Mobilusis žiniatinklis prieš realybę

Johnas Chapmanas kupinas entuziazmo. „Hewlett-Packard“ mobiliojo ir belaidžio ryšio strategijos direktorius ką tik pasirašė trejų metų trukmės tyrimų sutartį su NTT DoCoMo, Japonijos telekomunikacijų milžinės NTT korinio ryšio įmone. Tikslas? Sugalvoti infrastruktūrą belaidžiam tinklui, kurio pajėgumas toks didelis, kad, pasak Chapmano, nebesivarginsime jo matuoti. „Hewlett-Packard“ susivienijo su NTT DoCoMo, kurios pavadinimas reiškia bet kur, nes Japonijos įmonė yra pasaulyje pirmaujanti mobiliojo interneto tiekėja. Apytiksliai 72 procentai Japonijos mobiliųjų telefonų savininkų reguliariai prisijungia prie interneto, o JAV – tik šeši procentai. Chapmanas mano, kad jei „Hewlett-Packard“ galės pasiūlyti amerikiečiams gausų srautinį vaizdo, duomenų, grafikos ir balso perdavimą per didelės spartos tinklą, kuris pasiekia kiekvieną gatvės kampą, metro platformą, paplūdimį ir užpakalinį kiemą, jie prisiregistruos masiškai.

Kaip sukurti šį plačiajuostį belaidį tinklą, yra aktualus klausimas. Telekomunikacijų bendrovės turėtų išleisti šimtus milijardų dolerių, kad šiuolaikinė siaurajuosčio ryšio mobiliųjų telefonų infrastruktūra būtų pritaikyta plačiajuosčiu ryšiu. Tai nėra paprastas atnaujinimas. Šiuolaikiniai menki mobilieji telefonai ir belaidžiai žiniatinklio įrenginiai prisijungia prie interneto 9 600 bitų per sekundę greičiu, ty mažiau nei penktadaliu vidutinio darbalaukio modemo greičio. Ir net stalinio kompiuterio modemas nelaikomas plačiajuosčiu ryšiu. Jo greitis turi būti bent keturis kartus didesnis, kad vartotojai galėtų mėgautis tiesiogine interneto prieiga ir žiūrėti filmą primenantį vaizdo įrašą.

Ši istorija buvo mūsų 2001 m. birželio mėn. numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Be to, Wireless Application Protocol, kuriuo šiandieniniai mobilieji įrenginiai jungiasi prie interneto, paprastai palaiko tik keblias, nutildytas, nespalvotas kelių šimtų svetainių versijas, specialiai pritaikytas mažam ekranui. Nepaisant nuolatinių „Sprint“, „AT&T“, „Palm“ ir „Kyocera“ išmaniųjų telefonų ir belaidžių stebuklingų prietaisų reklamų, dauguma žmonių yra nusivylę pradiniu belaidžiu žiniatinkliu.

Atsižvelgiant į milžiniškas išlaidas, susijusias su naujų plačiajuosčio ryšio spektro licencijavimu iš nacionalinių vyriausybių, techninių ir reguliavimo kovų dėl naujų ryšio protokolų naudojimo, taip pat į poreikį kapitališkai remontuoti mobiliojo ryšio bokštus ir mobiliuosius įrenginius, kai kurie ekspertai svarsto, ar nauda verta vargo. Ar tikrai mums reikia duomenų srautų, tekančių iš mobiliojo ryšio bokštų visur, kad galėtume žiūrėti CNN vaizdo klipą, kai nulipame nuo miesto vidurio bortelio, mokėdami didelį minutinį mokestį už šią privilegiją?

O gal ir ne. Atrodo, kad už Japonijos ribų entuziazmas dėl šio scenarijaus blėsta net tarp telekomunikacijų įmonių, kurios imtų už tai mokestį. Kainos atrodo tokios astronominės, kad jai padengti prireiktų aistringos vartotojų poreikių, tokių kaip skaitmeninis vaizdo įrašas ir muzika. Jokie JAV ar Europos tyrimai nerodo tokios paklausos arba kad vartotojai mokėtų įmokas.

