Планування 3G почалося ще в 1985 році, коли Міжнародний союз електрозв'язку (ITU) з вражаючою прозорливістю передбачив потребу в більш ємких і складних послугах, ніж ті, що здатні забезпечити численні аналогові технології мобільного зв'язку того часу.
П'ятнадцять років опісля широкого розвитку GSM (Global System for Mobile Communications) і SMS (Short Message Service), який довів вірність планів 3G. Більш того, люди хочуть використовувати свої мобільні телефони не тільки для розмов. Недавнє упровадження і розвиток GSM-операторами сервісу MMS (Multimedia Messaging Service) у всьому світі зі всією очевидністю свідчить про наявність попиту на послуги передачі з мобільних мереж інформаційно-насичених повідомлень.
Після 1985 року з'являлася безліч планів і розробок, направлених на пошук якнайкращої технології 3G. У 1998 році після численних перехресних оцінок і випробувань організації по стандартизації з Європи, США, Японії і Кореї об'єдналися в союз "Програма партнерства третього покоління" (3G Partnership Project, 3GPP) для просування Wideband CDMA (WCDMA) як найбільш відповідна радіотехнологія, на яку слід переходити індустрії GSM, що росте.
Згодом версія 3G від 3GPP - UMTS (Universal Mobile Telephone System) - стала домінуючим світовим стандартом. Майже всі ліцензії 3G, видані в світі на сьогоднішній день, відносяться до технології WCDMA. Перші ліцензії 3G - на базі WCDMA - в 1999 році видало уряд Фінляндії, за якою в 2000-2001 роках послідували інші країни. Проте 3GPP тоді ще не випустила набір придатних до практичного застосування специфікацій на устаткування UMTS, і його довелося чекати якийсь час. Лише в березні 2002 року, коли завершився необхідний тривалий процес досягнення індустрією консенсусу, вийшла специфікація Release 99, що повністю "вдягнеться плоттю". І лише після цього багато операторів змогли приступити до створення своїх мереж 3G.
Release 99 включає все, що необхідне для упровадження комерційних мереж 3G. Сумісні з ним мережі ляжуть в основу тієї функціональності, яка додається релізамі 4, 5 і 6, що дозволить UMTS розвиватися достатньо швидкими темпами. Кожен реліз, сумісний з попередніми, створює платформу для упровадження операторами ще більш інноваційних послуг. Хоча преса іноді указує на затримки розвитку 3G, необхідно пам'ятати, як багато вже зроблено і як близька та година, коли 3G радикально змінить відношення споживачів і підприємств до мобільного зв'язку. GSM знадобилося десятиліття, щоб стати домінуючим світовим стандартом мобільного зв'язку. UMTS теж став результатом багаторічних досліджень, розробок і випробувань. Гігантські розміри і обхват світової індустрії GSM означають, що в процес залучене величезне число розробників, тому першорядну вагу має гарантія відвертості і сумісності стандартів і інтерфейсів. На кожному етапі процесу розробки - а розвиток UMTS це еволюційний процес - специфікації відкриті для вивчення всіма учасниками індустрії. Хай на досягнення консенсусу потрібно тривалий час, його результати - відкриті стандарти - стали головною умовою успіху багатьох світових технологій, таких як GSM
Nokia вийшла у визнані лідери індустрії мобільного зв'язку завдяки своїм розробкам - починаючи з перших аналогових мереж, таких як NMT, що з'явилися на початку 1980-х, через розробку устаткування GSM на початку 90-их і аж до випуску апаратури HSCSD і GPRS в кінці 90-х. У розробці UMTS і EDGE Nokia знов виявилася на передовій, вирощуючи цю складну технологію, але гарантуючи при цьому відвертість і сумісність.
Як видно з цього документа, лідируючі розробники, такі як Nokia, і організації по стандартизації, такі як ITU і Європейський інститут по стандартизації телекомунікацій (ETSI), працювали в унісон, щоб випустити на ринок технологію, що обіцяє стати найприголомшливішою з моменту появи Інтернету.
Два десятиліття успіху За останні 20 років революція у сфері мобільних телекомунікацій знов і знов доводила, що інновації, економічна ефективність і універсальність досяжні тільки завдяки відкритим стандартам і конкуренції. За даними ITU, в 1986 році було всього 1,4 мільйонів абонентів мобільного зв'язку, тоді як число фіксованих телефонних ліній складало 410 мільйонів. В кінці 90-х в деяких країнах, наприклад у Фінляндії, кількість мобільних телефонів перевищила число фіксованих ліній, і таких країн стає все більше. У першому півріччі 2002 року число абонентів мобільних мереж в світі досягло магічної цифри 1 мільярд. І це експансиальний зростання продовжується.
