Только-только были усовершенствованы, по сравнению с более ранними системами, беспроводные технологии второго поколения, а промышленность уже начала новые изыскания, рассчитывая получить еще больше возможностей при использовании технологий третьего поколения. Несмотря на то, что мобильная связь по-прежнему используется почти исключительно для голосовых коммуникаций, возможность передавать через эфир различные виды данных также интересна для коммерческого использования, особенно для предложения услуг постоянным пользователям интернет. 3G - это беспроводная технология глобальной коммуникации, делающая возможной пакетную передачу оцифрованного голоса, данных или видео. "Зонтик" 3G включает в себя широкий спектр конкурирующих беспроводных технологий, таких как CDMA (Code Division Multiple Access) 2000, UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service) и широкополосный CDMA (WCDMA).

Термин 3G используется для описания сервисов мобильной связи следующего (третьего) поколения, которые обеспечивают более высокое качество звука, а также высокоскоростную интернет-связь и мультимедийные сервисы. Сети третьего поколения (3G) отличаются от сетей второго поколения (2G), таких как например GSM и переходного поколения (2.5G), таких как например GPRS - гораздо большей скоростью передачи данных, а также более широким набором и высоким качеством предоставляемых услуг.
Хотя существует много различных интерпретаций того, что представляет собой 3G, единственным определением, принимаемым универсально, является определение, опубликованное Международным Институтом Электросвязи (ITU). ITU, работающий с промышленными организациями по всему миру, определяет и утверждает технические требования и стандарты, а также правила использования спектра для систем 3G в рамках программы IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000). IMT-2000 - это рекомендации, разработанные Международным Институтом Электросвязи (ITU), касающиеся вопросов использования частотного спектра и технических особенностей для всего семейства стандартов 3-го поколения. Рекомендации описывают пути эволюции существующих в мире стандартов 2-го поколения в стандарты 3-го поколения.

ITU требует, чтобы сети IMT-2000 (3G), помимо прочих свойств, обеспечивали улучшенную емкость системы и эффективность использования спектра для систем 2G и поддерживали сервисы передачи данных со скоростями - минимум 144 кбит/с, при использовании в мобильном режиме (не в помещениях), и максимум 2 Мбита/с, в не мобильных условиях (в помещениях).

Основываясь на этих требованиях, в 1999 году ITU одобрил пять радиоинтерфейсов для стандартов IMT-2000, как часть рекомендаций ITU-R M.1457. CDMA2000 - это один из пяти упомянутых стандартов. Он также известен под названием IMT-CDMA Multi Carrier в классификации ITU.

CDMA2000 3G предлагает практически осуществимое решение для любого существующего на рынке сотового или PCS оператора - а также операторов, уже имеющих новую лицензию 3G. CDMA2000 был разработан таким образом, что любой беспроводный носитель, вне зависимости от интерфейса, частоты или стандартов базовой сети, может извлечь пользу из его спектральной эффективности. С учётом специфики существующих в мире на сегодняшний день сетей сотовой связи, были разработаны варианты миграции этих сетей в сети третьего поколения.

В продолжение описания преимуществ сетей третьего поколения, можно утверждать, что помимо услуг интернет-доступа и видеоконференц-связи, клиенты 3G смогут воспользоваться удаленным доступом к корпоративной сети. Третье поколение сотовой связи в корне изменит такое понятие, как мобильная работа. Сотрудник сможет выполнять свои задачи в любом месте, даже не выходя из дома.

Важным элементом услуг 3G станет мобильная электронная коммерция, когда оплатить товары и услуги можно будет через мобильный телефон. Он тем самым превратится в виртуальный кошелек. Кроме того, разработчики всерьез рассматривают возможность запуска такой услуги, как удаленная медицинская диагностика.

IMT-2000 обеспечивает:
· высокую скорость передачи данных как внутри помещений, так и на открытой местности;
· симметричную и асимметричную передачу данных;
· поддержку канальной и пакетной коммутации для обеспечения таких сервисов, как Internet Protocol (IP) и Real Time Video;
· высокое качество голоса, не уступающее качеству голоса при передаче по проводной линии;
· большую компактность спектра и более эффективное его использование;
· возможность глобального роуминга.

Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:

· до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;
· до 144 кбит/с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия;
· до 64 (144) кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

Сегодня в мире существуют две основные конкурирующие концепции 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems - универсальная мобильная телекоммуникационная система), поддерживаемая европейскими странами, и CDMA 2000 (Code Division Multiple Access - мультидоступ с кодовым разделением каналов), сторонниками которой традиционно являются азиатские страны и США. В принципе эти две технологии предполагают два различных подхода к организации сетей 3G: революционный (UMTS) и эволюционный (разновидности CDMA - CDMA2000, CDMA2000 IX, CDMA2000 IX EvDo). Эволюционный путь подразумевает сохранение частот и постепенный переход к новым технологиям, путем наращивания технических мощностей оператора. UMTS - совершенно новый стандарт, в то время как разновидности CDMA, предложенные для 3G, являются развитием уже эксплуатирующейся в мире технологии второго поколения cdmaOne (IS-95).

В настоящее время сети 3G уже работают в Азии, США, в то время как в Европе существует пока только в тестовых вариантах. Наиболее впечатляющих успехов в области 3G на мировом фоне добилась Япония. Там сегодня работают два оператора, которые предоставляют услуги третьего поколения, - это NTT DoCoMo и KDDI. К 2003 году в Японии появится третий оператор, владеющий сетью 3G - J-Phone Communications. Используя CDMA2000 и WCDMA технологии, первые всемирные коммерческие 3G сети уже обслуживают миллионы абонентов. К концу октября 2002 года, KDDI подключил 3,9 миллиона абонентов CDMA2000, NTT DоCоMо - 149,000 абонентов FOMA (WCDMA). Также к концу октября общее количество абонентов в Корее составило более чем 15 миллионов абонентов CDMA2000. По данным на 16 декабря 2002 года в мире запущено 32 сети третьего поколения в 16 странах.

Сервисы 3G работают на существующих сетях

Сети мобильной связи сегодняшнего дня изначально предназначались и разрабатывались для передачи разговоров, речевого трафика. Для того чтобы передавать большие объемы данных достаточно быстро и недорого, необходимы улучшенные радиоинтерфейсы, способные обеспечивать более высокие по скорости широкополосные соединения многим пользователям одновременно. Широкополосная радио технология была оптимизирована для мультимедийных сервисов и высокоскоростного доступа в интернет. Новая технология также будет отличаться высокоэффективным использованием спектра, давая возможность сделать большую часть спектра доступной к использованию. Радиодоступ для сетей третьего поколения будет обеспечиваться двумя путями: внедрением новой широкополосной радиотехнологии, что позволит использовать ставшие доступными новые области спектра; а также эволюцией существующей радиотехнологии, для обеспечения новых возможностей, в первую очередь - для увеличения скоростей. Согласно рекомендациям международного телекоммуникационного союза (ITU) для стандарта IMT-2000, для сервисов следующего поколения намечены скорости передачи данных в 2 Мбита/с (в помещении). В условиях больших открытых пространств, например, на периферийных улицах, при поездках в поезде или в автомобиле, IMT-2000 предусматривает скорость передачи данных до 384 кбит/с.
Многополосные, многорежимные телефоны уже продемонстрировали, каким образом инновационный дизайн терминалов может делать частоту радиодоступа безотносительной для пользователей услуг мобильной связи. Подобным же образом, телефоны, которые могут работать как с сетями второго поколения, так и с сетями третьего поколения, будут обеспечивать прозрачный доступ к сервисам, предоставляемым в различных радиосетях. 3G сервисы могут "встраиваться" в соответствии с требованиями рынка - например, в виде "наложенной" сети.

Каков ожидаемый эффект от внедрения 3G?
Внедрение технологий 3G не означает простую стандартизацию нового радиоинтерфейса. Новые технологии и эволюционные стратегии для распространения технологий 3G необходимы для всех уровней сети.
Когда разрабатывались стандарты мобильной связи, функционирующие в настоящее время, они были применимы, в основном, непосредственно к конкретной сети, и сразу ко всем ее функциональным блокам - один стандарт для всей сети. Сеть GSM использует телефоны GSM, радиосвязь и центральные уровни сети. Практически то же самое можно сказать о TDMA (цифровой мобильный стандарт ANSI-136) и cdmaOne (ANSI-95, цифровой мобильный стандарт, основанный на CDMA). В случае 3G был принят другой подход. Существует один процесс стандартизации для радиосети и другой для магистральной базовой сети (Core Network). Вот почему, когда промышленность говорит о широкополосных технологиях радиопередачи (Radio Transmission Technologies, RTTs) - применительно к 3G, обсуждается только радиокоммуникационная часть сети. Магистральная базовая сеть разрабатывается и стандартизуется параллельно, и во многих случаях будет представлять собой вариант эволюционировавших нынешних базовых сетей.

