Сценарии развития 3G систем

Два варианта - две стратегии

В рамках концепции IMT-2000 допустимы две стратегии перехода к 3G-системам: постепенное (эволюционное) и "одномоментное" (революционное). Рассмотрим те преимущества и недостатки, которые таит каждая из них (табл. 3).

Таблица 3. Две стратегии внедрения услуг 3-го поколения мобильной связи

Определяющий фактор Эволюционный подход Революционный подход
Метод использования частотного ресурса Работа в старых диапазонах Освоение новых диапазонов
Принцип предоставления услуг Постепенно расширяемый ассортимент услуг Новые услуги с начала развертывания
Пропускная способность Постепенно наращиваемая Изначально высокая
Стратегия создания сетевой инфраструктуры Медленный и постепенный переход от 2G к 3G по мере появления спроса на услуги Создание опытных районов ("островков") с полным набором услуг
Технологический уровень Новые технологии в отдельных элементах Все технологии - новейшие
Архитектура сети Максимальное использование существующей инфраструктуры Новая

Коммерческий риск

Состав операторов

Глобальный роуминг

Капитальные затраты

Низкий

В основном те же, что и в 2G

С ограничениями

Незначительные

Высокий

Операторы, купившие лицензии на услуги 3G

Без ограничений

Значительные

Революция предполагает внедрение всех новейших технологий и новых интерфейсов, однако предусматривает полную замену существующего оборудования и ПО, что сопряжено с большими капитальными затратами и определенным коммерческим риском. Для отработки данной стратегии в разных районах мира уже создаются экспериментальные сети.

Один из важнейших признаков, принципиально разделяющих два подхода, - способ освоения частотного ресурса. При революционном сценарии требуется новый частотный ресурс. Япония и Европа намерены пойти по этому пути и выделить для систем 3-го поколения "индивидуальные" полосы радиочастот (подробнее см. "Сети", 2000, • 1, с. 34). Подход в США абсолютно иной - там спектр, выделенный для IMT-2000, уже занят службой PCS и 3G-системы будут работать в старых полосах частот вместе с существующими сетями стандартов TDMA/AMPS.

Эволюционное внедрение требует меньших капитальных затрат и предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на конкретные виды услуг. Такой подход позволяет максимально использовать существующую инфраструктуру сети связи, внедряя новые сетевые элементы в процессе последовательной модернизации.

Приверженцы двух наиболее массовых технологий 2-го поколения - TDMA/AMPS и GSM - стали сторонниками эволюционного пути развития. Сегодня эти системы имеют ограниченные возможности по наращиванию пропускной способности и видам услуг в рамках выделенного частотного диапазона. Рост их емкости без дополнительного расширения радиочастотного спектра возможен лишь за счет перехода на полускоростные каналы (GSM), введения многосекторных антенн или использования спектрально-эффективных методов модуляции (8PSK и др.).

Единство и борьба противоположностей

В борьбе за лидерство при принятии мировых стандартов 3-го поколения образовались два лагеря, оформившиеся в виде двух партнерских объединений: 3GPP и 3GPP2.

В первое объединение - 3GPP - входят ETSI (Европа), ARIB (Япония), Комитет T1 (США), а также три региональных органа стандартизации от Азиатско-Тихоокеанского региона - CWTS (Китай), TTA (Корея) и TTC (Япония). Важно отметить, что совместные позиции ETSI и ARIB должны упрочиться с внедрением экспериментальных сетей на базе WCDMA, активно разрабатываемых с участием компаний DoCoMo, Ericsson и Nokia.

Основной вклад партнерства 3GPP в программу IMT-2000 - гармонизация пяти проектов: UTRA FDD (ETSI), WCDMA (ARIB), WCDMA NA (T1P1, США), WIMS (TR-46.1, США) и CDMA II (TTA). Его участники намерены предложить два варианта радиоинтерфейса. Первый - IMT-DS (IMT-2000 Direct Spread) - построен на базе проектов WCDMA (UTRA FDD) с прямым расширением спектра (DS- CDMA ) и частотным дуплексным разносом (FDD), ориентированным на использование в парных полосах частот. Другой тип радиоинтерфейса - IMT-TC (IMT-2000 Time-Code), представленный этим объединением в МСЭ, основан на кодово-временном разделении каналов TDMA/ CDMA с временным дуплексным разносом (TDD) и предназначен для организации связи в непарных полосах частот. IMT-TC фактически представляет собой чисто формальное объединение двух различных технических решений - европейского предложения UTRA TDD и китайского TD-SCDMA.

С технической точки зрения основное отличие вариантов IMT-DS и IMT-TC от ранее поступивших в МСЭ предложений - в базовой чиповой скорости. В этих проектах она изменена с 4,096 Мчип/с на 3,84 Мчип/с (табл. 4).