Нові абоненти в 2002 році, за технологіями і регіонами. Перша десятка (не рахуючи Японії)
TDMA США/КАНАДА 2,2%
CDMA США/КАНАДА 6,7%
TDMA Латинська Америка 5,6%
CDMA Латинська Америка 2,8%
GSM Близький Схід 2,9% GSM Східна Європа 11,6%
GSM Африка 4,9%
GSM Західна Європа 13,2%
CDMA Азіатсько-тихоокеанський регіон 5,4%
GSM Азіатсько-тихоокеанський регіон 44,6%
Телекомунікаційний бум останніх років великою мірою викликаний широким розповсюдженням мобільних телефонів. З предмету розкоші, яким він був два десятиліття тому, мобільний телефон перетворився на основний засіб зв'язку для мільйонів людей в країнах, що розвиваються і розвинених, багато в чому завдяки появі GSM і подальшому домінуванню цього стандарту в світовій індустрії мобільного зв'язку. Лише таке масове визнання і така універсальність дозволили розробникам технології досягти економії масштабу, необхідної для зниження вартості високої технології до рівнів, прийнятних для сотень мільйонів людей.
Перший глобальний мобільний стандарт GSM став першим в світі і єдиним по-справжньому глобальним мобільним стандартом. Сьогодні послуги GSM пропонують понад 500 оператори, що мають ліцензії в 170 країнах. На частку GSM доводиться більше 70 відсотків світового ринку, і ця цифра продовжує рости. За прогнозами, до 2006 року частка світового ринку мереж GSM-семейства - GSM, GPRS, EDGE і WCDMA - досягне 85 відсотків. У 1990 році в світі було всього 10 з гаком мільйонів абонентів мобільного зв'язку, до середини 90-х це число виросло вдесятеро, а до 2001 року перевищило 1 мільярд, що складає приблизно половину всіх телефонних каналів в світі. До кінця 2003 року тільки у GSM буде 1 мільярд абонентів. Це безпрецедентне зростання в історії технології, будь то електричні мережі, радіо, телебачення або Інтернет. Наприклад, в Тайвані проникнення GSM перевищує один контракт на людину. На іншому кінці шкали в багатьох країнах, що розвиваються, мобільний телефон, один на всіх жителів сіла, може служити єдиним засобом зв'язку в окрузі. Мобільний зв'язок проникає туди, куди не може добратися традиційна телефонна мережа PSTN (Public Switched Telephone Network).
Послуги передачі даних стимулюють зростання Мобільна телефонія не тільки дозволяє людям говорити один з одним; вона сполучає друзів, сім'ї і підприємства, пропонуючи їм унікальний засіб передачі даних. SMS, або служба коротких повідомлень, супроводжує GSM з моменту першого упровадження цього стандарту на початку 90-х. За даними Асоціації GSM, перше повідомлення SMS було відправлене з персонального комп'ютера на телефон Vodafone у Великобританії в грудні 1992 року. SMS передаються по каналу сигналізації - радіоканалу, призначеному для управління і не розрахованому ні на що інше. Спочатку інженери операторів мобільного зв'язку використовували SMS для зв'язку один з одним і з центральним офісом, але поступово ця практика почала розповсюджуватися і на замовників. З широким розповсюдженням безкоштовних поштових скриньок голосової пошти для кожного абонента у форматі SMS стали передаватися сповіщення про голосові повідомлення, що поступили, і об'єм SMS-трафика почав рости пропорційно кількості нових мобільних користувачів.
Потім відбулося щось дивне. У 1995 році німецький оператор GSM запропонував першу послугу з передоплатою. Нова модель без абонентної платні і облікового запису відкрила новий ринок мобільних послуг. Розвиваючи успіх, модель з передоплатою швидко підхопили GSM-операторы по всьому світу, що привело до триразового збільшення числа користувачів GSM. Сьогодні у середнього європейського оператора GSM на кожного абонента з контрактом доводяться приблизно по два клієнти з передоплатою. Деякі, такі як Virgin Mobile, спираються виключно на модель передоплати. Вона користується величезним успіхом у тінейджерів, дозволяючи їм наперед обмежувати витрати. Але оскільки до кінця 90-х голосовий трафік залишався відносно дорогим, десятки мільйонів молодих користувачів відкрили для себе переваги спілкування один з одним за допомогою SMS. Ключову роль в тому успіху, якого досяг сервіс SMS, зіграла сумісність.
Тінейджери люблять переписуватися Проте придбаваючи мільйони нових користувачів, оператори втрачали мільйони доларів, безкоштовно транспортуючи цю хвилю SMS-трафика, що росте. Розраховані на передоплату білінгові системи не були пристосовані до розрахунків за передачу текстових повідомлень - вони враховували лише хвилини голосового зв'язку. Для адаптації цих систем потрібно час. До того моменту, коли оператори змогли враховувати і виставляти рахунки за текстові повідомлення, десятки мільйонів тінейджерів вже винайшли особливу мову для спілкування через SMS. Оскільки довжина повідомлення обмежена всього 160 символами, слова в цій мові зливалися, позбавлялися голосних і безбожно скорочувалися. До моменту появи білінгових систем для текстових повідомлень SMS вже досягли критичної маси.