Tačiau aišku, kad vaikštantys ar vairuojantys vartotojai nori patikimų mobiliųjų telefonų skambučių, ieškos puslapių, el. pašto ir greitos bei lengvos prieigos prie viso spalvoto interneto. Iš tikrųjų nė vienam iš jų nereikia plačiajuosčio ryšio. Atlikę tikrovės patikrinimą, kai kurie telekomunikacijų vadovai skatina naują viziją: pakankamai patobulinti korinio ryšio sistemą, kad vartotojai galėtų nepertraukiamai skambinti telefono skambučiais ir akimirksniu prieiti prie interneto per madingą delninį įrenginį, kol jie būna lauke, ir apdovanoti juos srautiniu perdavimu, multimedija. , plačiajuosčio ryšio spindesys jiems įžengus į patalpą, namuose, biure ar viešbutyje, traukinyje ar lėktuve. Kai šėlsmas dėl plačiajuosčio ryšio šiek tiek nurims, ar taip iš tikrųjų atrodys ateitis?

Gamtos greičio apribojimas

Ši nauja hibridinė vizija tebėra priešinga belaidžio ryšio pramonėje, daugiausia todėl, kad mobiliojo plačiajuosčio ryšio evangelistai, tokie kaip Chapmanas, tiki, kad jį sukurs, ir jie ateis. Jų įmonės siūlo daugybę konkuruojančių protokolų, kad peržengtume šiandienos antrosios kartos arba 2G skaitmeninių mobiliųjų telefonų tinklus. Šiais metais Japonijoje ir Europoje, o JAV – 2002 m., jie planuoja įdiegti vadinamąsias 2.5G sistemas, kurios apjungia balsą ir duomenis. Japonija teigia, kad netrukus pasirodys trečioji karta arba 3G. Tačiau niekas neatrodo tikras, kada 3G, standartas, palaikantis tikras plačiajuosčio ryšio programas, iš tikrųjų bus įdiegtas.

Kovoja su greitu jo atsiradimu yra pagrindinis duomenų perdavimo įstatymas, kuris buvo nustatytas dar pirminėje telekomunikacijų epochoje: 1948 m. Tais metais Claude'as E. Shannonas iš Bell Labs pareiškė, kad didžiausias duomenų kiekis, kurį galima perduoti bet kuriuo kanalu, yra ribojamas turimo dažnių juostos pločio (radijo dažnių spektro, kurį jis užima) ir signalo ir triukšmo santykio (perduodamo signalo ir trukdžių).

Abu apribojimai prieštarauja mobiliajam ir belaidžiam ryšiui. Belaidis kanalas gali naudoti tik tą spektro dalį, kurią jam patvirtino Tarptautinė telekomunikacijų sąjunga ir kurią licencijavo viena iš 189 jos valstybių narių. Licencijų mokesčiai yra siaubingi: vien Vokietijoje vežėjai 3G spektrui išleido daugiau nei 46 mlrd. Tokiomis kainomis vežėjas turi maksimaliai padidinti savo kanalų atsipirkimą, sudėdamas kuo daugiau duomenų į kuo siauresnę dažnių juostą – tokia praktika prieštarauja principui užpildyti plačią juostą daug duomenų reikalaujančiais daugialypės terpės srautais. technologiniu požiūriu yra optimali strategija. Norėdami išspręsti konfliktą, vežėjai turi sukurti technologiją, kuri galėtų greičiau siųsti signalus siauromis juostomis.

Dar blogiau, terpė, per kurią sklinda signalai – žemės paviršiaus atmosfera – šiais laikais yra labai triukšminga vieta. Mobiliųjų telefonų signalai nukrenta nuo pastatų, kalvų šlaitų ir vienas kito, sukeldami trukdžius ir nykimą. Norėdami pagerinti tikslumą, gamintojai turi padidinti signalo galią arba sumažinti triukšmą. Tačiau jie negali padidinti galios, nes Federalinė ryšių komisija ir jos Europos bei Azijos kolegos riboja elektromagnetinės spinduliuotės elementų bokštų ir telefonų spinduliavimą. Be to, padidinus telefono galios lygį, išeikvojamos jo baterijos.

