Особенности услуг 3-го поколения систем мобильной связи.

10.4. Особенности услуг 3-го поколения систем мобильной связи.

Динамика внедрения услуг
 
Сегодня мобильная связь является одной из наиболее динамично развивающихся телекоммуникационных отраслей. Согласно прогнозу Форума UMTS число мобильных абонентов в мире к 2010 г. составит 1730 млн (табл. 10.5).
Прогноз роста числа абонентов  мобильной связи
Таблица 10.5. Прогноз роста числа абонентов в сетях наземной мобильной связи.
 
Из 200 миллионов европейских абонентов услугами систем 3-го поколения (3G) в 2005 г. воспользуются 16%, то есть 32 млн, а объем мультимедийного трафика превысит 60%. Данные выводы справедливы при условии, что увеличение тарифов будет происходить существенно медленнее, чем рост трафика. В последующие годы аналитики предсказывают еще более бурный рост пользователей услуг мобильной связи. Ожидается, что в 2005 г. мобильная связь превзойдет по числу пользователей традиционные проводные телефонные сети (рис. 10.4), а к 2015 г. абонентами мобильной связи могут стать 3 млрд человек.
 Прогноз роста числа абонентов в сетях  связи
Рис. 10.4. Прогноз роста числа абонентов в сетях наземной связи.
Мобильные сети 3-го поколения также обеспечат естественное расширение спектра немультимедийных услуг, предоставляемых в настоящее время с помощью сетей GSM, TDMA, cdmaOne и PDC.
 
Перспективы создания 3G более благоприятные, чем это было десять лет назад перед появлением систем 2G. Внедрение систем 2G проходило на мировом рынке за непродолжительное время и развивалось исключительно путем «вытеснения» старых технологий, с которыми не предполагалась взаимосвязь и преемственность. С появлением систем 3G начнется продолжительный период совместного существования IMT-2000 и систем 2G.
 
Благодаря различиям в наборе и стоимости предоставляемых услуг новые технологии будут не конкурировать, а гармонично дополнять друг друга. В дальнейшем по мере развития услуг 3-го поколения прогнозируется постепенная миграция абонентских сетей 2G в 3G.
 
Говоря о взаимосвязи разных поколений, нельзя не упомянуть и о перспективных технологиях XXI века, которые сейчас принято относить к сетевым инфраструктурам будущего 4GW (4th General Wireless Infrastructures) или поколению 4G.
 
Хотя концепция создания систем будущего еще не сформирована, однако проблемы и возможные сценарии развития таких технологий широко обсуждаются на международном уровне. При переходе к 4G потребуется разработка глобальных высокоскоростных магистральных базовых сетей (в 3G предполагается только их модернизация), создание новых радиоинтерфейсов в диапазонах частот от 5 до 60 ГГц, оснащение практически всех профессиональных и бытовых приборов встроенными средствами радиодоступа, обеспечение мобильного доступа к базам данных (справочно-информационным, географическим, медицинским), а также реализация услуг телерадиовещания в интересах мобильных пользователей.
 
Мультимедийные и немультимедийные услуги.
 
В отличие от технологий предыдущих поколений, где речь была доминирующим видом услуг, в IMT-2000 предполагается обеспечить весь спектр современных услуг, включая передачу речи, работу в режиме коммутации каналов и пакетов, взаимодействие с приложениями Интернет, симметричную и асимметричную передачу с высоким качеством, и в то же время гарантировать совместимость с существующими системами.
 
Третье поколение мобильной связи уже на первом этапе развертывания обеспечивает высокую пропускную способность, которая может гибко изменяться в зависимости от степени мобильности абонента, то есть разных скоростей его передвижения в зонах обслуживания:
 
- до 2,048 Мбит/с — для обслуживания стационарных и передвигающихся внутри зданий абонентов (скорость менее 3 км/ч),
- до 384 кбит/с — при низкой мобильности (скорость от 3 до 12 км/ч) и локальной зоне покрытия;
- до 144 кбит/с — при высокой мобильности (скорость от 12 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 тому, который предоставляется в сетях фиксированной связи. Очевидно, что достижение таких высоких скоростей при ограниченном частотном ресурсе и работе в каналах с замираниями потребует разработки принципиально новых подходов к построению радиоинтерфейса. Говоря о системах 3-го поколения, услуги принято делить на две группы: немультимедийные (узкополосная речь, низкоскоростная передача данных, трафик сетей с коммутацией каналов) и мультимедийные (асимметричные и интерактивные). Новая информационная технология «мультимедиа» зародилась сравнительно недавно, однако она сразу же стала основой для создания новых услуг 3-го поколения — компьютерной видеографики (в том числе трехмерной), видео-, текстовой и графической информации. Путем синтеза частей аудиовизуальной информации и их передачи по радиоканалам пользователь может быть обеспечен всеми видами современных услуг. Мультимедийные услуги принято разделять по виду трафика (асимметричный/симметричный) и способу взаимодействия пользователя с системой (интерактивный/вещательный обмен сообщениями и т.п.). Трафик при передаче мультимедийной информации и данных сети Интернет имеет асимметричную структуру (под асимметрией трафика понимается разница в допустимых скоростях передачи в прямом и обратном направлениях, то есть в линиях «вниз» и «вверх»). Интересно отметить, что по мере увеличения скорости передачи разница в объеме передаваемой информации в линиях «вверх» и «вниз» имеет тенденцию к увеличению.
 
