Технологии мобильной связи.

Массовое производство - массовый потребитель! Обычная ситуация  -  мобильник в руках прохожего. Покупатель, выбирающий мобильный телефон в магазине - голова кружится от обилия информации! А новых разработок масса! И очень сложно выбрать модель ту единственную, которая бы Вас удовлетворила по всем параметрам.
Область мобильной связи – это постоянный прогресс. GSM, GPRS, EDGE, UMTS – эти названия постоянно мелькают перед глазами.

Попробуем разобраться с современными технологиями мобильной связи, сосредоточившись на развитии наиболее распространённого в мире стандарта GSM. Надо отметить, что популярностью пользуются и различные версии CDMA (к тому же, GSM-сети третьего поколения очень сильно сближаются с CDMA), но мы сосредоточимся именно на технологиях GSM - -сетей.

Что такое GSM?

GSM — (Global System for Mobile communications) глобальная система мобильной связи, наиболее популярный в мире цифровой стандарт сотовой связи.  Использует три диапазона частот: 1900 МГц в США и 900 МГц/1800 МГц в Европе, в том числе и в Украине. Обычно телефоны поддерживают только два диапазона (европейских), но существуют и модели, функционирующие во всех трех диапазонах.

Совершим небольшое путешествие по истории GSM.

История GSM началась в 80-е годы прошлого века, когда страны Европы имели обственные, несовместимые между собой, сети сотовой связи. Собственными сетями были оснащены страны Скандинавии, Великобритания, Франция и Германия. Несовместимость стандартов мешала распространению сотовой телефонии, усложняла жизнь и операторам, и абонентам. Невозможно было, к примеру, осуществлять автоматический роуминг  (Роуминг (от англ. roaming) – термин роуминг произошел от англ. roam – бродить, странствовать. Роуминг – это предоставление услуг сотовой связи абоненту одного оператора в системе другого оператора.при перемещении из зоны действия одной сети в зону действия другой).  И абонентские устройства, сами сотовые телефоны, были далеко не универсальными. Для каждого типа сотовой связи нужно было разрабатывать уникальную аппаратуру.

Для преодоления барьера несовместимости в 1982 году была создана международная группа по разработке общего стандарта сотовой связи – Groupe Special Mobile или GSM. В 1990 году европейский институт телекоммуникационных стандартов, к которому перешли полномочия группы GSM., опубликовал спецификации так называемой "фазы I", а в середине 1991 года началась коммерческая эксплуатация первой сети этого стандарта. Сегодня GSM. является самой распространенной системой сотовой связи в мире, а её название расшифровывается иначе - Global System for Mobile telecommunications или «глобальная система мобильных телекоммуникаций».  В конце прошлого века стандарт GSM был внедрен в более чем 100 странах мира и стал "де-факто" стандартом мобильной связи в Европе и Азии.

Следует заметить, что GSM первый общепринятый цифровой стандарт сотовой связи. К моменту принятия решения о его введении в мире уже существовало несколько развитых аналоговых систем – кроме скандинавской NMT, это были английская TACS и американская AMPS. Но разработчики новой системы резонно полагали, что цифровые методы сжатия и кодирования информации значительно расширят применения сотовой связи, обеспечат лучшее качество и предоставят пользователям невиданные ранее сервисы.

В сотовой связи стандарта GSM используются радиочастоты 900, 1800 или 1900 МГц  (трехдиапазонные телефоны при этом могут использоваться в сетях любого из перечисленных частотных диапазонов).  В сравнении с аналоговыми стандартами GSM имеет целый ряд преимуществ. Основные из них – применение маломощных передатчиков в абонентских аппаратах и в базовых станциях. Это удешевляет саму аппаратуру, но не сказывается на качестве связи. Кроме того, передача информации в цифровом виде позволяет легко обеспечить высокую степень конфиденциальности переговоров.

Самые популярные сейчас стандарты GSM-900 и GSM-1800 разработаны в 1992 году и проектировались как евростандарты.

