Министерство образования Российской Федерации
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ
На тему: Максимальнаяскорость мобильного Интернета в сетях GPRS, Wi-Fi, CDMA.
Подисциплине: информатика
ВЫПОЛНИЛ: студент 1-го курса
Гр. 1077/3
Мещеряков Дмитрий
ПРОВЕРИЛ: Попов Е.О.
г.Санкт-Петербург
2005г.
План реферата
1. Введение
2. Протокол CDMA
3. Протокол GPRS
4. Протокол Wi-Fi
5. Заключение
1.Введение
Всечаще и чаще в современной жизни мы сталкиваемся с таким понятием, как мобильныйинтернет. Мир будущего будет мобильным. Он будет мобильным во всех отношениях,особенно в информационном. Случись где какая неприятность, мы узнаем об этоммгновенно — гораздо быстрей, чем узнаем сегодня, по вещательным каналам илипосредством прессы.
Информация давно стала ходовым товаром, но в наши дни она превращается внеобходимое условие нормальной жизнедеятельности. Огромное количество людей повсему миру зарабатывают деньги вне стен конторы. Работа дома, работа в пути,работа по пути из дома на работу.
Совсемнедавно передача данных по мобильной связи была экзотикой, которая мало когоинтересовала в практическом плане, но теперь ситуация быстро изменяется:развиваются сотовые сети, на базе сетей GSM и CDMAмогут добавляться дополнительные услуги и приложения; бурное развитие Internet увеличивает потребность абонентов в доступе; широкое использование Интранет (внутренних корпоративных сетей) ориентирует на подключение бизнес-пользователей к корпоративным сетям в мобильном варианте; появление небольших компьютеров типа PDA или palmtop, позволяющих использовать их совместно с мобильными телефонами; мобильность работников — все большее число людей работают дома или в процессе поездки, что требует создания для них системы поддержки мобильности.
Для многих «дачных» абонентов именно мобильный Интернет являетсяединственным способом подключения к сети. Спрос на высокоскоростной доступ ксети очень велик. А в последнее время очень желанной является возможностьмобильной on-line-работы в любое время в любом месте и с достойной скоростью.
2.Протоколпередачи данных CDMA.
Несмотря настарания Intel, технология Wi-Fi доступна не везде и не всегда, так чтоединственным шансом для мобильных пользователей являются операторы сотовойсвязи.
Как частобывает в современном высокотехнологичном мире, формально CDMA лучше своегоконкурента — GSM, однако последний гораздо более распространен. Объясняется этообычно историческим фактором. В отличие от повышения стоимости бензина,развитие нового, пусть даже более прогрессивного, стандарта сотовой связи,происходит гораздо медленнее.
Существуетстандарт беспроводной передачи данных IMT-MC-450 — это CDMA на частоте 450 МГц.Частота осталась от одного из первых стандартов сотовой связи NMT-450, асобственно цифровой протокол CDMA давно используется в некоторых странах мира.
Применение IMT-MC-450 накладывает своиособенности на использование телефона — в отличие от GSM, который работаетвезде, зона покрытия CDMAзаметно меньше. Кроме того, для GSM возможны и поездки за пределы нашей страны, тамIMT-MC-450 используется очень редко.
В стандарте CDMAдоступна скорость соединения 230400 бит/сек., и можнопопробовать найти обещанные 153 Кбит/сек. Следует отметить, что по большомусчету модем в большинстве телефонов абсолютно стандартный, и весь смысл«специального» драйвера заключается в установке в реестре в параметрах модемамаксимальной допустимой скорости в 230k (в отличие от 115k, которая прописываетсявсем стандартным модемам). Так что при желании можно просто немного покопатьсяв реестре и поменять 4 байта в настройках стандартного 33600 модема. Правда,для CDMA-телефоновиспользуется еще и специальная строка инициализации, но ее реальная необходимостьнаходится под вопросом. Интересно, что если попробовать разобраться, как этовсе работает, то можно обнаружить всего 115200 в настройках самого порта:однако работает он на самом деле на 230400.
Во времясоединения на самом телефонном аппарате индицируются текущие скоростиприема-передачи. Минимальная из них — 9,6, а максимальная — 163,2. Причем,текущая скорость выбирается аппаратом, исходя из поступающих запросов — если выничего не качаете, то скорости замирают на «9,6/9,6», аппарат может даже отключитьсвое соединение, при этом ПК будет думать, что он все еще на связи. Но кактолько возникает необходимость (например, открывается новый сайт в браузере),подключение восстанавливается.
