Мобильные телефоны стремительно завоевали популярность людей. В начале девяностых годов мобильный телефон является “роскошью”, им пользуются люди с высоким достатком, однако, в наступившем тысячелетии мобильные телефоны превратились в вещь, которая должна быть у каждого человека.
Триумфальное шествие мобильной связи по территории нашей страны началось в июне 1992 года, тогда и начала свою работу первая в России сотовая компания «Вымпелком».
Однако сама мобильная связь имеет гораздо более долгую историю и продолжает непрерывно развиваться. Это достигается за счёт новых веяний и разработок конструкторов, связистов, схемотехников. В последствии перерастая в стандартизированные технологические решения.
Каждый день производители мобильных телефонов и портативных устройств выпускают на рынок какие-либо новинки. Современный мобильный телефон — это не просто устройство для связи. Это множество устройств, объединенных в аппарате, который легко помещается на ладони. С помощью современного телефона можно отправлять сообщения, делать очень даже неплохие фотографии, слушать музыку, смотреть фильмы, читать электронные книги, играть в игры, работать в сети Интернет. Количество моделей телефонов и их функции настолько разнообразны, что пользователю трудно потеряться в этом наборе возможностей.
Количество пользователей мобильной связью неуклонно увеличивается и на сегодня исчисляется уже в миллиардах человек. Бизнесмены, офисные работники, домохозяйки, родители, дети — трудно представить себе сегодня категорию населения, которая не пользовалась бы мобильной связью и не интересовалась бы новостями на эту тему.
В курсовой работе на тему: «Технология 3G. Перспективы развития в России», рассматривается понятия технологии, принципы действия, краткая история мобильной связи и поколений технологии 3G, проведён анализ развития её в России.
История развития мобильной связи и российских сотовых операторов
Подвижная радиотелефонная связь появилась еще в двадцатые годы прошлого века в США, вскоре после изобретения голосовой радиосвязи вообще. Уже в 1921 году полиция Детройта использовала одностороннюю диспетчерскую радиосвязь с патрульными машинами. Патрульные могли получать указания по радио от диспетчера, но не могли ему ответить. Однако уже в 1933 году полицейская связь в крупных городах США стала двухсторонней.
С сороковых годов в американских системах радиотелефонной связи стала использоваться частотная модуляция, обеспечивающая передачу звука без существенных искажений. Частотная модуляция была предложена американцем Эдвином Армстронгом и запатентована им 26 декабря 1933 года.
Современные системы межбанковских расчетов и особенности их развития в России
... сущность межбанковских расчетов; рассмотреть основные виды систем межбанковских расчетов; провести анализ и дать оценку эффективности системы межбанковских расчетов в России на примере АО «Альфа Банк»; изучить проблемы и перспективы развития системы межбанковских расчетов; рассмотреть ...
И уже в 1946 году появилась первая коммерческая сеть автомобильных радиотелефонов. Она позволяла, как звонить с одного радиотелефона на другой, так и с радиотелефона в машине на любой стационарный проводной телефон через АТС (Автоматическую Телефонную Станциию).
Обратный вызов — со стационарного телефона на автомобильный радиотелефон — осуществлялся через телефонистку.
Полностью автоматические дуплексные системы подвижной связи появились значительно позже, в шестидесятые годы. Но они по-прежнему оставались преимущественно автомобильными. Причина этого проста — клиентское оборудование для подвижной радиотелефонной связи весило более десяти килограммов. К тому же для этого оборудования не существовало портативных источников питания, и практически единственным выходом было его включение в бортовую электросеть автомобиля.
Долгое время к разработке переносных устройств радиотелефонной связи даже не приступали, считая эту задачу неразрешимой. Исправить положение помогло лишь появление интегральных микросхем и сравнительно легких аккумуляторов.
Первый успех принесло многолетнее соперничество двух компаний — AT&T Bell Labs и Motorola. Motorola первой представила в 1973 году работающий мобильный телефон в виде телефонной трубки с клавиатурой. Длина этого аппарата превышала 30 см, в ширину и толщину он был более 5 см, а вес его составлял около килограмма. Носить его с собой и держать в руке во время разговора было довольно тяжело, но самое главное — он работал. По этому телефону можно было позвонить как на другой такой же аппарат, так и на любой проводной телефон.
Победа Motorola в этом соревновании имела не только техническое, но и большое символическое значение. Дело в том, что концерн AT&T в то время в США являлся монополистом в сфере телефонной связи, а Motorola давала надежду на разрушение монополии.
Семидесятые годы стали временем разработки первых стандартов сотовой связи в Америке и Европе. Но реальное функционирование коммерческих сетей сотовой связи началось лишь десять лет спустя.
