Кафедра MForum: Как выбирать мобильник: вопросы передачи данных

11.04.2006, Газета.Ru

Вопрос передачи данных при помощи мобильного телефона особенно интересен тем, кто собирается много работать с электронной почтой и интернетом. Вопрос этот довольно запутан – это только в глянцевых рекламных проспектах все красиво, понятно и качественно, а в реальной жизни все намного сложнее и, как правило, хуже.

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных вопросу выбора нового мобильника. Первая статья серии была посвящена стандартам сотовой связи, дизайну телефонов и диапазонам частот – Ред.

Итак, что нужно знать пользователю о передаче данных при выборе телефона? И на какие реально достижимые скорости в сетях ему стоит ориентироваться?

Самое простое решение для работы с интернетом – это телефон для сетей третьего поколения (3G – UMTS, CDMA2000, CDMA450). Вам надо только полагаться на качество покрытия сети оператора. Важно помнить, что UMTS-стандарт ещё не используется в России, CDMA450 применяется только в России и Румынии, а CDMA2000 – только в Америке и Азии, поэтому если вам нужен 3G-телефон, работающий и у нас, и за рубежом, покупать стоит "комбинированный" мобильник – GSM/CDMA или GSM/UMTS.

Теоретически, максимальная скорость передачи данных в 3G-сетях достаточно высока (см. таблицу, все данные – для первой, текущей фазы развития).

Скорости передачи данных (3G)

На практике скорость передачи/приема зависит от многих факторов и часто получается весьма далекой от теоретических пределов. Два основных фактора – качество покрытия местности сигналом 3G и скорость движения абонента.

Начнем с покрытия. Покрытие 3G-сигналом и, соответственно, скорость передачи/приема данных отличается в разных местах. Что касается "отдельных" мест (см. таблицу выше) и скорости 2 Мбит/сек, то эта услуга оказывается оператором только в специально выделенных точках, и часто совсем не там, где это вам бывает нужно. Причем, 2 Мбит/сек предназначены только для малоподвижных пользователей, скорость передвижения которых меньше 3 км/час.

Помните, что чем меньше уровень 3G-сигнала (его уровень отображается на дисплее), тем хуже условия для передачи/приема данных.

Скорость движения абонента всегда уменьшает скорость передачи информации, часто в несколько раз.

Это связано с ограничениями в самом принципе работы системы доступа в 3G (WCDMA). Учтите это обстоятельство при езде в автомобиле: чем меньше скорость автомобиля, тем выше скорость передачи и наоборот. Для подвижных объектов в сетях UMTS предусмотрены скорости передачи: до 144 Кбит/сек (12--120 км/час) и до 384 Кбит/сек (3--12 км/час), а на практике получается всего около 20 Кбит/сек.

GSM-сети

Как бы хороши ни были 3G-телефоны для передачи данных, гораздо большей популярностью пользуются GSM-телефоны. Покупая такой телефон для работы в интернете, вам необходимо обратить внимание на ряд обстоятельств.

Первое. Любой GSM-телефон может быть использован для приема и передачи данных, в том числе и через интернет.

Вопрос только в том, как это сделать с максимальным качеством и минимальными затратами. Самый старый (и самый технически простой) способ передачи – это принцип коммутации каналов CS (Circuit Switch) в сетях GSM. Применяется он с середины 1990-х годов и позволяет передавать/принимать данные со скоростями до 9,6 Кбит/сек. Сейчас фактически не используется.

Второе. Существуют три основных технологии, позволяющие передавать данные в стандарте GSM:

- HSDTS (High Speed Data Transmission Service),
- GPRS (General Packet Radio Service),
- EDGE (Enhanced Data for Global Evolution).

Эти аббревиатуры могут вам встретиться в описании телефона, поэтому полезно иметь представление о том, что они значат.

HSDTS применялась до 2001 года, пока не появились в эксплуатации новые стандарты передачи данных GPRS и EDGE, так что рассказывать о ней не будем.

В современных GSM-телефонах для передачи данных используются специальные технологии GPRS и EDGE. Телефон может поддерживать либо только GPRS, либо и GPRS, и EDGE. Покупая телефон, определитесь, что вам необходимо. Обычно поддержка EDGE встречается в более дорогих моделях.

Учтите, что покрытие для GPRS- и обычных GSM- сигналов разные, и там, где качество работы вашего телефона всегда отличное, GPRS/EDGE-сервис может вообще не работать, особенно за городом.

И еще. EDGE больше распространен в США, чем в Европе, европейские операторы начали развивать EDGE немного позднее. В некоторых районах центральной Европы всё ещё нет EDGE-покрытия. В то же время в Азии (Китай и др.) телефоны с EDGE пользуются спросом, и покрытие там отличное. Рассмотрим теперь каждую технологию в отдельности.

GSM.GPRS

Сравнительно новый способ пакетной передачи данных GPRS применяется с 2001 года. Внедрен и освоен практически всеми операторами GSM, что означает хорошее покрытие в сети. GPRS работает на технологии коммутации пакетов PS (Packet Switch), при которой данные передаются фрагментами (пакетами). Кроме того, это – многослотовая технология, т.е. абонент может передавать/принимать на нескольких временных интервалах TS (Time Slot) одновременно. Абонент при этом платит за трафик, а не за "занятость" канала, как при звонке. Технология GPRS позволяет оператору в сотни раз увеличить трафик (по сравнению с возможностями технологии HSDTS) передачи данных без существенного увеличения количества каналов связи.

