gsm это что в телефоне

Сотовые сети 2G, 3G, 4G, 5G — как работают и в чем разница

Содержание

Содержание

Сотовая связь является основой современных коммуникаций. Технически это одна из разновидностей радиосвязи, в которой абоненты связываются друг с другом с помощью сети базовых станций, принимающих и ретранслирующих сигнал от приемопередатчиков пользователей. Для того, чтобы связь была доступна везде, в любом месте и любое время, независимо от того, где находитесь вы и ваш собеседник, таких базовых станций должно быть очень много, чтобы покрыть максимум площади и обеспечить одновременную связь сразу множеству абонентов.

Именно из-за карты покрытия сети этот вид связи и назвали «сотовой». Все дело в том, что зоны покрытия от каждой станции немного накладываются на соседние, чтобы обеспечить непрерывность нахождения пользователя в сети. Поэтому, когда вы смотрите на схему размещения и покрытия сверху, то круги, показывающие зону действия каждой базовой станции, пересекаясь друг с другом, образуют контур, напоминающий пчелиные соты.

Сотовая связь стала привычным явлением, поэтому сейчас сложно представить, что относительно недавно ее не было: например, в России мобильная связь начала массово распространяться только в начале XXI века. В силу того, что в России массовая сотовая связь появилась несколько позже, чем в остальном мире, у нас быстро появились сети 2G, а сети первого поколения разворачивались не везде и проработали недолго. Поэтому коротко расскажем об особенностях сотовых сетей, начиная со второго поколения 2G и заканчивая 5G, внедрения которого все ждут.

Сотовые сети 2G, 3G, 4G, 5G: в чем основное отличие

Если говорить коротко, то основным отличием сотовых сетей разных поколений является скорость передачи данных, становившаяся все быстрее по мере развития технологий и быстродействия оборудования. Немного остановимся на особенностях каждого из стандартов.

Сотовые сети 2G

Первоначально стандарт 2G использовался только для мобильной телефонии. В России и Европе сети 2G построили на основе стандарта GSM 900, который затем развился в GSM 1800. Первый стандарт использует для работы частоту 900 МГц, второй — 1800 МГц. Преимущество GSM 1800 заключается в увеличенной емкости сети, хотя соты и покрывают меньшую площадь по сравнению с GSM 900. В сетях 2G на момент запуска можно было передавать короткие текстовые сообщения SMS и данные со скоростью медленного телефонного модема — до 14,4 кБит/с.

Ситуация изменилась в 1997 году, когда разработали и внедрили сервис «General Packet Radio Service» (GPRS) – надстройку над телефонным каналом мобильной связи, предназначенную для передачи данных. Максимальная скорость передачи данных через GPRS теоретически составляла до 171,2 кБит/с, практически — значительно ниже. На сегодня это уже откровенно мало, но на момент запуска было очень хорошо, потому что это было время, когда пользователи начали в массовом порядке осваивать электронную почту.

Сети с использованием GPRS получили индекс 2,5G, потому что до уже утвержденных к тому моменту норм стандарта 3G они не дотягивали. В дальнейшем появилось еще и 2,75G – технология EDGE, отличающаяся от GPRS способом кодирования и увеличенной скоростью передачи данных. Внедрение EDGE позволило повысить скорость передачи данных до 474 кбит/с в теории и до 220 кбит/с на практике. В некоторых случаях EDGE даже относят к технологии 3G, если способ ее реализации позволяет обеспечивать требования к этому стандарту (скорость передачи данных — до 384 кбит/с).

Сотовые сети 3G

Первые коммерческие сети этого стандарта были запущены в 2001-2003 году. Сначала появилась сеть в Японии, потом в Норвегии. В США первую сеть 3G запустили в 2002 году, а в России сети третьего поколения начали работу в тестовом режиме в 2002 году. Массовый запуск в регионах начался с 2008 года.

Основой 3G сети в России является стандарт UMTS (или W-CDMA). Первоначально скорость передачи данных в них достигала 384 кбит/с. В дальнейшем скорости быстро выросли с появлением 3,5G, то есть с внедрением стандартов HSPA и HSPA+, способных, в идеале, развивать скорости до 14,4 Мбит/с и 42 Мбит/с соответственно.

