Окончание. Начало см. PC Week/RE, № 19/97, c. 29.
Глобальный по охвату географических регионов и долгосрочный по этапам реализации проект FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunication System) осуществлен Международным союзом электросвязи (ITU). На всемирной конференции ITU по радиочастотам (WARC-92) для FPLMTS были выделены соответствующие частотные диапазоны (рис. 3). В настоящее время рабочие группы Европейского института стандартизации связи (ETSI) SMG5 (проект UMTS) и ITU-R (проект IMT-2000/FPLMTS) ведут свою работу параллельно и в определенной степени скоординированно. Рекомендации ITU и стандарты ETSI будут согласованно определять такие аспекты построения UMTS/IMT-2000 как архитектура, функциональные характеристики, радиочастотные диапазоны, доступ к спутниковым системам. Также планируется прийти к общим техническим решениям в области кодирования речи, изображений и видеоинформации, передаче данных и сигнализации при межсетевых взаимодействиях. Стандарты UMTS будут более детально определять интерфейсы и взаимодействие с создаваемыми в Европе системами радиосвязи GSM, DECT, TETRA и HIPERLAN. Подобным образом с глобальными рекомендациями ITU по системе IMT-2000/FPLMTS будут сочетаться концепции новых мобильных систем, объявленные в США, Японии и Южной Корее.
Общие тенденции перехода к новым поколениям мобильных систем.
В табл. 2 (см. PC Week/RE, № 19/97, с. 29) представлены характеристики основных поколений мобильных систем, имеющих уже 15-летнюю историю. Естественно, что в основе смены поколений лежат технологические достижения: цифровизация связи, развитие многостанционных методов доступа к каналам связи, внедрение больших и сверхбольших интегральных схем, современных процессоров обработки сигналов, миниатюризация радиосистем и многие другие новшества.
Важную роль в развитии новых поколений телекоммуникационных систем играют достижения в области распределенных сетей связи: эталонные модели открытых систем OSI/ ISO, концептуальные схемы интеллектуальных сетей (например, сервисно-независимые конструкционные блоки - SIB), многочисленные международные стандарты. Эволюция сетей с коммутацией каналов PSTN/ISDN во многом обеспечивалась новыми архитектурными решениями, методами разделения физических, транспортных и функционально-сервисных сетей, детальной проработкой межсетевых интерфейсов и многоуровневых протоколов передачи данных. Это закладывает основу концептуальных моделей UMTS/ IMT-2000. Многие архитектурные и общесетевые решения регламентированы на международном уровне такими авторитетными организациями, как ISO, ITU, IEC, IEEE, ECMA и др. Богатый опыт развития проводных сетей предоставляет разработчикам мобильных систем широкий выбор технических вариантов. В частности, для обработки мультимедийной информации в мобильных системах будут использоваться беспроводные АТМ-сети, стандарты кодирования аудио- и видеоинформации (MPEG-1, 2 и 4), методы интеграции мобильных терминалов с широкополосными сетями B-ISDN.
Еще одна группа факторов, существенно влияющая на быструю смену поколений, напрямую зависит от организационно-финансовых успехов внедрения сотовых сетей связи второго поколения. Десятки миллионов новых пользователей радиосетей второго поколения в различных регионах мира обострили необходимость решения таких задач, как международный роуминг, унификация радиотерминалов, интеграция с другими службами связи, доступ к мультимедийной информации. Благодаря тому, что доходы от мобильной связи стали составлять сотни миллиардов долларов в год, появились экономические предпосылки крупномасштабных инвестиций в новые проекты мобильных систем.
GSM как техническая основа UMTS.
Ныне примерно в 120 странах действует более 200 региональных сетей GSM 900, DCS 1800 и PCS 1900. Общее число обслуживаемых клиентов составляет около 35 млн. человек. Прогнозируется, что к 2000 году GSM-сетями будут пользоваться более 100 млн. человек, а к планируемому вводу в действие UMTS (2005 г.) ожидается расширение клиентской базы GSM до 200 - 300 млн. человек. В техническом плане усовершенствованные стандарты GSM (фаза 2+) начинают удовлетворять требованиям UMTS и интенсивно развиваются рядом ведущих фирм (Ericsson, Nokia и др.).
В ETSI образована специальная группа по мобильным системам (SMG - Special Mobile Group), которая отвечает за три проекта: GSM (включая GSM и DCS-1800); GSM-UMTS (включая концепцию услуг и базисной сети UMTS); UMTS-GRAN (Generic Radio Access Network). Основной задачей проекта GSM-UMTS является разработка UMTS как общемирового мультимедийного коммуникационного стандарта, базирующегося на усовершенствованной технологии GSM. В рамках группы SMG образованы подгруппы: SMG1 - услуги и технологии UMTS, SMG2 - аспекты радио; SMG3 - сетевые аспекты; SMG4 - услуги передачи данных; SMG5 - концепция и координация UMTS; SMG6 - операционные и эксплуатационные процедуры. Рис. 2 иллюстрирует подход ETSI к постепенному "выращиванию" технической платформы UMTS на основе развития стандартов GSM, DECT и др.