Реально удалосьполучить максимальную скорость порядка 137 Кбит/сек. при передаче одногобольшого файла (здесь и далее цифры скорости приведены по данным программы DUMeter при работе с удаленным FTP-сервером). Это относится как к скоростиполучения, так и отправки данных.
При реальнойработе в Интернете, когда к компьютеру поступает много различных запросов,график скорости утрачивает такой вид и становится похож на “пилу”, однако еслив фоне еще что-то большое начинает скачиваться, то прежний вид быстровосстанавливается.
Проверканадежности связи показала, что можно скачать файлы объемом 60 и более мегабайтбез обрывов связи (собственно телефон время от времени переподключался к сети,однако до ПК эта информация не доходила, и Internet Explorer продолжал, как нив чем не бывало закачивать файл).
Конечно, всевышеописанное относится в некотором роде к «идеальным» условиям — аппаратнеподвижен, связь устойчиво-хорошая, сеть не загружена и все такое. В другихусловиях телефон может переключать свою скорость и в зависимости от внешнихусловий, так что идеальной картинки может и не получиться. Например, придвижении в автомобиле на скорости 80-90 км/час по МКАД на графике DU Meter — абсолютно хаотичная картина, однако связь нервется (как иногда случается с GPRS) и при улучшении условий скорость вновьбыстро возрастает.
При этом при скачивании большого файла с одного источникадостигается скорость порядка 135 Кбит/сек. Отправка одного файла показываетаналогичные результаты по скорости. Если же пытаться одновременно скачивать изакачивать данные, то, в установившемся режиме получатся те же 135 Кбит/сек. наскачивание и в два раза меньше на отправку.
Тестированиемобильного Интернета CDMAпоказало, что эта технология вполне работоспособна уже сегодня.Единственным препятствием для достижения высокой скорости является неустойчивыйприем сигнала. Если же с ним все в порядке, то можно легко получить скоростьприема/передачи порядка 12-14 КБ/с, что очень неплохо для мобильного Интернета.
Стандарт CDMAпозволяет предоставлять многочисленным пользователям одновременный доступ кобщему широкополосному каналу, присваивая им уникальные «коды». По логике, CDMAможет обслуживать большее количество пользователей и предоставить каждому изних больше возможностей. Стандарт CDMA обещает большую пропускную способность,лучшее «покрытие» территории, улучшенное качество звука и более продолжительноевремя работы батарей.
3.ПротоколGPRS
GPRS(GeneralPacketRadioService) — это система, которая реализует и поддерживаетпротокол пакетной передачи информации в рамках сети сотовой связи (коммутируемойсети). При пакетной передаче данных соответствующий радиоканал занимается лишьв процессе передачи информации, благодаря чему достигается более высокаяэффективность его использования. Наиболее ощутимо это преимущество при передачеданных и выходе в глобальную сеть Internet.
При использованиисистемы GPRS информация собирается в пакеты и передается в эфир, они заполняютте «пустоты» (не используемый в данный момент канал трафика), которые всегдаесть при передаче голосовой информации. В случае если при обычной передачеданных сначала устанавливается соединение и только после этого начинаетсяпередача данных, то при пакетной передаче этап установления соединенияпрактически отсутствует. В этом и заключается принципиальное отличие режимапакетной передачи данных. В результате более эффективно используются ресурсы сети,и появляется возможность более выгодной для абонента тарификации, основанной нена длительности соединения, а на объёме принятой и переданной информации. Всетях, поддерживающих GPRS, предусмотрен поэтапный путь наращивания скоростипередачи данных; в пределе GPRS может обеспечивать скорость до 115 Кбит/с. Насегодняшний день основные ограничения связаны с возможностями абонентских терминалов.GPRS-терминалы первого поколения будут обеспечивать передачу информации соскоростью до 53.6 Кбит/с и приём — со скоростью до 26.8 Кбит/с.
Схемасвязи на основе GPRS
К 2002 году произошлоувеличение трафика мобильной передачи данных на 300%, прежде всего из-засближения рынков Internet и рынка мобильной связи — самых быстрорастущих рынковв экономике. Это закладывает основу для внедрения GPRS. Прогнозы утверждают,что основными приложениями мобильной связи станет использование электроннойпочты (частной и корпоративной), доступ к Internet и базам данных вкорпоративных сетях (интранет).