SMS-трафик ріс із страхітливою швидкістю, і багато операторів потонули в повідомленнях, які не могли ні зберігати, ні достатньо швидко пересилати. До текстових повідомлень між двома користувачами додалися текстові розсилки (як правило, служби розповсюдження контента по підписці, такі як біржові зведення, спортивні новини або прогнози погоди), текстові ігри, логотипи і мелодії дзвінка, передавані за допомогою SMS, а також текстові чати. У січні 2002 року в світі GSM бути передано 4 мільярди текстових повідомлень, а в травні 2002 року - вже 24 мільярди, причому оператори одержували від SMS від 10 до 20 відсотків своїх доходів.
Зростання числа відправляються SMS в мільярдах за період з січня по травень 2000 року
З 25 провідних операторів мобільного зв'язку, одержуючих доходи від передачі даних, 22 - це оператори GSM. Три що залишилися (NTT DoCoMo і J-Phone використовують PDC, а KDDI використовує CDMA) - це японські оператори, що інвестували значні засоби в служби розсилки контента по підписці, такі як Imode. У Філіппінах, країні з найвищим рівнем текстового спілкування, SMS приносять двом найбільшим операторам GSM, Smart і Globe, понад 35 відсотки загальної виручки від кожного користувача.
Відсоток середньої щомісячної виручки від продажу послуг з розрахунку на одного абонента (ARPU, Average Revenue Per User), що доводиться на послуги передачі даних
SMS - природна функція GSM, але не інших мобільних стандартів, таких як CDMA, TDMA, iDEN, PDC або PHS. Тому оператори GSM на роки випередили своїх конкурентів, витягуючи значну частину своїх доходів із служб передачі даних. Оператори CDMA давно прагнуть повторити успіх SMS, але тільки зараз знаходять спосіб розвитку текстового сервісу.
Карта з посвідченням особи SIM (Subscriber Identity Module) -карта стала ще одним ключовим чинником успіху GSM. На відміну від інших стандартів, таких як CDMA, TDMA, iDEN, PDC або PHS, SIM є природною функцією GSM, і тому операторам GSM вдалося створити з її допомогою реальні переваги для підприємств і споживачів. Персональний ідентифікатор і номер телефону абонента спочатку розпізнається не самим апаратом, а SIM-картой. Це дозволяє використовувати декілька телефонів на один обліковий запис, міняти операторів, не міняючи апарат, або ж зберігати одного і того ж оператора і один і той же номер, щорічно обновляючи мобільний телефон. Ця остання можливість особливо допомогла операторам справиться з текучістю клієнтів, надавши розробникам трубок можливість безперервно обновляти моделі і додавати функції. SIM-карта стала важливим ресурсом і для зберігання основних даних, таких як журнал дзвінків і адресні книги, які можна переносити з одного апарату в іншій. Несанкціонованому використовуванню SIM-карты запобігають PIN-код (Personal Identification Number) і інші коди персонального захисту.
Вільний роумінг Третім ключовим чинником успіху GSM стала властива цій технології підтримка роумінга і сумісність. Це припускає, що кожен абонент GSM може робити і приймати дзвінки у всіх країнах, де є оператори GSM. На практиці це означає величезну економію масштабу, оскільки у всьому світі діють одні і ті ж телефони і мережі, а у кінцевих користувачів, де б вони ні знаходилися, завжди є доступ до знайомих послуг. Така форма сумісності лягла в основу процесу планування GSM, який почався ще в 1985 році - за сім років до пуску в експлуатацію першої мережі GSM. Проте в США, де довгі роки панував неоднорідний ринок послуг стільникового зв'язку - з мережами CDMA, AMPS, iDEN і TDMA - роумінг і сумісність сильно затрималися. У числі інших причин називають трудність організації розрахунків в тих випадках, коли абонент, що викликається, оплачує дзвінок зухвалого абонента. Угоди про роумінге і сумісність дозволили GSM-операторам одержувати будь-яку частину платні за будь-який дзвінок, що транспортується ними, або безпосередньо від абонента, або через іншого оператора, обслуговуючого зухвалу сторону. Поєднання роумінга, сумісності, нових підтримуваних SIM-картами послуг і SMS зробили GSM найпопулярнішим стандартом мобільного зв'язку в світі. Причому GSM великою мірою розвивався зусиллями європейських операторів, розробників технології і регулюючих відомств. Якщо ПК-революція - головним чином заслуга американців при значній участі Японії і Тайваню, то GSM стала першою світовою технологією, серцем, душею і мозком якої була Європа.