Архитектура UMTS.
Пользователь UMTS сможет гибко управлять как традиционными службами связи, так и многими новыми режимами обмена информацией. В их числе: прием электронных новостей, видеоконференции, музыка CD-качества, мобильный доступ к базам данных и Web-серверам, электронные заказы и покупки, компьютерные развлечения и т. п. Архитектура UMTS должна обеспечить как высокую производительность для всех режимов, так и глобально унифицированный сервис, широковещательный прием, а кроме того, предоставлять поисковые возможности для выбора доступных ресурсов и удобные средства выхода в Internet. Архитектура UMTS строится на основе четкого разделения функций сервис-провайдера, оператора сети, подписчика и пользователя. Разделение архитектурных элементов и выполняемых ими функций позволяет реализовывать новые услуги без дополнительных инвестиций в аппаратуру сервис-провайдеров. Подписчиком может быть как отдельный пользователь, так и коллективный клиент, объединяющий пользователей из одной семьи или фирмы. Общая архитектура UMTS, схематично показанная на рис. 4, разрабатывается с учетом данных требований и имеет четкую спецификацию всех межсистемных и радиоинтерфейсов.
Частотные ресурсы UMTS.
Всемирная радиоконференция (The 1992 World Administration Radio Conference - WARC’92), проведенная ITU, выделила 230 МГц в диапазоне 2 ГГц, включая наземный и спутниковый сегменты для использования FPLMTS/IMT-2000 в мировом масштабе. Это решение, показанное в схеме на рис. 4, было поддержано европейскими организациями по стандартизации, где соответствующий диапазон 230 МГц зарезервирован для UMTS. Если сравнить планируемое распределение частотных ресурсов с действующим (рис. 5), то видно, что в Европе диапазоны частот для DECT и UMTS частично совпадают. В США подобные совпадения еще более усложняют ситуацию. В связи с недостаточным объемом имеющихся частотных ресурсов UMTS должна проектироваться с учетом оптимального и гибкого использования радиочастотных диапазонов.
Участие России в проектах UMTS/IMT-2000.
Благодаря членству страны в Международном союзе электросвязи, а также соглашениям о сотрудничестве бывшего Минсвязи (ныне Госкомсвязи) с ETSI российские специалисты имеют определенные организационно-правовые условия для участия в проектах UMTS и IMT-2000. Необходимо иметь в виду, что при создании мобильных систем первого поколения (до 1990 г.) российские НИОКР проводились параллельно с аналогичными зарубежными работами и привели к созданию отечественных радиосетей, полностью несовместимых с зарубежными сетями. Системы второго поколения пришли в Россию со значительным опозданием, на 3 - 4 года позже, чем в развитые страны. В результате Россия отстала от других стран как в распространении мобильной связи (в России в 1996 г. мобильной связью было охвачено 0,2% населения, тогда как в развитых странах 5 - 20%), так и в области ее доступности и стоимости соответствующих услуг.
Что касается систем третьего поколения, которые начнут развертываться в Европе через 3 - 5 лет, то условия для их внедрения в России более благоприятны, чем это было 7 лет назад перед началом внедрения мобильных систем второго поколения.
Сегодня рынок связи в России значительно более либерализован. Отлажена и четко действует государственная система лицензирования операторов связи. Информация о новых международных стандартах ITU, ETSI и других организаций стала доступнее благодаря Internet и развитию этой службы в России. Проблемы построения мобильных систем третьего поколения уже обсуждаются на международных конференциях, проходящих в России, в частности на ежегодных форумах "Мобильные системы".
Некоторые российские организации (НПО им. Хруничева, Ростелеком, Гипросвязь и др.) уже участвуют в международных проектах глобальной спутниковой связи (Iridium, Globalstar), в которых мобильная связь является основным видом пользовательского сервиса.
Таким образом, создавая в России общенациональную систему третьего поколения, следует целенаправленно внедрять UMTS/IMT-2000 с учетом особенностей транспортных телекоммуникационных сетей, географических и демографических условий страны. Специалистам в области мобильной связи и применения мобильных систем необходимо в самое ближайшее время объединить свои усилия под руководством Госкомсвязи Российской Федерации для активного участия в проектах UMTS/IMT-2000. Представляется целесообразным создать межведомственный форум UMTS как постоянно действующую организацию, способствующую обмену информацией о новых разработках, проектах стандартов и координации отечественных разработок в области мобильных систем новых поколений. Конкретные предложения по этим вопросам готовятся в рамках Российского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова (РНТОРЭС) и скоро будут представлены технической общественности.
Юрий Горностаев
