Ввод в коммерческую экс-плуатацию сети мобильной связи компании «Телесистемы Украины» (торговая марка PEOPLEnet) ознаменовал новый этап развития телекоммуникаций в нашей стране. Пресловутое «третье поколение» получило прописку в Украине. Благодаря технологии CDMA2000 Ev-DO стали реальностью действительно широкополосный мобильный доступ в интернет и передача данных.
 Борис Акулов |
Успешный старт PEOPLEnet и анонсы всё новых и новых сетей третьего поколения вызвали к жизни ещё одно любопытное явление. Пытаясь произвести впечатление на неосведомленную аудиторию, компании наперегонки озвучивают всё более впечатляющие цифры, характеризующие то ли «полосу пропускания», то ли «скорость передачи данных». Практическое содержание этих цифр и их соответствие реалиям остаются загадкой.
Привычка к манипулированию показателями уже давно стала обычным делом на рынке телекоммуникаций. Достаточно вспомнить цифру в 11 Мбит/с, которая, по словам Intel и других апологетов Wi-Fi, характеризует скорость передачи данных в стандарте 802.11b. Только специалисты знают, что эта цифра описывает теоретически возможную скорость передачи информации, включая служебную, в идеальных условиях. Реально же для серийного оборудования можно рассчитывать максимум на восемь с небольшим Мбит/с.
Чтобы отделить зёрна реально возможного от рекламной шелухи, мы обратились к независимому эксперту, генеральному директору компании «Интертелеком» Борису Акулову. Компания «Интертелеком» — один из старейших операторов сетей подвижной связи на основе CDMA. За восемь лет успешного использования CDMA-оборудования на базе стандарта IS95 (представитель второго поколения мобильной связи) и экспериментов с технологией CDMA20001x Ev-DO, относящейся к третьему поколению, специалисты компании наработали богатейший опыт. Г-н Акулов разъяснил некоторые важные аспекты, характерные для всех технологий мобильной связи третьего поколения.
PCWeek/UE: Специалистам хорошо известен ваш сдержанный, консервативный подход к определению возможностей, которые предоставляют радиотехнологии мобильной связи. Особенно по контрасту с радужными и часто излишне оптимистическими декларациями других участников рынка. Если исходить из вашего опыта реальной эксплуатации, то какие возможности обеспечивают сегодня технологии мобильной связи в части передачи данных? Например, на что можно гарантированно рассчитывать в случае CDMA20001x? Интересуют такие параметры, как скорость передачи данных, ёмкость сетей, латентность каналов.
Борис Акулов: Сразу отмечу самое важное — независимо от того, какая используется технология: то ли 3G 1x (в данном случае имеется в виду стандарт CDMA2000 1x. — Прим. ред.), то ли EV-DO, совокупный ресурс «трубы данных», к которой подключено определённое количество абонентов, ограничен той предельной скоростью, которая задекларирована для стандарта. Если для EV-DO указано 2,4 Мбит/с, то больше, даже при самых благоприятных обстоятельствах, абоненты всё равно не смогут получить. Этот ресурс в 2,4 Мбит/с разделяется между всеми пользователями с учётом вероятности занятия каналов. Если имеются десять абонентов с вероятностью занятия каналов 0,1, то в этом случае все десять смогут спокойно работать. Каждый получит скорость в среднем 2,4 Мбит/с. Если же подключено 20 абонентов, то при вероятности занятия каналов 0,1 скорость будет уже в два раза ниже.
Во-вторых, при увеличении числа абонентов происходит изменение шумовых характеристик сигнала в этом секторе. То есть наряду с возрастающим дефицитом сетевых ресурсов ухудшаются и параметры сигнала в зоне работы абонента. Это приводит к ещё большей деградации скорости передачи данных.
Говоря о возможностях именно технологии 3G 1x, нужно чётко разделять следующее. Первое: в той версии, в которой мы работали, 3G 1x, используется общий канальный ресурс и для голоса, и для передачи данных. При этом передача данных у нас рассматривается как дополнительная услуга. То есть на уровне самого оборудования определено, что высший приоритет — у голосовых каналов. А передача данных осуществляется по остаточному принципу: весь свободный от передачи голоса ресурс отдаётся под передачу данных.