Ожидается, что теоретически достижимая скорость можетдостичь 171.2 кбит/с, хотя в ближайшее время вряд ли стоит ждать скоростей более 111 кбит/с.
Соотношение между использованием GSMи GPRS Одно изосновных преимуществ GPRS — это то, что это способ передавать данные с болеевысокими скоростями, чем это было возможно до недавнего времени. Такие высокиескорости сделают возможными внедрение разнообразных приложений — отнетребовательного к скорости передачи SMS-cepвиса до высокоскоростной передачиданных в локальной корпоративной сети.
Время установкисоединения в GPRS будет почти мгновенным, поэтому планируется, что более небудет оплачивать «время на линии», в счет будут включаться объемы переданнойили полученной информации. Это означает, что GPRS будет максимальнопривлекательной технологией для всевозможных приложений, характеризующихся«взрывным» характером передачи данных, таким как e-mail, телеметрия и томуподобных услуг. Это также обеспечивает GPRS совместимость с существующимисетями пакетной передачи данных на базе TCP/IP или Х.25.
Система скоммутацией пакетов весьма эффективна, поскольку сетевые ресурсыэксплуатируются лишь в момент непосредственной передачи пакетов. В переводе наобщепонятный язык — это означает, что весь доступный выделенный диапазон связиможет использоваться совместно всеми абонентами.
Основные свойства GPRS:Высокая скорость передачи данных — 171.2 кбит/с (средняя 111 кбит/с); Быстрое установление связи/Быстрый разрыв соединения; Способствует внедрению новых услуг (например, Телеметрии); Поддерживает другие сети пакетной передачи данных (TCP/IP,«Х.25); Абоненты совместно используют физические ресурсы сети; Обеспечивает мобильность абонентов, с сохранением доступа к сетям GSM/GPRS. Internet и корпоративным сетям (интранет); Возможность использовать ресурсы сети GSM в «офф-пиковые» периоды.
Поскольку GPRS выполнен на базеGSM, новое оборудование GPRS/GSM будет обеспечивать доступ, как в сеть GSM, таки в наложенную сеть GPRS. Впрочем, пока, по-видимому, не стоит ожидать никакихдругих терминалов, кроме терминалов класса «С». Такие терминалы позволяют работатьодновременно только в режиме GSM или только в режиме GPRS.
Поскольку сеть GPRS позволяет совместно использовать ресурсы и являетсяналоженной на сеть GSM, существенным моментом является ее возможность загрузитьресурсы сети в «офф-пиковые» периоды.
В GPRSмаксимально возможная скорость передачи данных составляет 171,2 Кбит/с — этопочти в 12 раз быстрее работы передачи данных в обычных сетях GSM (9,6 Кбит/с).Однако на практике скорости не так высоки — обычно 30-40 Кбит/с.
Весьпоток данных отправителя разбивается на отдельные пакеты и затем доставляетсяполучателю, где пакеты собираются воедино, и совсем необязательно, что всепакеты пойдут одним маршрутом. Стандарт GPRS не просто обеспечивает высокуюскорость передачи данных, но и допускает постоянное виртуальное соединениепользователей с сетью, так что электронная почта может загружаться в фоновомрежиме. Поскольку необходимость в возобновлении соединения отпадает, исчезаютзадержки на время установления соединения. Звонить и отвечать на вызовы можноодновременно с передачей данных. Беспроводной доступ к электронной почтепозволяет принимать и отправлять сообщения «мгновенно» — практически где угоднои когда угодно. Интернет и GPRS объединяет не только пакетная передача данных.При начале GPRS сессии каждому GPRS-терминалу так же, как и в Интернете,присваивается свой уникальный адрес, протокол GPRS прозрачен для TCP/IP,поэтому интеграция GPRS сети с Интернетом происходит незаметно для конечногопользователя. Для передачи данных, помимо высокоэффективных алгоритмовкодирования, используется довольно интересная технология: терминалуавтоматически выделяются неиспользуемые в данный момент времени таймслоты, чтопозволяет оптимизировать загрузку сети. Такая схема влечет за собой «плавающие»скорости передачи данных у конкретной базовой станции в зависимости отколичества активных абонентов.