В перспективе прогнозируется, что коэффициенты асимметрии трафика увеличатся с 1:4 до 1:40 при передаче среднескоростной информации (384 кбит/с) и до 1:200 — для высокоскоростных потоков данных (2,048 Мбит/с).
 
Широкое распространение в системах 3-го поколения получат интерактивные услуги мультимедиа. Такие услуги предоставляют удаленным абонентам возможности естественного общения в реальном времени, то есть они могут не только слышать, но и видеть друг друга. До недавнего времени видеоконференцсвязь (базовая услуга мультимедиа с высокой интерактивностью) использовалась преимущественно в сетях ISDN, где видеоданные передавались со скоростью 144 кбит/с (1 канал BRI) или 384 кбит/с (3 канала BRI). Наиболее высокие требования к качеству мультимедиа предъявляются в телемедицине, где необходимо получать высококачественные изображения (на уровне телевизионной картинки) в реальном времени. Последние достижения в области сжатия видеоданных позволяют утверждать, что эта услуга также получит широкое применение в IMT-2000.
 
Стремительный рост популярности сети Интернет и бурное развитие мобильной связи позволяет говорить в перспективе о слиянии этих двух технологий. Сегодня спрос на услуги доступа к ресурсам Интернет начинает доминировать над всеми другими. Трафик в сети Интернет удваивается каждые 100 дней.
 
Количество пользователей сети Интернет по всему миру выросло с 62 млн в 1996 г. до 170 млн в 1999 г., причем темпы роста продолжают увеличиваться и к 2005 г. число пользователей может превысить 1 млрд абонентов.
 
Несмотря на ряд трудностей, связанных с реализацией высокоскоростного доступа к Интернет с портативного терминала, можно прогнозировать, что со временем эта услуга станет одной из основных в мобильной связи.
 
Концепция виртуальной домашней среды.
 
Услуги 3-го поколения включают сервис, предоставляемый технологией виртуальной домашней среды VНЕ (Virtual Ноте Environment). Концепция VHE базируется на следующих принципиальных отличиях [10.7]:
 
- персонализация услуг, то есть предоставление абоненту таких видов услуг, профиль которых адаптирован под его конкретные требования и не зависит от среды обслуживания;
- прозрачный доступ абонента к услугам связи независимо от используемых технологий радио доступа и сетевых стандартов;
- переносимость услуг без потери качества связи через границы различных мобильных и стационарных сетей (PSTN, Интернет);
- возможность использования в сети разнотипного абонентского оборудования или, другими словами, переносимость услуг с одного типа терминала на другой.
 
Совсем недавно эти услуги могли обеспечить только сети фиксированной связи. Сегодня мобильный пользователь может получать те же самые возможности, интерфейс и услуги независимо от того, какой сетью он пользуется в данный момент. Благодаря IMT-2000 в ближайшем будущем станет возможной передача видеоизображений и мультимедийных данных в режиме реального времени, что позволит создать эффект «присутствия» для абонента, находящегося на большом удалении от места событий, фактически создавая эффект ощущения унифицированной (домашней) среды.
 
Общая архитектура среды VHE включает три функциональных уровня: мобильную сеть, PSTN и Интернет. Функции VHE, специфичные для мобильной сети, реализуются с использованием технологий CAMEL, INAP, WAP и др. К настоящему времени завершен процесс стандартизации среды VHE на региональном уровне (VHE ETSI, 1999) и созданы все предпосылки для проведения аналогичных работ в рамках IMT-2000. Беспроводные терминалы, в которых реализованы режимы VHE, располагают сходным набором персонализированных услуг, интерфейсных возможностей и характеристик обслуживания, которые не зависят от конкретной сети, типа терминала и местоположения. Однако мобильным абонентам не следует обольщаться — будучи связанной со значительными технологическими трудностями такая услуга на начальном этапе внедрения обойдется недешево.
 
Определение местоположения.
 
