В настоящее время в мире насчитывается более 1,5 млрд. мо­бильных абонентов и более 300 млн. пользователей сети Интер­нет, и можно утверждать, что доступная мобильная связь и дос­туп к глобальной информационной сети являются основной тен­денцией современного общества.

Несмотря на потенциальные преимущества перспективных стан­дартов систем множественного доступа с кодовым разделением стандарт GSM фактически является лидером систем мобильной связи во всем мире (используется примерно 2/3 от общего числа мобильных абонентов), и эта ситуация будет сохраняться по мень­шей мере еще одно десятилетие. Исходя из этого естественными выглядят усилия по его модернизации и вовлечению в создава­емую концепцию универсальной системы мобильной связи — УСМС (UMTS).

Вовлечение сети GSM в концепцию yMTS предполагает наличие в первой нескольких необходимых составля­ющих, ^в число которых входят (рис. 13.2): I •

высокоскоростная передача дан-jpjx со скоростями до 57,6 Кбит/с в сетях GSM при коммутации каналов;

• передача данных со скоростями до 171,2 Кбит/с в сетях GPRS при ком­мутации пакетов;

• повышенная (до 384 Кбит/с) ско­рость передачи данных (EDGE — Enhanced Data Rate for GSM Evolution);

• универсальная система мобильной связи, реализующая скорости переда­чи данных до 384 Кбит/с на большие расстояния и до 2 Мбит/с на малые расстояния.

Высокоскоростная передача данных с коммутацией каналов HSCSD, являющаяся первым этапом на пути продвижения GSM в UMTS, предусматривает объединение нескольких слотов для передачи информации от каждого пользо­вателя. При этом добавление каждого слота увеличивает скорость передачи данных до 9,6 или 14,4 Кбит/с, а объединение четырех слотов позволяет достичь скорости передачи 38,4 или 57,6 Кбит/с.

Для того чтобы добиться приближения характеристик мобиль­ных сетей к характеристикам стационарных сетей, необходимо прежде всего обеспечить в них сравнимые скорости передачи дан­ных. Среди большого количества сетей передачи данных ориенти­ром является сеть, обеспечивающая скорость передачи 64 Кбит/с, и именно технология HSCSD позволяет осуществить такое при­ближение.

Следующим шагом на пути эволюции от GSM к UMTS являет­ся технология GPRS, позволяющая достигать скоростей передачи Данных до 171,2 Кбит/с. При этом необходимые дополнительные сетевые элементы, обеспечивающие, в первую очередь, доступ Данных к сетям Интернет/Интранет, устанавливаются параллель­но существующим функциональным узлам сети GSM (рис. 13.3).

Как уже говорилось, GPRS позволяет эффективно использо­вать ресурсы, обеспечивая их гибкое разделение между пользова­телями. Так, ресурсы радиоканала оказываются задействованными только в момент непосредственной передачи информации, даже если абоненты соединены постоянно. При этом установление со­единения происходит практически мгновенно, а пользователи Реально находятся в режиме передачи данных промежуток време­ни, меньший, чем время соединения.

Сравнив технологии HSCSD и GPRS, можно сказать, что пер­вая — обеспечивает гарантированные скорость и задержку пере­дачи сообщений и, следовательно, идеально подходит для пере­дачи услуг в реальном времени, например для передачи малокад­рового видеосигнала. Кроме того, использование этой технологии не требует от оператора больших дополнительных вложений для модернизации сложившейся структуры сети.

Технология же GPRS больше подходит для услуг динамичного характера, например таких, как телеметрия или телеуправление. Для обеспечения подобных услуг необходима установка дополни­тельного оборудования, что требует существенных финансовых и организационных затрат. К тому же для некоторых из существу­ющих функциональных узлов традиционной сети GSM потребу­ется частичная или полная модернизация программно-аппарат­ного обеспечения.

