Сотовые сети и их классификации

Оглавление

Оглавление………………………………………………………………….……1

Введение…………………………………………………………………….……2

История развития сотовой связи…………………………………………….….3

Мировые тенденции развития сотовой связи…………………………….…..12

Краткие характеристики нескольких поколений сотовой связи…….............15

1G — аналоговые системы………………………………………………….….15

2G — переход к «цифре». ………………………………………………….…..17

2,5G — ориентация на передачу данных………………………………….…..18

2,75G — EDGE: еще лучше………………………………………………….....19

3G — настоящее…………………………………………………………….…..20

Преимущества ЗG-сетей и их разновидности…………………………….…...21

4G — DoCoMo делает шаг в будущее…………………………………………24

Технологические аспекты поколения 4G……………………………………...26

Опыты внедрения сетей 4G…………………………………………………….28

Аналитический обзор современных технологий сотовой связи…………......29

Что такое поколения сотовой связи, что между ними общего с точки зрения аналитика………………………………………………………………………...29

Стандарты сотовой связи активно используемые в Кыргызстане…………...34

Cтандарт GSM……………………………………………………………….......34

Общие характеристики стандарта GSM………………………………………..34

Основные характеристики стандарта GSM. Структурная схема и состав оборудования сетей связи……………………………………………………....36

Сетевые и радиоинтерфейсы стандарта GSM…………………….…………...45

Внутренние GSM-интерфейсы……………………………………………….....46

Интерфейсы между сетью GSM и внешним оборудованием. Структура служб и передача данных в стандарте GSM……………………………………….…..48

Структура ТDМА кадров и формирование сигналов в стандарте GSM……………………………………………………………………………....51

Стандарт связи CDMA………………………………………………………..…56

История технологии CDMA………………………………………………….....56

Коротко о технологии CDMA..........................………………………………....61

Чем CDMA лучше других....................................................................................62

Перспективы CDMA………………………………………………………….…64

Технология GPRS……………………………………………………………......66

Что такое GPRS………………………………………………………………….66

Архитектура GPRS………………………………………………………………67

Механизмы безопасности GPRS…..…………………………………………....70

Технология WAP……………………………………………………………...…75

Заключение Анализ рынка сотовой связи в Кыргызстане…………................78

Приложение 1. Глоссарий.………………………………………………………87

Приложение 2. Графическая часть….………………………………………….91

Литература и список источников………………………………………………92

Введение

Мобильная связь прочно вошла в жизнь современного человека любого возраста. И, как правило, это не тривиальное времяпрепровождение. Мобильная связь имеет большое значение для социального, психологического и даже физического благополучия людей. Мобильный телефон стал важнейшим средством общения человека и решения важных для него вопросов. Вывод - мобильные разговоры положительно действуют на людей. Согласно исследованиям, мобильные разговоры способны стимулировать выработку эндорфинов, снимать стресс и повышать иммунную систему. Две трети всех человеческих разговоров составляют разговоры ни о чём, но именно они имеют большое значение для нашего социального, психологического и физического благополучия. По причине терапевтического воздействия на человека мобильная связь быстро заняла прочные позиции в нашей жизни, позволяя нам поболтать в любое время и в любом месте. В век космических технологий мобильные телефоны позволяют нам вернуться к более естественным и гуманным средствам общения доиндустриального общества, когда человек жил в небольших, но стабильных общинах и часто общался друг с другом. Отличия составляют только средства общения. Мобильная связь позволяет решать и важные деловые вопросы. И здесь необходимо, чтобы Ваш телефонный аппарат был надёжным и полностью удовлетворял потребности в скорости передачи данных. Таким характеристикам полностью соответствует новая модель iphone 4g от брендовой компании Apple.

Статистика – очень интересная отрасль знаний. Именно она утверждает, что мужчины по мобильным телефонам общаются больше, чем женщины. Тридцать три процента мужчин и двадцать шесть процентов женщин разговаривают по своему мобильнику ежедневно. Исследования показали, что мужчины в основном общаются с коллегами по работе, партнерами и подругами, а женщины - с однополыми друзьями и семьей. Мужчин интересуют все возможности мобильной связи, например, как зарегистрироваться в контакте с помощью мобильника. Женщины свой мобильный телефон воспринимают в основном как средство общения и в качестве «символического телохранителя».

