В современных смартфонах в верхней части экрана вы всегда можете найти строку, на которой есть значок уровня сигнала, значок уровня заряда аккумулятора и т.д. Также в строке могут появляться буквы G, E, 3G, H, 3G+, H+, 4G, иногда LTE. Что они означают? Ответ на самом деле прост — значок показывает, какая технология передачи используется в данный момент. Иными словами, это технология, которая используется для подключения вашего смартфона к сети интернет.
Теперь рассмотрим каждый значок более внимательно. Внимание — в правый верхний левый, либо правый угол (зависит от модели смартфона).
- G от англ. GPRS — General Packet Radio Service, пакетная радиосвязь общего пользования (2G). GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, включая интернет. Максимальная скорость — 171,2 Кбит/c, но на практике она обычно ниже.
- E от англ. EDGE. Цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, функционирующая над 2G и 2.5G-сетями. Максимальная скорость достигает уже 474 Кбит/с.
- 3G от англ. third generation - третье поколение. Технология мобильной связи третьего поколения, которая в том числе обеспечивает высокоскоростной доступ в интернет. Используется технология UMTS с надстройкой HSPA. Максимальная скорость сетей 3G достигает 3,6 Мбит/с.
- H, 3G+, H+. Технология HSPA (High Speed Packet Access - высокоскоростная пакетная передача данных) позволяет передавать данные по сетям UMTS на очень высоких скоростях вплоть до нескольких десятков Мбит/с! Правда, нужно учитывать, что далеко не все устройства поддерживают такую скорость.
- 4G (LTE, LTE-A). Как вы могли догадаться, свое название технология получила от словосочетания fourth generation — четвертое поколение. Это перспективные технологии, которые позволяют осуществлять передачу данных, скорость которой превышает 100 Мбит/с для подвижных абонентов и 1 Гбит/с — для стационарных.
Обращаем ваше внимание, что указанные в статье цифры условны. Многое зависит от оператора, от местонахождения пользователя, от устройства пользователя и т.д. А это значит, что в реальной жизни скорость может серьезно отличаться. Вместе с тем, во многих городах скорость интернет-соединения на смартфонах настолько велика, что позволяет смотреть ролики HD-формата прямо со своего устройства.
Развитие стандартов GSM 900, GSM E900, GSM 1800 способствовало улучшению каналов коммуникации, однако не решало проблему доступа к интернету на том уровне, как того требует современный человек.
Эти стандарты относились ко второму поколению (2G), в котором для передачи данных использовались протоколы EDGE, GPRS, что позволяло достичь скорости до 473,6 Кбит/с – катастрофически низкой для современного пользователя.
На сегодняшний день стандарты сотовой связи одним из наиболее важных требований определяют скорость передачи данных и чистоту сигнала. Очевидно, что это влияет на развитие рынка мобильных операторов. Так в свое время в России появились 3G сети, которые завоевали массовое внимание пользователей. А теперь именно по этой причине увеличивается количество людей, которые выбирают 4G.
Особенность стандарта UMTS
Главная особенность, которая отличает стандарт UMTS от GSM, заключается в том, что использование протоколов WCDMA, HSPA+, HSDPA дает возможность пользователям получить доступ к более качественному мобильному интернету. При скоростях от 2 до 21 Мбит/сек можно не только передавать больший объем данных, но даже совершать видео звонки.
UMTS покрывает более 120 крупнейших российских городов. Это стандарт, в котором популярные ныне мобильные операторы (МТС, Билайн, МегаФон и Скайлинк) предоставляют услугу 3G-интернета.
Не секрет, что высокие частоты более эффективны для обмена данными. Однако в России есть свои нюансы, которые делают невозможным использование в некоторых регионах, к примеру, UMTS частоты 2100 мГц.
Причина проста: частота UMTS 2100 , которая активно используется для 3G-интернета, на препятствиях быстро садится. Это означает, что качественному сигналу мешают не только расстояния до базовых станций, но также повышенная растительность. Кроме того, некоторые регионы для этой частоты практически закрыты из-за работы систем ПВО. Так, в Юго-Западной части Московской области размещено несколько военных баз, и соответственно, введено негласное табу на использование данной частоты.
В такой ситуации для 3G-интернета применяется UMTS 900 . Волны в этом частотном диапазоне имеют более высокую проникающую способность. В то же время, на такой частоте скорость передачи данных редко достигает 10 мбит/сек. Тем не менее, если учесть, что еще несколько лет назад во многих городах даже подумать не могли об интернет-покрытии, это не так уж и плохо.
На данный момент с популярным UMTS900 показывают отличные результаты Huawei E352 и более стабильный вариант E352b, а также E372, E353, E3131, B970b, B260a, E367, E392, E3276.
LTE: в каких диапазонах будет работать стандарт будущего?
Логичным развитием UMTS стали разработки в 2008-2010 гг. LTE – нового стандарта, цель которого заключается в том, чтобы повысить скорость обработки сигнала и пропускную способность, а в техническом плане – упростить сетевую архитектуру и тем самым сократить время при передаче данных. В России же сеть LTE официально запущена в 2012 году.
Именно технология LTE определяет развитие в нашей стране мобильного интернета нового поколения – 4G. Это означает доступ к онлайн-трансляциям, быстрой передаче файлов большого объема и другим преимуществом современного интернета.
На данный момент 4G интернет поддерживается стандартами LTE 800, LTE 1800, LTE 2600, при чем используются протоколы LTE Cat.4, Cat.5, Cat.6. Это позволяет в теории получить скорость передачи данных до 100 Мбит/с на отдаче и до 50 Мбит/с на приеме.
Высокие частоты LTE становятся идеальным решением для регионов, где плотность населения достаточно высокая и где такая скорость передачи данных очень важна. К ним относятся, например, крупные промышленные города. Тем не менее, если все операторы станут работать только в диапазоне LTE 2600 – моментально возникнет проблема с покрытием радиосигнала.