Nenuostabu, kad inžinieriai daugiausia dėmesio skiria triukšmo mažinimui. Šis žaidimas rimtai prasidėjo dešimtojo dešimtmečio viduryje, kai skaitmeniniai mobilieji telefonai pradėjo keisti analogines versijas, žymiai padidindami balso aiškumą. Nors telekomunikacijų įmonės turėjo išleisti milijardus dolerių, kad prie savo mobiliojo ryšio bokštų pridėtų skaitmeninius siųstuvus-imtuvus, atnaujinimas greitai atsipirko, nes jis taip pat leido paslaugų teikėjams į tą patį brangaus pralaidumo gabalą įterpti daugiau vienu metu atliekamų balso skambučių su mažiau trukdžių. .

Prieš darydamas, pagalvok

Yra dvi pagrindinės schemos, skirtos kuo daugiau skaitmeninių skambučių įtraukti į turimą pralaidumą. „Time Division Multiple Access“ protokolas, ankstyvas formatas, kurį propagavo AT&T, peraugo į pasaulinę mobiliojo ryšio sistemą, kuri dabar yra beveik universalus standartas Europoje ir Japonijoje. „Code Division Multiple Access“ atsirado kaip pagrindinė alternatyva, kurią priėmė „Sprint“ ir GTE, o iki dešimtmečio pabaigos ji sumažino triukšmą geriau nei taikant laiko padalijimo metodą ir į vieną kanalą supakavo daugiau duomenų.

Tarptautinės telekomunikacijų sąjungos patvirtinti pirmaujantys 3G standartai yra pagrįsti kodų padalijimo protokolu. Tačiau, kad juos įgyvendintų, telekomunikacijų bendrovės turi licencijuoti brangų naują spektrą ir kapitališkai suremontuoti mobiliųjų įrenginių bokštų ir telefonų technologijas. Panašu, kad po pradinio aklo entuziazmo keli JAV vežėjai dabar skuba investuoti didžiules investicijas. Tomas Crookas, „Sprint PCS“ technologijų tyrimų direktorius, kalba daugelio vardu, sakydamas: „Aš nematau, kad mes artimiausiu metu pradėsime naudotis 3G“.

Techninio vertinimo grupės, pvz., „Adventis“ Bostone, taip pat teigia, kad tikrame gatvės kampe 3G duomenų perdavimo sparta neprilygs pramonės šalininkų siūlomiems maksimumams, pagrįstiems nesugadintomis laboratorijos sąlygomis. Neseniai sudarytame techninių ir investicinių tyrimų, kuriuose nagrinėjamos aštuonios siūlomos plačiajuosčio ryšio technologijos, rinkinyje Adventis padarė išvadą, kad tik trys iš jų gali realiai pasiekti vidutinį duomenų greitį, didesnį nei stalinio kompiuterio modemas. Ir šie trys apytiksliai padvigubintų greitį, toli gražu ne keturis kartus, reikalingo tikram plačiajuosčio ryšio našumui.

Kenas Hyersas, „Cahners In-Stat Group“ pramonės analitikas, teigia, kad dėl bauginančių išlaidų ir abejotinų techninių 3G rezultatų JAV vežėjai ima laukti ir pažiūrėti. Jie sako: „Pažiūrėkime, kiek pralaidumo iš tikrųjų naudos mūsų klientai.“ Jei jie nori tik paprastų žiniatinklio paslaugų, pvz., internetinių restoranų katalogų, atsakymas gali būti ne toks.

