Секреты связи 3: В интернет через GSM

Введение

Эпиграф эпиграфу рознь… Смеяться или плакать, но жизнь наша находит все большее отображение в Глобальной Виртуальной Сети. Сколько задач может решить интернет, скажут оптимисты. Пессимисты, в свою очередь заявят, что всемирная сеть только увеличивает количество проблем, зачастую задавая вопросы и заставляя искать на них ответы. Можно бесконечно спорить, приводить тонны аргументов и перекладывать пачки словесной руды. Истина никогда не рождалась в споре. Разговоры порождены безграмотностью и бессилием. Поэтому только реалисты знают, что интернет - это надежный спутник наших дней, который зеленее американского доллара и мощнее тихоокеанского цунами. Силу интернет трудно измерить, так как его природа Хаос. Если человечество создаст эффективные и действенные рычаги воздействия на него, можно будет говорить о новом витке развития цивилизации.

Путешествие в Глобальную Виртуальную Сеть - дело не хитрое. Для этого существует множество путей. Сегодня мы ставим своей задачей описание еще одного. Назвать его модным сложно. Мода подразумевает шик и эксклюзивность. Поход в интернет через сотовый телефон - дело доступное многим. Оказывается, тут есть свои нюансы. Продолжаем руководствоваться правилом: "Знаком - значит вооружен". Давайте вместе разберемся с тем, как передаются данные через сотовый телефон, как сотовый телефон подключить к компьютеру и как настроить эту связку для правильной работы. Итак, предлагаю вновь отправиться в совместное изучение азов сотовой жизни.

Как это было

Первым оператором на российском рынке, который начал предлагать мобильный интернет через сотовые сети стал DELTA TELECOM . В первый день весны 2005 года эта NMT сеть приказала всем долго жить. Еще в 1998 году оператор предлагал своим абонентам насладиться мобильным интернетом на скорости 7,2 Кбит/c. Трудно передать словами всю прелесть такой передачи данных… Ну разве ее смогут оценит пионеры коммуникаций, которые лазили по BBS на модемах "2400 без коррекции ошибок". Даже проверка почты требовала ощутимого времени. Тарифицировалось мобильное счастье за каждую минуту нахождения в сети. Одним словом, кто там был, тот не забудет, а тем кто не был - не понять.

GSM сети на самой своей заре были готовы дать пользователю интернет и сделали это. Скорость постепенно нарастала. Технические аспекты мы рассмотрим ниже. Сейчас скажем только то, что GSM позволил разделить понятие времени и денег. Поясню, что пользователь стал платить за объем прокаченных данных, а не за показатель таймера вашего нахождения в сети. Мы считаем это правильным подходом. Услуга тарифицируется именно за то, что она и предоставляет. Кстати, такое тарифицирование стало возможно не сразу, ниже мы разъясним, почему так произошло. Итак, настало время открыть некоторые технические аспекты GSM сетей, которые являются ключом к пониманию много: почему тарификация осуществляется по трафику, а не по времени; какие скорости теоретически доступны на скачивании; как развиваются GSM сети и так далее.

Передача данных

Разработчики сотовой связи еще на самой ее заре предвидели ситуацию, что их детище будет использовано для передачи данных. Не секрет, что большинство современных цифровых и аналоговых стандартов имеют корни в военных лабораториях. Львиная часть разработок велась при отличном финансировании ведущими мировыми специалистами. Дальновидность военных умов иногда обретала удивительные формы.

В далеких 80-х годах прошлого века зарождалась GSM связь. В то время только бабки-гадалки могли предвидеть тесную интеграцию сотовых сетей и Всемирной Паутины. Прошли десятилетия. Интернет стал движущей силой мирового бизнеса. Сотовые операторы в новой действительности просто обязаны были предоставлять конкурентоспособную связь с доступом в сеть, электронной почтой и факсимильным сообщением. Путей для выхода в сеть множество. Выбор дороги за каждым пользователем: выход через связку компьютер плюс сотовый телефон, через специальные интерфейсные платы для мобильных устройств, посредством встроенного обеспечения в сам мобильник и так далее.