Интеграция сотовой/спутниковой связи с автономной (метод определения координат, основанный на использовании собственных средств мобильной сети связи) или глобальной системой спутниковой навигации, такой как GPS — одно из наиболее перспективных направлений развития мобильной связи. Привлекательность технологии глобального позиционирования для пользователей — это возможность в любом месте Земли в любой момент времени определить свои координаты и параметры движения. И, самое главное, платить за такие услуги не надо. Единственные расходы — затраты на покупку навигационного приемника и антенны. В случае, если навигационная плата встраивается в сотовый телефон или спутниковый терминал, то расходы еще меньше, причем стоимость такой услуги несоизмеримо ниже, чем, например доступ в Интернет. Оператор, зная координаты абонента, может ввести тарификацию звонков с дифференцированием их оплаты в зависимости от расстояния, а также оказывать абоненту информационно-справочные услуги конкретно в той местности, где в данный момент он находится. Это могут быть сведения о ближайших аптеках, длине дорожных пробок, расписании движения поездов и т.д. Интегрированная технология мобильной связи и навигации получила широкое распространение при создании систем защиты от угона автомобилей. Выпущены сотовые телефоны, совмещенные с приемником GPS, позволяющие автоматически передавать данные о местоположении его владельца. Уже сегодня потерпевший с сотового телефона может автоматически извещать полицию о своем местоположении — достаточно нажать специальную кнопку. Сотовые телефоны с «электронным компасом» становятся незаменимыми помощниками автомобилистов и других категорий лиц, которым требуются подобного рода услуги. В системах будущего абонентский терминал будет совмещен с электронной картой, что позволит ориентироваться в городе или в незнакомой местности.
 
Во многих регионах мира уже начали действовать диспетчерские центры, обеспечивающие автоматический мониторинг подвижных объектов с отображением их передвижения на электронной карте в реальном времени. Появились средства автоматического протоколирования маршрутов передвижения транспортных средств, в том числе рейсовых автобусов (режим «черного ящика»).
 
Распознавание речи и управление голосом.
 
Общеизвестно, что одним из барьеров, стоящих на пути массового внедрения услуг передачи данных в мобильных системах, является сложность человеко-машинного интерфейса.

Адаптеры громкоговорящей связи обеспечивают возможность ведения телефонной связи во время движения автотранспорта. Однако в случае передачи данных громкоговорящая связь не решает всех проблем и необходимы новые революционные технологии, основанные на распознавании речи. В этом направлении есть уже определенные сдвиги. Так, Motorola разработала специальный язык «речевых пометок» (VoxML) и предлагает его в качестве стандартного способа ведения речевого управления в движении. Водитель может получать доступ к услугам с помощью устных команд. Распознавание речи позволит также идентифицировать звонящего по голосу на основании его речевых особенностей, то есть использовать своего рода голосовой определитель. Возможны и другие приложения этой новой услуги.
 
Слияние мобильной связи с другими технологиями станет одной из ключевых тенденций развития услуг 3-го поколения. Наибольших успехов следует ожидать в области электронной коммерции. Будет значительно расширен объем банковских услуг, получаемых непосредственно с помощью мобильного телефона. В их число войдут платные информацион-но-справочные услуги, различные виды электронных платежей (оплата авиа-, железнодорожных, автобусных билетов, парковок) и, в перспективе, совершение всех видов банковских операций с портативных или мобильных сотовых телефонов, что превратит их фактически в «карманные банкоматы».
 
Новым качеством этих систем является также то, что они позволят компаниям-операторам самостоятельно разрабатывать приложения, функции и услуги, ориентируясь на рыночные требования в конкретном регионе и тенденции роста спроса на конкретные услуги. Большинство из перечисленных услуг являются действительно принципиально новыми по сравнению с традиционной телефонной связью или даже мобильной связью 2-го поколения.
 
Революционные преобразования в области связи и технологиях доступа к информации произойдут в 2005-2010 годах, когла эти новые услуги станут массовыми и повсеместно используемыми в бизнесе, быту, учебе и медицине. Массовый потребительский рынок, как известно, очень чувствителен к стоимости услуг. Если тарифы на новые услуги будут несоизмеримо выше, чем на традиционные, предоставляемые системами 2G, то они могут быть востребованы лишь ограниченным контингентом потребителей. Таким образом, успех систем 3-го поколения будет во многом зависеть от технологических решений. Ситуация на рынке может радикально измениться, если будут созданы относительно дешевые портативные двух-трехрежимные сотовые телефоны с малым энергопотреблением.
Пути перехода к системам 3-го поколения рассмотрены в работах [10.2, 10.6, 10.7, 10.14].

 


Основы сотовой связи стандарта GSM. 
       1. ВВЕДЕНИЕ В СТАНДАРТ GSМ.
       2. ОРГАНИЗАЦИЯ СОТОВОЙ СЕТИ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSМ.
       3. АНТЕННЫ И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       4. МОБИЛЬНЫЕ СТАНЦИИ
       5. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ.
       6. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM.
       7. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       8. УСЛУГИ, ФРОД И БЕЗОПАСНОСТЬ В СИСТЕМАХ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.
       9. УПРАВЛЕНИЕ СЕТЯМИ СВЯЗИ В СТАНДАРТЕ GSM.
     10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ СОТОВОЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ.

                    10.1. Системы мобильной связи 2-го поколения.
                    10.2. Эволюция сетей GSМ к 3-му поколению систем мобильной связи.
                    10.3. Третье поколение систем мобильной связи.
                    10.4. Особенности услуг 3-го поколения систем мобильной связи.
                    10.5. Мобильная связь 21-го века.

 
   
Стол заказов: (067)194-45-55 | Киев