Meniul
AcasăBrowsere

Că rețeaua de margine este în telefon. EDGE – tehnologie de transmisie de date de mare viteză în rețelele GSM

Cu toții folosim telefoanele mobile de mult timp, nu doar în rolul clasic de „cumpără-pâine” și „voi-be-bău”, ci și pentru a perfecționa abilitățile de tastare prin tastarea SMS-urilor. Aceste funcții sunt retrogradate treptat pe fundal (ei bine, cu excepția „vei bea” :)). Telefoanele sunt din ce în ce mai folosite în mediu de lucruși lucrăm cu tine pentru că suntem norocoși – atât la birou, cât și pe drum. Și deși tremuratul într-un compartiment de tren și așezarea pe scaun nu sunt exact același lucru, accesul la informații ar trebui să fie uneori același. Tehnologiile GPRS și EDGE sunt introduse în sistemul nostru viata de zi cu zi. Deci, ce fel de fructe sunt acestea și să încercăm să ne dăm seama.

De unde a venit GPRS-ul in Rus'?

GPRS – înseamnă General Packet Radio Service, în opinia noastră – „transmisie de date fără fir”. Această tehnologie a fost implementată acum de toți operatorii globali comunicare celulară. Mai mult, acest lucru s-a făcut în străinătate mult mai devreme decât în ​​Rusia (în general, epoca rețelelor GSM „burgheze” este cu 7-10 ani mai veche decât a noastră).

Inițial, rețelele GSM deja utilizate au fost „ajustate” pentru GPRS. Care este principiul de funcționare? Pentru a nu fi prea blocat în terminologia tehnică, să menționăm rata de transmisie a datelor într-un interval de timp (interval de timp) al unui canal radio. Există doar patru dintre ele - CS1, CS2, CS3, CS4.

La Comunicatie vocala sau transmisie de date, abonatului i se alocă o parte a căii radio la o viteză de aproximativ 9,6 kbit/s. Canalul radio dedicat este împărțit în intervale de timp (interval de timp), numărul acestora variază în funcție de capacitățile telefonului și de congestionarea rețelei. Transmisie GPRSși se întâmplă doar prin gratuit pe acest moment intervale de timp. Viteza, după cum vedem, nu este atât de mare. Acest lucru se datorează faptului că inițial rețelele GSM au fost concepute special pentru servicii de voce, iar când nevoia de transmitere a datelor a izbit din senin, rețelele de acest tip au intrat pentru prima dată sub privirea dezvoltatorilor. Așa că au făcut rețele GSM, strângând maximum din ele, în timp ce au dat seama că aceasta este doar o alternativă temporară și că trebuie să dezvolte rețele în funcție de profilul lor.

Introducerea GPRS „în Rusia” a avut loc mai târziu, dar în condiții ceva mai bune, deoarece furnizorii străini au început de la zero, iar după un timp a fost nevoie de modernizarea echipamentelor. Rețelele noastre sunt relativ tinere, în comparație cu cele străine; operatorii noștri nu trebuie să investească în modernizarea echipamentelor învechite - ei urmează calea bătută, achiziționând echipamente compatibile GPRS ultima generatie, care, de altfel, suportă deja EDGE (această tehnologie va fi discutată mai târziu).

În Rusia, aproape totul operatori federali oferă servicii bazate pe GPRS (Beeline, Megafon, MTS, companii regionale). Din ce în ce mai multe teritorii ale vastei noastre patrii sunt acoperite internet mobil.

Furnizorii furnizează statistici diferite privind utilizarea GPRS - numerele variază în funcție de regiune, ora din zi, abonat și echipamentul operatorului - de la 6 la 45% din baza de abonați.

Telefoanele cu suport GPRS sunt împărțite în 12 clase de viteză (MultySlot Class). Viteza de transfer de date - până la 40 kbit/s. și altele. Telefoanele sunt, de asemenea, clasificate în funcție de modul în care funcționează cu datele și vocea (clasa GPRS). Telefoanele din clasa A pot transmite simultan date și voce. Clasa B nu vă permite să o faceți în același timp. Clasa C acceptă una dintre metode în mod selectiv.

În ciuda schimbărilor pozitive, suntem încă departe de Japonia și Filipine, lideri recunoscuți în distribuția și utilizarea GPRS.

Deși situația noastră se îmbunătățește treptat - veniturile operatorilor din introducerea GPRS cresc treptat în veniturile totale.

Potrivit experților, GPRS în Rusia devine din ce în ce mai popular din următoarele motive:

  • Piața de conținut mobil se dezvoltă activ. În prezent, există câteva sute de resurse WAP care operează în RuNet, pentru care GPRS servește drept „ vehicul».
  • Numărul de telefoane care acceptă GPRS este acum în majoritatea absolută.
  • Operatorii încep treptat să introducă roamingul GPRS.

Dar nu este fără dificultăți - tehnice și chiar strategice. Unul dintre principalele dezavantaje ale GPRS în Rusia astăzi este viteza redusă. Teoretic viteza maxima transferul de date folosind tehnologia GPRS ajunge la 171,3 kbit/s. De fapt, este mult mai mic și depinde de mulți motive obiective, și anume:

