Все мы давно пользуемся мобильниками не только в классической роли „купи-хлеба” и „будешь-пить”, а также оттачивания машинописного мастерства набором SMS. Эти функции постепенно отводятся на второй план (ну кроме „будешь-пить” :)). Телефоны всё чаще используются в рабочей среде, а работаем мы с вами как повезёт – и в кабинетах, и в дороге. И хоть, трястись в купейном поезде и сидеть в кресле не совсем одно и тоже, но доступ к информации порой должен быть одинаковым. Вот в качестве средств быстрого доступа к нужной информации по принципу «сейчас же» и внедряются технологии GPRS и EDGE в нашу повседневную жизнь. Итак, что же это за фрукты такие, и попробуем разобраться.

Откуда есть пошёл GPRS на Руси

GPRS – расшифровуется как General Packet Radio Service, по-нашему - «беспроводная передача данных». Сейчас данная технология внедрена всеми мировыми операторами сотовой связи. Причем, за рубежом это было сделано намного раньше чем в России (вообще возраст «буржуйских» GSM-сетей на 7-10 лет больше чем у нас).

Первоначально под GPRS «подгоняли» уже используемые GSM-сети. В чём принцип действия? Чтобы не слишком ударяться в техническую терминологию, упомянем скорость передачи данных в таймслоте (временном интервале) радиоканала. Их всего четыре – CS1, CS2, CS3, CS4.

При голосовом общении или передаче данных, абоненту выделяется часть радиотракта со скоростью около 9,6 кбит/с. Выделенный радиоканал разделяется на временные промежутки (таймслоты), их количество варьируется от возможностей телефона и загруженности сети. Передача GPRS и происходит как раз через свободные на данный момент таймслоты. Скорость, как мы видим, не ахти. Связано это с тем, что первоначально GSM-сети задумывались именно под голосовые услуги, а когда средь ясного неба грянула необходимость передачи данных, то под пристальный взгляд разработчиков в первую очередь попали именно сети этого типа. Вот они и подковали GSM-сети, выжимая из них максимум, одновременно осознавая, что это лишь временная альтернатива, и что нужно разрабатывать сети уже по профилю.

Внедрение GPRS «на Руси» происходило позже, но в несколько лучших условиях, поскольку зарубежные провайдеры начинали с нуля, причём, через некоторое время встала необходимость модернизации оборудования. Наши же сети сравнительно молодые, по сравнению с зарубежными, нашим операторам не приходится вкладываться в модернизацию устаревшего оборудования - они идут проторенной дорожкой, закупая GPRS-совместимое оборудование последнего поколения, которое, к тому же, уже поддерживает EDGE (об это технологии речь пойдёт речь позже).

В России, практически все федеральные операторы предлагают услуги на базе GPRS (Билайн, Мегафон, МТС, региональные компании). Все больше территорий нашей необъятной родины охвачены мобильным интернетом.

Провайдеры приводят разную статистику использования GPRS – цифры варьируются в зависимости от региона, времени суток, абонентского и операторского оборудования - от 6 до 45% абонентской базы.

Телефоны с поддержкой GPRS делятся на 12 классов по скорости (MultySlot Class). Скорость передачи данных - до 40 кбит/с. и больше. Телефоны также классифицируются по способу работы с данными и голосом (GPRS Class). Телефоны класса А могут одновременно и передавать данные и голос. Класс В не позволяет делать одновременно. Класс С поддерживает один из способов выборочно.

Несмотря на положительные сдвиги, нам ещё далеко до Японии и Филлипин, признанных лидеров в области распространения и использования GPRS.

Хотя и у нас постепенно ситуация улучшается – операторские доходы от внедрения GPRS постепенно растут в общей сумме доходов.

По мнению экспертов, GPRS в России приобретает все большую популярность по следующим причинам:

• Активно развивается рынок мобильного контента. Сейчас, в рунете функционирует несколько сотен WAP-ресурсов, для которых GPRS служит «транспортным средством».
• Количество поддерживающих GPRS телефонов сейчас в абсолютном большинстве.
• Операторы постепенно начинают внедрять GPRS-роуминг.

Но не обходится и без трудностей - технических и даже стратегических. Один из главных недостатков сегодня у GPRS в России – маленькая скорость. Теоретически максимальная скорость передачи данных по технологии GPRS достигает 171,3 кбит/с. На деле же она гораздо меньше и зависит от множества объективных причин, а именно:

• Для работы GPRS используется оборудование, которое может поддерживать или менее скоростные схемы (CS1–CS2) или же более скоростные (CS4). Со с схемами CS3–CS4 не могут работать некоторые устаревшие базовые станции сотовой связи. Конечно, провайдеры, прекрасно понимают сложившуюся ситуацию и по возможности заменяют оборудование на более современное.
• Количество запросов телефона абонента и количество свободных таймслотов которое может выделить оборудование не всегда могут совпадать, в зависимости от класса оборудования, телефона да и просто загруженности сети.
• В услуги на базе GPRS сегодня уже без опасений можно вкладывать деньги, но все равно они пока для операторов на вторых-третьих местах по важности. Если сегодня нас чем-то и привлекают - то тарифами со смешными ценами на голосовую связь. В итоге мы говорим, увеличиваем нагрузки на сети и… совершенно забываем про GPRS, которым в таких условиях практически нереально пользоваться. Думаю, все жители больших городов со мной согласятся.
• Цена 1 Мб GPRS-трафика в России объективно меньше, чем за рубежом. А значит - люди стремятся еще более активно пользоваться мобильным интернетом, тем самым загружая сеть.
• Количество зарегистрированных и потенциальных пользователей MMS-пользователей несоизмеримо меньше чем есть на самом деле, но MMS - тоже услуга на базе GPRS, к тому же, активно рекламируемая. Сетевых мощностей и на нее не хватает.
• По телевидению то и дело крутят ролики - «отправь то, получи это». Конечно, получение всех этих картинок, мелодий и игр тоже происходит через мобильный интернет.