Приведенная диаграмма демонстрирует, как будет выглядеть сеть третьего поколения. Там предусмотрена базовая сеть, которая имеет транспортные "трубки" для информационных потоков, узлы, направляющие движение, и узлы, в которых расположены сервисы. Базовая сеть будет также иметь соединения с другими проводными и мобильными сетями, обеспечивая взаимосвязь с глобальными телекоммуникационными сетями. К этой базовой сети будет присоединена мобильная радиосеть, обеспечивающая широкополосный интерфейс для пользователей.

Перспективы сети 3G

Стратегии для миграции к функционалу 3G - отталкиваясь от нынешних сетей GSM, cdmaOne и TDMA - предусматривают расширение старых и построение новых широкополосных радиосетей, которые будут способны разделять обычную базовую сеть. История и коммерческие реалии диктуют, что 3G должна охватывать широкий спектр радиочастот и техник, коммутирующих платформ и технологий передачи. Когда стандарты будут окончательно приняты, в фокусе внимания окажутся скорее сервисы и приложения, чем технологии, используемые для их распространения.

Как будут выглядеть стандарты 3G?

Ожидается целое "семейство стандартов" для сетей третьего поколения. Ряд предложений для стандарта IMT-2000 3G был представлен для рассмотрения ITU в течение 1998 года. С этого времени промышленность и органы стандартизации скоординировали свои усилия, чтобы рассмотреть плюсы и минусы всех этих предложений для стандарта IMT-2000 и установить набор требований. Operators Harmonization Group (OHG) - группа крупнейших операторов во всех частях мира - сыграла ключевую роль в этом процессе и в конце концов одобрила набор стандартов в мае 1999 года.

Это семейство стандартов включает один стандарт, основанный на GDMA, с тремя возможными режимами: Multi-Carrier (Mc), Direct Spread (DS) и Time Division Duplex (TDD), а также один стандарт, основанный на TDMA - EDGE. Радиостандарты могут комбинироваться с различными базовыми сетевыми стандартами (GSM MAP или ANSI-41) и функционировать в различных полосах частот. Режим Multi-Carrier (Mc) также называют cdma2000 Mc; а режим Direct Spread (DS) также называют WCDMA. Стандарт UMTS покрывает WCDMA, TDD и GSM/MAP.
В 1992 году конференцией World Administrative Radio Conference (WARC) был назначен новый радиоспектр в 230 МГц для наземных и спутниковых сервисов. В рамках этого решения ITU отклонил 155 МГц в 2 ГГц полосе для наземных сервисов 3G, как показано на схеме. Этот спектр был размещен в Европе и Японии на двух 2 ГГц полосах, близких к рекомендованным ITU, в плане выполнения этих требований.

Размещения спектра (IMT-2000/UMTS/PCS)

300 МГц - 600 МГц - NMT 450 Nordic Mobile Telephone System
TV Terrestrial Television (наземная телесеть), аналоговая и цифровая

600 МГц - 1.5 ГГц - GSM900 Global System for Mobile Communications
GRRS General Packet Radio Service
CT-1 Cordless Telephone
GPS Global Positioning System

1.5 ГГц - 3 ГГц - GSM1800 Global System for Mobile Communications
DECT Digital Enhanced Cordless Telephone System
3G UMTS Univeral Mobile Telecommunications System
WLAN Wireless Local Area Network
Bluetooth
Microwave Oven

3 ГГц - 6 ГГц - Hiperlan High Performance Local Area Network
FWA Fixed Wireless Access

29 января 1998 года члены European Telecommunications Standards Institute (ETSI) достигли согласия в отношении стандарта мобильной связи третьего поколения (3G). Этот стандарт - универсальная мобильная коммуникационная система (Universal Mobile Communications System), решение для нее называется UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), и оно основывается на обоих предложениях - на W-CDMA (широкополосном Code Division Multiple Access) и TD-CDMA (Time Division Multiple Access CDMA). W-CDMA будет использоваться для широкого спектра приложений, тогда как TD-CDMA будет использоваться преимущественно для помещений, когда не требуется обеспечение высокой мобильности. Этот стандарт, как ожидается, создаст новую нишу на мировом рынке и станет наиболее широко используемым стандартом для сетей третьего поколения.

