Московский Государственный Университет Связи и Информатики лекции

Вид материала

Содержание

Смена поколений сетей сотовой связи
Технология I-MODE
Технология EDGE
Системы 3.5G
Технология H-SUPA – системы поколения 3.75G
Системы четвертого поколения 4G
Технология HSDPA
Скорость передачи

Подобный материал:

1 ... 117 118 119 120 121 122 123 124 ... 156

Смена поколений сетей сотовой связи

Главной особенностью современного этапа развития систем сотовой связи является переход к системам третьего поколения 3G.

Основным отличием систем 3G от эксплуатируемых сейчас сетей второго поколения 2G является возможность передачи больших объемов информации с высокими скоростями.

В системах третьего поколения появляются возможности для предоставления мультимедийных услуг: передачи речи, текста, данных, видео, навигации и др.

^

Технология I-MODE

I-MODE - технология предоставления абонентам дополнительных информационных услуг, в частности доступа в Интернет. Основу технологии, разработанной японской компанией NTT DoCoMo - Nippon Telephone and Telegraph DoCoMo, составляет использование компактной (усеченной) версии языка программирования HTML - так называемого c HTML (Compact HTML).

Технология EDGE

Технология EDGE - Enhanced Data rates for GSM Evolution принята институтом ETSI в качестве основы для развития сетей GSM / GPRS. Соответствуя требованиям IMT-2000, технология EDGE способна обеспечить развертывание служб передачи данных со скоростями до 384,0кбит/с является хорошим дополнением к сетям радиодоступа UMTS. Реально достижимая средняя скорость передачи данных составляет 100,0–120,0кбит/с, с пиковыми значениями до 230,0кбит/с.

Процесс стандартизации EDGE был разделен на два этапа. На первом акцент был сделан на разработку технологий E-GPRS - Enhanced GPRS и E-CSD (Enhanced Circuit-Switched Data). Соответствующие стандарты появились в 1999 году.

На втором этапе определены шаги по реализации услуг мультимедиа в режиме реального времени. Кроме того, планируется согласовать интерфейсы EDGE и UMTS, что позволит обеим системам взаимодействовать друг с другом.

^

Системы 3.5G

Термин 3.5G используется, для описания усовершенствованных 3G мобильных сетей передачи данных, в которых достигнуты более высокие, чем 2,048мбит/с, скорости передачи данных - порядка 3,0мбит/с. Первая страна, которая вводит 3.5G сети в большом национальном масштабе - Япония, первый Оператор связи - японская компания KDDI. KDDI ввела сеть множественного доступа с кодовым разделением каналов CDMA2000. 1x.

^

Технология H-SUPA – системы поколения 3.75G

Высокоскоростной пакетный доступ по нисходящему каналу связи

H-SUPA - High-Speed Uplink Packet Access является протоколом доступа к данным для сетей сотовой связи с высокой скоростью передачи данных 5,8мбит/с.

Аналогично H-SDPA, H-SUPA считают эволюционной технологией поколения 3.75G. Предполагается введение H-SUPA в мобильные телефоны в 2008г.

^

Системы четвертого поколения 4G

Термин 4G используется для краткого обозначения технологии беспроводного доступа четвертого поколения (Fourth-Generation), являющегося преемником 3G. Концепция 4G описывается двумя различными, но общими идеями:

- Высокоскоростной беспроводный доступ с высокой скоростью передачи данных - до 20,0мбит/с.

- Всепроникающие сети - Pervasive networks. Эти технологии доступа: WLAN, WMAN, UMTS, EDGE и др.

Поколения: 1G; 2G; 2.5G; 3G; 3.5G; 4G; 5G;

Реализация: 1984; 1991; 1999; 2006; 2008; 2012; 2015гг.

Сервисы:

1G - аналоговый стандарт, синхронная передача данных со скоростью до

9,6 кбит/с;

2G - цифровой стандарт, поддержка коротких сообщений (SMS) большая ёмкость, пакетная передача данных,

4G - IP-ориентированная сеть, поддержка мультимедиа, скорости до сотен мегабит в секунду.