Как видите - все не очень радужно. А тут уже в затылок дышит необходимость внедрять сети следующего, 3-ого поколения (3G), что уже ставит под сомнение дальнейшее распространение GPRS-сетей. Но пока связь GSM еще жива, стоит вспомнить еще об одной замечательной технологии передачи данных - EDGE. Она является необходимым продолжением GPRS, о чем свидетельствует и расшифровка названия - Enhanced Data for Global Evolution.

EDGE vs GPRS

Скорость передачи информации по технологии EDGE в 3 раза выше, чем при использовании GPRS - до 474,6 Кб/с (опять-таки теоретически). EDGE позволяет передавать/принимать данные в существующих частотных рамках, характерных для используемых сегодня GSM-сетей, но с возможностями характерных для поколения 3G.

Историю свою EDGE начинает с конца 90-х годов. Компания Ericsson первоначально разрабатывала её для сетей стандарта D-AMPS. Но и попробовала внедрить в GSM-сеть, не без наработок, поскольку технология EDGE представляет собой новую модуляцию в радиоканале базовой станции и мобильного устройства. Для дальнейшего использования этой технологии в рамках существующих сетей нужны EDGE-совместимые передатчики, преобразовывающие сигнал на пути к базовой станции, ну и телефоны, которые поддерживают EDGE (их число постоянно растёт, но все еще не является достаточным). Я бы рекомендовал вам при покупке нового телефона обращать внимание на то, поддерживает ли он EDGE.

Как уже говорилось, российские операторы начали свой бизнес, первоначально закупая современное оборудование, которое было более «продвинутым» по сравнению с оборудованием зарубежных операторов. Причем, пик популярности мобильной связи в России пришелся как раз «к месту» - в это время за рубежом как раз только начали внедрять EDGE. Для российских операторов тем самым отпал целый комплекс проблем - их новое оборудование было готово работать с EDGE. Но остаются и другие вопросы, а именно: административное разрешение на использование этой технологии, поскольку тут мы имеем несколько другой тип модуляции сигнала (а вдруг буржуинские происки? :)). Кроме этого, нужно пересмотреть всё оборудование на предмет совместимости с EDGE, оптимизировать его (при этом учитывая все существующие проблемы с GPRS). Просто необходимо расширять пропускную способность сетей - ведь с внедрением EDGE нагрузка на них удвоится-утроится.

Что имеем?

Итак, единственной пока возможностью быстрого (или сравнительно быстрого) доступа к сети интернет с помощью мобильного телефона пока остаётся GPRS. Несмотря на недостатки (малая скорость, «капризы» сети), это лучше, чем ничего – EDGE наступает, но ещё не наступил. Хотя если вам повезло, и ваш город уже под «ЕДЖём», то можете смело экспериментировать.

Сразу хочется немного притушить наивные ожидания сверх-скоростей. Учитывая структурную неорганизованность GSM-сетей (это не признак исконно российского «бардака», а следствие того, что они имеют топологию «открытой архитектуры» и постоянно обрастают надстройками, а операторы экспериментируют с оборудованием и ПО), очень быстрой передачи данных не будет. Приготовьтесь к скоростям 140-150 кбит/с. Но ведь и это уже неплохо, правда? :)

Совет для пользователей GPRS и EDGE – если вам предстоит неспешная работа с интернетом и у вас есть все для этого (телефон, кабели, компьютер, ПО), то лучше подключаться где-нибудь за городом - в деревне, на даче. Как правило, если эти места в зоне доступа GSM-сети, то она явно не перегружена (там по прежнему доверяют пакетной передаче данных беспроводным способом стандарта ОБС – «одна баба сказала»:)) Копошиться в сети можно быстрее чем в городе, да и здоровью полезнее…

EDGE - это технология, позволяющая передавать данные по мобильной сети со скоростью до 200 Кбит/сек.
Это в среднем в четыре раза быстрее, чем по GPRS.

Основное применение EDGE - это высокоскоростной доступ в Интернет, организация мобильного офиса - незаменимая вещь для деловых людей.

А также, такие возможности как: обмен картинками, фотографиями и другой информацией посредством того же Интернет, просмотр потокового видео, Интернет-радио, пересылка факсов, почты, и много-много других интересных вещей.

Исходя из его достоинств, можно сказать, что технология EDGE рассчитана на 2 разных класса населения: на бизнесменов, для которых важно быть всегда в курсе последних событий, и на подростков/тинэйджеров для которых Интернет - стиль жизни.

Для доступа к современным услугам через EDGE достаточно использовать устройство с поддержкой этой технологии, например, карту Sony Ericsson GC85 или Sierra AirCard 775.