Важная особенность 3G — по мере движения и удаления пользователя от одной базовой станции, его «подхватывает» другая, забирая на себя часть потока данных. При этом «старая» базовая станция постепенно уменьшает поток данных, пока абонент совсем не покинет зону ее действия. Благодаря такой работе и при наличии хорошего покрытия сети вероятность того, что случится обрыв связи, становится меньше, чем в GSM, где используется жесткое переключение пользователя между базовыми станциями.

Сотовые сети 4G

Следующим шагом по повышению скорости передачи данных стало внедрение сотовых сетей четвертого поколения. На сегодня это самые актуальные сети для мобильной связи и высокоскоростного мобильного доступа в Интернет. В России сети 4G работают на частотах 1800 МГц, 2600 МГц и реже на частоте 800 МГц.

Теоретически стандарты связи в сетях четвертого поколения могут выдать скорость загрузки до 1 Гбит/с для стационарного абонента. На практике все очень сильно зависит от качества сигнала и загрузки базовых станций, поэтому реальные скорости намного меньше. В лучшем случае вы получите соединение со скоростью 100 Мбит/с и то, это если говорить о Москве. Например, «Билайн» заявляет максимальную скорость в своих сетях 4G до 73 Мбит/с, в сетях 4G+ – до 110 Мбит/с. Реальная скорость получается ниже.

Особенность 4G заключается в том, что сначала были запущены сети LTE для передачи данных. LTE — это стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных с увеличенной пропускной способностью, разработанный на основе предыдущих стандартов EDGE и HSPA. У LTE есть важная особенность: сети этого стандарта умеют передавать только данные, но не голос, так как LTE поддерживает только коммутацию пакетов данных, а голосовые вызовы в GSM и UMTS осуществляются на основе коммутации каналов.

Поэтому первоначально сети на основе LTE использовались только для передачи данных, а голосовая связь осуществлялась за счет переключения смартфонов в сети 3G или даже 2G. В дальнейшем реализовали технологию VoLTE — передачу голоса в сетях LTE. После этого стало возможно внедрение полноценных 4G-сетей. На момент написания статьи это наиболее актуальный и быстродействующий стандарт, а сотовые операторы постепенно расширяют зону покрытия сетями 4G.

Сотовые сети 5G

Следующий шаг в развитии беспроводных сетей — 5G. Разработчики обещают, что скорости передачи данных в новой сети будут в 10 раз выше, чем в сетях 4G. 5G — это стабильный широкополосный доступ в сеть, позволяющий широко использовать «Интернет вещей» не только в бытовой сфере, но и в промышленности. Кроме того, 5G за счет стабильной и надежной связи позволит реализовать удаленное управление и полный контроль за происходящим в таких критически важных отраслях, как, например, медицина. Подробнее о сетях 5G рассказывается в статье Клуба 5G. Реальность и перспективы.

Выбор сети на смартфоне. Как разные сети отображаются на экране

Нужно ли обычному пользователю знать, в какой сети он в данный момент находится, есть ли от этого польза и требуется ли что-то настраивать вручную?

Понимание того, в какой сети вы в данный момент находитесь, позволит оценить скорость загрузки данных и понять, что сделать реально, а что не стоит даже пробовать. Например, находясь в сети GPRS бессмысленно пытаться посмотреть ролики в YouTube или TikTok. Для этого нужна как минимум сеть 3G, причем в своей быстрой версии —HSPA или HSPA+.

Тип сети на экране смартфона отображается рядом со значком уровня сигнала и передачи данных. Так при включении сети 2G вы можете увидеть значок «2G» или «E», которые сообщают вам о том, что смартфон подключился к сети GPRS или EDGE, соответственно.

При подключении к сети 3G в наше время, скорее всего, вы увидите значок «Н» или «Н+», сообщающий о том, что устройство подключено к сети HSPA или HSPA+. Возможно, где-то вам удастся и поймать сигнал только со значком «3G» — это также сети третьего поколения.

Сети 4G обозначаются значком «4G» или «LTE». Например, вот таким.

