Что такое HSDPA

HSDPA, расшифровывающаяся как High Speed Downlink Packet Access - это технология высокоскоростного пакетного доступа по входящему каналу. Предназначенную прежде всего для передачи данных, эта технологию можно сравнить, например, с EDGE в сетях GSM второго поколения, вот HSDPA предлагает скорости в десятки раз выше и, по сути, позволяет расширить емкость сетей третьего поколения в 3-4 раза (в релизах 5-6). Из приятных "мелочей", внедрение HSDPA сокращает время "отклика" при обращении к всевозможным интерактивным сервисам сети 3G. Как правило, внедрение технологии HSDPA не требует замены оборудования 3G UMTS или WCDMA, во всяком случае об этом заявляют такие компании, как Ericsson, Lucent, Motorola и Alcatel. Также, по аналогии c GSM/EDGE, системы 3G с поддержкой HSDPA уже получили название 3.5G.

Достижения в области HSDPA

Относительно возможностей HSDPA "показания" журналистов расходятся. Так,  в "Финансовых известиях" считают, что "в абсолютных цифрах пиковая скорость передачи данных в сети HSDPA - 8 Мбит/с, тогда как средняя - 1-1.5 Мбит/с", "КоммерсантЪ" и вовсе утверждает, что в Каннах "больше всего говорили о новейшей технологии HSDPA, позволяющей передавать данные на скорости до 3 Мбит/сек". Между тем, специалисты Ericsson продемонстрировали - уже сегодня достигаются скорости до 11 Мбит/c, при том что теоретический предел пиковой скорости, насколько известно MForum.ru, еще выше - 14 Мбит/c, настоящая фантастика на фоне сегодняших скоростей передачи информации в сотовых сетях.

Специалисты говорят о том, что вероятнее всего, вначале более или менее массовое распространение получат так называемые HSDPA-модули, сотовые модемы, предназначенные для стыковки компьютеров и сетей, например, для беспроводного подключения к корпоративным сетям или интернету. На стенде Siemens в Каннах, HSDPA-модуль, включенный в ноутбук, позволил закачивать данные со скоростью до 1 Мбит/сек. В январе свой модуль HSDPA испытала сразу в нескольких опытных зонах в Европе компания Motorola - были зафиксированы скорости до 2.9 Мбит/c, а по оценкам Ericsson, PCMCI-карты, поддерживающие до 3.6 Мбит/c будут коммерчески доступны во второй половине 2005 года.

Первые внедрения новой технологии в мире уже начались. В 2004 году опытную зону HSDPA построила американская компания Cingular Wireless (оборудование Lucent Technologies), и японская DoCoMo (на оборудовании Evolium, совместного предприятия Fujitsu-Alcatel), в декабре 2004 года сообщалось о развертывании опытных зон HSDPA оператором mmO2 (оборудование Nortel UMTS), а в октябре 2004 года компания Ericsson продемонстрировала рекордную для того момента скорость в 4.9 Мбит/c на фрагменте опытной сети, развернутой в Китае во время выставки China PT Expocomm.

Появились и первые телефоны, способные работать в сети с поддержкой HSDPA - компания Qualcomm показала терминал с модемом Mobile Station Modem (MSM) на чипсете MSM6275 и продемонстрировала его работу в движущемся автомобиле в сети, построенной на коммерческом сетевом оборудовании Nortel Networks. О разработке чипсета HSDPA заявляла и американская PrarieComm Inc. Впрочем, до какого-либо разнообразия и, тем более, массовости должно утечь еще немало воды - по оценкам компании Ericsson первые коммерческие смартфоны и второе поколение PCMCI-карточек появятся только в 2006 году, а модемы, интегрированные в лэптопы - не ранее 2007 года. В частности, по словам Jan Waereby, исполнительный вице-президент SonyEricsson, его компания представит телефоны, необходимые для испытаний сетей HSDPA в 2005 году, а выпуск в коммерческих объемах - в первом полугодии 2006 года.

Разработано уже и измерительное оборудование, о выпуске своего решения заявила компания Anite Telecoms, а Willtek Technologies заверила, что ее тестер 4400 готов к выпуску расширения для тестирования сетей HSDPA. На выставке 3GSM World Congress Aeroflex показал свою систему 6401 AIME/CT, способную тестировать протоколы терминалов и проводить тесты сетевого оборудования HSDPA.