Изначально EDGE подразумевался как расширение технологии GPRS.
Впервые о нем заговорили в далеком 1997 году на ESTI (Европейский Институт Стандартизации Электросвязи).

Тогда же была представлена его первая расшифровка как Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Усовершенствованная Технология передачи данных для Развития GSM).

В EDGE применяется восьмипозиционная фазовая манипуляция (8-PSK), которая обеспечивает примерно двукратный прирост в максимальной скорости по сравнению с GPRS - она составляет 384 Кбит/с, тогда как максимальная теоретическая скорость GPRS - 171 Кбит/с.
Разумеется, реальная скорость намного ниже.

Для передачи информации EDGE, так же как и GPRS, использует таймслоты (временные отрезки кадра).
Существует идентичная GPRS политика распределения таймслотов между каналами на прием и передачу.

Еще одно преимущество состоит в том, что максимальная скорость потока в одном таймслоте составляет 48 кбит/с (против 9,6 Кбит/с у GPRS).
Естественно, что такая скорость достигается только при идеальном приеме, в реальности все будет обстоять гораздо хуже.

В зависимости от качества связи предусмотрено 9 алгоритмов кодирования от MCS-1 до MCS-9 (последний обладает самой малой избыточностью кодирования, соответственно - самый быстрый).

В последствии, с появлением спецификации сетей 3-го поколения, название EDGE было перефразировано и сейчас оно расшифровывается как Enhanced Data rates for Global Evolution (Усовершенствованная Технология передачи данных для Глобального Развития).
Так что можно сказать, EDGE - полноценное переходное звено на пути к 3G или, как его иногда называют, 2.5G.

У EDGE, в отличие от GPRS соединение которого очень нестабильно, а скорость в редких случаях поднимается выше 56 Кбит/с, есть два несравнимых преимущества: высокая скорость и качество связи.

Поэтому, технология EDGE имеет все шансы прийти на смену морально устаревшей технологии GPRS.

Драйвер AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Optional

Новая версия драйвера AMD Radeon Software Adrenalin Edition 19.9.2 Optional повышает производительность в игре «Borderlands 3» и добавляет поддержку технологии коррекции изображения Radeon Image Sharpening.

Накопительное обновление Windows 10 1903 KB4515384 (добавлено)

10 сентября 2019 г. Microsoft выпустила накопительное обновление для Windows 10 версии 1903 - KB4515384 с рядом улучшений безопасности и исправлением ошибки, которая нарушила работу Windows Search и вызвала высокую загрузку ЦП.

Драйвер Game Ready GeForce 436.30 WHQL

Компания NVIDIA выпустила пакет драйверов Game Ready GeForce 436.30 WHQL, который предназначен для оптимизации в играх: «Gears 5», «Borderlands 3» и «Call of Duty: Modern Warfare», «FIFA 20», «The Surge 2» и «Code Vein», исправляет ряд ошибок, замеченных в предыдущих релизах, и расширяет перечень дисплеев категории G-Sync Compatible.

Пользователи мобильных телефонов или планшетов с поддержкой SIM-карт могли замечать, что значок рядом с антенной, символизирующий передачу данных, может меняться на один из следующих: G, E, 3G, 3.5G, 3G+, H, H+, 4G, L или LTE. Попробуем разобраться, что значит каждый из них.

G (GPRS)

GPRS (General Packet Radio Service — "пакетная радиосвязь общего пользования") — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. Является одной из первых реализаций мобильного интернета. На сегодняшний день устаревший способ соединения со всемирной паутиной. Теоретический максимум скорости передачи данных составляет 171,2 Кбит/c (зависит от класса GPRS).

E (EDGE)

EDGE (англ. Enhanced Data rates for GSM Evolution) или Enhanced GPRS — цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая являет собой надстройку над 2G и 2.5G (GPRS) сетями.

Подключение в сети по EDGE примерно в 3 раза быстрее, чем по GPRS, а именно максимальная скорость передачи данных может составлять 474 Кбит/с. На картинке выше скорость соединения, измеренная приложением , имеет размерность KB/s (килобайт в секунду). Чтобы перевести в размерность килобит в секунду, нужно умножить отображаемое значение на 8, то есть 17 Кб/с x 8 = 136 Кбит/с.

3G

3G (от англ. third generation — третье поколение) — технологии мобильной связи 3-го поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ к сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных (голоса, сообщений и т.д.). В настоящее время под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS с надстройкой HSPA (отсюда и значок на телефоне "H" или "H+").

Сети третьего поколения 3G работают на частотах несколько выше чем традиционные GSM (850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц), а именно 1900-2100 МГц, что, кроме других серьёзных отличий от GSM и усовершенствований, позволяет увеличить полосу пропускания частот и, соответственно, скорость передачи данных.

Разновидности 3G

HSPA

Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту HSPA составляет 14,4 Мбит/с (скорость передачи данных от базовой станции на всех локальных абонентов) и до 5,76 Мбит/с от абонента. Первые этапы внедрения стандарта имели скорость 3,6 Мбит/с к абоненту HSDPA (D - downlink). После внедрения второго этапа HSUPA (U - uplink, то есть ускорения передачи от абонента) всю технологию сокращённо стали называть HSPA.

HSPA+

HSPA+ (англ. Evolved High-Speed Packet Access, "развитый высокоскоростной пакетный доступ") - стандарт мобильной связи, модернизация третьего поколения мобильной связи, с высокой скоростью, сравнимой с 4G.

