Push to Talk: нажми на кнопку и …говори

Дмитрий Ленков, СЕТИ и Телекоммуникации

Возможно ли превратить сотовый телефон в рацию? Кажется, новая технология Push to Talk вполне способна реализовать давнюю мечту пользователей сотовой связи.

Успешное массовое внедрение беспроводных систем сотовой связи не оставляет равнодушными пользователей профессиональной связи, чаще всего транкинговой (транковой). С другой стороны, некоторые пользователи сотовых сетей все чаще обращают внимание на возможности связи для профессионалов. Одним из сервисов, интересующих как рядовых пользователей, так и профессионалов, является возможность постоянного пребывания на связи (в режиме приема) и осуществления групповых вызовов. Эта услуга получила название "нажми и говори" (Push to Talk, PTT, P2T). Благодаря современным технологиям, и в первую очередь пакетной передаче речи, сервисы, подобные Push to Talk, становятся вполне реализуемыми как с технической, так и с экономической стороны.

Диапазон применения новой технологии достаточно широк: службы общественной безопасности, пожарные службы, транспорт, диспетчерские системы, служба такси, строительные объекты, конференции, спортивные мероприятия, выставки и т. д.

Секреты технологии

По отношению к системам сотовой связи аббревиатура PoC (Push to Talk over Cellular – "нажми, чтобы говорить в сотовой сети") означает возможность двум или более абонентам сотовой сети общаться между собой, не набирая привычные номера, а лишь удерживая нажатой одну кнопку телефона (тангенту).

Подобным образом происходит вызов в радиостанциях. При этом в большинстве случаев разговор осуществляется в режиме IP телефонии, например, через GPRS сеть, а значит, обходится абоненту дешевле обычных вызовов. Еще одна важная черта, сближащая PoC-сети с транкинговыми, – очень быстрое соединение с выбранным абонентом. По заявлению большинства разработчиков PoC систем, оно составляет в среднем 0,5–1,5 секунды.

Чтобы воспользоваться функцией PoC, абонент должен выбрать собеседника (или группу собеседников) из списка контактов и нажать на клавишу "Разговор". При этом, пока нажата тангента, можно говорить, а когда эта клавиша отпущена, появляется возможность услышать ответ собеседника. Такой режим связи давно известен как полудуплекс, когда одновременно возможна только односторонняя связь, что также сближает PoC системы с транкинговыми.

Обобщенная схема PoC сети

Как и транкинг, PoC системы часто используются прежде всего для оперативной передачикраткой, иногда предопределенной или даже кодовой информации. Зачастую это какая либо инструкция или команда, иногда – короткое "статусное" сообщение, адресуемое группе лиц. В отличие от систем профессиональной связи(в частности, транкинговых, где функция PTT реализуется либо за счет прямой связи между двумя и более радиостанциями, находящимися поблизости, либо посредством контроллера транкинговой сети и ретрансляторов), услуга PoC основана на использовании подсистемы пакетной передачи данных сотовых сетей связи: GPRS, EDGE для систем GSM, PDSN для сетей CDMA 2000 или сетей поколения 3G (например, WCDMA или CDMA 1x EV). Речь при этом передается не по выделенному коммутируемому речевому каналу, а в пакетном режиме, в виде последовательно посылаемых блоков данных.

По оценкам компании Northstream, одного из лидирующих мировых аналитических агентств в области мобильной связи, решения Push to Talk для сетей GSM с GPRS по меньшей мере в пять раз эффективнее, чем для сетей с коммутацией каналов (с точки зрения использования частотного ресурса), а дальнейшая модификация технологии GPRS EGPRS показывает 14 кратное преимущество. С экономической точки зрения реализация PoC в сетях с коммутацией каналов более чем в 6 раз дороже, чем в пакетной инфраструктуре.

Что касается возможности непосредственной связи между терминалами (например, радиостанции типа walkie talkie), обычно для аппаратов PoC эта возможность не предусматривается, то есть пока вызываемые корреспонденты находятся в зоне покрытия сотовой сети оператора, их взаимное месторасположение не имеет значения в отличие от радиостанций walkie talkie, между которыми должен существовать постоянный физический радиоканал.

