроводных сетей передачи данных (включая пакетные системы радиосвязи и развивающиеся системы спутниковой связи) и о наличии большого числа различных стандартов цифровой сотовой связи.

Аналоговые системы

Хотите верьте, хотите нет, но самая распространенная в США система сотовой связи Advanced Mobile Phone Service (AMPS)1 была разработана в 60-х годах — задолго до того, как модемы и факсы вошли в повседневное обращение. Тем не менее, с помощью модемов, поддерживающих специальные протоколы передачи данных по сотовому соединению (рис. 1), пользователи могут получить надежный коммутируемый канал для передачи данных со скоростью 9,6 Кбит/с (без их сжатия), а при хороших радиоусловиях — 14,4 Кбит/с. Недостаток этой системы — необходимость использовать сотовые модемы на обоих концах соединения. Если на одном конце установлен обычный модем, то надежность и производительность соединения могут пострадать.

С недавнего времени поставщики услуг сотовой связи решают эту проблему с помощью размещения банка модемов в коммутационных центрах подвижной связи (mobile switching centers). Протокол сотового модема действует только до такого центра, а на всем остальном соединении работает протокол обычного модема (рис. 2). Цифровые сотовые системы также смогут воспользоваться преимуществами такого подхода.

Следует отметить, что технология CDPD, аналогичная, по сути, технологии радиосетей пакетной передачи данных фирм ARDIS и RAM Mobile Data, посылает пакеты по сотовым каналам, которые не используются иным образом. Пакетную передачу данных лучше всего применять при нечастом обмене данными или при пересылке неравномерного по времени трафика. Постоянные или интерактивные запросы лучше всего обслуживать с помощью использующих модемы систем с коммутацией каналов.

Цифровые системы

Сейчас на рынке цифровой сотовой связи США существуют две конкурирующие технологии множественного доступа: с разделением по времени (Time Division Multiple Access — TDMA) и с кодовым разделением (Сode Division Multiple Access — CDMA). Первая технология обещает троекратное увеличение емкости сетей по сравнению с аналоговыми системами, вторая — еще большее, возможно десятикратное. TDMA уже используется, а CDMA еще ждет своего внедрения, которое планируется в этом году. Многим операторам сотовых сетей предстоит решить, какую технологию они будут использовать.

Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (Telecommunications Industry Association — TIA) недавно были приняты два стандарта цифровой сотовой связи TDMA: IS-135 (Услуги TDMA. Асинхронная передача данных и факсимильной информации) и IS-130 (Радиоинтерфейс TDMA. Протокол радиоканалов). Эти стандарты определяют, как в системах TDMA должны обрабатываться запросы на передачу данных. Технология передачи данных в системах CDMA определена стандартом IS-99.

Портативный компьютер будет соединяться с цифровым сотовым телефоном не с помощью внешнего модема, а через последовательный порт (рис. 3), и использовать AT-команды, поддерживаемые большинством традиционных стационарных модемов. Пользователи получат возможность передавать данные и факсимильную информацию в системах TDMA и CDMA со скоростью 9,6 Кбит/с, а в системах CDMA, вероятно, и со скоростью до 14,4 Кбит/с. Цифровые сотовые системы предоставят также услугу пересылки коротких сообщений, аналогичную услугам пейджинговых сетей, но гарантирующую надежную доставку информации. В сущности, передача данных по цифровым сотовым сетям, по сравнению с передачей данных по аналоговым сотовым сетям, обеспечит значительно боўльшую надежность и устойчивость к таким негативным явлениям, как шумы и задержки при переходе абонента из одной соты в другую.

Цифровые сотовые сети TDMA и CDMA разрабатывались для сосуществования с сетями AMPS, поэтому в одной соте (зона обслуживания одной базовой станции) может поддерживаться как аналоговая, так и цифровая связь. Большинство цифровых сотовых телефонов, продаваемых в США, способны обрабатывать и аналоговый сигнал. Однако вряд ли появятся телефоны, поддерживающие и TDMA, и CDMA. По мере развития систем PCS мы, возможно, увидим сотовые телефоны PCS с двумя режимами работы: например, телефоны CDMA, работающие не только в полосе частот в районе 1,9 ГГц2, но и в обычной для сотовой связи полосе частот в районе 800 МГц.