К HSPA+ принято относить технологии, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных со скоростью скачивания до 42,2 Мбит/с и отдачи до 5,76 Мбит/с. На практике скорость соединения ниже и составляет 10 — 20 Мбит/с (на картинке выше 1,6 Мб/с x 8 = 12,8 Мбит/с).

Эта технология считается переходной между сетями третьего (3G) и четвёртого (4G) поколения. Иногда её ещё называют "3.5G".

4G

Если у вас на телефоне загорелся значок L, LTE или 4G, поздравляем! Во-первых, Ваше устройство поддерживает стандарт LTE-A и WiMAX, а во-вторых, Вы находитесь в сети самого нового и последнего доступного в нашей стране на момент написания данной статьи поколения со скоростью загрузки данных до 173 Мбит/с и скоростью отдачи до 58 Мбит/с!

EDGE - это передовая технология идущая на смену GPRS. Она также известна как EGPRS (улучшенный GPRS). Технология позволяет передавать данные по мобильной сети со скоростью до 200 кбит/сек., что уже подтверждено на практике. Это в среднем в четыре раза быстрее, чем по GPRS. Для доступа к современным услугам через EDGE достаточно использовать карту SonyEricsson GC85, Sierra AirCard 775, T-modem COM, T-modem USB, T-modem PCI (или любое другое устройство с поддержкой этой технологии) – в тестовой зоне он автоматически выбирает EDGE вместо GPRS, никаких дополнительных действий от пользователя не требуется.
В настоящее время профессионалу нужно нечто большее, чем просто оставаться на связи со своими клиентами и коллегами, находясь вне офиса. Для подавляющего большинства специалистов, пользующихся мобильной связью, актуальна возможность работать в дороге. В связи с этим чрезвычайно востребованы технологии, обеспечивающие подключение портативного компьютер к офисной сети, общение по электронной почте с коллегами и клиентами в реальном времени. Карты EDGE/GPRS, такие как SonyEricsson GC85, Sierra AirCard 775, T-modem COM, T-modem USB, T-modem PCI, являются оптимальным решением для этих целей.
Данные устройства позволят Вам легко и быстро выйти в интернет, подключиться к Вашей корпоративной сети, отправить E-Mail или СМС. Работая в сетях GSM/EDGE, такая карта позволить установить скорость передачи данных (247,4 Кбит/с!!!) в три-четыре раза превышающую скорость при передачи данных по технологии GPRS. Это означает, что время затраченное на получение электронной почты или на просмотр интернет-сайтов будет существенно меньшее.

EDGE уже в России. "МегаФон" стал первым мобильным оператором, открывшим абонентам Москвы и Московской области доступ к скоростной передаче данных по технологии EDGE. В первых числах января 2005 года в ряде районов столицы и Подмосковья в сети "МегаФон-Москва" началась тестовая эксплуатация новейшей технологии Enhanced Data for Global Evolution.

2. Подробно об EDGE.

Что такое EDGE? Его преимущества

В последнее время на прилавках наших магазинов все чаще появляется таинственное слово EDGE. Что это за страшный зверь, какие преимущества дает эта технология и каково ее будущее в России?

Изначально EDGE подразумевался как расширение технологии GPRS. Впервые о нем заговорили в далеком 1997 году на ESTI (Европейский Институт Стандартизации Электросвязи). Тогда же была представлена его первая расшифровка как Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Усовершенствованная Технология передачи данных для Развития GSM). В EDGE применяется восьмипозиционная фазовая манипуляция (8-PSK), которая обеспечивает примерно двукратный прирост в максимальной скорости по сравнению с GPRS – она составляет 384 Кбит/с, тогда как максимальная теоретическая скорость GPRS – 171 Кбит/с. Разумеется, реальная скорость намного ниже. Для передачи информации EDGE, так же как и GPRS, использует таймслоты (временные отрезки кадра). Существует идентичная GPRS политика распределения таймслотов между каналами на прием и передачу. Еще одно преимущество состоит в том, что максимальная скорость потока в одном таймслоте составляет 48 кбит/с (против 9,6 Кбит/с у GPRS). Естественно, что такая скорость достигается только при идеальном приеме, в реальности все будет обстоять гораздо хуже. В зависимости от качества связи предусмотрено 9 алгоритмов кодирования от MCS-1 до MCS-9 (последний обладает самой малой избыточностью кодирования, соответственно – самый быстрый).

В последствии, с появлением спецификации сетей 3-го поколения, название EDGE было перефразировано и сейчас оно расшифровывается как Enhanced Data rates for Global Evolution (Усовершенствованная Технология передачи данных для Глобального Развития). Так что можно сказать, EDGE – полноценное переходное звено на пути к 3G или, как его иногда называют, 2.5G.

Основное применение EDGE – это высокоскоростной доступ в Интеренет, организация мобильного офиса – незаменимая вещь для деловых людей. А также, такие возможности как: обмен картинками, фотографиями и другой информацией посредством того же Интернет, просмотр потокового видео, Интернет-радио, пересылка факсов, почты, и много-много других интересных вещей. Исходя из его достоинств, можно сказать, что технология EDGE рассчитана на 2 разных класса населения: на бизнесменов, для которых важно быть всегда в курсе последних событий, и на подростков/тинэйджеров для которых Интернет – стиль жизни.

