Выбираем сотовый модем

Автор: Егор Емельянов

Опубликовано 21 октября 2010 года

В самом начале развития сотовой и другой широкополосной связи стало ясно, что помимо голоса потребуется и передача данных по тем же каналам, что и голос. Требование это появилось неспроста: примерно в это же время стремительными темпами развивался интернет, который продолжает развиваться и по сей день. Что ж, с удобством мгновенного доступа в сеть, где бы вы ни находились, поспорить трудно. Для этого существует масса решений, например, спутниковый доступ или радиорелейные линии. Однако именно сотовая связь, благодаря своей гибкости и распространенности является отличным подспорьем для выхода в интернет, для чего годится и сотовый телефон, и специальный модем. Но так ли все просто? Ведь каждый день на слуху то 3.5G, то 4G... как не ошибиться в выборе сотового модема и обеспечить себе нужную скорость мобильного доступа в сеть расскажет наша статья.

Сотовая связь, какой бы простой она ни была для рядового потребителя, является производным сотен различных технологий, а потому её строение и принцип действия достаточно сложны, да и видов сотовых сетей можно насчитать не один. Принцип действия сотовой связи основан на всем известных радиоволнах, однако если обычное радио для передачи использует разные частоты, что ограничивает круг возможных абонентов, то сотовая связь использует цифровые протоколы. Это значит, что по радио передается закодированная цифровая информация, разложенная на так называемые пакеты - группы цифровых данных.

Каждый пакет имеет свой адрес и передается точно по назначению. Именно цифровая связь дала возможность подключать миллионы абонентов на одной частоте, чем аналоговая связь похвастаться не могла. А сотовой связь называется по одной простой причине. Дело в том, что дальность связи мобильного аппарата с аккумулятором и небольшой антенной не может превышать несколько километров, а то и сотен метров, поэтому для эффективного взаимодействия аппарата с сетью необходимо иметь в его радиусе действия несколько станций приема и передачи сигнала. Идеальным расположением радиостанций в этом случае явилось шахматное, причем каждая такая станция уже на заре сотовых сетей называлась "сота" - отсюда и пошло название.

Соты связаны между собой по скоростным радиорелейным линиям, поскольку каждая станция-сота обслуживает множество абонентских терминалов - трубок.

Самым распространенным стандартом сотовой связи является GSM, кроме него также используются стандарты CDMA, UMTS, а также новейший WiMAX. Здесь следует сделать небольшое отступление и сказать, что сотовые сети подразделяются на поколения, которые обычно обозначаются числом со следующей за ним буквой G (от слова "Generation" - "Поколение"). Так, самый распространенный стандарт GSM относится к сетям второго поколения 2G, а, например, UMTS - к сетям третьего поколения (3G).

Эволюция сетей по поколениям говорит нам об увеличивающейся пропускной способности этих сетей, а значит - о возрастающей возможной скорости передачи данных через них. Вообще, беспроводная связь очень сложна в реализации, ведь на передачу данных в любой беспроводной сети влияют очень многие факторы внешней cреды, начиная от погоды и заканчивая препятствиями и рельефом местности. Исходя из этого, операторам сотовой связи требуется приложить немало усилий, чтобы на карте покрытия сети было как можно меньше зон с неустойчивым или отсутствующим сигналом. В этом операторам тоже помогает эволюция сетей, ведь благодаря новым технологиям улучшается зона покрытия каждой антенны сотовой сети.

GSM (Group Special Mobile) - стандарт второго поколения сотовых сетей. Подразделяется на четыре диапазона: GSM850, GSM900, GSM1800 и GSM1900. Отличие диапазонов заключается в несущей радиочастоте, значение которой выражено в названии (в мегагерцах). Изначально стандарт GSM разрабатывался для передачи голоса, однако в его возможности входит и передача данных. Надстройка, позволяющая передавать информацию по каналам GSM, называется GPRS - аббревиатура от General Packet Radio Service, то есть сервис передачи пакетных данных по радио.

Это не случайно, как уже говорилось, данные в цифровых сетях передаются при помощи пакетов, каждый из которых имеет определенный адрес. В результате, внутри стандарта GSM стало возможным передавать как голосовые данные, так и другие данные - ведь информацию можно ввести в цифровую форму и, закодировав, разбить по пакетам и передать адресату. GPRS - это тот сервис, надстройка внутри стандарта GSM, которая позволяет работать с компьютерными данными, не закодированными по стандарту GSM, как голос или короткие сообщения (SMS).