Сейчас воспользоваться преимуществами технологии 4G могут жители Москвы, Санкт-Петербурга, Краснодара, Новосибирска, Сочи, Уфы и Самары. На территории России Yota стала одним из первых операторов, которые развивали четвертое поколение мобильных стандартов. Теперь к ним присоединились и такие крупные операторы, как Мегафон и МТС.
Оптимальным сегодня считается развитие LTE 1800 : эта частота является более экономичной и позволяет выйти на рынок новым компаниям, которые предлагают услуги мобильной связи. Еще дешевле строить сети на частоте 800 МГц. Таким образом, можно предугадать, что именно LTE 800 и LTE 1800 будут наиболее популярными среди операторов и, соответственно, у нас с вами.
Частоты LTE различных мобильных операторов
- Мегафон: частоты LTE 742,5-750 МГц / 783,5-791 МГц, 847-854,5 МГц / 806-813,5 МГц, 2530-2540 МГц / 2650-2660 МГц, 2570-2595 МГц (лицензия на Москву и Московскую область);
- МТС: частоты LTE 720-727,5 MHz / 761-768,5 МГц, 839,5-847 МГц / 798,5-806 МГц, 1710-1785 МГц / 1805-1880 МГц, 2540-2550 МГц / 2660-2670 МГц, 2595-2620 МГц (лицензия на Москву и Московскую область);
- Билайн: частоты LTE 735-742,5 МГц / 776-783,5 МГц, 854,5-862 МГц / 813,5-821 МГц, 2550-2560 МГц / 2670-2680 МГц.
Ростелеком: частоты LTE 2560-2570 / 2680-2690 МГц.
Yota: частоты LTE 2500-2530 / 2630-2650 МГц.
Теле2: частоты 791-798,5 / 832 - 839,5 МГц.
Усиление сигнала на разных частотах
Когда вы попадаете в зону неуверенного приема сигнала или на большое расстояние отдаляетесь от базовой станции своего оператора, без дополнительной антенны не обойтись.
Направленные антенны UMTS 900 сигнала имеет элементарную комплектацию и позволяют значительно повысить уровень связи. При этом более стабильным становится не только Интернет-соединение, но и качество передачи голоса во время телефонного разговора. Без антенны UMTS 2100 не обойтись, если вы хотите использовать интернет во время поездки: из-за постоянного переключения от вышки к вышке скорость передачи данных катастрофически падает.
Направленные антенны LTE 800 и антенны LTE 1800 – оптимальный вариант для усиления 4G сигнала в соответствующих частотах. У этих стандартов более высокая проникающая способность и дальность сигнала.
Тем не менее, скорость передачи данных выше у LTE 2600, благодаря чему 80% пользователей в Москве уже перешли на этот стандарт. И покупка антенны LTE 2600 является обязательным условием для тех, кто выбрал 4G LTE 2600 (Мегафон, МТС, Билайн, Ростелеком, Yota), чтобы получить максимальную скорость работы интернета. Усилитель LTE сигнала позволит гарантировано получить стабильную передачу данных на высоких частотах.
Решения от GSM-Репитеры.РУ
| LTE 800 | |||
Стандарты сотовой связи второго поколения нашли широкое распространение не только на территории России, но и в других странах. Самым известным стандартом 2G является GSM (Global System for Mobile Communications - Глобальная система мобильной связи). Около 80% сетей сотовой связи по всему миру построены по этому стандарту. Сети GSM используются 3 миллиардами людей более чем в 212 странах мира. Такое широкое распространение позволяет использовать международный между операторами сотовой связи, что дает возможность использовать абоненту свой телефон практически в любом уголке Земли. Причем именно возможность (в том числе и международного) является главной отличительной чертой стандарта GSM от .
Разработка стандарта GSM началась еще в 1982 году организацией по стандартизации . В 1991 году в Финляндии была введена в эксплуатацию первая в мире сеть GSM. Уже к концу 1993 года число абонентов, использующих этот стандарт, перевалило за миллион. К этому времени сети GSM были развернуты в 73 странах мира.
Сети стандарта GSM позволяют предоставлять широкий перечень услуг:
Благодаря этому GSM завоевал прочные позиции на рынке сотовой связи. Причем, можно с уверенность сказать, что на ближайшие несколько лет этот стандарт будет лидирующим.
Итак, рассмотрим основные элементы, входящие в состав системы GSM:
Сеть GSM делится на 2 системы. Каждая из этих систем включает в себя ряд функциональных устройств, которые, в свою очередь являются компонентами сети мобильной радиосвязи.
Данными системами являются:
Визитный регистр местоположения ()
Центр аутентификации ()
Регистр идентификации абонентского оборудования ()
– это база данных, содержащая информацию о идентификационных номерах мобильных телефонов GSM. Данная информация необходима для осуществления блокировки краденых трубок. не является обязательным элементом сети. В мире существует лишь несколько операторов, которые внедрили его в своей сети.
Если говорить о поколениях мобильной связи, то в России наиболее развито и широко представлено 2G. Основные стандарты второго поколения в РФ – GSM 900/1800 и CDMA 450. Как GSM, так и CDMA используются для голосовых звонков, текстовых сообщений и мобильного доступа в интернет. Хотя второе поколение и не может обеспечить таких же скоростей, как скажем, 3G, или 4G, но это единственный вид сотовой связи который присутствует во всех регионах Российской Федерации, даже в наиболее удаленных. Крупнейшими мобильными провайдерами на территории РФ являются МегаФон, МТС, Beeline, ВымпелКом и Теле2. В среднем покрытие территории РФ составляет 85%, однако МТС, к примеру, обеспечивает покрытие на 100% России.