На вопрос что лучше GPRS или EDGE так же нельзя дать однозначный ответ, хотя на текущий момент использование GPRS более оправдано, нежели использование EDGE. В основном это связано с тем, что GPRS распространен повсеместно, а EDGE только начинает распространяться на территории России. Но у EDGE, в отличие от GPRS соединение которого очень нестабильно, а скорость в редких случаях поднимается выше 56 Кбит/с, есть два несравнимых преимущества: высокая скорость и качество связи. Поэтому, технология EDGE имеет все шансы прийти на смену морально устаревшей технологии GPRS.

Технология EDGE: что это и зачем это нужно?

Минувший конгресс 3GSM World Congress, а вслед за ним и выставка CeBIT 2006 в Ганновере принесли с собой массу анонсов новых сотовых телефонов с поддержкой технологии EDGE (Enhanced Data for Global Evolution или, как еще иногда можно услышать, Enhanced Data rates for GSM Evolution). Это не случайно — хотя вендоры мобильных телефонов уделяют все больше внимания поддержке стандартов третьего поколения (3G), таких как CDMA2000 1x, W-CDMA и UMTS, развитие 3G-сетей идет крайне медленно, а интерес к сетям второго поколения (2G) и второго с половиной (2,5G) не ослабевает, а, наоборот, растет, причем как на рынках развивающихся стран, так и на рынках развитых стран.

Эволюция стандартов сотовой связи

Во имя «пропедевтики без кровопролития» вернусь немного в историю и расскажу о том, какие поколения стандартов сотовой связи известны сейчас науке. Те же из вас, кто уже знаком с этим вопросом, могут сразу перейти к следующему разделу, посвященному непосредственно технологии EDGE.

iТак, стандарты первого поколения сотовой связи (1G), (разработан в 1978, внедрен в эксплуатацию в 1981 году) и (внедрен в 1983 году), были аналоговыми: низкочастотный голос человека передавался на высокочастотной несущей (~450 МГц в случае NMT и 820-890 МГц в случае AMPS) с применением схемы амплитудно-частотной модуляции. Для того, чтобы обеспечить связь одновременно нескольких человек, в стандарте AMPS, например, частотные диапазоны разбивались на каналы шириной 30 кГц — такой подход получил название FDMA (Frequency Division Multiple Access). Стандарты первого поколения создавались для и обеспечивали исключительно голосовую связь.

Стандарты второго поколения (2G), такие как (global system for mobile communications) и (Code Division Mutiple Access), принесли с собой сразу несколько нововведений. Кроме частотного разделения каналов связи FDMA, голос человека теперь проходил оцифровку (кодирование), то есть, по каналу связи, как и в 1G-стандарте, передавалась модулированная несущая частота, но уже не аналоговым сигналом, а цифровым кодом. В этом — общая черта всех стандартов второго поколения. Различаются они методами «уплотнения» или разделения каналов: в GSM используется подход с временным уплотнением TDMA (Time Division Multiple Access), а в CDMA — кодовое разделение каналов связи (Code Division Mutiple Access), из-за чего этот стандарт так и называется. Стандарты второго поколения также создавались для обеспечения голосовой связи, но в силу их «цифровой природы» и в связи с возникшей в ходе распространения Глобальной Паутины необходимости обеспечить доступ в интернет по мобильному телефоны, предоставляли возможность передачи цифровых данных по мобильному телефону, как по обычному проводному модему. Изначально, стандарты второго поколения не обеспечивали высокой пропускной способности: GSM мог предоставить лишь 9600 бит/с (ровно столько требуется для обеспечения голосовой связи в одном «уплотненном» с помощью TDMA канале), CDMA — несколько десятков Кбит/с.

В стандартах третьего поколения (3G), главным требованием к которым, согласно спецификациям Международного Телекоммуникационного Союза (ITU) IMT-2000, стало обеспечить видеосвязь хотя бы в разрешении QVGA (320х240), необходимо было достичь пропускной способности передачи цифровых данных не менее 384 Кбит/с. Для решения этой задачи используются полосы частот увеличенной ширины (W-CDMA, Wideband CDMA) или большее количество задействованных одновременно частотных каналов (CDMA2000). К слову, изначально стандарт CDMA2000 не мог обеспечить требуемой пропускной способности (предоставляя всего 153 Кбит/с), однако с введением новых модуляционных схем и технологий мультиплексирования с использованием ортогональных несущих в «надстройках» 1х RTT и EV-DO, порог в 384 Кбит/с был успешно преодолен. А такая технология передачи данных, как CDMA2000 1x EV-DV так и вовсе должна будет обеспечить пропускную способность до 2 Мбит/с, в то время как разрабатываемая и продвигаемая сейчас в сетях W-CDMA технология HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) — до 14,4 Мбит/с.

Кроме того, в Японии, Южной Корее и Китае сейчас ведутся работы над стандартами следующего, четвертого поколения, которые смогут, в перспективе, обеспечивать скорость передачи и приема цифровых данных свыше 20 Мбит/с, став, таким образом, альтернативой проводных широкополосных сетей.