Užuot žengę tikrą plačiajuosčio ryšio šuolį, „Sprint PCS“ ir kiti nusprendė išbandyti vandenis naudodami 2,5G technologiją, kuri naudoja tą patį spektrą kaip ir dabartiniai 2G tinklai ir reikalauja tik palyginti nedidelio techninės įrangos atnaujinimo. Nors 2,5G ir negali pasiekti tikro plačiajuosčio ryšio duomenų perdavimo spartos, jis siūlo vieną didžiulį pažangą: jis visada yra iš karto pasiekiamas 24 valandas per parą. Jums nereikės skambinti ir laukti 30 sekundžių, kol mobilusis įrenginys prisijungs prie interneto. Momentinė prieiga iš esmės pakeičia jūsų santykį su internetu. Tyrimai rodo, kad žmonės namuose, kuriuose yra tiesioginė prieiga per laidines sistemas, tokias kaip skaitmeninės abonento linijos ir kabeliniai modemai, naudojasi internetu tris kartus daugiau nei žmonės, kurie turi skambinti kiekvieną kartą. Kai esate mobilus, bet koks delsimas dar labiau atgraso ir gali neleisti jums pasiekti tinklo.

Taigi kam iš tikrųjų reikia 3G? Kai kurios įmantriausios telekomunikacijų įmonės pradėjo neryškinti skirtumą, apibrėždamos savo 2,5G technologiją kaip 3G. Anil Kripalani, „Qualcomm“ vyresnysis viceprezidentas, sako: „Mes žinome, kaip stumti voką“. Kaip ir kiti JAV šalininkai, jis nemato reikalo vežėjams pereiti prie tikrojo 3G. Taigi pasaulio telekomunikacijų skirtumai gali tęstis, Amerika linkusi prie 2,5G, Japonija ketina 3G, o Europa ir likusi Azijos dalis svyruos tarp jų.

Tačiau net jei pramonėje taip drąsiai reklamuojama 3G svajonė išblės, tai nenuėjo veltui, nes būtent tai paskatino operatorius pereiti prie 2,5G standartų. Inžinieriai kuria intriguojančius korinio bokšto siųstuvus-imtuvus ir ragelių antenas, kad padėtų užtikrinti, kad belaidžio ryšio vartotojai gautų didžiausią pralaidumą ir stipriausius signalus, nepaisant to, kiek Gs jie traukia. Tačiau nesuderinami perdavimo protokolai vis dar kelia problemų. Kiekvienas korinis įrenginys naudoja mikroprocesoriaus-radijo lustą, kuris palaiko tik vieną protokolą. Telefonui, kuriame naudojamas kodų padalijimo protokolas, reikalingas kitoks lustas nei telefono, naudojančio laiko padalijimo protokolą, o skirtingi 3G telefonai iš AT&T ir GTE, tarkime, naudotų skirtingus lustus, net jei jie abu būtų pagrįsti kodo padalijimo protokolu.

Pasak Benny Bing, Džordžijos technologijos instituto plačiajuosčio ryšio instituto pirmaujančios belaidžio ryšio institucijos, viena technologija, žinoma kaip programinės įrangos apibrėžti radijo lustai, galėtų būti sprendimas. Vis dar prototipo programinės įrangos radijo lustai gali persijungti tarp protokolų, filtravimo metodų ir aptikimo schemų. Bet kurią akimirką mobilusis įrenginys su programinės įrangos radijas viduje galėtų sklandžiai persijungti tarp Amerikos, Europos ir Japonijos telekomunikacijų standartų, taip pat konkuruojančių perdavimo protokolų ( matyti Universalus mobilusis telefonas , TR 2001 m. balandis ).

Oro antskrydžio įveikimas

Galimybė sukurti laimėjusią plačiajuosčio ryšio mobiliąją architektūrą pritraukė daugybę ambicingų technologų. Tačiau lieka klausimas, ar jie kada nors gali tiekti pakankamai realios komunikacijos energijos – prisiminkite Claude'ą E. Shannoną – kad galėtumėte patikrinti tą CNN klipą, kai vaikščiojate po miesto centrą. Užuot bandę atnaujinti mobiliųjų telefonų tinklą, kad būtų užtikrintas plačiajuostis internetas, galbūt mums geriau naudoti lygiagrečias sistemas – vieną telefonui (kuris jau yra) ir kitą duomenims (kuriamas).