Особенности GSM связи таковы, что сеть может передавать данные на скорости 9,6 Кбит/c без каких либо дополнительных "наворотов" для оборудования. Точный математический расчет говорит о том, что максимальная скорость канала составляет 33,8 Кбит/c. Повторюсь, эта цифра получается лишь формальной. Возникает разумный вопрос: почему же данные передавались на скорости только 9,6 Кбит/c? Служебная информация, криптозащита и алгоритмы исключения ошибок - все эти факторы снижают скорость до 13 Кбит/c. Кроме этого, данные проводятся через речевой кодек. В результате пользователь и получает при передаче эти злосчастные 9,6 Кбит/c. Все, кто входил в сеть на такой скорости, знают, что связи хватает на проверку почты и аську. Работа с объемами данных свыше 500 Кб сопряжена с дикой потерей времени. Помогают всевозможные ухищрения. Например, чтение только заголовков электронных посланий и их выборочная закачка.

Разумеется долго мириться с таким положением вещей никто не собирался. Рынок - штука суровая. Если ты не сможешь предоставить требуемые услуги, то это за тебя сделают другие. Разговоры о сетях третьего поколения и постоянные японские пресс-релизы о взятии очередного скоростного Эвереста сильно действуют на нервы поставщикам GSM связи. На свет рождается законный уродец - технология HSCSD (High Speed Circuit Switched Data, высокоскоростная передача по коммутируемым каналам). Все прекрасно понимали, что прочить ему долгую и счастливую жизнь не стоит. Технология просто светилась своими дырками и компромиссностью. Мол вот вам - пользуйтесь, мы не стоим на месте. Хотя во многом спасибо и за это. Автор данного материала долго использовал HSCSD, по сравнению с "первой скоростью GSM в 9,6 Кбит/с", "вторая скорость" принесла новую жизнь. В чем же суть технологии High Speed Circuit Switched Data? Предлагалось объединить несколько канальных интервалов. Решение о количестве таких интервалов принималось оператором в зависимости от загрузки сети на момент соединения. Таким образом, пользователи густо населенных областей рисковали сваливаться в медленные 9,6 Кбит/с, что зачастую и наблюдалось. Теоретический предел скорости передачи данных составлял до 57,6 Кбит/с. Увеличить скорость до 76,8 Кбит/с (9,6х8) не представлялось возможным, так как сетевой канал между коммутатором и базовой станцией составлял 64 Кбит/с. Для включения технологии HSCSD требовалось приобрести сотовый аппарат с её поддержкой со стороны пользователя и программной поддержкой протокола (аппаратная часть не трогалась) со стороны оператора. HSCSD требует установить непрерывное соединение для обмена данными между вызывающей и вызываемой сторонами. Протокол напоминает обыкновенную голосовую связь и тарифицируется на поминутной основе. Оператор теряет голосовые каналы, а пользователь не получает возможности платить только за переданные данные. Одним словом, HSCSD стала своего рода заплаткой на старых штанах перед покупкой обновки. Сотовых телефонов с поддержкой этой технологии было выпущено не очень много. Для ряда моделей существовали незаурядные проблемы с настройкой драйверов. Удивительно, но сейчас продолжается выпуск сотовых аппаратов с поддержкой HSCSD. Не понятно, зачем это делается. То ли аппаратная часть стоит копейки и ее установка не стоит производителям мобильников дополнительных средств, то ли дополнительная строчка в спецификациях считается удачным маркетинговым ходом. Не секрет, что установка GPRS в сетях сотовых операторов становилась отказом от услуги HSCSD.