В мобильной телефонии протоколы третьего поколения поддерживают гораздо более высокие скорости передачи данных, измеряющиеся в Мбитах/с, и предназначены не только для передачи голоса, но и для других приложений. Опытные образцы сетей третьего поколения стартовали в Японии в 2001 году. Сети 3G, как ожидаются, стартуют в Европе и в некоторых странах Азии/Тихоокеанского побережья в течение 2002-2003 годов, и позже - в США. 3G будет поддерживать приложения, требующие существенной ширины полосы, такие как полноформатное видео, видеоконференции и полный доступ в интернет.

Основные вехи внедрения технологий третьего поколения: 1989 год. Международный союз телекоммуникаций начал реализацию инициативы по созданию систем третьего поколения, определив условия для службы связи FPLMTS.

1992 год. Международная конференция по радиосвязи определила спектр для служб FPLMTS в полосе частот 2 ГГц.

Сентябрь 1995 года. Первый коммерческий запуск cdmaOne.

Июнь 1997 года. Опубликован первый отчет форума UMTS Forum. Разработана концепция IMT-2000 для систем третьего поколения. IMT-2000 заменила собой концепцию Future Public Land Mobile Telecommunications System (FPLMTS).

Декабрь 1997 года. Sony присоединилась к компаниям Alcatel, Nokia Telecommunications, Robert Bosch, Italtel, Motorola и Siemens, входящим в альянс UMTS, который занимается реализацией широкополосной беспроводной мультимедийной технологии UMTS.

Февраль 1998 года. Группы по стандартам из Европы, Японии, Кореи и США решили поддержать единый стандарт на широкополосный вариант CDMA для организации международной службы беспроводной связи. Эти группы будут предлагать CDMA для стандарта IMT-2000.

Февраль 1998 года. Группа по разработке CDMA приняла резолюцию по стандартам для систем связи 3G.

Май 1998 года. На конференции ITU руководители региональных организаций по стандартам телекоммуникаций в Европе, Японии, Корее и Северной Америке приняли решение о совместной разработке стандарта, который позволит владельцам мобильных телефонов использовать международный роуминг. Это соглашение, предварительная версия которого предложена группой ITU-T Study Group 11, получило название IMT-2000.

Июнь 1998 года. В МСЭ представлена спецификация CDMA2000 для подготовки стандарта на цифровую телефонную связь IMT-2000.

Май 1999 года. Сделан первый в Северной Америке телефонный звонок по мобильной связи с помощью опытной сети CDMA в реальных условиях. Этому способствовали усилия ассоциации GSM Alliance и Nortel Networks.

Март 2000 года. Правительство Испании выдало четыре первые в Европе лицензии UMTS.

Апрель 2000 года. В Великобритании после восьми недель борьбы за пять лицензий на спектр радиочастот для предоставления услуг мобильной связи третьего поколения, наконец, определились победители. License A получила компания TIW UMTS, заплатив $6,9 млрд. License B досталась компании Vodafone AirTouch за $9,4 млрд. British Telecom приобрела License C за $6,35 млрд., а компания One2One - License D за $6,3 млрд. Компании Orange досталась еще одна License D за $6,46 млрд. Эти лицензии принесли английскому правительству в сумме $35,43 млрд.

Июль 2000 года. Министерство почты и телекоммуникаций Японии выдало три лицензии на услуги сотовой связи третьего поколения компаниям NTT DoCoMo (WCDMA), J-Phone Group (WCDMA) и альянсу, объединившему DDI и Nippon Ido Tsushin. NTT объявила о намерении предложить услуги беспроводной связи третьего поколения в Токио с мая 2001 года.

Август 2000 года. Аукцион лицензий на беспроводную связь третьего поколения в Германии принес устроителям в сумме более $45,49 млрд.

Октябрь 2000 года. Представители Telecom Italia сообщили, что правительство Венесуэлы первым предложило лицензии на услуги связи третьего поколения на американском континенте.

Октябрь 2000 года. Итальянское правительство объявило о завершении аукциона на пять лицензий на право предоставления услуг мобильной связи третьего поколения.