Теоретически GPRS может иметь скорость передачи до 171,2 Кбит/сек (8х21,4), но практически никто такой скорости никогда не получал и не получит. Более того, даже нет (и не будет) телефонов, способных работать в таком режиме.

Скорость работы GPRS зависит от качества покрытия сети. Принцип известный – чем выше уровень сигнала, тем быстрее работает GPRS. Кроме того, скорость работы с данными зависит ещё и от количества временных интервалов TS, используемых одним абонентом за сеанс связи. Чем больше интервалов TS "захвачено" абонентом, тем быстрее скорость передачи и приема данных. Но не всё так просто, и никто не даст вам "захватывать" столько "слотов", сколько вы хотите.

При покупке телефона обратите внимание на наличие поддержки GPRS в телефоне (есть не во всех телефонах) и на класс GPRS.

Класс GPRS определяет максимальное количество временных интервалов TS, разрешенных для работы абонента, то есть максимальную скорость работы вашего телефона с данными. И хотя в самом стандарте GPRS предполагается существование 29 различных классов, нас будут интересовать всего три, потому что мировые производители выпускают обычно только три класса GPRS-телефонов: 8, 10 и 12.

Класс GPRS – это главное, что нужно знать покупателю о GPRS.

Теоретические минимальные и максимальные скорости работы трех основных классов приведены в таблице ниже. Расчет скорости проведен для максимального количества TS для каждого класса. Там же приводится разрешенное для работы количество интервалов TS. Замечу, что количество TS при работе всегда выбирается самой системой, и вы не можете влиять на этот процесс.

Скорости приема и передачи данных (GPRS)

Обратите внимание, что для классов 8 и 10 трафик асимметричный – на прием выделяется намного больше ресурсов, чем на передачу.

По сути, разница в классе определяет только скорость вашей работы на передачу, а прием для всех трех классах одинаковый с точки зрения скорости.

Отмечу, что изменения скорости работы GPRS (по таблице) зависят от принимаемого сигнала и определяются в GSM-схемами кодирования. Для четырех схем кодирования (CS1-CS4) достигаются следующие скорости передачи на один временной интервал TS: 9,05; 13,4; 15,6; 21,4 Кбит/сек.

И еще одно замечание для любопытствующих: для всех используемых классов максимальное количество используемых абонентом интервалов TS в сеансе связи никогда не превышает 5.

Например, если вы передаете в классе 12 на четырех TS, то можете "одновременно" принимать только на одном TS, поскольку 4+1=5 (верно и обратное утверждение). Если же вы занимаете, например, только три TS на передачу, то система разрешит вам принимать максимум на двух TS и наоборот (3+2=5).

В заключение напомню, что чем выше класс GPRS, и чем больше используется TS на передачу, тем быстрее расходуется ресурс вашей батареи. Поэтому не удивляйтесь, что при интенсивной работе в интернете заряжать телефон надо будет гораздо чаще.

GSM: EDGE – эволюция GPRS

EDGE – это дальнейшее развитие технологии GPRS, направленное на увеличение скорости передачи/приема.

В телефонах, поддерживающих одновременно EDGE и GPRS, потребитель не может выбрать, какую именно технологию использовать во время очередного сеанса доступа, за него это решает сеть – если есть достаточные условия для высокоскоростной передачи данных (хороший сигнал и т.д.), то будет использоваться EDGE, в противном случае – GPRS.

Теперь о скоростях EDGE. Эта технология также может работать на нескольких TS, поэтому понятие классов, использованное в GPRS, применимо и к EDGE.

Для одного TS скорость работы EDGE меняется так: 22,4; 29,6; 44,8; 54,4; 59,2 Кбит/сек – в зависимости от схемы кодирования (MCS5-MCS9). Ниже в таблице представлены теоретические минимально-максимальные скорости передачи данных для трех основных классов (только для MCS5-MCS9 кодов, где EDGE имеет преимущество перед GPRS).

Скорости приема и передачи данных (EDGE)

Правило об одновременном использовании только пяти интервалов TS справедливо и для EDGE, так что реальная достижимая скорость работы в существующих EDGE сетях составляет максимум 236,8 Кбит/сек. Не забывайте при этом, что при среднем уровне сигнала скорость работы падает минимум в два-три раза.

К сожалению, многие производители и операторы значительно завышают реальные цифры по скорости передачи данных в мобильных сетях, предоставляя пользователю информацию, не применимую к реальным условиям.

Так, для EDGE скорости передачи данных обычно заявляют на уровне 384 Кбит/сек или 473,6 Кбит/сек. Для GPRS чаще всего пишут 115 Кбит/сек или даже 171,2 Кбит/сек. Это совершенно нереальные цифры, поскольку просто не существует телефонов, способных работать на таких скоростях с указанными технологиями.

25.05. [Новости компаний] Кафедра MForum.ru: Лидия Варукина. Упражнение по планированию радиосетей LTE / MForum.ru