Необходимо отметить, что для того чтобы пользоваться услугой PoC, не только сеть мобильного оператора, но и терминал абонента должен поддерживать эту услугу, причем сейчас стоимость таких терминалов достаточно высока, а выбор невелик. Однако сегодня практически всеведущие производители мобильных телефонов заявляют о поддержке режима PoC в ряде своих новых моделей.

По прогнозам аналитических агентств, в этом году будет продано 13 млн. PTT терминалов, а в2005 году объем продаж достигнет 20 млн.

Практическая реализация

Несмотря на усилия заинтересованных сторон (операторов сетей и производителей оборудования), на сегодня еще не разработан единый стандарт рассматриваемой технологии. Это, однако, не помешало нескольким лидирующим компаниям разработать и развернуть на сетях мобильных операторов как опытные, так и коммерческие системы PoC.

По словам производителей оборудования, оператору не придется терпеть существенные издержки при внедрении новой услуги, поскольку все необходимое оборудование в сети GSM/GPRS или CDMA уже присутствует и речь идет лишь о небольших дополнениях.

В самом общем виде система PoC работает следующим образом. Абонентский терминал, имеющий в своем программном обеспечении РоС клиент, в режиме пакетной связи взаимодействует с узлами сети, поддерживающими мультимедийные услуги (IMS). На уровне приложений подсистема IMS организует взаимодействие с РоС сервером (рис.).

Стандартизация технологии PoC производится международными организациями 3GPP (3Gpartnership program) и 3GPP2. Технология Push toTalk входит в пятую версию стандартов 3GPP (Release 5) и базируется на основе подсистемы IMS(IP Multimedia Subsystem). При этом IMS использует протокол SIP (Session Initiation Protocol)для передачи пакетной речи. Активное участие в совершенствовании и стандартизации технологии PoC принимает и организация IETF.

Motorola T300p – "защищенный" CDMA терминал c функцией PTT

Также стандартизацией PoC занимается организация OMA (Open Mobile Alliance), объединяющая основных производителей оборудования сотовой связи. В прошлом году компании Ericsson, Nokia и Siemens совместно разработали спецификацию "Фазы 1" для технологии PoC с целью ускорения развертывания PTT сервисов в сотовых сетях, стараясь использовать стандартные протоколы VoIP поверх GPRS или CDMA 1X. Эта спецификация использует возможности уже стандартизированной подсистемы IMS для организации IP соединений между мобильными терминалами.

Что касается реализации PTT проектов, то лидером в области коммерческих PTT решений в сетях CDMA Северной Америки является компания Motorola, а к концу 2004 года она планирует расширить присутствие своих продуктов в сетях GSM и CDMA по всему миру.

Так, Motorola демонстрировала свое решение PoC, в частности, во время CeBIT 2004. Это решение, основанное на программном коммутаторе, купленном у компании Winphoria, уже выбрали ведущие CDMA операторы США – Sprint и Verizon. Американская компания Qualcomm, первопроходец технологии CDMA, также предлагает свои решения PTT – Qchat и BREWchat (эта технология рассмотрена во вставке), а компания Nortel Networks, реализуя поддержку PTT в своем оборудовании совместно с Hewlett Packard и Togabi Technologies, предложила свой вариант РТТ – PacketCHAT. Не остаются в стороне и европейские компании. Так, решение Alcatel поддерживает отраслевые стандарты, включая протокол SIP, спецификацию OMA, а также возможности IMS. Следует также отметить PTT решения в сетях CDMA таких компаний, как ZTE – GoTa и Huawei – iPAT. Первое из них реализовано в России – в CDMA 450 сети SkyNET (Кузбасс) система GoTa работает в тестовом режиме. В ближайшее время планируется запуск системы в коммерческую эксплуатацию. Система iPAT уже реализована в первой коммерческой европейской сети стандарта CDMA 450 (1x EV DO)оператора Inquam (Португалия).

CX70 – один из первых телефонов Siemens, оснащенных PoC

Как уже говорилось, в подавляющем большинстве реализаций PoC используются компоненты мобильной сети с коммутацией пакетов. Однако европейский оператор Orange Personal Communications Services выбрал вариант, использующий технологию коммутации каналов в сети GSM на базе решения, разработанного компанией Kodiak Networks. В начале сентября этого года Orange запустила свой Push To Talk сервис под торговой маркой Talk Now в Великобритании. В планах компании на этот год – запуск сервисав ряде стран Европы. В списке производителей терминалов (в том числе смартфонов) – Alcatel, LG, Nokia, PalmOne и Sagem.