Первый серийный сотовый телефон, представленный все той же компанией Motorola в 1983 году, был немногим компактнее первого образца десятилетней давности. Он весил 800 граммов и позволял лишь звонить и принимать звонки. Ни о каких, даже самых примитивных, дополнительных функциях, к которым привыкли владельцы современных сотовых телефонов, тогда не было и речи.
Однако сама связь осуществлялась уже по вполне современным принципам — через базовые станции, сеть которых напоминает соты, поэтому эту связь и называют сотовой. А восходит этот метод организации каналов связи к радиорелейным сетям, зародившимся еще до второй мировой войны и получившим широкое распространение в шестидесятые и семидесятые годы.
Рисунок 1 — Первый мобильный телефон
К 1990 году число пользователей сотовых телефонов в мире превысило 10 миллионов, и дальше это число росло уже в геометрической прогрессии. В 1996 году счастливых обладателей сотовых телефонов было уже 100 миллионов, в 2002 году — миллиард, а в 2007 году — более двух миллиардов. Каждый третий житель нашей планеты (считая младенцев) сегодня имеет сотовый телефон, а в высокоразвитых странах людей без мобильных телефонов уже практически не осталось.
Россия в этой гонке за мобильность немного задержалась. До 1992 года коммерческих сотовых сетей в нашей стране не было вообще. Лишь в июне 1992 года была создана первая сеть- на 200 абонентов. К 1994 году емкость сотовой сети компании «Вымпелком» в Москве увеличилась до 10000 абонентов, и тогда же на свет появилась торговая марка «БиЛайн». До 1997 года «Вымпелком» предоставлял лишь услуги связи по стандарту AMPS, а летом 1997-го запустил также сеть стандарта GSM.
Другая старейшая компания сотовой связи в России была создана позже «Вымпелкома», но на стандарт GSM перешла раньше. Это была компания «Мобильные телесистемы» (МТС) — детище Московской городской телефонной сети. Она была зарегистрирована осенью 1993 года, а уже с 1994-го начала предоставлять услуги мобильной связи по стандарту GSM, который ныне является господствующим повсеместно.
Позднее эти две компании сумели немного потеснить более молодые конкуренты — прежде всего «Мегафон». Вместе с ним «БиЛайн» и «МТС» образовали большую тройку российских сотовых операторов. Наладить производство собственных мобильных телефонов в России не удалось. Существенных шагов в этом направлении не предпринималось — ведь потребность в мобильных телефонах, а также в оборудовании для сетей сотовой связи в полной мере удовлетворяется импортом.
Технологические поколения мобильной связи
third generation
Таблица 1 — Поколения и стандарты мобильной связи
|
Поколение |
Стандарты |
|
0G |
PTT, MTS, IMTS, AMTS, Mobitex, Autotel/PALM, ARP |
|
1G |
NMT, AMPS, Hicap |
|
2G |
GSM, iDEN, D-AMPS, IS-95, PDC, CSD, GPRS, HSCSD, WiDEN |
|
2.75G |
EDGE/EGRPS, CDMA2000 (1xRTT) |
|
3G |
UTMS (W-CDMA), CDMA2000 (1xEV-DO/IS-856), FOMA, TD-SCDMA, Wi-MAX |
|
3.5G |
UTMS (HSDPA), UTMS (HSUPA), CDMA2000 (EV-DO Rev.A) |
|
3.75G |
UTMS (HSPA+), CDMA (EV-DO Rev.B/3xRTT) |
|
4G |
WiMAX, LTE |
Некоторые стандарты устарели и, практически, не используются. К примеру, стандарт PTT, который относится к поколению 0G.(от англ. Push-to-talk, дословно — «Нажми, чтобы говорить») — полудуплексный стандарт голосовой связи с двусторонним радиоинтерфейсом и возможностью передачи сигнала одновременно только в одном направлении. Для переключения между режимами приёма и передачи голоса пользователю необходимо нажимать/отпускать соответствующую кнопку на радиоустройстве. PTT является одним из самых ранних стандартов связи, использовавшихся для подвижной телефонии, и, по сути, был мобильным аналогом опосредованной через оператора проводной телефонной службы. Для вызова оператора пользователь мобильного телефона нажимал и удерживал в течение нескольких секунд кнопку PTT (тангенту) на своём устройстве. После того, как абонент отпускал кнопку, оператор отвечал и запрашивал номер телефона, на который абонент хотел совершить звонок. Абонент снова переключался в режим передачи нажатием кнопки и называл желаемый номер, после чего оператор производил дозвон на данный номер по проводной телефонной линии и устанавливал соединение. По истечении разговора — в случае, если в линии в течение некоторого времени не было активности или со стороны проводной телефонной линии был слышен сигнал отбоя, оператор мог освободить канал и использовать его для других соединений. Этот стандарт использовался в 1980-х годах в Канаде, где позднее был заменён Mobile Telephone Service (MTS), и до сих пор используется некоторыми операторами Индии.