Тем не менее даже при наличии канального ресурса предельные возможности передачи данных по технологии 3G 1x не превышают 153 Кбит/с на канал. Как в одну сторону, так и в другую. Реально эти скорости были подтверждены нами при работе в ненагруженной базовой станции 3G 1x.
В принципе, таких скоростей хватает для тривиальных задач: использования интернета, отдельных приложений, связанных с WAP, мультимедийных сообщений. Если адекватно не наращивать ёмкость и число базовых станций, то по мере загрузки сети и увеличения числа голосовых абонентов скорость передачи данных резко падает.
Таким образом, в технологии 3G 1x при использовании общей несущей и для передачи голоса, и для передачи данных существуют ограничения, связанные с загрузкой базовой станции. Реальные возможности этого радиоинтерфейса даже при самых благоприятных условиях не превышают 153 Кбит/с в обоих направлениях. В пределах этого и можно планировать предоставление услуг, которые не требуют значительных скоростей передачи данных.
К примеру, мы на свободных базовых станциях демонстрировали даже IP-TV с разрешением, соответствующим кодеку от 64 Кбит/с. И оно работало. Качество картинки для мобильного терминала нормальное, смотреть можно.
Для того чтобы в режиме 3G 1X получить гарантированную скорость передачи данных в 153 Кбит/с, необходимо иметь либо отдельную несущую, либо очень большой запас по ёмкости, чтобы сеть не была переполнена голосовым трафиком. В этом случае обеспечиваются показатели, достаточные для большинства абонентов, которые пользуются услугами передачи данных.
PCWeek/UE: Часто возникает впечатление, что представители компаний — производителей оборудования напускают туман или уходят от конкретных ответов на конкретные вопросы. Не могли бы вы изложить арифметику радиоинтерфейсов мобильной связи? Например, 2,4 Мбит/с — это ресурс чего на чём?
Б. А.: Это максимально возможный ресурс одного сектора одной базовой станции, который работает на отдельной несущей, выделенной для передачи данных. Причём в самых благоприятных с точки зрения радиоэфира условиях, когда отсутствуют интерференции и посторонние источники помех, когда канал абсолютно чистый.
PCWeek/UE: Сколько может быть секторов у БС?
Б. А.: У нас, как правило, практически везде применяется трёхсекторная типовая базовая станция. Это типовая топология БС. Поскольку используются трёхсекторные антенны, то на каждый сектор приходится лепесток в 120 градусов. Таким образом, в зоне действия одной базовой станции обеспечивается равномерное круговое покрытие.
PCWeek/UE: Давайте уточним один момент. В GSM под базовой станцией понимается контроллер базовой станции, который может обслуживать большое количество непосредственно передатчиков и антенн…
Б. А.: Дело в том, что в CDMA всё организовано иначе, поскольку каждый сектор занимает весь спектр частот, который данный оператор может занять согласно лицензии. Если есть одна частота несущая, то секторы сразу всех базовых станций, в том числе и соседних, используют этот общий частотный ресурс.
Кстати, здесь следует учитывать один важный нюанс. Когда я говорю о показателе 2,4 Мбит/с, я называю скорость для абонента или группы абонентов, находящихся в изолированном секторе. При этом они должны пребывать посередине диаграммы направленности того сектора, в котором обслуживаются. Если же абоненты будут находиться в т. н. зоне hand-off между двумя секторами, то там вероятно снижение скорости в два раза. Потому что в этом случае соседний сектор рассматривается в качестве источника интерференции, приводящей к снижению скорости передач.
PCWeek/UE: Справедливо ли утверждать, что максимальный объём данных, который возможно обрабатывать одной базовой станцией, равен утроенной производительности одного сектора, т.е. 7,2 Мбит/с?
Б. А.: Да, не больше. Но следует добавить, что это касается так называемого Релиза 0 (Revision 0). В нём, когда мы говорим о скорости в 2,4 Мбит/с, подразумевается скорость передачи от базовой станции к абоненту — это самое востребованное направление.