20 років GSM Аналогові системи стільникового зв'язку комерційно використовуються майже 25 років, але вони не змогли добитися швидкого зростання, як і ранній ринок ПК до стандартизації на платформі Macintosh і технології IBM. Мережне устаткування і телефони були громіздкими, дорогими і погано обслуговувалися. Ринок послуг стільникового зв'язку був роздроблений на десятки конкуруючих стандартів і виробників. Шлях до універсальної мобільної технології проклали скандінавські країни. Їх оператори об'єдналися навколо аналогового стандарту NMT (Nordic Mobile Telephone system). Введений в 1978 році Фінляндією, Швецією, Данією, Норвегією і Ісландією, NMT став першим стандартом аналогового стільникового зв'язку, діючим в діапазоні 450 Мгц. NMT придбав достатню популярність, щоб його експортували у всьому світі. Навіть сьогодні NMT продовжує використовуватися на комерційній основі такими операторами, як українська UMC. Перша мережа NMT була пущена в експлуатацію в 1981 році, причому багато автомобільних телефонів для неї виробила Nokia. До 1987 року Nokia випустила перший портативний мобільний телефон для NMT. Його популярність росла, і завдяки можливості роумінга у всіх скандінавських країнах він звернув на себе увагу Європейського Союзу, який зацікавився потенціалом мобільного зв'язку. У 1982 році ЄС виділив для цифрових мереж в Європі частотний діапазон 900 Мгц - ширший, ніж у NMT. До 1986 року була вибрана радіотехнологія, яка згодом перетворилася в GSM.
Поява перших цифрових мобільних мереж До 1989 року ETSI затвердив остаточні специфікації першої черги GSM. До 1992 року запрацювала перша в світі комерційна мережа GSM фінського оператора Radiolinja, що відображало передову роль, яка починала грати Фінляндія у сфері мобільного зв'язку. Незабаром за Фінляндією послідували інші країни, і до кінця наступного року у всьому світі діяли 32 мережі GSM, а до 1996 року їх стало 120. У 1995 році для забезпечення сумісності і роумінга була створена Асоціація GSM (спочатку вона називалася GSM MoU, Memorandum of Understanding). Число операторів і користувачів, що росте, привело до того, що спочатку запланованого спектру в діапазоні 900 Мгц стало недосить. Незабаром з'явилися мережі GSM 1800 Мгц і між мережами обох діапазонів була досягнута сумісність. Не дивлячись на широку клієнтську базу мереж CDMA, AMPS і PHS в США, Федеральна комісія по зв'язку виділила для мереж GSM і IS-95 діапазон 1900 Мгц. У 1999 році з'явилися перші трьохдіапазонні телефони GSM, що доводило, що GSM став дійсно світовим стандартом.
GSM охоплює 95% планети (грудень 2002 року)
GSM: 787 мільйонів абонентів в 169 країнах
CDMA: 142 мільйонів абонентів в 32 країнах
До 1999 року почали з'являтися серйозні плани прокласти шлях до 3G. Три нові технології - HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), GPRS (General Packet Radio Service), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), продемонстровані на виставці ITU Geneva 1999, показали, що для переходу на послуги передачі даних може і не потрібно враз радикально перебудовувати всю мережу, оскільки кожна з цих технологій додається до існуючої радіомережі GSM. На рубежі століть співтовариство операторів GSM швидко освоювало GPRS. Для індустрії перехід від мереж з комутацією каналів до мереж з комутацією пакетів означав важливий прорив, що прискорив перехід до перших по-справжньому мультимедійних послуг, таким як MMS.
Шлях до 3G Хоча стандарт GSM народився в світі аналогових мобільних мереж, планування її послідовника почалося на багато років раніше. GSM використовує технологію, звану множинним доступом з розділенням за часом (time division multiple асcess, TDMA), яка дозволяє передавати більше одного дзвінка по одній смузі радіочастоти, розділяючи її на таймслоти. Це означає, що кожен дзвінок займає виділений канал зв'язку між трубкою і базовою станцією усередині осередку мережі і використовує цей канал по черзі з іншими дзвінками, причому дані передаються із швидкістю 9,6 Кбит/с, а голос із швидкістю 12,2 Кбит/с. Якщо для голосового зв'язку, де навантаження передбачене, цього цілком достатньо, то для високошвидкісних послуг така технологія непридатна. Спектр є обмеженим ресурсом, і потенціал GSM для передачі даних невеликий, хоч ця технологія і краще аналоговою, яка вимагає виділеної частотної смуги для кожного окремого дзвінка.