  • Pentru a opera GPRS, se utilizează echipamente care pot suporta scheme de viteză mai mică (CS1–CS2) sau scheme de viteză mai mare (CS4). Unele stații de bază celulare mai vechi nu pot funcționa cu schemele CS3–CS4. Desigur, furnizorii sunt bine conștienți de situația actuală și, dacă este posibil, înlocuiesc echipamentele cu altele mai moderne.
  • Numărul de solicitări de la telefonul unui abonat și numărul de intervale de timp libere pe care echipamentul le poate aloca pot să nu coincidă întotdeauna, în funcție de clasa de echipament, telefon și pur și simplu congestionarea rețelei.
  • Astăzi puteți investi bani în servicii bazate pe GPRS fără teamă, dar totuși acestea sunt încă pe locul doi sau al treilea ca importanță pentru operatori. Dacă astăzi suntem atrași de ceva, este vorba de tarife cu prețuri ridicole pentru comunicațiile vocale. Drept urmare, spunem noi, creșteți încărcarea în rețea și... uitați complet de GPRS, care este aproape imposibil de utilizat în astfel de condiții. Cred că toți locuitorii orașelor mari vor fi de acord cu mine.
  • Prețul pentru 1 MB de trafic GPRS în Rusia este obiectiv mai mic decât în ​​străinătate. Aceasta înseamnă că oamenii tind să folosească Internetul mobil și mai activ, încărcând astfel rețeaua.
  • Numărul de utilizatori MMS înregistrați și potențiali este disproporționat mai mic decât este în realitate, dar MMS este, de asemenea, un serviciu bazat pe GPRS și unul care este promovat în mod activ. Nici capacitatea de rețea nu este suficientă.
  • Există reclame la televizor din când în când - „trimite asta, primește asta”. Desigur, toate aceste imagini, melodii și jocuri sunt primite și prin intermediul internetului mobil.

După cum puteți vedea, totul nu este foarte roz. Și acum, nevoia de implementare a următoarei rețele de generația a treia (3G) ne respiră pe gât, ceea ce pune deja la îndoială extinderea în continuare a rețelelor GPRS. Dar, deși comunicația GSM este încă vie, merită să ne amintim o altă tehnologie minunată de transmisie a datelor - EDGE. Este o continuare necesară a GPRS, dovadă fiind decodificarea numelui - Enhanced Data for Global Evolution.

EDGE vs GPRS

Viteza de transfer de informații folosind tehnologia EDGE este de 3 ori mai mare decât atunci când utilizați GPRS - până la 474,6 Kb/s (din nou, teoretic). EDGE vă permite să transmiteți/primiți date în intervalul de frecvență existent tipic rețelelor GSM utilizate astăzi, dar cu capabilități caracteristice generației 3G.

EDGE își începe istoria la sfârșitul anilor 90. Ericsson l-a dezvoltat inițial pentru rețelele D-AMPS. Dar am încercat să o implementez și în rețeaua GSM, nu fără ceva experiență, deoarece tehnologia EDGE este o nouă modulație în canalul radio al stației de bază și dispozitiv mobil. Pentru utilizare ulterioară Această tehnologie în cadrul rețelelor existente necesită transmițătoare compatibile EDGE care convertesc semnalul pe drumul către stația de bază și telefoane care acceptă EDGE (numărul lor este în continuă creștere, dar încă nu este suficient). Aș recomanda ca atunci când cumpărați un telefon nou, să fiți atenți dacă acesta acceptă EDGE.

După cum sa menționat deja, operatorii ruși și-au început activitatea prin achiziționarea inițială de echipamente moderne, care erau mai „avansate” în comparație cu echipamentele operatorilor străini. În plus, vârful popularității comunicatii mobileîn Rusia a venit exact la timp - la acel moment, EDGE tocmai începuse să fie implementat în străinătate. Pentru operatorii ruși, o serie întreagă de probleme au dispărut astfel - noul lor echipament era gata să funcționeze cu EDGE. Rămân însă și alte întrebări, și anume: permisiunea administrativă de a folosi această tehnologie, deoarece aici avem un tip ușor diferit de modulare a semnalului (ce ar fi dacă mașinațiunile burgheze? :)). În plus, este necesar să se revizuiască toate echipamentele pentru compatibilitatea cu EDGE, să-l optimizeze (ținând cont de toate problemele existente cu GPRS). Este pur și simplu necesar să se extindă capacitatea rețelei - la urma urmei, odată cu introducerea EDGE, sarcina acestora se va dubla sau tripla.

Ce avem?

Așadar, singura opțiune de acces rapid (sau relativ rapid) la Internet folosind un telefon mobil este GPRS. În ciuda deficiențelor (viteză mică, capriciile rețelei), acest lucru este mai bine decât nimic - EDGE vine, dar nu a sosit încă. Deși dacă ești norocos și orașul tău se află deja sub „EJ”, atunci poți experimenta în siguranță.

Vreau imediat să atenuez puțin așteptările naive de la super-viteze. Având în vedere dezorganizarea structurală a rețelelor GSM (acesta nu este un semn al „mizeriei” originale rusești, ci o consecință a faptului că au o topologie „ arhitectura deschisa„și sunt în mod constant copleșiți de suplimente, iar operatorii experimentează cu echipamente și software), nu va exista un transfer de date foarte rapid. Pregătește-te pentru viteze de 140-150 kbps. Dar asta nu e rău, nu? :)

Sfaturi pentru utilizatorii GPRS și EDGE - dacă trebuie să lucrați pe îndelete cu Internetul și aveți totul pentru asta (telefon, cabluri, computer, software), atunci este mai bine să vă conectați undeva în afara orașului - într-un sat, într-o țară casa. De regulă, dacă aceste locuri se află în zona de acces a rețelei GSM, atunci în mod clar nu este supraîncărcat (acolo încă au încredere în transmisia de pachete de date fără fir conform standardului OBS - „o femeie a spus” :)) Puteți naviga pe rețea mai rapid decât în ​​oraș și mai bine pentru sănătate...

Tehnologia EDGE: ce este și de ce este necesară?

Ultimul Congres Mondial 3GSM, și după acesta expoziția CeBIT 2006 de la Hanovra, a adus cu ei o mulțime de anunțuri de telefoane mobile noi care suportă tehnologia EDGE (Enhanced Data for Global Evolution sau, după cum auzi uneori, Enhanced Data rates for GSM Evolution) . Aceasta nu este o coincidență, deși vânzătorii telefoane mobile acordă din ce în ce mai multă atenție suportării standardelor de a treia generație (3G), precum CDMA2000 1x, W-CDMA și UMTS, dezvoltarea rețelelor 3G este extrem de lentă, iar interesul pentru a doua generație (2G) și a doua și jumătate (2,5). G) rețelele nu slăbesc, ci, dimpotrivă, crește, atât pe piețele țărilor în curs de dezvoltare, cât și pe piețele țărilor dezvoltate.