Tikrai nėra jokios didelės priežasties, kodėl sena gera mobiliųjų telefonų sistema turėtų išlikti ar klestėti kaip bevielis internetas, sako Teresa H. Meng, novatoriška belaidžio ryšio tyrėja iš Stanfordo universiteto, kuri dabar yra belaidžių lustų gamintojos Atheros Communications vyriausioji technologijų pareigūnė. Vietoj to, Meng teigia, kad telekomunikacijų įmonės galėtų įdėti belaidžius duomenų siųstuvus ant kiekvieno pastato ir komunalinių paslaugų stulpo. Kiekvienas siųstuvas-imtuvas apimtų nedidelį plotą arba nanoelementą, kurio skersmuo svyruoja nuo 200 iki 300 metrų. Kartu jie sukurtų tai, ką Meng vadina belaidžiu audiniu. Kadangi siųstuvai-imtuvai būtų taip arti vartotojų, jie galėtų siųsti aiškius, didelės spartos belaidžius signalus siauru dažnių juostos pločiu dažniais, kurie patenka į pramoninę/mokslinę/medicininę spektro dalį, kurią reguliatoriai suteikia nemokamai ir naudoja belaidžiu ryšiu. telefonai, garažo durų atidarytuvai, medicinos instrumentai ir gamyklos technika. Ir telefonai gali išsiversti su maža galia, taupydami baterijas.

Atliekant bandymus Sunnyvale, Kalifornijos valstijoje, laboratorijose, „Atheros“ mikroschemų rinkiniai pasiekia duomenų perdavimo spartą šimtus kartų greičiau nei stalinių kompiuterių modemai – tikras plačiajuostis ryšys. Neapsunkindami balso perdavimo, jie gali būti daug greitesni nei 3G schemos, kurios kartu tiekia balsą ir duomenis. Meng taip pat sako, kad duomenų perdavimo pramonė turi pranašumą. Kadangi mobiliųjų telefonų pramonė yra griežtai reguliuojama ir visiškai standartizuota, tobulėjimas buvo atliktas labai laipsniškai – kaip ir 3G, palyginti su 2G. Toms technologijoms 15 metų. Net kai kurie mobiliųjų telefonų pionieriai, tokie kaip Martinas Cooperis, kuris aštuntojo dešimtmečio pradžioje sukūrė pirmąjį nešiojamąjį mobilųjį telefoną Motoroloje, sutinka, kad dviguba sistema gali būti praktiškesnė nei 3G. matyti Visi klysta , ).

Mūsų miestų apdengimas nanoląstelėmis gali atrodyti nerealu, tačiau Meng tvirtina, kad tai kainuotų pigiau nei įsigyti brangų 3G spektrą. Chip Elliott, pagrindinis Verizon's BBN Technologies mokslininkas, sutinka. Jis apskaičiavo, kad tinklui, apimančiam didelį miestą, iš anksto prireiktų 20 mln. USD įrangos ir 5 mln. USD metinių tinklo išlaidų. Neblogai, turint omenyje, kad vien Niujorkui skirtas 3G spektras buvo parduotas aukcione už milijardus dolerių, o reikalingas sistemos atnaujinimas kainuos kur kas daugiau.

Išlaisvintos nuo balso, tik duomenų sistemos galėtų užtikrinti greitesnį ir lengvesnį kelią į nebrangią plačiajuosčio interneto paslaugą, galbūt net tą srautinį CNN vaizdo įrašą gatvės kampe. Iš tiesų, Metricom komerciškai prieinama Ricochet mobiliųjų duomenų paslauga jau veikia dvigubai greičiau nei staliniai modemai. Technologai taip pat išbando daug greitesnes tik duomenų schemas. Sutariama, kad ortogoninis dažnių dalijimosi tankinimas – formatas, šiuo metu naudojamas didelės raiškos televizijai perduoti Europoje, galėtų būti geriausias pasirinkimas. Rajiv Laroia, „Flarion“, pagrindinės schemos komercializuotojos, vyriausiasis technologijų pareigūnas, sako, kad jo įmonė įrangą pasiūlys vėliau kitais metais.