| 1G | 2G | 3G |
| NMT | GSM | WCDMA для нових частотних діапазонівEDGE для існуючих астотних діапазонів |
| - з'явилася на початку 80-х - аналогова- голос (дані)- роумінг в скандінавських і деяких інших європейських країнах | - з'явилася на початку 2000-х - голос, високошвидкісна передача даних з комутацією пакетів (GPRS)- шифрування- SMS і MMS- глобальний роумінг | - з'явилася на початку 2000 - голос- дуже висока швидкість передачі даних- мобільний інтернет- MMS multi-call- відеопотоки |
Ще в 1985 році регулюючі організації передбачали, що майбутнє мобільного зв'язку за мультимедіа - передачею голосу, відео і даних. Тому в 1985 році ITU, всесвітня головна регулююча організація у сфері електрозв'язку, приступила до планування цифрової стільникової технології нового покоління - Future Public Land Mobile Telecommunications Systems (FPLMTS), яка згодом стала називатися IMT-2000. Задачею FPLMTS було забезпечення в загальному міжнародному частотному діапазоні широкосмугових мультимедійних бездротових послуг і стандартизованих, сумісних технологій. Для цієї мети передбачалося виділити частотний діапазон в районі 2000 Мгц. Дослідницькі проекти у області технології мобільного зв'язку третього покоління обросли безліччю абревіатур - RACE 1, RACE2 ACTS, FAMOUS, CODIT, ATDMA і FRAMES - і потихеньку виконувалися протягом другої половини 80-х і до середини 90-х. Особливо важливе значення мали розробки CODIT (Code Division Testbed) і ATDMA (Advanced Time Division Multiple Access). У цих проектах досліджувалися широкосмугові технології радіодоступу Code Division Multiple Access (CDMA) і Time Division Multiple Access (TDMA) як самі багатообіцяючі для 3G. Обидва вони залишалися у стадії вивчення до 1998 року
Європа бере ініціативу в свої руки У 1988 році управління процесом розробки послідовника GSM узяв на себе тільки що утворений ETSI. Для європейських політиків, що заздрять буму у області ІТ і ПК в США і країнах Тихоокеанського регіону, ця розробка ставала задачею номер один. У 1994 році Європейська Комісія опублікувала документ Mobile Green Paper. У 1995 році була створена UMTS Task Force - міжгалузева організація, яка повинна була стимулювати розробку і сприяти упровадженню мереж 3G. У Європі такі мережі стали називати Універсальною службою мобільної телефонії (Universal Mobile Telephony Service, UMTS). З 1988 по 1998 рік ETSI продовжувала працювати над основоположними стандартами радіоінтерфейсу, який став би європейським сервісом 3G. У 1998 році було вирішено, що UMTS повинна включати елементи з розділенням каналів (WCDMA) і з розділенням за часом (TD-CDMA). Тим часом ITU доручив двом своїм відділенням, ITU-T і ITU-R, спостерігати за міжнародною стандартизацією відповідно протоколів і методів радіопередачі. Звичайно рекомендації ITU є набором вимог, виробленим на основі проектів специфікацій, які запрошуються у розробників з комерційної і академічної науки. У 1998 році ITU оголосив відкритий конкурс на технологічні проекти і одержав 15 пропозицій. Десять з них відносилися до наземних стільникових систем і п'ять - до супутникових систем.
З цих проектів виділилися дві найпереважніші. Запропонований ETSI і підтримуваний Японією і ЄС проект UTRA (наземна мережа радіодоступу UMTS) і висунутий американськими розробниками проект, що одержав назву CDMA2000 - розвиток стандарту IS-95, т.з. CDMAOne, широко поширеного в Північній Америці і Південній Кореї.
Один стандарт, безліч варіантів Обидва табори мали могутню політичну і економічну підтримку, і стало ясно, що вибрати переможця таємним голосуванням навряд вдасться. Європейський Союз твердо стояв на тому, що слід віддати перевагу сімейству стандартів UMTS, оскільки воно служить природним розвитком GSM, який у той час став найпоширенішим в світі стандартом мобільних мереж з часткою ринку, що перевищує 60 відсотків. Хоча GSM - це дуплексна технологія з розділенням за часом, а UMTS заснована на розділенні каналів, проект WCDMA пропонував світовим операторам GSM природніший процес модернізації мереж через GPRS і EDGE, ніж його головний конкурент CDMA2000. Організація CDMA Development Group, основний поборник CDMA2000, складалася головним чином з північноамериканських виробників, що вклалися в перетворення CDMAOne в світовий стандарт мобільного зв'язку нового покоління. Але у той час частка ринку CDMA складала всього 15 відсотків. Америка не розділила успіху GSM і не хотіла залишатися технологічно ізольованим островом в морі сумісності.
GSM із самого початку мав чисто європейську історію успіху. Розроблений для об'єднання розрізнених європейських аналогових мобільних мереж, цей стандарт незабаром став світовим і одним з небагатьох досягнень у області інформаційної технології, в якому Європа могла похвалитися своїм лідерством. Багато найрозвиненіших азіатських країн, що користувалися різними стандартами цифрового мобільного зв'язку, такими як GSM, CDMA, PDC, а також аналоговими мережами на основі AMPS, NMT і PHS, узяли сторону європейців. Наприклад, Корея була країною CDMAOne, але з бажання гарантувати глобальну сумісність видала операторам мереж 3G дві ліцензії WCDMA. Отже, японські, корейські і навіть американські організації по стандартизації приєдналися до європейців для розробки програми 3GPP, націленої на узгодження різних проектів WCDMA. 3GPP набрала таку силу, що ETSI перевів на цю програму всі свої дослідження і всю роботу по стандартизації у сфері 3G.
Але утворилася друга група для стимулювання сумісності і розповсюдження CDMA2000. У цій групі, що одержала назву 3GPP2, незабаром знов почалися серйозні розбіжності. До кінця 1998 року жоден табір не подолав своїх амбіцій, і ITU виступив з ультиматумом. Але рішення так і не знайшлося, і в березні 1999 року ITU опублікував стандарт з п'ятьма варіаціями. Він дозволяв 3G рухатися вперед, але не сприяв досягненню світової гармонії у сфері мобільного зв'язку. Це був стандарт WCDMA з варіантами для CDMA2000 і технології TD-CDMA, яка повинна була бути розроблена пізніше в процесі розвитку 3G. Проте на ділі домінуючим стандартом 3G став WCDMA, і це підтверджувалося практикою видачі ліцензій. До кінця 2002 років 112 операторів вибрали для своїх мереж 3G WCDMA і лише два - CDMA2000.
Частотні коливання Не менш складним виявився вибір глобального частотного діапазону для IMT-2000, не дивлячись на те, що узгодження радіоінтерфейсу для 3G тривало багато років. Про первинний діапазон, який використовується сучасними мережами 3G в Європі і Японії, домовилися ще на Всесвітній конференції радіозв'язку в 1992 році, коли вирішили, що міжнародним частотним діапазоном для мобільних мереж буде частота 1900-2200 Мгц. Всесвітня конференція радіозв'язку 2000 року підтвердила це рішення і додала як ще один можливий частотний діапазон для мобільних мереж частоту 2500 Мгц. На жаль, в США жоден з цих частотних спектрів недоступний. Натомість американці вирішили, що їх мобільні служби IMT2000 працюватимуть в діапазонах 800-900 Мгц, 1700-1900 Мгц або 2500-2700 Мгц. Але і ці частотні спектри виявилися скованими - нижній частково вже зайнятий власниками ліцензій на мобільний зв'язок, середній належить Міністерству оборони, яке навідріз відмовилося переносити його, а верхній використовується каналом суспільного і освітнього телебачення, який за перенесення зажадав компенсацію в десятки мільярдів доларів.
Новий план уряду США полягає у вивченні можливості використовувати діапазони 1710-1770 Мгц і 2110-2170 Мгц. Якщо вони будуть затверджені, то аукціон на відповідні ліцензії відбудеться не раніше вересня 2004 року. Це не затримає упровадження американськими операторами служб, аналогічних службам 3G в існуючих діапазонах, але обмежить їх потенціал через тісноту, що посилюється, в радіоефірі. Для мобільних операторів в решті частини миру, особливо тих, що вибрали WCDMA/UMTS, цієї проблеми не існує. WCDMA вимагає парних спектрів - в одній смузі передаються вхідні дані, а по іншій витікаючі. Так, в Європі для служб WCDMA виділили діапазони 1920-1980 Мгц і 2110-2170 Мгц, а для TD-CDMA - 2010-2025 Мгц.
Слідуючи прокладеним курсом У 1998 році стандарти і частоти достатньо упорядкувалися, щоб розробники змогли приступити до випробувань різних систем 3G. NTT DoCoMo, прозорливий японський мобільний оператор, що вже добився успіху з узкополосной службою передачі даних Imode, почав планувати її розвиток. Він вибрав стандарт WCDMA і за допомогою терміналу Nokia у вересні 1998 року зробив дзвінок, який вважається першим телефонним дзвінком 3G. У лютому 1999 року Nokia взяла участь в другій важливій події в історії UMTS - першому дзвінку WCDMA через комутовану телефонну мережу загального користування. Дзвінки робилися з використанням WCDMA-терминала в досвідченій мережі Nokia у Фінляндії і проходили через базову станцію WCDMA і комутуючі центри Nokia GSM Mobile, підключені до мережі PSTN.