Однако, несмотря на все перспективы, которые сулят сети третьего поколения, перейти на них спешат далеко не многие. Причин тому много: это и дороговизна телефонных аппаратов, вызванная необходимостью вернуть вложенные в исследования и разработки средства; и дороговизна эфирного времени, связанная с высокой стоимостью лицензий на частотные диапазоны и необходимостью перехода на несовместимое с существующей инфраструктурой оборудование; и малое время автономной работы из-за чрезмерно высокой (по сравнению с аппаратами второго поколения) нагрузки при передаче больших объемов данных. Одновременно с этим, стандарт второго поколения GSM в силу изначально заложенной в него возможности глобального роуминга и меньшей стоимости аппаратов и эфирного времени (тут политика лицензирования главного поставщика CDMA-технологий, компании Qualcomm, сыграла с ней злую шутку), получил поистине глобальное распространение, и уже в прошлом году число абонентов GSM превышало 1 млрд. человек. Не воспользоваться ситуацией было бы неправильно как с точки зрения операторов, которым хотелось бы увеличить среднюю выручку с одного абонента (ARPU), и обеспечить предоставление сервисов, конкурентоспособных с сервисами 3G-сетей, так и со стороны пользователей, которым хотелось бы иметь мобильный доступ в интернет. То же, что произошло с этим стандартом в дальнейшем, вполне можно назвать небольшим чудом: был придуман эволюционный подход , конечной целью которого было превратить GSM в стандарт третьего поколения, совместимый с UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Строго говоря, мобильный доступ в интернет был доступен давно: технология CSD (Circuit-Switched Data) позволяла осуществлять модемное соединение на скорости 9600 бит/с, но, во-первых, это было неудобно из-за малой скорости, а во-вторых — из-за поминутной тарификации. Поэтому сначала была придумана и внедрена технология передачи данных (General Packet Radio Service), ознаменовавшая начало перехода к пакетному подходу, а потом — технология EDGE. К слову, есть еще альтернативная GPRS технология HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data), но она менее распространена, так как тоже подразумевает поминутную тарификацию, в то время как в GPRS учитывается трафик — пересылка пакетов. В этом — главная разница между GPRS и различными технологиями на базе CSD-подхода: в первом случае абонентский терминал пересылает в эфир пакеты, которые идут произвольными каналами до адресата, во втором — между терминалом и базовой станцией (работающей как маршрутизатор) устанавливается соединение типа точка-точка с использованием стандартного или расширенного канала связи. Стандарт GSM с технологией GPRS занимает промежуточное положение между вторым и третьим поколениями связи, посему нередко называется вторым с половиной поколением (2,5G). Называется он так еще и потому, что GPRS знаменует собой половину пути GSM/GPRS-сетей к совместимости с UMTS.

Технология EDGE, как нетрудно догадаться из ее названия (которое можно перевести как «улучшенные скорости передачи данных для эволюции GSM-стандарта») играет сразу две роли: во-первых, обеспечивает более высокую пропускную способность для передачи и приема данных, а во-вторых, служит еще одним шагом на пути от GSM к UMTS. Первый шаг — внедрение GPRS, уже сделан. Не за горами и второй шаг — внедрение EDGE уже началось в мире и в нашей стране.

Карта покрытия EDGE-сети оператора «Мегафон» в г. Москве (на конец февраля 2006 г.)

EDGE — что это такое и с чем её едят?

Технология EDGE может внедряться двумя разными способами: как расширение GPRS, в этом случае ее следует называть EGPRS (enhanced GPRS) или как расширение CSD (ECSD). Учитывая, что GPRS распространена намного шире, чем HSCSD, остановимся на рассмотрении EGPRS.

1. EDGE не является новым стандартом сотовой связи.

Однако, EDGE подразумевает дополнительный физический уровень, который может быть использован для увеличения пропускной способности сервисов GPRS или HSCSD. При этом, сами сервисы предоставляются точно так же, как и раньше. Теоретически, сервис GPRS способен обеспечивать пропускную спосность до 160 Кбит/с (на физическом уровне, на практике же поддерживающие GPRS Class 10 или 4+1/3+2 аппараты обеспечивают лишь до 38-42 Кбит/с и то, если позволяет загруженность сети сотовой связи), а EGPRS — до 384-473,6 Кбит/с. Для этого необходимо использование новой модуляционной схемы, новых методов кодирования каналов и коррекции ошибок.

2. EDGE, по сути, является «надстройкой» (вернее, подстройкой, если считать, что физический уровень находится ниже остальных) к GPRS и не может существовать отдельно от GPRS. EDGE, как уже было сказано выше, подразумевает использование иных модуляционных и кодовых схем, сохраняя совместимость с CSD-сервисом голосовой связи.

Рисунок 1. Измененные узлы показаны желтым цветом.

Таким образом, с точки зрения клиентского терминала, с внедрением EDGE не должно измениться ничего. Однако, инфраструктура базовой станции претерпит некоторые изменения (см. рис. 1), хотя и не такие уж серьезные. Помимо увеличения пропускной способности для передачи данных, внедрение EDGE увеличивает емкость сети сотовой связи: в один и тот же тайм-слот можно теперь «упаковать» большее количество пользователей, соответственно, можно надеяться не получать сообщение «сеть занята» в самые неподходящие моменты.