Evoluția standardelor celulare

În numele „propedeuticii fără vărsare de sânge”, mă voi întoarce puțin în istorie și voi vorbi despre ce generații de standarde de comunicare celulară sunt acum cunoscute științei. Aceia dintre voi care sunt deja familiarizați cu această problemă pot sări imediat la următoarea secțiune, care este dedicată special tehnologiei EDGE.

ISO, standarde prima generatie comunicațiile celulare (1G), (dezvoltat în 1978, introdus în 1981) și (introdus în 1983), erau analogice: vocea umană de joasă frecvență era transmisă pe o purtătoare de înaltă frecvență (~450 MHz în cazul NMT și 820). -890 MHz în cazul AMPS) folosind o schemă de modulație amplitudine-frecvență. Pentru a asigura comunicarea între mai multe persoane în același timp, în standardul AMPS, de exemplu, intervalele de frecvență au fost împărțite în canale largi de 30 kHz; această abordare a fost numită FDMA (Frequency Division Multiple Access). Standardele de prima generație au fost create și au oferit exclusiv comunicații vocale.

Standarde a doua generație(2G), precum (sistemul global pentru comunicații mobile) și (Code Division Multiple Access), au adus cu ei mai multe inovații. Pe lângă diviziunea în frecvență a canalelor de comunicație FDMA, vocea unei persoane a fost acum digitizată (codificare), adică o voce modulată a fost transmisă prin canalul de comunicație, ca în standardul 1G. frecvență purtătoare, dar nu mai semnal analog, ci un cod digital. In acest trasatura comuna toate standardele de a doua generație. Ele diferă în metodele de „compresie” sau împărțirea canalelor: GSM utilizează abordarea multiplex cu diviziune în timp TDMA (Time Division Multiple Access), iar CDMA utilizează diviziunea prin cod a canalelor de comunicație (Code Division Multiple Access), motiv pentru care acest standard este numit așa. Au fost create și standarde de a doua generație pentru a oferi Comunicatie vocala, dar datorită „natura lor digitală” și în legătură cu necesitatea apărută în timpul răspândirii Global Web de a oferi acces la Internet prin intermediul telefoanelor mobile, au oferit posibilitatea de a transmite date digitale prin intermediul unui telefon mobil, ca un modem cu fir obișnuit. . Inițial, standardele de a doua generație nu au oferit un nivel ridicat lățime de bandă: GSM ar putea oferi doar 9600 bps (exact cât este necesar pentru a furniza comunicații vocale într-un canal „comprimat” folosind TDMA), CDMA câteva zeci de Kbps.

În standarde a treia generatie(3G), principala cerință pentru care, conform specificațiilor Uniunii Internaționale de Telecomunicații (ITU) IMT-2000, a fost asigurarea unei comunicații video cel puțin în rezoluție QVGA (320x240), a fost necesară realizarea unei capacități de transmitere a datelor digitale. de cel puțin 384 Kbps. Pentru a rezolva această problemă, a crescut benzile de frecvență (W-CDMA, Wideband CDMA) sau cantitate mare canale de frecvență utilizate simultan (CDMA2000). Apropo, inițial standardul CDMA2000 nu a putut oferi debitul necesar (oferind doar 153 Kbps), cu toate acestea, odată cu introducerea de noi scheme de modulare și tehnologii de multiplexare folosind purtători ortogonali în „suplimentele” 1x RTT și EV-DO, pragul a fost de 384 Kbps s a fost depășit cu succes. Și o tehnologie de transmisie de date precum CDMA2000 1x EV-DV va trebui să ofere un debit de până la 2 Mbit/s, în timp ce tehnologia HSDPA (High-Speed ​​​​Downlink Packet Access) este în prezent dezvoltată și promovată în rețelele W-CDMA până la 14,4 Mbit/s.

În plus, se lucrează în prezent în Japonia, Coreea de Sud și China privind standardele pentru următoarele: a patra generație, care va putea, pe viitor, să ofere viteze de transmisie și recepție a datelor digitale de peste 20 Mbit/s, devenind astfel o alternativă la rețelele de bandă largă cu fir.

Cu toate acestea, în ciuda tuturor perspectivelor pe care le promit rețelele de a treia generație, nu mulți se grăbesc să treacă la ele. Există multe motive pentru aceasta: costul ridicat al telefoanelor, cauzat de necesitatea returnării fondurilor investite în cercetare și dezvoltare; și costul ridicat al timpului de antenă asociat costului ridicat al licențelor pentru benzile de frecvență și nevoia de a trece la echipamente care sunt incompatibile cu infrastructura existentă; si putin timp durata de viata a bateriei din cauza încărcării excesiv de mari (comparativ cu dispozitivele din a doua generație) atunci când se transferă cantități mari de date. În același timp, standardul GSM de a doua generație, datorită posibilității inerente de roaming global și a costului mai mic al dispozitivelor și al timpului de difuzare (aici politica de licențiere a principalului furnizor de tehnologii CDMA, Qualcomm, a jucat o glumă crudă pe el), a devenit cu adevărat global, iar anul trecut numărul de abonați GSM a depășit 1 miliard de oameni. A nu profita de situație ar fi greșit atât din punctul de vedere al operatorilor care ar dori să crească veniturile medii per abonat (ARPU) și să asigure furnizarea de servicii competitive cu cele ale rețelelor 3G, cât și din partea utilizatorilor care ar dori sa aiba acces mobilîn internet. Ceea ce s-a întâmplat mai târziu cu acest standard poate fi numit un mic miracol: a fost inventat abordare evolutivă, al cărui scop final a fost transformarea GSM într-un standard de a treia generație compatibil cu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Strict vorbind, accesul la internet mobil este disponibil de mult timp: tehnologia CSD (Circuit-Switched Data) a făcut posibilă realizarea unei conexiuni prin modem la o viteză de 9600 bps, dar, în primul rând, a fost incomod din cauza vitezei reduse, iar în al doilea rând datorită facturării pe minut. Prin urmare, în primul rând, a fost inventată și implementată tehnologia de transmisie a datelor (General Packet Radio Service), ceea ce a marcat începutul tranziției către o abordare de pachete, iar apoi tehnologia EDGE. Apropo, există și o tehnologie alternativă la GPRS, HSCSD (High-Speed ​​​​Circuit Switched Data), dar este mai puțin obișnuită, deoarece implică și facturare pe minut, în timp ce GPRS ia în considerare redirecționarea pachetelor de trafic. Aceasta este principala diferență dintre GPRS și diverse tehnologii pe baza abordării CSD: în primul caz, terminalul de abonat trimite pachete prin aer care călătoresc prin canale arbitrare către destinație; în al doilea, se stabilește o conexiune punct la punct între terminal și stația de bază (funcționând ca router) folosind un canal de comunicare standard sau extins. Standardul GSM cu tehnologie GPRS ocupă o poziție intermediară între a doua și a treia generație de comunicații, de aceea este adesea numit a doua generație și jumătate (2.5G). Se mai numește așa, deoarece GPRS marchează punctul de jumătate al rețelelor GSM/GPRS către compatibilitatea cu UMTS.

