Все-симки.ру Аналоговые системы сотовой связи
В таблице 6.1 представлены наиболее распространенные стандарты аналоговой связи.
Таблица 6.1. Аналоговые стандарты сотовой связи
Абривиа-тура | Расшифровка абривиатуры | Перевод | Распространенность |
AMPS | Advanced Mobile Phone Service | Усовершенствованная мобильная телефонная служба | Широко используется в США, Канаде, Центральной и Южной Америке, Австралии; используется в России в качестве регионального стандарта |
TACS | Total Access Communications System | Общедоступная система связи | Используется в Англии, Италии, Испании, Австрии, Ирландии, с модификациями ETACS (Англия) и JTACS/NTACS (Япония); второй по распространенности стандарт среди аналоговых |
NMT-450 NMT-900 | Nordic Mobile Telephone | Мобильный телефон северных стран | Используется в Скандинавии и во многих других странах; третий по распространенности среди аналоговых стандартов; стандарт NMT-450 принят в России в качестве федерального |
С-450 | (диапазон 450 МГц) | Используется в Германии и Португалии | |
RTMS | Radio Telephone Mobile System | Мобильная радиотелефонная система, диапазон 450 МГц | Используется в Италии |
Radiocom 2000 | Используется во Франции | ||
NTT | Nippon Telephone and Telegraph system | Японская система телефона и телеграфа | Используется в Японии |
Характеристики ССС основных аналоговых стандартов представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2. Характеристики аналоговых стандартов сотовой связи
Характеристика | Стандарт | |||||
AMPS | TACS | NMT-450 | NMT-900 | Radiocom-2000 | NTT | |
800 | 900 | 450 | 900 | 170, 200, 400 | 800-900 | |
825-845 870-890 | 935-950 890-905 | 453-457,5 463-467,5 | 935-960 890-915 | 424,8-427,9 418,8-421,9 | 925-940 870-885 | |
Метод доступа | FDMA | FDMA | FDMA | FDMA | FDMA | FDMA |
Радиус ячейки, км | 2-20 | 2-20 | 2-45 | 0,5-20 | 5-20 | 5-10 |
Число каналов подвижной станции | 666 | 600 (640) | 180 | 1000/1999 | 256 | До 1000 |
Число каналов базовой станции | 96 | 144 | 30 | 30 | – | 120 |
Мощность передатчика базовой станции, Вт | 45 | 50 | 50 | 40 | – | 25 |
Ширина полосы частот канала, кГц | 30 | 25 | 25 | 25 (12,5) | 12,5 | 25 |
Время переключения канала на границе ячейки, мс | 250 | 290 | 1250 | 270 | – | 800 |
Минимальное отношение сигнал/шум, дБ | 10 | 10 | 15 | 15 | – | 15 |
Во всех аналоговых стандартах применяется частотная (ЧМ) или фазовая (ФМ) модуляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления. Этот способ имеет ряд существенных недостатков:
- возможность прослушивания разговоров другими абонентами;
- отсутствие эффективных методов борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов.
Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот – применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access – FDMA), с полосами каналов в различных стандартах от 12,5 до 30 кГц.
История развития систем сотовой связи
Появлению сетей сотовой подвижной связи предшествовал долгий период эволюционного развития радиотелефонной системы связи, в течение которого осваивались различные частотные диапазоны, и совершенствовалась техника связи. Идея сотовой связи была предложена в ответ на необходимость развития широкой сети подвижной связи в условиях ограничений на доступные полосы частот.
В середине 40-х годов исследовательский центр Bell Labs американской компании AT&T предложил идею разбиения обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами, (cell – ячейка, сота). Каждая сота должна была обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило бы без взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой ячейке (соте).
Но прошло около 30 лет, прежде чем такой принцип организации связи был реализован на аппаратном уровне. В 70-х годах начались работы по созданию единого стандарта сотовой связи для пяти североевропейских стран – Швеции, Финляндии, Исландии, Дании и Норвегии, который получил название NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) и был предназначен для работы в диапазоне 450 МГц.