К несчастью, маловероятно появление мировых стандартов на цифровую связь. В Европе, например, широко применяется стандарт Global System for Mobile Communications (GSM). Внедрение систем GSM планируется еще более чем в 70 странах мира. В Японии используют полностью цифровую систему Personal Handy-Phone System (PHS). GSM и PHS поддерживают услуги передачи данных, но они несовместимы с системами TDMA и CDMA, которые планируют развернуть операторы сотовых сетей США и Канады.

На физическом уровне разные виды информации, передаваемой по цифровой сотовой сети, — речь, факсы, данные — выглядят одинаково. По мере продвижения вверх по стеку сетевых протоколов, различия между ними становятся существенными, а, следовательно, и способы обработки разной информации должны быть разными. Стандарты передачи данных по цифровым сотовым сетям определяют протоколы канального уровня, обеспечивающие надежную передачу данных по относительно ненадежному радиоканалу. При вызове мобильного устройства один телефонный номер будет использоваться в целях установления соединения для передачи речи, а другой — факсимильной информации и данных. Для исходящих вызовов мобильное устройство будет выдавать команду цифровому сотовому телефону, указывая вид требуемой услуги.

Интеграция с существующими проводными системами представляет несколько иную проблему. Базовая станция должна не только эффективно принимать передаваемые с мобильного узла данные, но еще и передавать их на стационарный модем на другом конце соединения. Следовательно, в коммутационных центрах подвижной связи будет существовать банк модемов для передачи данных по традиционным модемным протоколам, таким, как V.32 и V.42 (см. рис. 3). И последнее, для обеспечения межсетевого взаимодействия коммутационные центры должны поддерживать стандарты цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN) и распределенных сетей передачи данных.

Темные тучи

Главная цель развертывания сетей цифровой сотовой связи — вовсе не в усилении средств передачи данных. Скорее, цифровая связь призвана решить проблему емкости сетей, с которой столкнулись некоторые операторы. Поэтому не следует думать, что цифровая сотовая связь станет вездесущей. Более того, в течение достаточно долгого времени на рынке сохранится спрос на услуги аналоговой сотовой связи, а это означает, что в обозримом будущем такая связь останется "общим знаменателем" рынка. Это не только сохранит существующие аппаратные средства, но и обеспечит мобильному пользователю с телефоном, поддерживающим одну цифровую систему, единственную возможность для обмена сообщениями в районе, обслуживаемом оператором, который применяет другую цифровую систему.

Следует иметь в виду, что стандарты TDMA и CDMA для передачи данных были окончательно утверждены совсем недавно. Скоро появится оборудование, поддерживающее эти стандарты. Его планируют выпустить такие фирмы, как Lucent Technologies, Motorola, Qualcomm, Hughes Network Systems и Ericsson. Однако вопрос в том, как скоро операторы начнут предоставлять услуги передачи данных. Те, кто использует технологию CDMA, по-видимому, более напористы: они планируют предложить услуги по передаче данных вскоре после начала функционирования цифровых сетей. Поскольку маловероятно, что в ближайшие пять лет цифровые сотовые системы получат повсеместное распространение, потребуется некоторое время для возникновения спроса на передачу данных по этим системам.