(Кликните по изображению, чтобы увидеть его в полном размере)
Стандарт GSM в России использует частоты в 900 и 1800 МГц. Поскольку все мобильные телефоны являются дуплексными устройствами, для связи используются сразу две частоты, одна для приема, вторая для передачи данных. К слову, при методом триангуляции по вышкам сотовой связи используются именно эти две частоты. CDMA использует две частоты в диапазонах 450 и 850 МГц, с таким же дуплексным распределением. Крупнейшим CDMA провайдером является СКАЙЛИНК. Как мы уже отмечали, эти стандарты используются в основном для голосовых звонков, текстовых сообщений и мобильного доступа в интернет. Доступ в интернет реализован на технологиях GPRS и EDGE.
Третье поколение мобильной связи или 3G, которое широко используется по всему миру также представлено и в России. Крупнейшие сети 3G в стране работают на технологии WCDMA и согласно решению ГКРЧ работают на частотах 2000-2100 МГц. Под 3G следует понимать 3G со всеми надстройками: HSUPA, HSPDA HSPA+, которые часто ошибочно имеют как . Скорости передачи данных в таких сетях несравненно выше чем в сети GSM, и варьируется в диапазоне 2-14 Мбит/сек. Это поколение мобильной связи позволяет нам пользоваться быстрым мобильным интернетом и совершать видео звонки.
Крупнейшими операторами рынка услуг 3G в России являются МТС, МегаФон, ВымпелКом, Beeline и СКАЙЛИНК. Вместе эти компании обеспечивают работу сети 3G в более чем 120 крупнейших городах Российской Федерации. Покрытие сетей третьего поколения не так велико и сосредоточено, в основном, в густо населенных городах. 3G часто используют для организации скрытого беспроводного видео наблюдения, так как скорость передачи позволяет передавать потоковое видео, а низкое энергопотребление увеличивает время работы скрытой камеры. Это отчасти объясняет популярность .
Сети четвертого поколения также активно развиваются. Первыми компаниями, которые начали строительство такой сети являются Yota и Freshtel, после них в развитие этого поколения связи на территории РФ включились такие гиганты как МТС и МегаФон. Также в России былы недавно организованны производственные мощности, которые разрабатывают и собирают оборудование для базовых станций четвертого поколения, а также производят все необходимое для этого периферийное оборудование. Первым городом, где была запущена сеть 4G был Новосибирск, а после четвертое поколение мобильной связи появилось и в Москве. 4G представлена двумя стандартами - LTE (791-862 МГц) и Wi-Max (2500-2600 МГц). На сегодня сеть 4G полностью развернута в таких городах как: Москва, Санкт-Петербург, Сочи, Самара, Новосибирск, Уфа и Краснодар.
Выше были приведены наиболее распространенные стандарты сотовой связи, однако стоит отметить, что РФ также создала свою систему глобального позиционирования, под названием . Она была создана в замену американской спутниковой системе навигации GPS. ГЛОНАСС сильно отличается от GPS. Американская система работает на трех каналах и использует 3 разных частоты:1575.42, 1227.60 и 1176.45 МГц, и делится на гражданский и военный сектора, а частота 1575.42 МГц отведена для работы службы спасения. ГЛОНАСС, в свою очередь работает с двумя каналами, их частоты: 1602-1615 и 1246-1256 МГц. ГЛОНАСС наиболее популярен в приполярных районах, так как орбиты спутников ГЛОНАСС выше чем орбиты GPS и имеют лучшую видимость. Однако стоит отметить, что GPS определяет координаты точнее.
В целом можно сказать, что Россия имеет неплохое покрытие различными стандартами и поколениями сотовой связи, а высокие темпы не могут не радовать активных пользователей мобильных гаджетов.
Поколения мобильной телефонии
|
Поколе- ние |
2.5G |
3.5G |
||||
|
Начало разрабо- ток |
1970 |
1980 |
1985 |
1990 |
до 2000 |
с 2000 |
|
Реализа- ция |
1984 |
1991 |
1999 |
2002 |
2006-2007 |
2008-2010 |
|
Сервисы |
аналого- вый стандарт, синхрон- ная передача данных со скоростью до 9,6 кбит/с |
цифровой стандарт, поддер- жка коротких сообще- ний (sms) |
большая емкость, пакетная передача данных | еще большая емкость, большие скорости | увеличе- ние скорости сетей третьего поколе- ния | большая емкость, IP- ориентиро- ванная сеть, поддержка мультиме- диа, скорости до сотен Мбит/с |
|
Ширина канала |
1,9 |
14,4 |
384 |
2 |
3-14 Мбит/с |
1 Гбит/с |
|
Стан- дарты |
AMPS, TACS, NMT |
TDMA, CDMA, CDMA |
GPRS, EDGE, 1xRTT |
WCDMA, CDMA 2000, UMTS |
HSDPA |
единый стандарт |
|
Сеть |
PSTN, | сеть пакетной передачи данных | сеть пакетной передачи данных |
Интернет |
AMPS /D-AMPS /N-AMPS
Система сотовой подвижной связи стандарта AMPS (Advanced Mobile Рhone Service) была впервые введена в эксплуатацию в США в 1979г. Система работает в диапазоне 825-890 МГц и имеет 666 дуплексных каналов при ширине полосы частот каждого канала 30 кГц. Мощность передатчика базовой станции составляет 45 Вт, автомобильной подвижной станции - 12 Вт, переносного аппарата - 1 Вт. В стандарте использован ряд оригинальных технических решений, направленных на обеспечение качественной связи при минимальной стоимости оборудования.
На основе этого стандарта в дальнейшем были разработаны две его модификации: аналоговая N-AMPS (Narrowband Advanced Mobile Phone Service) и цифровая D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service). Оба эти варианта были созданы, в первую очередь, для размещения в выделенной полосе частот большего числа разговорных каналов. В N-AMPS это достигается использованием более узких полос частот каналов, а в D-AMPS - использованием временного разделения каналов. В системе сотовой связи стaндаpтa AMPS применяются базовые станции с антеннами, имеющими ширину диаграммы направленности 120°, которые устанавливаются в углах ячеек. Базовые станции подключены к центрам коммутации с помощью проводных линий, по которым передаются речевые сигналы и служебная информация. Длина управляющего сообщения, передаваемого абоненту, составляет 463 бита.
