 |
Абонент сотовой сети получает возможность подключить ноутбук к корпоративной компьютерной сети, воспользовавшись «на последней миле» каналом, предоставляемым сотовой сетью.
Однако дело не ограничивается переводом обычных компьютерных приложений в сотовые сети. Технологии передачи данных в мобильных сетях помогают превратить телефон пользователя в интеллектуальный терминал, способный осуществлять широкий спектр функций по обмену информацией. Простейший пример - служба коротких текстовых сообщений (SMS, Short Message Service) в сетях GSM. Фактически это обмен электронной почтой между абонентами сотовых сетей. Абонент набирает номер адресата, затем вводит текстовое сообщение (с помощью клавиатуры своего телефона; это несколько неудобно, но после небольшой практики вполне осуществимо), и оно тут же высвечивается на дисплее получателя. Дальнейшим развитием этой идеологии может стать доступ в Internet с мобильного телефона посредством комплекта протоколов WAP (Wireless Access Protocol).
Наконец, поскольку каждый GSM-телефон обладает уникальным идентификационным номером, технологии передачи данных в мобильных сетях позволяют использовать его в качестве платежного терминала; с его помощью, например, можно отдавать распоряжения по текущему счету абонента у оператора сотовой сети.
В настоящее время наблюдается активное продвижение услуг передачи данных со стороны производителей оборудования. Точнее, сами производители, конечно, не могут рекламировать услуги - они рекламируют соответствующую идеологию. И судя по тому, какие вложения делаются в рекламу технологии, не имеющей пока широкого спроса (по данным зарубежных маркетинговых исследований, передачей данных в мобильных сетях пользуются примерно 5% абонентов), производители всерьез считают, что в недалеком будущем эта функция сотовых сетей станет приносить большие доходы.
Вложения, разумеется, делаются не только в маркетинг. Все ведущие производители выпускают оборудование - как сетевое, так и абонентское, поддерживающее эти услуги. В условиях, когда спрос на это оборудование невелик, такие разработки тоже можно отнести к вложениям в «раскрутку» новой технологии.
Цель настоящей статьи - познакомить читателя с последними техническими новинками в области передачи данных в мобильных сетях. Основное внимание будет уделено технологии GSM, поскольку именно в сетях этой технологии передачу данных можно организовать наиболее естественным образом; для этого требуется усовершенствовать только центральный коммутатор сети. Технологии передачи данных в сетях CDMA делают только первые шаги, а вот в сетях D-AMPS (стандарт IS-136) для передачи данных используются наложенные сети пакетной передачи данных по стандарту CDPD (Cellular Digital Packet Data), при их создании следует менять конфигурацию базовых станций сети. О применении протокола CDPD в России нам ничего не известно.
Подчеркнем еще раз: речь пойдет только о технологиях передачи данных средствами самой сети, на базе услуг, предоставляемых ее оператором. При этом обычно данные доставляются по телефонным (беспроводным) каналам только до центра мобильной сети, а затем «перекладываются» на сеть передачи данных; для этого в центре устанавливается соответствующее устройство, примером которого может служить Data Communications Server (DaCS) от Nokia.
Для передачи данных с использованием беспроводных модемов (аналогично тому, как это делается в проводных телефонных сетях) не надо вносить никаких изменений в сетевую инфраструктуру; оператор, вообще говоря, может и не знать, что его абонент передает данные. Это можно делать в любых сотовых сетях, в том числе и аналоговых. О деятельности Московской сотовой мы говорили в предыдущей статье (см. Computerworld Россия от 17 ноября 1998 года). Свежий пример: прошедшей осенью компания Computer Mechanics предложила для продажи модемы 3Com для передачи данных в сети D-AMPS. Правда, по словам Андрея Гусева, вице-президента по крупным проектам Computer Mechanics, эта инициатива наложилась на кризис, и пока не продано ни одного комплекта. В компании всерьез рассчитывают на маркетинговую поддержку от «Би Лайн»; в настоящее время ведутся переговоры по этому вопросу.