Вообще же, поколения принято делить так:
1G- это аналоговая сотовая связь;
2G- цифровая сотовая связь; 3G- широкополосная цифровая сотовая связь, коммутируемая многоцелевыми компьютерными сетями, в том числе Интернет.
Концепция систем 3-го поколения нацелена на создание условий для предоставления услуг мультимедиа, включая высокоскоростную передачу информации, видео и речи, факсимильных сообщений и данных любому абоненту с помощью мобильного терминала, имеющего единый номер. Стоимость услуги должна быть минимальна при приемлемом качестве и уровне безопасности. Главная цель разработки систем 3-го поколения — удовлетворение потребности массового рынка в персональной связи, и ее достижение будет зависеть как от тарифов для сетей общего пользования, так и от стоимости абонентского терминала. Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т.е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:
- 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).
Рисунок 2 -Эволюция поколения третьего поколения
Что же касается набора услуг, то он фактически приближается к предоставляемому в сетях фиксированной связи. Это и высокоскоростной доступ в Internet, и мультимедиа (таблица 2).
Архитектура систем включает два основных элемента: cетевую инфраструктуру (Access Network) и магистральные базовые сети (Core Network).
Такая структура обеспечивает возможность наращивания инфраструктуры путем последовательной модификации ее составных элементов.
Таблица 2 — Услуги систем третьего поколения
В июне 1998 г. в МСЭ (ITU) — Международный Союз Электросвязи, поступило 10 предложений по проектам стандартов наземной связи, восемь из которых разработаны на базе технологии CDMA и два — на основе TDMA (таблица 3).
Проекты заявлены от трех крупных регионов мира — Северной Америки, Европы и Азиатско-Тихоокеанского — и отражают «национальные» различия в технологиях и путях перехода к системам подвижной связи 3-го поколения.
Таблица 3 — Проекты стандартов сухопутной подвижной связи
В Европе сумели выработать единую политику перехода к 3-му поколению, скоординировав деятельность всех европейских стран, в результате чего количество ее проектов ограничилось двумя: UTRA и DECT EP.
Однако следует отметить, что представленные в МСЭ проекты не исчерпывали всех возможных путей создания новых технологий. Так, в число заявленных стандартов не попали предложения по совершенствованию GSM, которые развиваются ETSI на базе новых технологий GSM-400, HSCSD, GPRS и EDGE. Но, по мнению заявителей, технологии GPRS и EDGE представляют собой всего лишь платформу, удобную для внедрения услуг UMTS/IMT-2000.
В США, в отличие от Европы, отказались от единого национального предложения и представили целых четыре проекта, два из которых подготовлены не институтами по стандартизации типа ANSI или TIA, а промышленными фирмами Qualcomm и Ericsson (Северо-Американским отделением) и могут считаться корпоративными.
Предложения США означают три пути развития для 3G-систем.
Первый из них основан на дальнейшем совершенствовании технологии TDMA*/AMPS, получившей широкое развитие не только в США, но и в мире. Этот стандарт предполагает использование мобильных терминалов с речевым кодеком VSELP (8 кбит/с), пакетную передачу данных CDPD (19,2 кбит/с), передачу коротких сообщений (SMS), факсимильную передачу (группа G3) и т. п. Концепция построения системы 3-го поколения на базе стандарта IS-136 изложена в проекте стандарта UWC-136 RTT, предложенном техническим подкомитетом TR-45.3 (США).
Данный проект предполагает совершенствование стандарта TDMA в три этапа, на каждом используется три разных типа радиочастотных каналов: IS-136+ (без расширения полосы канала 30 кГц), IS-136 HS (Outdoor/Vehicular) с шириной полосы канала 200 кГц и IS-136 HS (Indoor Office) с шириной полосы канала 1,6 МГц.
Второй проект предлагает постепенно наращивать пропускную способность системы cdmaOne, переходя от существующей инфраструктуры к технологии cdma2000. Что же касается двух других предложений США -WCDMA NA (T1P1, США) и WIMS (TR-46.1), — то они практически полностью совпадают с предложениями от Европы (UTRA) и Японии (WCDMA) и в процессе дальнейшего рассмотрения слились в единый проект.