Еще больше планов! Например, еще до конца 2005 года о запуске HSDPA в коммерческую эксплуатацию обещала заявить японская DoCoMo (на оборудовании Alcatel-Fujitsu). В свою очередь Ericsson заявляет о намерении начать коммерческую эксплуатацию HSDPA (фаза 1) вместе с одним из европейских операторов также до конца 2005 года. Компания mmO2 планирует внедрить решение Nortel HSDPA в некоторых фрагментах своей панъевропейской сети, в частности, полевые испытания коммерческой системы HSDPA начнутся во втором квартале 2005 года.

Впрочем, это только первые ласточки, по настоящему массовые внедрения по оценке MForum, ожидаются не ранее 2006-2007 годов.

Что даст внедрение HSDPA абонентам

Очевидно, что как и любая технология передачи данных, внедрение HSDPA позволит говорить о новом прорыве в мобильности. В свое время появление ноутбуков, позволило обрести мобильность менеджерам, которые только после этого смогли более эффективно работать за пределами офиса. Появление интернета повысило мобильность информации, которая стала куда более доступной, по крайней мере, там, куда добираются телефонные линии и линии передачи данных. Внедрение и распространение HSDPA позволяет говорить о выходе мобильного интернета на новый уровень - подключиться со своим ноутбуком к интернету в любой точке, где будет обеспечено покрытие сети сможет каждый желающий абонент. Не случайно, что уже сейчас, раньше, чем появились первые телефонные аппараты 3G с поддержкой HSDPA, появились беспроводные HSDPA-модули, предназначенные для использования в ноутбуках.  

Высказываются даже опасения, что развитие 3G сетей может поставить под угрозу деятельность провайдеров фиксированного широкополосного доступа к интернет. По крайней мере, это прогнозирует в своем отчете исследовательская компания ABI Research.

Но не интернетом единым жив человек, по настоящему массовое использование технологии HSDPA ожидается отнюдь не менеджерами компаний, но нами, рядовыми пользователями сотовой связи, которые, если верить прогнозам и опросам, только и мечтают, чтобы получить доступ прямо со своего любимого мобильного телефончика, например, к десяткам каналов цифрового ТВ и к тысячам разнообразных приложений и услуг, которые, как грибы после дождя, вырастут на базе широкополосной пакетной передачи данных.

Еще одно ожидаемое применение - участие абонентов в полноценных интерактивных играх, возможно, многопользовательских, получение электронной почты с большими приложениями и, конечно, уже знакомая абонентам 3G видеотелефония, но со значительно более высоким качеством.

Живые демонстрации - MForum-ТВ

Всякий пользователь услуг передачи данных знает, что между "скоростью в канале" и временем, за которое по этому каналу можно скачать те или иные данные, есть, как говорят в Одессе, "две большие разницы". Что же практически обещает HSDPA уже сегодня?

Во время испытаний технологии HSDPA компанией Nortel музыкальный файл объемом в 5 мегабайт загружался менее чем за 15 секунд. Сообщение e-mail с вложенным файлом на 5 мегабайт загружалось за 20 секунд. В испытаниях терминала Qualcomm с модемом HSDPA в опытной сети Nortel в феврале 2005 года музыкальный файл объемом 5 мегабайт загружался дольше - менее чем за 30 секунд, а за 20 секунд удалось загрузить сообщение e-mail  с трехмегабайтным вложением.

Но, довольно истории. Сейчас пойдет рассказ и живая демонстрация работы оборудования HSDPA компании Ericsson в момент установления очередного рекорда - 11 Мбит/c!

Демонстрация производилась в Каннах, в рамках специально сооруженного фрагмента сети 3G (не эмулятора!) с поддержкой HSDPA. Базовая станция была установлена на стенде компании Ericsson в павильоне номер 1. "Терминал" HSDPA помещался на яхте, где и проходила демонстрация - в нескольких сотнях метров от павильона. В кавычки слово "терминал" мы заключили  потому, что лабораторный терминал пока выглядит, как металлический ящик размером с телевизор. В видеоролике его хорошо видно. Впрочем, суть не в терминале, а в сетевом оборудовании, работу которого нам демонстрировали.