Рассматриваемая проблема будет полностью решена с появлением стандарта мобильной связи третьего поколения (IMT-2000), одним из основных требований к которому является обеспечение передачи данных в мобильных сетях. Ниже мы коснемся этого вопроса, а пока поговорим о том, что можно сделать в рамках технологий второго поколения.
Либо дверь пошире, либо шкаф поменьше
В качестве основной причины не слишком широкого распространения услуг передачи данных в мобильных сетях обычно называют низкую пропускную способность (сейчас - обычно не выше 9,6 или 14,4 Кбит/с, в зависимости от применяемой технологии). Между тем большинство современных приложений, функционирование которых связано с передачей данных, рассчитаны на принципиально большие значения пропускной способности.
Поэтому главное направление работы по повышению привлекательности услуг передачи данных в мобильных сетях - это расширение пропускной способности каналов передачи данных. В последнее время появились технологии, помогающие выйти далеко за пределы приведенных выше значений; все они представляют собой ту или иную модификацию стандартного варианта GSM.
В сентябре 1997 года компания Nokia впервые продемонстрировала «настоящую» сеть на базе технологии HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). Она позволяет объединить несколько (на первом этапе - четыре, в дальнейшем - восемь) временных слотов GSM (напомним, что технология GSM основана на временном разделении каналов при множественном доступе абонентов) в один канал, что в перспективе позволит достичь «в воздухе» скоростей, соответствующих каналу BRI ISDN. Следующим шагом на этом пути станет повышение скорости передачи данных в одном временном слоте с 9,6 до 14,4 Кбит/с. Как утверждают в Nokia, для внедрения технологии HSCSD не требуется менять сетевое оборудование - достаточно заменить только программное обеспечение.
В ближайшие два года ожидается начало внедрения технологии пакетной передачи данных в сетях GSM, получившей название GPRS (General Packet Radio Services). При этом для передачи данных предполагается использовать каналы пропускной способностью до 100 Кбит/с, получаемые, как и в HSCSD, за счет повышения полосы пропускания в рамках одного временного слота и объединения нескольких слотов в один канал. Предполагается, что сети GPRS будут полностью совместимы с сетями IP и X.25. Кроме того, ожидается, что в сетях GPRS можно будет развертывать виртуальные частные сети.
В качестве клиентских устройств абоненты сетей GPRS смогут использовать портативные компьютеры, подключенные к поддерживающим эту технологию сотовым телефонам или модемам, компьютеры, оснащенные беспроводными модемами для GPRS, мобильные телефоны-компьютеры (подобные Nokia Communicator), сотовые телефоны, поддерживающие протокол WAP, а также специализированные устройства (например, считыватели для кредитных карточек) со встроенным интерфейсом GPRS.
В отличие от протокола HSCSD, для поддержки которого не нужно модифицировать используемое сетевое оборудование, при внедрении GPRS требуется установить в сети ряд новых устройств. С абонентских терминалов через базовые станции сети пакеты GPRS попадают на узел обслуживания абонентов GPRS (SGSN, Serving GPRS Support Node). Именно он, а не мобильный коммутатор (как в случае с HSCSD) отвечает за обмен данными с абонентскими терминалами и ведет учет активности абонентов. С SGSN пакеты данных передаются на центральное шлюзовое устройство (GGSN Gateway GPRS Support Node), которое обеспечивает информационный обмен с сетями (как общего пользования, так и частными) передачи данных под IP и Х.25, а также доступ в Internet.
Сейчас уже готова первая версия стандарта на GPRS. В разработке стандарта принимали участие ведущие производители оборудования для GSM, в частности Alcatel, Ericsson, Lucent, Motorola, Nokia, Nortel, Siemens. Ожидается, что полевые испытания оборудования пройдут в 1999 году, а реальное развертывание сетей начнется в 2000 году.