Другая особенность национального подхода США к проблеме третьего поколения — совершенно отличный от других стран принцип распределения частотного ресурса. Частотное регулирование в США осуществляется за счет закрепления за операторами полос частот, распроданных с аукциона.
Огромный рыночный потенциал Азиатско-Тихоокеанского региона с учетом большой численности населения стал решающим фактором в определении стратегии развития мобильной связи третьего поколения. На этой территории, отнесенной Регламентом радиосвязи к Району 3, активную позицию занимают несколько стран, в числе которых Япония, Корея, Китай и Малайзия. Их предложения по программе IMT-2000 убедительно свидетельствуют о стремлении этих стран к мировому лидерству в массовом применении новейших технологий связи. Несмотря на то, что каждая из них имеет свои национальные особенности перехода к системам третьего поколения, общей чертой проектов является смещение акцентов в сторону собственных производителей оборудования.
Южная Корея с 1991 г. активно участвует в разработках и внедрении сетей cdma. Для нее международные стандарты мобильной связи, и будущие стандарты IMT-2000 важны, так как крупные южнокорейские фирмы Samsung и Hyundai давно и последовательно реализуют свои планы на мировом рынке. Исходя из этого, главный упор был сделан на производство оборудования CDMA. Все эти факторы определили общую основу двух радикально различающихся проектов стандартов для IMT-2000, поступивших от этой страны.
В Китае ориентируются на технологию GSM. Поэтому проект основан на использовании комбинированного метода доступа и сочетании технологий TDMA и CDMA.
В рамках концепции IMT-2000 допустимы две стратегии перехода к 3G-системам: постепенное (эволюционное) и «одномоментное» (революционное) (таблица 4).
При революционном подходе предполагалось внедрение всех новейших технологий и новых интерфейсов и полная замена существующего оборудования и ПО, что сопряжено с большими капитальными затратами и определенным коммерческим риском. Для отработки данной стратегии в разных районах мира, в том числе и в России, созданы экспериментальные сети.
Таблица 4 — Две стратегии внедрения услуг третьего поколения мобильной связи
Один из важнейших признаков, принципиально отличающих два подхода, — способы освоения частотного ресурса. При революционном сценарии требуется новый частотный ресурс. Япония и Европа выделили для систем третьего поколения «индивидуальные» полосы радиочастот.
В США подход абсолютно иной — спектр, выделенный для IMT-2000, уже занят службой PCS и 3G-системы будут работать в старых полосах частот вместе с существующими сетями стандартов TDMA/AMPS.
Эволюционное внедрение требует меньших капитальных затрат и предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на конкретные виды услуг. Такой подход позволяет максимально использовать существующую инфраструктуру сети связи, внедряя новые сетевые элементы в процессе последовательной модернизации.
Естественно, что операторы систем двух наиболее массовых технологий — TDMA/AMPS и GSM — стали сторонниками эволюционного пути развития. Эти системы имеют ограниченные возможности по наращиванию пропускной способности и видам услуг в рамках выделенного частотного диапазона. Рост их емкости без дополнительного расширения радиочастотного спектра возможен лишь за счет перехода на полускоростные каналы (GSM), введения многосекторных антенн или использования спектрально-эффективных методов модуляции (8PSK и др.).
При принятии мировых стандартов третьего поколения образовались два партнерских объединения: 3GPP и 3GPP2.
В первое объединение — 3GPP — входят ETSI (Европа), ARIB (Япония), Комитет T1 (США), а также три региональных органа стандартизации от Азиатско-Тихоокеанского региона — CWTS (Китай), TTA (Корея) и TTC (Япония).
Важно отметить, что совместные позиции ETSI и ARIB должны упрочиться с внедрением экспериментальных сетей на базе WCDMA, активно разрабатываемых с участием компаний DoCoMo, Ericsson и Nokia.
Основной вклад партнерства 3GPP в программу IMT-2000 — гармонизация пяти проектов: UTRA FDD (ETSI), WCDMA (ARIB), WCDMA NA (T1P1, США), WIMS (TR-46.1, США) и CDMA II (TTA).
Его участники предложили два варианта радиоинтерфейса. Первый — IMT-DS (IMT-2000 Direct Spread) — построен на базе проектов WCDMA (UTRA FDD) с прямым расширением спектра (DS- CDMA ) и частотным дуплексным разносом (FDD), ориентированным на использование в парных полосах частот.
Другой тип радиоинтерфейса — IMT-TC (IMT-2000 Time-Code), представленный этим объединением в МСЭ, основан на кодово-временном разделении каналов TDMA/ CDMA с временным дуплексным разносом (TDD) и предназначен для организации связи в непарных полосах частот. IMT-TC фактически представляет собой формальное объединение двух различных технических решений — европейского предложения UTRA TDD и китайского TD-SCDMA.