Теперь разберемся с тем, как самостоятельно выбирать сети и принудительно назначать, в каком стандарте работать. Автоматическое подключение к новейшему стандарту не всегда хорошо. Если вы находитесь на границе действия сети 4G, но при этом рядом имеется хороший сигнал 3G, лучше переключиться на него, так как скорость будет быстрее.

Делается это так. В настройках надо зайти в раздел «Мобильная сеть». Далее — «Мобильная передача данных», где надо выбрать пункт меню «Предпочтительный режим сети».

У вас могут быть доступны, в зависимости от смартфона, следующие опции: «Авто 4G/3G/2G», «Авто 3G/2G», «Только 4G», «Только 3G», «Только 2G».

«Авто» обозначает, что смартфон сам выбирает сеть из имеющихся в наличии. Если вы указали одну из сетей, например, «Только 3G», то устройство станет соединяться только с сетями этого стандарта. Выбрать в глухой деревне «Только 2G» полезно — и соединение будет стабильнее и заряд аккумулятора сэкономите.

Источник

Что такое GSM в телефоне и зачем это нужно?

Современные технологии сотовой связи позволяют мобильному устройству по-разному взаимодействовать с выбранной сетью.

Благодаря встроенному передатчику сигнала телефон получает возможность совершать и принимать вызовы, отправлять SMS, а также подключаться к интернету. Все эти функции на базовом уровне обеспечиваются общепринятым стандартом связи GSM.

Наверное, практически каждому пользователю мобильного телефона приходилось встречаться с подобной аббревиатурой. Увидеть ее можно в настройках выбранного режима сети, где по соседству также располагаются WCDMA и LTE. Давайте теперь разберемся, что же такое GSM и зачем он вообще нужен.

Что такое GSM?

GSM (Global System Of Mobile Communications) — глобальный стандарт цифровой сотовой связи, обладающий сегодня наибольшим покрытием. Впервые этот режим сети появился в конце 80-х годов благодаря разработкам Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI).

Сеть GSM, как правило, относится ко второму поколению сотовых сетей интернета (2G) и поддерживает 4 вида частот на 850, 900, 1800 и 1900 МГц. В зависимости от количества доступных диапазонов есть разные классы смартфонов, например, двухдиапазонные или трехдиапазонные.

Технология GSM предоставляет услуги передачи голосовой информации, SMS и факсимильных сообщений. Также перечень основных возможностей стандарта включает определение входящих номеров, удержание вызова и конференц-связь одновременно с несколькими абонентами.

Дальность действия GSM-сети ограничивается 120 км, что на сегодняшний день не является проблемой ввиду большого распространения вышек сотовой связи. Тем не менее, достаточно низкая по современным стандартам скорость передачи данных (около 171,2 кбит/c) является главным недостатком GSM.

Зачем нужен GSM в телефоне?

В данное время на смену связи и интернета GSM постепенно приходят более совершенные технологии, такие как WCDMA и LTE (4G). Благодаря повышенной пропускной способности доступная скорость отправки и получения информации возросла до 3,6 Мбит/с (3G). За счет этого пользователи получают возможность не только оперативно загружать большие файлы, но и просматривать видео в высоком разрешении. Однако это удовольствие нельзя назвать дешевым, в особенности по сравнению с 2G-сетями. Причем здесь дело касается не только стоимости связи, но и дополнительного расхода АКБ.

Именно по этой причине в настройках смартфона можно настроить наиболее удобный режим сети. Как правило, по умолчанию там установлено значение «Автоматически», что позволяет устройству подстраиваться под доступный в текущем месте стандарт связи.

Если есть потребность в экономии заряда батареи, можно переключить смартфон в режим GSM. Это позволит не только продлить время работы, но и улучшит качество связи, если в текущей локации слабый сигнал сетей 3G/4G.

Как включить GSM?

Чтобы внести изменения в работу сотовой связи на смартфоне (Android), нужно перейти в «Настройки», выбрать пункт «Мобильные сети» и нажать на «Режим сети». Тут можно свободно переключиться на GSM, WCDMA и LTE. Название пунктов могут отличаться — это зависит от версии ОС и фирменной оболочки.

Итоги

Несмотря на распространение 3G и 4G, GSM-интернет по-прежнему остается актуальным. Переключившись на этот стандарт связи в подходящий момент, можно заметно снизить нагрузку на аккумулятор телефона (при условии, что не нужна высокая скорость интернета).

