Принципы работы сетей GPRS и EDGE

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Забайкальский государственный университет

Факультет технологии, транспорта и связи

Кафедра физики и техники связи

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: Принципы работы сетей GPRS и EDGE

по дисциплине: Стандарты и технологии управления сетями связи

Выполнил:

Курмазов А.В.

Проверила:

Малакеева Н.Ю.



Введение

В настоящее время технология беспроводной связи переживает настоящий скачек своего развития. В основном это связано с прочным входом в нашу жизнь телефонов, планшетов и ноутбуков, которые для полноценного использования требуют доступ к сети интернет, в том числе и в движении.

Кроме этого, в промышленности, сельском хозяйстве ну и естественно в военной сфере назревает необходимость в организации надежных систем управления распределенными объектами и объединение их в глобальную сеть. Подобные тенденции наблюдаются во всем мире и ведут к неминуемому развитию беспроводных технологий связи.

GPRS (General Packet Radio Service) - технология пакетной радиосвязи, являющаяся над стройкой над стандартом в беспроводной цифровой сотовой мобильной связи тк GSM. При использовании технологии GPRS данные собираются в пакеты, и только затем передается, максимальная теоретическая скорость может достигать 170,2 кбит/с при средней в 50-60 кбит/с, в отличии от GSM сети, обеспечивающей себе максимум 14,4 Кбит/с. В основном GPRS используется для передачи данных между устройствами в сети GSM и доступа к сети Internet.

EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) - технология беспроводной передачи данных в сотовой связи, используемая в качестве надстройки для GSM. За счет улучшенного адаптивного алгоритма изменения подстройки модуляции и дополнительных алгоритмов контроля и исправления ошибок, она увеличивается скорость и надежность передачи данных и у нее уменьшается восприимчивость к помехам. Так, при использовании технологии EDGE, обеспечивается средняя скорость порядка 75 - 140 Кбит/с. При этом, пиковая теоретическая скорость может достигать 464 кбит/с при пакетной передаче данных.



1. Технология GPRS (General Packet Radio Service)

Необходимость решения для доступа из сотовых сетей в интернет и локальные корпоративные сети обсуждалась в течение многих лет. Широкое распространение такого рода технологий замедлялось из-за проблем с покрытием, стоимостью, эксплуатационными качествами и безопасным удаленным доступом в корпоративных сетях. Запуск основанного на GSM-сетях сервиса GPRS (General Packet Radio Service) имеет потенциал для изменения этой ситуации и обеспечения соединения "в любое время и в любом месте".

GPRS - это радио-сервис, основанный на пакетной коммутации, который дает возможность постоянного - "always on" - соединения, вытесняя трудоемкое и отнимающее много времени соединение через dial-up. Данный сервис обеспечивает также реальную пропускную способность свыше 40 кбит/с - это примерно те же скорости, что и в случае хороших наземных соединениях через модем.

В целом, GPRS (General Packet Radio Service) является очередной ступенью от GSM к сотовым сетям третьего поколения - 3G. GPRS предлагает более быструю передачу данных через сети GSM со скоростями от 9.6 до 115 кбит/с.

Эта новая технология создает пользователям возможность производить телефонные звонки и передавать данные одновременно.

Например, если вы имеете мобильный телефон, поддерживающий функцию GPRS, вы имеете возможность одновременно разговаривать по телефону и получать сообщения по электронной почте.

Наиболее привлекательным аспектом технологии GPRS для поставщиков услуг, помимо снижения стоимости эксплуатации, является простота управления при ее использовании, а также новые биллинговые возможности, ставшие доступными после перехода от коммутируемой к пакетной передаче данных. Клиенты также получают от внедрения этой технологии свои преимущества, поскольку она дает им множество усовершенствованных сервисов от провайдера, наряду с совершенно новыми.

Технология GPRS продвинула мобильные системы на шаг вперед, сделав более удобным и доступным использование медиа-контента в небольших мобильных устройствах. Среди других важных преимуществ GPRS - более эффективное использование радио-спектра. Пользователи теперь занимают радио-ресурсы только тогда, когда происходит реальная передача данных. Это, по сути, означает, что в одной точке доступа можно обслужить большее число пользователей, тогда как скорости передачи данных остаются высокими.

Улучшенная функциональность и эффективность GPRS ведет к снижению стоимости коммерческого предоставления сервисов передачи данных. Предлагая новые привлекательные возможности своим абонентам благодаря новой технологии, провайдеры привлекают все большее число клиентов. Но самым важным преимуществом GPRS является существенно улучшенное качество сервисов передачи данных. Функции QoS стали вполне доступными, и их даже можно будет измерить в терминах надежности, времени отклика и поддерживаемых возможностей. Новые приложения, разработанные для пользователей GPRS, окажутся привлекательными для многих клиентов мобильной связи и позволят провайдерам облегчить введение новых сервисов и модификацию старых.