Таблица 1. Сравнительные характеристики EDGE и GPRS
	GPRS	EDGE
Модуляционная схема	GMSK	8-PSK/GMSK
Скорость передачи символов	270 тыс. в секунду	270 тыс. в секунду
Пропускная способность	270 Кбит/с	810 Кбит/с
Пропускная способность на тайм-слот	22,8 Кбит/с	69,2 Кбит/с
Скорость передачи данных на тайм-слот	20 Кбит/с (CS4)	59,2 Кбит/с (MCS9)
Скорость передачи данных с использованием 8 тайм-слотов	160 (182,4) Кбит/с	473,6 (553,6) Кбит/с

Таблица 1 иллюстрирует разные технические характеристики EDGE и GPRS. Хотя и в EDGE, и в GPRS в единицу времени отправляется одинаковой число символов, благодаря использованию другой модуляционной схемы, число бит данных в EDGE втрое больше. Сразу оговоримся здесь, что приведенные в таблице значения пропускной способности и скорости передачи данных отличаются друг от друга из-за того, что в первой также учитываются заголовки пакетов, пользователю ненужные. Ну, а максимальная скорость передачи данных в 384 Кбит/с (требуемая для соответствия спецификациям IMT-2000) получается в том случае, если используется восемь тайм-слотов, то есть, на каждый тайм-слот приходится по 48 Кбит/с.

Модуляционная схема EDGE

В стандарте GSM применяется модуляционная схема GMSK (Gaussian minimum shift keying, кодирование по сдвигу Гауссового минимума), являющейся разновидностью фазовой модуляции сигнала. Для пояснения принципа схемы GMSK рассмотрим фазовую диаграмму рис. 2, на которой изображена действительная (I) и мнимая (Q) часть комплексного сигнала. Фаза передаваемых логических «0» и «1» отличаются друг от друга фазой p . Каждый передаваемый в единицу времени символ соответствует одному биту.

Рисунок 2. Разные модуляционные схемы в GPRS и EDGE.

В технологии EDGE применяется модуляционная схема 8PSK (8-phase shift keying, сдвиг фазы, как видно из рисунка, равен p /4), используя все те же спецификации структуры частотных каналов, кодирования и ширины полос, как в GSM/GPRS. Соответственно, соседние частотные каналы создают ровно те же взаимные помехи, как и в GSM/GPRS. Меньший сдвиг фазы между символами, в которые теперь кодируется не один бит, а три (символы соответствует комбинациям 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 и 111), делает задачу детектирования сложнее, особенно если уровень сигнала невысок. Впрочем, в условиях хорошего уровня сигнала и стабильного приема, дискриминировать каждый символ не составляет большого труда.

Кодирование

В GPRS возможно применение четырех разных схем кодирования: CS1, CS2, CS3 и CS4, в каждой из которых используется свой алгоритм коррекции ошибок. Для EGPRS разработано девять схем кодирования, MCS1..MCS9, соответственно, назначение которых также в обеспечении коррекции ошибок. Причем в «младших» MSC1..MSC4 используется модуляционная схема GMSK, в «старших» MSC5..MSC9 — модуляционная схема 8PSK. На рисунке 3 представлена зависимость скорости передачи данных от использования разных модуляционных схем вкупе с разными схемами кодирования (скорость передачи данных меняется в зависимости от того, как много требуемой для работы алгоритмов коррекции ошибок избыточной информации закладывается в каждый кодируемый пакет). Нетрудно догадаться, что чем хуже условия приема (отношение сигнал/шум), тем больше приходится закладывать избыточной информации в каждый пакет, а значит, тем меньше скорость передачи данных. Небольшое отличие в скорости передачи данных, наблюдаемое между CS1 и MCS1, CS2 и MCS2, и т. д., связано с разницей в величине заголовков пакетов.

Рисунок 3. Разные кодовые схемы в GPRS и EDGE.

Впрочем, если соотношение сигнал/шум невелико, не все потеряно: в старших модуляционно-кодовых схемах EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 предусмотрена процедура «наложения»: так как стандарт способен отправлять группы пакетов на разных несущих (внутри частотного диапазона), для каждой из которых условия (и прежде всего — «зашумленность») могут быть разными, в этом случае повторной передачи всего блока можно избежать, если знать, в какой группе произошел сбой и повторно транслировать именно эту группу. В отличие от старшей кодовой схемы GPRS CS4, где не используется аналогичный алгоритм коррекции ошибок, в EGPRS MCS7, MCS8, MCS9 разные блоки данных «накладываются» друг на друга, поэтому при сбое в одной из групп (как показано на рисунке), повторной пересылке подлежит лишь половина пакетов (см. рис. 4).

Рисунок 4. Использование наложения групп пакетов в EDGE.

Обработка пакетов

Если по каким-то причинам пакет, отправленный с использованием «старших» схем кодирования, не был корректно принят, EGPRS позволяет его ретранслировать заново с использованием «пониженной» кодировочной схемы. В GPRS такой возможности, названной «ресегментацией» (resegmentation), предусмотрено не было: некорректно принятый пакет отправляется вновь по той же модуляционно-кодировочной схеме, что и в предыдущий раз.

Окно адресации (addressing window)

Прежде чем последовательность кодированных (то есть, в которые закодированы «слова», состоящие из нескольких бит) пакетов (фрейм) может быть передана по радиочастотному интерфейсу, передатчик присваивает пакетам идентификационный номер, включенный в заголовок каждого пакета. Номера пакетов в GPRS составляют от 1 до 128. После того, как последовательность пакетов (например, 10 штук) отправлена адресату, передатчик ждет от приемника подтверждения того, что они были приняты. В отчете, который приемник отправляет обратно передатчику, содержатся номера пакетов, которые были успешно декодированы, и которые получатель декодировать не смог. Важный нюанс: номера пакетов принимают значения от 1 до 128, а ширина адресного окна — всего 64, вследствие чего вновь передаваемый пакет может получить такой же номер, как в предыдущем фрейме. В этом случае протокол вынужден повторно отправлять весь текущий фрейм, что отрицательно сказывается на скорости передачи данных в целом. Для снижения риска возникновения такой ситуации в EGPRS номер пакета может принимать значения от 1 до 2048, а адресное окно увеличено до 1024.

