категории | RSS

Основы сотовой связи и принципы их развития

Основы сотовой связи
FDMA (Frequency Division Multiple Access) — множественный доступ с разделением по частотам. Способ использования радиочастот, когда один радиоканал используется для свя зи только с одним абонентом.
. Таким образом, два абонента, находящихся на сотах с одинаковой частотой не будут вклиниваться в разговор друг друга из-за физической удаленности сот. Тем самым достигается зашита от п рослушивания.
Несмотря на ряд преимуществ, таких как - наличие сигнала на большом расстоянии от БС и более естественное звучание человеческого голоса, чем в цифровых стандартах, данный стандарт является устаревшим, т.к не обеспечивает защиту от прослушивания и позволяет внедрять очень ограниченное число дополнительных услуг. Важно отметить, что для всех телефонных аппаратов этого поколения характерна прошивка номера непосредственно на телефонный аппарат, то есть такое понятие, как СИМ-карта в этих аппаратах отсутствует

TDMA (Time Division Multiple Access) — множественный доступ с разделением по времени. Способ совместного использования радиочастот, когда один частотный канал разделяется на несколько временных промежутков (тайм-слотов), и в течение каждого промежутка канал используется для передачи сигнала от одного абонента. Таким образом, несколько терминалов могут использовать одну частоту в пределах одной соты.

В середине 80-х годов в качестве нового и единого стандарта для всей Европы проведена разработка системы GSM- (Global System for Mobile Сommunications) - глобальная система подвижной связи. После выделения единой полосы частот в Европе (диапазон частот 890 –960 МГц) стандарт получил название GSM-900 и его коммерческая эксплуатация началась с 1991 г.
К самой главной особенности этого стандарта является использование одного частотного канала несколькими абонентами. К другим особенностям можно отнести небольшую дальность сигнала. Устойчивая связь возможна на расстоянии до 35 км от ближайшей базовой станции даже при использовании усилителей и направленных антенн.
В стандарте GSM-900 для максимальной защиты от несанкционированного подключения применяется специальный модуль подлинности абонента: SIM-карта. Таким образом абонент получает возможность безболезненно менять аппараты, не нуждаясь в специальной перепрошивке телефона. Это основное потребительское преимущество стандарта GSM перед другими стандартами
Для территорий с высоким числом обслуживаемых абонентов (Крупные города, деловые центры и т.д.) была разработана модификация стандарта GSM, в диапазоне частот 1710- 1880 МГц: GSM-1800 (PCN/DCS 1800).
Для GSM-1800 характерны:
Меньшая, по сравнению с GSM 900, максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов в стандарте GSM-1800 составляет 1 Вт, в стандарте GSM-900 – 2 Вт.
Высокая защита от подслушивания и нелегального использования номера.
Высокая емкость сети, что важно для крупных городов.

Недостатком как и у GSM-900 – является небольшой охват. Максимальное удаление абонента от базовой станции - 5-6 километров.
Количество одновременно говорящих абонентов в зоне действия одного транслятора стандарта GSM 1800 – 21, в то время как транслятор стандарта GSM 900 поддерживает 5 абонентов, одновременно использующих свои терминалы.
Важно отметить, что количество абонентов, зарегистрированных на одной БС, может быть неограниченно, но одновременно могут говорить далеко не все.
Второе поколение 2G разбилось на три подпоколения:
2G, 2, 5G и 2, 75G, каждое из которых знаменовалось новым видом передачи данных. На первом этапе уже появились такие ранее недоступные функции, как SMS, EMS (текстовые сообщения), WAP (мобильный Интернет) и CSD – вид доступа в WAP.
2, 5G. На очереди пакетная передача данных GPRS 6 класса. Заявленная скорость этого вида передачи данных составляет 171, 2 kb/с.
Появляется услуга – MMS, позволяющая пересылать любой контент размером до 100 килобайт + 1000 символов текста.
2, 75G. В GSM-сетях появляется GPRS 8 и 10 классов плюс еще один вид передачи данных EDGE, заявленная скорость которого составляет 384 kb/с. По принципу работы это высокоскоростной GPRS.
Третье поколение связи 3G
CDMA (Code Division Multiple Access) — множественный доступ с кодовым разделением. Способ использования радиочастот, при котором сигналы абонентских терминалов одновременно используют один частотный канал (в отличие от других технологий, где идет разделение по времени и/или частотам), при этом сигналы кодируются особым способом. Первоначально технология CDMA использовалась в военной связи США, однако сегодня она стала известна как глобальный цифровой стандарт для коммерческих систем коммуникаций.
Сменный модуль идентификации абонента в терминалах третьего поколения - RUIM-карта, внешне ничем не отличающаяся от SIM-карты. Ожидается, что это намного повысит популярность стандарта и облегчит дилерские продажи.
Особенности третьего поколения связи
Для данного стандарта характерны:
Отличное качество звука и низкий уровень фоновых шумов.
Повышенная емкость системы, которая в 10 раз выше чем в стандарте AMPS и в 3-5 раз больше чем в стандарте GSM;
Лучшее качество связи в перенаселенных районах, и местностях с холмистым рельефом, где возникают помехи от отраженных сигналов.
Абонентские аппараты CDMA имеют малую излучаемую мощность, которая составляет менее 10мВт, что на порядок меньше, чем в сетях DAMPS и GSM.
Более 4, 4 триллиона кодов для разделения индивидуальных вызовов, обеспечивает полную защиту и предотвращает несанкционированные подключения