Tehnologia EDGE, după cum ați putea ghici din numele său (care poate fi tradus ca „rate îmbunătățite de transfer de date pentru evoluția standardului GSM”) joacă două roluri simultan: în primul rând, oferă un randament mai mare pentru transmiterea și primirea datelor și, în al doilea rând, , servește ca un alt pas pe calea de la GSM la UMTS. Primul pas, introducerea GPRS, a fost deja făcut. Al doilea pas este chiar după colț - implementarea EDGE a început deja în lume și în țara noastră.

Harta de acoperire a rețelei EDGE a operatorului Megafon din Moscova (la sfârșitul lunii februarie 2006)

EDGE ce este și cu ce se mănâncă?

Tehnologia EDGE poate fi implementată în două moduri diferite: ca extensie a GPRS, caz în care ar trebui să fie numită EGPRS (GPRS îmbunătățit), sau ca extensie a CSD (ECSD). Având în vedere că GPRS este mult mai răspândit decât HSCSD, să ne uităm la EGPRS.

1. EDGE nu este un nou standard celular.

Cu toate acestea, EDGE implică un strat fizic suplimentar care poate fi utilizat pentru a crește debitul serviciilor GPRS sau HSCSD. În același timp, serviciile în sine sunt furnizate exact în același mod ca înainte. Teoretic, serviciul GPRS este capabil să ofere un debit de până la 160 Kbps (la nivel fizic, în practică, dispozitivele care acceptă GPRS Clasa 10 sau 4+1/3+2 oferă doar până la 38-42 Kbpsși apoi, dacă aglomerația rețelei celulare permite), și EGPRS până la 384-473,6 Kbit/s. Acest lucru necesită utilizarea unei noi scheme de modulare, a unor noi metode de codificare a canalelor și de corectare a erorilor.

2. EDGE, de fapt, este un „add-on” (sau mai bine zis, o ajustare, dacă presupunem că stratul fizic este mai jos decât celelalte) la GPRS și nu poate exista separat de GPRS. EDGE, așa cum sa menționat mai sus, implică utilizarea altor scheme de modulare și cod, menținând în același timp compatibilitatea cu serviciul de voce CSD.




Figura 1. Nodurile modificate sunt prezentate cu galben.

Astfel, din punctul de vedere al terminalului client, nimic nu ar trebui să se schimbe odată cu introducerea EDGE. Cu toate acestea, infrastructura stației de bază va suferi unele modificări (vezi Fig. 1), deși nu prea grave. Pe lângă creșterea capacității de transmisie a datelor, introducerea EDGE crește capacitatea rețelei celulare: acum mai mulți utilizatori pot fi „împachetati” în același interval orar, prin urmare, sperăm că nu puteți primi cel mult un mesaj „rețea ocupată”. momente inoportune.


Tabelul 1. Caracteristici comparative EDGE și GPRS
GPRS MARGINE
Schema de modulare GMSK 8-PSK/GMSK
Rată simbol 270 de mii pe secundă 270 de mii pe secundă
Lățimea de bandă 270 Kbps 810 Kbps
Lățime de bandă pe interval de timp 22,8 Kbps 69,2 Kbps
Rata de transfer de date pe interval de timp 20 Kbps (CS4) 59,2 Kbps (MCS9)
Rata de transfer de date folosind 8 intervale de timp 160 (182,4) Kbps 473,6 (553,6) Kbps

Tabelul 1 ilustrează diferite specificații EDGE și GPRS. Deși atât EDGE cât și GPRS sunt trimise pe unitate de timp acelasi numar simboluri, datorită utilizării unei scheme de modulare diferite, numărul de biți de date din EDGE este de trei ori mai mare. Să facem imediat o rezervare aici că valorile ratelor de transfer și de transfer de date prezentate în tabel diferă unele de altele datorită faptului că primul ia în considerare și anteturile de pachete care nu sunt necesare pentru utilizator. Ei bine, rata maximă de transfer de date de 384 Kbps (necesară pentru a respecta specificațiile IMT-2000) se obține dacă sunt utilizate opt intervale de timp, adică 48 Kbps per interval de timp.

Schema de modulare EDGE

Standardul GSM utilizează schema de modulație GMSK (gaussian minimum shift keying), care este un tip de modulație de fază a semnalului. Pentru a explica principiul circuitului GMSK, luați în considerare diagrama de fază din Fig. 2, care arată părțile reale (I) și imaginare (Q) ale semnalului complex. Faza logicii transmise „0” și „1” diferă una de cealaltă prin faza p. Fiecare caracter transmis pe unitatea de timp corespunde unui bit.