Эксплуатация первых систем сотовой связи этого стандарта началась в 1981 г. Сети на основе стандарта NMT-450 и его модифицированных версий стали широко использоваться в Австрии, Голландии, Бельгии, Швейцарии, а также в странах Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока.
В 1983 г. в США вступила в эксплуатацию сеть стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service). Этот стандарт был разработан в исследовательском центре Bell Laboratories.
В 1985 г. в Великобритании был принят в качестве национального стандарт TACS (Total Access Communications System), разработанный на основе американского стандарта AMPS.
В конце 80-х годов приступили к созданию систем сотовой связи (ССС), основанных на цифровых методах обработки сигналов. С целью разработки единого европейского стандарта цифровой сотовой связи для выделенного в этих целях диапазона 900 МГц в 1982 г Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (СЕРТ) создала специальную группу Groupe Special Mobile.
В США в 1990 г. американская Промышленная Ассоциация в области связи TIA (Telecommunications Industry Association) утвердила национальный стандарт IS-54 цифровой сотовой связи. Этот стандарт более известен под аббревиатурой D-AMPS. В отличие от Европы, в США не были выделены новые частотные диапазоны, поэтому система должна была работать в полосе частот, общей с обычным AMPS.
В 1991 г. в Европе появился стандарт DCS-1800 (Digital Cellular System 1800 МГц), созданный на базе стандарта GSM.
В Японии был разработан собственный стандарт сотовой связи JDC (Japanese Digital Cellular), близкий по своим показателям к стандарту D-AMPS. Стандарт JDC был утвержден в 1991 г. Министерством почт и связи Японии.
В 1993 г. в США Промышленная Ассоциация в области связи (TIA) приняла стандарт CDMA как внутренний стандарт цифровой сотовой связи, назвав его IS-95. В сентябре 1995 г. в Гонконге была открыта коммерческая эксплуатация первой сети стандарта IS-95.
В общем виде эволюция систем подвижной связи представлена на рисунке 6.4.
История сотовой связи в россии
25 лет назад, 9 сентября 1991 года в Санкт-Петербурге был совершён первый в истории нашей страны звонок по мобильному телефону. Мэру города Анатолию Собчаку удалось связаться с коллегой из американского Сиэтла Норманом Райсом. Звонок был сделан через трёхкилограммовый телефон Nokia Mobira MD59-NB2, работавший по стандарту NMT-450. Спустя четверть века вес мобильных телефонов уменьшился до сотни граммов, а стандарт NMT-450 канул в прошлое. Юбилей первого звонка по сотовому — отличный повод обернуться и вспомнить, как развивалась мобильная связь в России.
Первое поколение: аналоговая связь NMT-450 и AMPS
Первым советским, а затем и российским оператором сотовой связи стал Дельта Телеком, который не дотянул до своего двадцатипятилетнего юбилея всего год — в 2022 году он был присоединён к Теле2. Оператор предоставлял связь по аналоговому стандарту NMT-450 в диапазоне частот 453–468 МГц. Подключение к нему стоило внушительных даже по нынешним временам денег — $5000, причём почти $2000 из них составляла цена телефона Nokia Mobira MD59-NB2. Минута любого звонка стоила один доллар. SIM-карт в то время не существовало, поэтому смена оператора связи была возможна только через перепрограммирование телефона. Благодаря тому, что радиус одной ячейки NMT-сети составлял до 40 километров, эта технология использовалась в отдалённых регионах России вплоть до конца «нулевых».
В 1994 году, в России появился американский стандарт AMPS, работавший на частотах 825–890 МГц. Как и NMT, AMPS был аналоговой технологией, но предлагал более высокую ёмкость сетей, что было важно в условиях растущего числа абонентов. Кроме того, AMPS был лучше защищён от помех. Телефоны, работавшие в этом стандарте, уже имели вполне приемлемые размеры и вес — например, Ericsson DF388 весил 250 граммов. Последняя сеть AMPS в России была отключена оператором «Билайн» в Новосибирске 1 января 2022 года.