Дальнейшее расширение возможностей передачи данных в мобильных сетях связано с внедрением технологии EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), выпуск которой состоится в 2000 году. Предполагается, что благодаря EDGE удастся достичь скоростей передачи данных до 48 и даже 62,5 Кбит/с в расчете на один временной слот. За счет объединения нескольких временных слотов в один канал можно будет повысить пропускную способность радиоканалов GSM до 384 Кбит/с, а в перспективе - и до 520 Кбит/с.
Такое расширение каналов будет осуществлено за счет использования нового радиоинтерфейса, оптимизированного под передачу данных. При этом одним из ключевых требований к EDGE является полная совместимость с существующими сетями GSM по различным архитектурным параметрам: ширине несущей полосы, структуре каналов TDMA и используемым протоколам. Кроме того, абонент не должен чувствовать, какая технология применяется в данный момент для обмена информацией с терминалом - «обычный» GSM или EDGE. На базе радиоинтерфейса EDGE также можно будет организовывать пакетный обмен данными по технологии GPRS, что сделает реальной возможность стирания границ между проводными и беспроводными технологиями передачи данных.
Повышение пропускной способности каналов передачи данных в беспроводных сетях в перспективе даст возможность использовать обычные приложения, в том числе связанные с передачей аудио- и видеоинформации. Для таких приложений в качестве абонентского терминала всегда будет необходимо интеллектуальное устройство с большим объемом оперативной памяти и хорошими возможностями для отображения графической информации. Я сознательно не употребляю слова «компьютер», поскольку в последнее время появились различные устройства, не являющиеся компьютерами в традиционном смысле этого слова, но тем не менее обеспечивающие работу подобных приложений.
Однако на проблему можно посмотреть и с другой стороны. Одна из важнейших задач, решаемых с использованием технологий передачи данных через сотовые сети, - это доступ в Internet. Значительному числу пользователей (особенно бизнес-пользователей) необходима далеко не вся информация, заложенная в Web-страницы. Для этого пропускной способности в 9,6 Кбит/с было бы вполне достаточно. С другой стороны, для таких пользователей зачастую очень важна компактность абонентского терминала. Идеалом для них было бы вообще иметь доступ в Internet с обычного мобильного телефона. Вот только как быть с HTML?
Решить проблему доступа в Internet через низкоскоростные каналы с использованием абонентских терминалов, имеющих ограниченную оперативную память и суженные возможности диалога с пользователем (дисплей в несколько строк, клавиатура мобильного телефона), призвана архитектура WAP. Подробное описание архитектуры можно найти в Internet по адресу www.wapforum.org. Здесь же мы изложим только основные его идеи.
Главная идея, заложенная в WAP, - в каждой сети должен использоваться тот протокол, который ей по силам. В качестве абонентского терминала в WAP предполагается задействовать обыкновенный мобильный телефон с ЖК-дисплеем. В оперативную память телефона загружается программа-микробраузер, помогающая пользователю формулировать запросы при обращении к Internet посредством специально разработанного языка WML (Wireless Markup Language), представляющего собой значительно облегченную версию HTML. WML-запросы передаются по мобильной сети до центрального узла, где находится шлюзовое устройство, транслирующее их в стандартные запросы HTML, которые и предназначены для обращения к необходимым для пользователей Web-узлам и получения оттуда всей требуемой информации. При передаче ответов на запросы шлюзовое устройство выполняет обратное преобразование: по HTML-страницам генерируются WML-карты (упрощенные аналоги HTML-страниц), которые отправляются на мобильный терминал абонента. Протокол WAP может быть использован в сетях не только GSM, но и CDMA и ряде других.
Организация, разрабатывающая стандарт WAP (она называется WAP Forum), была создана при совместном участии Ericsson, Motorola, Nokia и Unwired Planet. Согласно последним данным, в WAP Forum насчитывается 71 участник.
