Модемы 3G UMTS в Украине

GSM модемы 3G. От GPRS до HSDPA.

Всемирная мобилизация достигла того уровня, когда абонентов всё больше интересуют возможности мобильной передачи данных в самом широком смысле слова. Это конечно же в первую очередь возможность подключиться к мировой паутине в любое время в любом месте. Всё большую популярность приобретают такие сервисы сетей 3G, как видеозвонки, потоковое видео и телевидение. Сети GSM в настоящий момент переживают во всех странах настоящую революцию и переоснащение. Всё дело в том, что до определённого момента сети GSM развивались в направлении услуг 3G исходя из того потенциала, который предоставляет эта технология. В то время когда начали развиваться так называемые сети переходного этапа 2,5G, в GSM был предложена технология передачи данных осуществляемая по протоколу GPRS. Это был ответ на использующийся уже стандарт CDMA 20001x позволяющий получить беспроводную передачу данных на скорости до 153 Кбит/с. В отличие от CDMA 1х, GPRS не являлся системой передачи данных в чистом виде, а лишь надстройкой над существующей голосовой связью сети GSM. Особенность протокола GPRS состоит в использовании голосового тракта для передачи пакетов данных. Сравнить этот процесс можно с работой диспетчера на узловой железнодорожной станции, задача которого наиболее оптимально использовать находящиеся в наличии железнодорожные пути. По его командам маневровые поезда толкают вагоны для формирования составов то, загоняя какие то из них в тупик, для освобождения путей, то, передвигая их к пункту назначения в момент, когда путь свободен. Примерно то же происходит и в технологии GPRS. Передаваемая информация собирается в пакеты и передаётся через свободные в данный момент голосовые каналы. С одной стороны вполне разумная схема позволяющая равномерно распределять нагрузку, однако, в условиях реальной загрузки сети голосовым трафиком, приводящая к низким скоростям. Поэтому, несмотря на теоретический потолок в 140 Кбит/с, реальная скорость по GPRS составляет 10-30 Кбит/с. Конечно на момент внедрения и такая скорость для многих казалась чудом, но уже тогда GPRS конкурировать с CDMA 1x не мог, поскольку там реальная скорость передачи данных могла быть на уровне 70-100 Кбит/с. Что касается наших местных условий данный сервис был не выгоден ранее и экономически, так как операторы брали деньги с клиентов не только за объём скачанной/отправленной информации, но и за время подключения. Со временем, появилась следующая надстройка, так называемый EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), призванная улучшить сервис передачи данных в сетях GSM. По своей философии EDGE не отличался от GPRS, то есть, по сути являясь всё той же надстройкой. Однако сама технология несла в себе уже целый ряд новшеств, которые должны были увеличить скорости и качество беспроводного Интернета GSM. В первую очередь была изменён способ манипуляции сигнала, в EDGE стала применяться так называемая 8PSK (8Phase Shift Keying), увеличивающая в разы скорость передачи информации. Кроме того стала применяться так называемая технология «нарастающей избыточности», в которой применялась отправка дополнительной избыточной информации накапливаемой в приёмнике, что увеличивало вероятность расшифровки повреждённого пакета, в то время как в GPRS пакет отсылался повторно до тех пор пока на другой стороне не был получен в неповреждённом виде, что увеличивало «заторы» в сети. Оборудование EDGE подразделяется на несколько классов (до 10) определяющих возможности совместного использования голосовых и пакетных сервисов. Самое интересное, что технология EDGE первоначально наибольшую популярность получила именно в Северной Америке, а не в Европе. Всё дело в том, что европейские операторы GSM посчитали нецелесообразным вложение средств в ещё одну надстройку для GSM и решили терпеливо ждать наступления настоящей технологии 3G – UMTS/HSDPA. Американские же операторы под натиском 3G со стороны CDMA были просто вынуждены вкладывать в EDGE деньги, предоставляя абонентам популярные уже на тот момент услуги передачи данных. Конечно, большой сложностью в технологии EDGE является также необходимость подбора определённого оборудования под этот сервис. В то время как в CDMA существует довольно чёткое разделение оборудования 3G всего лишь на 3-4 класса, в EDGE, как говорилось выше, их 10. В Украине также внедрение EDGE имело место по большей части в качестве эксперимента и не получало сильного распространения, до тех пор пока не начал формироваться рынок 3G и, в особенности, пока на этот рынок не пришёл оператор Utel (Утел), заставив многих посмотреть на мобильный стандарт GSM по другому. В связи с тем, что лицензией на стандарт 3G GSM в Украине владеет пока только Utel, другим операторам GSM, особенно таким, как Киевстар и МТС, ничего не остаётся делать, как начинать строительство EDGE, конкурируя с 3G за счёт большего покрытия. Конечно с точки зрения финансов, такое решение даёт свои плоды, но однозначно является только временной передышкой перед лицом надвигающейся второй волны мобильной революции, отвечающей на возросшие потребности человечества получать информацию из Интернета на новых скоростях в любое время, в любом месте. Мобильная революция естественно касается и технических арсеналов оператора GSM. Переоснащение сети GSM в UMTS связано с переходом на другой радиосигнал, так называемый широкополосный CDMA – WCDMA, на базе существующей инфраструктуры GSM. Естественно, это требует значительного вложения денежных средств, поскольку для передачи по радиоканалу используется абсолютно другой сигнал и другая частота. Согласно спецификации стандарта, UMTS может работать на частотах 1900 МГц и 2100 МГц. С силу ряда особенностей UMTS не может работать одновременно на одной и той же частоте, что и обычный GSM, а так как в большинстве стран частота 1900 МГц уже занята под GSM, то используется частота 2100 МГц. Эту же частоту в Украине использует оператор Utel (Утел). Как ни странно в нашей стране, где доминирует мобильная связь GSM, стандарт HSDPA/UMTS не стал первооткрывателем рынка 3G. Операторы CDMA совершили прорыв в 2007 году, начиная предоставлять мобильный Интернет, как приоритетную услугу. Скорее всего, если бы не экспансия PEOPLEnet и Интертелекома, Utel не так быстро вышел бы со своими предложениями. Но это уже свершилось и теперь во многих городах Украины абоненты всё больше заняты вопросом, где можно купить модемы 3G для Utel. Стандарт HSDPA, используемый оператором Utel, с возможностью передачи данных на скорости до 3,6 Мбит/с, имеет хорошие перспективы для дальнейшего увеличения скоростей, как это происходит во многих странах мира, где HSDPA был внедрён несколько ранее. В целом ряде заморских сетей GSM 3G уже сейчас поддерживается скорость 7,2 Мбит/с. Под более высокую скорость выпускаются соответствующие модемы 3G UMTS, то есть каждый модем HSDPA имеет ограничение по скорости в сети UMTS, которая указывается в спецификации. 3G модемы HSDPA можно разделить на несколько категорий устройств:

1. Мобильные телефоны 3G с поддержкой WCDMA
2. USB 3G модемы UMTS/HSDPA
3. PCMCIA карты HSDPA
4. Express модемы HSDPA

Первая категория это мобильные телефоны 3G, которые можно использовать как внешние модемы 3G UMTS, подключаемые к компьютеру или через USB порт по дата-кабелю или по беспроводному соединению Bluetooth. Определить подходит ли мобильный телефон GSM к сети UMTS/HSDPA достаточно просто. Как говорится, достаточно заглянуть под крышечку, и если там присутствует общепринятая у производителей надпись WCDMA, то шансы что телефоне присутствует 3G модем UMTS, способный работать в сети Utel, значительно возрастают. Однако это ещё не всё. Да, такой телефон способен принимать сигнал HSDPA на частоте 2100 МГц, но это ещё не значит, что встроенный в него 3G модем поддерживает высокие скорости стандарта. Если такого нет, то к сожалению использовать такой мобильник можно будет только как модем GPRS/EDGE. Одним из минусов использования телефона в качестве модема является необходимость зарядки аккумулятора и несмотря на то, что большинство их них может заряжаться от дата-кабеля, всё же это создаёт дополнительные неудобства, тем более что при передаче данных ресурсы батареи используются особенно активно. Второй недостаток очевиден и заключается в вынужденном объединении двух различных функций – голосовой связи и модема, что создаёт ограничения в работе самого устройства, так и неудобства в работе пользователя. Конечно, если говорить про смартфон или коммуникатор 3G GSM, дающий просматривать страницы Интернета, получать электронную почту в нём самом, то это как раз тот случай, когда с помощью телефона наиболее реализуется философия, носящая название “мобильный Интернет”. Но если речь идёт об использовании 3G на ноутбуке или стационарном компьютере, то нам стоит всё же перейти в следующий раздел.