Приход GPRS (General Packet Radio Service) замаячил еще в 2000 году. Выход на рынок технологии на наш взгляд затянулся. Реальная потребность и возможность установки в нашей стране никак не коррелировали между собой. Наверно российские операторы GSM-сетей долго рассчитывали потенциальную прибыль и смотрели на европейских старших братьев. Новая технология пакетной передачи данных победила. Ее приход на рынок был благосклонно принят абонентами. Вместо передачи непрерывного потока данных через постоянное соединение, при пакетной коммутации сеть используется только в случае наличия данных для передачи. Такой подход используется в сетях третьего поколения. Он созвучен самой идее Интернета, где данные возникают в импульсном режиме. Для GPRS максимально возможная скорость передачи данных составляет 171,2 Кбит/с (теоретически возможная скорость составляет 270,4 Кбит/с=33,8х8). Стоит отметить, что мобильный аппарат может одновременно устанавливать голосовое соединение и обмениваться данными. Однако оборудование некоторых российских операторов исключает этот факт. Кроме того, серые прошивки мобильных аппаратов зачастую вешают телефон в том случае, если пользователь передает данные и ему поступает голосовой вызов. Такие издержки GPRS, к сожалению, добавляют ложку дегтя в бочку меда. Однако тарификация данных по их количеству, а не по времени нахождения в сети, существенный плюс. Вы можете часами висеть в Аське и плата будет ничтожна. Подобные сетевые изощрения с HSCSD были способны разорить вас. Для запуска GPRS в сети оператора, инженеры должны дополнить существующее железо оборудованием пакетной передачи данных. Процесс этот сравнительно не сложный и не дорогой.

Лучшее - это враг хорошего. Таким образом, GPRS, который имеет минимум изъянов, уступает место более интересному в качестве скорости EDGE (Enhanced Data for Global Evolution). Базисом этой технологии стала идея изменения метода модуляции несущей и адаптивная схема кодирования. Для тех, кто не любит технических тонкостей, просто сообщим, что скорость поднялась до 384 Кбит/с. В EDGE реализованы два режима работы: первый - с коммутацией пакетов (EGPRS или Enhanced GPRS), второй - с коммутацией каналов (ECSD, Enhanced Circuit Switched Data), подобно технологии HSCSD. В режиме пакетной передачи данных может изменяться скорость работы в зависимости от состояния эфира. Иными словами, если количество ошибок возрастает, то следующий пакет отсылается на меньшей скорости. Итак, EDGE рисуется как логическое продолжение GPRS. С этим можно спорить, тут есть маленькие несостыковки, но принципиально все верно.

Российские сотовые операторы взяли курс на EDGE. Коммерческие пуски сетей уже громогласно отзвучали. Необходимое оборудование установили в крупных городах. Провинция получит EDGE еще не скоро. Суммы на модернизацию аппаратной и программной части исчисляются миллионами. Поэтому дальние уголки нашей родины получат технологию не скоро. Суровые законы рынка подсказывают оператору, что EDGE не способен принести прибыль за считанные месяцы. Российские традиции бизнеса не приветствуют это. С другой стороны, EDGE является не основным, а вспомогательным продуктом на сегодняшний день. Привлеченные на него абоненты - обычно люди бизнеса. Они тратят достаточно денег на суммарный месячный платеж. Это без сомнения хороший довод в пользу новой технологии, которая медленно, но уверенно шагает по стране. Скорость 384 Кбит/с позволяет EDGE-сетям конкурировать с сетями третьего поколения. На развертывания последних уходят существенно большие деньги, чем на модернизацию существующих GSM. Однако такое положение вещей временное. На ближайшие несколько лет мы делаем ставку на EDGE, но потом требования пользователей интернет услуг возрастут и операторы будут искать совсем другие пути решения этой проблемы.

От теории к практике

Самый популярный способ выхода пользователей в сеть на сегодняшний день обеспечивают сотовый телефон и компьютер. Давайте вместе рассмотрим, "что для этого надо" и "как это сделать". Сразу оговоримся, что путь описанный нами не единственный. Существует множество путей для выхода в сеть. Однако ресурсы и цели у всех людей разные. Поэтому мы будем говорить о самом популярном способе. Разумеется, за вами остается правило проводить ассоциации и пользоваться всем сказанным ниже для своих собственных экспериментов на свой страх и риск.