С технической точки зрения основное отличие вариантов IMT-DS и IMT-TC — в базовой чиповой скорости. В этих проектах она изменена с 4,096 Мчип/с на 3,84 Мчип/с (таблица 5).
Таблица 5. Характеристики радиоинтерфейсов для IMT-2000
Примечание: Н/д — нет данных.
* HPSK (Hybrid Phase-Shift Keying) — гибридная фазовая манипуляция (известная также как OCQPSK).
Во второе партнерское объединение — 3GPP2 — входят Ассоциация промышленности связи TIA (представленная подкомитетами TIA TR-45.3 и TIA TR-45.3) и ряд азиатских региональных организаций: ARIB, CWTS, TTA и TTC.
Члены 3GPP2 являются сторонниками эволюционного развития двух технологий сотовой связи второго поколения TDMA (IS-136) и cdmaOne (IS-95), которые в настоящее время широко распространены в США.
Предложения от этого партнерства представлены двумя вариантами радиоинтерфейсов, получившими обозначение IMT-MC (IMT-2000 Multi Carrier) и IMT-SC (IMT-2000 Single Carrier), (таблица 5).
Первый из них — IMT-MC — представляет собой модификацию многочастотной системы cdma2000, в которой обеспечивается обратная совместимость с оборудованием стандарта cdmaOne (IS-95).
Увеличение пропускной способности реализуется за счет одновременной передачи сигналов на нескольких несущих с частотным дуплексным разносом, предполагается работа в непарных полосах частот. Радиоинтерфейс IMT-SC базируется на спецификациях проекта стандарта UWC-136; в нем определено поэтапное расширение возможностей существующей системы TDMA при условии работы системы в парных полосах частот.
Структура радиоинтерфейсов для IMT-2000:
Наиболее вероятно, что в странах с развитой телекоммуникационной инфраструктурой переход к третьему поколению происходило путем совершенствования существующих сетей и внедрения технологий предоставления новых услуг по мере появления спроса.
Очевидно, что рыночные факторы и особенности региональных рынков Европы, Северной Америки и Азии препятствовали быстрому переходу от существующих технологий к стандартам третьего поколения. Этап внедрения новых технологий продлился не менее четырех лет (2002-2005 гг.), а совместное существование систем второго и третьего поколений — до 2010 г.
Япония и азиатские рынки стали первыми массовыми полигонами, где новые технологии были испытаны уже к 2002 г., что повлияло не только на структуру мирового рынка мобильной связи, но и на сами стандарты.
В соответствии с концепцией IMT-2000 в системах третьего 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).
Новизна технологий IMT-2000 связана прежде всего с выделением парных полос частот для систем, работающих с частотным дуплексным разносом (FDD), и непарных — для систем с временным дуплексным разносом (TDD).
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 предназначен для работы в пико- и микросотах, т.ºе. там, где абонент передвигается с невысокой скоростью.
Характеристики систем WCDMA FDD и UTRA TDD представлены в таблицеº6. Безусловно, у систем много общего, одинакова чиповая скорость 3,84 Мчип/с (в базовом варианте), сходны принципы кодирования и демодуляции, идентичны и длины кадра и суперкадра. Последний параметр значительно упрощает процедуру совместимости режимов, а синхронизация по кадрам базовых станций обеспечивает быстрый поиск сот и эффективное распределение каналов.
При дуплексной передаче с частотным разделением — FDD — число каналов в линиях «вниз» и «вверх», одинаково. А в режиме TDD двусторонняя радиосвязь обеспечивается за счет временного уплотнения каналов передачи и приема на одной несущей, что позволяет оптимально перераспределять ресурсы линии связи, выделяя различное число временных интервалов в линиях «вверх» и «вниз».
В европейском проекте UTRA изменение соотношения трафика в линиях «вверх» и «вниз» составляет от 15/1 до 2/14. Некоторое отличие в коэффициенте асимметрии обусловлено тем, что по крайней мере два канальных интервала должны быть выделены для служебных нужд в линии «вниз» (каналы синхронизации SCH) и один — в линии «вверх» (канал доступа RACH).
Аналогичные решения были приняты для режима TDD в других проектах наземных систем подвижной связи третьего поколения.
Необходимость совместимости режимов TDD и FDD требует реализации простых и дешевых двухрежимных FDD/TDD-терминалов. Это возможно благодаря использованию одних и тех же микросхем как в двух-, так и в однорежимных радиотелефонах. При этом двухрежимное абонентское устройство FDD/TDD ненамного сложнее обычного FDD-терминала.
Протоколы верхнего уровня обрабатываются в режимах TDD и FDD идентичным образом. Кроме того, процедуры мультиплексирования и расширения кодов в каналах «вверх»/»вниз» этих режимов используют одинаковую управляющую информацию. Общие процедуры и одна и та же канальная структура несёт информацию о совпадении основных свойств UTRA TDD и WCDMA FDD (набор протоколов верхних уровней, услуги для прикладных служб и др.).
Таблица 6. Сравнительные характеристики систем WCDMA FDD и UTRA TDD
Использование одной и той же частоты для линий «вверх» и «вниз» упрощает конструкцию адаптивных (интеллектуальных) антенн, приемопередатчиков и в целом оборудования базовых станций. Так как характеристики замираний в прямом и обратном каналах в значительной степени коррелированы, то для их компенсации используются одинаковые методы управления мощностью и адаптивными антеннами.
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. Никакой 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.
Согласно концепции IMT-2000, система нового поколения подразделяется на две составные части: сети радиодоступа и магистральную базовую сеть. Подходы к их проектированию принципиально различны.
Эффективность сетей радиодоступа в значительной степени зависит от новизны технологий, которые в них используются. Смена поколений, означает и смену идеологии построения этих сетей. Магистральные сети более «инерционны». В них инвестированы значительные средства, которые операторы желают сохранить при переходе к третьему поколению. Кроме того, существующие базовые сети не являются сдерживающим фактором для внедрения современных ЗG-услуг. Поэтому их инфраструктура развивалась эволюционным путем, опираясь на существующие сети GSM, TDMA (IS-136), IP, IN и ISDN, что подтверждают и исследования, проведенные в рамках IMT-2000.
В качестве магистральных 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 второго поколения — европейского GSM и североамериканских TDMA (IS-136) и CDMA (IS-95).
Взаимодействие между тремя магистральными сетями — GSM MAP, ANSI-41 и базовой IP-сетью — будет осуществляться через межсетевой интерфейс NNI (Network-to-Network Interface).
Стандартный модуль идентификации пользователя UIM (User Identity Module) обеспечит глобальный роуминг независимо от метода радиодоступа или типа транспортной сети в том или ином географическом регионе.
Важнее всего дать возможность всем операторам действующих сетей использовать существующую инфраструктуру при реализации набора новых услуг IMT-2000. В связи с этим МСЭ начало разработки единого протокола NNI, обеспечивающего глобальный роуминг в рамках 3G-систем.
Транспортная сеть должна обеспечить межсетевое взаимодействие и «прозрачность» доступа к услугам независимо от местонахождения абонентов. Чтобы реализовать это требование на практике, предусматривается создание специального конвертора, или шлюза, IWG (Interwoking Gateway), который и будет поддерживать глобальный роуминг при любом протоколе радиодоступа.
Развитие 3G в России
Весной 2007 года Мининформсвязи РФ выдало первые лицензии на оказание услуг связи третьего поколения (3G).
Три крупнейших на данный момент сотовых оператора России — «МегаФон», МТС и «ВымпелКом» (торговая марка «Билайн») — приступили к созданию новых сетей 3G. В коммерческую эксплуатацию первая в России сотовая сеть третьего поколения была запущена 24 октября 2007 года. Первый видеозвонок в 3G-сети «МегаФона» сделал министр Мининформсвязи Леонид Рейман, связавшийся с губернатором Санкт-Петербурга Валентиной Матвиенко. Десятиминутная беседа была посвящена обсуждению перспектив развития мобильной связи в России.
К концу 2008 года компания «Мегафон» запустила в эксплуатацию 25 сетей 3G в России, из них 10 (почти все регионы СЗФО, Дагестан и Сочи) — в коммерческую. В других регионах РФ сети 3G находились в опытно-коммерческой или тестовой эксплуатации.
Первая сеть третьего поколения от МТС была введена в коммерческую эксплуатацию в мае 2008 года в Санкт-Петербурге. Сети 3G МТС запущены еще во многих крупных городах России: в Екатеринбурге, Казани, Сочи, Нижнем Новгороде, Санкт-Петербурге, Набережных Челнах, Владивостоке, Новосибирске, Челябинске, Магнитогорске, Иркутске, Норильске, Красноярске, Тюмени, Уфе, Краснодаре, Геленджике, Анапе, Новороссийске, Ростове-на-Дону, Ижевске, Самаре, Калининграде, Омске, Сургуте, Москве, Тольятти, Сызрани.