Что же касается скорости передачи от абонента «вверх», к БС, то в Revision 0 она ничем не отличается от скорости данных, которую обеспечивает технология 1x: как было 153 Кбит/с, так и осталось. В Revision А эта скорость возрастает до 1,2 Мбит/с и в прямом канале — до 3,2 Мбит/с.
PCWeek/UE: Очевидно, чтобы в такой ситуации удовлетворить спрос на передачу данных, необходимо непрерывно повышать ёмкость сети. Из каких факторов складывается ёмкость сети?
Б. А.: Она складывается, прежде всего, из количества несущих, которыми может распорядиться оператор. А также числа базовых станций на единицу площади. Потому что в стандарте CDMA ёмкость сети определяется количеством несущих, задействованных на определённой территории.
Если говорить о голосовом трафике, то число абонентов, которое может обслужить одна базовая станция при нашей тарифной политике и среднем объёме наговариваемых минут, составляет порядка одной тысячи. Это для голоса. А для передачи данных — всё, что останется на этой несущей.
У «Телесистем Украины» есть одно преимущество, которого никто не оспаривает, — у них гораздо больше несущих. За счёт этого возможно на том же количестве базовых станций получить в 2–3 раза большую ёмкость для голоса. Но под EV-DO отводится одна отдельная несущая.
PCWeek/UE: Интересно ваше мнение как специалиста о перспективных радиотехнологиях, в частности о стандарте UMTS и его развитии в виде HSDPA. Какое место могут занимать на рынке беспроводные локальные сети стандарта 802.11? Как между собой в идеале должны соотноситься все эти технологии?
Б. А.: Если говорить о UMTS в том диапазоне, в котором он сегодня определён, то это связь для мегаполисов. Она ориентирована на территории с высокой плотностью населения и ограниченным покрытием отдельной базовой станции. А ставить их в большом количестве есть смысл только там, где они будут востребованы с точки зрения их трафика.
Поэтому для UMTS определена рыночная ниша в городах с плотной застройкой и большим количеством жителей. Я с трудом представляю, как UMTS может быть востребован в той нише, в которой мы сейчас работаем. Возможности её выглядят многообещающе. Однако она, насколько я понимаю исходя из результатов исследований и практических испытаний, не превосходит GSM.
Одесский институт УНИИРТ провёл исследования и сделал вывод, что UMTS и прочие 3G-технологии на основе WCDMA умрут, не родившись. Основной их недостаток — довольно высокая стоимость развёртывания и модификации сетей, в отличие от CDMA, где все реализуется намного проще — путем замены программного обеспечения и отдельных модулей базовых станций. В WCDMA же требуется замена практически всей инфраструктуры.
Во-вторых, сейчас в WCDMA очень активно разрабатывается концепция передачи данных с использованием голоса поверх данных. Фактически эта технология сегодня уже существует везде, где резко повышается пропускная способность канала. Там вообще исчезает понятие передачи голоса, речь идёт о голосе поверх данных, когда все эти процессы происходят в среде пакетной коммутации. Это вещь интересная и перспективная, но, наверное, она будет реализована с появлением соответствующих терминалов. Сегодня их практически нет. Это пока лишь перспектива. С учётом всего вышесказанного я не испытываю больших опасений по поводу того, что «выйдет» «Укртелеком» с UMTS и всё «умрёт».
Что же касается WiMAX сегодня, то это сугубо технологическое, а не потребительское решение. Данная технология предусматривает оперативную раздачу ресурсов передачи данных по конкретным точкам. Для того чтобы её довести до пользователя — индивидуального, мобильного или даже стационарного терминала, — этот сетевой ресурс надо во что-то преобразовать. Либо с помощью Wi-Fi, либо каким-то иным образом.
Что же касается мобильного WiMAX, то сегодня все знают, как тяжело бороться за достижение удовлетворительного покрытия даже в диапазоне 2,1 ГГц. А в диапазоне 3–5 ГГц ситуация будет намного тяжелей. На мой взгляд, эта технология хороша на бумаге, да и то для стационарных решений.