CDMA имеет несколько стандартов: UMTS – Европа и WCDMA – Азия. Это довольно молодая технология, однако уже сегодня она реализована в нескольких стандартах сотовой связи. Передача данных в этом поколении осуществляется со скоростью от 2 Мбит/сек. Это позволяет предлагать в таких сетях услуги наподобие видеотелефонии, просмотра телепередач на экране мобильного телефона, организации высокоскоростного беспроводного доступа к Интернету.
На данный момент стандарты сотовой связи на основе CDMA наиболее распространены в Америке и в Юго-Восточной Азии.
Но и в странах бывшего СНГ CDMA приобретает всё большую популярность
4G. Исключительно тестовый вариант новой сети, разрабатывающийся в Японии. Сеть характеризуется фантастической скоростью в 1 гигабит в секунду, что сравнимо с передачей содержимого одного компакт диска (700 Мб) за 6 секунд.
Услуги операторов сотовой связи.

Все услуги операторов подразделяются на сетевые услуги, расширяющие возможности абонента в MMS (MultiMedia Service). Услуга, позволяющая, помимо текста, передавать в сообшениях различную мультимедийную информацию, например картинки, мелодии, а в перспективе – любые файлы, вплоть до видеофрагментов. MMS передается по GPRS-каналу, поэтому для его отправки необходимо заказать соответствующие настройки.

WAP (Wireless Application Protocol). Дает возможность просмотра спектра специальных ресурсов, созданных специально для мобильных телефонов. Чаще всего это новости, развлекательная информация, афиша и т.д. Еще одно применение WAP – это загрузка мелодий, логотипов и Java-приложений непосредственно на телефон без использования компьютера.

Коммутируемое соединение (CSD) – самый первый вариант реализации услуги по передаче данных в сетях GSM. При таком варианте подключения скорость составляет до 9, 6 кб/с, что довольно мало при сегодняшних объемах информации. Коммутируемое соединение занимает голосовой канал, то есть при звонке абоненту, находящемуся в Сети будет слышен сигнал «занято». Оплата в этом случае производится повременно, за каждую минуту соединения.