Источник

GSM под увеличительным стеклом

Как часто в последние годы мы слышим слово «коммуникации». Современный мир напоминает муравейник, где базовыми элементами конструкции становятся не ёлочные иголки и органические волокна, а биты полезной и пустой информации. Человечество сделало шаг в сторону цифровых технологий, и шаг этот подобен прыжку в бездну. Мы слишком сильно зависим от современных электронных устройств. Жизнь буквально пропитана информацией, и мы привыкли получать и делиться ей в самые сжатые сроки. Коммуникации становятся краеугольным камнем цивилизации.

Но как мало и поверхностно знаем мы о тех вещах, которые используем ежедневно, и сотовая связь не стала исключением. На сегодняшний день мобильная сфера нашей жизни является одной из самых развивающихся. Цель нашего материала – приподнять занавес таинственности над сотовой телефонией. Мы поговорим с вами о самой популярной в мире и нашей стране GSM-связи. Этот обзор должен вывести мобильный аппарат с позиции чёрного ящика для связи до понятного устройства.

История GSM

История сотовой связи напоминает победное шествие Наполеона. Буквально за несколько лет мобильные аппараты превратились из киношной роскоши в повседневные устройства. Как же проходило становление GSM? История этой связи самая показательная. Сейчас GSM используют около 68 процентов от общего числа абонентов в мире. Аналитики предсказывают, что в ближайшие годы, несмотря на быстрое развитие 3G-сетей, эта цифра не изменится.

В самом начале 80-х годов сотовая связь начала входить в дома европейских и американских богачей. Операторы в среднем получали около 10–50 тысяч долларов с одного абонента в месяц. Связь строилась исключительно на базе аналоговой передачи данных, а о цифровых технологиях, в силу их дороговизны, даже не говорили. Только некоторые операторы могли похвастаться настоящей сотовой, а не простой радиосвязью. О роуминге, разумеется, даже говорить не приходилось. Операторы работали не только на разных частотах, которые предоставляло им местное правительство, но и по-разному модулировали сигнал. Зачастую мобильный телефон выпускался строго под опредёленную сеть.

Откуда возникла идея развивать цифровой стандарт, который стал бы единым для многих государств? Прежде всего, причина в том, что на заре сотовой связи ни одно государство не хотело в полной мере инвестировать миллионы в не совсем понятное начинание. Первые международные договоренности и исследования прошли под управлением Европейской конференции административных работников почты и телекоммуникаций СЕРТ (Conference des administrations Europcennes des Postes et Telecommunications). Реальное участие в проекте принимали немцы и французы. Учёные ограничились частотными исследованиями. Уже через пару лет, в 1982 году, к проекту примкнули 26 европейских стран. Нужно отдать должное, что союз немцев и французов смог переубедить всю Европу и стать родоначальником сотовой связи стандарта GSM. Эта победа не имеет аналогов в истории (например, создание европейской системы спутниковой навигации несёт для общества не меньше пользы, но не имеет должного продолжения). Страны, входящие в проект, поставили интересы создания единого стандарта связи выше своих национальных интересов.

В далёком 1982 году Европейской конференцией была инициирована «Специальная группа по разработке мобильной связи». Позднее Global System for Mobile communications стали сокращать до аббревиатуры GSM. Так началась история современной связи. Большинство постулатов GSM зародилось двадцать лет назад и практически не претерпело никаких изменений, как сама фундаментальная физика. Это говорит о том, что учёные, работавшие над проектом, не просто создали великолепный стандарт, но и заложили в него принципы масштабирования (например, передачи данных).

В 1984 году GSM была признана Францией, Италией и Германией, а через пару лет к договору присоединилась Великобритания. Эта четвёрка и стала родоначальником 900 МГц цифровой связи. Страны, входящие в договор, принялись степенно расчищать требуемый диапазон частот. Ключевым событием развития сети стало декабрьское выступление Франции на международной конференции 1986 года, где была провозглашена дата коммерческого запуска сети. Он намечался на 1991 год. Так общественность услышала о дате запуска первой массовой единой сотовой сети.

