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

  

Страсти по CDMA

А. В. Голышко

90-е годы ознаменовались появлением принципиально новой технологии коммерческой цифровой радиотелефонной связи с кодовым разделением каналов. После нескольких лет оптимистических и пессимистических прогнозов относительно ее будущего на рынке связи началось наступление технологии CDMA, которую в полной мере заметили и оценили компании — производители телекоммуникационного оборудования, а также операторы сотовых сетей.

Многие, в том числе и я, говорили, что это очень перспективная технология. Надеюсь, что сегодня все мы испытываем законное чувство удовлетворения от активного продвижения в жизнь этой технологии. 1996 год вошел в историю как год массового ввода в эксплуатацию сетей CDMA в США, а нынешний только расширил их географию.

В последнее время много говорилось о технической нереализуемости CDMA, сложности развертывания и необыкновенно большой стоимости сетей на ее основе, невозможности создания в них ячеек разной величины и т. д. и т. п. Да мало ли что еще можно было услышать о CDMA, особенно от тех, кто ранее "прозевал" ее и вложил деньги в другие технологии! Но, как говорится, "караван идет"...

Оставим политику в стороне. Вспомним о том, что все новое — это хорошо забытое старое, причем в нашем случае оно вовсе и не забыто. Технология мультидоступа с кодовым разделением каналов, или Code Division Multiple Access (CDMA), была известна давно. Более того, как это часто бывает, первые научные работы, где описан принцип ее действия, появились в СССР еще до войны. А уже в течение следующих десятилетий после нее данная технология использовалась в военных системах связи как в СССР, так и в США, поскольку обладала многими ценными для них качествами.

Так бы и существовала технология CDMA в этой закрытой для широких масс области, если бы не североамериканская компания Qualcomm (основанная выходцами местного ВПК и ранее специализировавшаяся на создании военных цифровых спутниковых систем), которая разработала вариант коммерческой системы сотовой связи на ее основе. Кроме этого, для создания рынка необходимым условием является поставка оборудования различными производителями по конкурирующим ценам, а это можно сделать лишь при его соответствующей стандартизации и лицензировании производственной технологии. С этой целью компания разработала новый стандарт цифровой сотовой связи на основе CDMA, принятый в июле 1993 г. Федеральной комиссией по связи США (FCC) под названием IS-95 (сотовая система CDMA с шириной полосы 1,25 МГц).

Вначале это вызвало удивление, поскольку в стране уже существовали стандарты цифровой радиотелефонии, основанные на известной технологии с временным разделением каналов (TDMA). Да и европейский стандарт GSM к тому времени уже неплохо заявил о себе. Однако в Штатах многие очень быстро убедились в том, что, во-первых, у их отечественной цифровой версии D-AMPS отсутствует надежда на сколько-нибудь продолжительное будущее, а во-вторых, более многообещающими оказались перспективы развития CDMA, чем GSM. Но путь CDMA все же был тернистым.

Компания Qualcomm предприняла серию демонстрационных показов своей новой системы. Первый из них был проведен в ноябре 1989 г. в Сан-Диего, и в нем приняла участие фирма Pactel Cellular. Далее, за период с 1990 по 1992 г. проведены демонстрационные показы системы в Нью-Йорке, Женеве, Мюнстере, Вашингтоне, Чикаго и других городах и регионах. Они подтвердили фундаментальные возможности технологии CDMA и увеличили число ее сторонников. Испытания были поддержаны и рядом телефонных компаний и производителей оборудования. Интерес последних весьма показателен, поскольку окончательно подтвердил, что технология CDMA имеет право на будущее.

В настоящее время в результате проделанной работы серийное производство коммерческих систем CDMA уже освоено компаниями Motorola, Lucent Technologies, Nortel, Samsung и, разумеется, Qualcomm. Причем три первые — профессионалы с большим стажем работы над сотовыми системами связи (с момента их появления и до сегодняшнего дня). Например, специалисты компании Nortel объяснили свой интерес к CDMA повышением спроса на нее. Несмотря на то что фирма производит оборудование, поддерживающее почти все радиотелефонные технологии — от аналоговых до цифровых и от североамериканских до европейских, она приложила много усилий по освоению этой технологии и не ошиблась, выбрав ее. Действительно, сейчас Nortel участвует в развертывании крупнейшей сети CDMA на территории США. Список компаний — производителей абонентского оборудования CDMA более внушительный, и возглавляет его Qualcomm, которая одной из первых вместе с Sony вышла на этот рынок.