Figura 2. Scheme de modulație diferite în GPRS și EDGE.

Tehnologia EDGE utilizează o schemă de modulație 8PSK (schimbarea cu 8 faze, schimbarea de fază, după cum se poate vedea din figură, este egală cu p / 4), folosind aceleași specificații privind structura canalului de frecvență, codificare și lățime de bandă ca și în GSM/ GPRS. În consecință, canalele de frecvență adiacente creează exact aceeași interferență reciprocă ca și în GSM/GPRS. Schimbarea de fază mai mică între simboluri, care acum codifică nu un bit, ci trei (simbolurile corespund combinațiilor 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 și 111), face sarcina de detectare mai dificilă, mai ales dacă nivelul semnalului este scăzut. Totuși, în condiții nivel bun semnal și recepție stabilă, nu este greu să discriminați fiecare personaj.

Codificare

GPRS poate folosi patru scheme de codare diferite: CS1, CS2, CS3 și CS4, fiecare dintre ele utilizând propriul algoritm de corectare a erorilor. Au fost dezvoltate nouă scheme de codare pentru EGPRS, respectiv MCS1..MCS9, al căror scop este, de asemenea, de a oferi corectarea erorilor. Mai mult, „junior” MSC1..MSC4 folosește schema de modulație GMSK, iar „senior” MSC5..MSC9 folosește schema de modulație 8PSK. Figura 3 arată dependența ratei de transfer de date de utilizarea diferitelor scheme de modulare cuplate cu diferite scheme de codare (rata de transfer de date variază în funcție de cât de multă informație redundantă necesară pentru ca algoritmii de corectare a erorilor să funcționeze sunt incluse în fiecare pachet codificat). Nu este greu de ghicit că, cu cât condițiile de recepție sunt mai proaste (raportul semnal-zgomot), cu atât mai multe informații redundante trebuie incluse în fiecare pachet și, prin urmare, viteza mai mica transmiterea datelor. Ușoară diferență în rata de date observată între CS1 și MCS1, CS2 și MCS2 etc. se datorează diferenței de dimensiune a antetelor pachetelor.




Figura 3. Scheme de coduri diferite în GPRS și EDGE.

Cu toate acestea, dacă raportul semnal-zgomot este mic, nu totul este pierdut: schemele mai vechi de coduri de modulație EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 oferă o procedură de „suprapunere”: deoarece standardul este capabil să trimită grupuri de pachete pe diferiți purtători ( în gama de frecvente), pentru fiecare dintre acestea condițiile (și mai presus de toate, „zgomotul”) pot fi diferite, în acest caz, retransmisia întregului bloc poate fi evitată dacă știți în ce grup a avut loc defecțiunea și retransmiteți acest grup anume. Spre deosebire de cel mai vechi schema de cod GPRS CS4, care nu utilizează un algoritm similar de corectare a erorilor, în EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 diferite blocuri de date sunt „suprapuse” unul peste celălalt, deci dacă unul dintre grupuri eșuează (așa cum se arată în figură), doar jumătate din pachetele trebuie retransmise (vezi Fig. 4).




Figura 4. Utilizarea suprapunerii grupului de pachete în EDGE.

Procesarea pachetelor

Dacă, dintr-un motiv oarecare, un pachet trimis folosind scheme de codare „superioare” nu a fost primit corect, EGPRS permite retransmiterea acestuia folosind o schemă de codare „inferioară”. În GPRS, o astfel de caracteristică, numită „resegmentare”, nu a fost furnizată: un pachet primit incorect este trimis din nou folosind aceeași schemă de codare de modulare ca și data anterioară.

Fereastra de adresare

Înainte ca o secvență de pachete codificate (adică în care sunt codificate „cuvinte” formate din mai mulți biți) (un cadru) poate fi transmisă prin interfața RF, transmițătorul atribuie pachetele. un număr de identificare, incluse în antetul fiecărui pachet. Numerele pachetelor în GPRS variază de la 1 la 128. După ce o secvență de pachete (de exemplu, 10 bucăți) este trimisă destinatarului, emițătorul așteaptă confirmarea de la receptor că acestea au fost primite. Raportul pe care receptorul îl trimite înapoi la emițător conține numerele de pachete care au fost decodate cu succes și cele pe care receptorul nu le-a putut decoda. Nuanță importantă: numerele pachetelor variază de la 1 la 128, iar lățimea ferestrei de adrese este de numai 64, drept urmare un pachet nou transmis poate primi același număr ca în cadrul precedent. În acest caz, protocolul este forțat să retrimite întregul cadru curent, ceea ce afectează negativ rata globală de transfer de date. Pentru a reduce riscul ca o astfel de situație să apară în EGPRS, numărul pachetului poate lua valori de la 1 la 2048, iar fereastra de adrese este mărită la 1024.

Precizia măsurătorilor

Pentru a asigura funcționarea corectă a tehnologiei GPRS într-un mediu GSM, este necesară măsurarea constantă a condițiilor radio: nivelul semnalului/zgomotului în canal, rata de eroare etc. Aceste măsurători nu afectează în niciun fel calitatea comunicației vocale, unde este suficient să folosiți în mod constant aceeași schemă de codare. La transmiterea datelor către GPRS, măsurarea condițiilor radio este posibilă doar în „pauze” de două ori într-o perioadă de 240 ms. Pentru a nu aștepta la fiecare 120 ms, EGPRS determină un parametru precum probabilitatea de eroare a bitului (BEP) în fiecare cadru. Valoarea BEP este afectată atât de raportul semnal-zgomot, cât și de dispersia în timp a semnalului și de viteza terminalului. Variația BEP de la cadru la cadru oferă o estimare a vitezei terminalului și a fluctuației de frecvență, dar pentru o estimare mai precisă, se utilizează probabilitatea medie de eroare a biților pe patru cadre și deviația standard a eșantionului. Datorită acestui fapt, EGPRS răspunde mai rapid la condițiile în schimbare: crește rata de transfer de date atunci când BEP scade și invers.