Услуга Talk Now включает в себя не только базовые функции PTT, но и ряд других услуг, в частности, чат. Однако то, что у этого оператора услуги организованы по принципу наложенной сети и вместо использования IP протокола задействованы обычные речевые каналы GSM, сказывается на стоимости услуг, сводя на нет одно из основных преимуществ новой технологии.

Терминалы с поддержкой PoC

Одним из первых производителей, представивших на рынке PTT терминалы, стала компания Motorola. Она презентовала свой первый PTT телефон – V60p стандарта CDMA 1X в августе 2003года, а в начале 2004-го Motorola объявила о выпуске еще трех новых моделей телефонов, поддерживающих технологию PTT.

Это четырехдиапазонный терминал MotorolaV400p стандарта GSM, ударостойкий MotorolaT300p (рис.) и "раскладушка" MotorolaV65p, работающие в стандарте CDMA. Лидером в области внедрения PoC технологии с самого начала 2004 года следует также признать компанию Motorola, чьи аппараты Motorola E398, E680, C650, V400р и ряд других, по заверению компании, уже поддерживают PoC.

Функцию PTT сегодня поддерживают и телефоны Siemens – M65 и S65. По сообщениям компании, всего в 2004 году этой функцией должны обзавестись 8 моделей Siemens. Так, недавно компания Siemens представила свой новый телефон CX70 (рис.), оснащенный функцией Рush to Talk. Кроме новой технологии, использование которой зависит от наличия ее поддержки у сотового оператора, новый телефон оснащен дисплеем высокого разрешения с отображением65 536 цветов и 3D Java машиной. Среди моделей SonyEricsson поддержку PoC обеспечивает телефон SonyEricsson Z500 (рис.).

Z500 – новинка от SonyEricsson с поддержкой PoC и EDGE

Не остается в стороне и финский концерн Nokia. Одним из первых телефонов, оснащенных PoC, стал Nokia 5140 (рис. справа)– модель, которая приходит на смену популярной Nokia5100. Для того чтобы начать сеанс связи с человеком, имеющим аналогичный аппарат, достаточно нажать специальную кнопку на корпусе этого аппарата.

Nokia 5140 – один из первых GSM телефонов,оснащенных PoC

Также на рынке уже представлены телефоны с поддержкой PoC для сетей CDMA2000 (IMT MC450). В их числе – модели портативных и автомобильных терминалов китайских компаний ZTE и Huawei.

Так, аппарат Huawei CT 800 (диапазон – 450 МГц) имеет специальную ярко желтую кнопку на боковой панели для начала PTT сессии. Кроме того, телефон поддерживает технологию BREW.

Мобильный телефон ZTE G800 оборудован также специальной кнопкой PTT, а терминалG800C идентичен G800, но имеет зарядное устройство, которое можно установить в автомобиле, и увеличенную антенну.

Будущее - в объединении

С развитием технологии PoC появится определенное разделение решений на две группы – профессиональные и массовые. При этом для первой группы наиболее востребованными останутся характеристики надежности и оперативности, а для второй – доступность цены и широкий спектр дополнительных (информационных и развлекательных) возможностей (вставка).

Также наблюдается тенденция расширения набора "транспорта" для PoC услуг. Уже в сегодняшних спецификациях закладывается возможность PTT услуг в сетях стандартов GPRS/EGPRS, WCDMA, CDMA2000, UMTS или даже локальных беспроводных сетях стандарта семейства WLAN 802.11.

Например, компания Motorola предложила свою платформу, позволяющую использовать PTT-технологию как в сетях сотовой связи, так ив беспроводных сетях семейства стандартов IEEE802. 11. В дальнейшем Motorola планирует добавить поддержку стандартов сотовой связи третьего поколения WCDMA/UMTS/EDGE, а также новой технологии для городских радио Ethernetсетей – 802.16 (WiMAX).

Кроме того, более универсальными и мощными станут абонентские терминалы. Здесь особые надежды возлагаются на смартфоны, сочетающие возможности КПК и телефонов.