UMC основала сеть стандарта GSM-900 в 1997 году, а GSM-1800  – в начале 2001 года. Благодаря двустандартным телефонам GSM, поддерживающим одновременно и GSM-900, и GSM-1800, у Вас есть возможность получить преимущества обоих стандартов! Двустандартный телефон автоматически подключается к той сети, которая обеспечивает более мощный сигнал, гарантируя высокий уровень связи.

Технология GSM,  это на самом деле целый «букет» сложнейших технологий. Первая из них – технология оцифровка и кодирование звука. Поскольку оцифровка звука требует немалых вычислительных ресурсов, в каждом сотовом телефоне, даже в самом дешевом, работает достаточно мощный специализированный компьютер, который выполняет функции аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей - АЦП и ЦАП.

Далее – технология многоканального выравнивания. Дело в том, что в диапазоне 900 МГц  и выше радиосигнал легко отражается от стен зданий и других препятствий. В результате телефон получат множество отличающихся по фазе сигналов, из которых выделяет нужный, а остальные игнорирует.

При передвижении абонента сотовый телефон должен автоматически переходить с частоты на частоту без прерывания сеанса связи. Это обеспечивает технология «медленного частотного скачка». При этом каждая «порция» информации (а весь поток цифровой информации разделяется на «порции» в рамках так называемого тайм-слота – временного промежутка) передается по разным частотам.

Ещё одна любопытная технология GSM – прерывистая передача. Обратите внимание, как мы говорим по телефону. Скажем слово, пауза, скажем еще одно слово, снова пауза. Так вот, когда мы молчим, телефон отключает передатчик. Как только заговорим – включает.

Этот механизм позволяет свести к минимуму энергопотребление сотового телефона. Телефон и на прием работает тоже «прерывисто». Во включенном состоянии он ожидает сигнала базовой станции, но включается только на короткое время и тут же отключается. Теперь понятен смысл мигающего светового индикатора на вашем телефоне?

Все сотовые телефоны в зависимости от мощности встроенных радиопередатчиков подразделяются на несколько классов – от 20 ватт (настоящие монстры!), до 0,8 ватт (большинство популярных моделей). Но обычно, когда базовая станция находится рядом с абонентским устройством (а "соты" GSM в больших городах располагаются достаточно густо, чтобы избежать "мертвых" зон между строениями), полная мощность передатчика телефона для поддержания устойчивой связи не нужна. Для регулировки мощности используется механизм анализа количества ошибок при передаче-приёме. На его основе мощность передатчика базовой станции и телефона понижается до уровня, когда качество связи достаточно стабильно. Этот контроль мощности вещь очень тонкая. Большинство жалоб пользователей на плохое качество связи на его "совести".

1G: NMT, AMPS.

Стандарты первого поколения (их ещё называют 1G, то есть – 1 Generation) появились почти тридцать лет назад – это NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) и AMPS (Advanced Mobile Phone Service). Эти стандарты были аналоговыми и предназначались исключительно для организации голосовой связи.

2,5G: GPRS.

Популярную сегодня технологию GPRS (General Packet Radio Service) относят ко второму с половиной (2,5G) поколению сотовой связи, имея в виду то, что GPRS находится как бы на полпути между 2G и 3G.

С внедрением технологии пакетной передачи данных по радиоканалу, или GPRS (General Packet Radio Service), сотовый телефон получил еще одну «мобильную» функцию, расширяющую его возможности до границ глобальной сети.
GPRS позволяет получать и передавать информацию на значительно более высоких скоростях, по сравнению с каналом GSM (используется голосовой канал передачи данных). Пропускная способность GSM-каналов составляет 9,6Кбит/с. GPRS же теоретически позволяет передавать информацию со скоростью до 171,2Кбит/с.

В течение последних пятнадцати лет происходило постепенное усовершенствование технологии, и сегодня практически все операторы связи в мире освоили GPRS, а пользователи оценили и приняли её преимущества. GPRS первым принес один из ведущих операторов, «Билайн», в начале 2000 года. Сегодня услуга GPRS редоставляется всеми мобильными операторами. Популяризации GPRS способствует как общее увеличение делового оборота. GPRS предназначен для развития и сферы entertainment-услуг. Активному распространению GPRS также содействовали производители мобильных устройств. На рынке практически не найти телефонов без поддержки GPRS.

