Mobilais tīmeklis pret realitāti

Džons Čepmens ir entuziasma pilns. Hewlett-Packard mobilo sakaru un bezvadu stratēģijas direktors tikko parakstījis trīs gadu pētniecības līgumu ar Japānas telekomunikāciju giganta NTT mobilo sakaru operatoru NTT DoCoMo. Mērķis? Pārdomāt infrastruktūru bezvadu tīklam ar tik lielu jaudu, ka, pēc Čepmena domām, mēs vairs neuztraucamies to izmērīt. Hewlett-Packard ir sabiedrojies ar NTT DoCoMo, kuras nosaukums nozīmē jebkur, jo Japānas uzņēmums ir pasaulē vadošais mobilā interneta nodrošinātājs. Aptuveni 72 procenti Japānas mobilo tālruņu īpašnieku regulāri pieslēdzas internetam, salīdzinot ar tikai sešiem procentiem Amerikas Savienotajās Valstīs. Čepmens uzskata, ka, ja Hewlett-Packard varēs piedāvāt amerikāņiem bagātīgu straumēšanas video, datu, grafiku un balss pārraidi ātrdarbīgā tīklā, kas sasniedz katru ielas stūri, metro platformu, pludmali un pagalmu, viņi reģistrēsies bariem.

Kā izveidot šo platjoslas bezvadu tīklu, ir aktuāls jautājums. Telekomunikāciju uzņēmumiem būtu jātērē simtiem miljardu dolāru, lai mūsdienu šaurjoslas mobilo tālruņu infrastruktūru pārveidotu par platjoslu. Tas nav tikai jauninājums. Mūsdienu niecīgie mobilie tālruņi un bezvadu tīmekļa ierīces pieslēdzas internetam ar atpaliekošu ātrumu 9600 biti sekundē, kas ir mazāk nekā piektdaļa no vidējā galddatora modema ātruma. Un pat galddatora modems nav kvalificējams kā platjoslas savienojums. Tā ātrumam ir jābūt vismaz četrkāršotam, lai lietotāji varētu baudīt tūlītēju piekļuvi internetam un skatītu pilnas kustības video filmai līdzīgā kvalitātē.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2001. gada jūnija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Turklāt bezvadu lietojumprogrammu protokols, ar kuru mūsdienu mobilās ierīces pieslēdzas internetam, parasti atbalsta tikai dažu simtu vietņu, kas ir apzināti mazam ekrānam pielāgotas, neērtas, nomāktas, melnbaltas versijas. Neskatoties uz pastāvīgajām reklāmām par viedtālruņiem un bezvadu brīnumrīkiem no tādiem kā Sprint, AT&T, Palm un Kyocera, vairums cilvēku ir neapmierināti ar embriju bezvadu tīmekli.

Ņemot vērā milzīgos izdevumus par jauna platjoslas spektra licencēšanu no valstu valdībām, tehniskās un regulatīvās cīņas par to, kurus jaunus sakaru protokolus izmantot, kā arī nepieciešamību kapitāli remontēt šūnu torņus un mobilās ierīces, daži eksperti domā, vai ieguvumi ir šo problēmu vērti. Vai mums tiešām ir vajadzīgas datu straumes, kas plūst no mobilo sakaru torņiem visur, lai mēs varētu noskatīties CNN videoklipu, kad nokāpjam no centra apmales, par šo privilēģiju maksājot milzīgu maksu par minūti?

Varbūt ne. Ārpus Japānas entuziasms par šo scenāriju, šķiet, mazinās, pat starp telekomunikāciju uzņēmumiem, kas par to iekasē maksu. Izmaksas šķiet tik astronomiskas, ka, lai to segtu, būtu vajadzīgs rijīgs patērētāju pieprasījums pēc tādām ērtībām kā digitālais video un mūzika. Neviena ASV vai Eiropas aptauja neliecina, ka šāds pieprasījums pastāv vai ka patērētāji maksātu prēmijas.