Интересно воздействие мобильного телефона на современных подростков. Аппарат развивает у подрастающего поколения социальные и коммуникативные навыки. С помощью мобильных телефонов молодёжь общается с большим количеством людей, и чаще, чем она это делала до наличия у неё подобных аппаратов. Именно молодым людям важно, чтобы телефонный аппарат был многофункциональным. Они с удовольствием прочтут, например, новости Украины в интернет – услугах телефона, чем посмотрят по телевидению или, тем более, прочтут в газетах. Таким образом, большинство исследований свидетельствует о позитивных социальных и психологических функциях мобильных разговоров. Мобильная связь содействует построению отношений, развитию групповых связей, укреплению социального положения и статуса, привитию общих ценностей, урегулированию конфликтов… Этот список можно перечислять и дальше. Ясно одно, что современный человек уже не может обойтись без такого помощника как мобильный телефон.

Первые системы двусторонней радиотелефонной связи между подвижными объектами поя­вились более 50 лет назад. Связь осуществлялась на фиксированных частотах, а передавае­мые сигналы занимали в эфире широкую полосу частот. С развитием техники традицион­ной (конвенциональной) радиосвязи возникли проблемы, связанные с ограниченным час­тотным ресурсом и низкой пропускной способностью таких систем.

Идея создания сотовых систем была основана на разбиении обслуживаемой территории на небольшие зоны (соты), в каждой из которых размещена, как правило, одна базовая станция. Такой принцип организации связи позволяет увеличить число абонентов и повы­сить качество связи за счет повторного использования одних и тех же частот в различных сотах.

В данной работе приведена краткая история развития сотовой связи и так же производится анализ развития поколений стандартов сотовой связи и кроме того сделан прогноз на развитей мобильной связи в будущем.

Теоретическая часть

История развития сотовой связи

На протяжении всей своей истории человечество испытывало острую необходимость в средствах быстрой передачи информации на большие расстояния. На заре цивилизации для этого использовались различные примитивные способы – сигнальные костры, барабаны, почтовые голуби и т. д. С развитием науки эти технологии все более совершенствовались – изобретение электричества со временем позволило соединять проводами между собой удаленные на большое расстояние объекты и практически моментально обмениваться между ними достаточно приличными объемами информации. Это было очень большим достижением, но местоположение абонентов было строго фиксировано, что иногда создавало большие неудобства.

Первым шагом к появлению мобильных средств связи было открытие в 1888 году немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных радиоволн и нахождение способа их обнаружения. Немного позже русский ученый Александр Степанович Попов, опираясь на результаты исследований Г. Герца, создает прибор для регистрации электрических колебаний - первый примитивный радиоприемник.

Начало было положено и в 1901 году итальянец Гульельмо Маркони установил радио -приемопередающее устройство на борт парового автомобиля и провел первую наземную мобильную связь. При этом имелась возможность передавать только данные (точка-тире), но не голос. Однако говорить о настоящей мобильности было еще рано, размеры устройства были просто огромными, о чем говорит хотя бы тот факт, что перед тем как автомобиль начинал движение, необходимо было опустить высокую цилиндрическую антенну в горизонтальное положение.

Но технологии не стоят на месте, и в 1921 году в США появилась диспетчерская служба телеграфной подвижной связи. Первоначально такие радиосистемы располагались только на автомобилях полиции и используя азбуку Морзе вызывали патрули для того чтобы те связались с полицейским участком посредством проводного телефона. То есть это была система однонаправленного действия и ее смело можно назвать прообразом современной пейджинговой связи.

В 1934 году Конгресс США создает Федеральную Комиссию Связи (ФКС), которая помимо регулирования проводного телефонного бизнеса, также управляла и радиодиапазоном. Комиссия решала, кто и какие частоты будет получать. Самый высокий приоритет получили спасательные службы, государственные агентства и прочие службы, которые, по мнению ФКС, помогали наибольшему числу людей. Следом за ними шли компании предоставляющие услуги транспортировки грузов, такси и им подобные. Частот для использования частными лицами вообще не выделялось до окончания Второй Мировой Войны.

Ограниченное количество частот, и как следствие, небольшое количество клиентов, являлось одной из причин задержки развития радиотелефонной связи. Производители телефонных систем не видели достаточной экономической выгоды в переходе к беспроводным технологиям.

Но как уже было сказано выше, ФКС со временем все же выделила частоты для использования частными лицами и 17 июня 1946 года в Сент Луисе, США, лидер телефонного бизнеса компания AT&T и Southwestern Bell запускают первую радиотелефонную сеть для частных клиентов. Аппаратура была очень громоздкой и предназначалась только для установки в автомобили – таскать на себе 40 килограммовый телефон (без учета веса источника питания!) было просто невозможно. Но, несмотря на это, популярность мобильной связи стала стремительно расти. Но тут возникла еще одна, более серьезная, чем большой вес аппаратуры, проблема – ограниченность частотного ресурса. Радиотелефоны, с близкими по частоте каналами, начинали вызывать взаимные помехи, и необходимо было минимум 100 километров между двумя радиосистемами, чтобы стало возможным использовать частоту вновь.

В 1947 году происходят два события, имеющие огромное значение для дальнейшего развития радиотелефонной связи. В июле У. Шокли, У. Браттайн и Дж. Бардин – сотрудники Bell Laboratories, изобретают транзистор. Это в дальнейшем позволило заметно уменьшить вес и размеры мобильных телефонных аппаратов.

Немногим позже Д. Ринг, сотрудник все той же Bell Laboratories, на внутреннем меморандуме выдвигает идею сотового принципа организации сетей мобильной связи. Эта схема решала проблему конфликта близких по частотам каналов и позволяла повторно их использовать.

Разработкой систем сотовой связи стали заниматься сразу несколько производителей радиотехники, но прошло более 20 лет, прежде чем появились первые подобные сети.

И вот в 1973 году в Нью-Йорке, на вершине 50 этажного здания Alliance Capital Building, компанией Motorola, была смонтирована первая в мире базовая станция сотовой связи. Она могла обслуживать не более 30 абонентов и соединять их с наземными линиями связи. Первый сотовый телефон получил название Dina-TAC, его вес составлял 1,15 килограмма, размеры – 22,5х12,5х3,75 сантиметра.

Утром, 3 апреля этого же года, вице-президент Motorola Мартин Купер, взяв Dina-TAC в руки, вышел на улицу и совершил первый в мире звонок по сотовому телефону. И позвонил он не кому иному, как начальнику исследовательского отдела Bell Laboratories. Как рассказывал в последствии сам Купер, он произнес следующие слова: «Представь себе, Джоэл, что я звоню тебе с первого в мире сотового телефона. Он у меня в руках, а я иду по нью-йоркской улице».

Таким образом, днем рождения сотового телефона, да и всей сотовой связи можно считать 3 апреля 1973. Но, несмотря на то, что основные разработки велись в США, первая коммерческая сеть сотовой связи была запущена в мае 1978 года в Бахрейне. Две соты с 20 каналами в диапазоне 400 МГц обслуживали 250 абонентов.

Немногим позже сотовая связь начала свое шествие по всему миру. Все больше и больше стран понимали выгоду и удобства, которые она может принести. Однако использование своего собственного частотного диапазона в каждой стране, со временем привело к тому, что владелец сотового телефона приезжая в другое государство не мог им пользоваться. Помимо этого все существующие на тот момент системы были аналоговым, что не позволяло обеспечивать конфиденциальность разговора даже на самом примитивном уровне. Их принято называть системами первого поколения. И в результате для решения всех этих проблем в 1982 году Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (СЕРТ) объединяющая 26 стран, приняла решение о создании специальной группы Groupe Special Mobile. Ее целью была разработка единого европейского стандарта цифровой сотовой связи. Было принято решение использовать диапазон 900 МГц, а затем, учитывая перспективы развития сотовой связи в Европе и во всем мире, было принято решение выделить для нового стандарта и диапазон 1800 МГц. Новый стандарт получил название GSM – Global System for Mobile Communications. GSM 1800 МГц также носит название DCS-1800 (Digital Cellular System 1800). Первым государством, запустившим сеть GSM, является Финляндия, коммерческая сеть такого стандарта была там открыта в 1992 году. В следующем году в Великобритании заработала первая сеть DCS-1800 One-2-One. С этого момента начинается глобальное распространение стандарта GSM по всему миру.