Стандарт D-AMPS имеет недостатки: небольшая зона покрытия одной базовой станции, повышенная мощность передатчика базовой станции, плохая поддержка среди производителей оборудования, т.к. стандарт уже выходит из использования. Из достоинств стоит отметить относительную дешевизну организации сети, достаточно высокое качество и конфиденциальность разговоров, в зоне уверенного приема - автоматическое переключение в аналоговый режим для лучшей передачи голоса.
TACS (Total Access Control System)– практически полный аналог AMPS – получил наибольшее распространение. В 1985 г. первая сеть на базе TACS была развернута в Англии. После этого в течение пары лет сети TACS охватили территории Испании, Австрии, Ирландии и Италии. В 1987 г. появилась первая модификация стандарта – ETACS (Extended TACS), которая обладала чуть большей емкостью (640 против 600 каналов). Однако, несмотря на улучшения, сети на базе ETACS за пределами Англии практически не распространились. Вторая модификация стандарта – JTACS или NTACS (Japan или Narrowband TACS) предназначалась исключительно для Японии. Отличия NTACS от TACS, можно сказать, были стандартны: за счет большего диапазона выделенных частот и меньшей ширины канала связи у системы увеличилось общее число каналов – фактически NTACS явился аналогом NAMPS. Сети на базе TACS оказались весьма живучи – лишь в конце 90-х Япония свернула сети JTACS; на родине стандарта и в других европейских странах данное событие произошло чуть раньше.
NMT (Nordic Mobile Telephone) - система сотовой подвижной радиосвязи общего пользования первого поколения. Это один из самых старых стандартов сотовой связи в мире, он был разработан в 1978 году и введен в эксплуатацию в 1981 году. Стандарт разрабатывался для местностей с большой территорией и небольшой плотностью населения, поэтому он как нельзя лучше подошел для России.
Стандарт NMT является аналоговым, отсюда вытекает его главный недостаток - плохая помехозащищенность, в больших городах приходится значительный уровень помех на диапазон частот около 450 МГц. Однако стоит удалиться от города - качество связи сильно улучшается и иногда превосходит качество проводных телефонных сетей. Основное преимущество - большой радиус действия базовой станции. Вполне приличная связь наблюдается в 70-ти км от базовой станции. К сравнению, телефон GSM-900, например, не может работать на расстоянии более 35 км от базовой станции.
Диапазон частот, в котором работает NMT: 453-457,5 МГц - для связи от телефона к базовой станции, 463-467,5 МГц - для связи от базовой станции к телефону. Шаг сетки каналов - 25 КГц (12,5 КГц при использовании интерливинга), максимальная емкость одной базовой станции - 180 (359 - при интерливинге) абонентов. Мощность передатчиков абонентских устройств 0,1-6,5 Вт.
NMT является федеральным стандартом, поэтому можно безбоязненно отправляться в путешествие по стране с телефоном NMT. Насчет международного роуминга - здесь ситуация хуже, во всем мире сети NMT потихоньку сворачиваются в пользу новых, более современных стандартов.
TDMA (Time Division Multiple Access)- множественный доступ с временным разделением. Стандарт TDMA активно используется современными цифровыми системами подвижной связи. В отличие от систем частоного разделения, все абоненты системы TDMA работают в одном и том же диапазоне частот, но при этом каждый имеет временные ограничения доступа. Каждому абоненту выделяется временной промежуток (кадр), в течении которого ему разрешается "вещание". После того, как один абонент завершает вещание, разрешение прередается другому, затем третьему и т.д. После того, как обслужены все абоненты, процесс начинается сначала. С точки зрения абонента его активность носит пульсирующий характер. Чем больше абонентов, тем реже каждому из них предоставляется возможность передать свои данные, тем, соответственно, меньше данных он сможет передать. Если ограничить потребности (возможности) абонента известной величиной, можно оценить количество пользователей, которых реально сможет обслужить система с таким способом разделения среды. Временное разделение, как правило, накладывается на частотное разделение и вещание ведется в выделенной полосе частот.
Среди трех соревнующихся стандартов сотовой связи TDMA занимает второе место после стандарта GSM, занимающего господствующее положение в Европе. Хотя этому стандарту в технологических дискуссиях зачастую уделяется недостаточно внимания, сети TDMA продолжают развиваться. Сейчас они используются в 70 странах мира и почти полностью покрывают Северную и Южную Америку. Успех TDMA связывают с чистотой воспроизведения голоса, которая обеспечивается новым голосовым кодером ACELP, двухдиапазонными и двухстандартными телефонами, возросшей емкостью, глобальным распространением и переходом к стандарту третьего поколения UWC-136. По мнению специалистов, увеличение рынка TDMA (IS-136) отражает ускоренный переход к цифровым методам и зрелость этой технологии. Важно, что все три ведущие цифровые технологии смогут стать основой для услуг беспроводной связи третьего поколения.
Разработка нового общеевропейского стандарта цифровой сотовой связи началась в 1985 году. Специально для этого было создана специальная группа - Group Special Mobile. Аббревиатура GSM и дала название новому стандарту. Позднее GSM, благодаря ее широкому распространению, стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications. К настоящему времени система GSM развилась в глобальный стандарт второго поколения, занимающий лидирующие позиции в мире, как по площади покрытия, так и по числу абонентов.
Cтандарт GSM предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот: 890-915 МГц (для передатчиков подвижных станций - MS), 935-960 МГц (для передатчиков базовых станций - BTS).
В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (NB ТDМА). В структуре ТDМА кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих.
Для защиты от ошибок в радиоканалах при передаче информационных сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.
Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванными многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс.