Второе поколение: цифровые сети D-AMPS
Первым стандартом второго поколения и первым цифровым стандартом в России стал D-AMPS. Он базировался на аналоговом AMPS и использовал тот же диапазон частот. Телефоны нового стандарта продолжали работать и в AMPS, но без доступа к цифровым услугам связи, в первую очередь, к SMS. Смена оператора без перепрограммирования телефона была всё так же невозможна. Популярный телефон этого стандарта — Nokia 5125. Он был уже похож на будущие GSM-трубки как внешне, так и весом: всего 166 граммов.
Именно в эпоху D-AMPS появился первый операторский телефон. Это была модель Philips AEON, которую в 1999 году начал продавать оператор «Би Лайн GSM» (впоследствии сменивший название на «Билайн») вместе с первым тарифом некогда популярной линейки «БИ ». Цена комплекта составляла $49, а стоимость звонков варьировалась от 5 центов за ночные звонки внутри сети до 22 центов за дневные звонки на телефоны других операторов.
1999 год запомнился ещё и значительным снижением цен на звонки. Если раньше средняя стоимость минуты составляла около 50 центов, то в 1999‑м — уже 15 центов. Чуть ранее, в 1998 году, операторы начали отказываться от взимания платы за входящие вызовы: первым это сделала «Московская сотовая связь», а годом позже — МТС и «Би Лайн GSM».
Последняя сеть D-AMPS в России была отключена калининградским оператором «Связьинформ» 1 октября 2022 года.
Появление SIM-карт: стандарт GSM
Наиболее значимой вехой в развитии сотовой связи в России стало появление сетей стандарта GSM, которые повсеместно используются и поныне. Именно GSM принёс нам роуминг между операторами и SIM-карты. По сравнению с NMT и AMPS в GSM была увеличена ёмкость базовых станций, снижены мощности излучателей, что также повлекло снижение веса телефонов. Были улучшены безопасность и помехозащищённость, выросло общее качество связи. Первую коммерческую сеть GSM в России в 1994 году запустил оператор «МТС». В этом же году начал работу оператор «Северо-Западный GSM», который впоследствии был переименован в «Мегафон». Сети обоих операторов работали на частоте 900 МГц, и с 1997 года им пришлось конкурировать с сетью оператора «Би Лайн», которая работала уже на частоте 1800 МГц и имела бо́льшую ёмкость.
Первым массовым GSM-телефоном стал выпущенный в конце 1992 года Nokia 1011. Также этот телефон был одним из первых, использующих компактный формат SIM-карты — mini-SIM. До этого GSM-телефоны могли весить пару килограммов, а их SIM-карта была размером с кредитку. Несмотря на то, что с тех пор прошла уже почти четверть века, до сих пор большинство SIM-карт продаётся именно такого размера, а покупателю самому предлагается выдавить из пластика нужный формат — mini-SIM, micro-SIM или nano-SIM.
Другим знаковым телефоном этого этапа развития сетей (да и одним из самых знаменитых телефонов вообще) стал Nokia 3310. Этот гаджет прославился не только своей доступностью (на момент выпуска в 2000 году его стоимость составляла около 170 долларов), но и «неубиваемостью», благодаря конструкции и форме корпуса. Эта модель была настолько удачной, что за пять лет Nokia удалось продать более 126 миллионов устройств.
Начиная с 2000 года, GSM-операторы стали предоставлять возможность подключения к интернету по протоколу WAP, однако этот сервис был мало востребован. Вероятно, не в последнюю очередь из-за стоимости: абонентская плата за пользование интернетом составляла $15 в месяц, а минута соединения стоила 5–15 центов в зависимости от времени суток — да, в то время тарификация была поминутной. Скорость передачи данных при этом составляла всего 64 Кбит/с. Правда, и сайты того времени были достаточно легковесными.
Технология GSM продолжает широко использоваться и в наши дни, но её роль постепенно снижается: например, оператор «Теле2» в 2022‑м успешно вышел на московский рынок, не имея ни одной базовой станции GSM.