1.1 Основные вехи

После того, как этот еще относительно новый сервис впервые был представлен на рынке и прежде чем он, наконец, устоялся, можно выделить несколько стадий его «становления». Внедрение сервиса GPRS включает стандартизацию, развитие инфраструктуры, испытания сетей, заключение контрактов, развертывание сети, готовность терминалов, разработка приложений и т. п.

Вот эти основные вехи внедрения GPRS: Date Milestone 1999-2000, полностью Операторы сетей заключают контракты на тестирование и коммерческий запуск инфраструктуры GPRS. Встраивание инфраструктуры GPRS в сети GSM.

Лето 2000, стало возможным первое тестирование сервисов GPRS. Типовые скорости передачи данных - 28 кбит/с.

Например, T-Mobil планирует тестирование GPRS на Expo2000 в Ганновере летом 2000 года.

Начало 2001, терминалы GPRS стали доступными в коммерческих количествах.

Весь 2001 - сетевые операторы запустили сервисы GPRS в коммерческое использование и развернули сеть GPRS. Первые пользователи начинают регулярно использовать сервисы GPRS для не голосовых мобильных коммуникаций.

2001/2 - типовые скорости - 56 кбит/с. Новые специализированные приложения GPRS, более высокие скорости передачи данных, решения для увеличения емкости сетей.

2002 год, типовые скорости - 112 кбит/с.Фаза 2 GPRS/ EDGE начинает осуществляться на практике.

2002 год, поддержка GPRS в новых моделях мобильных телефонов GSM становиться обычным явлением, а использование этого сервиса достигает критической массы. Эквивалентной статусу SMS в 1999 году.

2002/3 - 3GSM работает в коммерческих масштабах.

Как и сам стандарт GSM, сервис GPRS развивался фазами. Во время первой фазы ожидалось, что коммерческое использование сервиса начнется в 2000/2001 гг.

Поддерживается решение GPRS по принципу «точка-точка» (пересылка информации отдельному пользователю GPRS), но не «точка-мультиточка» (пересылка одной и той же информации одновременно нескольким пользователям GPRS). Фаза 2 GPRS еще не является полностью определенной, но как ожидается, будут поддерживаться более высокие скорости передачи данных путем внедрения новых уже существующих технологий, таких как EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), в дополнение к поддержке решения «точка-мультиточка».

1.2 Как работает GPRS

GPRS - это стандарт ETSI (European Telecommunications Standards Institute) для пакетной коммутации в системах GSM. В настоящее время по всему миру наиболее широко распространены сети на основе GSM и их называют сетями второго поколения (2G). Технология GSM использует вариацию TDMA (time division multiple access) и является наиболее широко используемой из трех основных цифровых беспроводных технологий (TDMA, GSM и CDMA).

GSM оцифровывает и сжимает данные, затем пересылает их по каналу с двумя другими потоками пользовательских данных, каждый в своем собственном временном интервале (в тайм-слоте). Функционирует на частоте либо 900 МГц, либо 1800 МГц. GSM имеет более 120 миллионов пользователей по всему миру и доступен в 120 странах, согласно данным GSM MoU Association. С тех пор, как большинство операторов сетей GSM заключили роуминговые соглашения с иностранными операторами, пользователи продолжают пользоваться своими мобильными телефонами во время путешествий в другие страны.

GPRS является т.н. накладывающейся технологией, распространяемой на сетях GSM, CDMA и TDMA. Эта технология применяет новый метод эффективной передачи пакетных данных по радиосетям. Технология пакетной коммутации основана на методах IP и X.25, оба из которых очень популярны и широко используются во многих сетях. Пакетная коммутация GPRS работает в целом так же, как и пакетная коммутация IP, то есть данные расщепляются на пакеты и пересылаются по назначению разными путями по сети, затем снова собираются на принимающей стороне. Пакетная коммутация GPRS допускает любой существующий трафик IP или X.25 для пересылки данных через радиосеть GPRS.

GPRS использует радио полосу шириной в 200 кГц, и она делится на восемь каналов. Общая емкость каналов составляет 271 кбит/с, но каждый из этих каналов способен передавать потоки данных в 14.4 кбит/с. Теоретически возможна скорость в 115 кбит/с, но в реальных условиях она используется крайне редко или вообще не используется.