Система синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233 мкс, что соответствует максимальной дальности связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.
В стандарте GSM выбрана гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в паузах и в конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением/долговременным предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием (RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речево, о сигнала - 13 кбит/с.
В стандарте GSM достигается высокая степень безопасности передачи сообщений; осуществляется шифрование сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA).
В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN).
GSM 900 - цифровой стандарт мобильной связи, использующий диапазон частот 890 - 960 МГц. Стандарт GSM 900 распространен в Европе, Азии, России и используется практическими всеми современными европейскими провайдерами, однако желательно, чтобы наряду с GSM 900 аппарат поддерживал и стандарт GSM 1800, т.к. в этом случае при возникновении помех на частоте 900 МГц телефон сможет переключиться на частоту 1800 МГц.
GSM 1800 - цифровой стандарт мобильной связи, использующий диапазон частот 1710-1880 МГц. Данный стандарт распространен в Европе, России, Австралии, в Тихоокеанских странах Азии. При покупке мобильного телефона необходимо выяснить, в каком стандарте работают местные операторы сотовой связи, т.к. телефон стандарта GSM 1800 не будет функционировать в сети GSM 900, а аппарат стандарта GSM 900 - в сети GSM 1800. Практически все современные провайдеры в Европе используют стандарты GSM 1800 и GSM 900, поэтому наиболее популярными являются двухдиапазонные телефонные аппараты GSM 900/1800 - при включении такой телефон сам за доли секунды определяет, на какой частоте сигнал лучше, и настраивается на нее.
GSM 1900 - цифровой стандарт мобильной связи, использующий частоту 1900 МГц. Данный стандарт распространен в США и Канаде, поэтому если вы хотите пользоваться телефоном в этих странах (при условии, что ваш оператор сотовой связи предоставляет там услуги роуминга), ваш аппарат должен поддерживать GSM 1900.
PDC (Personal Digital Cellular) - стандарт сотовой связи используемый в Японии.
Стандарт основан на трехслотовом решении TDMA. При этом ширина несущей составляет 25 кГц. Несмотря на то что сети PDC расположены только в Японии, этот стандарт уверенно занимает вторую после GSM позицию в peйтинге популярности среди цифровых стандартов по количеству абонентов. И это неудивительно: в начале 2000 года число абонентов сотовой связи Японии превысило число абонентов стандартной проводной телефонии. Кстати, именно в Японии уже работают тестовые участки сетей третьего поколения - несмотря на быстрые темпы развития сотовых систем связи, японцы опередили всех остальных более чем на год.
СDMA (Code Division Multiple Access)- система множественного доступа с кодовым разделением - стала, возможно, самой многообещающей системой, появившейся на мировом рынке. Десятилетия назад эта технология использовалась в военной связи (США), а сегодня известна всем как глобальный цифровой стандарт для коммерческих систем коммуникаций. За последние пять лет технология использования CDMA была протестирована, стандартизирована, лицензирована и запущена в производство большинством поставщиков беспроводного оборудования и уже применяется во всем мире. В отличие от других методов доступа абонентов к сети, где энергия сигнала концентрируется на выбранных частотах или временных интервалах, сигналы CDMA распределены в непрерывном частотно-временном пространстве. Фактически метод манипулирует и частотой, и временем, и энергией.
В технологии CDMA возможно обеспечение высокого качества речи при одновременном снижении излучаемой мощности и уровне шумов. Результатом является постоянное высокое качество передачи речи и данных с минимальной средней выходной мощностью.
В сотни раз меньшее значение выходной мощности в отличие от других, используемых в настоящее время стандартов - отличительное качество технологии CDMA при рассмотрении двух немаловажных факторов:
воздействия на организм человека; продолжительности работы без подзарядки аккумулятора.
Емкость CDMA от десяти до двадцати раз выше, чем у аналоговых систем, и в три- шесть раз превышает емкость других цифровых систем. Сети, построенные на ее основе, эффективно используют радиочастотный ресурс, благодаря возможности многократного использования одних тех же частот в сети.
По характеристикам качества передачи речи параметры CDMA сопоставимы с качеством проводных каналов. Поскольку по каналам CDMA передается не только голос, но и любая другая информация, особую ценность имеет отсутствие помех. Если рядовой пользователь, по большому счету, безразличен к тому, звучит его голос при телефонном разговоре с безупречной чистотой или с небольшими помехами, то ошибки, допущенные при передаче файлов, могут нарушить целостность, например, корпоративной базы данных. Применяемый "код" служит не только для идентификации разговора того или иного пользователя, но и является одновременно своеобразным фильтром, устраняющим искажения и фоновые помехи. Встроенный алгоритм кодирования обеспечивает высокую степень конфиденциальности, обеспечивая защиту от несанкционированного доступа и прослушивания.
Система CDMA обеспечивает меньшую задержку в передаче голосового сообщения, чем другие системы подвижной связи. При использовании CDMA не приходится применять изощренные средства для подавления эхо-сигнала. Совершенный метод коррекции ошибок позволяет эффективно бороться с многолучевым распространением сигнала. Это свойство дает дополнительные преимущества CDMA в условиях городов с высотными застройками.
Абонент не хочет оставаться без связи при пересылке факса, когда телефон длительное время занят. CDMA предоставляет дополнительный сервис, обеспечивающий одновременную передачу голоса и факса по одному каналу. В технологии CDMA реализованы оригинальные алгоритмы упаковки данных для большей скорости их передачи.
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - широкополосный CDMA)- технология радиоинтерфейса избранная большинством операторов сотовой связи Японии и (в январе 1988 года) институтом ETSI (European Telecommunications Standards Institute) для обеспечения широкополосного радиодоступа с целью поддержки услуг третьего поколения.