Скорость передачи: 1G- 9,6кбит/с; 2G - 14,4кбит/с; 2.5G - 384,0кбит/с;

3G - 2,048мбит/с; 4G - 3,0-14,0мбит/с,

1,0гбит/с.

Главной особенностью современного этапа развития систем сотовой связи является переход к системам третьего поколения 3G. Наиболее актуальна эта проблема для Операторов связи сетей первого поколения, работающих в стандарте NMT. Операторы сотовых сетей связи GSM также прикладывают максимум усилий для удовлетворения потребностей своих пользователей в области мобильной передачи данных. Связано это, прежде всего с тем, что сети 3G позволяют предоставлять пользователям широкий диапазон новых услуг, которые способны существенно повысить доходы Операторов связи, а для производителей - продажи сетевого оборудования и телефонов.

Основным отличием систем 3G от эксплуатируемых сейчас сетей второго поколения (2G) является возможность передачи больших объемов информации с высокими скоростями.

Это позволяет получить качественно новый уровень связи, на основе которого возможно формирование глобального информационного пространства, доступ к которому не зависит от местоположения пользователя и его перемещений. Вследствие этого меняется и функциональное предназначение самого мобильного телефона - кроме средства голосового общения он становится многофункциональным устройством.

Возможности сетей 3G открывают новые горизонты в использовании мобильной связи, как частным абонентам, так и крупным корпорациям.

С одной стороны, абоненты получают в свое распоряжение полноценный доступ в Интернет, и множество других услуг. С другой стороны - Оператор связи начинает зарабатывать на росте трафика, с третьей стороны - появляется новый вид деятельности по предоставлению сервисов и услуг.

Появляются возможности для видеоконференций, мультимедиа, мобильной электронной коммерции, обеспечения безопасности и услуг на основе навигации.

Международный Союз электросвязи - МСЭ-Е (ITU) при сохранении идеи глобального роуминга, в качестве идеологической основы для объединения существующих сетей с системами, базирующимся на новом семействе стандартов 3-го поколения - IFS - IMT-2000 Family of Systems, отказался от принципа глобального международного стандарта и сосредоточил свои усилия в этом вопросе на их гармонизации.

При этом в качестве основных стандартов данного семейства рассматривались

стандарты CDMA и HSCSD.
^

Технология HSDPA

Технология высокоскоростного пакетного доступа по нисходящему каналу

Технология H-SDPA основана на использовании высокоскоростного нисходящего канала H-SDSC - High-Speed Downlink Shared Channel систем 3G, способного поддерживать высокие скорости передачи данных; она позволяет обслуживать разных пользователей, осуществляя мультиплексирование с временным и кодовым разделением. Благодаря этому, эта технология идеально подходит для обработки прерывистого пакетного трафика в многопользовательской среде.

Расширение возможностей UMTS-сетей за счет использования технологии H-SDPA

Распространение технологии High-Speed Downlink Packet Access (H-SDPA) трансформирует характер беспроводных коммуникаций и позволяет реализовать широкополосный беспроводной доступ. Это очередное технологическое достижение, способное привести к увеличению спроса на услуги связи со стороны конечных пользователей.

С появлением технологии H-SDPA рост рынка мобильного широкополосного доступа на базе ссылка скрыта повторяет тенденции рынка фиксированной широкополосной связи, что сказывается как на корпоративных, так и на индивидуальных пользователях.

Внедрение технологии H-SDPA в UMTS-сетях позволяет добиться более высокой скорости передачи данных и снизить значение сетевых задержек для конечных пользователей. Тремя основными особенностями стандарта UMTS является преемственность услуг второго и третьего поколения, поддержка мультимедийных решений за счет возможности одновременного предоставления голосовых услуг и услуг по передаче данных, а также высокая скорость передачи данных.

Использование технологии H-SDPA позволяет пойти еще дальше, и обеспечить на практике среднюю скорость передачи данных порядка 800,0кбит/с и даже 1,5мбит/с, поскольку пиковая скорость передачи данных составляет 3,6мбит/с для мобильных терминалов категории 6 и до 14,4мбит/с для терминалов категории 10. Кроме того, технология H-SDPA позволяет снизить время задержки полезного сигнала до 65,0мс, что позволяет использовать мобильную беспроводную связь для интерактивных приложений - многопользовательских игр.