Сегодня сети CDMA развиваются в двух диапазонах частот: 800 (в США их традиционно называют "cellular") и 1900 МГц (персональная связь, или PCS). Первые призваны заменить устаревшие сети стандарта AMPS, и сейчас их развертывают там, где существуют наибольшие проблемы с пропускной способностью.

Взгляд изнутри

Прежде чем продолжить рассказ о распространении технологии CDMA, пожалуй, самое время пояснить ее основополагающие принципы. Цифровая радиосвязь характеризуется возможностью мультидоступа, т. е. одновременной передачей сообщений многими пользователями в общем канале через одно устройство. При этом разделение общего канала может осуществляться тремя методами: по частоте (FDMA), времени (TDMA) и коду (CDMA).

В случае с аналоговой связью используется метод FDMA, при котором общий диапазон частот делится на участки, соответствующие различным пользователям. По такому принципу работают все аналоговые стандарты сотовой связи, например NMT, AMPS, TACS и др.

Два других метода — TDMA и CDMA — применимы только в случае цифровой технологии и, разумеется, в комбинации с частотным разделением каналов для увеличения емкости системы. При мультидоступе с временным разделением каналов абоненты передают свои сообщения на одной и той же радиочастоте, но в разное время. Это позволяет увеличить объем речевого трафика и дает ряд других преимуществ, характерных для цифровых систем связи. На TDMA основаны такие современные узкополосные цифровые стандарты сотовой связи, как GSM, DCS, D-AMPS и др.

Однако узкополосные системы имеют ряд недостатков. Во-первых, они не всегда обеспечивают высокое качество связи. Так, например, в условиях сложного рельефа местности или интенсивной городской застройки возникают многочисленные "отражения" радиосигнала (многолучевой прием). Поэтому для получения наиболее качественного сигнала разработчикам такого оборудования приходится идти на различные ухищрения.

Во-вторых, процесс передачи вызова от ячейки к ячейке не всегда является "гладким", в результате чего происходит ухудшение связи или даже ее прерывание. Дело в том, что в данных системах при перемещении абонента возможно лишь так называемое "жесткое" переключение (за рубежом называющееся hard hand-off). При перемещении абонента из зоны действия одной базовой станции в зону действия другой центр коммутации системы автоматически сравнивает, от какой из базовых станций поступил более "качественный" сигнал, и в определенный момент происходит смена радиоканала. При этом сначала отключается один канал связи, а уже затем включается новый. Конечно, абонент ощущает сам момент переключения, а иногда возможно даже прерывание связи.

В третьих, для обеспечения нормальной работы сотовых систем FDMA и TDMA требуются огромные усилия на радиочастотное планирование, чтобы исключить наличие одних и тех же радиочастот в соседних ячейках. Объективно во всех сотовых системах качество обслуживания вызовов снижается по мере роста числа абонентов, поскольку он связан с уменьшением размеров ячеек (сот), что крайне затруднительно при ограниченном числе радиочастот. Не меньшие неприятности операторам доставляет и концентрация большого числа абонентов в одной области (в частности, такая ситуация существует в центре Москвы), приводящая к локальной перегрузке сети из-за отсутствия свободных каналов связи. При этом для большинства абонентов безразлично, каким образом их подключат к сети общего пользования, и они вовсе не заинтересованы принимать "ограниченное качество обслуживания" из-за "технических причин". Это должны иметь в виду операторы сети.

Использование метода расширенного спектра позволило справиться с двумя основными техническими проблемами, стоящими перед наземными сотовыми сетями, — возникновением взаимных помех от многочисленных пользователей и многолучевым распространением радиосигналов. Как уже было сказано, для решения первой из них необходимо преобразование посторонних сигналов в шум, легко устраняемый с помощью цифровой демодуляции и декодирования с коррекцией ошибок. Вторая проблема тоже легкоустранима, поскольку в технологии CDMA предусмотрена возможность для сложения разнесенных по времени сигналов. Таким образом, то, что снижает качество работы узкополосных систем, превращается в преимущество для CDMA. Отраженные сигналы принимаются как копии исходного сигнала с различной временной задержкой и суммируются, улучшая тем самым качество приема. Этот же фактор позволяет осуществлять незаметную для абонента плавную передачу ("мягкое" переключение или soft hand-off) вызова от ячейки к ячейке, обеспечивая связь с несколькими базовыми станциями одновременно. В системах CDMA может применяться и "жесткое" переключение при одновременном переходе от одного частотного канала к другому.

