Цифровые стандарты сотовой связи
Совсем другие технологии применяются в цифровых системах сотовой связи. Самая распространенная технология называется технологией многостанционного доступа с временным разделением каналов [TDMA -Time Division Multiple Access).
В группу стандартов протокола цифровой связи TDMAвходят:
· Североамериканская цифровая сотовая связь (известная также под именем используемого ею стандарта IS-54/IS-136)
· NMT-450 - Nordisk MobilTelefon (скандинавская мобильная телефония)
· Глобальная система мобильной связи (GSM - Global System for Mobile Communications)
· Персональная цифровая сотовая связь (PDC - Personal Digital Cellular).
Стандарт IS-54 (в настоящее время IS-136) разработан в 1990 году для стран Северной Америки. Он был впервые применен в 1992 году. Эта технология, которую еще называют D-AMPS (Цифровая AMPS), разрабатывалась для увеличения емкости существующих аналоговых сетей AMPS, для которых уже не хватало частот в условиях быстрого роста количества абонентов.
В то же время в США начала быстрыми темпами развиваться еще одна система сотовой цифровой связи, основанная на технологии кодового разделения каналов - стандарт CDMA. В этой системе все телефонные разговоры как бы «перемешаны» в общем широкополосном сигнале, из которого каждый телефонный аппарат выделяет предназначенную ему часть благодаря присвоенному уникальному коду.
ОСОБЕННОСТИ СЕТЕЙ В УКРАИНЕ
Особенность отечественных условий - параллельное развитие чуть ли не всех существующих в мире стандартов сотовой связи. Произошло это по многим причинам: здесь и трудности с диапазонами частот, и стоимость оборудования, и особенности географии, и конкуренция иностранных производителей аппаратуры связи на новом рынке.
В результате, на сегодняшний день мы имеем:
· GSM (Kyivstar GSM, МТС, Life, Beeline).
· CDMA 3G - (Utel, PeopleNet, Life).
Кроме того, существует целый ряд операторов, предлагающих подключение к стандарту CDMA стандарта 2G как мобильных, так и стационарных телефонов.
Каждый из стандартов дает определенный и достаточно устойчивый пакет преимуществ, о которых мы подробно расскажем в следующем разделе.
Отличия сетей
Чтобы представить себе принципиальные различия между разными технологиями, вообразите большую комнату и несколько пар людей, которые в ней ведут переговоры. В каждой паре собеседники хотят разговаривать только между собой, и их не интересует содержание разговора других пар. Чтобы такие переговоры могли состояться, необходимо создать определенные условия.
Прежде всего, попробуем применить эту аналогию к системе с час тотным разделением каналов. Система может быть в этих условиях смоделирована путем строительства стен и разделения одной большой комнаты на несколько маленьких. Пары собеседников будут заходить каждая в свою отдельную комнатку и там переговариваться. По окончании разговора пара будет из комнатки выходить, и ее место сможет занять следующая пара собеседников. В этой модели (AMPS) количество одновременно разговаривающих собеседников ограничено количеством «комнаток» - выделенных каналов.
TDMA и CDMA - две группы стандартов сотовой связи, работающие в нашей стране.
В модели, поддерживающей протокол TDMA, маленьких комнат больше, кроме того, каждая из них сможет обеспечить проведение нескольких бесед одновременно.
Например, в условиях моделирования системы IS-136 TDMA с тремя временными интервалами каждая комната «вместит» одновременно три пары собеседников, причем каждая пара будет разговаривать строго по очереди.
Представьте себе, что каждая пара имеет право разговаривать в течение 20 секунд из каждой минуты: причем пара А может пользоваться секундами с 01 по 20, пара Б - с 21 по 40, а пара В - с 41 по 60. Даже если в комнате находится меньше трех пар, все равно каждая из них может разговаривать только по 20 секунд из каждой минуты.
TDMA (GSM)
Выигрыш в емкости сети очевиден, а современная электроника позволяет организовать передачу сигнала так, что разделение канала во времени будет незаметно для каждой из пар собеседников.
Теперь, для того чтобы в рамках предложенной аналогии смоделировать систему CDMA, прежде всего, избавимся от всех перегородок. Все пары собеседников будут располагаться в одной большой комнате. Если каждая пара будет разговаривать на своем, одной ей понятном языке, все собеседники вполне смогут использовать один и тот же воздух в качестве среды передачи своей речи и при этом не создавать друг для друга помех, искажающих смысл слов. В данном примере воздух в комнате играет роль широкополосной «несущей», а разные языки обозначают разные «коды», присваиваемые абонентам системы CDMA. Можно увеличивать количество пар собеседников в комнате при условии, что каждая пара будет беседовать на своем языке (уникальность выделяемого системой кода), до тех пор, пока общий создаваемый шум (помехи от других абонентов) не начнет затруднять взаимное распознавание речи.