Controlul vitezei de conectare în EGPRS

EGPRS utilizează o combinație de două abordări: ajustarea vitezei de legătură și redundanța incrementală. Reglarea vitezei de conectare, măsurată fie de terminalul mobil prin cantitatea de date primite pe unitatea de timp, fie de stația de bază după cantitatea, respectiv, de date transmise, vă permite să selectați schema optimă de coduri de modulație pentru volumele ulterioare de date. De obicei, utilizarea unei noi scheme de cod de modulație poate fi atribuită atunci când se transmite un nou bloc (din patru grupuri) de date.

Redundanța incrementală este aplicată inițial celei mai înalte scheme de coduri de modulație, MCS9, cu puțină atenție la corectarea erorilor și fără luarea în considerare a condițiilor radio. Dacă informația nu este decodificată corect de către destinatar, nu datele în sine sunt transmise prin canalul de comunicație, ci un anumit cod de control care este „adăugat” (utilizat pentru conversie) la datele deja descărcate până când datele sunt decodificate cu succes. Fiecare astfel de „piesă incrementală” cod suplimentar crește probabilitatea decriptării cu succes a datelor transmise aici este redundanța. Principalul avantaj al acestei abordări este că nu este necesară monitorizarea calității comunicațiilor radio, motiv pentru care redundanța incrementală este obligatorie în standardul EGPRS pentru terminalele mobile.

Integrarea EGPRS în rețelele GSM/GPRS existente UMTS este chiar după colț!

După cum am menționat mai sus, principala diferență dintre GPRS și EGPRS este utilizarea unei scheme de modulare diferite la nivel fizic. Prin urmare, pentru a suporta EGPRS, este suficient să instalați un transceiver la stația de bază care acceptă noi scheme de modulație și software pentru procesarea pachetelor. Pentru a asigura compatibilitatea cu telefoanele mobile non-EDGE, standardul prevede următoarele:

  • Terminalele mobile EDGE și non-EDGE trebuie să poată utiliza același interval orar
  • Transceiverele EDGE și non-EDGE trebuie să utilizeze același interval de frecvență
  • Posibil suport parțial EDGE
Pentru a facilita procesul de introducere pe piață a noilor telefoane mobile, s-a decis împărțirea terminalelor compatibile EDGE în două clase:
  • Sprijină schema de modulație 8PSK numai în fluxul de date de recepție (downlink) și
  • Suportă 8PSK atât în ​​fluxurile de date de recepție, cât și de transmisie (uplink).

Introducerea EGPRS, așa cum sa menționat mai sus, vă permite să obțineți un randament care este de aproximativ trei ori mai mare decât în ​​tehnologia GPRS. În acest caz, se folosesc exact aceleași profiluri QoS (calitatea serviciului) ca și în GPRS, dar ținând cont de lățimea de bandă crescută. Pe lângă faptul că necesită instalarea unui transceiver la stația de bază, suportul EGPRS necesită o actualizare software care va trebui să gestioneze protocolul de pachete modificat.

Următorul pas evolutiv pe calea sistemelor de comunicații celulare GSM/EDGE către rețelele de a treia generație „cu drepturi depline” va fi îmbunătățirea în continuare a serviciilor de transmitere a pachetelor (date) pentru a asigura compatibilitatea acestora cu UMTS/UTRAN (rețeaua de acces radio terestră UMTS). Aceste îmbunătățiri sunt în prezent în curs de revizuire și cel mai probabil vor fi incluse într-o versiune viitoare a specificațiilor 3GPP (3G Partnership Project). Principala diferență dintre GERAN și cel implementat în în prezent Tehnologiile EDGE vor suporta QoS pentru cursuri interactive, de fundal, streaming și conversație. Suportul pentru aceste clase QoS este deja disponibil în UMTS, ceea ce face posibilă, de exemplu, comunicarea video în rețele UMTS (să zicem, W-CDMA 2100 sau 1900 MHz). În plus, în viitoarea generație EDGE este planificat să ofere simultan procesare paralelă fluxuri de date cu diferite priorități QoS.

Ce este EDGE. Avantajele sale

ÎN În ultima vreme pe rafturile magazinelor noastre apare din ce în ce mai mult un cuvânt misterios MARGINE. Ce este această fiară teribilă, ce avantaje oferă această tehnologie și care este viitorul ei în Rusia?

Inițial, EDGE a fost conceput ca o extensie a tehnologiei GPRS. Au început să vorbească despre asta în 1997 la ESTI (Institutul European de Standardizare a Telecomunicațiilor). În același timp, prima sa decodare a fost prezentată ca Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Advanced Data Transmission Technology for Dezvoltare GSM). EDGE folosește codarea cu deplasare de fază în opt poziții (8-PSK), care oferă aproximativ dublul vitezei maxime față de GPRS - este de 384 Kbps, în timp ce viteza maximă teoretică a GPRS este de 171 Kbps. Desigur, viteza reală este mult mai mică. Pentru a transmite informații, EDGE, la fel ca GPRS, utilizează intervale de timp (segmente de timp ale unui cadru). Există o politică identică cu GPRS pentru distribuirea intervalelor de timp între canale pentru recepție și transmisie. Un alt avantaj este că debitul maxim într-un interval de timp este de 48 kbit/s (față de 9,6 kbit/s pentru GPRS). Desigur, o astfel de viteză este atinsă numai cu o recepție ideală; în realitate, totul va fi mult mai rău. În funcție de calitatea comunicației, sunt furnizați 9 algoritmi de codare de la MCS-1 la MCS-9 (acesta din urmă are cea mai mică redundanță de codare și, prin urmare, cea mai rapidă).

Ulterior, odată cu apariția specificației de rețea de a 3-a generație, numele MARGINE a fost parafrazată și acum reprezintă Rate de date îmbunătățite pentru Global Evolution(Tehnologie avansată de transmisie a datelor pentru Dezvoltare globală). Deci, putem spune că EDGE este o legătură de tranziție cu drepturi depline pe drumul către 3G sau, așa cum se numește uneori, 2.5G.