Ноябрь 2000 года. Прошедший в Австрии аукцион на лицензии связи третьего поколения завершился досрочно и принес правительству 700 млн. евро, что оказалось значительно меньше, чем суммы от аналогичных аукционов, проведенных в других странах Европы. Лицензии на работу в сетях UMTS получили четыре оператора.

Декабрь 2000 года. Правительство Южной Кореи предоставило две лицензии на сети связи третьего поколения на базе сети W-CDMA компаниям SK Telecom и Korea Telecom. Лицензии для CDMA2000 было решено не выдавать, поскольку операторы оказались не в состоянии выполнить обязательные условия.

Январь 2001 года. Шведское Национальное агентство почты и связи предоставило лицензии компаниям Orange Sverige, Tele2, Europolitan и HI3G. Корпорация Telia, крупнейший оператор телефонной связи, лицензии не получила.

Январь 2001 года. Французское правительство объявило конкурс на четыре лицензии на эксплуатацию сетей третьего поколения, использующих технологию UMTS. Два потенциальных претендента на эти лицензии во Франции отказались от участия в конкурсе еще до истечения срока подачи заявок, сославшись на чрезвычайно высокую стоимость лицензий, которая составила $4,6 млрд.

Февраль 2001 года. Управление телекоммуникаций Гонконга сообщило о намерении в середине года провести аукцион, на котором будут предложены четыре лицензии на спектр частот для предоставления услуг мобильной телефонной связи третьего поколения. Плату за лицензии с операторов решено собирать в виде процентных отчислений, а не разовой выплаты.

Март 2001 года. На проведенном в Австралии аукционе частот для предоставления услуг сотовой связи из предложенных 58 лотов было выкуплено 48, за которые шесть основных участников заплатили $580 млн., в то время как правительство Австралии планировало получить от этого аукциона $1,29 млрд.

Апрель 2001 года. В Сингапуре проводится аукцион, на который выставлены четыре лицензии на развертывание мобильной сети третьего поколения; в нем принимают участие три крупнейших игрока - Singapore Telecommunications, StarHub и Mobile One Asia.

Апрель 2001 года. Впервые проведено открытое тестирование системы TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA) в Пекине.

Май 2001 года. Компания NTT DoCoMo начинает первое в мире открытое тестирование сотовых служб третьего поколения на основе технологии W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access).

Октябрь 2001 года. NTT DoCoMo запустила первую мобильную сеть 3G (на основе WCDMA) для коммерческого использования.

Ноябрь 2001 года. Nokia и AT&T Wireless совершен первый живой звонок по сети 3G EDGE.

Декабрь 2001 года. Telenor в Норвегии начал коммерческое использование первой коммерческой сети UMTS. Терминалы UMTS, как ожидается. Будут введены в эксплуатацию в третьем квартале 2002 года.

Декабрь 2001 года. Компаниями Nortel Networks и Vodafone в Испании совершены первые роуминговые живые звонки между Мадридом (сеть Vodafone) и Токио (сеть J-Phone), в международном стандарте UMTS 3GPP. Звонки были сделаны при помощи телефона на основе чипсета QUALCOMM MSM5200 и SIM технологии J-Phone.

Январь 2002 года. SK Telecom в Корее начал коммерческое использование первой в мире сети на основе CDMA2000 1xEV-DO.

Февраль 2002 года. Nokia и Motorola представили свои новые продукты для работы в сетях стандарта 3G.

Сентябрь 2002 года. Компания Ericsson объявила о первом живом звонке в двойном режиме WCDMA/GSM с бесшовным хэндовером между двумя режимами и высокой скоростью передачи данных в живых сетях.

Декабрь 2002 года. 24 миллиона пользователей CDMA2000 по всему миру.

Декабрь 2002 года. Европейская Комиссия собирается гармонизировать процесс выдачи лицензий 3G, вняв критике телекоммуникационной общественности по поводу высокой стоимости таких лицензий, а также по поводу огромной разницы в их стоимости в различных странах. В то же время европейские официальные лица считают маловероятным бум 3G по крайней мере до 2008 года.

Февраль 2003 года. Компания LG представила первый в мире двухполосный, двухрежимный телефон для CDMA и WCDMA.

Февраль 2003 года. CDMA2000 достиг отметки в 30 миллионов абонентов.

Автор статьи: MobilePort