Tomēr ir skaidrs, ka patērētāji, kas pastaigājas vai brauc ar automašīnu, vēlas uzticamus mobilo sakaru zvanus, peidžeru, e-pastu un ātru, ērtu piekļuvi visam pilnkrāsu tīmeklim. Faktiski nevienam no tiem nav nepieciešams platjoslas savienojums. Pēc realitātes pārbaudes daži telekomunikāciju vadītāji popularizē jaunu redzējumu: pietiekami uzlabot mobilo sistēmu, lai patērētāji saņemtu nepārtrauktus tālruņa zvanus un tūlītēju piekļuvi tīmeklim, izmantojot modernu rokas ierīci, kamēr viņi atrodas ārpus telpām, un apbalvo tos ar straumēšanu, multividi. , platjoslas spožums, kad viņi iekāpj iekštelpās, mājās, birojā vai viesnīcā, vilcienā vai lidmašīnā. Kad neprāts saistībā ar platjoslas pakalpojumiem mazliet norimst, vai tā patiešām izskatīsies nākotne?

Dabas ātruma ierobežojums

Šis jaunais, hibrīdais redzējums joprojām ir pretrunīgs bezvadu nozarē, galvenokārt tāpēc, ka mobilo platjoslas evaņģēlisti, piemēram, Čepmens, tic tā izveidei, un viņi nāks. Viņu uzņēmumi piedāvā konkurējošu protokolu jucekli, lai mūs virzītu tālāk par mūsdienu otrās paaudzes jeb 2G digitālo mobilo tālruņu tīkliem. Viņi plāno šogad Japānā un Eiropā un 2002. gadā ASV ieviest tā sauktās 2.5G sistēmas, kas apvieno balsi un datus. Japāna apgalvo, ka drīzumā tiks ieviesta trešā paaudze jeb 3G. Tomēr šķiet, ka neviens nav pārliecināts, kad 3G, standarts, kas atbalstīs patiesas platjoslas lietojumprogrammas, tiks ieviests.

Pret tās straujo parādīšanos ir pamatlikums, kas regulē datu sakarus, kas tika noteikts jau telekomunikāciju pirmatnējā laikmetā: 1948. gadā. Tajā gadā Klods E. Šenons no Bell Labs paziņoja, ka maksimālais datu apjoms, ko var pārsūtīt pa jebkuru kanālu, ir ierobežo pieejamais joslas platums (radiofrekvenču spektra apjoms, ko tas aizņem) un tā signāla un trokšņa attiecība (signāls, kas jāpaziņo pret traucējumiem).

Abi ierobežojumi attiecas uz mobilajiem bezvadu sakariem. Bezvadu kanāls var izmantot tikai to spektra daļu, ko tam ir apstiprinājusi Starptautiskā telekomunikāciju savienība un licencējusi kāda no tās 189 dalībvalstīm. Licencēšanas maksas ir šausminošas: pārvadātāji Vācijā vien iztērēja vairāk nekā 46 miljardus USD 3G spektram. Par šādām cenām pārvadātājam ir jāpalielina savu kanālu atmaksāšanās, pēc iespējas vairāk datu iesaiņojot pēc iespējas šaurā frekvenču joslā — šī prakse ir pretrunā principam aizpildīt platu joslu ar datu ietilpīgām multivides straumēm, tehnoloģiski ir optimālā stratēģija. Lai atrisinātu konfliktu, pārvadātājiem ir jāizstrādā tehnoloģija, kas var ātrāk nosūtīt signālus šaurās joslās.

Vēl ļaunāk ir tas, ka vide, caur kuru plūst signāli, — Zemes virsmas atmosfēra — mūsdienās ir ļoti trokšņaina vieta. Mobilo tālruņu signāli atduras no ēkām, kalnu nogāzēm un viens no otra, radot traucējumus un sabrukšanu. Lai uzlabotu precizitāti, ražotājiem ir jāpalielina signāla jauda vai jāsamazina troksnis. Taču viņi nevar palielināt jaudu, jo Federālā sakaru komisija un tās Eiropas un Āzijas kolēģi ierobežo elektromagnētiskā starojuma šūnu torņus un tālruņus, ko var izstarot. Turklāt, palielinot klausules jaudas līmeni, tiek iznīcinātas tā baterijas.