4. Протокол Wi-Fi.
Семейство беспроводныхстандартов IEEE 802.11a/b/g, обычно именуемых кратким ёмким термином Wi-Fi,обеспечивает обмен данными со скоростью до 54 Мбит/сек. По производительностиWi-Fi занимает серединку между Wireless USB и Bluetooth, по дальнобойности — самый продвинутый. Именно поэтому Wi-Fi используется не столько для подключенияпериферии, что, впрочем, тоже практикуется, но и для подключения к локальнымпубличным и корпоративным беспроводным точкам доступа в Сети.
На деле нетничего удобнее, чем подключение через Wi-Fi к Интернету. Включил карманный ПК,идентифицировал себя в точке доступа (именуемой также «хотспот», от английскогоhotspot). В самом скором времени семейство протоколов Wi-Fi пополнится новымвариантом — 802.11n, пропускная способность которого вырастет до 100 Мбит /сек,а сам стандарт будет поддерживаться не только карманной и стационарнойтехникой, но также различными устройствами бытовой электроники вплоть допылесосов.
Разумеется,наряду с производительностью, стандарт 802.11n также предусматривает появлениеновых, более экономичных компонентов, повышающих продолжительность автономнойработы даже при интенсивном использовании Wi-Fi. Предполагается, что ужеимеющаяся инфраструктура точек общественного доступа в ближайшие годы будетобновлена до поддержки стандарта 802.11n, что обеспечит более качественный ибыстрый доступ в Интернет наряду с увеличением количества абонентов, имеющихвозможность одновременного подключения к такой точке доступа без риска оставитьдругих без трафика.
Этот стандартбеспроводной связи носит официальное название IEEE 802.16 (напомним, что Wi-Fiотносится к стандарту 802.11) и изначально был задуман для организации работыбеспроводных сетей, покрывающих большие городские территории, поэтому часто егоназывают стандартом для Wireless MAN (Metropolitan Area Network — сеть длягородских регионов). Тогда он рассматривался исключительно в качествеальтернативы решений «последней мили», основанных на фиксированных линиях.Преимущества сетей стандарта 802.16 очевидны – их проще разворачивать, поструктуре они очень похожи на традиционные сети мобильной связи: здесь такжеприсутствуют базовые станции. Но при этом их не обязательно устанавливать навышках – вполне подходят и крыши домов, водонапорные башни или элеваторы.
IEEE 802.16входит в линейку глобальных беспроводных стандартов. В нее также включеныстандарты для персональных (IEEE 802.15 или Bluetooth), локальных (802.11, егоразвитием занимается индустриальный альянс Wi-Fi Alliance) сетей. Затем идетIEEE 802.16, а замыкает пирамиду стандарт 802.20, предназначенный для сетейглобального уровня – сейчас он находится в начальной стадии разработки.
Технология Wi-Fi предназначена для передачи данных иобеспечения доступа в интернет на небольших – от 100 до 500 метров –расстояниях. Для того чтобы воспользоваться этой услугой, у пользователя долженбыть соответствующим образом оснащенный мобильный компьютер — для этого надоприобрести специальную антенну (сейчас ее стоимость колеблется от $30 до $150),которая через стандартные интерфейсы PCMCIA, Flash, USB подсоединяется кмобильному компьютеру – ноутбуку или карманному ПК. Однако сейчас все большуюпопулярность обретают ноутбуки со встроенной технологией Centrino, в которойуже встроен Wi-Fi-приемник.
Для передачиданных Wi-Fi использует частоту 2,4 ГГц. Не секрет, что многие компанииэкспериментировали с этим протоколом, пытаясь увеличить скорость передачиданных в Wi-Fi сетях, однако в качестве стандартов на сегодняшний день принятылишь 802.11a, 802.11b и 802.11g со скоростями 54 Мбит/ с, 11 Мбит/с и 54Мбит/с соответственно. Разработчики нового перспективного стандарта 802.11nобещают повышение скорости до 320 Мбит/с; это произойдет не ранее 2006 года.Сначала технология Wi-Fi применялась для создания локальных сетей в пределахофиса или дома, а затем появился такой термин как публичные точки доступа, тоесть общественные места, в которых установлено соответствующеерадиооборудование, и где любой пользователь ноутбука может воспользоватьсяWi-Fi. Обычно хот-споты организуются в местах массового скопления людей — кафе,рестораны, аэропорты вокзалы, гостиницы и т.д.