Средняя скорость в 48 кбит/с является наиболее вероятной оценкой, поскольку точки доступа поделены между множественными пользователями, причем диапазон или расположение приемника будут также зависеть от имеющейся в наличии ширины полосы. Этот результат гораздо лучше, чем могут предложить существующие устройства мобильных коммуникаций, дающие всего 9.6 кбит/с.

Другим важным аспектом интернет связи через GPRS - и это первое такого рода внедрение для широкополосной сети - является то, что соединение с интернет непрерывно (всегда «он-лайн»), и в то же время ему не приходится подтягивать ресурсы из точек доступа в то время, когда оно не используется, потому что данные передаются только тогда, когда в этом есть необходимость.

Приемник запрашивает информацию, и устройство подтягивает в этот момент радио-ресурсы, а затем снова находится в нерабочем состоянии, пока не начинает принимать запрошенную информацию. Радио-полосы распределяются динамическим образом, в зависимости от типа контента - одновременно несколько или даже больше, в зависимости от того, передается ли текстовое сообщение или «живое» видео. Когда пользователь включает устройство, поддерживающее GPRS, обычно оно автоматически ищет канал GPRS в данной местности. Если соответствующий канал найден, устройство будет пытаться соединиться с сетью.



1.3 Структура сети GPRS

Сеть GPRS - наложенная сеть, располагающаяся поверх инфраструктур GSM. Ключевые компоненты сети GPRS включают:

- PCU- Блок управления пакетами, дающий возможность станциям GSM пересылать и получать пакеты при GPRS коммуникациях;

- SGSN - Часть инфраструктуры GSM, ответственная за отсылку и получение пакетов от абонентов в своем районе обслуживания. Этот блок также производит авторизацию, контактируя с сервером и проверяя информацию о пользователе. Кроме того, он отслеживает маршрут перемещений абонента, чтобы иметь возможность надлежащим образом распределять ресурсы, а также собирает поступающую биллинговую информацию, пересылая ее в главный офис;

- GGSN - Компонент сети GSM, ответственный за взаимодействие с интернет и другими общественными сетями, передающими данные и голос. Компонент хранит маршрутизирующую базу данных, базу данных с адресами и фильтрующую базу данных;

- GTP - Туннелирующий протокол GPRS, основанный на протоколах TCP/IP, инкапсулирующий пакеты IP и X.25, приходящие из узлов SGSN в GGSN.

Когда пользователь GPRS делает звонок, устройство GPRS контактирует со станцией GSM, которая в свою очередь обращается к станции SGSN, которая взаимодействует с другими станциями SGSN или станциями GGSN, если ей нужно получить доступ к сети другого рода (IP или X.25). Для пользователя GPRS соединение получается «бесшовным», нет процедуры «установления звонка». Технология GPRS, накладываемая поверх сети GSM, изначально была предназначена для того, чтобы динамически и индивидуально распределять радио-ресурсы GSM «попакетно», по мере необходимости. Если к соте GSM одновременно подключается сразу много пользователей GPRS, и сота GSM не способна поддерживать такой объем голосового трафика, станция GPRS воспользуется радио-ресурсами соседних сот GSM. Таким образом, в реальности пользователи GPRS обслуживаются многими сотами GSM одновременно, когда в этом возникает необходимость. Итак, SGSN получает запрос на соединение, запрашивает информацию о профиле пользователя из узла HLR и производит аутентификацию пользователя. В этой точке может осуществляться шифрование. SGSN использует информацию о профиле (включая имя точки доступа, которое идентифицирует сеть и оператора) для определения, к которому узлу GGSN производить маршрутизацию. Выбранные ворота могут предоставлять сервис удаленной аутентификации пользователя (Remote Authentication Dial-In User Service, RADIUS) и назначать динамический адрес интернет-протокола (IP) пользователю перед настройкой соединений во внешние сети. Этот процесс называется "контекстная активация пакетного профиля данных" и установки могут варьироваться от оператора к оператору. Он может включать дополнительные функции, такие как менеджмент QoS (Quality of Service - качество сервиса) и менеджмент виртуальных частных сетей (virtual private network, VPN). Когда мобильное устройство выключено или находится вне зоны покрытия GPRS, его контекст дезактивируется и устройство отсоединяется от сети.

Когда мобильный пользователь посылает данные, узел SGSN направляет пакеты на соответствующий узел GGSN. GGSN затем направляет данные в соответствии с текущим "контекстом", устанавливаемым для данной сессии. В обратном направлении, пакеты, предназначенные для пользователя, направляются в GGSN, ассоциированный с IP адресом пользователя. Узел GGSN проверяет полученные пакеты в соответствии с текущим контекстом, идентифицирует SGSN, обслуживающий данного пользователя и направляет движение в соответствующем направлении. Узел SGSN затем пересылает пакеты на базовую станцию, где находится пользователь.