Первые 3G сети от оператора «Билайн» появились в сентябре 2008 года в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Самаре и Челябинске. С октября 2008 года по июль 2009 года коммерческие сети 3G «Билайн» были запущены еще в 11 городах: в Ставрополе, Владикавказе, Уфе, Улан-Удэ, Якутске, Магадане, Ижевске, Чите, Ростове-на-Дону, Железноводске и Липецке.
По оценке Mobile Research Group в конце 2008 года в пользовании у россиян находилось около 6 млн сотовых телефонов с поддержкой 3G. В конце 2009 года услугами 3G пользовались 8,4 млн российских абонентов, а по прогнозам AC&M-Consulting к концу 2010 года таких абонентов станет 14 млн. человек. Весной 2009 года МТС, «Мегафон» и «Вымпелком» получили право запустить в Москве и Подмосковье сети третьего поколения (3G).
Сотовые операторы пытались и ранее открыть 3G в Москве, но все их попытки блокировались военными. Частоты в этом же диапазоне используют столичные силы противовоздушной обороны. Поэтому сети третьего поколения первоначально работали только в метро и внутри зданий.
2002 год: в России запущена первая сеть CDMA450 — в Санкт-Петербурге начал предоставление услуг оператор «Скай Линк».
ноября 2005 года компанией ЗАО «Енисейтелеком» запущена в эксплуатацию сеть — IMT-MC-450 (CDMA 450 1x), под брендом Wellcom. На этапе ввода сеть составляла пять базовых станций, расположенных в различных районах г. Красноярска.
декабря 2005 года компания ЗАО «Скай Линк» запустила в эксплуатацию технология EV-DO на базе сети IMT-MC-450 (CDMA450) в Москве и Санкт-Петербурге, увеличив в 15 раз скорость передачи данных, доступную в сетях мобильной связи: со 153 кбит/с до 2,4 Мбит/с.
апреля 2006 года под брендом Wellcom компанией ЗАО «Байкалвестком» запущена в коммерческую эксплуатацию сотовая сеть — IMT-MC-450 (CDMA 450 1x).
На первом этапе ввода сеть CDMA 450 1x включала в себя 16 базовых станций, обеспечивающих покрытие в городах Иркутск и Шелехов, на пригородных территориях и части Байкальского тракта.
С середины 2007 года на всей территории покрытия сети Wellcom запущен в действие протокол высокоскоростной передачи данных EV-DO, под брендом Wellstar.
В конце 2006 года Федеральное агентство связи (Россвязь) объявило о проведении трёх конкурсов на выдачу лицензий 3G. Заявки на участие подали 13 компаний. В апреле 2007 года Россвязь объявила результаты конкурса — по его итогам лицензии на право построения сетей мобильной связи третьего поколения получили компании, входящие в «большую тройку» российских операторов мобильной связи — «МегаФон», «МТС» и «Вымпелком» (бренд «Билайн»).
октября 2007 года. МегаФон-Северо-Запад объявляет о начале предоставления услуг сотовой связи стандарта третьего поколения в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.
мая 2008 года в Москве и Санкт-Петербурге «Скай Линк» ввёл в коммерческую эксплуатацию сеть EV-DO Revision A (EV-DO Rev.А).
Использование EV-DO Rev.А значительно увеличило скорость передачи данных на отправку информации с абонентского терминала — до 1,8 Мбит/сек, а максимальная скорость скачивания также существенно увеличивается — до 3,1 Мбит/с. Это открывает пользователям возможности использования видеосвязи, интерактивных приложений и других мультимедийных сервисов, требующих высокоскоростного обмена данными.
мая 2008 года в Санкт-Петербурге МТС объявляет о начале предоставления услуг сотовой связи стандарта третьего поколения в Санкт-Петербурге и Ленинградской области.
июня 2008 года «МегаФон» объявляет о начале предоставления услуг сотовой связи стандарта третьего поколения (3G) во всех регионах Северо-Запада.
ОАО «Вымпелком» заявило о строительстве сети 3G в Приморском крае. В связи с тем, что «Вымпелком» не имеет лицензий GSM в Приморье, компания сразу начнёт работу в сети третьего поколения.
августа 2008 года в Екатеринбурге ОАО «МТС» запустило сеть 3G в режиме тестовой эксплуатации.
сентября 2008 года в Челябинске ОАО «Вымпелком» запустило сеть 3G в режиме коммерческой эксплуатации.
Затем следовали подключения 3G во всех регионах России, начиная с крупных городов, как в тестовом режиме, так и в коммерческой эксплуатации.