Unwired Planet выпустила первую версию программного обеспечения для всех устройств, используемых при доступе в Internet с помощью WAP: имеется и микробраузер для телефонного аппарата, и программное обеспечение для шлюзового устройства, и ряд других программ. Первой компанией, выпустившей телефон (One Touch PRO) с поддержкой WAP, была Alcatel. В октябре Alcatel объявила о развертывании сети, пользователям которой будут предоставлены услуги WAP. Коммерческие услуги этой сети станут доступны для клиентов уже в 1999 году. Ранее о намерении снабдить свою сетевую инфраструктуру шлюзами для WAP уже заявляли такие гиганты, как AT&T Wireless Services, Bell Atlantic Mobile и GTE Wireless.
По схожему пути пошла и Nokia, включившая в анонсированное недавно семейство Nokia Artus устройство под названием Messaging Platform, предоставляющее абонентам сетей GSM возможность получать информацию из Web-страниц в виде коротких текстовых сообщений.
Александр Крейнес - обозреватель журнала «Сети». С ним можно связаться по электронной почте по адресу kreines@radio-msu.net.
Symbian выбирает браузер Internet
Кристи ЭссикSymbian, работающая над программным обеспечением для перспективных мобильных устройств, лицензировала технологию на базе браузера у британской компании STNC Enterprises.
Symbian, созданная в июне прошлого года компаниями L.M. Ericsson Telephone, Nokia, Motorola и Psion, выпускает программное обеспечение для беспроводных информационных устройств на основе операционной системы Epoc 32 производства Psion. Компания планирует использовать технологию STNC для реализации возможностей работы в Web и доставки данных. Эти возможности будут использоваться в самых различных устройствах, начиная от интеллектуальных телефонов и рассчитанных на работу в Internet пейджеров и заканчивая карманными ПК.
ПО STNC требует очень небольшого объема памяти, что позволяет применять данную технологию для подготовки операционных сред и приложений для карманных устройств. Оно может использоваться автономно или, как в случае Symbian, параллельно с операционной системой реального времени, такой как Epoc 32.
Один из продуктов STNC - HitchHiker - представляет собой миниатюрный браузер, предназначенный для интеллектуальных телефонов и требующий для работы всего 350 Кбайт памяти.
Symbian планирует объединить компоненты STNC с Epoc с тем, чтобы создать браузер для небольших устройств, способный просматривать только тексты, а в конечном итоге разработать полнофункциональный браузер для карманных ПК. Это программное обеспечение также позволит Symbian реализовать в Epoc функции доставки информации, обеспечивающие владельцам карманных устройств возможность получать такие данные, как сообщения электронной почты и результаты спортивных соревнований.
Вместе или раздельно?
Весьма важным для пользователя является также вопрос о том, как должно выглядеть абонентское устройство. Сейчас абоненты мобильных сетей чаще всего используют мобильный компьютер с модемом, подключенным к мобильному телефону с помощью кабеля. В последнее время ряд компаний, в частности Ericsson, Siemens, Nokia, выпустили мобильные телефоны, которые можно подключать к компьютеру с помощью инфракрасного порта, что, несомненно, значительно снижает громоздкость этого решения. Следующим шагом в этом направлении будет технология Bluetooth, в которой обмен данными между компьютером и мобильным телефоном предполагается осуществлять по радио, в сантиметровом диапазоне. Тем самым отпадает необходимость в том, чтобы порты передачи данных компьютера и телефона «смотрели» друг на друга, и это тоже существенно повышает удобство пользования системой.
Следующий шаг в этом направлении - разработка специальных малогабаритных компьютеров, в которых имеется все необходимое для работы абонента в беспроводной сети. Примером такого устройства может служить выпущенный недавно Ericsson компьютер MC 16, в котором можно устанавливать операционную систему Windows CE и запускать приложения, обеспечивающие передачу электронных писем, поиск в Internet, обмен короткими текстовыми сообщениями. Кроме того, в MC 16 можно устанавливать такие приложения, как Pocket Word, Pocket Excel и другие. В качестве радиоустройства, обеспечивающего беспроводной доступ в Internet, следует использовать мобильные телефоны Ericsson 300-й, 600-й, 700-й и 800-й серий, подключаемые к МС 16 через специальный кабель или с помощью инфракрасного порта обмена данными.