1.4 Преимущества GPRS

GPRS обеспечивает более высокие скорости передачи данных, постоянное соединение - "всегда он-лайн", устойчивость соединения, широкую поддержку приложений и сильные механизмы безопасности.

Для поставщиков услуг:

- Новый рынок и возрастание прибыли при переходе к предложению новых мультимедийных и контент-сервисов для клиентов;

- Многие клиенты с большей вероятностью захотят приобрести мобильный телефон с функцией GPRS, нежели покупать новый персональный компьютер, поскольку моделей телефонов на рынке существует гораздо больше, чем ПК;

- GPRS позволяет снизить себестоимость услуг за счет эффективного использования ресурсов;

- Новые возможности использования ширины полосы позволяют разрабатывать более продвинутые приложения, без вынужденного уменьшения качества контента.

Для клиентов:

- Скорость гораздо выше, по сравнению с существующими сейчас скоростями GMS, и будет продолжать расти, что является очевидным преимуществом для пользователей. Скорости увеличатся в пять раз, а в некоторых случаях, и более;

- Сервисы QoS становятся доступными в качестве продаваемого продукта. Теперь, когда технология GPRS представила первое приложение с коммутацией пакетов для абонентов мобильной связи, поставщики услуг могут использовать обычные технологии для внедрения сервисных приложений в условиях традиционных IP сетей;

- Низкая стоимость (зависящая от объема передаваемых данных);

- Постоянное соединение;

- Приложения, которые могут работать в многозадачном режиме (одновременно и текст, и голос, и видео).

1.5 Ограничения GPRS

Уже совершенно понятно, что GPRS является важным новым сервисом для мобильных устройств, не просто дающим возможность передачи данных, а существенно улучшающим спектральную эффективность, емкость и функциональность, по сравнению с используемыми до сих пор не голосовыми мобильными сервисами. Однако важно отметить, что GPRS имеет и некоторые ограничения:

- Ограниченная емкость соты;

- Реальные скорости гораздо ниже;

- Неоптимальная модуляция;

- Задержки передачи.

1.6 Где применяется GPRS

Не голосовые мобильные сервисы, такие как SMS и GPRS, лежат в основе широкого спектра корпоративных и потребительских приложений. Данный раздел описывает те из них, что относятся непосредственно к GPRS.

В прошлые десятилетия мобильные приложения, подобные GPRS, использовались исключительно военными, медицинскими, правительственными и транспортными организациями, но не было ни стандартов, ни провайдеров, позволяющих широко распространить данные технологии, чтобы сделать их доступными для обычных людей. И только относительно недавно абоненты начали со все возрастающей активностью пользоваться GPRS, поскольку технология стала гораздо дешевле и доступней. Кроме того, абоненты мобильных систем всегда хотели иметь возможность использовать те же приложения, которыми они пользуются, когда работают на персональных компьютерах.

Предпринималось множество попыток, с привлечением различных технологий, для того, чтобы предложить пользователям мобильной связи те же возможности, что и интернет, при помощи существующих технологий, но проблема состояла в том, чтобы минимизировать весь контент, а также трансформировать его таким образом, чтобы сделать его совместимым с параметрами устройства и используемой полосы. В условиях постоянной миниатюризации электроники многие новые мобильные устройства становятся быстрее, эффективнее и более похожими на персональные компьютеры. С усовершенствованием аппаратной части будет предложено множество приложений.

Приложения, используемые в домашних условиях очень важны, однако приложения для бизнеса, похоже, совершат настоящий прорыв в этой технологии. Многие аналитики предупреждают, что к 2002-2003 почти половину повседневных бизнес-операций можно будет производить при помощи мобильных устройств.



2. Технология EDGE(Enhanced Data for Global Evolution)

Решая проблемы передачи данных в сети GSM, операторы обратили внимание на технологию EDGE, Enhanced Data for Global Evolution (E-GPRS) он же UWC-136 (Universal Wireless Communications - 136). EDGE позволяет во многом снять ограничения по скорости и запустить целый ряд принципиально новых услуг, таких как мобильное телевидение, загрузка больших объемов информации на телефон, системы видеонаблюдения.

EDGE (Enhanced Data for Global Evolution) представляет собой современную технологию, обеспечивающую передачу больших объемов информации в сети мобильной связи. Технология EDGE поддерживает скорость передачи данных в среднем в три раза выше, чем GPRS, кроме того, обеспечивается более эффективное использование частотных ресурсов и улучшение покрытия сети по сравнению с обычной сетью GSM. Максимально достижимая (в теории) скорость передачи информации в сети EDGE - 474.6 кбит/c.