февраля 2010 года — ОАО «МегаФон» запустило сеть 3,5G в режиме коммерческой эксплуатации в трёх регионах Уральского Федерального Округа в городах Свердловской области: Арамиле, Березовском, Большом Истоке, Верхней Пышме, Екатеринбурге, Каменск-Уральском, Нижнем Тагиле, Новоберезовском, Октябрьском, Патруши, Первоуральске, Среднеуральске; Тюменской области — Тюмени, Боровском; Ханты-Мансийского Автономного Округа — Югры — Белом Яре , Излучинске, Лангепасе, Мегионе, Нефтеюгаснке, Нижневартовске, Солнечном и Сургуте.
марта 2010 года — ОАО «МегаФон» начал коммерческую эксплуатацию сети 3,5G в Республике Мордовия. По состоянию на 1 марта 2010 г. она включает 39 базовых станций, которые обеспечивают покрытие на территории городов Саранск и Рузаевка.
марта 2010 года — ОАО «МегаФон» начал коммерческую эксплуатацию сети 3,5G во Владимире. По состоянию на 10 марта 2010 г. она включает 26 базовых станций, которые обеспечивают покрытие на территории города Владимир.
марта 2010 года — Кавказский филиал ОАО «МегаФон» сообщает о начале коммерческого предоставления услуг 3G на территории Краснодарского края и Республики Адыгея.
марта 2010 года — Кавказский филиал ОАО «МегаФон» сообщает о начале коммерческого предоставления услуг 3G на территории Ростовской области.
марта 2010 года — ОАО «МТС» запустил сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в Республике Хакасия и в городе Астрахань.
апреля 2010 года — ОАО «Вымпелком» начал коммерческую эксплуатацию сети 3.5G в городе Калуга.
апреля 2010 года — ОАО «Билайн» запустил сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в режиме коммерческой эксплуатации в городах Миасс и Златоуст Челябинской области.
апреля 2010 года — ОАО «Билайн» запустил сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в режиме коммерческой эксплуатации в городе Шацке Рязанской области.
апреля 2010 года — ОАО «МТС» запустил сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в режиме коммерческой эксплуатации в городах: Смоленск, Тамбов.
мая 2010 года — ОАО «МТС» запустила сети 3G в городах: Брянск, Кострома и Ярославль.
мая 2010 года — ОАО «МТС» запустил сеть 3G с поддержкой технологии HSDPA в режиме коммерческой эксплуатации в городе Владикавказ.
Заключение
Итогом внедрения сетей третьего поколения стало использование во многих технически развитых странах технологии 3G и 3,5G. Впрочем, многие страны стремятся сразу перейти к сетям 4G, минуя третье поколение. По стандартам четвертого поколения строятся сети в США, Японии, Корее, Китае и Никарагуа. 14 декабря 2009 года Шведская телекоммуникационная компания «TeliaSonera» объявила о запуске первой в мире коммерческой сети четвёртого поколения стандарта LTE в Стокгольме и Осло. Первым городом в России поддерживающим стандарт LTE станет Казань. С технической точки зрения, основное отличие сетей четвёртого поколения от предыдущего, третьего, заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3G соединяет в себе передачу голосового трафика и «пакетов». Для голосового трафика в 4G предусмотрена технология VoIP, позволяющая совершать голосовые звонки, применяя быструю «пакетную» передачу данных.
Международный союз телекоммуникаций и 4G Alliance (основными участниками которого является ZTE Corporation и другие китайские компании) определяют технологию 4G как будущее технологий беспроводной телекоммуникации, которая позволит достичь скорости передачи данных до 1 Гбит/с в условиях стационарного применения и до 100 Мбит/с в условиях обмена данными с мобильными устройствами доступа. Технология 4G, позволит абонентам смотреть многоканальные телетрансляции высокой чёткости и управлять домашней бытовой техникой с помощью мобильного устройства, совершать дешёвые междугородные телефонные звонки.
Проблема организации сетей четвертого поколения является недостаток аппаратов, способных работать с этими сетями, в том числе из-за их высокого энергопотребления. Низкая активность инвесторов и высокий потенциал сетей третьего поколения также замедляют развитие 4G.
Развитие сетей третьего поколения в России происходит в геометрической прогрессии, к крупным региональным городам, подключаются малые города, и окружающие их территории.
Развитие сетей 3G в России привело к массовому переходу с устаревших телефонных аппаратов на более современные модели. Так же на рынок стали поставляться 3G модемы, позволяющие пользоваться интернетом, находясь в поездке или на отдыхе.
В курсовой работе рассмотрена краткая история становления технологий мобильной связи, спецификация 3G, проанализировано развитие технологии в России.
Список использованных источников
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/g-tehnologii/
1http://rumobile.org/
http://ru.wikipedia.org/wiki/3G