По мнению самих производителей, услуги Push To Talk прежде всего ориентированы на компании малого и среднего бизнеса, а также на широкий круг частных пользователей. Предполагается, что в перспективе технология РTT может существенно потеснить (или вовсе вытеснить) систему SMS.

В основе этого лежит чисто психологический фактор, ведь голосовое общение гораздо ближе и привычнее для большинства людей, чем любые символические схемы. С другой стороны, тот же голос является на сегодня достаточно точным методом определения подлинности абонента. В заключение стоит упомянуть тот факт, что с экономической точки зрения PoC системы оказываются достаточно выгодными. Наглядно это демонстрирует таблица ниже. Как говорится, цифры говорят сами за себя.

Услуги на базе PoC

Производители предлагают не ограничиваться запуском новой услуги исключительно в ее базовом варианте. Массовый спрос на услуги PTT связывают в основном с наличием привлекательных приложений на ее основе, адресованных абонентам. Такие предложения уже активно разрабатываются и испытываются.

Например, Siemens Mobile предлагает комплексное, стандартизированное решение PTT, включающее в себя не только сетевую инфраструктуру и терминалы, но и приложения. В частности, в Каннах в 2004 году было показано решение Push to Flirt ("Нажми и флиртуй"), или "Чат с картинками". Суть его использования такова: желающий пофлиртовать может анонимно зарегистрироваться в сети оператора, обменяться фотографиями и видеороликами (также анонимно)с абонентом, подобранным для него системой оператора, а затем воспользоваться режимом радиосвязи, чтобы напрямую поговорить с заинтересовавшим его лицом.

Другой вариант реализации такого решения – создание оператором (или абонентами) "чат комнат", в которых смогут "виртуально" общаться все желающие. Это напоминает чаты типа IRC (в интернете), только общение происходит не посредством текста, ас помощью голоса. Входя в "чат", абонент получает на телефон список участников и может присоединиться к разговору. Чтобы получить возможность говорить, достаточно всего лишь нажать кнопку.

Для того чтобы привлечь внимание абонента, с которым необходимо поговорить в режиме PTT, можно использовать функцию мгновенного персонального вызова. Им может быть текстовое сообщение с просьбой выйти на прямую связь. Столь же полезна поддержка функции "Не беспокоить". Опытным пользователям может понадобиться поддержка управления списками групп, а также управление правами доступа.

Технология BREW

BREW – Binary Runtime Environment for Wireless(двоичная среда исполнения для беспроводных устройств)– программная платформа, позволяющая владельцам мобильных телефонов сравнительно быстро загружать приложения и работать с ними. Разработчиком платформы стала американская компания Qualcomm – "прародитель" CDMA. Именно поэтому изначально BREW была предназначена для телефонов, поддерживающих данную технологию (стандарт CDMA 2000 1X). Однако можно использовать эту платформу и в GSM трубках – это вопрос скорее политический, чем технический.

BREW ориентирована на языки программирования C и C++ в отличие от технологии Java, которая работает в телефонных аппаратах, поддерживающих Java 2 Micro Edition. Не вдаваясь в технические подробности, можно констатировать, что в общем случае BREW рациональнее использует процессорные ресурсы. Причем пользователь телефона, поддерживающего BREW, может работать и с Java приложениями, если на его аппарате предварительно установлена среда J2ME или если он получает ее вместе с программами, однако в этом случае система будет работать медленнее.

В отличие от приложений Java, которые поставляются независимыми разработчиками и выполняются в защищенном пространстве, программы для платформы BREW предварительно сертифицируются. Данная процедура может проводиться фирмой Qualcomm, оператором или третьей стороной. При этом оператору предоставляется возможность изъять или вернуть на доработку любое приложение, получившее негативную оценку клиентов.

Поддержка широко распространенных языков Cи C++ обеспечивает открытость платформы BREW для огромного количества приложений и упрощает разработку программного обеспечения для мобильных телефонов.

В настоящее время технология BREW в основном внедряется в CDMA мобильные терминалы. Основными факторами, сдерживающими развитие BREW, являются меньшая защищенность по сравнению с Java, необходимость сертификации ПО, а также то, что большинство производителей сотовых телефонов уже отдали предпочтение Java2ME.