Высокоскоростное коммутируемое соединение (HSCSD)
Технология базируется на использовании существующих каналов GSM, в которых канальные интервалы объединены в группы (до 4-х каналов), образуя общий групповой канал со скоростью 38.4 кбит/с (четыре канала по 9.6 кбит/с) или, теоретически, 57.6 кбит/с (четыре канала по 14.4 кбит/с). Реальная скорость 28.8 - 43.2 кбит/с. Поскольку в основе HSCSD лежит коммутация каналов, этот протокол больше подходит для таких приложений, как видеоконференции и мультимедиа-приложения, чем для приложений "импульсного" типа (например, для электронной почты), которые эффективнее передаются при помощи протокола пакетной коммутации (GPRS). HSCSD не получила большого распространения и встречается лишь у нескольких операторов: ее считают как бы промежуточным этапом при внедрении более мощных технологий радиопередачи, таких, как GPRS.
WAP – это беспроводной протокол отображения информации, особое пространство, схожее с Интернетом (WWW), но созданное для работы со специальными WAP-сайтами непосредственно на экране мобильного телефона. В WAP представлены разнообразные ресурсы – прогнозы погоды, афиша, новости, чаты, почтовые серверы, специальные сайты для закачки картинок, мелодий, игр и т.п. Необходимо понимать, что WAP не является сетью Интернет в привычном ее понимании, в нем совершенно не обязательно будут присутствовать те же самые сайты, которые присутствуют в Интернете, то есть существование сайта www.euroset.ru не означает наличия в WAP сайта wap.euroset.ru. WAP-сайты характеризует малый размер, небольшой вес и отсутствие сложных элементов, что позволяет при невысоких затратах и с относительным удобством просматривать их на экране мобильного телефона. Выход в WAP может также осуществляться при помощи CSD или GPRS соединения.
Обратите еще раз внимание – WAP является видом данных, виртуальным пространством, содержащим специальные ресурсы, предназначенные для просмотра на мобильных телефонах, а GPRS это технология, позволяющая этими самыми данными с большей, чем при CSD-соединении скоростью оперировать.
рамках сотовой сети, и сервисные услуги, связанные с обслуживанием

GPRS (General Packet Radio Service). Пакетная передача данных является самым актуальным на сегодняшний день способом передачи данных в сетях GSM. Ее реальная скорость на сегодня составляет порядка 30-50 кб/с, что значительно выше, чем в CSD и сопоставимо со скоростью среднего модемного соединения. При GPRS-соединении существует три голосовой канал остается свободным, то есть до абонента можно будет дозвониться, при этом соединение с Сетью не прервется, а лишь приостановится на время разговора. Стоимость работы при таком варианте значительно ниже, так как оплачивается не время работы, а объем переданной/полученной информации.
Технология GPRS активно используется при передаче данных, для доступа к сети Интернет, телематическим услугам и электронной коммерции, и, конечно же, для доступа к WAP-ресурсам.
Практически незаменимым является применение GPRS в тех случаях, когда существует потребность выхода в сеть Интернет, а сделать это по обычным проводным линиям связи невозможно (например, если Вы путешествуете с ноутбуком). Также, услуга GPRS будет полезна и для пользователей домашних компьютеров, если отсутствие проводного телефона не позволяет осуществить выход в Интернет.
При пакетной передаче данных соответствующий радиоканал занимается лишь в процессе передачи информации, благодаря чему достигается более высокая эффективность его использования. В результате более эффективно используются ресурсы сотовой сети, и появляется возможность выгодного для абонента способа тарификации, основанного не на учете времени соединения, а на количестве принятой и переданной информации.
В сетях, поддерживающих GPRS , предусмотрен поэтапный путь наращивания скорости передачи данных, в пределе GPRS может обеспечивать скорость до 171.2 кбит/сек. На сегодняшний день основные ограничения связаны с возможностями абонентских терминалов и количеством каналов на прием/передачу у операторов при работе GPRS. В настоящее время максимальная пропускная способность одного канала 13.4 кбит/сек.
Всегда в сети приоритет имеет голосовой трафик. И в зависимости от загруженности базовой станции количество используемых для передачи данных тайм слотов может изменяться.
С помощью GPRS абонент может просматривать WEB и WAP страницы. Технология GPRS позволяет передавать и получать большие объемы данных, видеоизображения и другую мультимедийную информацию. Для корпоративных пользователей система GPRS может послужить отличным инструментом для обеспечения безопасного и быстрого доступа сотрудников к корпоративным сетям предприятий, удалённым базам данных. Технологии GPRS может применяться в системах телеметрии: устройство может быть все время подключено, не занимая при этом отдельный канал. Такая услуга может быть востребована службами охраны, банками для подключения банкоматов и в других областях, в том числе и промышленных.
Классы GPRS
В технических характеристиках телефонов производители указывают либо класс, либо конкретные значения, например 4/1. На сегодняшний день в сотовых телефонных наиболее распространены 6 (3 тайм-слота на передачу и 2 на прием), 8 (4\1) и 10 (4\2) классы GPRS.
Мобильные телефоны с GPRS могут классифицироваться по трем классам в возможности одновременных запросов (через GSM) и передачу данных (через GPRS)
Class A - терминал позволяет одновременно осуществлять передачу речи и данных в режиме GPRS. Терминалы одновременно выполняют сигнализацию и управление для GSM и GPRS. В случае приема информации и при входящем вызове телефона класса А поддержит одновременную работу с голосом и данными.
Class B - терминал поддерживает и голосовое соединение, и передачу данных в пакетном режиме (GPRS), но эти режимы используются не одновременно (во время передачи данных через GPRS абонент не может совершать и принимать голосовые звонки и наоборот). В каждый момент времени может передаваться только трафик GSM или GPRS. Если во время загрузки информации из интернета (режим GPRS) телефон принимает вызов для голосовой связи, передача данных прерывается. Как только голосовое соединение завершается, загрузка данных возобновляется, поскольку логическая связь между сетью GPRS и телефоном сохраняется. Выбор режима GPRS/речь осуществляется автоматически, с приоритетом последнего.
Class C - терминал обеспечивает только передачу данных в пакетном режиме или голос. Выбор типа (GPRS/речь) выполняется вручную. Например, если МТ обслуживает передачу данных, голосовое соединение невозможно.
Скорость приёма и передачи информации зависит от возможностей конкретной модели мобильного терминала, а именно от количества каналов, поддерживающих приём и передачу данных. При этом один канал поддерживает передачу информации с максимальной скоростью 13.4 кб/с.