Это означает, что технология EDGE открывает для оператора мобильной связи возможность предоставить абонентам услуги по передаче данных в существующем частотном спектре GSM со скоростями, характерными для сетей третьего поколения мобильной связи.

Впервые EDGE была представлена ESTI (Европейский институт стандартизации электросвязи) в начале 1997 года в качестве эволюции существующего стандарта GSM.

Основное эволюционное изменение при переходе от классической технологии GSM к EDGE заключается в применении нового метода модуляции и кодирования, который значительно расширяет возможности радио-интерфейса.

Таким образом, технологию EDGE следует рассматривать как эволюционный шаг на пути к более высоким скоростям передачи данных при одновременном сохранении наиболее важных свойств радио-интерфейса GSM, таких как, например, ширина полосы частот канала в 200 кГц и структура пакета (битовых последовательностей).

2.1 Применение технологии EDGE

Основное применение EDGE - это высокоскоростной доступ в Интеренет, организация мобильного офиса - незаменимая вещь для деловых людей. А также, такие возможности как: обмен картинками, фотографиями и другой информацией посредством того же Интернет, просмотр потокового видео, Интернет-радио, пересылка факсов, почты, и много-много других интересных вещей. Исходя из его достоинств, можно сказать, что технология EDGE рассчитана на 2 разных класса населения: на бизнесменов, для которых важно быть всегда в курсе последних событий, и на подростков/тинэйджеров для которых Интернет - стиль жизни.

На вопрос что лучше GPRS или EDGE так же нельзя дать однозначный ответ, хотя на текущий момент использование GPRS более оправдано, нежели использование EDGE.

В основном это связано с тем, что GPRS распространен повсеместно, а EDGE только начинает распространяться на территории России.

Но у EDGE, в отличие от GPRS соединение которого очень нестабильно, а скорость в редких случаях поднимается выше 56 Кбит/с, есть два несравнимых преимущества: высокая скорость и качество связи. Поэтому, технология EDGE имеет все шансы прийти на смену морально устаревшей технологии GPRS.

2.2 Внедрение технологии EDGE

Технология EDGE может внедряться двумя разными способами: как расширение GPRS, в этом случае ее следует называть EGPRS (enhanced GPRS) или как расширение CSD (ECSD). Учитывая, что GPRS распространена намного шире, чем HSCSD, остановимся на рассмотрении EGPRS.

EDGE не является новым стандартом сотовой связи. Однако, EDGE подразумевает дополнительный физический уровень, который может быть использован для увеличения пропускной способности сервисов GPRS или HSCSD. При этом, сами сервисы предоставляются точно так же, как и раньше.

Теоретически, сервис GPRS способен обеспечивать пропускную способность до 160 Кбит/с (на физическом уровне, на практике же поддерживающие GPRS Class 10 или 4+1/3+2 аппараты обеспечивают лишь до 38-42 Кбит/с и то, если позволяет загруженность сети сотовой связи), а EGPRS - до 384-473,6 Кбит/с.

Для этого необходимо использование новой модуляционной схемы, новых методов кодирования каналов и коррекции ошибок.

EDGE, по сути, является «надстройкой» (вернее, подстройкой, если считать, что физический уровень находится ниже остальных) к GPRS и не может существовать отдельно от GPRS. EDGE, как уже было сказано выше, подразумевает использование иных модуляционных и кодовых схем, сохраняя совместимость с CSD-сервисом голосовой связи.

Таким образом, с точки зрения клиентского терминала, с внедрением EDGE не должно измениться ничего. Однако, инфраструктура базовой станции претерпит некоторые изменения.), хотя и не такие уж серьезные. Помимо увеличения пропускной способности для передачи данных, внедрение EDGE увеличивает емкость сети сотовой связи: в один и тот же тайм-слот можно теперь «упаковать» большее количество пользователей, соответственно, можно надеяться не получать сообщение «сеть занята» в самые неподходящие моменты.

Рисунок выше иллюстрирует разные технические характеристики EDGE и GPRS. Хотя и в EDGE, и в GPRS в единицу времени отправляется одинаковой число символов, благодаря использованию другой модуляционной схемы, число бит данных в EDGE втрое больше. Сразу оговоримся здесь, что приведенные в таблице значения пропускной способности и скорости передачи данных отличаются друг от друга из-за того, что в первой также учитываются заголовки пакетов, пользователю ненужные. Ну, а максимальная скорость передачи данных в 384 Кбит/с (требуемая для соответствия спецификациям IMT-2000) получается в том случае, если используется восемь тайм-слотов, то есть, на каждый тайм-слот приходится по 48 Кбит/с.