Технология оптимизирована для предоставления высокоскоростных мультимедийных услуг типа видео, доступа в Интернет и видеоконференций; обеспечивает скорости доступа вплоть до 2 Мбит/с на коротких расстояниях и 384 Кбит/с на больших с полной мобильностью. Такие величины скорости передачи данных требуют широкую полосу частот, посему ширина полосы WCDMA составляет 5 Мгц. Технология может быть добавлена к существующим сетям GSM и PDC, что делает стандарт WCDMA наиболее перспективным с точки зрения использования сетевых ресурсов и глобальной совместимости.
WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов) представляет собой технологию, использующую расширенную полосу пропускания и разновидность принципа DMA. Это технология мобильной радиосвязи третьего поколения, обеспечивающая значительно более высокие скорости передачи данных, чем стандарт GSM. WCDMA поддерживает передачу голоса, изображений, данных и видео в сетях мобильной связи на скорости до 2 Мбит/с (локальный доступ) или 384 кбит/с (глобальный доступ). WCDMA используется в основном в Европе при переходе от стандарта GSM к стандарту UMTS.
Стандарт CDMAOne существует в вариациях IS-95a, IS-95b (cellular по американской терминологии, 800 МГц) и J-STD-008 (PCS, диапазон 1900). Аббревиатура IS (interim standard - временной стандарт) используется для учета в Ассоциации телекоммуникационной промышленности TIA (Telecommunications Industry Association). Как правило, в сетях CDMAOne используется IS-95a, он обеспечивают передачу сигнала со скоростью 9,6 кбит/с (с кодированием) и 14,4 кбит/с (без кодирования). Версия IS-95b основана на объединении нескольких каналов CDMA, организуемых в прямом направлении (от базовой станции к мобильной). Скорость может увеличиваться до 28,8 кбит/с (при объединении двух каналов по 14,4 кбит/с) или до 115,2 кбит/с (8 каналов по 14,4 кбит/с). Собственно, кроме IS-95 сети CDMAOne используют еще целый набор протоколов и стандартов.
Коммерческие сети CDMAOne появились в 1995 году и пользуются заслуженной популярностью как на своей родине, в Америке, так и в Азии. Именно CDMAOne подразумевают под терминами "CDMA" и "CDMA-800" (наибольшее распространение получил именно 800-мегагерцовый вариант, IS-95). Прямой и обратный каналы располагаются соответственно в диапазонах 869,040-893,970 и 824,040-848,860 МГц. Используются 64 кода Уолша и несущие в 1.25 МГц.
Стандарт CDMA2000 является дальнейшим развитием стандарта 2 поколения CDMAOne. Дальнейшим развитием CDMAOne должен был стать IS-95c, и именно это обозначение очень часто используется производителями.
Официальным обновлением стандарта, разработанным компанией Qualcomm и утвержденным ITU (Международный союз электросвязи, International Telecommunication Union), является CDMA2000. В документах Lucent Technologies встречается обозначение IS-2000. Наконец, международный союз электросвязи (МСЭ) отобрал из десяти предложенных проектов пять радиоинтерфейсов третьего поколения IMT-2000 (International Mobile Telecommunications System - 2000 - Международная система мобильной связи - 2000), в их числе - IMT-MC (Multi Carrier), который представляет собой модификацию многочастотной системы CDMA2000, в которой обеспечивается обратная совместимость с оборудованием стандарта CDMAOne (IS-95).
Еще один из пяти стандартов IMT-2000 - IMT-DS (Direct Spread) - построен на базе проектов WCDMA и взят за основу европейской системы UMTS.
На начало 2003г. из 127 миллионов пользователей CDMA почти 15 миллионов использовали технологию CDMA2000. В течение первых семи месяцев 2002 года, в Азии и Америке было запущено 11 сетей CDMA2000 и общее количество этих сетей составляло 18. Это - 99% рынка 3G, на IMT-MC приходилось 14.8 миллионов абонентов, на UMTS - 0.13 миллиона.
Однако, стоит отметить, что реализованная фаза CDMA2000 1X все же не является полноценным 3G, ибо не дотягивает до обязательных двух мегабит. Поэтому ее чаще называют 2.5G.
Изначально CDMA2000 (IMT-MC) разделили на две фазы - 1X и 3X. Именно к первой фазе применяется название IS-95C. А вторую позже назвали 1X-EV (evolution), разделив ее на две фазы - CDMA2000 1X EV-DO (data only) и CDMA2000 1X EV-DV (data & voice).
И именно стандарт CDMA2000 1X EV-DO подразумевается под 3G IMT-MC. Стандарт 1x-EV-DO был принят TIA в октябре 2000 года и предусматривает следующую схему функционирования: аппарат одновременно производит поиск сети 1x и 1xEV, передачу данных осуществляет с помощью 1xEV, голоса - с помощью 1x.
Стандарт 1xEV-DV полностью соответствует всем требованиям 3G. Его практическая реализация планируется в 2003-2004 годах.
Теперь о CDMA-450. Следует отметить, что стандарты семейства CDMA2000 не требуют организации отдельной полосы частот и в ходе их эволюционного развития от CDMAOne могут быть реализованы во всех частотных диапазонах используемых системами сотовой подвижной связи (450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 МГц).
Сети с пакетной передачей данных - (General Packet Radio Service, GPRS) - это технология, стандартизированная ETSI как часть развития стандарта GSM фазы 2+ и представляющая собой первую реализацию пакетной коммутации в сетях стандарта GSM, ранее использовавших только технологию коммутации каналов. Вместо передачи непрерывного потока данных через постоянное соединение, при пакетной коммутации сеть используется только в случае наличия данных для передачи. Применение технологии GPRS позволяет пользователям пересылать и принимать данные на скоростях до 170,2 кбит/с.
Внедрение технологии GPRS принесло операторам сетей GSM значительные выгоды. Впервые стало возможным использование Интернет-протокола IP (Internet Protocol) в сетях GSM, а также подключение к огромному количеству частных и общественных сетей с применением стандартных промышленных протоколов передачи данных, таких, как TCP/IP и X.25. Стандарт GPRS особенно эффективен при скудости спектральных ресурсов, он позволяет операторам сетей GSM предлагать широкий выбор ценных возможностей, повышая их конкурентоспособность.