На смену GPRS должна прийти технология, обеспечивающая повышенную скорость передачи данных, т. е. позволяющая дости­гать значений до 384 Кбит/с. Достижение указанной скорости пе­редачи данных возможно за счет использования более эффектив­ной многопозиционной схемы модуляции ФМ-8 (PSK — Phase Shift Keying), т.е. фазовой манипуляции с восемью возможными значениями начальной фазы высокочастотного колебания. (На­помним, что в традиционной GSM используется ГММС — гауссовская модуляция с минимальным сдвигом частоты.) Несмот­ря на то что использование ФМ-8 приводит к некоторому сни­жению помехоустойчивости приема, а следовательно, к сокра­щению зоны покрытия, этот метод тем не менее более предпоч­тителен из-за обеспечения существенно более высокой скорости передачи.

Наконец, вершиной эволюции GSM является концепция уни­версальной системы мобильной связи, реализуемой по принципу множественного доступа с широкополосным кодовым разделени­ем (WCDMA — Wideband Code Division Multiple Access), обуслав­ливающим достижение скорости передачи данных до 2 Мбит/с.

правда, на небольшие расстояния¹. Такая концепция реализует целый ряд услуг, включая передачу речи, видео, Интернет/Интернет-трафик, высокоскоростную передачу данных и др.

В UMTS должен использоваться новый радиоинтерфейс, а также новые сетевые компоненты, и главная задача заключается в их объединении модульным способом с существующими функцио­нальными узлами. Такой подход способен обеспечить операторам плавный переход к данной концепции, при котором основной «пор делается на уже существующую сетевую инфраструктуру.

Требования к обеспечению услуг

Как уже отмечалось, в ситуациях, когда неуклонно растет и речевой трафик, и требования к повышению степени мобильно­сти абонентов, сетевые операторы вынуждены искать новые спо­собы поддержания своей конкурентоспособности. Эти способы включают в себя не только проведение гибкой ценовой полити­ки, но и в большей степени предоставление новых видов услуг. При этом возможность разделения сетевых ресурсов между раз­личными группами пользователей должна привлекать все боль­шее число абонентов.

Оценивая выгоды от введения GPRS и предоставления новых услуг, следует разграничивать взгляды на эту проблему как по­ставщиков услуг, так и пользователей.

Преимущества для пользователей. Поскольку сегодня Интернет прочно вошел в повседневную жизнь, то возможность объедине­ния глобальной информационной сети и наиболее распростра­ненной сети мобильной связи выглядит весьма перспективной. При этом пользователям предоставляется возможность получения не­медленного доступа к данным подобно тому, как если бы они работали в локальной сети одного офиса. Абонентам не приходит­ся устанавливать соединение всякий раз, когда возникает необхо­димость в передаче. Более того, плата за соединение вообще не взимается, и стоимость передачи данных зависит лишь от их объе­ма. Наконец, благодаря высокой скорости передачи данных ста­новится возможным предоставление новых привлекательных ус­луг, а также передача файлов больших объемов.

Преимущества для операторов. Введение новых услуг приводит К увеличению прибыли для операторов, зависящей как от объема Передаваемых данных, так и от качества передачи. В настоящий Момент сеть Интернет превратилась в интерактивную мультиме-

F' Концепция UMTS предполагает использование принципов WCDMA только в городских зонах; обслуживание сельских зон будет, по всей вероятности, базироваться на принципах GSM/GPRS/EDGE

дийную среду, объединяющую десятки миллионов людей, которые могут подключаться к ней, находясь как дома, так и на работе, и уже сегодня сетевые операторы в большой степени обеспечивают передачу не только речи, но и различных данных. Более того, использование GPRS может оказаться весьма полезным и в отношении речевого трафика, особенно в часы наибольшей нагрузки.

Анализ изложенных преимуществ показывает неизбежную необходимость введения оператором услуг GPRS. Возможная отсрочка этого процесса объясняется либо значительным лидерством по отношению к другим операторам, функционирующим на данной территории, либо потерей в конкурентной борьбе наиболее вы­годных ниш, что делает бесперспективным дополнительные финансовые вложения в модернизацию сети.

В отличие от традиционной GSM доступ в GPRS может осу­ществляться либо стандартно, либо с дополнительными услуга­ми, которые могут обеспечивать оператора дополнительными до­ходами.