2.3 Интеграция EGPRS в существующие GSM/GPRS сети - UMTS

Как уже было сказано выше, главное различие между GPRS и EGPRS- в использовании иной модуляционной схемы на физическом уровне.

Поэтому для поддержки EGPRS достаточно установки на базовой станции поддерживающего новые модуляционные схемы трансивера и программного обеспечения для обработки пакетов.

Для обеспечения совместимости с не поддерживающими EDGE мобильными телефонами, в стандарте прописано следующее:

- Поддерживающие и не поддерживающие EDGE мобильные терминалы должны быть способны использовать один и тот же тайм-слот;

- Поддерживающие и не поддерживающие EDGE трансиверы должны использовать один и тот же частотный диапазон;

- Возможна частичная поддержка EDGE.

Для облегчения процесса внедрения на рынок новых мобильных телефонов было решено подразделить EDGE-совместимые терминалы на:

- Поддерживающие модуляционную схему 8PSK только в приемном потоке данных (downlink);

- Поддерживающие 8PSK как в приемном, так и в передающем (uplink) потоке данных.

Внедрение EGPRS, как уже говорилось выше, позволяет достичь пропускной способности, примерно втрое больше, чем в технологии GPRS. При этом используется в точности такие же профили QoS (quality of service, качество сервиса), как в GPRS, но с учетом увеличившейся пропускной способности. Помимо необходимости установки трансивера на базовой станции, для поддержки EGPRS требуется обновление программного обеспечения, которое должно будет обрабатывать измененный протокол передачи пакетов.

Следующим эволюционным шагом на пути систем сотовой связи GSM/EDGE к «полноценным» сетям третьего поколения будет дальнейшее улучшение сервисов пересылки пакетов (данных) для обеспечения их совместимости с UMTS/UTRAN (UMTS terrestrial radio access network). Эти улучшения в настоящее время проходят рассмотрение и, скорее всего, будут включены в будущий вариант спецификаций 3GPP (3G Partnership Project). Главное отличие GERAN(сеть радио доступа GSM/EDGE) от внедряемой в настоящий момент технологии EDGE будет поддержка QoS для интерактивных, фоновых, потоковых и переговорных классов. Поддержка этих QoS-классов уже есть в UMTS, благодаря чему в сетях UMTS (скажем, W-CDMA 2100 или 1900 МГц) наличествует возможность, например, видеосвязи. Кроме этого, в будущем поколении EDGE планируется обеспечить одновременную параллельную обработку потоков данных с разным приоритетом QoS.

2.4 Преимущества сетей EDGE

- Технология EDGE представляет собой логичный и естественный шаг в эволюции систем GSM/GPRS;

- EDGE и WCDMA являются взаимодополняющими технологиями: компания SIEMENS и большинство других производителей не рассматривают EDGE и WCDMA как конкурирующие технологии;

- Возможность быстрого развертывания услуг третьего поколения;

- Повышение емкости сетей GPRS (более эффективное использование спектра в системах EGPRS) и HSCSD;

- Подготовка к будущему внедрению адаптивных многоскоростных широкополосных кодеков (AMR-wideband codecs). Такие широкополосные кодеки смогут обеспечить качество передачи речи, равное качеству, обеспечиваемому современными проводными линиями связи;

- Ясная стандартизационная стратегия перехода через сеть GERAN к общей опорной сети стандарта UMTS/GSM.

Эволюция сетей GSM второго поколения проходит в несколько этапов. На первом этапе вводится услуга GPRS, т. е., поддержка трафика с пакетной коммутацией данных для обеспечения более широкой полосы пропускания для передачи пакетов в услугах передачи данных. Поскольку услуги передачи данных постоянно развиваются и требуют непрерывного повышения емкостей, то следующим шагом для приложений, работающих в режиме реального времени, должен быть переход от GPRS к EGPRS/UMTS. Внедрение технологии EDGE может проводиться различными путями и зависит от выбранной конкретными оператором стратегии перехода к сетям третьего поколения.