Франция проявила себя лидером международного проекта. Именно её инженеры провели исследования в области передачи данных. Они решили остановить свой выбор на методе многостанционного доступа с временным разделением каналов TDMA (Time Division Multiple Access). Иногда этот способ передачи данных радиосигналом называют с временным уплотнением (мультиплексирования). В GSM часто одни и те же вещи носят разные названия. Впрочем, радиофизика полна таких примеров. Нельзя не назвать институт, где зародилась радиосоставляющая GSM связи – CNET, впоследствии преобразованный во France Telecom.

Английские инженеры проснулись лишь в 1990 году, но буквально за год создали и расписали работу GSM в частотном диапазоне 1800 МГц. На первых порах было много противников отхода от GSM 900, но им удалось придать мировую значимость своей работе. В 1991 году в Женеве на выставке TELECOM 91 работа 1800 МГц GSM была представлена как необходимая составляющая сети. Другие подобные проекты по изменению частотного диапазона поддержки в то время не нашли.

Первый запуск сети состоялся в апреле 1992 года. Впрочем, днём рождения сети правильнее считать июнь 1992 года. Именно тогда было подписано первое соглашение по роумингу, а значит, были реализованы все планы по созданию международной сотовой связи. Первый миллион пользователей сеть разменяла к концу 1993 года.

Сегодня GSM-сети охватывают практически все густонаселённые районы земного шара. Стандарт успешно развивается, однако можно смело говорить о том, что эволюционный процесс в сети ещё не закончен. Разработчики заложили слишком много лазеек для роста GSM при его развитии. На данный момент сеть имеет определённый потенциал развития по абонентской базе, конкурентоспособности и предоставлению новых услуг.

История других популярных сейчас стандартов связи не так интересна, так как находится в стадии собственного бурного формирования. При должном желании вы можете сами отследить её. Мы же переходим к обсуждению аппаратной части GSM.

Пора под увеличительное стекло?

Современная сотовая связь внесла настоящий сумбур в умы пользователей. Абоненты путаются, теряются и просто проходят мимо таких понятий, как GPRS, eGSM, EDGE, CDMA и так далее. Удивительно, но полная безграмотность в области сотовой связи не мешает большинству абонентов с удовольствием пользоваться мобильными телефонами. Впрочем, мы с вами прекрасно знаем, что перед посвящёнными открываются куда большие возможности. Итак, давайте познакомимся с азами GSM-связи и покончим с неразберихой, которая мешает нам дышать полной грудью и использовать телефон согласно уму.

Прежде всего, надо определиться с базовыми составляющими современной сотовой связи стандарта GSM. Сеть обязательно должна включать в себя: мобильные телефоны, базовые станции, цифровые коммутаторы, центр управления и обслуживания, а также дополнительное оборудование и программное обеспечение.

Сеть GSM обеспечивает шифрование данных и закрытый от прослушивания радиоинтерфейс. Оборудование обязано однозначно идентифицировать абонента и предоставлять ему набор сервисов (например, передачу данных или роуминг в национальном и международном масштабах).

На время пользования системой абонент получает стандартный модуль подлинности абонента – SIM-карту. Это сравнительно простой чип, который имеет некоторый объём памяти, занятый служебной информацией, часть её отводится для нужд пользователя, сюда же можно записать телефоны или другую информацию. На SIM-карте находятся три важных параметра, которые напрямую связаны с работой сети: международный идентификационный номер подвижного абонента IMSI, свой индивидуальный ключ аутентификации Ki и алгоритм аутентификации A3. Центр управления постоянно отслеживает работающие сотовые телефоны. Информация о них хранится в регистрах положения (HLR) и перемещения (VLR). Если два сотовых оператора подписывают соглашение о роуминге, то это значит, что они ведут фактически общий реестр работающих в их зоне действия трубок. Информация из него необходима для билинга, который снимает с абонента плату за пользование услугами, и для центра коммуникации (последний занимается адресацией и маршрутизацией вызовов).

Сейчас разработчики SIM-карт ведут работы по расширению встроенной памяти. Ожидается, что в скором будущем объём SIM-карт увеличат до 2 Мбайт. Операторы уже готовятся к их закупкам, а абоненты при их использовании смогут разместить в них гораздо больше информации, чем сейчас. При покупке новой трубки пользователь сможет перекидывать объёмные записные книжки и контенты без третьего промежуточного устройства.