Недостаток - невысокая скорость. Максимум выдаваемой скорости, обеспечиваемой операторами, может достигать 171,2 Кбит/с.,но учитывая сравнительную новизну сервиса, достичь ее бывает невозможно. В техническом плане технология GPRS выглядит следующим образом: абоненту, подключившему услугу, выделяется отдельный канал, используемый системой для передачи голоса, посредством модема, встроенного в мобильный терминал. Происходит передача данных через этот канал, при этом в промежутках между передачей данных канал остается занятым. Принимаемая или передаваемая из сети информация делится на небольшие пакеты данных, и затем передается одновременно по нескольким каналам связи. Подключив и настроив мобильный телефон, абонент сотовой связи получает возможность полноценного доступа в Интернет, в том числе может пользоваться услугами электронной почты и службы голосовых сообщений, ICQ и др. При этом основная функция телефона, как переговорного аппарата, не теряется. Не разрывая соединение с интернетом, можно продолжать телефонные переговоры, а также принимать и передавать SMS-сообщения. Особенно полезен GPRS при его использовании вне дома, например, за городом или в машине. Имея ноутбук, можно подключить его к интернету, используя телефон как модемное устройство. Полное отсутствие проводов оценивается как дополнительное преимущество технологии.

Реальная скорость операторов, к примеру, в центральном регионе, достигает 50-70 Кбит/с. Опытные пользователи отмечают, что скорость передачи данных зависит от общей нагрузки на базовую станцию. При этом оплате подлежит только объем посланной и полученной информации, а не эфирное время, проведенное в сети, что очень экономно при низких скоростях. Например, при просмотре страниц в Интернете, пользователь может изучать содержимое страницы, не волнуясь за потраченное время нахождения в сети. Также отсутствует абонентская плата за обслуживание данной услуги. Чтобы Интернет был доступен в других городах, и за рубежом, достаточно подключить услугу «Международный и национальный роуминг», предоставляемую оператором связи.

Усовершенствование GPRS - технологий возможно только при применении принципиально новых подходов. Это понимают и производители устройств, и операторы связи, и пользователи услуг. С вводом в действие сетей третьего поколения 3G предполагается и расширение зоны охвата GPRS или, проще говоря, его усиление.

2,75G: EDGE.

Ещё одна технология, которая является очередным шагом от 2G к 3G, называется EDGE (Расширенные Данные для Глобального Развития). EDGE может существовать в нескольких видах, нас интересует та его разновидность, которая выступает как расширение стандарта GPRS – то есть EDGE в таком варианте будет называться EGPRS (Enchanged GPRS).

В самом названии технологии EDGE (Enhanced Data-Rates For GSM Evolution или Enhanced Data for Global Evolution) кроется ее основной смысл. Дословный перевод звучит как «улучшенные скорости передачи данных для развития GSM - стандарта или для глобальной эволюции». Являясь, по существу, надстройкой к GPRS, EDGE позволяет пропускать информацию на скорости до 2 мегабит в секунду. И хотя это теоретические перспективы, на сегодняшний день технологии EDGE обеспечивают скорость до 384 Кбит/с. Изначально разработанный для стандарта D-AMPS, в дальнейшем EDGE был адаптирован и для GSM сетей.

Основной целью для разработчиков технологии является обеспечение пользователя видеосвязью с хорошим качеством. Для этого в EDGE используются полосы частот увеличенной ширины или же большее количество задействованных одновременно частотных каналов.

Помимо стандартных услуг, которые доступны с GPRS, EDGE позволяет абоненту пользоваться рядом новых услуг, характерных для сетей третьего поколения. Как уже отмечалось выше, это более скоростной доступ к глобальной сети, просмотр мобильного телевидения (в Японии данная услуга наиболее востребована среди пользователей EDGE), анимации, онлайн-развлечения (от игрушек до виртуальных казино).

Что же касается оплаты услуг, то в целом технология и стоимость тарификации такая же, как и при GPRS - соединении.

Рекламодателям | Контакты | Рассылка