Tāpēc nav pārsteigums, ka inženieri koncentrējas uz trokšņa samazināšanu. Šī spēle nopietni sākās 1990. gadu vidū, kad digitālie mobilie tālruņi sāka aizstāt analogās versijas, ievērojami palielinot balss skaidrību. Lai gan telekomunikāciju uzņēmumiem bija jātērē miljardiem dolāru, lai saviem mobilo sakaru torņiem pievienotu digitālos raiduztvērējus, jauninājums ātri atmaksājās, jo tas arī ļāva pakalpojumu sniedzējiem tajā pašā dārgā joslas platuma daļā ievietot daudz vairāk vienlaicīgu balss zvanu ar mazākiem traucējumiem. .

Paskaties, pirms lec

Ir divas pamatshēmas, lai pieejamajā joslas platumā iekļautu pēc iespējas vairāk digitālo zvanu. Time Division Multiple Access protokols, agrīnais formāts, kuru aizstāvēja AT&T, ir kļuvis par globālo mobilo sakaru sistēmu, kas tagad ir gandrīz universāls standarts Eiropā un Japānā. Code Division Multiple Access radās kā galvenā alternatīva, ko pieņēma Sprint un GTE, un līdz desmitgades beigām tā samazināja troksni labāk nekā laika dalīšanas metode un iesaiņoja vairāk datu vienā kanālā.

Vadošie 3G standarti, ko apstiprinājusi Starptautiskā telekomunikāciju savienība, ir balstīti uz kodu dalīšanas protokolu. Bet, lai tos īstenotu, telekomunikāciju uzņēmumiem ir jālicencē dārgs jauns spektrs un kapitālais remonts šūnu torņu un tālruņu tehnoloģijai. Pēc sākotnējā aklā entuziasma daži ASV pārvadātāji tagad, šķiet, steidzas veikt lielas investīcijas. Toms Kruks, Sprint PCS tehnoloģiju izpētes direktors, runā daudzu vārdā, sakot: 'Es neredzu, ka mēs tuvākajā laikā paveiksim 3G'.

Tehniskās novērtēšanas grupas, piemēram, Adventis Bostonā, arī apgalvo, ka īstā ielas stūrī 3G datu pārraides ātrums netuvosies nozares atbalstītāju norādītajam maksimumam, kas ir balstīts uz neskartajiem laboratorijas apstākļiem. Nesenā tehnisko un investīciju pētījumu apkopojumā, kurā tika pārbaudītas astoņas piedāvātās platjoslas tehnoloģijas, Adventis secināja, ka tikai trīs no tām var reāli sasniegt vidējo datu ātrumu, kas ir ātrāks nekā galddatora modems. Un šie trīs aptuveni dubultotu ātrumu, kas ir daudz mazāk nekā četrkāršots, kas nepieciešams reālai platjoslas veiktspējai.

Kens Hajerss, Cahners In-Stat Group nozares analītiķis, saka, ka 3G biedējošie izdevumi un apšaubāmie tehniskie rezultāti liek ASV pārvadātājiem pieņemt nogaidošu attieksmi. Viņi saka: Redzēsim, cik lielu joslas platumu mūsu klienti patiešām izmantos. Ja viņi vēlas tikai vienkāršus tīmekļa pakalpojumus, piemēram, tiešsaistes restorānu katalogus, atbilde var būt, ka nav daudz.