Какие проблемы могут подстерегать пользователя при работе с SIM-картой? Стоит иметь ввиду, что старые чипы имели питание около 5 Вольт, а новые работают при напряжении 2,7-3 Вольта (существуют SIM-карты с напряжением питания 1,8 Вольт). Соответственно, некоторые сотовые телефоны отказываются понимать старые SIM-карты. Обычно проблема решается обращением к оператору и заменой SIM-карты. Кроме этого, чип остаётся всего лишь электронным устройством, которое может дать сбой. При правильной аргументации абонента операторы бесплатно меняют такие SIM-карты.

Стоит отметить, что в сетях GSM имеются две важные базы данных. Прежде всего, Authentication Centre (AUC) – хранит IMSI абонентов, ключи идентификации подписчиков, алгоритмы кодирования. Очень важна другая база, Equipment Identify Register (EIR), которая содержит список типов допустимых мобильных аппаратов и список украденных аппаратов. Об этой опции мы поговорим в главе «Секретность переговоров».

GSM-1800, GSM-1900 и GSM-900, или кто крайний

Настал момент рассмотреть работу мобильного сотового телефона в сети. Для современных сотовых телефонов характерны аббревиатуры GSM-1800, GSM-1900 и GSM-900 (встречаются и другие диапазоны, но суть не меняется, вы поймете это позже). Что они обозначают? Как правильно купить сотовый телефон? Для начала предлагаю познакомиться с азами GSM-связи, которые снимут все часто задаваемые вопросы по связи между сотовым телефоном и базовой станцией (связь между базовыми станциями строится несколько иначе, но эта тема выходит за рамки нашего обзора).

Любой разговор о радиоустройствах начинается с упоминания частотного диапазона. С одной стороны, в GSM нет строгих аппаратных особенностей, которые обязали бы оператора использовать опережённый частотный диапазон. С другой стороны, тесные межгосударственные отношения, лицензии чиновников и договорённости с производителями трубок не позволяют отойти от вполне конкретных чисел в эфире. Замечу, что ряд экспериментов со стороны небольших операторов сотовой связи сместить частотный диапазон в другие возможные области провалился практически повсеместно. Без поддержки со стороны производителей сотовых телефонов и оборудования для сети существовать в этом бизнесе просто невозможно. Однако мы несколько отошли от темы. Итак, сейчас частотный диапазон принято разделять так:

Аналогично с GSM 900 работает сеть GSM 1800. Диапазон частот для последней составляет 1710–1880 МГц. Абсолютно аналогичная картина наблюдается в широко распространённых в Америке сетях GSM 1900. В целях экономии времени мы не будем разжёвывать работу GSM 1800 и GSM 1900, так как она практически полностью аналогична GSM 900.

Итак, в стандарте GSM используется передача данных пакетами в сложной структуре временных (ТDMA) кадров. Доступ абонентских сотовых телефонов к каналу связи без SIM-карт и полномочий, предоставляемых сетью, исключается. Полная гарантия безопасности связи обеспечивается в стандарте GSM шифрованием передаваемых сообщений по методу с «открытым ключом».

Идеальных радиоканалов не существует – помехи являются неотделимым спутником связи, даже цифровой. Для защиты от ошибок, возникающих в радиоканалах, применяются блочное и свёрточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности последнего при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот в процессе сеанса связи (со скоростью 217 скачков в секунду). Интерфейс связи построен так, что если кодек не может правильно развернуть информацию с голосом абонента, то появляются пропадания звука (говорят о потере пакетов данных).