Итак, для выхода в сеть нам понадобится сотовый телефон, имеющий опцию GPRS связь (при всем нашем уважении к EDGE, мы не можем считать его основным в силу малой распространенности). Настольный или портативный компьютер послужит отправной точкой для путешествия по Всемирной Паутине. Вопросом первостепенной важности становится соединения PC и трубки. Оказывается, подключение мобильника к компьютеру - процесс не совсем тривиальный. Прежде всего, внимательно просмотрите описание вашего сотового телефона на предмет коммуникационных особенностей. Современные аппараты могут иметь альтернативные возможности. Самыми популярными способами подключения трубки к компьютеру можно заслужено считать (в скобках мы указали преимущества и недостатки каждого способа):

• Bluetooth (Плюсы: радиус действия до 10 метров, не требует прямой видимости, простота подключения, технологичность. Минусы: сравнительно низкая безопасность соединения);
• IR-порт (Плюсы: низкая стоимость адаптера, простота настройки. Минусы: два устройства должны находиться рядом в зоне прямой видимости, нет возможности принимать входящие звонки без гарнитуры или йоговской школы, возможны помехи со стороны других источников ИК-лучей);
• Кабель (Плюсы: низкая стоимость (часто кабель поступает в комплекте), простота настройки, независимость в положении трубки относительно компьютера {приемника ик-лучей}. Минусы: редко встречающиеся проблемы с программным обеспечением для кабеля).

Выбор способа подключения зависит от толщины вашего кошелька, коммуникационных возможностей вашего компьютера и мобильного телефона и творческого подхода. Никаких существенных противопоказаний для всех выше означенных способов нет. Будьте внимательны при использовании кабеля. В большинстве случаев для "провода" надо установить соответственные драйвера (когда в него встроен мост COM-USB). То же касается и ИК-приемника. Выбор ИК-приемника произволен. Зачастую они отличаются только излучающим элементом. Радиус действия не выше 2 метров. Покупка кабеля иногда может занять больше времени, так как предпочтения всегда отдается "родному" железу. То же можно сказать и о Bluetooth модуле. Используйте ваше законное право на money-back. Это спасет вас от пустых трат.

Установите все необходимые драйвера для сотового телефона. Они обычно поставляются на компакт диске. Если вы их утратили или не получили, то не пугайтесь, вы найдете их на сайте производителя мобильного телефона. Используйте драйвера с установками для GPRS. Если ваш телефон сравнительно свежий (новинка), то вас может ждать неприятный сюрприз. Драйвера выйдут немного позже. Попробуйте использовать ПО от смежных моделей того же производителя.

Осталось сделать самое главное. Подключить и установить GPRS соединение. Для начала придется обратиться к поставщику услуг - вашему сотовому оператору. Убедитесь, что GPRS услуга включена. Если нет, то попросите сделать это. Запомните, что после включения услуги GPRS аппарат должен быть перегружен. Выключите и включите его через несколько минут после разговора с сотовым оператором. На этом ваши злоключения не заканчиваются. На сайте вашего сотового оператора или по телефону, или в офисе обслуживания абонентов получите параметры для настройки системы. Приведу небольшую выдержку с сайта MTS она точно обрисовывает картину подключения (некоторые технические аспекты мы поясним ниже): "В компьютере создайте новое удаленное соединение и укажите модем (название телефона, подключенного к ПК), который будет использоваться при работе через это удаленное соединение и введите следующий номер:

• *99***1# - для аппаратов Siemens, Alcatel;
• *99**1*1# - для аппаратов Nec;
• *99# - для остальных моделей телефонов.