Tā vietā, lai veiktu patieso platjoslas lēcienu, Sprint PCS un citi ir nolēmuši pārbaudīt ūdeņus, izmantojot 2,5 G tehnoloģiju, kas izmanto tādu pašu spektru kā pašreizējie 2G tīkli un prasa tikai salīdzinoši nelielu aparatūras jaunināšanu. Lai gan 2,5 G nevar sasniegt patiesu platjoslas datu pārraides ātrumu, tas piedāvā vienu milzīgu sasniegumu: tas vienmēr ir uzreiz pieejams 24 stundas diennaktī. Jums nebūs jāiezvana un jāgaida 30 sekundes, kamēr mobilā ierīce izveido savienojumu ar internetu. Tūlītēja piekļuve būtiski maina jūsu attiecības ar internetu. Pētījumi liecina, ka cilvēki mājās ar tūlītēju piekļuvi, izmantojot vadu sistēmas, piemēram, digitālās abonentlīnijas un kabeļmodemus, izmanto internetu trīs reizes vairāk nekā cilvēki, kuriem katru reizi ir jāiezvana. Kad esat mobilais, jebkura kavēšanās ir vēl atturīgāka un var liegt jums vispār piekļūt tīklam.

Tātad, kam tad īsti ir vajadzīgs 3G? Daži no viltīgākajiem telekomunikāciju uzņēmumiem ir sākuši izjaukt atšķirību, definējot savu 2,5G tehnoloģiju kā 3G. Anils Kripalani, Qualcomm vecākais viceprezidents, saka: Mēs zinām, kā nospiest aploksni. Tāpat kā citi ASV atbalstītāji, viņš neredz vajadzību pārvadātājiem pāriet uz īsto 3G. Tādējādi pasaules telekomunikāciju atšķirības varētu turpināties, Amerika sliecas uz 2,5G, Japāna plāno 3G, bet Eiropa un pārējā Āzija pa vidu svārstīsies.

Tomēr pat tad, ja nozarē tik drosmīgi reklamētais sapnis par 3G izgaist, tas nebūs bijis veltīgs, jo tas ir motivējis mobilo sakaru operatorus pāriet uz 2,5G standartiem. Inženieri izstrādā intriģējošus šūnu torņu raiduztvērējus un klausules antenas, lai palīdzētu nodrošināt, ka bezvadu lietotāji saņem maksimālo joslas platumu un spēcīgākos pieejamos signālus neatkarīgi no tā, cik Gs viņi velk. Tomēr nesaderīgi pārraides protokoli joprojām rada problēmas. Katra mobilā ierīce izmanto mikroprocesora radio mikroshēmu, kas atbalsta tikai vienu protokolu. Tālrunim, kas izmanto kodu dalīšanas protokolu, ir nepieciešama cita mikroshēma nekā tālrunim, kas izmanto laika dalīšanas protokolu, un, piemēram, dažādi 3G tālruņi no AT&T un GTE izmantotu dažādas mikroshēmas, pat ja tie abi būtu balstīti uz kodu dalīšanas protokolu.

Viena tehnoloģija, kas pazīstama kā programmatūras definētas radio mikroshēmas, varētu nodrošināt risinājumu, uzskata Benijs Bings, Džordžijas Tehnoloģiju institūta Platjoslas institūta vadošā bezvadu iestāde. Joprojām prototipā programmatūras radio mikroshēmas var pārslēgties starp protokoliem, filtrēšanas metodēm un noteikšanas shēmām. Jebkurā brīdī mobilā ierīce ar programmatūras radio iekšā var nemanāmi pārslēgties starp Amerikas, Eiropas un Japānas telekomunikāciju standartiem, kā arī konkurējošiem pārraides protokoliem ( skat Universālais mobilais tālrunis , TR 2001. gada aprīlis ).

Gaisa uzlidojuma pārvarēšana

Izredzes izveidot uzvarošu platjoslas mobilo arhitektūru ir piesaistījušas ambiciozu tehnologu leģionus. Tomēr paliek jautājums, vai viņi kādreiz spēs nodrošināt pietiekami daudz reālas sakaru jaudas — atcerieties Klodu E. Šenonu —, lai jūs varētu apskatīt CNN klipu, ejot pa pilsētas centru. Tā vietā, lai mēģinātu paātrināt mobilo tālruņu tīklu, lai nodrošinātu platjoslas internetu, iespējams, mums ir labāk izmantot paralēlas sistēmas, vienu tālrunim (kas jau pastāv) un otru datiem (tiek izstrādāts).

