Первый трансатлантический кабель связал Европу и Соединенные Штаты в 1858 году, заменив собой судоходное сообщение, — и время установки связи между континентами сократилось с десяти дней до нескольких часов. К 1965 году между двумя континентами проложили уже четыреста телефонных каналов.
Сегодня мы можем не только мгновенно позвонить в любую страну, но и передать видео и фото, получая данные даже из космоса. Все эти достижения обязаны своим появлением эволюции связи. В сложном процессе конкурентной борьбы некоторые технологии неизбежно проигрывали. Но были ли они действительно хуже, или технологии связи «умирали» по иным причинам?
ALOHAnet
Это первая компьютерная сеть с беспроводной технологией передачи данных, которая стала основой для последующей разработки Ethernet, Wi-Fi и сотовой сети.
ALOHAnet была разработана группой ученых Гавайского университета, использ��вавших для создания сети ультравысокочастотные радиостанции. Команда разработчиков решила, что необходимо найти способ для каждого терминала связи использовать одну частоту. Другими словами, все терминалы должны были говорить по одному и тому же «проводу» в одно и то же время.
(c)
Чтобы предотвратить «столкновение» нескольких сообщений, был изобретен первый протокол конкурентного доступа к каналу связи, который в дальнейшем стал применяться в сетях Ethernet и Wi-Fi.
Сеть ALOHAnet опередила свое время и оказала долгосрочное влияние на технические решения будущего. Разработка сети началась в 1968 году, а в 1971-м ALOHAnet начала функционировать на территории штата Гавайи. Однако ни одна компания не воспользовалась ею в коммерческих целях — никто в тот момент не мог оценить, какую важную задачу решает новая технология.
Code Division Multiple Access (CDMA)
(с)
GSM и CDMA – это разные способы достижения одной и той же цели. В конечном счете, ответ на вопрос «что лучше?» заключается в качестве инфраструктуры оператора – у кого лучше построена сеть и шире охват, тот и становится победителем. Технически ни один из этих стандартов существенно не превосходит другой.
Разница между GSM и CDMA заключалась в методах передачи данных: GPRS (General Packet Radio Service) в GSM обеспечивала более медленную пропускную способность, чем CDMA (1xRTT — One Times Radio Transmission Technology), которая имела возможность работать со скоростью до 144 Кбит/сек.
Но у CDMA были свои недостатки: технология 1xRTT требует выделенного соединения с сетью, тогда как GPRS отправляет пакеты, поэтому обращение к данным на GSM-телефонах не блокирует голосовые вызовы, как на CDMA-телефонах.
Кроме того, в GSM вы легко можете поменять SIM-карту телефона. В CDMA-сетях необходимые данные записывались (прошивались) в телефон, а SIM-карта отсутствовала. CDMA-телефон нельзя было использовать в роуминге. Аналог SIM для CDMA-телефонов — так называемый R-UIM — появился только в 2002 году.
GSM и CDMA несовместимы друг с другом, поэтому пользователи оказались «заперты» в этой сети. В то время, как Европа быстро перешла на GSM, в США абоненты нескольких операторов оказались «заложниками» CDMA. При этом в Европе связь стала дешевле, а охват лучше.
Более совершенный CDMA требовал больших вычислительных мощностей и мощных финансовых вложений, в то время как инфраструктура GSM была уже создана в Европе и Азии и не требовала существенных денежных вложений для поддержания. Все эти факторы привели к постепенному падению интереса к развитию CDMA.
В 1996 году сотовый оператор «Сонет» первым в России получил лицензию на оказание услуг связи в стандарте CDMA. Уже через два года на базе оборудования Qualcomm сеть CDMA заработала в Москве. Во второй половине 90-х годов разрозненные сети CDMA стали появляться по всей России. К 2003 году было зарегистрировано 350 000 пользователей сетей CDMA (менее 2% от всей российской абонентской базы), причем 40% из них находилось в Центральном федеральном округе.
Сеть «Сонет» прекратила существование в 2004 году по причине отказа в продлении лицензии на диапазон частот 800 Мгц, где и работала первоначальная сеть CDMA 800. Эти частоты планировалась использовать для развития цифрового телевидения.
В 2002 году заработала сеть, построенная по стандарту CDMA2000 в диапазоне 450 МГц, ее оператором стала компания «Дельта Телеком». В момент запуска компания утверждала, что «эта технология [CDMA2000] в 7,5 раз более эффективно использует частотные ресурсы, чем GSM».
Однако темпы роста абонентской базы стали снижаться и к 2006 году «не соответствовали даже самым пессимистичным прогнозам». Угасание CDMA растянулось на долгие годы – последний оператор стандарта в нашей стране прекратил работу в 2018 году.
Circuit Switched Data (CSD)
Технология передачи данных из 1990-х годов, которая использовалась в сетях GSM до появления GPRS. Она впервые позволила передавать цифровые данные и подключаться к интернету (с поминутной тарификацией) на скорости 9,6 Кбит/сек.
До CSD передача данных в мобильных телефонах шла (при подключении к внешнему модему) со скоростью до 2,4 Кбит/сек (из определения стандарта GSM от мая 1996 года).
Улучшение технологии привело к появлению High-Speed Circuit-Switched Data (HSCSD), в которой скорость возросла до 14,4 Кбит/сек, а за счет использования четырех параллельных каналов скорость увеличивалась до 57,6 Кбит/сек.
Технология CSD окончательно прекратила развитие, когда большинство телекоммуникационных компаний отказались от поддержки CSD и перешли на GPRS и EDGE (E-GPRS), в которых используются более совершенные методы кодирования сигнала для увеличения пропускной способности.