Стандарт Wi-Fiбыл разработан в конце 90-х годов и окончательно одобрен лишь в начале 99-го.Первые устройства для передачи данных на основе Wi-Fi появились в 2000 году ине вызвали особого ажиотажа. Wi-Fi был далеко не первой беспроводнойтехнологией. Впервые беспроводные сетевые устройства появились еще в 90-м годуи, хотя на тот момент они не получили популярности, сети на их основе былираспространены повсеместно. Первыми пользователями новшества стали, как обычно,компании известной Силиконовой долины и других технологических центров США.Wi-Fi произвел настоящий переворот — спрос рос невиданными ранее темпами,продажи увеличиваются чуть ли не в геометрической прогрессии. Он пришел насмену громоздким и неудобным базовым станциям, которые, помимо своей высокойстоимости, в отдельных случаях доходившей до тысяч долларов, требовалидостаточно высокой квалификации пользователя. Wi-Fi избавил ноутбук от всехпроводов, сделав его по настоящему мобильным.
На началопрошлого года в мире было 71,5 тыс. хот-спотов, из них 46% сетей Wi-Fiнаходится в Северной Америке, 34% — в Западной Европе, 19% в Азиатско-Тихоокеанском регионе и всего 1% в остальном мире. По оценкам исследовательскойфирмы Pyramid Research, в 2002 году в мире было 435 тыс. пользователей Wi-Fi, в2003 году — 662 тыс., в этом году их количество приблизилось к миллиону. Самыебыстрые темпы роста зафиксированы в Центральной и Восточной Европе — если в2002 году там насчитывалось 62 тыс. пользователей Wi-Fi, то в 2004 году — 257тыс. В США, где технология Wi-Fi была разработана и впервые начала использоватьсяв 2002 году было 274 тыс. пользователей, а в 2004 году их число вырастет до 400тыс.
Если говорить оРоссии, то у нас первые точки проявились в прошлом году, причем в Петербурге,но развитие не было столь гладким в силу разных причин в первую очередь — из-замалого проникновения мобильных компьютеров в страну. Сейчас в стране поразличным оценкам создано от 100 до 200 хот-спотов, и они сосредоточены вкрупных городах Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске и т.д. По оценкекомпании IDC, в 2004 году будет продано 64 млн Wi-Fi устройств по сравнению с24 млн. в 2002 году.
Однако, как и улюбой технологии, у Wi-Fi есть свои недостатки. В основном они связаны сбезопасностью. Поскольку данные передаются посредством радиосигнала, то любойчеловек, находящийся в зоне действия передатчика, может перехватить пакетыданных. Также злоумышленник может получить доступ ко всей корпоративной сетиили к бесплатному широкополосному каналу в интернет. Но, как и в случае сдругими компьютерными сетями, пользователь может обезопасить себя, если будетследовать установленным правилам.
5. Заключение
Доступ в Интернет через мобильный телефон по технологии GPRS составляет конкуренцию скорее сотовойтехнологии — CDMA-450, нежели Wi-Fi, который позиционируется как высокоскоростнойширокополосный доступ в Интернет. Т.е. если при помощи GPRS удобно проверятьпочту и читать новости, то Wi-Fi позволяет закачивать большие объемы данных.Конечно, сотовые операторы будут увеличивать пропускные способности своихсетей, в частности, уже в ближайшее время можно ожидать запуск технологии EDGE,которая позволяет передавать данные со скорость более 300 кбит/с, не за горамии услуги третьего поколения — а это уже более 2 Мбит/c. Однако, эти скоростиниже, чем у Wi-Fi. Кроме того, сейчас готов следующий шаг развития Wi-Fi —WiMAX, который позволяет передавать большие объем данных на более дальнихрасстояниях.
Стандартнаяскорость передачи данных в сетях GSM составляет всего 9600 бит/с, но благодаряметоду, известному, как HSGSP, связанному с выделением дополнительныхтайм-слотов для осуществления одного «разговора» удается ее повышать.Сравнительная характеристика:
«МобильныйInternet», равно как и «мобильный офис» (офис в кармане, на ладони) — пустойзвук до тех самых пор, пока он не будет обеспечен высокоскоростной, надежной идешевой беспроводной связью...