Patiešām nav nekāda liela iemesla, kāpēc vecajai labai mobilo tālruņu sistēmai vajadzētu izdzīvot vai attīstīties kā bezvadu internetam, saka Terēza H. Menga, revolucionāra bezvadu pētniece Stenfordas Universitātē, kura tagad ir bezvadu mikroshēmu ražotāja Atheros Communications galvenā tehnoloģiju vadītāja. Tā vietā, Meng saka, telekomunikāciju uzņēmumi varētu novietot bezvadu datu raiduztvērējus katrā ēkā un komunālo pakalpojumu stabā. Katrs raiduztvērējs aptvertu nelielu laukumu jeb nanošūnu, kura diametrs ir no 200 līdz 300 metriem. Kopā viņi radītu to, ko Mengs sauc par bezvadu audumu. Tā kā raiduztvērēji būtu tik tuvu lietotājiem, tie varētu nosūtīt skaidrus, ātrdarbīgus bezvadu signālus šauros joslas platumos ar frekvencēm, kas ietilpst spektra rūpnieciskajā/zinātniskajā/medicīnas daļā, ko regulatori nodrošina bez maksas un izmanto bezvadu tīklā. tālruņi, garāžu durvju atvērēji, medicīnas instrumenti un rūpnīcas tehnika. Un tālruņi varētu izvairīties no zemas jaudas, taupot baterijas.

Testos Sunnyvale, Kalifornijā, laboratorijās Atheros mikroshēmojumi sasniedz datu pārraides ātrumu simtiem reižu ātrāk nekā galddatoru modemi, kas ir īsts platjoslas savienojums. Tie nav apgrūtināti ar balss pārsūtīšanu, bet var būt daudz ātrāki nekā 3G shēmas, kas kopā nodrošina balsi un datus. Mengs arī saka: datu sakaru nozarei ir pārsvars. Tā kā mobilo tālruņu nozare ir stingri regulēta un pilnībā standartizēta, uzlabojumi ir veikti ļoti pakāpeniski, piemēram, 3G salīdzinājumā ar 2G. Šīs tehnoloģijas ir 15 gadus vecas. Pat daži mobilo tālruņu pionieri, piemēram, Martins Kūpers, kurš 70. gadu sākumā Motorola izstrādāja pirmo portatīvo mobilo tālruni, piekrīt, ka duālā sistēma varētu būt praktiskāka nekā 3G ( skat Visi ir nepareizi , ).

Mūsu pilsētu pārklāšana ar nanošūnām var šķist pārdomāti, taču Mengs uzstāj, ka tas izmaksātu lētāk nekā dārga 3G spektra iegūšana. Čips Eliots, Verizon's BBN Technologies galvenais zinātnieks, piekrīt. Viņš lēš, ka tīklam, kas aptver lielu pilsētu, būtu nepieciešami 20 miljoni USD aprīkojuma, kā arī 5 miljoni USD ikgadējās tīkla izmaksas. Nav slikti, ņemot vērā, ka 3G spektrs Ņujorkai vien tika izsolīts par miljardiem dolāru, un nepieciešamā sistēmas jaunināšana izmaksās daudz vairāk.

Atbrīvotas no balss, tikai datu sistēmas varētu nodrošināt ātrāku un vienkāršāku ceļu uz lētu platjoslas interneta pakalpojumu, iespējams, pat CNN video straumēšanu ielas stūrī. Patiešām, Metricom komerciāli pieejamais Ricochet tikai mobilo datu pakalpojums jau darbojas divreiz ātrāk nekā galddatoru modemi. Tehnologi testē arī daudz ātrākas tikai datu shēmas. Vienprātība ir tāda, ka ortogonālā frekvenču dalīšanas multipleksēšana, formāts, ko pašlaik izmanto augstas izšķirtspējas televīzijas pārraidīšanai Eiropā, varētu būt labākais risinājums. Rajiv Laroia, Flarion, vadošā shēmas komercializētāja, galvenais tehnoloģiju speciālists saka, ka viņa uzņēmums nākamā gada laikā piedāvās aprīkojumu.