Aplicația principală a EDGE– acesta este acces la Internet de mare viteză, organizare birou mobil– un lucru indispensabil pentru oamenii de afaceri. Și, de asemenea, oportunități precum: partajarea de imagini, fotografii și alte informații prin același Internet, vizionare streaming video, radio pe Internet, redirecționare fax, e-mail și multe, multe alte lucruri interesante. Pe baza avantajelor sale, putem spune că tehnologia EDGE este concepută pentru 2 clase diferite de populație: oameni de afaceri, pentru care este important să fie mereu la curent cu ultimele evenimente, și adolescenți pentru care Internetul este un mod de viață. .

La întrebarea ce mai bun decât GPRS sau EDGE, de asemenea, este imposibil de dat un răspuns cert, deși în momentul de față utilizarea GPRS este mai justificată decât utilizarea EDGE. Acest lucru se datorează în principal faptului că GPRS este răspândit peste tot, iar EDGE abia începe să se răspândească în Rusia. Dar EDGE, spre deosebire de Conexiune GPRS care este foarte instabilă, iar viteza în cazuri rare crește peste 56 Kbps, există două avantaje incomparabile: viteza mare și calitatea comunicației. Prin urmare, tehnologia EDGE are toate șansele să înlocuiască tehnologia GPRS învechită.

Acest articol vorbește despre retele mobile a doua și a treia generație. Sunt descrise tehnologii precum GSM, GPRS, EDGE și UMTS. Avantajele și dezavantajele lor, precum și etapele dezvoltării acestor tehnologii în Rusia.

GSM

Mai întâi, să ne dăm seama ce este GSM. GSM (de la numele grupului Groupe Spécial Mobile, redenumit ulterior Global System pentru Comunicații mobile) - global standard digital pentru comunicații mobile celulare. Dezvoltat sub auspiciile Institutului European de Standardizare a Telecomunicațiilor (ETSI) la sfârșitul anilor 80.

GSM aparține rețelelor de a doua generație (Generația 2), deși din 2006 se află condiționat în faza 2.5G (1G - comunicații celulare analogice, 2G - comunicații celulare digitale, 3G - comunicații celulare digitale în bandă largă, comutată de un computer multifuncțional rețele, inclusiv Internet). GSM este de departe cel mai comun standard de comunicare. Potrivit asociației GSMA pe acest standard reprezintă 82% din piața globală de comunicații mobile, 29% din populație glob utilizează tehnologii GSM globale. GSMA include în prezent operatori din peste 210 de țări și teritorii.

GPRS

Abrevierea GPRS înseamnă General Packet Radio Service. GPRS este sistem batch transmisia de date, care funcționează similar cu Internetul. Întregul flux de date al expeditorului este împărțit în pachete separate și apoi livrat destinatarului, unde pachetele sunt colectate împreună și nu este deloc necesar ca toate pachetele să ia aceeași rută. La începutul unei sesiuni GPRS, fiecărui terminal GPRS i se atribuie propria sa adresă unică, protocolul GPRS este transparent pentru TCP/IP, astfel încât integrarea rețelei GPRS cu Internetul are loc neobservat de către Utilizator final. Deci, GPRS este un fel de supliment la tehnologia de comunicații mobile GSM, care vă permite să transferați date mult mai rapid decât într-o rețea GSM obișnuită. Dacă în rețeaua GSM poți obține maxim 14,4 Kbit/s, atunci maximul teoretic în GPRS este de 171,2 Kbit/s la utilizare deplină, dar în practică fluctuează în jurul valorii de 56 Kbps.

MARGINE

Tehnologia EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) este o etapă intermediară între tehnologia GPRS și standardele de comunicare de generație 3G, de exemplu, tehnologia UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - Sistem universal comunicații mobile). EDGE vă permite să accesați rețeaua la viteze și mai mari. Comparativ cu GPRS, viteza de conectare prin EDGE este de aproximativ trei ori mai mare. Dacă GSM suportă o viteză de 9,6 kbit/s, atunci în GPRS crește la 172 kbit/s, iar în EDGE la 384 kbit/s (valoare teoretică).

Principalul avantaj al EDGE față de GPRS este, desigur, viteza. Cu tarife similare, un abonat poate transmite volume mari de informații în același timp și cu același număr de intervale de timp radio utilizate ca prin GPRS. Tarifarea depinde din nou nu de durata conexiunii, ci de volumul de date transferate. Ca urmare, utilizarea serviciilor de acces la resurse WAP, Internet, transmisie Mesaje MMS deveni mai eficient. În plus, EDGE face posibilă efectuarea cu mai multă încredere a unor operațiuni precum descărcarea de videoclipuri și fișiere MP3, vizionarea videoclipurilor, trimiterea și primirea e-mailuri cu aplicații imbricate.

UMTS, Universal Mobile Telecommunications System (USMS) este o tehnologie de comunicații celulare de a treia generație.

UMTS vă permite să mențineți rata de transfer de informații la un nivel teoretic de cel puțin 14 Mbit pe secundă. atunci când utilizați tehnologia radio în bandă largă fără fir care utilizează transmisia de pachete de date, așa-numita HSDPA (High-Speed ​​​​Packet Access). Cu toate acestea, în acest moment cel mai mult viteze mari sunt considerate 384 Kbps pt stații mobile Tehnologii R99 și 3,6 Mbit/s pentru stațiile HSDPA în modul de transfer de date de la stația de bază la terminalul mobil. Dar acesta este un progres indubitabil în comparație cu a doua și a treia generație de rețele de comunicații și împreună cu alte tehnologii. transmisie fără fir date (PHS, WLAN) vă permite să accesați world wide webși alte servicii prin utilizarea stațiilor mobile.