Можно смотреть на передачу данных по цифровым сотовым сетям и как на путь к PCS. В сущности, многие операторы сетей сотовой связи посчитают более выгодным вложение денег в PCS, а не в перестройку своей инфраструктуры AMPS с использованием цифровой технологии. Основная цель операторов — привлечь как можно больше абонентов. Многие из них видят в PCS способ завоевания новых сегментов рынка, в то время как цифровая сотовая связь позволит лишь повысить емкость сетей. Хотя это и может снизить заинтересованность операторов в цифровой сотовой связи, очень вероятно, что услуги по передаче данных, предлагаемые PCS, будут сильно походить на те, которые определены для цифровой сотовой связи. Три из семи радиоинтерфейсов, специфицированных для систем PCS, являются модификациями существующих стандартов цифровой сотовой связи, а именно TDMA, CDMA и GSM. Вероятно, системы PCS унаследуют те возможности передачи данных, которые мы уже обсуждали, и изначально будут поддерживать асинхронную передачу данных по коммутируемым каналам.

Группы разработчиков стандартов, связанных с TDMA, CDMA и GSM, также рассматривают возможности пакетной передачи данных. Фактически, канальный уровень для передачи данных по CDMA спроектирован так, что на более высоких уровнях могут использоваться протоколы CDPD. Возможности цифровых сотовых сетей синхронной или изохронной передачи данных в конце концов станут доступными для приложений, использующих видео- и мультимедиа информацию. Здесь очевидны преимущества технологии GSM, так как она имеет ту же сигнализацию, что и ISDN, и обеспечивает простое подключение к сетям ISDN.

Существуют возможности для повышения скорости передачи данных по цифровым сотовым сетям. И TDMA, и CDMA, и GSM поддерживают объединение каналов. TDMA позволяет объединять три канала для передачи данных с суммарной скоростью 28,8 Кбит/с, а CDMA позволяет достичь скорости до 64 Кбит/с.

В конце концов, услуги, разрабатываемые для цифровой сотовой связи, могут быть перенесены в системы PCS, при широком распространении последних. Хотя аналоговые сотовые системы сойдут со сцены не раньше чем через 10 лет, им на смену естественным путем придут цифровые сотовые системы и связанные с ними услуги передачи данных. В Европе, где сети GSM уже получили широкое распространение, бурно развиваются услуги передачи данных. Потребность в таких услугах будет основным стимулом развития глобальной беспроводной инфраструктуры.

Цифровая сотовая связь и PCS должны развиваться параллельно. Технологическое превосходство цифровой передачи, приводящее, в частности, к увеличению емкости систем, снижению стоимости и повышению надежности передачи данных, привлекает как операторов, так и пользователей. Однако, превращение существующих сетей в цифровые потребует определенного времени и не всегда будет самой приоритетной задачей для операторов. Несмотря на привлекательность технологического аспекта передачи данных по цифровым сотовым сетям, услуги такой передачи вряд ли станут широко доступными раньше чем через три года. Все же нет сомнения в необходимости внедрения высокопроизводительной беспроводной передачи данных, и поставщики услуг сотовой связи в конце концов поймут, что их сети способны на боўльшее, чем просто передача речи.


распечатать статью

В Магнитогорске недорогой ремонт айфонов от сервиса Pedant.




  
5 '1996
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Телефония через Internet: новое поле битвы?

локальные сети

• Беспроводные ЛВС: вчера, сегодня и завтра

• Недорогие коммутаторы Ethernet

• Мультимедиа и ЛВС

• Оптические дисковые автоматы

корпоративные сети

• Watchdog кусается

• "Плоды" большого дерева NDS

• Необычные, но невыдуманные истории

услуги сетей связи

• Категории служб в сетях АТМ

• Будущее карманных устройств связи

• Передача данных по сетям сотовой связи

• Обзор аппаратуры SDH

• Связные заметки с выставки CeBIT

интернет и интрасети

• Мир TCP/IP. Традиционные приложения (часть 2)

• Почтовый пакет компании Демос

• Списки рассылки: артерии информации

• Таблицы на Web

• Ваш след в Web

приложения клиент-сервер

• Связующее ПО. "Вождение" приложений по сети

• Связующее ПО. Смена веры

защита данных

• Управляемые ИБП: защита предприятия

• Системы firewall: можете спать спокойно

новые продукты

• Сетевые принтеры: новинки на Comtek’96, Многофункциональность System 5000, Накопители TRAVAN TR-4 фирмы Seagate



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх