Что такое 1G, 2G, 3G, 4G и все что между ними / Хабр

1g – аналоговые соты

Концепция запущена (1979 год) японской компанией Ниппон телеграф и телефон (NTT), охватив метрополию Токио. Выполнив план пятилетки, инженеры покрыли сеткой острова архипелага. 1981 считается годом рождения датской, финской, норвежской, шведской систем связи NMT.

Единый стандарт помог реализовать международный роуминг. США выжидал 2 года, лицезря европейские успехи. Затем чикагский провайдер Америтех, используя аппараты Моторола, начал захват рынка. Последовали аналогичные шаги со стороны Мексики, Канады, Великобритании, России.

Северная Америка (13 октября 1983 – 2008 г.г.), Австралия (28 февраля 1986, Телеком), Канада широко использовали AMPS; Великобритания – TACS; Западная Германия, Португалия, Южная Африка – С-450; Франция – Радиоком 2000; Испания – ТМА; Италия – RTMI. Японцы плодили стандарты неимоверно быстро: TZ-801, TZ-802, TZ-803. Конкурент NTT создал систему JTACS.

Стандарт включает цифровой вызов станции, однако передача информации полностью аналоговая (модулированный сигнал ДМВ выше 150 МГц). Шифрование отсутствовало напрочь, набивая монетой карманы частных детективов. Частотное деление каналов оставляло место незаконному клонированию устройств.

6 марта 1983 запущена разработка мобильника DynaTAC 8000X Америтех, стоившая компании состояние. Целое десятилетие устройство силилось достигнуть прилавки магазинов. Список желающих подписаться исчислялся тысячами индивидов, невзирая на явные недостатки:

  • Время жизни батареи.
  • Габариты.
  • Быстрая разрядка.

Поколение телефонов позже успешно модернизировали, обеспечивая апгрейд к поколению 2G.

2g – цифровая связь

Появлением второй ступени развития отмечено начало 90-х. Сразу обозначились два главных конкурента:

  1. Европейский GSM.
  2. Американский CDMA.

Ключевые отличия:

  1. Цифровая передача информации.
  2. Внеполосный вызов вышки телефоном.

Эру 2G называют эпохой заказанных телефонов. Покупателей слишком много, производитель заранее собирал списки желающих. Первой сеть Радиолиния запустила Финляндия. Европейские частоты исторически выше американских, некоторые диапазоны 1G и 2G (900 МГц) накладываются. Устаревшие системы ускоренно закрывали. Американский IS-54 захватил прежние ресурсы AMPS.

IBM Simon принято считать первым смартфоном: мобильник, пейджер, факс, PDA. Программный интерфейс предоставлял календарь, адресную книгу, часы, калькулятор, блокнот, электронную почту, опцию предсказания следующего символа наподобие Т9. Тачскрин обеспечивал управление клавиатурой QWERTY. Комплект дополнял стилус. Карта памяти PCMCIA ёмкостью 1,8 МБ расширяла функционал.

Наметилась тенденция минимизации аппаратов. Кирпичи начинали весить 100-200 г. Впервые оценены публикой СМС-сообщения. Первый (сгенерированный автоматически) GSM-текст послали 2 декабря 1992 года, в 1993 – произвели опробирование люди. Метод пакетной предоплаты вскоре сделал СМС общение популярной молодёжной забавой. Позже страсть охватила старшие поколения.

Появлением сервиса мобильных платежей (автоматы Кока-Кола, парковки), выходом платного медиаконтента ознаменован 1998 год: провайдером Радиолиния (ныне Элиза) продан первый рингтон. Изначально новостные подписки (2000 г.) распространяли бесплатно, сервис оплачивали рекламными взносами спонсоров.

3g, 3.5g, 3.75g… и 2.75g тоже

В дополнение к вышеупомянутым требованиям к скорости передачи данных, спецификации 3G призывали обеспечить легкую миграцию с сетей второго поколения. Для этого, стандарт, называемый UMTS стал топовым выбором для операторов GSM, а стандарт CDMA2000 обеспечивал обратную совместимость.

После прецедента с GPRS, стандарт CDMA2000 предлагает собственную технологию непрерывной передачи данных, называемую 1xRTT. Смущает то, что, хотя официально CDMA2000 является стандартом 3G, он обеспечивает скорость передачи данных лишь немногим больше, чем GPRS — около 100 кБит/с.

Стандарт EDGE — Enhanced Data-rates for GSM Evolution — был задуман как легкий способ операторов сетей GSM выжать дополнительные соки из 2.5G установок, не вкладывая серьезные деньги в обновление оборудования. С помощью телефона, поддерживающего EDGE, вы могли бы получить скорость, в два раза превышающую GPRS, что вполне неплохо для того времени. Многие европейские операторы не стали возиться с EDGE и были приверженцами внедрения UMTS.

Итак, куда же отнести EDGE? Это не так быстро, как UMTS или EV-DO, так что вы можете сказать, что это не 3G. Но это явно быстрее, чем GPRS, что означает, что она должна быть лучше, чем 2.5G, не так ли? Действительно, многие люди назвали бы EDGE технологией 2.75G.

Спустя десятилетие, сети CDMA2000 получили обновление до EV-DO Revision A, которая предлагает немного более высокую входящую скорость и намного выше исходящую скорость. В оригинальной спецификации, которая называется EV-DO Revision 0, исходящая скорость ограничена на уровне 150 кБит/с, новая версия позволяет делать это в десять раз быстрее.

Дальнейшие усовершенствования UMTS будут использовать HSPA , dual-carrier HSPA , и HSPA Evolution, которые теоретически обеспечат пропускную способность от 14 МБит/с до ошеломительных 600 МБит/с. Итак, можно ли сказать что мы попали в новое поколение, или это можно назвать 3.75G по аналогии с EDGE и 2.75G?

Антенны базовых станций. заглянем внутрь

В сотовой связи чаще всего используют секторные панельные антенны, которые имеют диаграмму направленности (ДН) шириной в 120, 90, 60 и 30 градусов. Соответственно, для организации связи во всех направлениях (от 0 до 360) может потребоваться 3 (ширина ДН 120 градусов) либо 6 (ширина ДН 60 градусов) антенных блоков. Принцип работы сотовой связи - фотография 161

А ниже вид типовых диаграмм направленности в логарифмическом масштабе.

Большинство антенн базовых станций широкополосные, позволяющие работать в одном, двух или трех диапазонах частот. Один из эффективных методов управления излучаемой мощностью – это управление углом наклона антенны, что позволяет изменить площадь облучения диаграммы направленности.

Антенны могут иметь фиксированный угол наклона, либо имеют возможность дистанционной регулировки с помощью специального программного обеспечения, располагаемого в блоке управления БС, и встроенных фазовращателей. 

С учетом современных реалий развития беспроводных технологий, базовые станции должны поддерживать работу 2G, 3G и LTE сетей. И если блоки управления базовых станций сетей разных поколений удается вместить в один коммутационный шкаф без увеличения габаритного размера, то с антенной частью возникают значительные трудности.

Например, в многодиапазонных антенных панелях количество коаксиальных соединительных линий достигает 100 метров! 

С целью снижения электрических потерь и уменьшения точек пайки часто делают микрополосковые линии, это позволяет выполнить диполи и систему запитки всей антенны по единой печатной технологии. 

Базовые станции. общие сведения

Так выглядят антенны сотовой связи, установленные на крышах зданий. Эти антенны являются элементом базовой станции (БС), а конкретно – устройством для приема и передачи радиосигнала от одного абонента к другому, и далее через усилитель к контроллеру базовой станции и другим устройствам.

Подключение базовой станции к  сети оператора связи может производиться по радиорелейной связи, поэтому рядом с “прямоугольными” антеннами блоками БС можно увидеть радиорелейную тарелку.

С переходом на более современные стандарты четвертого и пятого поколений, для удовлетворения их требований, подключать станции нужно будет исключительно по волоконной оптике. В современных конструкциях БС оптоволокно становится неотъемлемой средой передачи информации даже между узлами и блоками самой БС.

Оборудование базовой станции располагается в нежилых помещениях здания, либо устанавливается в специализированные контейнеры (закрепленные на стенах или столбах), ведь современное оборудования выполняется довольно компактно и может запросто поместиться в системный блок серверного компьютера.

Временное деление

Контролёр выделяет абоненту фиксированный интервал времени. Без учёта загруженности слота.

Говорит москва!

Советский инженер Леонид Куприянович (1957-1961 г.г.) представил первые экземпляры устройств. Вес модели составил 70 г, вполне позволяя корпусу быть ухваченным ладонью. Правительство, призрев усилия москвича, отдало приоритет развитию автомобильной версии «Алтай», призванной обустроить тяжкий быт управленцев.

Столичная выставка Инфорга-65 представила труд болгарской компании Радиоэлектроника. Идея используется поныне: деление приемопередающей аппаратуры. Тяжелую работу выполняет базовая станция, относительно маленькая трубка позволяет абоненту говорить в пределах территориально ограниченной области.

Мобильная телефония прямиком выводит стандарт 0G, использованный зародившейся компанией МТС.

Железные дороги

Массовое производство переносных радиостанций прогорело. Начиная 1918 годом, участок Берлин-Цоссен немецких железных дорог тестирует беспроводные телефоны. Шесть лет спустя линия Берлин-Гамбург предоставила приватным пассажирам аналогичный сервис. 1925 считают отравной точкой промышленного изготовления. Теперь пассажиры первого класса могу звонить абонентам, наслаждаясь прелестями путешествия.

Читайте про операторов:  Yota это развод? Отзывы о провайдере | Это развод™

Первые переносные радиостанции 40-х годов весили изрядно, больше напоминая солидных размеров рюкзак. США (Сант-Луис, Миссури) начали разработки коммерческих образцов 17 июня 1946 года. Вскоре компания AT&T анонсировала Мобильный телефонный сервис (МТС). Родилось сразу несколько разрозненных локальных операторов.

Зона обслуживания базовых станций

Есть различные типы базовых станций: макро, микро, пико и фемтосоты. Фемтосота не является базовой станцией. Это, скорее, Access Point (точка доступа). Данное оборудование изначально ориентируется на домашнего или офисного пользователя. Фемтосота имеет габариты домашнего роутера:

Как работает мобильная связь: ликбез

Обратите внимание на промышленные здания, городские высотки и специальные вышки. На них располагаются большие серые прямоугольные блоки с торчащими антеннами разных форм. Это приемо-передающие операторов сотовой связи. От антенны сигнал по кабелю передается непосредственно в управляющий блок станции. Вместе они и образуют базовую станцию [антенны и управляющий блок].

В свою очередь, контроллеры кабелями подключены к «мозговому центру»  – коммутатору. Коммутатор обеспечивает выход и вход сигналов на городские телефонные линии, на других операторов сотовой связи, а также операторов междугородней и международной связи.

Принцип работы сотовой связи - фото 59Принцип работы сотовой связи - фотография 60

Несмотря на своё название, пчёлы в функционировании сотовой связи никак не задействованы. Сотовой связь называется потому, что территория, на которой обеспечивается связь, разбивается на отдельные ячейки или соты.

Соты формируют многочисленные базовые станции – это совокупности антенн, расположенные где-то на крышах зданий.

Каждая такая станция способна поймать сигнал от сотового телефона на расстоянии до 35 километров.

Антенна базовой станции разбита на несколько участков, каждый из которых направлен в свою сторону.

Антенна может включать в себя до шести секторов, каждый из которых в состоянии обрабатывать до 72 звонков одновременно.

То есть теоретически одна базовая станция может обрабатывать до 432 звонков, правда на практике используется меньшее количество секторов антенны.

Провода от антенн тянутся в специальный домик, который по сути и является базовой станцией.

Физически она выполнена в виде двух железных шкафов, установленных в помещениях с хорошей системой вентиляции.

Как правило, базовые станции устанавливаются на чердаках или крышах в специальных контейнерах.

За городом антенны базовых станций как правило устанавливают на антенно-мачтовых сооружениях.

Это наиболее эффективный способ обеспечить связью трассы и большие территории за пределами города.

В этом случае базовые станции располагаются в специализированных вагончиках около вышек.

Провода спускаются от антенн и проникают в помещение.

С базовых станций вызов переводится на центральный контроллер, где и происходит установление соединения с нужным абоненту направлением.

Контроллер и базовая станция связываются по оптическому или радиорелейному каналам. Один контроллер способен обслуживать до шестидесяти базовых станций.

Ниже вы можете увидеть, что из себя представляет коммутатор:

Коммутаторы размещают в больших помещениях, заполненных металлическими шкафами с оборудованием.

Задача коммутатора состоит в управлении трафиком. Если раньше чтобы поговорить друг с другом, абонентам нужно было сначала связываться с телефонисткой, которая затем вручную переставляла нужные провода, то теперь с ее ролью отлично справляется коммутатор.

Литература

UPDATE: Добавлена информация о системе мобильной связи «Алтай».

Многодиапазонные антенны

С развитием сетей связи третьего и четвертого поколений требуется модернизация антенной части как базовых станций, так и сотовых телефонов. Антенны должны работать в новых дополнительных диапазонах, превышающих 2.2 ГГц. 

В качестве примера рассмотрим конструкцию излучателей двухдиапазонной антенны базовой станции сотовой связи Powerwave, работающей в диапазонах 824-960, МГц и 1710-2170, МГц. Ее внешний вид показан на рисунке ниже:

Этот двухдиапазонный облучатель состоит из двух металлических пластин. Та, что большего размера работает в нижнем диапазоне 900 МГц, над ней расположена пластина с щелевым излучателем меньшего размера. Обе антенны возбуждаются щелевыми излучателями и таким образом имеют единую линию запитки.

Если в качестве излучателей используются дипольные антенны, то необходимо ставить отдельный диполь для каждого диапазона волн. Отдельные диполи должны иметь свою линию запитки, что, конечно же, снижает общую надежность системы и увеличивает энергопотребление. Примером такой конструкции является антенна Kathrein. Проектирование многодиапазонной антенны производят поэтапно.

Широкополосная антенна типа “бабочка” может быть удачно использована как основа для трехдиапазонной печатной антенны. На рисунке ниже изображены четыре различных варианта ее конфигурации.

Приведенные конструкции антенн отличаются формой реактивного элемента, который применяется для расширения рабочей полосы частот по согласованию. Каждый слой такой трехдиапазонной антенны представляет собой микрополосковый излучатель заданных геометрических размеров. Чем ниже частоты – тем больше относительный размер такого излучателя.

Таким образом, диполи для нижнего диапазона частот находятся как бы внутри диполей верхнего диапазона.

Для реализации трех- и более диапазонного режимов работы наибольшей технологичностью обладают печатные многослойные антенны. В таких антеннах каждый новый слой работает в довольно узком диапазоне частот. Такая “многоэтажная” конструкция изготавливается из печатных антенн с индивидуальными излучателями.

Мобильная связь

Важное явление, которое приходится учитывать при создании сотовых систем подвижной радиосвязи – отражение радиоволн, и, как следствие, их многолучевое распространение. 

           “АНАТОМИЯ”

Передача данных осуществляется по радиоканалам. Сеть GSM работает в диапазонах частот 900 или 1800 МГц. Например, при диапазоне 900МГц подвижной абонентский аппарат передает на одной из частот, лежащих в диапазоне 890-915 МГц, а принимает на частоте, лежащей в диапазоне 935-960 МГц. Для других частот принцип тот же, изменяются только численные характеристики.

Когда абонент получает канал, ему выделяется не только частотный канал, но и один из конкретных канальных интервалов, и он должен вести передачу в строго отведенном временном интервале, не выходя за его пределы – иначе будут создаваться помехи в других каналах.

Работа передатчика происходит в виде отдельных импульсов, которые происходят в строго отведенном канальном интервале: продолжительность канального интервала составляет 577мкс, а всего цикла – 4616мкс. Выделение абоненту только одного из восьми канальных интервалов позволяет разделить во времени процесс передачи и приема путем сдвига канальных интервалов, выделяемых передатчикам подвижного аппарата и базовой станции. Базовая станция (BS) всегда передает на три канальных интервала раньше подвижного аппарата (HS).

Кроме каналов, передающих полезную информацию, существует еще ряд каналов, передающих сигналы управления. Реализация таких каналов и их работа требуют четкого управления, которое реализуется программными средствами.

Мультиплексирование по ширине спектра сигнала

Схема комбинирует временное и частотное деление. Выделяют 2 дочерних вида:

  1. Псевдослучайная перестройка. Текущие частотные, временные каналы составлены полосой узких отрезков. Абонент, вещающий узкополосным сигналом, получает слот. Время выделяется целиком, частота выделяется свободная (может изменяться) в текущий момент. Смена частоты может происходить несколько раз на длительности одного бита информации.
  2. Метод прямой последовательности. Бит кодируется псевдошумовым сигналом (ПШС), модулирующим несущую. Спектр сильно расширяется, позволяя понизить отношение сигнал/шум. Сказанным исключается взаимная интерференция терминалов, понижается плотность мощности. Использование ПШС разрешает нескольким абонентам эксплуатацию единой частоты.

Ортогональное частотное деление

Электронная начинка приёмника выполняет обратное преобразование Фурье сигнала. Спектр приходят частями, передаваемый разнесёнными несущими. Параллельное использование нескольких узких каналов даёт шанс улучшить коэффициент использования ресурсов.

Первый оператор

Итак, начиная 1949 годом начинает действовать Мобильный телефонный сервис. Изначально (1946 год), предшествуя формированию подразделения, компания AT&T начала оборудовать просторы США. Спустя пару лет, блага цивилизации получили тысячи городов, высокоскоростных трасс.

Первоначально компания предоставила три частотных канала, позволяя одновременно беседовать… трём абонентам города. Стоимость:

  1. 15 долларов ежемесячно.
  2. 30-40 центов за вызов. Учитывая инфляцию, современный абонент заплатит 3,5-4,75$.
Читайте про операторов:  Как измерить уровень сигнала связи и выбрать сотового оператора? в городе Нижний Новгород

Аналогичный сервис Великобритании назвали Служба радиофонов почтовых отделений. В 1959 году сеть охватила окрестности Манчестера, шесть лет спустя паутина окутала Лондон. Затем последовало подключение основных городов королевства. Операторы постепенно увеличивали скорость топтания на месте.

Перечень значимых сотовых операторов второй половины xx века

  1. Норвежский OLT (1966 год).
  2. Финский ARP (1971 год). Первый коммерчески успешный проект. Исследователи именуют оборудование компании 0G.
  3. Шведский MTD (70-е).
  4. Британский Рэдиколл (июль 1971).
  5. Немецкие A-Netz (1952 год), В-Netz (1972).

Автомобильная шведская MTA (1956), разработанная Штуре Лауреном (Телеверкет) использовала импульсный набор. Исходящие вызовы были прямыми, ближайшую станцию входящих выбирал оператор. Оборудование сборное:

  • Коммутаторы Эрикссон.
  • Аппараты, базовые станции Радиоактиболагет (SRA) и Маркони.

Утроба корпуса полна реле, вакуумных ламп, вес составляет 40 кг. 1962 год принёс облегчение, явив второе поколение услуг В. Транзисторы снизили вес, система сигнализации DTMF разгрузила ресурсы. 1971 отмечен появлением MTD. Ресурс просуществовал 12 лет, оставив сиротами 600 подписчиков.

Поколения связи

Развитие отрасли шло ярко выраженными волнами. Термин поколение настиг гонку на этапе 3G. Теперь словцо используют ретроспективно, обозревая былые заслуги.

Принцип действия

Сотовые сети эксплуатируют идеи контроля доступа к среде (MAC). Полный аналог проводной версии. Происходит мультиплексирование данных, обеспечивая экономию ресурсов. Конкретный дизайн протокола определяет физическая среда. Радиосигнал изменяется оптическими эффектами, погодными условиями, временем дня, года.

  1. Проводная сеть – количество ошибок менее миллионной доли.
  2. Сотовая связь – число неправильных пакетов свыше тысячной доли.

Разница превышает три порядка. Терминалам приходится использовать полудуплексный режим. Энергия передаваемого пакета много выше принимаемого сигнала. Особенности схемотехники допускают наводки. Просачивание столь большой мощности в тракт приёма полнодуплексного устройства мешает расшифровке пакетов.

Протокол со свободным доступом

Терминал предоставляет ресурсы случайным образом. Отсутствие координации предполагает возникновение коллизий. Идеальный выбор сетей с низкой загрузкой. Иначе производительность системы резко падает. Зато аппаратная реализация отличается максимальной простотой.

  1. ALOHA.
  2. CSMA.
  3. CSMA/CA.

Развитие концепции сотовой связи

Вторая мировая война окончилась полным отсутствием стандартов, частот, выделенных каналов. Холодным декабрём 1947 года Дуглас Ринг, Раэ Янг, инженеры Лаборатория Белла, выдвинули идею сотовой ячейки. Два десятилетия спустя Ричард Френкель, Джоэль Енгель, Филипп Портер развили концепцию, разработав детальный план.

Ранние эксперименты исключали возможность оперативной смены соты. Принципы повторного использования частот, хэндовера, основы современной связи заложены в 60-е. Инженеры Лабораторий Белла, Амос и Джоэль младший, изобрели (1970 год) трёхсторонние сети, упрощая процесс хэндовера. План переключения абонентов обсуждался (1973) Флуром и Нуссбаумом, система сигнализации – Хахенбургом.

Предшественники преимущественно щеголяли оборудованием, призванным порадовать транспортников. 3 апреля 1973 года Марти Купер (Моторола, США) сконструировал первую ручную версию, немедля позвонив конкуренту доктору Джоэлю Энгелю (Лаборатории Белла). Вес устройства длиной 23 см, шириной 13 см, толщиной 4,45 см составил 1,1 кг.

Схема с контролируемым доступом

Назначается контролёр операций, координирующий распределение ресурсов. Чаще роль выполняет вышка, точка доступа. Терминал исполняет заранее заложенную программу выделения каналов, частот, временных слотов, антенн. Гарантируется отсутствие конфликтов.

  1. TDMA. Временное деление.
  2. FDMA. Деление по частоте.
  3. OFDMA. Ортогональный доступ по частоте.
  4. SDMA. Пространственное деление.
  5. Poll.
  6. Token Ring.

Динамическое выделение ресурсов даёт неоспоримые преимущества тяжело загруженным сетям. Потому что протоколы со свободным доступом львиную долю времени тратят, предотвращая коллизии. Терминал проверяет поочерёдно активность абонентов, используя алгоритмы случайных числе, предоставляя желающим передать информацию слоты.

Общим недостатком схем контролируемого доступа считают сложность покрытия сотами протяжённых областей. Много места занимают служебные пакеты информации.

Упоминания в литературе

Известность приобрело также уголовное дело № 77772, возбужденное по факту необоснованного подключения к сети

сотовой связи

«Сонет». Согласно материалам дела, виновные лица, объединенные в устойчивую группу, наладили выпуск так называемых телефонов-двойников, которыми желающие могли пользоваться без оплаты полученных услуг сетевому оператору. При рассмотрении дела суд пришел к выводу, что система сотовой связи представляет собой совокупность ЭВМ, соединенных каналами различной физической природы. При этом телефонные аппараты, являясь сложными электронными устройствами, управляемые хранящимися в их памяти программами, представляют из себя периферийные ЭВМ, соединенные через пространственно разнесенные базовые станции с основной ЭВМ (центральным контроллером). В память каждого официально подключенного к сети аппарата введены сведения об электронном серийном номере (Е8№), являющимся уникальным в общей массе телефонных устройств, работающих в стандарте CDMA, и установленном на заводе – изготовителе телефона, и о мобильном избирательном (абонентском) номере (MIN), присваиваемым компанией – оператором сотовой связи (владельцем оборудования сети). Сведения об ESN и MIN хранятся также в памяти центрального контроллера. При выходе абонента на связь центральный контроллер проверяет соответствие комбинации двух указанных номеров, записанных в памяти телефонного аппарата, с совокупностью комбинаций, хранящихся в его памяти. В случае, если обе комбинации совпадают, то центральный контроллер “пропускает” входящий или исходящий звонок. В свои «телефоны-двойники» преступники вносили такие изменения ESN и MIN, что телефонная сеть воспринимала данный аппарат, как официально подключенный к ней и не могла отличить, какой из телефонов (оригинальный или двойник) в конкретный момент находится на связи. Владелец телефона-двойника получал возможность вести входящие и исходящие переговоры, используя оборудование сетевого оператора и не платя ему. Виновные были осуждены по ст. 272 УК – неправомерный доступ к компьютерной информации1.

Построение системы

сотовой связи

таково, что антенны направляются в вертикальную плоскость, в связи с чем основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в узком луче. Этот луч всегда направлен в другую сторону от сооружений, на которых установлены антенны БС. Следующим важным условием для хорошей работы системы БС является расположение луча выше прилегающих построек. БС являются видом передающих радиотехнических объектов, мощность излучения которых непостоянна. Загрузка определяется следующими факторами: пребыванием владельца телефона в зоне обслуживания конкретной БС, эксплуатацией телефона, временем суток (в ночные часы загрузка БС приближается к нулю – базовые станции как бы молчат), днем недели (в выходные дни также загрузка станций уменьшается). По данным интернет-сайта www.pole.com.ru, исследования ЭМП на территории, прилегающей к БС, были проведены специалистами многих стран (Швеции, Венгрии и России). На этом же сайте приводятся следующие данные: в 100 % случаев электромагнитная обстановка в помещениях зданий, на которых установлены антенны БС, не отличается от фоновой, характерной для данного района в данном диапазоне частот. На прилегающей территории в 91 % случаев фиксируются уровни электромагнитного поля, которые в 50 раз меньше ПДУ – предельно допустимого уровня, установленного санитарным надзором для БС. Максимальные значения, меньшие ПДУ в 10 раз, фиксируются вблизи здания, на котором установлены сразу три базовые станции разных стандартов. Важной особенностью системы сотовой радиосвязи является использование разнообразных частот радиочастотного спектра, так как многократное использование одних и тех же частот и методов доступа дает возможность обеспечения телефонной связью многочисленных абонентов. В работе телефонной связи применяется принцип деления территории зоны обслуживания на соты радиусом обычно 0,5 – 10 км. В таблице 4 приведены технические характеристики стандартов системы сотовой радиосвязи, работающих в настоящее время в России.