3G модемы USB

Наиболее популярной является, конечно, эта, вторая категория модемов. Прежде всего за возможность использования на любых компьютерах. В той категории модемов ошибиться трудно. Если вы держите в руках устройство с надписью HSDPA 3G модем, то можете не сомневаться, ваш модем сможет работать в сети UMTS 2100 МГц. Хотя на всякий случай можно взглянуть на спецификацию, там должна стоять такая надпись HSDPA/UMTS 2100 MHz. Так же в спецификации обычно пишут какую максимальную скорость в стандарте HSDPA поддерживает модем. Лидерами в производстве 3G модемов сегодня являются такие общеизвестные концерны как Novatel Wireless, Sierra Wireless, Option, Huawei. Модемы 3G производителя Huawei являются наиболее популярным во всём мире прежде всего из-за невысокой цены и хорошего качества. И этого конечно достаточно, чтобы сделать выбор в сторону этого производителя. Однако, если речь вести о традиционных лидерах в этой области, о компаниях, которые находятся на острие развития стандарта 3G, то конечно же это Novatel Wireless, Sierra Wireless, Option, за которыми иногда не могут угнаться и операторы 3G. Современные 3G модемы этих производителей собираются на последних процессорах Qualcomm и рассчитаны на перспективу развития стандарта HSDPA, и некоторые из них имея возможность работы в сетях 3,5G со cкоростями, которые в данный момент ещё не реализованы в коммерческом использовании. Модемы 3G последних выпусков как минимум поддерживают скорость загрузки (HSDPA) до 7,2 Мбит/с и со скоростью отправки (HSUPA) до 2,1 Мбит/с. В данный момент оператор Utel (Утел) ещё не даёт таких скоростей, но практика показывает что технологии 3G развиваются зачастую быстрее чем мы ожидаем и вполне возможно, что в недалёком будущем скорость 7,2 Мбит/с станет для нас привычной. Кроме того модемы 3G HSDPA от Novatel Wireless, к примеру, традиционно отличаются высоким качеством радиопередающего тракта, его высокой чувствительностью, что актуально всегда, а внаших условиях, когда сеть Utel только строится, это может оказаться дополнительным аргументом в выборе модема. При выборе модема стоит обратить внимание на такую деталь, как возможность подключения к нему внешней антенны. Ведь сейчас сигнал HSDPA (WCDMA) оператора Utel находится в пределах границ крупных городов, а всё больше абонентов не хотели бы расставаться с этим оператором и за городом. Способность 3G Интернета “накрывать” целые области даёт возможность быстро и недорого подключиться к мировой паутине там, куда не скоро бы пришло любое другое проводное решение этого вопроса. Поэтому использование за городом антенны HSDPA, подключаемой в модем 3G просто необходимо. Иногда, в силу особенностей стандарта, использующего более высокую частоту, а значит сигнал с меньшей способностью обойти препятствия, подключение внешней антенным может понадобиться и в городе. Но так или иначе, наличие гнезда под антенну когда нибудь может пригодиться. С ростом скоростей мобильного Интернета всё актуальней становится вопрос о деловом использовании такой технологии. Основным преимуществом подключения офиса к 3G Интернету является мобильность и независимость. При переездах, при необходимости быстро наладить связь, Интернет 3G вне конкуренции. Уже при нынешних скоростях, подключить 2-3 компьютера к Интернету через модем 3G – вполне реально. 3G модемы USB вышеперечисленных производителей в большинстве своём работают новыми устройствами 21-го века, имеющими название 3G роутеры, популярность которых растёт вместе с популярностью 3G услуг. Подключённый к роутеру 3G USB модем, может быть задействован для нескольких компьютеров в малом офисе или доме через беспроводную технологию Wi-Fi, которая предусмотрена в большинстве таких маршрутизаторов.

Производство 3G модемов является одной из самых технологичных и наукоёмких отраслей. Чем дальше развивается стандарт HSDPA, тем больше меняются и сами модемы, становясь всё меньше размерами и приобретая новые возможности. В первую очередь речь идёт конечно, о самых главных качествах, это чувствительность приёма сигнала, стабильность в работе. Современные технологии, применяемые в модемах, позволяют работать в условиях плохого, слабого сигнала и наличии больших помех. Большинство последних USB модемов кроме всего прочего выпускаются с встроенной флеш-память, содержащей программное обеспечение, самоинсталлирующееся на компьютере при первом включении в него.