Вообще, до появления надстройки GPRS, данные по GSM можно было передавать при помощи повременного доступа (CSD - Circuit Switched Data), аналогичного модемному подключению Dial-up. Скорость по каналу CSD достигала 19.2 кбит/с, что очень мало для современных сетей. GPRS работает по другому принципу, при котором данные собираются в пакеты и передаются по свободным в данный момент голосовым каналам GSM, называемым тайм-слотами. Чем больше тайм-слотов будет задействовано, тем более высокую скорость можно получить. Однако существующие ограничения по тайм-слотам для одного канала ограничивают максимальную пропускную способность GPRS на уровне 171.4 кбит/с, но даже эта скорость на практике недостижима.

EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) - это надстройка уже над системой GPRS, которая позволяет добиться еще более высоких скоростей без существенной модернизации систем передачи данных оператора сотовой связи. Впрочем, модем или телефон должен обладать поддержкой EDGE на аппаратном уровне. EDGE подняла планку максимальной скорости до 474 кбит/с, однако на практике данная скорость недоступна. Типичное значение для российских сетей - около 128 кбит/с. Кстати, немногие знают, что максимальная скорость 474 кбит/с достаточна для передачи видеопотока низкого качества, что в идеальных условиях приближает EDGE к третьему поколению сотовой связи, на деле же, это уровень 2.5G, то есть улучшенное второе поколение.

CDMA (Code Division Multiple Access) - этот стандарт развивался параллельно с GSM. Отличия между двумя стандартами чисто технические: если GSM при передаче пакетов использует временное разделение каналов, то CDMA использует кодовое разделение. Не вникая в суть, можно отметить, что качество и производительность связи CDMA оказываются выше таковых у GSM. Однако оборудование для сетей CDMA со стороны оператора и абонента достаточно дорогостоящее, потому связь данного стандарта не получила широкого распространения. Тем не менее, в России в некоторых регионах представлены операторы, работающие с CDMA, да и в США очень большое распространение получил данный вид сотовой связи. Так же, как и в стандарте GSM, для передачи цифровых данных предусмотрены надстройки. В настоящее время это EV-DO Rev.B (EVolution Data Only Revision B) с максимальной теоретической пропускной способностью до 73.5 Мбит/с. При этом используется объединение свободных каналов, иначе такой высокой скорости просто невозможно достичь. Таким образом, CDMA-сети являются сетями третьего поколения (3G), поскольку позволяют передавать качественный видеосигнал на большие расстояния, что делает видеозвонки не такой уж и роскошью. В реальности же такие скорости недостижимы - достижимые скорости находятся на уровне 2-3 Мбит/с, и даже это - очень хороший результат.

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) - дальнейшее развитие технологии CDMA, относящееся к поколению 3G. UMTS - голосовой стандарт, предусматривающий над собой надстройки HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access), ускоряющей передачу данных от базовой станции (соты) к абонентскому устройству, которое должно обладать поддержкой UMTS. Таким устройством может быть мобильный телефон или 3G-модем. Максимальная скорость загрузки данных на устройство абонента (скачивание) в сетях HSDPA может достигать 14.4 Мбит/с, причем половина данной скорости вполне достижима в современных сетях, если они не очень загружены. В помощь HSDPA предусмотрена надстройка HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access), которая обеспечивает ускорение передачи данных от абонентского терминала к базовой станции - то есть в обратную сторону. Так как сети CDMA вообще и UMTS в частности (к слову, UMTS еще известен как W-CDMA) могут передавать данные только асинхронно (скачивание быстрее, чем в обратном направлении), то скорость отправки данных HSUPA составляет величину до 5.7 Мбит/с, чего вполне достаточно и для комфортного серфинга, и для видеозвонков.

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) - не совсем сотовая технология, однако позиционируется как связь четвертого поколения, тем более, что топология базовых станций (сот) здесь тоже присутствует, но вот основная задача WiMAX - передавать данные на высоких скоростях, в том числе во время движения абонента. Эту задачу WiMAX успешно решает, передавая данные на скоростях до 75 Мбит/с. Мобильный WiMAX, известный под наименованием IEEE 802.16e, предназначен для работы в движении, потому максимально достижимая в данном случае пропускная способность может достигать 30 Мбит/с на скорости движения подключенного абонента до 120 км/ч.

Итак, мы рассмотрели стандарты сотовой связи, а теперь давайте рассмотрим способы проникновения в интернет через сотовые сети. Первым стоит отметить встроенные в сотовые телефоны модемы, которые широко используются. В зависимости от поддерживаемых телефоном стандартов связи, в нем может быть установлен и соответствующий модем. Например, телефон или смартфон, поддерживающий 3G в лице UMTS, наверняка обладает поддержкой HSDPA и, конечно же, не может не поддерживать GPRS/EDGE. Подключается такой аппарат к компьютеру при помощи кабеля, либо посредством еще одного беспроводного интерфейса - Bluetooth. В результате у вас на компьютере появится модем, либо новое сетевое подключение, при помощи которого и осуществляется доступ в интернет.