Иной подход у Nokia. Она выпускает полностью интегрированные устройства Nokia Communicator, имеющие размер чуть больше (главным образом - толще) обычного сотового телефона GSM и представляющие собой полностью интегрированное устройство доступа в Internet и оснащенное, помимо этого, функциями электронной записной книжкой. Nokia Communicator значительно менее «интеллектуален», чем, скажем, MC 16 от Ericsson, зато стоит относительно недорого (около 600 долл.) и не требует использования двух связанных между собой устройств для доступа в Internet. Впрочем, при необходимости Nokia Communicator можно подключать к персональному компьютеру - через кабель последовательного обмена данными или с помощью инфракрасного порта.
В настоящее время между Nokia и Ericsson идет заочная полемика о том, какой подход лучше. Выяснить, за какое решение голосует своим рублем (или долларом) российский клиент, пока невозможно ввиду того, что отечественные операторы пока что крайне неохотно предоставляют своим абонентам услуги, для доступа к которым предназначены все эти решения.
Окончательная интеграция
Полная интеграция систем передачи голоса и данных в мобильных сетях будет достигнута в системах третьего поколения. Разработкой соответствующего стандарта (условное название - IMT-2000) в настоящее время усиленно занимается Международный союз электросвязи. Основная цель этой деятельности скорее даже не обеспечение возможности передачи данных в мобильных сетях, а выработка первого в истории стандарта, который был бы единым для всех - и для европейцев, и для американцев. Пока что не вполне понятно, реализуема ли эта задача. Европейский стандарт под названием UMTS (у его истоков стояли все те же Nokia и Ericsson, впоследствии к ним присоединились Alcatel, Siemens, Motorola и целый ряд других компаний) был в общих чертах принят весной 1997 года на заседании ETSI (European Telecommunications Standards Institute) в Париже. Американская технология поддерживается компаниями Nortel, Lucent, Motorola, Qualcomm; недавно к ним примкнула Samsung. В основе всех предложенных технологий лежат различные разновидности протокола CDMA.
Предполагается, что в системах мобильной связи третьего поколения будет обеспечиваться пропускная способность 2 Мбит/с для неподвижного абонента, 384 Кбит/с для пешехода и 144 Мбит/с для абонента, перемещающегося на автомобиле. При этом абонентские станции смогут сами запрашивать необходимую для них полосу пропускания. Данные в сетях третьего поколения можно будет передавать как на основе коммутации каналов, так и на основе коммутации пакетов. В связи с этим многие склонны рассматривать GPRS как шаг в эволюции сетей GSM в сторону сетей третьего поколения. Будет обеспечена возможность передачи данных одновременно с ведением голосовых переговоров. Абонент получит единый номер доступа, по которому с ним можно будет связаться, независимо от того, пользуется ли он в данный момент проводным или беспроводным телефоном. Предполагается, что после появления первых коммерческих сетей третьего поколения (пионером здесь, скорее всего, станет Япония) широкое распространение получат абонентские телефоны, способные поддерживать связь с помощью нескольких стандартов - IMT-2000 и одного или нескольких традиционных. Начало внедрения коммерческих систем IMT-2000 намечено на 2002 год, однако уже сейчас в Стокгольме и Токио работают построенные Ericsson экспериментальные системы на базе технологии WCDMA - одной из двух технологий, принятых ETSI в качестве основы UMTS.
По сообщениям российских средств массовой информации, отечественные операторы проявляют заинтересованность в развертывании систем третьего поколения. В частности, в этом направлении работает «Би Лайн». По неподтвержденным сведениям, некоторые производители оборудования уже ведут с российскими операторами переговоры о развертывании экспериментальных систем UMTS.