Точность измерения

Для обеспечения корректного функционирования технологии GPRS в среде GSM приходится постоянно измерять радиоусловия: уровень сигнал/шум в канале, частоту появления ошибок и т. п. Эти измерения никак не сказываются на качестве голосовой связи, где достаточно постоянно использовать одну и ту же кодировочную схему. При передаче данных в GPRS измерение радиоусловий возможно лишь в «паузах» — дважды за период 240 мс. Для того, чтобы не ждать каждые 120 мс, EGPRS определяет такой параметр, как вероятность возникновения ошибки на бит (BEP, bit error probability), в каждом фрейме. На величину BEP влияет как отношение сигнал/шум, так и временная дисперсия сигнала и скорость перемещения терминала. Изменение BEP от фрейма к фрейму позволяет оценить скорость терминала и «дрожание» частоты, но для более точной оценки используется среднее значение вероятности ошибки на бит на каждые четыре фрейма и его выборочное стандартное отклонение. Благодаря этому, EGPRS быстрее реагирует на изменения условий: увеличивает скорость передачи данных при снижении BEP и наоборот.

Контроль за скоростью соединения в EGPRS

В EGPRS используется комбинация двух подходов: подстройки скорости соединения и инкрементной избыточности. Подстройка скорости соединения, измеряемой либо мобильным терминалом по количеству принимаемых в единицу времени данных, либо базовой станцией по количеству, соответственно, передаваемых данных, позволяет выбрать оптимальную модуляционно-кодовую схему для последующих объемов данных. Обычно, использование новой модуляционно-кодовой схемы может быть назначено при передаче нового блока (по четыре группы) данных.

Инкрементная избыточность изначально применяется для самой старшей модуляционно-кодовой схемы, MCS9, с незначительным вниманием к коррекции ошибок и без учета условий радиосвязи. Если информация декодируется адресатом некорректно, по каналу связи передаются не сами данные, а некий контрольный код, который «добавляется» (используется для преобразования) к уже загруженным данным до тех пор, пока данные не будут декодированы успешно. Каждый такой «инкрементный кусочек» дополнительного кода увеличивает вероятность успешной расшифровки переданных данных — в этом и заключается избыточность. Главным преимуществом этого подхода является то, что здесь нет необходимости следить за качеством радиосвязи, поэтому инкрементная избыточность является обязательной в стандарте EGPRS для мобильных терминалов.

Интеграция EGPRS в существующие GSM/GPRS сети — UMTS не за горами!

Как уже было сказано выше, главное различие между GPRS и EGPRS — в использовании иной модуляционной схемы на физическом уровне. Поэтому для поддержки EGPRS достаточно установки на базовой станции поддерживающего новые модуляционные схемы трансивера и программного обеспечения для обработки пакетов. Для обеспечения совместимости с не поддерживающими EDGE мобильными телефонами, в стандарте прописано следующее:

• Поддерживающие и не поддерживающие EDGE мобильные терминалы должны быть способны использовать один и тот же тайм-слот
• Поддерживающие и не поддерживающие EDGE трансиверы должны использовать один и тот же частотный диапазон
• Возможна частичная поддержка EDGE

Для облегчения процесса внедрения на рынок новых мобильных телефонов было решено подразделить EDGE-совместимые терминалы на два класса:

• Поддерживающие модуляционную схему 8PSK только в приемном потоке данных (downlink) и
• Поддерживающие 8PSK как в приемном, так и в передающем (uplink) потоке данных

Внедрение EGPRS, как уже говорилось выше, позволяет достичь пропускной способности, примерно втрое больше, чем в технологии GPRS. При этом используется в точности такие же профили QoS (quality of service, качество сервиса), как в GPRS, но с учетом увеличившейся пропускной способности. Помимо необходимости установки трансивера на базовой станции, для поддержки EGPRS требуется обновление программного обеспечения, которое должно будет обрабатывать измененный протокол передачи пакетов.

Следующим эволюционным шагом на пути систем сотовой связи GSM/EDGE к «полноценным» сетям третьего поколения будет дальнейшее улучшение сервисов пересылки пакетов (данных) для обеспечения их совместимости с UMTS/UTRAN (UMTS terrestrial radio access network). Эти улучшения в настоящее время проходят рассмотрениеи, скорее всего, будут включены в будущий вариант спецификаций 3GPP (3G Partnership Project). Главное отличие GERAN от внедряемой в настоящий момент технологии EDGE будет поддержка QoS для интерактивных, фоновых, потоковых и переговорных классов. Поддержка этих QoS-классов уже есть в UMTS, благодаря чему в сетях UMTS (скажем, W-CDMA 2100 или 1900 МГц) наличествует возможность, например, видеосвязи. Кроме этого, в будущем поколении EDGE планируется обеспечить одновременную параллельную обработку потоков данных с разным приоритетом QoS.