• основни движещи сили зад разработването на мобилните системи от трето поколение;
• характеристиките на услугите на трето поколение;
• мрежата за достъп и основната мрежа;
• мобилните терминалите на трето поколение;
• възможности за еволюционен преход към системите от трето поколение.

Мобилната телефония ни дава възможност да разговаряме, докато сме в движение. Световната мрежа Интернет превърна предаването на данни в полезни, лесни за използване услуги. Днес тези две технологии са сливат, за да създадат услугите на третото поколение, така нареченото 3G (third generation).

С достъп до всяка услуга навсякъде и по всяко време от един терминал старите граници между комуникациите, информацията, медиите и забавленията ще изчезнат. Тези услугите напълно ще се слеят. Мобилността ще бъде вградена в много услуги, които днес се разглеждат като “фиксирани” – мобилността ще стане образец за много комуникационни услуги. Ние ще можем да правим видео-повиквания към офиса или да сърфираме из Интернет и едновременно с това да играем интерактивни игри с приятели вкъщи или където и да сме.

Но третото поколение е свързано не само с приложения, които изискват по-високи скорости на данни. То е свързано и с удобство, и със скорост на достъпа.

Прилагането на технологията на пакетната комутация, базирана на Интернет протокола IP, която ще формира сърцевината на бъдещите услуги, ще даде възможност да получим от ръчния си терминал електронна поща с прикрепени към нея файлове, които да се извличат за много кратко време или с натискане на бутона ще можем да се свързваме към нашата корпоративна мрежа. Този достъп ще бъде наличен по всяко време без да се плаща и стотинка, преди реално да са използвани ресурсите на мрежата за изпращане или приемане.

Ще се увеличи и броят на мобилните потребители, които си взаимодействат с машини, както и броят на машините, които ще взаимодействат с машини чрез радиовръзки – докладване на неизправности, поръчки на стоки.

Компании, които днес са извън телекомуникациите, ще извлекат полза от 3G с разработване на нови услуги.

3G е нова радиокомуникационна технология, която ще осигури високоскоростен мобилен достъп до базирани на Интернет услуги. Тя ще разшири мобилността в много области на нашия живот.

В близко бъдеще мобилността няма да бъде само атрактивен атрибут - тя ще стане основен аспект на много услуги. Ние ще очакваме високоскоростен достъп до услуги на Интернет, забавления, информация и електронна търговия където и да сме, не само пред нашия компютър или пред телевизора.

3G ще добави безценна мобилна “размерност” към услугите, които стават вече интегрална част от модерния стопански живот: Интернет и Интранет достъп, видеоконференция и интерактивни приложения.

Това се отнася не само за хората, които прекарват целия си живот пътувайки. По-скоро става въпрос за осигуряване на нови, гъвкави възможности за обучение и работа, където е необходим достъп до широк обхват от информация и услуги, независимо от местоположението. Ученици и студенти, които се обучават вкъщи, служители, които прекарват част от работното си време у дома, експерти счетоводители, които правят ревизия в помещенията на клиентите, инженери по поддръжката на място, които се нуждаят от достъп, за да изложат подробно ръководства с инструкции - това са примери за ситуации, в които 3G ще играе значима роля.

3G ще измени и нашия всекидневен живот по много начини: например при пазаруване, особено при електронната търговия, банково дело, поддържане на тесен контакт с приятели или забавления чрез интерактивни компютърни игри в мрежа.

Ние ще можем, седейки във влак и използвайки нашия палмтоп с Интернет браузър, да получим достъп до банковите си сметки. Докато сме в мрежата, ние ще можем да проверяваме сметките си, да плащаме полици и щракайки върху икона на екрана да изградим незабавно видеоконференция, за да дискутираме сметките си с банковия чиновник.

През ваканцията ще можем да използваме нашия мобилен палмтоп, за да получим местни туристически указания, да правим резервации в последната минута в хотел, да позвъним на най-близката таксиметрова служба и да изпратим пощенски видеокартички. Ние ще очакваме независим от местоположението мобилен достъп до множество от услуги, които са адаптирани и съответстват на нашия начин на живот, обучение и работа.

Ще се увеличават и безжичните комуникациите между машини. Домашните електрически уреди ще имат вградени радиомодеми, за да се осигури отдалечен контрол и диагностика. Нашите хладилници може да имат вградени сензори, които откриват с какви продукти ще трябва да се заредим, защото съществуващите са с изтекъл срок на годност или са в недостатъчно количество и автоматично да изпратят напомнящо съобщение към нашия персонален цифров помощник. Ние ще можем дори да накараме нашия хладилник да изпрати заявка директно в местния магазин. По подобен начин машините за пазаруване ще казват на домакинята кога е необходимо презареждане.