GPRS идеален для "импульсных" приложений для передачи данных, таких, как электронная почта или доступ в Интернет. Он позволяет устанавливать "виртуально-постоянное соединение" с источниками данных, так что Вы получаете данные, едва найдя их. Такая оперативность достижима в сетях с коммутацией каналов. Внедряя стандарт GPRS, операторы GSM получили в свое распоряжение сети с возможностями третьего поколения.
Компания MOTOROLA отличается от прочих производителей тем, что провозглашает лозунг "GPRS повсюду" - на массовом рынке для горизонтальных приложений (например, групповые интерактивные игры), на рынке бизнес-приложений для регулярного мобильного вертикального доступа к огромным массивам корпоративной информации (например, в службах доставки).
Расширенный диапазон передачи данных для развития стандарта GSM (Enhanced Datarate for GSM Evolution, EDGE) соединяет в себе набор новых и альтернативных схем модуляции, которые могут применяться внутри структуры временного отрезка радиоканала GSM, обеспечивая более высокую скорость передачи данных или улучшенные спектральные характеристики. Фаза 1 технологии EDGE (стандартизована в конце 1999 г.) использует функции GPRS, обеспечивая скорость передачи данных до 384 кбит/с. Фаза 2 (должна быть разработана до конца 2000 г.) предоставляет обслуживание в режиме реального времени, например передачу звука и мультимедиа (видео).
EDGE внедряется не только в среде GSM, но также на рынке TDMA (IS-136) и iDEN в США с применением тех же технических стандартов, чтобы обеспечить использование GPRS, а в дальнейшем - голосового обслуживания. Поскольку 384 кбит/с - это скорость передачи данных, которая будет поддерживаться первой фазой сетей третьего поколения, EDGE может стать альтернативой для операторов GSM, которые не получат лицензию третьего поколения, или там, где это позволяет регулятор.
1XRTT (One Times Radio Transmission Technology) - 2.5G мобильная технология передачи цифровых данных, основанная на CDMA-технологии. Использует принцип передачи с коммутацией пакетов. Теоретически возможная скорость передачи 144 Кбит/сек, но на практике реальная скорость менее 40-60 Кбит/сек. 1XRTT использует лицензируемый радиочастотный диапазон и, подобно другим мобильным технологиям, широко распространена.
UMTS - Универсальная система мобильных телекоммуникаций (Universal Mobile Telecommunications System) - является членом европейского семейства стандартов мобильной сотовой связи третьего поколения. Большая часть исходных задач UMTS, таких как глобальный роуминг и персонализация обслуживания, достигнута в ходе развития стандарта GSM. Основное отличие UMTS, состоит в использовании нового частотного диапазона 2 ГГц, что позволяет добиться более высокого по сравнению с GSM качества обслуживания благодаря повышению скорости передачи данных и ёмкости каналов, а также благодаря внедрению пакетной архитектуры сети, поддерживающей функции передачи голоса и данных.
UMTS обеспечивают две основные компоненты: радиосеть и несущая сеть. Радиосеть состоит из мобильного оборудования и базовой станции, между которыми коммутируется передача данных. Несущая сеть, в свою очередь, соединяет базовые станции друг с другом, а также создаёт соединения с сетью ISDN и Интернетом.
При значительно большей полосе пропускания (5 МГц), чем у GSM (200 кГц) и используя для передачи метод CDMA (Code Division Multiple Access) становится возможным передать информацию любого типа (мультимедийные приложения, загрузка из Интернета, видео и аудио) при высокой (2 Мбит/с) скорости передачи.
Это делает UMTS до 200 раз быстрее, чем сеть GSM (9,6 кбит/с). Это позволяет передавать 1-2 источника видео в реальном времени с полным разрешением и приемлемым качеством.
Интересная особенность относительно UMTS заключается не только в том, что UMTS обладает очень высокой передающей способностью, но и в том, что он также поддерживает различные протоколы передачи, такие как TCP/IP, в комбинации с мобильностью .
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) - технология высокоскоростного пакетного доступа по входящему каналу. Технология HSDPA является логическим продолжением WCDMA. Стандарт позволяет увеличить скорость передачи данных в сетях 3G примерно во столько же раз, что и технология EDGE, развернутая поверх сети GPRS. В абсолютных цифрах пиковая скорость передачи данных в сети HSDPA - 8 Мбит/с, тогда как средняя - 1-1,5 Мбит/с. Для наглядности стоит сказать, что при пиковой производительности на HSDPA-телефоне можно будет смотреть сразу восемь цифровых кинофильмов.
Назначение HSDPA - обеспечечить эффективное использование радиочастотного спектра при предоставлении услуг, требующих высокой скорости передачи пакетных данных по нисходящим каналам, таких как доступ в Интернет и загрузка файлов. Эта технология хорошо адаптирована к условиям города и закрытых помещений.
В основу технологии HSDPA положены адаптивные схемы модуляции и кодирования QPSK и 16 QAM; протокол ретрансляции Hybrid Automatic Repeat Request; оперативное определение очередности передачи пакетов на базовой станции Node В протоколом MAC-high speed. HSDPA базируется на высокоскоростном общем нисходящем канале (High-Speed Downlink Shared Channel - HS-DSCH), способном поддерживать высокие скорости передачи данных. Технология позволяет обслуживать разных пользователей, осуществляя мультиплексирование с временным и кодовым разделением, то есть идеально подходит для обработки прерывистого пакетного трафика в многопользовательской среде.
По сравнению с UMTS, HSDPA можно передавать в три раза больше данных и поддерживать вдвое больше мобильных пользователей на одну соту. Стоит отметить, что в настоящее время в полевых условиях скорость в нисходящем канале 3G (к пользователю) составляет порядка 384 Кбит/с (теоретически скорость, согласно спецификации 3G, должна составлять 2,4 Мбит/с).