ExpressCard, PCMCIA модемы 3G

Эта категория представляет собой 3G модемы HSDPA, компактно подключаемые в ноутбуки, создавая дополнительный комфорт для пользователя, особенно при мобильном использовании. Если говорить про ExpressCard модемы 3G, то это наиболее современные устройства, поскольку интерфейс ExpressCard не так давно был внедрён в производство. Поэтому все 3G модемы GSM в виде ExpressCard работают в стандарте HSDPA 2100 МГц. Интерфейс PCMCIA имеет более долгую историю, и некоторое время назад даже считался изжившим себя. Тем не менее, целый ряд ведущих производителей ноутбуков продолжают комплектовать свои изделия этим интерфейсом и можно считать, что слухи о смерти PCMCIA были несколько преувеличены. По всей видимости, производители модемов 3G также не прекратят выпуск устройств в формате PCMCIA (PC Card). Однако, стоит учитывать, что большинство из модемов GSM PCMCIA уже начали производиться до эпохи 3G и поддерживают только протоколы EDGE/GPRS. Но в то же время есть целый ряд модемов PCMCIA самого последнего стандарта 3G. Производители ExprssCard и PCMCIA модемов те же, что и перечислены выше в категории 3G модемы USB. Преимущество модемов ExpressCard перед PCMCIA прежде всего в лучшей совместимости с компьютерами и большей продуктивности при обмене данными. К тому же 3G модемы ExpressCard более универсальны, поскольку через специальные переходники могут подключаться прямо в USB порт и даже в PCMCIA слот. При выборе такого рода модемов, стоит внимательно заглянуть в спецификацию ноутбука, поскольку зачастую эти понятия PCMCIA и Express путают. Тем более, что в большинстве ноутбуков оснащенных ExpressCard, этот слот имеет ширину 54 мм, то есть точно такую же, как и у PC Card. Делается это в силу определённой договорённости между производителями, так как в своё время планировался выпуск и таких Express карт, с общей шириной 54 мм, хотя сама контактная группа у них точно такая же как и у всех – 34 мм. Так как ExpressCard технология появилась примерно в то же время, что и сети 3G, то среднем эти модемы имеют более скоростные параметры нежели PCMCIA, а целый ряд среди них можно отнести к устройствам 3,5G HSDPA.

3G модемы HSDPA/HSUPA

Строго говоря, все вышеперчисленные 3G модемы, называемые традиционно HSDPA, более корректно было бы называть модемы HSPA. HSPA расшифровывается как High-Speed Packet Access. Буква D, стоящая в аббревиатуре HSDPA, означает слово Dowlink, переводящееся, как приём. Название HSDPA закрепилось по причине того, что на первом этапе развития сетей 3G GSM, впрочем как и во всех сетях 3G, больший акцент ставится на скорость загрузки (downlink), поскольку скорость отправки, передачи (uplink) сравнительно не так высока. Конечно скорость загрузки в большинству пользователей более важна, ведь просмотр страниц, скачивание файлов, вполне возможно при невысокой скорости uplink. Однако если речь идёт о применении 3G Интернета в бизнес приложениях, таких как видеоконференции, удалённый видеоконтроль, отправка большого количества данных, то высокая скорость отправки становится просто необходимой. Поэтому процесс развития сетей 3G связан, прежде всего с увеличением скорости передачи от модема к базовой станции. Сети HSPA, являющие собой первый этап этого процесса, где скорость загрузки составляет 7,2 Мбит/с, а скорость отправки 2,1 Мбит/с обычно называют сетями HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access). 3G модемы поддерживающие скорости этих сетей, называют HSUPA модемами. В настоящий момент подобные сети работают в целом ряде стран Европы и активно развиваются благодаря операторам Vodafone и 3. Естественно самые последние 3G модемы всех производителей, не желающих отставать от времени являются устройствами HSUPA, с поддержкой скорости отдачи, как минимум 2,1 Мбит/с. А целый ряд модемов, поддерживающих эту скорость, в состоянии увеличивать свои скоростные возможности благодаря смене прошивки (firmware), которую бесплатно предоставляет производитель, позволяя своим устройствам идти в ногу с прогрессом. На сегодняшний день проходит стандартизацию формат HSDPA/HSUPA cо скоростью передачи до 5,8 Мбит/с, после чего начнётся его коммерческое использование. По сути в такую сеть уже принято относить к 4G. Купить 3G модем HSUPA – это заранее приготовиться к перевооружению оператора Utel (Утел). Ну а те, кому приходится посещать страны Европы, могут работать на новых скоростях с помощью такого модема уже сейчас.

Интернет 3G HSDPA только начал активно развиваться у нас в стране. Нельзя сказать, что и на западе это такая уж старая вещь. На этих страницах дан краткий обзор возможностей стандарта 3G UMTS продвигаемого в Украине оператором Utel и устройств, которые его поддерживают. Надеемся, что эта информация поможет выбрать модем 3G, который наиболее соответсятвует ставящимся задачам.