Незабаром за першими кроками компанії Nokia послідували перші кроки уряду Фінляндії. У наступному місяці, березні 1999 року, Міністерство транспорту і зв'язки Фінляндії видало перші в світі 3G-лицензии на 20-річний термін компаніям Sonera, Radiolinja, Telia Mobile і Suomen Kolmegee. Щасливі переможці цього "конкурсу краси" стали володарями двох парних частотних спектрів вширшки по 15 Мгц і непарного 5-мгц спектру безкоштовно, на відміну від бідуючих тепер переможців британських і німецьких аукціонів, яким їх ліцензії обійшлися в мільярди. У грудні того ж 1999 року була анонсована перша версія 3GPP. Ця специфікація, що розробляється організаціями по стандартизації в тісній співпраці з технологічними фірмами, визначає конструктивні блоки для кожної частини служби 3G - радіомережу, центральну мережу, термінали, OSS і вимоги сумісності з мережами 2G і 2,5G. 3G містить безліч технологічних новинок, і 3GPP забезпечує єдність і тісну взаємодію з іншими галузевими групами в різних секторах інформаційних технологій, такими як Internet Engineering Task Force (IETF), World Wide Web Consortium (W3C), WAP Forum, група MPEG і проект Digital Video Broadcasting (DVB).
3GPP Release 99 дає почуствовать смак майбутніх можливостей
Перший повний набір специфікацій 3GPP, який тепер називають 3GPP Release 99, надав розробникам узгоджений набір стандартів для створення апаратури і ПО. 3GPP Release 99 це базовий стандарт UTRA в обох режимах дуплексної передачі даних з розділенням за часом і по частоті. Він забезпечив підтримку мультиплексування з розділенням каналів, ATM, CAMEL phase 3 (дозволяє абонентам звертатися до всього пакету своїх IN-услуг навіть при роумінге в зарубіжній мережі); відкриту архітектуру послуг, що дозволяє взаємодіяти устаткуванню від різних постачальників; послуги, залежні від місцезнаходження; і новий голосовий кодер-декодер AMR для будь-яких мереж GSM. AMR (adaptive multi rate) це новий мовний декодер, який допоможе передавати голос із значною економією спектру. Ця технологія, "зашита" в трубку, дозволяє пристрою вибирати оптимальні умови для голосового зв'язку. При малому рівні перешкод AMR звужує смугу пропускання для передачі мови переговорної якості до половини від тієї, яка потрібна в більшості сучасних мереж GSM. Але у міру зростання густини користувачів в даному осередку мережі або при значному рівні перешкод кодек AMR може тимчасово ще більше звузити смугу пропускання, жертвуючи якістю передачі голосу ради збереження загальної якості обслуговування, доступного всім користувачам. Таким чином, 3G пропонує операторам не тільки новий частотний спектр для розвантаження все більш густонаселених спектрів GSM 900,1800 і 1900 Мгц, але і набагато ефективніші засоби управління голосовим трафіком. З появою цього стандарту розробники одержали необхідну сумісність між їх устаткуванням і іншою апаратурою, такий як кишенькові ПК, білінгові системи або радіомережі. Лише після цього оператори змогли з повною упевненістю почати будувати мережі 3G. Перші мережі UMTS FOMA оператора DoCoMo в Японії, досвідчена мережа UMTS оператора O2 на острові Мен і мережа 3G Monaco Telecom, побудовані на відкритій, але дуже ранній версії стандарту 3GPP Release 99. Справжні упроваджувані комерційні мережі WCDMA будуються на базі устаткування, що підтримує 3GPP Release 99 від березня 2002 року або пізнішу версію.
Еволюція продовжується Проте 3GPP Release 99 це лише мала частина всієї картини UMTS. За ті 20 років, поки діють ліцензії UMTS, в стандартах, що визначають мережі, додатки і послуги, з'явиться маса удосконалень. Добігає кінець процесу розробки продуктів для версії Release 4 (колишнє позначення Release 00), замороженої в березні 2001 року (це означає, що ніяких нових функцій в цю специфікацію додаватися вже не буде). На різних етапах розробки знаходяться різноманітні мережні підсистеми, такі як підсистема з комутацією каналів, ядро з комутацією пакетів і радіомережі. У лютому 2002 року на Конгресі GSM в Каннах демонструвалися перші сумісні з Release 4 продукти ядра. А в жовтні Nokia і італійська Vodafone Omnitel здійснили перший в світі дзвінок VoIP в сумісній з Release 4 мережі, в якій голосові дзвінки і запити даних з комутацією каналів транспортуються по базовій IP-сети.