Для практического применения описанной выше методики необходимо обеспечить оперативное и точное управление мощностью всех передатчиков (как абонентских, так и на базовой станции), чтобы наиболее удаленные от базовой станции терминалы не "забивались" терминалами, расположенными вблизи. В сотовой системе CDMA используется весьма изощренный алгоритм управления мощностью передачи с динамическим диапазоном регулировки более 80 дБ и величиной шага 1 дБ. С его помощью базовая станция регулирует мощность каждого близко расположенного абонентского терминала с интервалом 1,25 мс, что позволяет поддерживать одинаковый уровень качества приема на каждом радиоканале независимо от расстояния абонентского терминала до базовой станции и увеличивает время работы самого терминала без подзарядки аккумуляторов. Использование же в реальных условиях (особенно вблизи базовых станций) уровней излучаемой мощности в 100—1000 раз меньших, чем в других сотовых системах, несомненно, снижает их нежелательное влияние на организм пользователя и увеличивает срок службы абонентского оборудования без подзарядки аккумулятора. Реальный пример тому — приятное "открытие", которое сделали для себя абоненты сетей AMPS при переключении на сети CDMA: их портативные трубки стали работать без подзарядки существенно дольше (до двух суток). Однако говорить об отсутствии регулировки уровня излучаемой мощности в современных сотовых системах, использующих другие технологии, нельзя (к примеру, в GSM она есть, но не в очень широком диапазоне).

Еще одним важным преимуществом системы CDMA перед другими является заложенная в ней высокая эффективность использования диапазона частот, когда в одном и том же диапазоне можно разместить наибольшее число информационных каналов. Теоретически в частотной полосе шириной 1,25 МГц в условиях одной базовой станции возможна передача 61 информационного канала (не считая трех служебных). Практически же при фиксированной связи число каналов может достигать 50, а при подвижной — 25. Это утверждение весьма спорно лишь на первый взгляд (если не учитывать невозможность использования одинаковых частот в соседних ячейках для систем, поддерживающих другие технологии).

Вышеупомянутые свойства — расширение покрытия, которое при включении сети обеспечивается ее ячейками, и увеличение емкости сети и размера ее ячеек — определяют основные экономические выгоды от использования CDMA при достижении запланированного уровня проникновения этой технологии на рынок. Так, "мягкое" переключение уменьшает число базовых станций, необходимых для организации обслуживания, по меньшей мере вдвое, а емкость среднестатистической сети CDMA возрастает в 4—7 раз по сравнению с сетью TDMA и в 10—20 раз по сравнению с аналоговым методом FDMA. Не скрою, что реализация последних цифр на практике у многих вызывает определенный скептицизм, но в отношении лишь подвижной связи, где для обеспечения функции "soft hand-off" необходимо резервирование радиоканалов в соседних ячейках, поскольку в фиксированном варианте полное преимущество CDMA в части абонентской емкости сейчас уже неоспоримо.

Мне и моим коллегам приходилось неоднократно беседовать с представителями компаний — операторов действующих сетей CDMA. Они отмечали, что резервы увеличения емкости их сетей подвижной связи еще полностью не использованы, и не видели в этом ничего страшного. Подвижные сети с технологией CDMA с точки зрения абонентской емкости уже превосходят аналогичные им сети других технологий, хотя пока не в том объеме, который был обещан (сейчас такое положение уже не является поводом для злорадства). Это связано с продолжающейся "доводкой" как электрических характеристик, так и программного обеспечения нового оборудования и является вполне закономерным и объективным процессом.

Так, специалисты компании AirTouch (США) — крупнейшего в мире оператора сотовых сетей различных стандартов — утверждают следующее: "Если бы одну из своих европейских сетей GSM мы вводили в эксплуатацию не в начале 90-х годов, а сегодня, то затратили бы на это времени и денег, как минимум, в два раза меньше". В настоящий момент то же происходит и с сетями CDMA. Интересно отметить, что специалисты Qualcomm в той или иной форме консультируют операторов сетей CDMA, эксплуатирующих сетевое оборудование от различных производителей.