Запоздавший конкурент: CDMA
С 2003 года параллельно с GSM в России развивалась и другая технология связи — CDMA. Внедряли её операторы «Дельта телеком», «Сонет» и «Московская сотовая связь», ранее работавшие по стандарту NMT. Ими была основана компания «Скай Линк», которая и стала предоставлять услуги по стандарту CDMA. Первые телефоны CDMA, как и устройства предыдущих стандартов, требовали прошивки под определённого оператора. Таким был первый предлагаемый «Скай Линк» телефон — Hyundai-Curitel HX-510B.
Однако уже в скором времени после создания, «Скай Линк» стал продавать телефон Ubiquam U-100, который стал первым устройством в линейке компании с поддержкой R-UIM карт. Это дало абонентам, использующим CDMA, сразу две новых возможности. Первая — возможность быстрой смены оператора. Вторая, которая могла быть даже более важной — возможность роуминга, в том числе «пластикового». До этого, из-за малой распространённости в мире CDMA-сетей на частоте 450 МГц, которую использовал «Скай Линк», выезжающий за пределы страны абонент рисковал остаться без связи. А карты R-UIM было возможно использовать и в GSM-телефонах: именно такой межстандартный роуминг и получил название «пластикового».
Разрешение на ношение телефона
До первой половины 2000 года любой желающий не мог просто так пользоваться мобильным телефоном: требовалось специальное разрешение от Госсвязьнадзора. Стоимость разрешения составляла всего $4, что не так уж много по сравнению с ценами на аппараты того времени, однако за его отсутствие могли оштрафовать на внушительную сумму от 15 до 70 минимальных зарплат. Небольшую бумажку необходимо было всегда носить с собой и предъявлять по требованию милиционеров. Даже если вы забыли разрешение дома, штрафа было не избежать. Интересно, что этот феномен существовал только в России: ни в других странах СНГ, ни в странах Европы подобные разрешения не требовались.
Между вторым и третьим поколением: GPRS и EV-DO
Переходом от второго к третьему поколению стал стандарт 2.5G. Годом его рождения принято считать 2001‑й, когда появился GPRS — первый массовый протокол соединения с Интернетом. Первым среди операторов такую услугу стал предоставлять «Би Лайн GSM», у других GPRS появился годом-двумя позже. Задержка была обусловлена малой заинтересованностью пользователей новой технологией, а также отсутствием достаточного количества мобильных телефонов с поддержкой GPRS. К 2003 году стоимость мегабайта медленного мобильного трафика могла достигать $2. Впрочем, покупая большие пакеты можно было и неплохо сэкономить: стоимость пакета в 200 МБ у «Би Лайн GSM» составляла $55.
Скорость передачи данных по GPRS даже в идеальных условиях составляет 170 кбит/с, а в реальности всегда была намного меньше. Решить эту проблем была призвана технология EDGE, которая начала внедряться операторами «большой тройки» в конце 2004 года. У EDGE теоретический максимум скорости был почти в три раза выше — 474 кбит/с. Одним из первых телефонов с поддержкой GPRS на российском рынке стал Siemens S45. Его монохромный экран с разрешением 101х80 пикселей мог отображать на дисплее несколько строк web-сайта. В то время такие возможности казались чем-то фантастическим.
Помимо появления новых технологий, в переходный период от второго к третьему поколению произошли и другие важные события. В 2002 году мобильные телефоны в нашей стране впервые стали популярнее стационарных, а всего через четыре года, в 2006 году, проникновение мобильной связи достигло 100%.
Третье поколение: UMTS, WCDMA и EV-DO
Для тех, кто использовал мобильный телефон только для голосовых звонков и SMS, приход третьего поколения не изменил ничего: сотовые операторы продолжали поддержку предыдущих технологий связи. А вот для пользователей мобильного интернета появление UMTS (она же 3G) стало эпохальным событием. Технология передачи данных в сетях UMTS под названием WCDMA теоретически позволяет достигнуть скорости 2 Мбит/с. И даже значительно меньшие реальные скорости позволяли сёрфить практически без тормозов, скачивать музыку, а если повезёт, то и видео. Чаще всего (но не всегда), именно подключение к сети UMTS с использованием WCDMA смартфоны обозначают как 3G в строке состояния. Одним из первых телефонов с поддержкой новых технологий стал выпущенный в 2005 году Sony Ericsson W900i из легендарной серии Walkman.