Таблица 4. Характеристики радиоинтерфейсов для IMT-2000

Показатель IMT-DS IMT-MC IMT-TC IMT-SC IMT-FT

Авторы технических спецификаций

Базовая технология

Метод доступа

Дуплексный разнос

Чиповая скорость, Мчип/с

Скорость передачи, кбит/c

Скорость передачи, кбит/c

Вид модуляции

Длина кадра, мс

3GPP, ARIB, ETSI

WCDMA, UTRA FDD

DS- CDMA

FDD

3,84

Н/д

QPSK/BPSK HPSK*

10

3GPP2, TIA TR-45.3

cdma2000

MC- CDMA

FDD

3,6884

Н/д

QPSK/BPSK

5 и 20

3GPP, ETSI,

UTRA TDD TD-SCDMA

TDMA/ CDMA

TDD

3,84 (UTRA) 1,28 (SCDMA)

Н/д

QPSK/BPSK HPSK*

10

3GPP2, UWCC, CWTS

UWC-136

TDMA

FDD

Н/д

384; 2048

BOQAM QOQAM

4,6

ETSI TIA TR-45.3

DECT EP

MC-TDMA

FDD/TDD

Н/д

1152; 2304; 3456

GFSK; p/2-DPSK p/4-DQPSK p/8-D8PSK

10

Примечание. Н/д - нет данных. * HPSK (Hybrid Phase-Shift Keying) - гибридная фазовая манипуляция (известная также как OCQPSK).

Аббревиатура IMT-FT (IMT-2000 Frequency Time) присвоена проекту DECT EP, который поступил от ETSI. Новый стандарт на микросотовую систему DECT предполагает применение комбинированного частотно-временного дуплексного разноса и предназначен для работы как в парных, так и в непарных полосах частот. В IMT-FT определены три значения скоростей передачи: 1,152; 2,304 и 3,456 Мбит/с, реализовать которые можно за счет введения новых методов модуляции p/2-DPSK, p/4-DQPSK и p/8-D8PSK соответственно.

Во второе партнерское объединение - 3GPP2 - входят Ассоциация промышленности связи TIA (представленная подкомитетами TIA TR-45.3 и TIA TR-45.3) и ряд азиатских региональных организаций: ARIB, CWTS, TTA и TTC. Члены 3GPP2 являются сторонниками эволюционного развития двух технологий сотовой связи 2-го поколения TDMA (IS-136) и cdmaOne (IS-95), которые в настоящее время широко распространены в США.

Предложения от этого партнерства представлены двумя вариантами радиоинтерфейсов, получившими обозначение IMT-MC (IMT-2000 Multi Carrier) и IMT-SC (IMT-2000 Single Carrier), см. табл. 3. Первый из них - IMT-MC - по сути представляет собой модификацию многочастотной системы cdma2000, в которой обеспечивается обратная совместимость с оборудованием стандарта cdmaOne (IS-95). Увеличение пропускной способности реализуется за счет одновременной передачи сигналов на нескольких несущих с частотным дуплексным разносом, предполагается работа в непарных полосах частот. Радиоинтерфейс IMT-SC базируется на спецификациях проекта стандарта UWC-136; в нем определено поэтапное расширение возможностей существующей системы TDMA при условии работы системы в парных полосах частот.

Начальный этап внедрения сетей 3-го поколения планируется на 2002-2003 гг. По прогнозам, в это время общемировой рынок мобильной связи охватит 600 млн абонентов. Капитальные вложения операторов связи в создание и развитие такого гигантского рынка, по оценке экспертов, превысят 60 млрд долл. Очевидно, что массивность и инерционность общемирового рынка не позволят в короткие сроки осуществить переход всех сетей мобильной связи к новым техническим стандартам и режимам обслуживания абонентов в развитых странах. Однако можно ожидать, что в некоторых регионах создание сетей 3-го поколения будет начато "с нуля".

Сегодня наиболее вероятно, что в странах с развитой телекоммуникационной инфраструктурой переход к 3-му поколению будет происходить путем совершенствования существующих сетей и внедрения технологий предоставления новых услуг по мере появления спроса. Параллельно будут создаваться маленькие "островки" 3G-технологий (WCDMA и др.), которые станут расширяться с ростом числа абонентов.

Очевидно, что рыночные факторы и особенности региональных рынков Европы, Северной Америки и Азии будут препятствовать быстрому переходу от существующих технологий к стандартам 3-го поколения. Этап внедрения новых технологий продлится не менее четырех лет (2002-2005 гг.), а совместное существование систем 2-го и 3-го поколений - примерно до 2010 г.

Никто не сомневается, что Япония и азиатские рынки станут первыми массовыми полигонами, где новые технологии будут испытаны уже к 2002 г., что, конечно, повлияет не только на структуру мирового рынка мобильной связи, но и, возможно, на сами стандарты.

[назад] [содержание] [вперед]