Обратим внимание на отношение сигнал/шум на входе приемника: для нормальной работы системы CDMA оно может составлять 5—6 дБ, в то время как для работы систем GSM этот показатель будет равен 9 дБ, а для работы аналоговых систем — 17 дБ. Как известно, уменьшение значения данного параметра способствует более плотному размещению ячеек сети, дополнительно увеличивая тем самым ее абонентскую емкость. Это влияет и на дальность связи. Надежная связь может осуществляться вокруг базовой станции в зоне радиусом до 35 км, причем максимальная мощность излучения около базовых станций CDMA почти в 3 раза меньше, чем указано в стандарте AMPS.

Сеть CDMA функционирует как единый организм и заметно отличается от сетей, использующих другие технологии. На практике три основных параметра сотовой сети CDMA, а именно покрытие, качество и емкость, взаимосвязаны между собой и влияют друг на друга. Таким образом, варьируя параметры сети, операторы могут обеспечить оптимальное обслуживание данной территории. Все это достаточно сложно для понимания неспециалистов и весьма непривычно для специалистов в области "старых добрых сотовых технологий", поэтому на первых порах вполне закономерно настороженное отношение к CDMA с их стороны.

Возможность использования цифровых преобразователей речи с переменной скоростью, или вокодеров, также является важным свойством систем CDMA. Изменение скорости передачи информации с помощью вокодера зависит от степени речевой активности абонента. Это не только снижает уровень шумов в радиотракте, но и увеличивает емкость сети. В системах CDMA используются вокодеры со скоростями 8 и 13 Кбит/с. Качество передачи речи в последнем случае практически не уступает качеству ее передачи по цифровому проводному телефонному каналу. И это утверждение не голословное, а основанное на результатах многочисленных тестов, проведенных, например, специалистами Bell Laboratories, да и не только ими. Конечно, при использовании высокоскоростных вокодеров емкость сети несколько снижается. Поэтому компания Motorola разработала устройство, преобразующее речь со скоростью 8 Кбит/с, с улучшенными характеристиками и очень высоким качеством работы. Сейчас выпуск таких же вокодеров осваивают и другие компании. Разумеется, в сетях стандарта IS-95 также возможна передача данных со скоростями 9,6 и 14,4 Кбит/с соответственно.

Заметим, что "визитной карточкой" CDMA являются полное отсутствие в трубке посторонних шумов и прекрасная слышимость. В этом многие могли убедиться, посетив в мае этого года выставку "Связь— Экспокомм’97", прошедшую в Москве. Там всем желающим было разрешено позвонить (бесплатно), используя демонстрационную беспроводную систему CDMA, развернутую компаниями Qualcomm и "Персональные коммуникации" (Россия). Интерес к системе оказался настолько велик, что для облегчения доступа к ней российских специалистов операторам пришлось отключить международную связь. И это была не единственная демонстрация CDMA — свою действующую систему на выставке представила и компания Lucent Technologies.

Попутно скажу: весь процесс обработки полезного сигнала в системе CDMA обеспечивает самую высокую из всех имеющихся в сотовых системах конфиденциальность связи, при этом вероятность подслушивания абонентов резко уменьшается как в радиотракте, так и на линиях связи, коммутирующих базовые станции (в которых используется пакетный режим передачи, аналогичный технологии АТМ). Полезную информацию практически невозможно выделить из общего шумового сигнала сети (конечно, гарантировать это на 100% не станет никто и никогда, но ведь не зря же эту технологию используют военные). В любом случае стоимость подобной "исследовательской" работы превысит стоимость самой подслушанной информации.

Как итог всему сказанному непосредственно о технологии CDMA приведем мнение специалистов компании Motorola. Они считают, что самыми удивительными ее качествами являются весьма удачное соответствие требованиям по обеспечению высокой абонентской емкости сотовой сети, низкой стоимости развертывания и относительно невысокой стоимости подключения одного абонента; кроме того, ей присущи большой набор современных услуг (не уступающих общепринятым в современной цифровой связи) и отличное качество связи, не говоря уже о помехозащищенности, высокой конфиденциальности, об отсутствии частотного планирования, низкой степени облучения абонентов и т. п.