Žinoma, tik duomenų infrastruktūrai kyla daug kliūčių. Pramonės / mokslo / medicinos spektras gali greitai tapti perpildytas, o tai priverstų vežėjus licencijuoti brangų spektrą. Dėl trikdžių gali pablogėti šių daugialypės terpės žiniatinklio srautų kokybė. Nėra sutarto perdavimo protokolo, todėl tik duomenų paslaugos yra atviros nesuderinamumui, kuris užkerta kelią 3G. Kad nereikėtų vaikščioti su keliomis skirtingomis programėlėmis, mums reikės programinės įrangos-radijo įrenginio, kad būtų galima patogiai perjungti balso ir duomenų režimus. Be to, nuklysti už miesto teritorijų ir sunku įsivaizduoti nanoelementą ant kas penkto tvoros stulpo.

Tai sugrąžina mus prie prieštaringos hibridinio tinklo vizijos: 2,5G mobiliojo telefono sistema, užtikrinanti aiškų balsą, ieškojimą ir nuolatinę interneto prieigą prie mūsų delninių įrenginių lauke; ir kabelinės televizijos bei kompiuterių tinklo laidai, jau įrengti patalpose, suteikiantys visapusišką plačiajuosčio ryšio patirtį, kurią gali naudoti delninis kompiuteris.

Šią architektūrą būtų galima sukurti palyginti greitai ir nebrangiai. Greitas plačiajuostis internetas netrukus bus prieinamas daugelyje patalpų, nes tokios įmonės kaip „Cisco Systems“ ir „Juniper Networks“ intensyviai jungia šviesolaidinius kabelius prie namų ir verslo įmonių. Paprastas belaidis siųstuvas-imtuvas fojė ar svetainės kampe maitintų jūsų mobilųjį įrenginį; prie šiuolaikinių traukinių ir lėktuvų įmontuojamų greitųjų tinklų galėtumėte pasiekti taip pat. Ši schema taip pat puikiai dera su tuo, kas vyksta daugelyje įmonių, kuriose senstantys vietiniai tinklai pakeičiami fiksuotais vidaus belaidžiais tinklais, kurie yra pigesni ir lengviau įdiegiami bei lengvai palaiko plačiajuosčio ryšio duomenų perdavimo spartą. Jūsų mobiliajam įrenginiui būtų paprasta prisijungti prie šios infrastruktūros.

Žvelgiant į dešimtmečio pabaigą, galite naudoti 2,5 G belaidį ryšį, kad galėtumėte patogiai skambinti mobiliuoju telefonu ir prisijungti prie interneto, kai vaikščiosite po miestą, o tada prisijungsite prie fiksuoto belaidžio tinklo, kai įeisite į kavinę, metro stotį ar susitikimų kambarys, galbūt naudojant programinės įrangos radijo internetinį telefoną, kuris prireikus perjungia balso ir duomenų ryšį. Atidarykite 2,5G CellMate einant pagrindine gatve, kad paskambintumėte namo, tada konvertuokite į duomenų režimą, kad atsisiųstumėte pirkinių sąrašą, kai sutuoktinis papasakos apie staigų vakarėlį, apie kurį nežinojote, kad rengiate. Kai įeinate į „Mammoth Grocery“, „CellMate“ persijungia į parduotuvės fiksuotą belaidį tinklą, kad galėtumėte greitai patikrinti „Online Wine“ ir sužinoti, kuris derlius papildys vakarienę. Pasirodo parduotuvės žemėlapis, vedantis į vyno koridorių. Nurodykite CellMate į kasos infraraudonųjų spindulių skaitytuvą, kad nurašytumėte savo banko sąskaitą. Ir ta vidaus / lauko hibridinė sistema, o ne didžioji 3G vizija, gali būti tokia, kokia iš tikrųjų atrodo plačiajuosčio belaidžio ryšio ateitis.

paslėpti