Среди таких услуг главными являются следующие:

• функции интернет-провайдера, т.е. доступ в Интернет, под­держка домашних страниц, организация новостных групп и др.;

• функции главного поставщика дополнительных услуг;

• функции посредника по обеспечению беспроводного доступа к дополнительным услугам.

Заметим, что обеспечение деловым людям доступа к глобаль­ным и корпоративным сетям на первых порах развития GPRS обыч­но составляет основную часть прибыли, однако в дальнейшем, с ростом сети и уменьшением стоимости мобильных разговоров, как правило, происходит перераспределение доходов в сторону таких услуг, как игры, лотереи, биржевая информация и т. п.

Когда сетевой оператор предлагает себя в качестве поставщика услуг, одной из наиболее важных для него проблем является оп­ределение степени самостоятельности, т. е. того, какая часть услуг будет предоставлена им самим, а какая часть — посредниками. Если, например, оператор работает как обычный интернет-про­вайдер, то это ставит его в жесткие рамки при решении вопросов по изменению цен, скорости, доступности и др. В этом случае даже при низких ценах на услуги возможности увеличения при­были оператора ограничены. Однако такой способ гарантирует опе­ратору минимальный риск.

Если же оператор работает как универсальный провайдер, это обеспечивает ему возможность самостоятельно предлагать свои ус­луги абонентам. В этом случае он может как разграничивать новых пользователей и соответствующую прибыль на отдельные подгруппы, так и проводить отдельную политику для индивидуальных пользователей. Несмотря на то что этот путь открывает существенно (большие возможности по увеличению прибыли, он тем не менее значительно более рискованный, поскольку связан с большими денежными вложениями и привлечением новых специалистов.

Тарификация в сети GPRS

При использовании абонентом определенных услуг и прило­жений оператору для составления абонентского счета необходимо иметь определенную информацию от различных элементов сети. В GPRS такая информация формируется в двух функциональных элементах: обслуживающем узле и GPRS-шлюзе. Шлюз системы тарификации, получив эту информацию, обрабатывает ее и транс­лирует в подсистему выписки счетов. Например, фиксированию подлежит объем передаваемой информации или число коротких сообщений, переданных через сеть GPRS.

Если сетевой оператор выступает как интернет-провайдер, то фиксируемая информация ограничивается лишь объемом пере­данных данных. Если же оператор выступает в качестве универ­сального провайдера, необходимо формировать подробные отче­ты, содержащие учетные данные об использовании основных и дополнительных услуг.

Следует обратить внимание на то, что сбор и фиксирование информации в сети GPRS значительно сложнее, чем в традици­онной сети GSM. Кратко перечислим позиции, в соответствии с которыми может происходить тарификация информации:

• общая тарифная ставка (стандартный доступ в Интернет);

• диапазон скоростей передачи речи и данных;

• скорость обслуживания в режиме реального времени;

• точка доступа (Интернет, Интранет);

• требуемое качество обслуживания;

 • безопасность доступа, секретность передаваемой информа­ции;

 • наличие объединенной службы сообщений (электронной почты, коротких сообщений, голосовой почты, факса);

 • дополнительные услуги (доступ к банковскому счету, электронные покупка и оплата, развлечения);

• рекламирование.

Учитывая изложенное, можно заключить, что в сетях GPRS Имеются большие возможности по дифференцируемому обслужи­ванию абонента.

Некоторые из предоставляемых услуг, связанные с четко раз­деляемыми этапами (запросом, предоставлением отдельного файлы, могут автоматически генерировать учетные записи. Другие Услуги (например, электронная почта) требуют наличия внешних Механизмов, отслеживающих объемы передаваемой информации

 Сбор и объединение учетных записей могут осуществляться раз­личными методами, выбор которых возлагается на оператора. На рис. 13.4 приведена схема составления счета за оказанные услуги.

Контрольные вопросы

1. В чем различие между коммутацией пакетов и коммутацией кана­лов?

2. Что такое виртуальное соединение?

3. Опишите эволюцию сотовых сетей мобильной связи к системам третьего поколения.

4. Каковы преимущества сети HSCSD по сравнению с сетью GPRS?

5. Каковы принципы тарификации в GPRS и в чем состоит их отли­чие от тарификации в традиционной GPRS?

Глава 14