В общем, применение технологии CDMA — это сплошной выигрыш. Вы скажете: такого не бывает — и будете правы. Ведь реализация технологии CDMA в миниатюрном исполнении, да еще и для серийного производства, была непростым делом. Как и разработка сетевого дизайна, это потребовало серьезной работы. Но интересно, что весь цикл развития систем связи стандарта IS-95 — от разработки до ее первой коммерческой эксплуатации — занял рекордно малый срок — семь лет. К сведению читателей: в свое время для развертывания систем GSM потребовалось около 10 лет. Более того, разработчики коммерческих систем CDMA утверждают: если бы данная технология появилась немного раньше, то широкое внедрение известных стандартов TDMA (GSM и DCS) оказалось бы под большим вопросом. Оставим это заявление на их совести, ибо рынок сам сделает свой выбор. Тем не менее сейчас около 60% операторов подвижной связи США (включая и 14 крупнейших компаний) решили внедрять системы CDMA, а во всем мире счет абонентов таких систем уже идет на миллионы.

В диапазоне 800 МГц многие компании заменяют действующие системы стандарта AMPS на системы CDMA, устанавливая вместо двух-трех старых одну новую базовую станцию. По мнению специалистов AirTouch, стоимость инфраструктуры CDMA оказалась действительно в три раза ниже. При планировании этой сети "с нуля" число базовых станций может стать еще меньше.

CDMA и мир

Компания Hutchison — оператор крупной сети в бывшем Гонконге (очень сложном для сотовых сетей объекте), одновременно эксплуатирующая сети D-AMPS, GSM и CDMA (с оборудованием фирмы Motorola), — однозначно уверена в преимуществе системы CDMA, поскольку при ее использовании требуется на 30—40% базовых станций меньше, чем в случае с системой GSM, и действительно обеспечивается лучшее качество передачи речи. Что же касается систем D-AMPS, то в них операторов более всего не устраивает неэффективность использования общего диапазона частот. Они считают, что обслуживание 60 000 абонентов на ограниченной территории в диапазоне частот шириной 10 МГц является технологическим пределом, после чего качество обслуживания ухудшается. Сеть же CDMA, начавшая свою работу с конца 1995 г., обслуживает в частотной полосе шириной 2,5 МГц уже более 160 000 абонентов.

Все рекорды побили южнокорейские операторы КМТ и Shinsegi, численность абонентов которых еще в начале этого года перевалила миллионный рубеж, а к началу следующего года они планируют совместно обслуживать уже до 3 млн абонентов. И не только операторы, потому что всемирно известная компания Samsung, купив лицензию у фирмы Qualcomm, сумела разработать и внедрить коммерческую систему CDMA всего лишь за один год. Принимая во внимание, какой объем работ подразумевается под словом "разработать", это можно расценивать как подвиг! Вообще говоря, после успешных экспериментов в Гонконге и Южной Корее азиатские сотовые операторы начали очень активно внедрять системы CDMA и сейчас соперничают в этой области с операторами США. В 1997—1998 гг. сети CDMA начнут работать в Китае (еще два новых оператора, кроме Hutchison), Индонезии (три оператора), Японии (два оператора), Сингапуре, Таиланде, на Филиппинах (два оператора) и конечно же в Южной Корее (четыре новых оператора). Интересно, что в некоторых из этих стран уже работают и сети GSM.

Серьезную ставку на технологию CDMA делают в Канаде. Здесь указанные сети на 800 МГц уже развертываются компаниями-операторами BCTel (Ванкувер) и Bell Mobility. Последняя планирует развивать во всех крупных городах страны сети CDMA отечественного производства (Nortel).

В США внедрение CDMA имеет свои особенности. Дело в том, что в диапазоне 800 МГц вся территория США охвачена сетями стандарта AMPS. Они-то и заменяются на сети CDMA. Но в условиях жесткой конкуренции на рынке сотовой связи нельзя отпугивать "избалованного" абонента всякими новшествами. Поэтому в процессе модернизации сначала к сети CDMA подключают (постепенно и за те же деньги) бизнес-абонентов, создающих интенсивный трафик и в первую очередь страдающих от перегруженности сети AMPS. Ниже приведены самые крупные проекты американских операторов сетей CDMA-800 и указаны даты начала их коммерческой эксплуатации:

· AirTouch (Лос-Анджелес), апрель 1996 г.

· AirTouch (Сан-Диего), ноябрь 1996 г.

· 360° (Лас-Вегас), август 1996 г.

· US West (Сиэтл), январь 1997 г.

· Bell Atlantic (Трентон), март 1996 г.

· GTE (Сан-Франциско), январь 1997 г.

· Ameritech (Чикаго), январь 1997 г.