Пример использования H-SDPA

Возьмем, к примеру, следующую ситуацию: родители с детьми рано утром отправляются в путешествие. После двух часов пути детям стало скучно. Проходили соревнования по компьютерным играм как раз в то время, когда они находятся в дороге. Это - многопользовательская игра с высоким разрешением, предъявляющая высокие требования к пропускной способности, благодаря технологии HSDPA дети могут загрузить игру и участвовать в соревнованиях непосредственно во время движения. Спустя всего несколько секунд, они начинают играть со своими друзьями-соперниками. Низкие значения сетевых задержек обеспечивают высокую степень интерактивности игрового процесса; но для родителей важнее, что дети заняты игрой и всю дорогу ведут себя спокойно.

Кроме того, технология HSDPA открывает Операторам новые возможности для выхода на рынок услуг triple play, и позволяет предоставлять местным жителям целый пакет услуг: телевидение, доступ в Интернет, голосовые и мобильные услуги. Благодаря HSDPA все это доступно уже сегодня.

Услуги triple play с использованием технологии H-SDPA

Для предоставления услуг HSDPA не требуется специального оборудования

Переход к технологиям H-SDPA путем обновления ПО (программного обеспечения)

Nortel производит базовые станции Node B, позволяющие предоставлять услуги UMTS. При этом любая базовая станция Node B, где бы она ни была установлена, будет поддерживать технологию HSDPA после обновления только лишь программного обеспечения (ПО). Опираясь на технологии стандарта IS-95 (ссылка скрыта) трех предыдущих поколений, а также используя свой опыт в разработке и внедрении решений 1xEV-DO в базовых станциях четвертого поколения для сетей CDMA и UMTS, Nortel уже на аппаратном уровне реализовала модуляцию QPSK и 16 QAM H-SDPA. Ни одна из установленных базовых станций Node B не требует замены модулей борудования. Часть ПО контроллера подсистемы радиодоступа (RNC), необходимая для оказания услуг H-SDPA, выполнена в виде подключаемого модуля (add-on) для существующего ПО, позволяющего работать с мобильными телефонами версии R'99. Поэтому на работе сети с технологией UMTS версии R'99 внедрение H-SDPA никак не сказывается.

Программное обеспечение H-SDPA реализует новый фреймовый протокол, позволяющий работать с трафиком транспортного канала HS-DSCH на интерфейсе Iub. Кроме того, это ПО также включает обновление инструментов для управления радиоресурсами (Radio Resource Management) для сетей H-SDPA, в частности инициация и окончание вызовов H-SDPA, анализ возможностей пользовательского оборудования (UE), проверка канала радиодоступа (RAB) и контроль установления H-SDPA соединений (CAC).

Первый HSDPA-вызов был продемонстрирован еще в ноябре 2004, а запуск сетей в тестовую эксплуатацию начался во втором квартале 2005 года. На конгрессе Ассоциации ссылка скрыта в этом году Nortel продемонстрировала соединение со скоростью 3,6мбит/с на коммерческой сети.

При использовании H-SDPA расширяются возможности конечных пользователей за счет увеличения пропускной способности сети в пять раз и увеличения емкости сети в два раза по сравнению с UMTS-сетями. Технология H-SDPA обеспечивает низкие значения задержек (до 65,0мс). Это позволяет запускать в H-SDPA сетях интерактивные приложения, в том числе многопользовательские игры.

Кроме того, низкое время задержки сигнала играет важную роль для реализации интерактивных приложений IMS и в системах передачи данных ACK/NACK, где время задержки напрямую сказывается на пропускной способности. Например, для обеспечения высокой пропускной способности канала TCP требуется, чтобы значение задержки сигнала не превышало 100,0 мс.

Низкая стоимость передачи данных, возможность управления перегрузками

Технология H-SDPA обеспечивает более высокую спектральную эффективность за счет использования нового общего нисходящего канала и усовершенствованных механизмов, таких как адаптивная модуляция и кодирование, или модуляция 16 QAM Modulation (в тех случаях, когда качество радиосигнала позволяет использовать более высокую скорость модуляции). Это приводит к ужесточению требований к пропускной способности между базовой трансиверной станцией - UMTS ссылка скрыта и контроллером радиодоступа RNC. Пропускная способность каждой базовой станции UMTS будет зависеть от мобильных характеристик H-SDPA, которые в свою очередь определяются типом пользовательского оборудования (UE category).