3. Внедрение услуг EDGE и GPRS

3.1 Внедрение услуги GPRS

Внедрение услуг GPRS дает операторам следующие преимущества:

- Высокоэффективное использование канала связи благодаря применению передачи данных с пакетной коммутацией. В результате абоненту не требуется выделение всего временного интервала;

- Тарификация по объему трафика позволяет создать привлекательные для абонентов тарифные планы, рассчитанные на массового потребителя;

- Дополнительные источники дохода благодаря возможности предложения многих новых приложений;

- Минимальные инвестиционные потребности в системы BSS благодаря динамическому распределению ресурсов между канальной коммутацией и пакетной коммутацией (выделение каналов в зависимости от типа предоставляемой услуги);

- Защита инвестиций благодаря вложениям в современные технологии, обеспечивающие плавный переход к сетям третьего поколения;

- Прямой доступ к сетям пакетной передачи данных (например, Интернет, X.25);

- Интеграция услуг, обслуживания и управления.

Преимущества для абонентов состоят в следующем:

- Повышение скорости передачи до 170 кбит/с для услуг передачи данных (8 мультислотов с набором возможностей CS-4);

- Тарификация по объему переданных данных (фактическое использование), а не за время соединения;

- Мобильная станция находится в режиме «постоянного соединения», т. e., услуга GPRS подключена;

- Дешевый прямой доступ к провайдеру услуг Интернет по протоколу IP;

- Новые приложения делают возможным реальное использование технологических решений по принципу «plug and play» (включи и работай);

- Абоненты получают возможность одновременного доступа к нескольким услугам, например, голосовая связь входе сеанса поиска в Интернете (только для мобильных станций класса A или станций, работающих в двойном режиме передачи);

- Мобильные IP функции (интернет, телеметрия, электронная почта, и т. п.) постоянно находятся в режиме подключения;

- Биллинг по объему трафика.

Поскольку GPRS открывает доступ к совершенно новым приложениями, появляется возможность выхода на новые абонентские группы. Это позволяет операторам выйти на стремительно развивающийся рынок услуг на базе Интернет (доступ в Интернет, создание внутрикорпоративных информационных сетей Intranet). Более того, GPRS открывает дорогу новым мобильным приложениям и услугам (например, электронная коммерция, и т. п.).

GPRS обеспечивает бизнес пользователям возможность установления канала обмена данными с их офисом из любой точки. Они получают возможность доступа к своей электронной почте, сети Интернет, своим электронным файлам, факсам и другим данным независимо от того, где они в данный момент находятся. Это обеспечивает пользователям безусловное конкурентное преимущество и ведет к формированию более гибкого стиля их жизни.

3.2 Шаг 2: Миграция от GPRS к EDGE (EGPRS) / UMTS

GPRS следует рассматривать как первый шаг в проверке реакции рынка на предложение новых пакетно-ориентированных услуг. Эволюционный переход от GPRS к EDGE и EGPRS открывает операторам сетей второго поколения возможности предложить абонентам услуги третьего поколения. Внедрение технологии EDGE может проводиться операторами по двум возможным сценариям:

Те операторы, которые не имеют лицензии на эксплуатацию сетей UMTS, могут предложить клиентам скоростные режимы для работы приложений третьего поколения на базе сетей второго поколения. Этот путь позволяет операторам при минимальных издержках и изменениях в конфигурации существующих сетей GSM GPRS предложить клиентам привлекательный набор услуг.

Для тех операторов, которые имеют лицензию UMTS, EDGE обеспечивает значительное снижение издержек на развертывание сетей третьего поколения. Для таких операторов EDGE является экономичным методом предложения скоростных режимов третьего поколения на базе существующих сетей второго поколения в сельской местности. Этот путь позволяет минимизировать издержки на приобретение оборудования третьего поколения, поскольку предложение новых услуг может осуществляться на базе существующих площадок и оборудования второго поколения.

Оператор сети GSM, имеющий лицензию на эксплуатацию сети UMTS или сети третьего поколения.

У оператора сети GSM, имеющего лицензию UMTS, уже есть система GSM с большой зоной покрытия. Такой оператор начнет создание системы UMTS в городских районах. Сочетание технологий UMTS и EDGE дает ему существенные преимущества:

- применение технологии EDGE в пригородах и сельской местности в сочетании с технологией UMTS обеспечивает возможность быстрого развертывания услуг третьего поколения. Оператор способен предложить услуги высокоскоростной передачи данных на всей территории страны. Таким образом, те операторы, которые первыми начнут использовать UMTS, не окажутся «изолированными островками» с высокими скоростями передачи. Эта может послужить веским аргументом в конкурентной борьбе за абонентов бизнес сегмента. Также при использовании диапазона GSM 900 МГц, зона действия EDGE будет превышать зону действия частот третьего поколения. Применение EDGE в сельской местности позволит снизить потребности в новых аппаратных средствах (площадках) для предложения услуг третьего поколения;

- уже имеется положительный практический пример комбинированного использования технологий EDGE и UMTS. Безусловно, многое зависит от конкретной структуры имеющегося оборудования GSM в сети и соотношении зон покрытия в городской и сельской местностях. Данный пример получил хорошие отзывы не только у различных консалтинговых компаний (например, Northstream: “Позиционирование EDGE в мире сетей третьего поколения ” или PA consulting), но и у большинства конкурентов;

- поддержка handover (эстафетной передачи) между сетями GSM и UMTS для услуг с коммутацией каналов, а также поддержка процедуры повторного выбора сот при взаимодействии между сетями GPRS/EGPRS и UMTS.