Сотовый телефон - это все же универсальное устройство, сочетающее в себе функции телефона и модема, однако существуют периферийные устройства более узкой специализации - сотовые модемы. Различия модемов между собой заключаются в их интерфейсах для подключения к компьютеру, а также поддерживаемых стандартах передачи данных, которые были описаны в предыдущем разделе. Получить модем в России можно двумя способами: приобретя модем в розницу или подключившись по специальному тарифному плану к одному из сотовых телефонных операторов.

Модемы подключаются к компьютерам или ноутбукам при помощи современных интерфейсов: в случае с компьютером это обычно USB 2.0, для ноутбуков возможно приобретение модема с интерфейсом PC Card или ExpressCard.

Можно приобрести модем, который поддерживает GPRS/EDGE и получить максимальную скорость доступа на уровне 33-128 кбит/с, а можно подключиться к оператору сотовой связи по специальному тарифному плану и получить 3G-модем, поддерживающий HSDPA на скорости 2-3 Мбит/с. Причем скорость может меняться от времени суток и настроек оператора (бывает и 512 кбит/с при наличии модема 3G), но ни один вариант не позволит вам достичь максимальной скорости, поддерживаемой стандартом. Кроме того, нельзя не отметить стандарт WiMAX, относящийся к 4G, который является сегодня наиболее быстрым способом выйти в сеть из любой точки города или района, где данный стандарт представлен. Самым распространенным опреатором WiMAX в России является компания "Yota", которая помимо модемов предлагает беспроводные устройства, например, Yota Egg, работающие с ноутбуком через встроенный в любой мобильный компьютер Wi-Fi.

Yota Egg, по сути, является мобильной автономной Wi-Fi-точкой доступа со встроенным WiMAX-модемом. Последнее обстоятельство позволяет очень легко и быстро подключить устройство к ноутбуку и начать работать.

Нельзя не отметить и современные ноутбуки со встроенными модулями 3G или другими модулями для доступа к сетям сотовых операторов, которых становится все больше.

3G и WiMAX-ноутбуки наиболее удобны в мобильной работе, поскольку не требуется подключать никаких модемов, не нужно устанавливать или настраивать драйвер - достаточно только установить SIM-карту в слот под батареей ноутбука и приступить к работе.

Важным моментом при использовании мобильного интернета является его стоимость. По данному критерию стандарты можно расположить следующим образом:

• GPRS/EDGE. Самая высокая стоимость трафика, зато абонентская плата при активной услуге GPRS не взимается, а оплачивается только фактический трафик. Однако многие операторы предлагают безлимитные опции с абонентской платой. Скорость передачи данных остается невысокой, чего может хватить разве что на проверку почты, да работу с интернет-пейджером.

• CDMA (EV-DO). Также дорогостоящая услуга, предоставляющая большую скорость, чем GPRS/EDGE, при этом стоимость переданной информации все же ниже, но далека от приемлемого даже для серфинга уровня. Есть безлимитные тарифы с абонентской платой.

• HSDPA (3.5G). Возможность работы как без абонентской платы (стоимость трафика как у GPRS), так и с безлимитными тарифами (особенно в комплекте с операторским модемом). Достаточно недорогой доступ в сеть со средней абонентской платой.

• WiMAX. Самый быстрый и недорогой способ мобильного доступа в интернет, однако распространение стандарта по России оставляет желать лучшего.

Мобильный доступ в интернет сегодня очень популярен: любой телефон или коммуникатор запросто позволяет выходить в Сеть и просматривать веб-странички, однако на маленьком экране делать это неудобно. Ситуацию могут существенно улучшить многочисленные нетбуки и ноутбуки, которым для доступа к функции передачи данных потребуется сотовый модем, последний может быть как внешним устройством, так и встроенным в мобильный ПК. Таким образом, если вы выбираете для себя ноутбук или нетбук и вам потребуется доступ в интернет с его помощью, то ищите аппарат со встроенным модемом нужного вам стандарта, а если у вас уже есть ноутбук, то вы можете воспользоваться для мобильного доступа в сеть как собственным мобильным телефоном, так и приобрести внешний модем с наиболее подходящим для вас интерфейсом и поддержкой требуемого стандарта передачи данных.