Release 5, найсучасніша версія специфікацій 3GPP, вводить ряд нових послуг і була заморожена тільки в березні 2002 року. CAMEL Phase 4; повністю гарантована якість обслуговування; негайний обмін повідомленнями; мультимедійні послуги на базі IP; підтримка SIP; High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) і радіомережа з IP-ядром - ось неповний перелік її новинок. Останнє означає, що голос від трубки до трубки передаватиметься не по мережі з комутацією каналів, а по IP-сети. Це не тільки відкриває масу можливостей для нових послуг, але і дозволяє відвідувати Інтернет і відправляти e-mail, не перериваючи розмови по телефону. Підтримка цією версією 3GPP технології HSDPA дозволить довести максимальну швидкість завантаження даних до 10 Мбит/с. А прогрес тим часом продовжується. Версія Release 6, яку планується закінчити у середині 2003 року, додасть ще один набір нових послуг, таких як мультимедійне широке віщання, push-сервисы, бездротові локальні мережі, управління цифровими правами, розпізнавання мови, універсальний доступ і управління присутністю. Багато хто з цих новин буде реалізований в комерційних мережах 3G вже в 2005 році. Європейський Союз вимагає, щоб до березня 2003 року всі мережі 3G вхідних в нього держав охоплювали близько 80 відсотків їх населення.
Висновки і майбутні розробки Головні чинники розвитку UMTS · WCDMA - найприродніший шлях переходу з GSM · Розрахунок на насичений цифровий контент і послуги різного класу · Ширший спектр для передачі голосу · Зберігаються глобальний роумінг і сумісність GSM · Мир бездротових мереж приходить на зміну миру кабельних мереж · Сумісність стандартів, додатків і послуг з доданою вартістю · Включає перспективу всесвітнього бездротового села Еволюція мобільних послуг передачі даних · Темпи зростання популярності послуг SMS, зіставні з інтернет-бумом · Набір послуг DoCoMo NTT служить прикладом інноваційного мобільного контента · MMS і передача зображень вже користуються успіхом · Серед передових користувачів росте популярність мобільних ігор · 3G забезпечує підвищену швидкодію і режим постійного доступу · Більше проникнення, ніж у "гарячих зон" WLAN · Йде робота над забезпеченням сумісності з 3GPP2 · OMA забезпечує сумісність на рівні додатків
Як і WCDMA, CDMA2000 не є єдиним цільним стандартом. Він розвивався від CDMAOne (2G-эквивалента GSM) до CDMA2000 1xRTT, який збільшує голосову місткість приблизно на 40 відсотків і дозволяє передавати дані з швидкостями до 144 Кбит/с, і до CDMA2000 1xEV-DO, який теоретично забезпечує швидкість передачі даних в 2 Мбит/с. ITU вважає CDMA2000 3G-совместимым стандартом, але це передбачає реалізацію версії технології, званої CDMA2000 3xRTT. Оскільки на практиці реалізована лише узкополосная версія цієї технології CDMA2000 1xRTT, системи CDMA2000 не відповідають ITU вимогам, що пред'являються, до мереж 3G. Процес практичного упровадження CDMA2000 аналогічний освоєнню GPRS і EDGE. Майбутні мережі 1xEV-DV, комерційних реалізацій яких поки немає, насправді є 3G-эквивалент WCDMA, оскільки використовують новий частотний спектр. Це означає, що перша в світі комерційна мережа 3G насправді базується на WCDMA. У жовтні 2001 року після багаторічних розробок і випробувань компанія NTT DoCoMo, один з самих далекозорих операторів в світі, пустила в комерційну експлуатацію в Японії мережу на базі ранньої версії стандарту 3GPP Foma (Freedom of Mobile Multimedia Access). Вслід за DoCoMo в грудні 2002 року мережа на базі останньої версії стандарту 3GPP відкрила J-Phone. Може показатися, що CDMA2000 не стикається з тими ж проблемами сумісності, з якими доводиться мати справу WCDMA. Але це помилка, викликана однією з якостей WCDMA. Найбільшому співтовариству виробників мобільних технологій, де головний пріоритет віддається відкритим стандартам, може потрібно більше часу на узгодження всіх специфікацій безліччю розробників, але їх устаткування ефективно взаємодіє один з одним між різними мережами, з різними телефонами і в різних країнах. А до 3G-совместимости WCDMA додається також сумісність 2G-3G. Мережі WCDMA не заміщають мереж GSM, але взаємодіють з ними, зберігаючи гігантські інвестиції, зроблені в мережі 2G за останнє десятиліття. На частку WCDMA разом з сімейством інших GSM-технологий - GSM, GPRS, EDGE - доводиться, ймовірно, понад 80 відсотки світових мереж 3G, так що їх перевагою служить глобальна сумісність, а вона украй необхідна. Економія масштабу дозволить розробникам знижувати ціни, а користувачі одержать для своїх 3G-телефонов простій роумінг, який існує сьогодні для телефонів GSM, але з додаванням послуг передачі даних наступного покоління.