В диапазоне 1900 МГц в Соединенных Штатах сосуществуют сразу три технологии: TDMA (аналог D-AMPS), PCS-1900 (аналог DCS-1800) и собственно CDMA. Первую из них в 1991—1992 гг. приняли на вооружение только три компании, и с тех пор ею никто не заинтересовался. Лицензиями на вторую технологию охвачено около половины страны. Интерес к ней вызван прежде всего возможностью роуминга со странами Европы. Однако по ряду технических характеристик PCS-1900 уступает CDMA, да и сделана она не в США, что немаловажно для всеобщего одобрения со стороны американцев.

Относительно технологии CDMA можно с уверенностью сказать, что лицензии на нее выданы на всей территории США. Некоторые использующие ее компании, например Sprint PCS, будут иметь зону обслуживания от побережья одного океана до побережья другого. Так, свою работу уже начали сети:

· PrimeCo, с ноября 1996 г. используется оборудование Lucent Technologies и Motorola (в будущем планируется охватить ею целый ряд крупнейших городов США).

· Sprint PCS, с декабря 1996 — января 1997 г. используется оборудование Lucent Technologies и Nortel (запланирован охват ею практически всей территории США).

· Centennial Cellular Corp., с ноября 1996 г., в Пуэрто-Рико, используется оборудование Lucent Technologies.

Развертывание сети PCS-CDMA предполагают операторы NextWave, GWI PCS, Carolina PCS, Americall International, Meretel Communications, Poka Lambo PCS.

Однако применение систем CDMA не исчерпывается вышеперечисленным. Во всем мире широко внедряются системы фиксированной радиотелефонии — беспроводного абонентского доступа, называемого Wireless Local Loop (WLL). Только в США на беспроводные системы приходится половина всей номерной телефонной емкости, построенной в 1995 г. Как мы уже увидели, технология CDMA как нельзя лучше подходит для WLL. Весьма заинтересованы в применении этой технологии и страны со слабо развитыми или устаревшими телекоммуникациями, занимающие в то же время огромные территории. Испытания систем WLL на базе CDMA проходят сейчас в Бразилии, Индии, России, КНР, Польше. Проявляют интерес к ним в Чили, Перу, Венесуэле, Боливии, Нигерии, Индонезии, Замбии, Таиланде, Сингапуре, Доминиканской Республике и на Филиппинах. На Украине стандарт CDMA IS-95 объявлен национальным.

Технология CDMA получила прописку и в России, в диапазоне радиочастот 800 МГц. Сети CDMA начинают развертываться в Москве и Московской области, Ростове-на-Дону, Санкт-Петербурге, Уфе, Нижнем Новгороде, Рязани и других городах. С осени 1996 г. опытная сеть CDMA уже работает в Челябинске.

Взгляд в будущее

Практически все компании — производители оборудования для сотовых систем (исключение составляют единицы) объявили о своей поддержке технологии CDMA. Около 40 компаний приобрели у Qualcomm лицензии на производство таких систем. Что же привлекает их в CDMA, кроме уже сказанного?

В первую очередь это потенциал развития, который отсутствует у технологии TDMA. Для простоты восприятия представим себе общий радиотракт системы CDMA в виде широкой трубы, куда вливаются множество мелких потоков (каналов) различной интенсивности (в зависимости от скорости работы вокодера). При этом ресурсы можно легко перераспределять между этими каналами, что не только повысит их емкость и пропускную способность, но и создаст возможность организации высокоскоростных каналов.

Сейчас ведутся разработки, направленные на обеспечение передачи информации в одном радиоканале со скоростью 64 Кбит/с (и даже 144 Кбит/с) и разрабатывается стандарт пакетной передачи данных IS-657. Он позволит абонентам одновременно работать в сети Интернет в режиме on-line и разговаривать по телефону, а также многое другое.

Все иначе при использовании технологии TDMA, где каждому радиоканалу назначен конкретный тайм-слот фиксированной информационной емкости. Мы должны изменить вышеописанную модель, т. е. "набить" нашу трубу (общий радиотракт системы) множеством мелких трубочек (каналов). Сделав это, мы увидим, что ничего подобного из описанного выше мы не достигли, хотя справедливости ради отметим, что сторонники системы TDMA также продолжают ее усовершенствование. В частности, для улучшения ее характеристик в условиях многолучевого приема они предложили использовать так называемые запрограммированные "скачки по частоте" (frequency hopping), являющиеся в принципе просто другим способом формирования радиосигналов с расширенным спектром. Представьте себе, что трубки в нашей оригинальной модели начинают "дергаться". Это, конечно, не прибавит ей емкости и гибкости.