Оператор сети GSM, не имеющий лицензии на эксплуатацию сетей третьего поколения, имеет возможность создания конкурентоспособной сети GERAN и предложения услуг третьего поколения на базе своей существующей инфраструктуры сетей второго поколения и в имеющейся полосе частотного спектра GSM.



Заключение

Прямым следствием в эволюции услуг GSM/GPRS является создание UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Это следующий этап от GPRS в направлении реальной мобильной сети третьего поколения (3G).

Это широкополосная технология, основанная на пакетной передаче при скоростях передачи данных до 2 Мбит/с в помещениях и 348 кбит/с на открытых пространствах. сеть радиосвязь беспроводной

UMTS предложит совместимый (последовательный) набор сервисов клиентам мобильных сетей, вне зависимости от того, где они находятся. UMTS, основанный на коммуникационном стандарте GSM, поддержан всеми ведущими производителями. Эти планы реализовывались в течение 2002 года. Пользователи услуг мобильной связи будут иметь доступ как к беспроводной, так и к спутниковой передаче сигнала.

Спектр EMR для UMTS был предварительно распределен на полосы по 1885-2025 МГц для будущих систем IMT-2000, и 1980-2010 МГц и 2170-2200 МГц для спутникового подразделения систем UMTS. Наиболее удобный пока кандидат для перехода к 3G - это WCDMA (Wide Band Code Division Multi Access). Попросту говоря, WCDMA является основой технологии беспроводной передачи, которая использует уникальный пользовательский код для кодирования каналов. Каналы не используют отдельные полосы каналов, но разделяют полосу в 5 МГц, что дает им невероятную ширину полосы. Технология GPRS представляет собой первый значительный шаг по направлению к новой эре связи - в любое время, в любом месте. Следующим шагом после GPRS для мобильной индустрии станет фокусировка непосредственно на построении сетей 3G на основе сетей 2.5G, что позволит в конечном счете обеспечить более высокую емкость и скорости данных, а также поддерживать новые мультимедийные сервисы.

На данный момент технология высокоскоростной передачи данных EDGE внедрена в 87 странах мира 154 сотовыми операторами с совокупной абонентской базой 250 млн. пользователей. По данным 3G Americas, в Северной и Южной Америках эта технология внедрена сотовыми операторами в 16-ти странах.

В Канаде EDGE применяется в сотовых сетях, работающих на территории, где проживает 93% населения страны, в США - на территориях с населением 250 млн. человек. В Латинской Америке технология EDGE внедрена в коммерческую эксплуатацию операторами в 8-ми странах.

В России технология EDGE находится на разных стадиях внедрения сотовыми операторами "МегаФон", "ВымпелКом" (VIMP) (торговая марка "Би Лайн"), МТС, а также компаниями, принадлежащими ОАО "Уралсвязьинформ" (URSI) и ОАО "Сибирьтелеком" (ENCO).

Целесообразность внедрения EDGE на сетях российских операторов представляется более логичной, так как сроки внедрения WCDMA сетей в России пока не определены. Для внедрения EDGE потребуется сделать и много других важных шагов - доработать радио-планирование, оптимизировать системы передачи и IP-сегменты сетей - однако, первый этап - внедрение EDGE-передатчиков на сети - во многом завершен.

Сегодня мы с уверенностью можем констатировать, что технологию EDGE в России ожидают широкие перспективы. Так, операторы ВымпелКом и Мегафон запустили EDGE в коммерческую эксплуатацию в ряде регионов, тестовые зоны есть у МТС и у некоторых региональных операторов. Учитывая степень внедрения GSM сетей на территории страны, по-настоящему высокоскоростная передача данных станет для многих абонентов, не имеющих других способов доступа в Интернет, настоящей находкой. Для операторов же она сможет открыть реальный путь к предоставлению универсальной услуги связи, о которой часто упоминает Министерство информационных технологий и связи.

Таким образом, в настоящий момент есть все предпосылки для активного развития технологии EDGE как в России, так и во всем мире.

Размещено на Allbest.ru

...