Осуществив глобальный захват рынка, федеральные операторы стараются теперь привлечь к своим региональным сетям наиболее массовую категорию – малоговорящих пользователей. И здесь ставка делается на удешевление стоимости услуг, на отказ от абонентской платы и супернизкие тарифы внутри сети. Подобные послабления абоненту далеко не всегда могут себе позволить местные операторы, и в этом-то и кроется основная причина того, что мелкие игроки постепенно уступают свои позиции на региональных рынках

Читайте про операторов:  Как поменять Симку на Наносимку Билайн

сотовой связи

стандарта GSM. Напомним, что GSM (Global System Mobile – Глобальная система мобильной связи) является одной из современных цифровых систем, основанных на общеевропейском стандарте. Среди важнейших преимуществ данного стандарта можно отметить высокое цифровое качество передачи речи, шифрацию всей передаваемой информации, делающую невозможным несанкционированное прослушивание радиоэфира, автоматический роуминг, т. е. использование сети другого оператора, при котором вызовы абонента (пользователя услуг связи) тарифицируются в сети оператора, предоставляющего ему услуги связи. Услуга роуминга предоставляет абоненту возможность использовать его мобильный телефон даже в том случае, когда абонент находится в зоне действия других операторов стандарта связи GSM. Находясь в зоне обслуживания сети GSM, абонент может позвонить на любой стационарный или мобильный телефон в любой стране мира, а также получить вызовы с любого другого телефонного аппарата, ибо телефонный номер GSM не связан с мобильным аппаратом абонента, а введен в память персональной SIM-карты, дублирование которой невозможно. Технически SIM-карта представляет собой микрочип, содержащий сведения о конкретном телефонном номере и наборе услуг. Абонент может использовать свою SIM-карту с любым аппаратом GSM, сохраняя свой телефонный номер неизменным. На данном этапе стандарт GSM предлагает своим абонентам не только современные услуги мобильной связи, но и современные радиотелефонные аппараты таких ведущих компаний, как «Nokia», «Motorola», «Siemens», «Samsung», «Ericsson» и др.

Источники ЭМП антропогенного происхождения чрезвычайно разнообразны. Это линии электропередач (ЛЭП), электротранспорт, промышленные установки, телевизионные и радиовещательные станции, бытовая техника, мониторы компьютеров, радары, медицинская и научная аппаратура, системы мобильной связи, Интернет и т. д., которые являются источниками излучения электромагнитного излучения в широком диапазоне частот [1–3]. Среди перечисленных источников электромагнитного воздействия на человека наибольший вклад вносят базовые станции

сотовой связи

и мобильные телефоны. Суммарная экспозиция населения от ЭМП беспроводных телекоммуникационных технологий постоянно растет и сейчас составляет не менее 60 % от общей экспозиции в радиочастотном диапазоне [27]. Невероятно широкое распространение мобильных средств связи в сочетании с неопределенностями в оценке опасности для здоровья человека, по существу представляет собой небывалый по размаху эксперимент, который человечество проводит на себе [28, 29].

Немногим выше ионосферы, на высоте от 200 до 2 000 километров от поверхности Земли, сегодня оперируют телекоммуникационные спутниковые системы с низкой околоземной орбитой (НОО). На спутниках системы НОО установлены ретрансляторы, которые получают сигнал с наземных передатчиков и преобразуют его в сигнал для наземных же приемников или других спутников. (Ретранслятор – это устройство, принимающее сигнал и передающее его в каком-либо виде обратно.) Первые системы НОО Iridium и Globalstar были с большой (и, возможно, преждевременной) помпой запущены в 1990-х, чтобы вывести принцип

сотовой связи

на орбитальный уровень и создать беспроводную систему передачи голоса и данных с глобальным покрытием. Так называемые малые системы НОО, вроде OrbComm, используются для поисковой связи, трекинга и решения других прикладных задач с участием небольших пакетов данных. Большие системы НОО, такие как Globalstar, работают на более высоких частотах, поддерживают более высокую скорость передачи данных и способны обеспечивать голосовую связь и определение местонахождения.