Ключевым параметром связи всегда оставалась её дальность. Ответим сразу: GSM 900 сотовый телефон может общаться с базовой станцией на расстоянии до 35 км. Это связано с работой технологии TDMA – каждой мобильной станции выделяется тайм-слот в 0.577 миллисекунд (точнее говоря, работает отношение 15/26), за это время мобильная станция должна успеть ответить. Так как скорость распространения радиоволн конечна (300 тысяч км/сек), то максимальное расстояние вычисляется очень просто и составляет эти самые 35 км. Впрочем, если теоретическое вычисленное значение выглядит очень красиво, то в реальности всё обстоит несколько хуже. Для GSM-900 существует 5 классов мощности сотовых аппаратов: 1-й – 20 Вт, 2-й – 8Вт, 3-й – 5 Вт, 4-й – 2 Вт и 5-й – 0.8 Вт. Реально мы не встречали ни одной носимой трубки с мощностью больше 2 Вт. Пробить расстояние в 35 км при таких характеристиках невозможно. Если увеличить мощность базовой станции достаточно просто – надо установить трансформатор побольше и договориться с органами надзора, то дать каждому пользователю генератор или кислотный пятидесятикилограммовый аккумулятор за спину не представляется возможным. Против абонента сотовой сети играет буквально всё: погода, рельеф, инфраструктура и многое другое. Так что реальное расстояние, на котором связь возможна в каждом конкретном случае, достигается простым экспериментом с сотовым телефоном. Наш очень субъективный опыт работы с мобильными телефонами говорит в пользу немецкого производителя Siemens. Инженеры этой компании делают очень хорошие передатчики. Подчеркиваю, что это лишь субъективное мнение. Чувствительность трубок зачастую сильно отличается даже в пределах одной партии.

Чем же отличаются GSM-1800, GSM-1900 и GSM-900? С точки зрения передачи данных, только рабочими частотами. Разумеется, есть нюансы. В диапазонах 1800 и 1900 частотное планирование выполняется более гибко. Для 1800 диапазона максимальная дальность связи (расстояние между сотовым телефоном и базовой станцией) может достигать только 10 км. Проникающая способность радиоволн более высокого частотного диапазона существенно отличается от GSM 900. Принято считать, что в городских джунглях GSM 1800 работает лучше. Единовременная ёмкость базовой станции более высокого диапазона выше. Впрочем, однозначного ответа на вопрос «Что лучше?» нет и быть не может. Частотный диапазон живёт своими абонентами и поддержкой производителей сотовых телефонов. Хорошо, что у операторов есть возможность лавировать между диапазонами. В некоторых регионах возможности по канальному развитию в GSM 900 просто нет. Приходится как-то решать свои проблемы – либо частоты перекупаются у конкурентов, либо их приходится получать от спецслужб (которые давно и серьёзно облюбовали эти частотные диапазоны), предоставляя им взамен что-то другое.

Передача данных

Сети стандарта GSM умеют передавать данные. Изначально эта возможность закладывалась в них разработчиками в далеких 80-х годах прошлого века. Тогда никто и подумать не мог о развитии коммуникаций в ближайшие десятки лет. Сейчас GSM может предоставить вполне конкурентоспособные сервисы, которые выведут абонентов во Всемирную Паутину и позволят переслать факсимильное или е-mail сообщение. Сеть GSM даёт пользователю возможность вывести свой компьютер в Интернет, используя сотовый телефон как устройство передачи данных. Кроме этого, современный мобильный телефон сам является web-браузером, ICQ-клиентом и даже файл-сервером. Однако обо всём по порядку.

Изначально сеть могла передавать данные на скорости 9,6 Кбит/c. Если подойти к вопросу исключительно формально и просчитать максимальную скорость канала, то она составит 33,8 Кбит/c. Почему же данные передавались на скорости только 9,6 Кбит/c? Ответ очевиден. Служебная информация, криптозащита и алгоритмы исключения ошибок съедали всё до потока в 13 Кбит/c. Однако и на этом не заканчивались беды пользователя. Данные посылали через речевой кодек. В результате и получались эти злосчастные 9,6 Кбит/c. Разумеется, в наши дни на такой скорости работать в Интернете практически невозможно. Операторы прибегали к всевозможным ухищрениям по увеличению прокачиваемого потока данных.