Robert Jansen, WCDMA Product Department, Ericsson

На большом телеэкране проецировались данные с дисплея, отражающего данные по системе HSDPA.

В частности, один из четырех квадратов показывал изменения параметра CQI (Channel Quality Indicator), в левом верхнем углу отражалась передаваемые терминалом на базовую станцию данные о качестве канала - 0-очень плохо, 30 - очень хорошо. В правом верхнем углу отражались данные о пропускной способности, а в правом нижнем - сведения об используемом транспортном формате - всего различных форматов может быть 12. Формат 0 (палочка у левой границы правого нижнего квадранта) соответствует отсутствию передачи данных в начале демонстрации. В зависимости от качества радиосреды, базовая станция адаптируется к ее условиям и выбирает один из форматов передачи (схему модулации, схему кодирования), а значит обеспечивает различную пропускную способность. В левом нижнем квадранте показывается параметр под названием Block error rate - уровень блокировки, для передачи данных значение этого параметра не должно превышать 10%.

MForum-ТВ: видеоролик с первой частью презентации HSDPA. Размер ролика - 2Мб. Формат - mp4.

Второй ТВ-ролик демонстрирует рекордную скорость передачи данных в направлении от базовой станции к терминалу - около 11.5 Мбит/c.

MForum-ТВ: видеоролик со второй частью презентации HSDPA. Размер ролика - 2Мб. Формат - mp4.

При изменении условий распространения радиоволн, система автоматически адаптируется - видно, как схему 12 сменяет использование схем 9-11, соответственно падает и скорость передачи данных.

Третий ролик - демонстрация приложения. На экране ноутбука - изображение телепрограммы, которая получена в режиме он-лайн по каналу HSDPA.

MForum-ТВ: видеоролик со третьей частью презентации HSDPA. Размер ролика - 2Мб. Формат - mp4.

Одновременно на экране с данными в правом нижнем квадранте можно видеть, что даже передача столь широкополосного сигнала оставляет значительную часть канала незадействованной, это отражает наличие столбика, сигнализирующего использование формата 0 (своего рода аналог Idle-mode в компьютере). Это означает, что сейчас тем же каналом могли бы пользоваться и другие абоненты системы HSDPA. Для видеопотока хватает 2-3 Мбит/с. Система постоянно подбирает оптимальные схемы кодирования и модуляции, ориентируясь на показатель блокировки. Получающееся качество телекартинки весьма и весьма приемлемое, хотя время от времени проскакивает "щелчок" - мгновенное "замирание" сигнала, впрочем, может быть с видеопотоком не справляется ноутбук? Для специалистов добавим, что рекордные скорости оказались возможными потому, что Ericsson реализовал в своей системе так называемую фазу 2, где более высокие скорости и емкость достигаются в том числе использованием фильтров GRAKE в телефоне, эмулирующих, по-сути, пространственное разнесение приемных антенн, что позволяет заметно выиграть в качестве приема и, как следствие, в достижимых скоростях. Приведем также картинку, призванную пояснить основные технические особенности решения.

От теории - к практике. Прогноз MForum

Конечно, приятно участвовать в ярких демонстрациях продуктов завтрашнего дня. Но если быть реалистами, то следует, вероятно, ожидать, что на первом этапе, который продлится не менее, чем до конца 2006 года, реальные средние скорости скачивания данных на одного абонента в сетях HSDPA не будут превышать 500 кбит/c, хотя в пиках вполне смогут достигать 1.5-2.5 Мбит/c.

В дальнейшем средняя скорость передачи данных повысится, но, вероятно, будет по-прежнему актуальным правило, согласно которому средняя скорость передачи данных в сетях сотовой связи в 4-5 раз ниже пиковых значений - именно на эту цифру следует делить цифры из восторженных сообщений пресс-служб операторов и продавцов компаний-поставщиков. Ничего страшного в этом нет, в любом случае нас ждет резкий, на порядок, рост скоростей передачи данных в сетях сотовой связи, а следовательно, и сопутствующие качественные изменения услуг. Вот только когда все эти технологии доберутся до заметно отстающего в гонке 3G рынка России - пока что неясно.

© Алексей Бойко, "Мобильный форум", Канны-Москва