Одним из наиболее грандиозных проектов конца XX века является программа IMT-2000 PDF Print E-mail
Written by Administrator   
Tuesday, 08 May 2012 18:51

Одним из наиболее грандиозных проектов конца XX века является про­грамма IMT-2000. В ее основе лежит идея создания нового семейства си­стем подвижной связи третьего поколения (3G), охватывающего техно­логии беспроводного доступа, наземной сотовой и спутниковой связи. В настоящее время в Международном союзе электросвязи (МСЭ) заверша­ется процесс стандартизации новых технологий, участие в которой при­нимали многие региональные и национальные организации Европы, Се­верной Америки и Азиатско-Тихоокеанского региона.

После ряда безуспешных попыток выработать и согласовать единые требования к системам 3-го поколения (см. «Сети», 2000, № 1, с. 39) МСЭ решил подойти к этой проблеме с других позиций. Суть новой концепции состоит в сохранении идеи глобального роуминга, но лишь в качестве идеологической основы для объ­единения существующих аналоговых и цифровых сетей с системами, базирую­щимся на новом семействе стандартов 3-го поколения, которое получило обо­значение IFS (IMT-2000 Family of Systems). Приняв как данность не один, а семей­ство стандартов и отказавшись тем самым от принципа глобального междуна­родного стандарта, МСЭ активизировал свои усилия на их гармонизации.

Концепция систем 3-го поколения нацелена на создание условий для предостав­ления услуг мультимедиа, включая высокоскоростную передачу информации, видео и речи, факсимильных сообщений и данных любому абоненту с помощью мобильного терминала, имеющего единый номер. Стоимость услуги должна быть минимальна при приемлемом качестве и уровне безопасности. Главная цель разработки систем 3-го поколения — удовлетворение потребности массо­вого рынка в персональной связи, и ее достижение будет зависеть как от тари­фов для сетей общего пользования, так и от стоимости абонентского терминала.

Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы по­строения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развер­тывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его дви­жения) в зависимости от величины зоны покрытия:
до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;
до 144 кбит/с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покры­тия;
до 64 (144) кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

Что же касается набора услуг, то он фактически приближается к предоставляе­мому в сетях фиксированной связи. Это и высокоскоростной доступ в Internet, и мультимедиа (табл. 1). Очевидно, что достижение таких высоких скоростей при ограниченном частотном ресурсе и работе в каналах с замираниями потребует разработки принципиально новых подходов к построению радиоинтерфейса.

Архитектура систем будущего включает два основных элемента: cетевую инфра­структуру (Access Network) и магистральные базовые сети (Core Network). Такая структура обеспечивает возможность наращивания инфраструктуры путем по­следовательной модификации ее составных элементов, но чтобы гарантировать работу сетей в долгосрочной перспективе, необходимо помнить об абонентской части архитектуры — терминалах, которые за счет изменяемой конфигурации должны удовлетворять требованиям многих стандартов.
Сухопутная подвижная связь

В июне 1998 г. в МСЭ поступило 10 предложений по проектам стандартов назем­ной связи, восемь из которых разработаны на базе технологии CDMA и два — на основе TDMA (табл. 2). Проекты были заявлены от трех крупных регионов мира — Северной Америки, Европы и Азиатско-Тихоокеанского — и отражают «нацио­нальные» различия в технологиях и путях перехода к системам подвижной связи 3-го поколения.

В Европе сумели выработать единую политику перехода к 3-му поколению, ско­ординировав деятельность всех европейских стран, в результате чего количе­ство ее проектов ограничилось двумя: UTRA и DECT EP.

Однако следует отметить, что представленные в МСЭ проекты не исчерпывают всех возможных путей создания новых технологий. Так, в число заявленных стан­дартов не попали предложения по совершенствованию GSM, которые будут раз­виваться ETSI на базе новых технологий GSM-400, HSCSD, GPRS и EDGE. Но, по мнению заявителей, технологии GPRS и EDGE представляют собой всего лишь платформу, удобную для внедрения услуг UMTS/IMT-2000.

В США, в отличие от Европы, отказались от единого национального предложе­ния и представили целых четыре проекта, два из которых подготовлены не ин­ститутами по стандартизации типа ANSI или TIA, а промышленными фирмами Qualcomm и Ericsson (Северо-Американским отделением) и могут «по сути» счи­таться корпоративными.

Фактически, предложения США означают три пути развития для 3G-систем. Пер­вый из них основан на дальнейшем совершенствовании технологии TDMA*/AMPS, получившей широкое развитие не только в США, но и в мире. Этот стан­дарт предполагает использование мобильных терминалов с речевым кодеком VSELP (8 кбит/с), пакетную передачу данных CDPD (19,2 кбит/с), передачу корот­ких сообщений (SMS), факсимильную передачу (группа G3) и т. п. Концепция по­строения системы 3-го поколения на базе стандарта IS-136 изложена в проекте стандарта UWC-136 RTT, предложенном техническим подкомитетом TR-45.3 (США). Данный проект предполагает совершенствование стандарта TDMA в три этапа, причем на каждом будут использоваться три разных типа радиочастотных каналов: IS-136+ (без расширения полосы канала 30 кГц), IS-136 HS (Outdoor/Vehicular) с шириной полосы канала 200 кГц и IS-136 HS (Indoor Office) с шири­ной полосы канала 1,6 МГц.