Стандарты связи
TDMA и CDMA имеют свои модификации, называющиеся «стандартами». Стандарты между собой несовместимы и имеют ряд специфических особенностей.
GSM - самый распространенный в нашей стране стандарт связи, входящий в группу TDMA.
Стратегия развития GSM от «ФАЗА 1» до «ФАЗА 2+»
Количество и качество сетевых услуг, предоставляемых стандартом сотовой связи GSM, постоянно расширяется. Этапы развития напрямую связаны с новыми технологиями, внедряемыми в мобильных телекоммуникациях. Их условно разбили на фазы и соответственно назвали «Фаза 1», «Фаза 2», «Фаза 2+».
«ФАЗА 1»
В 1991 году были введены услуги стандарта GSM «ФАЗА 1». В них входят:
1) Переадресация вызова (Call forwarding).
2) Возможность перевода входящих звонков на другой телефонный номер в тех случаях, когда номер занят или абонент не отвечает, когда телефон выключен или находится вне зоны действия сети и т.п. Кроме того, возможна переадресация факсов и компьютерных данных.
3) Запрет вызова (Call barring). Запрет на все входящие/исходящие звонки запрет на исходящие международные звонки, запрет на входящие звонки, за исключением внутрисетевых.
4) Ожидание вызова (Call wating). Эта услуга позволяет принять входящий вызов в тот момент, когда абонент уже с кем-то разговаривает. При этом первый абонент или по-прежнему будет находиться на связи, или разговор с ним может быть завершен.
5)Удержание вызова (Call Holding). Эта услуга позволяет, не разрывая связь с одним абонентом, позвонить (или ответить на входящий звонок) другому абоненту.
6) Глобальный роуминг (Global roaming). При посещении любой из стран, с которой данный оператор подписал соответствующее соглашение, можно пользоваться сотовым телефоном GSM без изменения номера.
Этот пакет услуг предоставляется всеми операторами без исключения.
«ФАЗА 2»
Второй этап развития GSM «ФАЗА 2», который завершился в 1997 году, предусматривает такие услуги:
1) Определение номера вызывающей линии (Calling Line Identification Presentation). При входящем звонке на экране высвечивается номер вызывающего абонента.
2) Антиопределитель номера (Calling Line Identification Restriction). С помощью этой услуги можно запретить определение собственного номера при соединении с другим абонентом.
3) Групповой вызов (Multi party).
4) Режим телеконференции или конференц-связи позволяет объединить до пяти абонентов в группу и вести переговоры между всеми членами группы одновременно.
5) Создание закрытой группы до десяти абонентов (Closed User Group). Позволяет создавать группу пользователей, члены которой могут связываться только между собой. Чаще всего к этой услуге прибегают компании, предоставляющие терминалы своим служащим для работы.
6) Информация о стоимости разговора. Сюда входят таймер, который считает время на линии, и счетчик звонков. Также благодаря этой услуге можно проверять оставшийся на счете кредит. Возможна и другая услуга «Совет по оплате» (Advice of Charge). По требованию пользователя происходит проверка стоимости и длительности разговора в то время, когда аппарат находится на связи.
7) Обслуживание дополнительной линии (Alternative Line Service). Пользователь может приобрести два номера, которые будут приписаны к одному телефонному аппарату. В этом случае связь выполняется по двум линиям с предоставлением двух счетов, двух голосовых ящиков и т. п. (пока не предоставляется операторами в нашей стране).
8) Короткие текстовые сообщения (Short Message Service). Возможность приема и передачи коротких текстовых сообщений (до 160 знаков).
9) Система голосовых сообщений (Voice mail). Услуга позволяет автоматически переводить входящие звонки на персональный автоответчик (голосовая почта). Пользоваться этим можно только в том случае, если у абонента активизирована услуга «переадресация вызовов».
10) MMS - возможность отправки и получения мультимедийных сообщений, содержащих одновременно текст, графику (фото, картинки) и звук. Подробнее описана в протоколах передачи информации в GSM-сетях.
ФАЗА 2+
Новый этап развития сетей стандарта GSM «ФАЗА 2+» не связан с конкретным годом внедрения. Услуги и функции стандартизируются и внедрятся после подготовки и утверждения их технических описаний. Все работы по этапу «Фаза 2+» проводились Европейским институтом стандартизации электросвязи (ETSI). Количество уже внедренных и находящихся в стадии утверждения услуг превышает 50.