Кроме того, все системы, основанные на технологии TDMA, имеют принципиальные ограничения по дальности действия, связанные не только с мощностью передатчиков и чувствительностью приемников, но и с наложением соседних временных кадров сигнала друг на друга из-за его переотражений на местности.

Полистайте, к примеру, какой-нибудь каталог паровозов — вы убедитесь: каких только их сверхсовершенных моделей не изобретало человечество! Однако в 50-х годах все они уступили свое место новой технике. Или обратите внимание на перспективные низкоорбитальные спутниковые системы глобальной подвижной связи. На технологии CDMA основан не только известнейший проект Globalstar компаний Loral и Qualcomm, но и большинство других проектов. Эта технология позволяет осуществлять soft hand-off между различными спутниками.

Разумеется, технология TDMA будет существовать еще долго. Никто не бросится сломя голову демонтировать сети GSM или D-AMPS, для этого должны появиться веские (экономические) причины, но, по-видимому, будущее не за ними. Уже на подходе системы на базе технологии широкополосной CDMA (названные B-CDMA или W-CDMA), в которых используются радиотракты с шириной диапазона 5, 10 и 20 МГц. Помимо общего улучшения электрических характеристик системы, это позволяет осуществлять высокоскоростную передачу информации (до 2 Мбит/с), включая услуги ISDN и видеоинформацию в реальном времени, не говоря уже о доступе к сети Интернет. Но это уже следующее поколение радиотелефонных систем и систем CDMA. Сейчас их разработкой занимаются многие фирмы, включая Lucent Technologies, Interdigital, Siemens, Samsung, Nokia, японские NTT и NEC, а также такой упорный оппонент систем CDMA и стандарта IS-95, как Ericsson, и многие другие. В целях преемственности радиотелефонных систем разных поколений и обеспечения перехода пользователей систем других стандартов на новый предполагается, в частности, введение в уже существующее радиооборудование специальных преобразователей сигналов стандартов GSM и IS-95 в сигналы W-CDMA.

В данном месте противоречие между технологиями неожиданно исчезает. Не свидетельствует ли это о наступлении всеобщего согласия в отношении широкополосной CDMA? Ничего подобного! Единый стандарт на такие системы пока не разработан. Североамериканские компании опираются на уже достигнутые практические результаты внедрения стандарта IS-95, другие же видят будущее технологии по-своему. В частности, европейцы, во-первых, больше озабочены тем, чтобы обеспечить абонентам GSM (DCS) как можно более мягкий предстоящий переход на сети W-CDMA, а, во-вторых, их компании-операторы продолжают лоббировать технологию TDMA в административных органах. И далее все проблемы переходят в область большой политики.

В разработке новой техники принимают участие разные компании, например такие, как Siemens, Interdigital и Samsung. Значит, предстоят новые "битвы" компаний-производителей за свои продукты, если, конечно, не будет найден еще более эффективный способ использования радиоспектра. И тут ничего не поделаешь — так уж устроен человек.





  
10 '1997
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• И вечный бой, покой нам только снится

локальные сети

• SMP-серверы

• О Европейской Директиве и экранированных кабельных проводках

• Что могут сетевые компьютеры

• Как мы переходили с NetWare на Windows NT

корпоративные сети

• Дерево NDS: профилактика и решение проблем роста

• Модернизация сети с помощью АТМ (часть II)

• Windows NT против Unix: гонка продолжается

• Unicenter TNG: от управления ЭВМ к контролю над предприятием

• Делайте то, что актуально сегодня

услуги сетей связи

• Российский рынок телефонных услуг

• Измерения в системе сигнализации №7

• Страсти по CDMA

• Системные решения для громкоговорящей трансляционной сети

интернет и интрасети

• Грядет эра Java-управления

• Активы и пассивы сетевых mass media

защита данных

• Системы RAID - хранилища данных в сетях

новые продукты

• Универсальная система доступа NEVADA, Tainet Challenger 288 - модем со спидометром

только на сервере

• Интернет в вопросах и ответах

• Технология SecureFast фирмы Cabletron Systems и концепция потокового вещания корпорации Microsoft



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