Как следствие инженерной мысли в области увеличения скорости пересылки данных на свет родилась технология HSCSD (High Speed Circuit Switched Data, высокоскоростная передача по коммутируемым каналам). Её появление диктовалось самой логикой. Предлагалось объединить несколько канальных интервалов. Решение о количестве таких интервалов принималось оператором в зависимости от загрузки сети. Какие скорости сулили пользователям? Теоретический предел составлял до 57,6 Кбит/с. Увеличить скорость до 76,8 Кбит/с (9,6х8) не представлялось возможным, так как сетевой канал между коммутатором и базовой станцией составлял 64 Кбит/с. Для включения технологии HSCSD требовалось приобрести сотовый аппарат с её поддержкой со стороны пользователя и программной поддержкой протокола (аппаратная часть не трогалась) со стороны оператора. HSCSD требует установить непрерывное соединение для обмена данными между вызывающей и вызываемой сторонами. Протокол напоминает обыкновенную голосовую связь и тарифицируется на поминутной основе. Оператор теряет голосовые каналы, а пользователь не получает возможность платить только за переданные данные. Одним словом, HSCSD стала своего рода заплаткой на старых штанах перед покупкой обновки. Впрочем, свою роль она сыграла лучшим образом, хотя пробыла на сцене сотовой связи не боле двух лет.

Рождение GPRS (General Packet Radio Service) стало новым витком в развитии GSM-сетей. Эта новая технология пакетной передачи данных несколько лет назад ворвалась на рынок и удерживает на нём серьёзные позиции. Вместо передачи непрерывного потока данных через постоянное соединение (например, HSCSD), при пакетной коммутации сеть используется только в случае наличия данных для передачи. Такой подход абсолютно обоснован и созвучен самой идее Интернета, где данные возникают в импульсном режиме. В GPRS максимально возможная скорость передачи данных составляет 171,2 Кбит/с (теоретически возможная скорость составляет 270,4 Кбит/с=33,8х8). Стоит отметить, что мобильный аппарат может одновременно устанавливать голосовое соединение и обмениваться данными. GPRS позволяет тарифицировать данные по их количеству, а не по времени нахождения в сети, что и реализовано в данный момент операторами сотовой связи. Чтобы запустить GPRS, инженеры должны дополнить существующую сеть оборудованием пакетной передачи данных.

Сегодняшний день принес нам технологию EDGE (Enhanced Data for Global Evolution). Базисом новинки стала идея изменения метода модуляции несущей и адаптивная схема кодирования. Для тех, кто не любит технических тонкостей, просто сообщим, что скорость поднялась до 384 Кбит/с. Если вы не привыкли скакать по верхушкам и интересуетесь сутью дела, то с удовольствием сообщаем подробности. В протоколах передачи информации GSM используется модуляция GMSK с одним битом на символ. В EDGE заработает модуляция 8PSK с тремя битами на символ, которая увеличивает скорость в три раза. Кроме этого, в EDGE реализованы два режима работы: первый – с коммутацией пакетов (EGPRS или Enhanced GPRS), второй – с коммутацией каналов (ECSD, Enhanced Circuit Switched Data), подобно технологии HSCSD. В режиме пакетной передачи данных может изменяться скорость работы в зависимости от состояния эфира. Иными словами, если количество ошибок возрастает, то следующий пакет отсылается на меньшей скорости. Это придает протоколу гибкость.

Сейчас можно безапелляционно заявить, что EDGE стал будущим для сотовой связи в России. Для его реализации необходимы вложения. Нужно аппаратно модифицировать сеть. Например, стоимость работ по апгрейту сети GSM для Санкт-Петербурга составляет 40 миллионов долларов. Разумеется, сумма эта зависит от существующей аппаратной и программной платформ. После введения EDGE в строй оператор может предлагать пользователю услуги качественно нового уровня, например, видеотрансляцию, действительно быстрый Интернет и т.д. Скорость 384 Кбит/с позволяет EDGE-сетям конкурировать с сетями третьего поколения, которые пока только ходят по Европе и стучатся в двери. Развёртывание последних стоит существенно дороже, чем обновление существующих до EDGE. Поэтому на ближайшие несколько лет мы делаем ставку только на EDGE.

Производители сотовых телефонов начали поставлять трубки с EDGE на мировой рынок только с этого года (несколько аппаратов прошлого года не в счёт). Наибольший интерес к технологии проявляет финская компания Nokia – практически все её новинки имеют поддержку EDGE. Ожидается, что к концу года доля трубок с EDGE составит не менее 30 процентов на рынке.

Источник