Между третьим и четвёртым поколением: HSPA, LTE и EV-DO Rev.B
Промежуточный этап развития сетей получил название 3.5G и был отмечен быстрым развитием технологий передачи данных. Первым на смену WCDMA пришёл стандарт HSPA, внедрённый оператором «Мегафон» в октябре 2007 года. HSPA позволяет передавать данные на скорости до 14,4 Мбит/с и на смартфонах обычно обозначается буквой H. Спустя три года «Мегафон» начал внедрять улучшенную технологию HSPA , максимальная скорость передачи данных в которой была увеличена до 21 Мбит/с. На смартфонах сетям с поддержкой этой технологии соответствуют символы H .
Несмотря на то, что сети LTE операторы сотовой связи и производители устройств в маркетинговых целях относят к четвёртому поколению, этот стандарт не удовлетворяет требованиям Международного союза электросвязи (МСЭ) для сетей 4G и не признаётся им в качестве такового. Теоретически, LTE может обеспечивать скорость до 326 Мбит/с, а реальная скорость мобильного Интернета в Москве может достигать 100 Мбит/с. Отметим, что скорость очень сильно зависит от качества сигнала и загруженности базовых станций, поэтому средняя скорость, как правило, в несколько раз меньше.
Первая LTE-сеть в России была запущена в 2022 году в Новосибирске. «Первопроходцем» стал оператор Yota — тот самый, который до того несколько лет экспериментировал с перспективной, но не получившей развития технологией WiMAX. А первым смартфоном с поддержкой LTE стал HTC Thunderbolt, выпущенный для американского оператора Verizon. Массовая популярность смартфонов с LTE в России пришлась на 2022 год, когда в продаже появился Samsung Galaxy S3 и флагманы других компаний.
Главный технологический недостаток LTE — невозможность совершения голосовых вызовов. Первым решением этой проблемы стала технология CFSB, которая при попытке звонка (или при входящем вызове) просто возвращает абонента в сети предыдущих поколений — GSM или UMTS. Именно этот способ обеспечивает голосовые звонки в большинстве LTE-сетей России. Минус данного способа — задержки в установлении связи между абонентами при звонке.
Другая технология голосовой связи в сетях LTE получила название VoLTE. Голос передаётся в виде IP-пакетов и не требует перехода абонента в сети предыдущих поколений. Однако VoLTE должен поддерживать как оператор сотовой связи, так и аппарат. К таким телефонам в настоящее время относится большинство популярных моделей среднего и топового ценовых сегментов. В России технология VoLTE ограниченно используется всеми операторами «большой тройки».
Четвёртое поколение: LTE-A
Первым стандартом, полностью удовлетворившим требованиям МСЭ для сотовых сетей 4G, стал LTE-Advanced, название которого обычно сокращается до LTE-A. Первым оператором, запустившим сети LTE-A в России, стала всё та же Yota — это произошло ещё в 2022 году. И только два года спустя, сети LTE-A появились и у операторов «большой тройки». По заявлениям самих операторов, максимальная скорость при использовании 4G у «Мегафон» составляет 300 Мбит/с, у «Билайн» — 115 Мбит/с, а у МТС — 187 Мбит/с. Из-за того, что сетями 4G операторы называли ещё LTE, для LTE-A компании стали использовать обозначение 4G , хотя именно LTE-A и есть первый настоящий 4G. Пока что сети LTE-A в России доступны только в некоторых крупных городах, но продолжают активно развиваться. Первым смартфоном с поддержкой LTE-A стала специальная версия Samsung Galaxy S4 для Южной Кореи, выпущенная в 2022 году. В настоящее время в таких сетях умеет работать большинство флагманских моделей различных компаний.