Второй проект предлагает постепенно наращивать пропускную способность си­стемы cdmaOne**, переходя от существующей инфраструктуры к технологии cdma2000. Что же касается двух других предложений США —WCDMA NA (T1P1, США) и WIMS (TR-46.1), — то они практически полностью совпадают с предложе­ниями от Европы (UTRA) и Японии (WCDMA) и в процессе дальнейшего рассмот­рения слились в единый проект.

Другая особенность национального подхода США к проблеме 3-го поколения — совершенно отличный от других стран принцип распределения частотного ресур­са. Частотное регулирование в США осуществляется за счет закрепления за опе­раторами полос частот, распроданных с аукциона. Тот, кто заплатил деньги, имеет полную свободу в выборе типа используемого стандарта и сроков реали­зации проекта.

Огромный рыночный потенциал Азиатско-Тихоокеанского региона с учетом боль­шой численности населения стал решающим фактором в определении страте­гии развития мобильной связи 3-го поколения. На этой территории, отнесенной Регламентом радиосвязи к Району 3, активную позицию занимают несколько стран, в числе которых Япония, Корея, Китай и Малайзия. Их предложения по программе IMT-2000 убедительно свидетельствуют о стремлении этих стран к мировому лидерству в массовом применении новейших технологий связи. Несмотря на то что каждая из них имеет свои национальные особенности пере­хода к системам 3-го поколения, общей чертой проектов является смещение ак­центов в сторону собственных производителей оборудования.

Южная Корея с 1991 г. активно участвует в разработках и внедрении сетей CDMA. Для нее международные стандарты мобильной связи, и прежде всего бу­дущие стандарты IMT-2000, особенно важны, так как южнокорейские гиганты Samsung и Hyundai давно и последовательно реализуют свои планы покорения мирового рынка. Исходя из этого в ее проектах главный упор был сделан на про­изводство оборудования CDMA. Все эти факторы определили общую основу двух радикально различающихся проектов стандартов для IMT-2000, поступивших от этой страны.

В Китае ориентируются на технологию GSM. Поэтому его проект основан на ис­пользовании комбинированного метода доступа и сочетании технологий TDMA и CDMA.
Два варианта — две стратегии

В рамках концепции IMT-2000 допустимы две стратегии перехода к 3G-систе­мам: постепенное (эволюционное) и «одномоментное» (революционное). Рас­смотрим те преимущества и недостатки, которые таит каждая из них (табл. 3).

Революция предполагает внедрение всех новейших технологий и новых интер­фейсов, однако предусматривает полную замену существующего оборудования и ПО, что сопряжено с большими капитальными затратами и определенным ком­мерческим риском. Для отработки данной стратегии в разных районах мира уже создаются экспериментальные сети.

Один из важнейших признаков, принципиально разделяющих два подхода, — спо­соб освоения частотного ресурса. При революционном сценарии требуется новый частотный ресурс. Япония и Европа намерены пойти по этому пути и вы­делить для систем 3-го поколения «индивидуальные» полосы радиочастот (по­дробнее см. «Сети», 2000, № 1, с. 34). Подход в США абсолютно иной — там спектр, выделенный для IMT-2000, уже занят службой PCS и 3G-системы будут работать в старых полосах частот вместе с существующими сетями стандартов TDMA/AMPS.

Эволюционное внедрение требует меньших капитальных затрат и предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на конкретные виды услуг. Такой подход позволяет максимально использовать существующую инфра­структуру сети связи, внедряя новые сетевые элементы в процессе последова­тельной модернизации.

Приверженцы двух наиболее массовых технологий 2-го поколения — TDMA/AMPS и GSM — стали сторонниками эволюционного пути развития. Сегодня эти системы имеют ограниченные возможности по наращиванию пропускной способ­ности и видам услуг в рамках выделенного частотного диапазона. Рост их емко­сти без дополнительного расширения радиочастотного спектра возможен лишь за счет перехода на полускоростные каналы (GSM), введения многосекторных ан­тенн или использования спектрально-эффективных методов модуляции (8PSK и др.).
Единство и борьба противоположностей

В борьбе за лидерство при принятии мировых стандартов 3-го поколения образо­вались два лагеря, оформившиеся в виде двух партнерских объединений: 3GPP и 3GPP2.

В первое объединение — 3GPP — входят ETSI (Европа), ARIB (Япония), Комитет T1 (США), а также три региональных органа стандартизации от Азиатско-Тихо­океанского региона — CWTS (Китай), TTA (Корея) и TTC (Япония). Важно отме­тить, что совместные позиции ETSI и ARIB должны упрочиться с внедрением экс­периментальных сетей на базе WCDMA, активно разрабатываемых с участием компаний DoCoMo, Ericsson и Nokia.

Last Updated on Wednesday, 09 May 2012 09:35