Далее следует отредактировать созданное удаленное соединение: на вкладке "Общие" отключите "Использовать код страны". В окне удаленного соединения в свойствах модема (кнопка "Настройка" в поле "Подключение") на вкладке "Подключение" нажмите кнопку "Дополнительно" и наберите в строке инициализации: AT+CGDCONT=1,"IP","internet.mts.ru". Сохраните введенные настройки модема.

• В свойствах удаленного соединения на вкладке "Тип сервера" установите:
• ТИП сервера удаленного доступа PPP: Интернет, Windows NT server, Windows98;
• Уберите все "галки", за исключением TCP/IP в области "Допустимые сетевые протоколы";
• Нажмите кнопку "Настройка TCP/IP" и в появившемся окне установите следующие параметры:
• Адрес IP назначается сервером;
• Адреса назначаются сервером;
• Включите "Использовать стандартный шлюз для удаленной сети";
• Отключите "Использовать сжатие заголовков IP";
• Сохраните введенные настройки и параметры связи.

В некоторых моделях телефонов (например, Nokia 6100) требуется произвести несложные настройки для обеспечения доступа к сети Internet с помощью GPRS. В свойствах модема (обычно пункт называется "Настройка модема GPRS") укажите точку доступа: internet.mts.ru"

Что значит AT+CGDCONT=1, "internet.mts.ru".? Это часть строки инициализации исключительно для GPRS-модемов. Согласно стандарту GSM 07.07, строка AT-команды управления имеет общий вид:

AT+CGDCONT=[cid[,PDP_type[,APN[,PDP_addr[,d_comp[,h_comp[,pd1[,…[,pdN]]]]]]]]]

• cid - идентификатор контекста (Context ID). Он принимает значение целого положительного числа. Значение может быть получено опросом терминала с помощью АТ-команды: AT+CGDCONT=?
• PDP_type - Packet Data Protocol type - тип протокола. Сейчас доступен только один протокол - "IP", т.е. Internet Protocol.
• APN - Access Point Name - название точки доступа. Предоставляется каждым конкретным оператором. Точка доступа служит входом в сетевое пространство. Она помогает оператору разделить пользователей, которые идут к WAP-ресурсам или WWW-ресурсам, и так далее. Именно ваш звонок к оператору перед оказанием вам услуг GPRS связи становится сигналом к внесению вас в специальный реестр допущенных лиц. Точка доступа после этого будет вас пропускать в сеть, в противном случае вы получите сообщение, что услуга для вас не включена.
• PDP_addr - явно указанный IP-адрес в формате "123.134.123.133". Сейчас операторы не предоставляют статический IP-адрес. Поэтому параметр опускается или указывается значение "0.0.0.0". Пользователю присваивается динамической IP-адрес.
• d_comp - сжатие передаваемых данных. PDP: 0 - выключено (по умолчанию), 1 - включено. Операторы не рекомендуют сжимать данные.
• h_comp - сжатие заголовка PDP: 0 - выключено (по умолчанию), 1 - включено. Операторы не рекомендуют сжимать заголовки.
• pd1 …pdN - от нуля до N. В настоящее время не задействовано.

Теперь нам стало понятно, что и как надо указывать при подключении к сети через GPRS модем. Осталось установить соединение и начать брожение по Интернет.

Вместо заключения

Сотовый телефон дал абонентам не только свободу в выборе места для общения. Мобильник стал ключом для входа во Всемирную Паутину. Долгие годы интернет начинался на конце телефонного провода. Ни о какой мобильности говорить не приходилась. Сегодня ситуация изменилась качественным образом. Помимо того, что мы имеем разумную (и в финансовом плане) альтернативу "dial-up", пользователь получил настоящие крылья. Вы можете выехать на лесное озеро и с помощью ноутбука на отдыхе проверить свою электронную почту. Удобно. Вот только бы тарифы стали поменьше и скорость побольше… Будут. Тенденция, говорят, в народе. Удачи и до новых встреч!

В наших следующих секретах мы расскажем о еще одном практическом применении мобильного интернета.