Сегодняшний день: 1,7 SIM на человека
За почти четверть века истории сотовой связи цены на неё в долларовом выражении непрерывно падали. Если в 1999 году средняя стоимость минуты разговора составляла около 15 центов, то в 2022 году уже около пяти центов, а к 2022 году упала почти до цента. Это делает российскую сотовую связь самой дешёвой в Европе и одной из самых дешёвых в мире.
По данным исследовательского агентства AC&M, во втором квартале 2022 года общее количество активных SIM-карт в России составляет 251,6 миллионов — это без малого две «симки» на россиянина, включая стариков и младенцев! А вот как распределяются эти абоненты между операторами:
Будущее: пятое поколение, шестое поколение
В настоящее время официальная нумерация поколений от МСЭ заканчивается на цифре 4, но многие компании уже ведут разработку пятого и шестых поколений сотовых сетей. Одним из лидеров в этой разработке выступает компания Huawei, которая предсказывает принятие стандартов 5G в 2022–2020 годах, а стандартов 6G — к 2025 году. Последние полевые испытания компанией Huawei показали, что при имеющийся в сетях 4G инфраструктуре после внедрения 5G скорость сможет достигать 3,6 Гбит/с. Максимальная скорость передачи данных в сетях 5G должна составить 20 Гбит/с, но таких возможностей в первые годы внедрения стандарта мы, скорее всего, не увидим.
Системы мобильной связи 3-го поколения
Дальнейшее развитие CCC осуществляется в рамках создания проектов систем третьего поколения (3G), которые будут отличаться унифицированной системой радиодоступа.
Программа IMT-2000 (International Mobil Telecommunications-2000) по созданию нового семейства систем подвижной связи третьего поколения, охватывает технологии, наземной сотовой, спутниковой связи и беспроводного доступа. Суть новой концепции состоит в совмещении существующих сетей с системами, базирующимися на новом семействе стандартов 3-го поколения, которое получило обозначение IFS (IMT-2000 Family of Systems).
Архитектура систем будущего должна включать в себя два основных элемента: сетевую инфраструктуру (Access Network) и магистральные базовые сети (Core Network). Она должна обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т. е. разных скоростей его движения):
- до 2,048 Мбит/с – при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;
- до 144 кбит/с – при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия;
- до 64 (144) кбит/с – при глобальном покрытии (спутниковая связь).
В соответствии с концепцией IMT-2000 в системах 3-го поколения предполагается создание единого частотного пространства шириной 230 МГц с разными сценариями использования. Основа этих сценариев – режимы FDD (Frequency Division Duplex) и TDD (Time Division Duplex).
Комбинированное использование этих двух режимов делает систему гибкой, позволяя изменять пропускную способность и способы организации связи. Режим FDD более эффективен при больших размерах сот и высокой скорости передвижения абонентов, а TDD, напротив, предназначен для работы в пико и микросотах, т. е. там, где абонент передвигается с невысокой скоростью.
Таким образом, системы на базе WCDMA FDD и UTRA TDD дают возможность нескольким операторам совместно использовать одну и ту же полосу частот без взаимных помех и снижения качества связи. Частотной координации между операторами в этом случае не требуется, а гибкая сетевая архитектура обеспечивает создание сетей разной конфигурации (макро-, микро- и пикосоты) при экономном использовании радиоресурсов.
В качестве магистральной предполагается использовать сеть, базирующуюся на IP-технологии, а также усовершенствованные опорные сети GSM MAP и ANSI-41, которые развернуты для наиболее развитых стандартов мобильной связи 2-го поколения – европейского GSM и североамериканских TDMA (IS-136) и CDMA(IS-95).
Организация ETSI участвует в разработке систем сотовой связи для массового использования. Ее вкладом в создание систем 3-го поколения стала программа UMTS, базирующаяся на успешном опыте разработки и внедрения систем GSM и DECT. В этой программе однозначно определено, что UMTS – это глобальная система, включающая как земные, так и спутниковые сети.
Она отличается от GSM и других систем 2-го поколения широким спектром услуг передачи речи с высоким качеством (сопоставимым с качеством при фиксированной связи) и мультимедиа. UMTS позволяет организовать взаимодействие с системами GSM и модификациями этого стандарта, что обеспечит использование работающих сейчас сетей.
Сотовые телефоны – девяностые
Сотовая связь развивалась с каждым годом всё быстрее. На рынки приходили новые операторы и производители. Motorola, долгое время почивавшая на лаврах лидера, потеснилась. Nokia, тихая финская компания, в 1987 году представила свой первый мобильный телефон.
Сегодня же она является лидером в индустрии, занимая почти треть рынка, следом за ней стоят Motorola и Samsung.
В 1993 году Nokia объявила о новом сервисе для передачи текстовых сообщений, а в 1994 году появился телефон Nokia 2110 под стандарт GSM с поддержкой SMS сообщений.
Ericsson в 1994 году заменила гарнитуру для своего мобильного телефона модулем Bluetooth, этот год можно считать первым появлением набирающего сегодня обороты стандарта. Первый складной телефон был представлен в 1996 году и назывался Motorola StarTAC.
Развитие сетей CDMA в РФ было стимулировано приказом Министерства связи РФ № 18 от 24 февраля 1996 года. Первые CDMA развернулись в Челябинске, Москве и Санкт-Петербурге.
В 1998 году 20 мая Bluetooth принимают официально и создаётся альянс из компания Nokia, Ericsson, Toshiba, IBM и Intel.
Название Bluetooth исходит к королю Дании Харальду Блетанду, сумевшему в 10 веке объединить Данию с Норвегией. Устройства Bluetooth – это радиопередатчики, связь между ними осуществляется на радиочастоте 2,4 Гц в нелицензированном диапазоне ISM на расстоянии от 10 м.
Скорость передачи данных – до 723.2 кб/с. Во Франции Bluetooth используется на другой частоте. В то же время был создан первый смартфон – Qualcomm pdQ-800 (объём памяти 2 Мб, совместим с CDMA 1900 и аналоговым CDMA 800, чёрно-белый 2 битный экран).
В 2000 году Samsung отличилась первым в мире телефоном с возможностью проигрывания MP3 – это Samsung Uproar (стандарты CDMA 1900 и AMPS 800, встроенная флэш-память на 64 Мб).
В 2001 году в США появились в продаже одноразовые бумажные мобильники, подобную идею одноразовых телефонов подхватил и Китай и другие страны Азии. Их стоимость должны была составлять от 5 до 10 долларов. Однако, такие сотовые не снискали популярности, основное их предназначение было выручать туристов (не нужно было переподключаться, а всего лишь заплатить символическую сумму) и тех, у кого в нужный момент сели аккумуляторы.
В это же время в широкую продажу поступают гарнитуры Bluetooth.
Первые мобильные вирусы появились на рубеже нового тысячелетия. Первенец был испанского происхождения и назывался Timofonica. Червь через заражённые компьютеры рассылал через Интернет SMS на номера сотовых и отправлял себя по записной книжке e-mail.
И, снова, в 2001 году, Samsung метко бьёт в цель и выпускает телефон-раскладушку Samsung SGH-A400, предназначенный исключительно для женщин. С этого момента индустрия и клиенты признают, что телефон становится не в последнюю очередь модным аксессуаром.
2002 год отмечен появлением первого видеофона – Nokia 3650 (GSM, ОС – J2ME, разрешение передаваемого видео – 640×480) и телефона со встроенным модулем спутниковой системы местонахождения – GPS Kyocera 7135 Smartphone. Через год на прилавки вышла модель с интернет-браузером, это была модель Sony Ericsson T616.
Цифровые системы сотовой связи
Перечисленные недостатки обусловили появление цифровых ССС. Переход к цифровым системам также стимулировался широким внедрением цифровой техники в отрасль связи и в значительной степени был обеспечен разработкой низкоскоростных методов.