Din 2006, tehnologia transmisiei de mare viteză a pachetelor de date de la stația de bază la terminalul mobil HSDPA, care este denumită în mod obișnuit rețele de generație 3.5G, a devenit larg răspândită în rețelele USMS. Până la începutul anului 2008, HSDPA a acceptat rate de transfer de date în modul „stație de bază către terminal mobil” de până la 7,2 Mbit/s. Pe termen lung, este planificată evoluția USMS în rețele 4G de generația a patra, permițând stațiilor de bază să transmită și să primească informații la viteze de 100 Mbit/s, respectiv 50 Mbit/s, datorită utilizării îmbunătățite a mediului aerian. .

USMS permite utilizatorilor să desfășoare sesiuni de videoconferință prin intermediul unui terminal mobil, cu toate acestea, experiența operatorilor de telecomunicații din Japonia și din alte țări a arătat un interes scăzut al abonaților pentru acest serviciu. Mult mai promițătoare este dezvoltarea serviciilor care oferă descărcări de conținut muzical și video: cererea mare pentru servicii de acest fel a fost demonstrată în rețelele 2.5G.

Conform rezultatelor competiției pentru obținerea de licențe pentru furnizarea de servicii de comunicații celulare în standardul UMTS în Rusia, câștigătorii au fost cei mai mari trei operatori Standard GSMîn Federația Rusă: în aprilie 2007, au fost eliberate permisele necesare pentru Mobile Tele Systems OJSC (MTS), VimpelCom OJSC ( marcă Bee Line) și OJSC MegaFon. Primul operator rus, care a lansat în exploatare comercială rețeaua de a treia generație a fost filiala de Nord-Vest a OJSC Megafon: la începutul lunii octombrie 2007, compania a pus în funcțiune o rețea de 30 stații de bază pe teritoriul Sankt Petersburgului, iar până la sfârșitul anului 2008 intenționează să construiască 1000 de stații de bază cu suport UMTS/HSDPA în Nord-Vest și să acopere complet Sankt Petersburg cu o rețea 3G. Pe 28 mai 2008, o rețea 3G care suportă tehnologia HSDPA din Sankt Petersburg a fost lansată în exploatare comercială de către MTS. Iar pe 15 iulie 2008, MTS din Soci a lansat o rețea 3G care sprijină tehnologia HSDPA în exploatare comercială, ceea ce a permis MTS să devină al doilea operator rus care a început să furnizeze servicii de comunicații 3G - UMTS.

La începutul erei USMS, principalele dezavantaje ale tehnologiei par să fie următoarele:

  • greutatea relativ mare a terminalelor mobile împreună cu capacitatea scăzută a bateriei
  • dificultăți tehnologice în implementarea corectă a transferului între rețelele USMS și GSM
  • raza celulelor mici (pentru furnizarea completă a serviciilor este de 1-1,5 km)

Telecomunicațiile mondiale se confruntă cu un salt înainte puternic de aproximativ 80 de ani.A trecut mult timp de la apariția primelor mijloace de comunicare. Acum, avem posibilitatea de a comunica nu numai folosind rețelele de telefonie, ci și telefonia prin Internet, care, pe oră, este de câteva ori mai ieftină decât tipurile convenționale de comunicare. Desigur, cel mai ieftin tip de comunicare rămâne comunicarea cu o persoană în timpul unei conversații într-un segment spațiu-timp. Să vorbim despre noile tehnologii. Ce este edge și cu ce se mănâncă? Asa de:

Margine. Ce este?

Sistemul de margini a apărut pentru prima dată în America de Nord. Atunci, în 2004, a apărut în rândul americanilor primul add-on la sistemul de comunicații mobile GSM.

Ce este marginea? Acest sistem nou comunicare care funcționează în comunicațiile mobile. Este folosit în rețele GSM. Edge este descris ca un sistem digital de transmisie de date fără fir pe distanțe lungi.

Deci, așa cum am menționat deja, edge a apărut în 2004 în America de Nord. Mulți operatori au fost însă foarte sceptici cu privire la introducerea tehnologiilor de vârf în sistemele lor de comunicații. Mulți au crezut că următorul pas în dezvoltarea lor ar fi utilizarea rețelelor UMTS. Pe măsură ce lucrările au progresat, companiile care furnizează servicii de comunicații mobile și-au dat seama că crearea rețelelor UMTS este o întreprindere costisitoare și neprofitabilă, în legătură cu aceasta, mulți operatori de telefonie mobilă și-au reconsiderat pozițiile și au apelat la tehnologie de vârf. Treptat, influenţa şi folosind marginea răspândit în partea europeană a lumii. În Rusia, operatorii " trei mari„a început să folosească edge până la sfârșitul anului 2004. Oamenii au început să folosească edge în telefoanele lor. Cei trei mari operatori de telefonie mobilă includ Megafon, Beeline și MTS.

Astfel, putem concluziona că dezvoltarea tehnologiei de vârf avansează cu salturi și limite. Este important de remarcat faptul că în timpul nostru tipurile de comunicare ale generațiilor a treia și a patra primesc o mare dezvoltare. De exemplu, Apple produce deja telefoane bazate pe tehnologia 4G, adică tehnologii de a patra generație. Când vorbim de edge, ne referim la tehnologii precum 2G și 2.5G. Aceasta este a doua și a doua generație și jumătate de comunicații. Nu are rost să menționăm în mod specific că marginea va fi treptat forțată să iasă de pe piață. Dar aceasta este o trecere firească a timpului, care necesită un răspuns rapid din partea producătorilor și oamenilor de știință la toate noile nevoi și solicitări ale utilizatorilor din întreaga lume. În ciuda faptelor de mai sus, edge s-a impus ferm ca lider printre tehnologiile de comunicații mobile. Abia recent a apărut un concurent cu adevărat puternic de marginit, și anume Apple iPhone 3G. A câștigat rapid popularitate în rândul utilizatorilor din întreaga lume și câștigă amploare cu salturi și limite. Ce se va întâmpla în continuare? Ne vedem foarte curând.