Технология GPRS пока остается далекой от полноценной реализации. Сегодня операторы предлагают так называемый усеченный GPRS - речь идет только о телефоне класса В, да и то с возможностью работы в режиме 4/1 либо 4/2.

Суть услуги заключается в организации постоянного подключения через GPRS-телефон к сети Интернет.
Технология GPRS предоставляет немедленный доступ к услугам, без необходимости дозваниваться к специальному серверу или Интернет-провайдеру.
Пользователи GPRS получают доступ к Интернету в полном объеме, как при проводном соединении.
Можно работать с WAP-сайтами непосредственно с телефонного аппарата GPRS.
Абонент может звонить и принимать звонки, не прерывая соединения с Интернетом.
Оплачивается только посланная/полученная информация (исчисляемая в байтах), а не эфирное время. Для сравнения, при простом соединении (CSD-соединение) в сотовых сетях для передачи или приема данных абонентом занимался целый канал на время от установления соединения до его разрыва, которое оплачивалось вне зависимости от его загрузки.
В GPRS максимально возможная скорость передачи данных составляет 171, 2 Кбит/с - это приблизительно в 3 раза быстрее, чем режим работы проводных линий, и почти в 12 раз быстрее работы по CSD-соединению (9, 6 кбит/с). На данный момент средняя скорость GPRS соединения составляет около 40 Кбит/с.
EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) - Повышенная скорость передачи данных для глобальной эволюции (до 384 кбит/с). Развертывание системы EDGE последовало после внедрения GPRS и стало следующим шагом на пути к сотовым сетям третьего поколения, причем EDGE уже нельзя назвать расширением или дополнением к GSM. Добавление EDGE к существующим сетям второго поколения сделало их совместимыми со стандартами сетей 3G. Реализация EDGE позволило усилить и основные преимущества технологии GPRS: быстрое установление соединений пакетной передачи и более высокая скорость в радиоинтерфейсе. Первым оператором, запустившим EDGE в Украине, стал «Life».
- 3G (WCDMA 2100 / UMTS) - В настоящий момент самыми высокими скоростями считаются 384 Кбит/сек
Но при наличии в сети поддержки HSDPA – скорость передачи данных может достигать до 7, 2 Мбит/сек



Источник новости: dimonvideo.ru

DimonVideo
2010-04-18T13:51:42Z
Здесь находятся
всего 0. За сутки здесь было 0 человек

Комментарии 11

#11   esom    

Позновательно...smile


0 ответить

#11   roma_new    

Статья очень понравилась. Единственно минусы: немного устаревшая и в некоторых местак кб (килобайты) и кбит (килобиты) перепутаны. Например написано скорость gprs 30-40кб/с. Если умножить на 8 то получается скорее Edgе. smile


0 ответить

#11   Dark_angelll    

Для N70 384кбит/с потолок! Про 96кБ можешь детям на ночь вместо сказки рассказывать, хотя если ето показывал китаец то нечему удивлятся.