В базовых станциях и контроллерах радиодоступа Nortel для UMTS-сетей используются наработки компании в области ATM. Оборудование полностью поддерживает все классы обслуживания ATM (CBR, , rt-VBR, nrt-VBR, UBR) и режимы работы (emission priorities). За счет сокращения задержек при передаче речи и видео, а также служебного трафика, продукты Nortel подсистемы ссылка скрыта обеспечивают в современных UMTS-сетях (версии Rel'99) прирост пропускной способности на интерфейсе Iub до 50%, и дополнительную экономию пропускной способности до 90% на уровне управления. Это позволяет Операторам снизить эксплуатационные затраты на передачу данных. Однако, вследствие использования новой технологии пакетного доступа и увеличения пропускной способности, в решениях H-SDPA увеличивается вероятность возникновения перегрузок на канале между базовой станцией Node B и контроллером радиодоступа RNC.

Перспективное оборудование с поддержкой скорости передачи данных до 144,0кбит/с

Nortel продемонстрировала полную поддержку технологии H-SDPA на базовых станциях Node B, используемых в современных коммерческих сетях, где за счет использования всех 15 кодов на одном канале достигалась скорость передачи данных 144,0кбит/с (9,6кбит/с х 15). Однако в современных условиях без использования соответствующих приемников реализовать преимущество всех 15 кодов в H-SDPA не получается из-за серьезных помех между различными кодами.

Выводы: Первая версия H-SDPA обеспечивает высокую гибкость за счет поддержки нескольких несущих частот, а также возможности разделять использование генератора опорной частоты (BBU, Base Band Unit) на сектор. Первая версия H-SDPA доступна для массового внедрения, поддерживая такие функции, как динамическое управление мощностью (Dynamic Power Management) и управление мощностью HS-SCCH Power Control, которые обеспечивают высокий коэффициент полезного действия для уличных HSDPA-решений. Эти две особенности позволяют вдвое увеличить емкость каждой соты по сравнению с классическими решениями H-SDPA.

В ближайшее время для установки базовых станций UMTS-GSM в густонаселенных городских районах может потребоваться четыре и более потоков E1 (64,0кбит/с х 32 = 2,048мбит/с). С распространением широкополосных услуг трафик базовых станций будет продолжать увеличиваться. С появлением технологии HSDPA эта тенденция только усиливается. В 2009г. Операторы беспроводной связи столкнутся с изменением характера распределения трафика; более 60% всего UMTS-трафика будет пакетно-коммутируемым. Влияние этого перераспределения на пропускную способность каждой базовой станции UMTS будет зависеть от мобильных характеристик HSDPA, которые в свою очередь определяются категорией пользовательского оборудования (UE category).

Архитектура базовых станций UMTS также обеспечивает возможность экономически эффективной миграции к широкополосным решениям, где для реализации услуг H-SDPA потребуются новые, альтернативные способы передачи трафика по интерфейсу Iub, такие как темное оптоволокно (dark fiber), LMDS, медножильный кабель. Кроме того, в целях удовлетворения растущего спроса на услуги передачи данных ведется дальнейшее развитие технологий H-SDPA. Инновации Nortel в области радиотехнологий MIMO и OFDM обеспечивают возможность эффективного увеличения емкости сети для обеспечения дальнейшего развития широкополосных беспроводных услуг. Компания продемонстрировала пиковую скорость передачи данных 300,0мбит/с на выделенном радиоканале 20,0мГц.

Повсеместное внедрение технологии High Speed Downlink Packet Access (H-SDPA) трансформирует характер беспроводных коммуникаций и позволит реализовать широкополосный беспроводный доступ.

Отличия смартфона от мобильного телефона

Об отличиях между смартфоном и телефоном говорится много, но не всегда верно или не в полной мере раскрываются отличия между ними. Сейчас я попробую пролить свет на то, что позволяет провести четкую грань между мобильным телефоном и смартфоном.