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
(с)
Для рынка сетей четвертого поколения (4G) разработали несколько стандартов беспроводной связи, в том числе WiMAX. Эта технология имела много преимуществ: пропускная способность до 75 Мбит/с, радиус действия — 25-80 километров, простота развёртывания и легкая масштабируемость.
Из всех стандартов, разработанных для 4G, WiMAX является самой близкой (по технологиям) к Wi-Fi. Стандарт, разработанный в 2001 году, иногда называют «Wi-Fi на стероидах» за его гораздо более высокую пропускную способность по сравнению с Wi-Fi-сетями.
В 2005 году стандарт обновился до 802.16d (“Fixed WiMax”), обеспечивая ошеломляющую для того времени скорость в 25 Мбит/сек. Это позволило проводить видеоконференции без лагов и смотреть потоковое видео в HD-качестве.
Обновление стандарта до 802.16m (“Mobile WiMax”) в 2011 году обеспечило скорость до 1 гигабита в секунду. Следует отметить, что пропускная способность сети WiMAX зависит от количества пользователей — чем больше подключений, тем ниже скорость передачи данных.
Стандарт WiMAX в течение некоторого времени считался хорошей заменой традиционной наземной кабельной инфраструктуре. Из-за большого радиуса действия и относительно низкой стоимости реализации (по сравнению с 3G, телефонной сетью xDSL или гибридной опто-коаксиальной сетью), технология могла не только успешно конкурировать с другими стандартами, но и решала проблему «последней мили» в отдаленных регионах.
Напомним, что последняя миля в области связи — канал, соединяющий последний сетевой узел провайдера и конечное оборудование клиента. Такой канал можно создать с помощью технологий xDSL, WiMAX, FTTx (fiber to the x — оптоволокно), Wi-Fi.
Первую WiMAX-сеть в России запустила Yota в 2008 году в Москве и Санкт-Петербурге. Всего в двух городах установили 150 базовых станций, работающих в диапазоне 2,5 — 2,7 ГГц. За первый же год число пользователей новой технологии достигло нескольких сотен тысяч.
В 2011 году аналитики компании J’son & Partners высказали пессимистичное предположение, что LTE в ближайшие годы «убьет» WiMAX, но в России дела у сети шли отлично – WiMAX-операторы строили большие планы на дальнейшее развитие. Проблем с лицензией на частоту, с которыми столкнулись CDMA-операторы, здесь не было: частоты 2.3, 2.5 и 3.5 ГГц были полностью открыты для развертывания мобильного варианта WiMAX.
В 2012 году от WiMAX отказалась Yota, успешно “пересадив” своих пользователей на первую в России LTE-сеть. Покрытие базовых станций LTE обеспечило более комфортную зону обслуживания и предоставило клиентам Yota качественно новый уровень связи по сравнению с WiMAX.
На сегодняшний день крупные компании уже свернули разработку программного обеспечения WiMAX и перешли на LTE.
Редкие азиатские стандарты: PHS и PDC
Разработанный еще в 1989 году в Nippon Telegraph and Telephone Corporation стандарт Personal Handyphone System (PHS) активно внедрялся в Японии и других странах Азии. В PHS применялись компактные ячейки, с базовыми станциями мощностью до 500 мВт и радиусом действия до сотен метров (отдельные модели имели радиус до 2 км).
Все начиналось успешно: легкое развертывание сетей, низкие фиксированные тарифы и хорошая связь даже в метро — всё это благоприятно сказывалось на коммерческом развитии. Однако конкурирующие стандарты быстро достигли аналогичного качества связи, и разница между PHS- и GSM-телефонами стерлась.
В 2010 году количество пользователей PHS составляло 4 миллиона абонентов (не все из них были активны). При этом даже в 2011 году выходили телефоны, поддерживающие PHS.
Еще один стандарт, популярный в Японии, это Personal Digital Cellular (PDC). Относился к поколению 2G и обеспечивал скорость передачи данных 11,2 Кбит/сек. Япония могла участвовать в разработке международного стандарта связи, но предпочла поддержать развитие национальной телеком-отрасли.
Когда PDC появился, он быстро занял весь внутренний рынок Японии. Это привело к несовместимости телекоммуникационных продуктов Японии со стандартом GSM, который стал доминирующим в эпоху 2G. Японские компании связи, таким образом, оказались отрезаны от огромного зарубежного рынка.
Долгосрочный вклад в собственную инфраструктуру также сделал японские компании слишком уязвимыми в условиях внешней конкуренции. Этой ситуацией смогли воспользоваться не только компании, продвигающие GSM: в Японии также получил широкое распространение стандарт W-CDMA.
Технология Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) обеспечивает широкополосный доступ на скоростях до 2 Мбит/сек. Те, кто много путешествуют по миру, оказывались в ситуациях, когда мобильный телефон мог подключаться только к W-CDMA сети — этот стандарт до сих пор актуален. На 2016 год W-CDMA охватывал около 65% населения мира (LTE – 40%, а GSM – более 90%).
Иные «забытые»
Может показаться, что старые технологии давно отжили свое и упоминаются только в учебниках. Но это заблуждение: по данным Pew Research Center, еще в 2015 году 3% американцев использовали dial up для подключения к интернету. Это значит, что миллионы людей использовали сеть на скоростях до 56,6 Кбит/сек.
Существуют также редкие новые (или обновленные) нишевые стандар��ы связи. Все слышали про 5G, но на рынке есть, к примеру, DECT-2020 — перспективный стандарт, представляющий собой следующую ступень эволюции старых беспроводных радиотелефонов.