0 ответить

#11   haxist    

Статья хороша для повторения физики.Только неточность такая: чистый 3г имеет предел больше чем еж.Неподвижн 3г терминал может принять до 2, 1мбит. А тот что с скоростью 3км/час как в статье.Год назад когда ютел был хорош я на н70, что поддерживает 3г но не поддерживает 3, 5г имел стабильно 90кб тоесть 0, 7мбит.Еще в статье не хватает инфо о реальном энергопотреблении каждого стандарта в разных режимах что для мобил очень важно.


0 ответить

#11   YANDEX-YA    

О частоте не подумал, извиняюсь, был у нас давно Стриж от ВолгаТелеком - почему то думал всегда что они работали в формате 2000.


0 ответить

#11   artoroman    

Это в России 4G это вайфай, а в японии норм сотовая связь...
А почему нет ничего про HSDPA?


* редактировал(а) artoroman 09:04 18 апр 2010

0 ответить

#11   kir1994    

YANDEX-YA, полностью согласен, но могу добавить только, что статью в любом случае надо доработать, например нет ни слова про технологию HSUPA. Вот материал, который неплохо бы добавить в статью:


Технология высокоскоростной пакетной передачи данных по направлению «вверх» (англ. High-Speed Uplink Packet Access, HSUPA) представляет собой стандарт мобильной связи, позволяющий ускорить передачу данных от W-CDMA устройств конечного пользователя до базовой станции за счёт применения более совершенных методов модуляции.
Теоретически стандарт HSUPA рассчитан на максимальную скорость передачи данных по направлению «вверх» до 5, 7 Мбит/с, позволяя, таким образом, использовать приложения третьего поколения, требующие обработки огромных потоков данных от мобильного устройства к базовой станции, например, видеоконференцсвязь.

Описание технологии планируется ввести в качестве спецификации 6-й версии стандарта 3GPP Release 6; процесс стандартизации технологии приближается к завершению.


P.S. Кстати, хоть это и не относится к статье, но у меня вопрос: а какие еще провайдеры CDMA2000 в России?я знаю что есть провайдер Wellcom, но это стандарт CDMA450.


0 ответить

#11   YANDEX-YA    

kir1994, правильно подметил, 3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA (собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).
CDMA2000 в России не один провайдер занимается - только это уже к статье не относится.
Но статья по моему устарела, т.к на сайте есть несколько статей, сложив которые получим эту. Вот годика 3 или назад её, когда думали что 3G к нам придет лет через 5, хотя пришло наверное через 2.
Мож раздел сменить ей Для новичков? Охватывает всё, но на сайте инфа уже имеется...


0 ответить

#11   kir1994    

В целом очень хорошо, но "CDMA имеет несколько стандартов: UMTS – Европа и WCDMA – Азия" эта фраза меня несколько удивила, так как если я не ошибаюсь, то UMTS и WCDMA - названия одного и того же стандарта 3G, а CDMA - отдельный стандарт, единственный провайдер которого в России - Skylink.Там даже услуги другие, например EV-DO - надстройка типа EDGE для GPRS, только над CDMA, обеспечивает очень высокую скорость передачи данных.
насчет 4G. Про него информация стара для 2010 года. Уважаемый pan atman, Вы наверное запамятовали про WiMax, который как раз и представляет собой стандарт 4G. скорость 10МБит/с прием при скорости до 120 км/ч. Также есть аналог WiMax - стандарт LTE, технические характеристики которого я не могу назвать достоверно.


0 ответить

#11   pan atman    

Когда то сделал для себя материал для проведения тренинга, ну а теперь решил поделиться с вами !
Хотелось бы услышать оценку пользователей любимого сайта smile


0 ответить

Яндекс.Метрика