Переход к цифровым системам натолкнулся на некоторые трудности. В США аналоговый стандарт AMPS получил столь широкое распространение, что прямая замена его цифровым стандартом оказалась практически невозможной. Выход был найден в разработке двухрежимной аналого-цифровой системы, позволяющей совмещать работу аналоговой и цифровой систем в одном и том же диапазоне.
Разработанный стандарт получил наименование D-AMPS, или IS-54 (IS – сокращение от Interim Standard, т.е. «промежуточный стандарт»). В Европе ситуация осложнялась наличием множества несовместимых аналоговых систем. Здесь выходом оказалась разработка единого общеевропейского стандарта GSM (GSM-900 – диапазон 900 МГц).
Стандарт D-AMPS дополнительно усовершенствовался за счет введения нового типа каналов управления (КУ). Цифровая версия IS-54 сохранила структуру КУ аналогового AMPS, что ограничивало возможности системы. Новые чисто цифровые КУ были введены в версии IS-136.
При этом была сохранена совместимость с AMPS и IS-54, но повышена емкость КУ и расширены функциональные возможности системы. Позже было принято решение обозначать этот стандарт GSM-1800. В США диапазон 1800 МГц оказался занят другими пользователями, но была найдена возможность выделить полосу частот в диапазоне 1900 МГц, которая получила в Америке название диапазона систем персональной связи (PCS – Personal Communications Systems), в отличие от диапазона 800 МГц, за которым сохранено название сотового (cellular).
Цифровые системы второго поколения основаны на методе множественного доступа с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access – TDMA). Однако уже в 1992 – 1993 гг. в США был разработан стандарт ССС на основе метода множественного доступа с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access – CDMA)
Основные цифровые стандарты ССС приведены в таблице 6.3:
Таблица 6.3. Основные цифровые стандарты сотовой связи
Абривиатура | Расшифровка абривиатуры | Перевод | Распространенность |
D-AMPS | Digital AMPS (Advanced Mobile Phone Service) | Усовершенствованная мобильная телефонная служба | цифровой AMPS |
GSM | Global System for Mobile Communications | Глобальная система мобильной связи | второй по распространенности стандарт мира |
CDMA | Code Division Multiple Access | Множественный доступ с кодовым разделением каналов | |
JDC | Japanese Digital Cellular | Японский стандарт цифровой сотовой связи |
Цифровые ССПС по сравнению с аналоговыми системами предоставляют абонентам больший набор услуг и обеспечивают повышенное качество связи, а также взаимодействие с цифровыми сетями ISDN и пакетной передачи данных (PDN).
Характеристики цифровых стандартов представлены в таблице 6.4.
Таблица 6.4. Сравнительные характеристики цифровых стандартов
Характеристика | Стандарт | |||
D-AMPS | GSM | JDC | CDMA | |
TDMA | TDMA | TDMA | CDMA | |
Число речевых каналов на физический канал | 3 | 8 (16) | 3 | 32 |
Отведенный и рабочий диапазон частот, МГц | (800 и 1900 МГц) | (900, 1800 и 1900 МГц) | 810-826 940-956 1429-1441 1447-1489 1501-1513 | (800 и 1900 МГц) |
824-840 869-894 | 935-960 890-915 | 824-840 869-894 | ||
Ширина полосы частот радиоканала, кГц | 30 | 200 | 25 | 1250 |
Эквивалентная полоса частот на один разговорный канал, кГц | 25 | 25 (12,5) | 8,3 | – |
Вид модуляции | π/4 DQPSK | 0,3 GMSK | π/4 DQPSK | QPSK |
Скорость передачи информации, кбит/с | 48 | 270 | 42 | – |
Скорость преобразования речи, кбит/с | – | 13 (6,5) | 11,2 (5,6) | 8 |
Минимальное отношение сигнал/шум, дБ | 16 | 9 | – | 7 |
Алгоритм преобразования речи | VSELP | RPE-LTR | VSELP | CELP |
Радиус соты, км | 0,5-20 | 0,5-35 | 0,5-20 | 0,5-25 |