Това, което е ново за услугите на 3G, са бърз, лесен за потребителя, ориентиран към услугите начин на достъп до информация, приложения и услуги по време на движение.

От гледна точка на услугите мобилната технология на третото поколение ще добави две неща. Първо, мобилните услуги ще се доставят с по-добри технически характеристики и по-голяма ефективност от гледна точка на разходите. Второ, 3G ще развие съществуващите услуги, като вгради в тях по-богато съдържание. Например, мобилните мултимедийни съобщния ще бъдат по-атрактивни от традиционните, базирани на текст електронни съобщения.

Ще бъде осигурен потребителски достъп със скорости на предаване до 2 Mb/s, което е поне 40 пъти по-висока скорост от наличните сега скорости. С такива скорости на мобилните абонати ще може да се предоставят видеоуслуги с достатъчно добро качество.

Основната мрежа с пакетна комутация ще създаде у абонатите чувство, че са постоянно свързани към услугата, която използват, но те ще се таксуват на базата на изпратеното и прието количество информация, вместо, както е днес, на базата на продължителността на връзката.

С 3G от един и същи мобилен терминал може да се изграждат едновременно множество връзки. Така например, потребител ще може да се свърже към отдалечена база данни, за да извлече информация, без да прекъсва видеоконференция.

Фиг.9.1 показва изискванията за скоростите на предаване на данни за услугите на трето поколение.

Фиг.9.1 Потребителски изисквания за скорости на предаване на данни

Фиг. 9.2 показва как ще изглежда мрежата на 3G.

Ще има основна мрежа с транспортни “тръби” за информационния поток, с възли, които маршрутизират трафика и възли, където ще бъдат поместени услугите. Основната мрежа ще има връзки към други фиксирани или мобилни мрежи, за да се осигури взаимно свързване с глобалните телекомуникационни мрежи.

Свързана към основната мрежа ще бъде мобилната мрежа за достъп, която ще осигурява широколентов интерфейс за потребителите.

Фиг.9.2 Перспективи за мрежите от трето поколение

Съвременните мобилни мрежи са оптимизирани за предаване на реч. За да предават ефективно големи количества от данни, са необходими подобрени въздушни интерфейси с възможности за осигуряване на широколентови връзки за повече абонати едновременно.

Широколентовата радиотехнология е оптимизирана за мултимедийни услуги и високоскоростен Интернет достъп. Тя ще бъде ефективна и от гледна точка на използване на спектъра. Радиодостъпът за 3G ще се осигури по два начина: като допълнение с новите широколентови радиотехнологии, за да се използват новия наличен честотен спектър и като еволюция на съществуващата радиотехнология за осигуряване на високоскоростни възможности.

Препоръките на ITU за стандарта IMT –2000 за следващото поколение услуги са за скорости предаване на данни до 2 Mb/s за малка подвижност (в затворено помещение). При използване във влак и кола се предвиждат скорости на предаване на данни до 384 kb/s.

Многорежимни, работещи в няколко честотни ленти телефони вече показват как новият терминал ще може да функционира в различни честотни обхвати за потребителите на мобилни услуги.

По същия начин телефоните с възможности за услуги на второ и трето поколение и двойствен режим на работа ще осигуряват прозрачен достъп до услуги, доставени от различни мрежи за достъп. Преходът към мрежа за достъп от 3G може да се реализира в зависимост от изискванията на пазара – например като насложена мрежа.

В днешно време “терминалът” за достъп до мобилните услуги е мобилният телефон. С идването на 3G се очаква разширяване на това понятие така, че то да включва в себе си нови терминали. Това ще бъдат както устройства за комуникация и обработка на информация с общо предназначение, така и устройства с по-специфично предназначение, които са специализирани за определени услуги.

Познатите мобилни телефони все още се използват, но много от тях ще имат по-голям екран за извеждане на Интернет страници или лицата на хората, с които се разговаря. Ще има по-малки “интелигентни” телефони с ограничени възможности за електронна поща и търсене в Интернет.

Добавянето на възможности за мобилни комуникации към лаптоп и палмтоп компютрите ще ускори сливането на комуникационните и информационните технологии и ще доведе до обработка на информация “в движение” с всички функции и свойства, налични в най-мощните настолни компютри.

Ще има видеотелефони, ръчни комуникатори, палмтоп компютри и радиомодемни карти за портативни компютри. Напълно нови интерфейси ще дадат възможност на хората да управляват своите мобилни комуникационни услуги с гласови команди.

Ще бъдем свидетели и на интеграцията на 3G в много широк обхват от устройства и продукти, различни от потребителските терминали. Например, “телефон върху карта” ще даде възможност за вграждане на мобилни услуги в бизнес-оборудване, превозни средства и електродомакински уреди за отдалечен контрол и управление.

Устройства като телефони, цифрови камери и компютри ще могат да комуникират едни с други, използвайки радиопредаване в малък обхват. Цифровата камера ще може да използва широко разпространените радиокомуникации, за да изпрати дадено изображение, което намалява голямо количество памет, необходима за съхранение, както и други компоненти.

Всички дейности в областта на стандартизацията трябва да се съобразяват с изискванията на пазара и операторите. В последните години тази необходимост се засилва, тъй като се наблюдава следната тенденция: голяма част от стандартизационната дейност преминава от институционалните организации (каквито са ETSI и ITU) към индустриални групи и организации, които се кооперират помежду си, за да създадат възможно най-добрите стандарти “de facto” (такива като TCP/IP).

Стандартизацията трябва да вземе предвид различните технологични изисквания на днешните мобилни оператори, както и редица социално-икономически, културни и други потребности, които са критични за маркетинга на нова технология. Изискванията на различните оператори зависят от отпуснатия им честотен спектър, техните инвестиции в съвременните системи от второ поколение, както и от стратегиите им за еволюция и взаимна свързаност с други мрежи.

Това означава, че подходът към стандартизация трябва да се ръководи от пазара - т.е. да се даде на операторите свобода при избора на техния “идеален” еволюционен път към 3G. Най-важното е да се осигури успешно и икономически изгодно взаимодействие между тези стандарти.

Посрещането на пазарните изисквания е основната движеща сила зад формирането през декември 1998 г. на Проекта за партньорство за третото поколение (Third Generation Partnership Project – 3GPP и 3GPP2). Целите на 3GPP и 3GPP2 са да се създадат отворени, глобално приети спецификации (например осигуряване на глобален роуминг) чрез коопериране между различни национални и регионални стандартизиращи организации. Членството в 3GPP и 3GPP2 е отворено.

През 1998 г. от ITU са приети много предложения за стандарта IMT-2000. От тогава индустриалните и стандартизиращите организации координират усилията си за хармонизиране на кандидатите за IMT-2000 и за постигане на споразумение за малко множество от стандарти.

Групата на операторите за хармонизация (Operators Harmonization Group – OHG), която е група на главните оператори от всички части на света, е изиграла основна роля в този процес и е постигнала споразумение за множество от стандарти през 1999 г..

Това множество от стандарти включва един стандарт, базиран на CDMA с три режима предаване по избор: множество носещи честоти (Multi-Carrier - МС), широколентов CDMA (WCDMA) и дуплекс с времеделение (Time Division Duplex - TDD); и един стандарт – EDGE, който е базиран на TDMA. Радиостандартите може да се комбинират с различни стандарти за основната мрежа (GSM или D-AMPS) и да оперират в различни честотни ленти (фиг.9.3)

Фиг.9.3 Множеството от стандарти за третото поколение

мобилни системи

Режимът на работа МС1Х е първият етап на разработване на стандарта cdma2000. Той е публикуван от Американската асоциация за телекомуникационна индустрия TIA. МС1Х осигурява скорости на предаване на данни до 144 kb/s в съществуващия отпуснат честотен спектър за cdma2000. МС3Х е вторият етап на стандарта cdma2000, който посреща спецификациите на ITU за IMT-2000. МС3Х осигурява скорости за предаване на данни до 2 Mb/s в по-широка честотна лента на спектъра.

Широколентовият CDMA (Wideband CDMA – WCDMA) е технология за въздушния интерфейс, която ще се използва в Япония и в Европа в системите от трето поколение. Технологията е оптимизирана за широколентов радиодостъп, който да осигурява високоскоростните услуги на 3G, такива като видео, Интернет и видеоконференция.

EDGE (Enhanced Data rate for Global Evolution) е метод за радиомодулация за GSM и D-AMPS мрежи, който увеличава скоростта на предаване по един радиоканал до 48 kb/s. Когато се комбинира с пакетната услуга за предаване на данни GPRS, той предлага скорости за предаване до 384 kb/s за един абонат.

Стандартът за трето поколение UMTS, приет за Европа, покрива WCDMA, TDD и GSM.

През 1992 г. Световната административна конференция по радио –комуникации е определила 230 MHz от новия честотен спектър за наземните и сателитните услуги. От този спектър ITU е заделил 155 MHz в честотната лента от 2GHz за наземните услуги на 3G, както е показано на фиг.9.4.

Фиг.9.4 Заделяне на честотния спектър за IMT-2000/UMTS/PCS

За GSM мрежите първата крачка към осигуряване на възможностите на третото поколение ще бъде въвеждането на GPRS – разширение на мобилната мрежа, което въвежда предаване на пакети от данни. Този метод на предаване увеличава потребителската честотна лента, като предоставя възможност на мобилните оператори да въвеждат пакетни услуги за данни и разрешава таксуване за бит вместо за продължителност на повикването.

Следващата логическа стъпка ще бъде разгръщането на технологията EDGE, която разширява мрежовите възможности с метод за модулация на радиопредаването, увеличавайки скоростите за потребителски данни и осигурявайки на съвременните мрежи възможности на 3G. Този еволюционен път се слива с еволюцията на мрежите D-ASMP (наречени още TDMA или IS-136), както е показано на илюстрацията.

Фиг.9.5 Пътища към трето поколение мобилни системи

За GSM операторите, които имат достъп до новия спектър (например честотната лента от 2 GHz на UMTS), съществува и еволюционен път към WCDMA. В този случай технологията WCDMA се комбинира с основна мрежа GSM, както е специфицирано в UMTS.

За мрежите на cdmaOne първата стъпка е въвеждането на технологията MC3X , която ще осигури предаване на пакети от данни по носеща честота от 1.25 MHz. Терминът cdma2000 МС3Х описва комбинацията от три носещи честоти, които осигуряват пълните възможности на 3G за cdmaOne. За операторите на cdmaOne, които искат да реализират WCDMA, съществува еволюционен път, който комбинира WCDMA и специфицираната основна мрежа D-AMPS от TIA.

Потребителските терминали ще се развиват по различни начини. Ще бъдем свидетели на многофункционални комуникатори, както и на специализирани устройства.

Новите терминали за 3G ще включват от сложни многофункционални мултимедийни терминали до прости, зависими от приложението устройва, проектирани да посрещат нуждите на даден сегмент от пазара. По-долу са изброени някои нови съвременни разработки в технологията на мобилните телефони, които започват да оформят представата за 3G устройствата на бъдещето.

Bluetooth е инициатива сред производителите на телекомуникационно оборудване, компютри и компютърни чипове за разработване на двупосочен цифров радиостандарт за връзки в малък обхват между различни устройства в един офис или в домашна среда. В този стандарт не са необходими кабели между мобилни телефони, палмтоп и портативни персонални компютри.

Например, фотоснимка, направена с цифрова камера с възможности за Bluetooth, може да се предаде към всеки мобилен телефон с Bluetooth възможности, от който тя може да бъде изпратена къде да е по света посредством мобилната мрежа.

Bluetooth представя значителни възможности за разработване на нови услуги и за комуникации машина-машина. Устройства на Bluetooth са с приемо-предаватели с малка мощност (1 MW), високи честоти (2.402 –2.4080 GHz) и високи скорости за предаване на данни (1 Mb/s), които може да се оптимизират за различни приложения.

Основното за концепцията Bluetooth е различните устройства да се разпознават един друг и да активират функции от високо ниво на специфично устройство – тези функции ще се реализират като се използват приложно-зависими интерфейси.

Symbian e независимо съвместно предприятие-компания, основано през 1998 г. от Ериксон, Нокия и Псион. От тогава насам към него са се присъединили и други компании.

Това партньорство ще подпомага разработването на EPOC - операционна система, оптимизирана за мобилни мултимедийни комуникации.

Целта е да се създадат стандарти за мобилни операционни системи и да се развие масовият пазар на “мобилни информационни устройства” - следващата генерация на палмтоп компютри, интелигентни телефони и комуникатори.

Symbian се фокусира върху две основни области: разработване на основен софтуер, потребителски интерфейси, рамки за приложения и разработване на средства за мобилни информационни устройства; и подпомагането на стандарти за взаимна съвместимост на тези устройства с мобилни мрежи, услуги, изпращане на съобщения и др.

WAP е нов, глобален, отворен стандартизиран протокол за ръчни устройства, който ще разреши на потребителите достъп до Интернет услуги без да е необходимо включване към лаптоп компютър.

С терминали с възможности за WAP много приложения за данни ще бъдат достъпни от самия терминал, като се използва вграден браузър.

Протоколът WAP ще работи в среда на много технологии на мобилни мрежи, насочен е към привличане на нови абонати и е отворен към масовия пазар на мобилни услуги за данни.

Първите WAP продукти за операторите на мрежи и разработчици на услуги вече са на пазара.