Среди них можно выделить следующие:
1) Улучшенное программное обеспечение SIM-карты.
2) Улучшенное полноскоростное кодирование речи EFR (Enhanced Full Rate).
3) Возможность взаимодействия между системами GSM и DECT.
4) Повышение скорости передачи данных благодаря пакетной передаче данных GPRS (General Packet Radio Service) или за счет системы передачи данных по коммутируемым каналам HSCSD (High Speed Circuit Switched Data).
5) Технология передачи данных EDGE.
В Украине оказываются услуги «ФАЗЫ 2+», но отечественные операторы связи, даже крупнейшие (Киевстар и UMC), пока не предоставляют весь их спектр.
Теперь перейдем к рассмотрению стандарта 3G. В Украине уже появился один оператор, предоставляющий услуги в стандарте 3G. Телефонов, рассчитанных на работу в этом стандарте, не так уж и много на сегодня, но они присутствуют в линейках почти всех производителей мобильных устройств.
3G
В мире уже внедряется новый стандарт 3G. Условно его можно назвать «ФАЗА 3», однако он уже не принадлежит к семейству GSM.
Главным отличием 3G от эксплуатируемых сейчас сетей второго поколения (2G) является передача большого объема информации на высоких скоростях. Это переводит связь на новый качественный уровень. С одной стороны, абонент получает в свое распоряжение полноценный доступ в Интернет, видеоконференц-связь и прочие блага. С другой стороны, оператор начинает зарабатывать не только за счет предоставления услуг связи, как это происходит сейчас, но и за счет разнообразного контента (полезной информации и сервисов).
Возможности сетей 3G открывают новые горизонты в использовании мобильной связи, причем как частным абонентам, так и крупным корпорациям. Изменяется само понятие мобильного телефона, он становится многофункциональным устройством, предназначенным для всех случаев жизни.
Помимо уже упоминавшихся услуг доступа в Интернет и видеокон-ференц-связи, клиенты 3G могут воспользоваться удаленным доступом к корпоративной сети. Третье поколение сотовой связи в корне меняет такое понятие, как мобильная работа. Сотрудник сможет выполнять свои задачи в любом месте, даже не выходя из дома.
Важным элементом услуг 3G становится мобильная электронная коммерция, когда оплатить товары и услуги можно с помощью мобильного телефона. Тем самым телефон превращается в виртуальный кошелек. Кроме того, телефон может стать и персональным мобильным доктором - разработчики всерьез задумываются о запуске такой услуги, как удаленная медицинская диагностика.
Безопасность человека и жилища тоже поднимается на новый уровень - 3G позволяет предоставлять услуги, основанные на определе-нии местоположения абонента. Пользователь никогда не заблудится в незнакомом городе. Можно наблюдать за домом или офисом, получая изображение от установленной в помещении камеры прямо на дисплей мобильного телефона.
Изначально предполагалось разработать единую систему связи, общую для всех регионов, позволяющую обеспечить универсальное обслуживание и непрерывный роуминг между операторами по всему миру. Однако инвестиции операторов сотовой связи в системы второго поколения были настолько велики, что для создания сетей третьего поколения придется использовать уже существующие цифровые системы. Появилось семейство из пяти стандартов, для которых разработаны общие требования к сетям третьего поколения.
Одно из главнейших требований - сеть 3G должна передавать данные от абонента и обратно со скоростью до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость - менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия и до 144 кбит/ с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия.
Сегодня в мире существуют две основные конкурирующие концепции 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems - универсальная мобильная телекоммуникационная система), поддерживаемая европейскими странами, и CDMA 2000 (Code Division Multiple Access - мультидоступ с кодовым разделением каналов), сторонниками которой традиционно являются азиатские страны и США.
Эти две технологии предполагают два различных подхода к организации сетей 3G: революционный (UMTS) и эволюционный (разновидности CDMA - CDMA2000, CDMA2000 IX, CDMA2000 IX EvDo). Эволюционный путь подразумевает сохранение частот и постепенный переход к новым технологиям путем наращивания технических мощностей оператора. UMTS - совершенно новый стандарт, в то время как разновидности CDMA, предложенные для 3G, являются развитием уже эксплуатирующейся в мире технологии второго поколения CDMA One (IS-95).
Заметим, что когда в Украине появился первый оператор 3G-cети, в Японии уже завершены испытания 4G-сети.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|