Кроме того, HSDPA значительно улучшает качество предоставляемых абоненту мультимедийных услуг (именно за счет высокой скорости задержка становится неощутимой, а объем передаваемой информации увеличивается).
Аналогично , технология высокоскоростной пакетной передачи данных по направлению «вверх» (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 счет применения более совершенных методов модуляции.
Теоретически стандарт HSUPA рассчитан на максимальную скорость передачи данных по направлению «вверх» до 5,8 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.
UMA (Unlicensed Mobile Access) - новое решение, позволяющее абонентским устройствам работать в сетях GSM/GPRS при помощи нелицензируемых каналов Bluetooth и Wi-Fi (802.11). С помощью технологии UMA операторы могут предложить абонентам услуги роуминга и хэндовера между сотовыми сетями и беспроводными нелицензируемыми сетями частного и общего доступа с помощью двухрежимных телефонов и КПК.
UMA дает возможность пользователю, попавшему в зону покрытия домашней или общественной точки доступа ("хот-спот"), получать высококачественные услуги связи с помощью единого устройства доступа и единого телефонного номера. В результате мы получаем реальную конвергенцию услуг мобильной передачи голоса и данных с прозрачным хэндовером (переходом абонента из одной сети в другую без потери соединения).
EV-DO - это технология сетей мобильной связи третьего поколения (3G), стандартизированная 3GPP2 в рамках развития и обеспечивающая высокоскоростную передачу данных со скоростью до 2,4 Мбит/с.
Преимущества технологии EV-DO открывают целый ряд новых возможностей для пользователей. В частности, быстрое подключение к сети Интернет вне зависимости от местоположения и времени суток, организация высокоскоростных корпоративных VPN-сетей, широкий спектр услуг мобильного мультимедиа, мощный инструментарий для создания мобильных "рабочих мест". Корпоративным клиентам использование технологии EV-DO позволяет заметно повысить производительность труда сотрудников за счет повсеместного доступа в любое время к корпоративным данным с помощью защищенных и простых решений, совершенствовать текущие бизнес-процессы и выстраивать свой бизнес, а также ускорить реагирование на проблемы эксплуатации и вопросы клиентов.
На сегодняшний день технология EV-DO используется в самых различных сферах: в банках и страховых компаниях, в дистрибуторских организациях и предпринимателями, имеющими торговые сети, органами государственной власти и пользователями домашнего Интернета как альтернатива выделенным линиям или dial-up.
В числе производителей оборудования для сетей EV-DO такие ведущие мировые компании как Lucent Technologies, Huawei Technologies, Nortel Networks, Samsung. Украинским оператором, работающем в стандарте EV-DO, является Peoplenet.
CSD (Circuit Switched Data) — технология передачи данных, разработанная для мобильных телефонов стандарта GSM. CSD использует один временной интервал для передачи данных на скорости 9,6 кбит/с в подсистему сети и коммутации (Network and Switching Subsystem NSS), где они могут быть переданы через эквивалент нормальной модемной связи в телефонную сеть.
Поскольку максимальная скорость передачи данных для единичного временного интервала составляет 9,6 кбит/с, многие операторы выделяют два и более временных слота для вызовов CSD.
До появления CSD передача данных в мобильных телефонах выполнялась за счет использования модема, либо встроенного в телефон, либо присоединенного к нему. Из-за ограничений по качеству аудио сигнала, такие системы имели максимальную скорость передачи данных равную 2,4 кбит/с. С появлением цифровой передачи данных в GSM, CSD предоставил практическим прямой доступ к цифровому сигналу, позволяя достичь более высоких скоростей. В тоже время, использование в GSM сжатия звука, ориентированного на речь, фактически означает, что скорость передачи данных с использованием обычного модема, подсоединенного к телефону, будет даже ниже, чем в традиционных аналоговых системах.
CSD-вызов работает очень похоже на обычный голосовой вызов в GSM сетях. Выделяется единичный временной интервал между телефоном и базовой станцией. Выделенный «подвременной интервал» (16 кбит/с) устанавливается между базовой станцией и транскодером, и, наконец, другой временной слот (64 кбит/с) выделяется для передачи данных между транскодером и центром коммутации: Mobile Switching Centre (MSC).
HSCSD (High Speed Circuit Switched Data - высокоскоростная передача данных по сетям с коммутацией каналов) - многоканальная платформа для передачи данных в сетях GSM. Она преодолевает ограничения беспроводных сетей связи по скорости, позволяя абонентам GSM передавать данные со скоростями сравнимыми и даже превышающими скорости передачи в проводных сетях. При использовании технологии HSCSD максимальная скорость может составить 57.6 кбит/с. HSCSD специально разработана для развития существующей инфраструктуры GSM путем модернизации программного обеспечения, поэтому внедрение этого решения производится быстро и экономично.
Для конечных пользователей HSCSD открывает возможность использования целого ряда новых приложений беспроводной связи. HSCSD позволяет просматривать с мобильного терминала WEB-страницы с более насыщенным графическим содержанием. Кроме того, пользователи получают возможность высокоскоростного доступа к ЛВС и корпоративным сетям.
HSCSD позволяет даже организовать дистанционное видеонаблюдение в тех местах, где прокладка кабеля нецелесообразна или невозможна. Необходимо упомянуть и возможность организации видеоконференций по беспроводному интерфейсу.
HSPA (High-Speed Packet Access - высокоскоростная пакетная передача данных) - технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным сетям WCDMA/UMTS.
Технология базируется на двух предшествующих стандартах:
- - High-Speed Downlink Packet Access;
- - High-Speed Uplink Packet Access.
В настоящий момент, по подсчетам Ericsson, в мире развернуто 128 сетей HSPA, а на рынке доступно 300 устройств с поддержкой данной технологии.