Не каждый, услышав слово "смартфон" представляет себе, что это за аппарат и что в нем такого особенного, чтоб именоваться не просто мобильником, а носить титул "умного телефона". Слово "смартфон" (от англ. Smartphone), в прямом переводе означает ни что иное, как "умный (Smart) телефон (Phone)" - то есть телефон с широким набором функций и возможностей. Большей путаницы наводят супер функциональные телефоны, глядя на которые еще больше запутываешься и не различаешь разницы между первым и вторым. Но оказывается между мобильными телефона и смартфонами существует одна преогромная разница, которая четко определить, что находится перед тобой - простое средство связи, или устройство, претендующее на звание карманного компьютера.

Отличить смартфон от мобильного телефона

можно по следующим признакам:
По внешним характеристикам:
По габаритам смартфон всегда больше мобильного телефона, но сейчас, когда мобильники постепенно обзаводятся новыми функциями, а соответственно и прибавляют в размерах, а смартфоны переходят на новые микропроцессоры и постепенно теряют в "весе", разница не столь ощутима, как это было еще год назад.

По функциональности:
Количество функций в смартфоне всегда было на порядок больше чем в обычном мобильном телефоне. Задачи, которые ставятся перед мобильным телефоном и смартфоном – существенно отличаются. Основная функция телефона – это прием и передача речевого сообщения, а смартфон , кроме этой функции, должен обеспечить частично функции карманного компьютера (КПК)
Основное отличие смартфона от мобильного телефона кроется в следующем описании:

Смартфон – это мобильный телефон, работающий на операционной системе (ОС) открытого типа.
Чтобы "мобильнику" называться смартфоном, ему необходимо работать под управлением операционной системы, что позволяет загружать в телефон программы сторонних разработчиков или, если позволяет квалификация владельца, самому создать программу для своего маленького друга. Самый обыкновенный мобильный телефон позволяет загружать в него Java программы, но не называется смартфоном, т.к. используемая в телефонах технология Java является не ОС, которая работает под управлением, или параллельно с операционной системой самогȯ телефона - ОС закрытого типа, которая не позволяет вносить в изменения.

Итоговая таблица характеристик основных сетей сотовой связи

Поколение	1G	2G	2.5G	3G	3.5G	4G 5G
Внедрение	1984	1991	1999	2002	2008	2010 - 2012
Сервисы	аналоговый стандарт, синхронная передача данных скорость 9,6кбит/с	цифровой стандарт, поддержка коротких сообщений (SMS)	большая ёмкость, пакетная передача данных	ещё большая ёмкость, скорости до 2,0 мбит/с	увеличение скорости сетей третьего поколения	большая ёмкость, IP-ориентированная сеть, поддержка MSM, мультимедиа, скорости до сотен мегабит в секунду
^ Скорость передачи	1,2 кбит/с	14,4 кбит/с	384,0 кбит/с	2,0 мбит/с	3,0-14,0 мбит/с	1,0 гбит/с и более...
Стандарты	AMPS(450, 900) NMT 450, NMT 900	D-AMPS (900мГц), GSM 900, GSM 1800, PDC (1900мГц)	CDMA (800мГц), CDMA (900мГц), CDMA PCS (1900,0мГц-США), PCN (1900,0мГц - Япония аналог PCS), EDGE (1900,0мГц - Европа) GPRS GSM	W-CDMA (2100мГц...), CDMA 2000 (весь спектр частот), UMTS (UTRA) (1900мГц)	H-SCSD, H-SDPA, H-SUPA, W-CDMA 2100мГц IMT-2000 I-MODE	единый стандарт IPv6 (IP версия 6) и др.
Сети Виды информации	PSTN (ТфОП) только речь	PSTN (ТфОП) речь + данные	PSTN либо PDN речь + пакеты данных	Сети с коммутацией пакетов, каналов. Либо оцифрован-ная речь, либо пакеты данных	Сети с коммутацией пакетов, каналов. Либо оцифрованная речь, либо пакеты данных	Сети с коммутацией пакетов. Только пакеты данных: Интернет, PDN - сеть пакетной передачи данных

Blog