Protams, tikai datu infrastruktūrai ir daudz šķēršļu. Rūpnieciskais/zinātniskais/medicīnas spektrs varētu ātri kļūt pārpildīts, galu galā piespiežot pārvadātājus licencēt dārgu spektru. Traucējumi var pasliktināt šo multivides tīmekļa straumju kvalitāti. Nav saskaņota pārraides protokola, atstājot tikai datu pakalpojumus atvērtus nesaderībai, kas rada 3G. Lai izvairītos no staigāšanas ar vairākiem dažādiem sīkrīkiem, mums ir nepieciešama programmatūras radio ierīce, lai ērti pārslēgtos starp balss un datu režīmiem. Turklāt nomaldieties ārpus pilsētu teritorijām, un ir grūti iedomāties nanošūnu uz katra piektā žoga staba.

Tas mūs atgriež atpakaļ pie pretrunīgā hibrīda tīkla redzējuma: 2,5 G mobilo tālruņu sistēma, kas nodrošina skaidru balsi, peidžeru un vienmēr ieslēgtu interneta piekļuvi mūsu rokas ierīcēm ārpus telpām; un kabeļtelevīzijas un datortīkla vadi, kas jau atrodas iekštelpās, nodrošinot pilnu platjoslas pieredzi, ko var izmantot plaukstdators.

Šo arhitektūru varētu uzbūvēt salīdzinoši ātri un lēti. Ātrgaitas platjoslas internets drīzumā būs pieejams daudzās iekštelpu vidēs, jo tādi uzņēmumi kā Cisco Systems un Juniper Networks intensīvi savienos optisko šķiedru kabeli mājās un uzņēmumos. Vienkāršs bezvadu raiduztvērējs vestibila vai viesistabas stūrī baros jūsu mobilo ierīci; jūs varētu piekļūt ātrgaitas tīkliem, kas tiek iebūvēti mūsdienu vilcienos un lidmašīnās tādā pašā veidā. Šī shēma arī labi saskan ar to, kas notiek daudzos uzņēmumos, kur novecojošie lokālie tīkli tiek aizstāti ar fiksētiem iekštelpu bezvadu tīkliem, kas ir lētāki un vieglāk uzstādāmi un viegli atbalsta platjoslas datu pārraides ātrumu. Jūsu mobilajai ierīcei būtu vienkārši pievienoties šai infrastruktūrai.

Raugoties uz desmitgades beigām, jūs varat izmantot 2,5 G bezvadu savienojumu, lai ērti veiktu mobilo tālruņu zvanus un piekļūtu tīmeklim, staigājot pa pilsētu, un pēc tam pārslēgtos uz fiksēto bezvadu tīklu, ieejot kafejnīcā, metro stacijā vai sanāksmju telpa, iespējams, izmantojot programmatūras radio tīmekļa tālruni, kas pēc vajadzības pārslēdzas starp balsi un datiem. Atveriet savu 2,5 G CellMate ierīci, ejot pa Main Street, lai piezvanītu uz mājām, un pēc tam pārejiet uz datu režīmu, lai lejupielādētu iepirkumu sarakstu pēc tam, kad jūsu laulātais jums pastāstīs par pēkšņu ballīti, par kuru jūs nezināt, ka rīkojat. Ieejot Mammoth Grocery, CellMate pārslēdzas uz veikala fiksēto bezvadu tīklu, lai jūs varētu ātri pārbaudīt Online Wine, lai noskaidrotu, kurš vintage papildinās vakariņas. Parādās veikala karte, kas ved uz vīna eju. Norādiet CellMate uz kases infrasarkano staru skeneri, lai debetētu savu bankas kontu. Un šī iekštelpu/āra hibrīda sistēma, nevis grandiozā 3G vīzija, varētu būt tāda, kāda patiešām izskatās platjoslas bezvadu tīklā.

paslēpties