Упоминания в литературе (продолжение)

Поскольку в этой книге мы будем рассматривать передачу факсимильных сообщений как традиционным способом, по телефонным линиям, так и через Internet, важно представлять разницу в том, какие каналы связи в этих двух случаях используются. Что касается телефонных каналов, то здесь все ясно – это традиционный вид каналов связи, представляемый телефонной компанией. При отправке факса ваш домашний или офисный телефонный номер через районную АТС позволяет выйти на магистральный канал, соединяющий все АТС данного города, и далее через другую АТС – на другой офисный или домашний номер телефона вашего абонента, где стоит принимающий факс-модем или факс-машина. Если передается междугородний или международный факс, то в деле еще участвует телефонная компания – оператор междугородней связи, предоставляющая свои телефонные каналы для звонка в другой город. Фирму-оператор

сотовой связи

, если вы используете мобильный телефон для отправки и приема факсов, в этой схеме можно также представить как «районную АТС», – здесь нет особой разницы, дело лишь в способах организации связи – по проводам или с использованием радиосвязи.

И вставные платы, и кабели, и различные переходники для ноутбуков, имеют, как правило, одну неприятную особенность – они не позволяют задать определенный номер COM-порта, он устанавливается произвольным образом после установки драйвера. Причем для переходников USB-COM часто номер порта еще и меняется в зависимости от того, в какой именно порт USB в этот раз воткнули кабель. Такую же особенность имеют и многие модемы (в том числе GSM-модемы для выхода в Интернет по

сотовой связи

или сотовые телефоны, используемые в качестве модема). А для соединения через COM в программах связи обычно приходится указывать его номер. Как быть?

По данным Международного союза электросвязи (МСЭ), являющимся специализированным учреждением ООН, число обладателей мобильных телефонов в мире в 2008 году достигло 4 млрд человек. На Бразилию, Россию, Индию и Китай приходится 1,3 млрд пользователей мобильных телефонов. Всего же в последние восемь лет подписка на новые телефоны ежегодно росла примерно на 25 %. На конец 2022 года число пользователей мобильной связи по всему миру составило порядка 6 млдр человек, сообщает Associated Press. То есть если принять размер населения земли в 6,7 млрд, то 86 человек из 100 в 2022 году пользовались мобильными телефонами. В России в 2022 году число пользователей мобильной связи составило более 225 млн, то есть 155 % населения страны (по данным АСаМ Consulting). Число абонентов в Москве – более 35,5 млн (на фоне 11,6 млн населения), то есть свыше 300 %. К концу 2022 года, по оценкам Ovum, число абонентов в мире составляло 7,343 млрд. По прогнозам на 2022 год, число людей в мире, пользующихся услугами

сотовой связи

, превысит 4 млрд. [10]

Частотное деление

Эволюционно старейшая технология сотовой связи. В пределах сессии запрос получает уникальную частоту. Пустующий канал помечается соответствующим идентификатором, позволяющим дальнейшую раздачу ресурса.

Метод эксплуатируют узкополосные системы, где длина символа существенно превышает среднее время доставки сообщения. Переменный битрейт требует модификации метода, выделения полосы сообразно ширине спектра сигнала. Зато частотное деление позволит организовать дуплексный канал.

Выводы

Итак, что же это все нам дает? Похоже, операторы выиграли эту битву: ITU недавно отступил, заявив, что термин 4G «может быть применен к предшественникам этой технологии, LTE и WiMAX, а также другим эволюционировавшим 3G технологиям, обеспечивающим существенное повышение производительности и возможностей по сравнению с начальной системой третьего поколения».

И в некотором смысле мы считаем, что это справедливо — никто не будет спорить, что так называемые «4G» сети сегодня напоминают сети 3G 2001 года. Мы можем передавать потоковое видео очень высокого качества, загружать большие файлы в мгновение ока и даже, в определенных условиях, использовать некоторые из этих сетей как замену DSL. Это звучит как скачок поколений!

Не известно, будут ли WiMAX 2 и LTE-Advanced называться «4G» к тому времени, когда они станут доступны, но думаю, что нет — возможности этих сетей будут сильно отличаться от сетей 4G, которые существуют сегодня. И давайте быть честными: отделы маркетинга не испытывают недостатка в названиях поколений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector