Краткий обзор сотовых технологий, реализованных в России


Сотовая связь на данный момент является одной из самых быстроразвивающейся отраслью информационных технологий. И уже сейчас существуют три поколения сотовой связи (дальше для удобства мы будем их обозначать 1G, 2G, 3G).

К первому поколению мобильных телекоммуникаций (1G) относятся аналоговые стандарты сотовой связи, такие как AMPS (региональный стандарт) и NMT-450i (федеральный стандарт, СОТЕЛ).

AMPS (Advanced Mobile Phone System) - "усовершенствованная мобильная телефонная система". Стандарт сотовой связи, работающий в диапазоне 800 МГц. Система сотовой подвижной связи стандарта AMPS была впервые введена в эксплуатацию в США в 1979г. На основе этого стандарта в дальнейшем были разработаны две его модификации: аналоговая NAMPS и цифровая DAMPS. Сети подвижной связи стандарта AMPS широко используются в России. Операторов, работающих в этом стандарте, объединяет "Ассоциация-800" - организация, координирующая действия операторов. Одним из самых актуальных вопросов, стоящих перед членами "Ассоциации-800" из числа тех, кто эксплуатирует сотовые сети стандарта AMPS/NAMPS, является постепенный переход на более современные стандарты, работающие на частоте 800 МГц. Наиболее очевидный способ - это цифровизация этого же стандарта, т.е. переход на DAMPS, тем более, что существует много мобильных терминалов, работающих одновременно в AMPS и в DAMPS. Более перспективный путь, но требующий комплексное переоборудование сетей, подразумевает переход на стандарт CDMA 800. Однако в связи с решением Минсвязи России, выдача лицензий на предоставление услуг связи в этом стандарте, приостановлена.

NMT-450 (Nordic Mobile Teleрhone), диапазон частот 453 - 468 МГц. Аналоговый стандарт, разработан в Скандинавии. В стандарте NMT-450 создана первая федеральная сеть сотовой связи "СОТЕЛ". Сети NMT-450 охватывают территории практически всех крупных городов и областей России.
Достоинства NMT-450 - значительно большая по сравнению с другими стандартами площадь обслуживания одной базовой станции при гораздо меньших затратах; малое затухание сигнала на открытом пространстве. Для сетей NMT-450 характерна большая дальность - возможность пользоваться связью на расстоянии в несколько десятков километров от базовой станции (до 100 км). Сигнал фиксируется даже за пределами гарантированной зоны покрытия, если абонент может подключить высокоэффективные направленные антенны и усилители. Более естественное, чем при использовании цифровых стандартов, звучание человеческого голоса.
Недостатками данного стандарта являются невысокая помехоустойчивость (уровень помех в этом диапазоне выше, чем в диапазонах 800, 900 и 1800 МГц). Габариты, вес, потребление энергии аккумуляторов у телефонных аппаратов больше, чем в цифровых системах, а время работы, соответственно, меньше (в новых моделях эти недостатки менее выражены). Вероятность снижения качества связи внутри помещений.
Для защиты пользователей сети от "двойников" была разработана современная система защиты SIS (SIS - Subscriber Identification Security). Внедрение ее началось на сетях NMT450 системы "Дельта Телеком" (Санкт-Петербург) еще в 1994 году. С тех пор, как утверждает менеджмент компании, не зарегистрировано ни одного случая проникновения в сеть. Соответствующая реализация стандарта известна под названием NMT450i. Помимо функции защиты, реализован ряд дополнительных возможностей, например, автоматический роуминг, ограничение зоны обслуживания для конкретного абонента, SMS и ряд других. Абонентам предоставляется широкий спектр сервисных услуг.

К мобильным телекоммуникациям 2G относят федеральный стандарт GSM 900/1800 (БиЛайн, МТС, Мегафон), а также региональные стандарты DAMPS, CDMA 800 (СОНЕТ, Экофон).

DAMРS (Digital Advanced Mobile Рhone Service) - цифровая усовершенствованная подвижная телефонная служба. Цифровая модификация стандарта AMPS. Разработан для Северной Америки, но, завоевав популярность и в других странах, в 1993 г. появился в России. Диапазон частот 825 - 890 МГц. Особенностью данного стандарта является увеличенная емкость сетей (значительно выше, чем у AMРS). В DAMРS/AMРS пользователь получает возможность эксплуатации мобильного аппарата как в цифровом, так и в аналоговом режимах. Емкость сетей сотовой связи, работающих в этом стандарте, ниже, чем в полностью цифровых системах, но все же значительно выше, чем в аналоговых.

GSM (Global System for Mobile Сommunications) - "Глобальная Система Подвижной Связи". Европейский цифровой стандарт. GSM-900 диапазон частот 890 - 960 МГц.
Главное достоинство GSM-900 - меньшие по сравнению с аналоговыми стандартами размеры и вес телефонных аппаратов при большем времени работы без подзарядки аккумулятора. Относительно высокая емкость сети. Низкий уровень помех в городских условиях. Недостаток стандарта - небольшая дальность сигнала. Устойчивая связь возможна на расстоянии не более 35 км от ближайшей базовой станции даже при использовании усилителей и направленных антенн. GSM-1800 - диапазон частот 1710- 1880 МГц. Модификация стандарта GSM-900.
Для GSM-1800 характерна меньшая, по сравнению с GSM 900, максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов. Для стандарта GSM-1800 она составляет 1Вт, у стандарта GSM-900 - 2Вт. Высокая емкость сети, что важно для крупных городов, достигается уменьшением размера сот (дальности действия). Недостаток тот же, что и у GSM-900 - еще меньший охват. Максимальное удаление абонента от базовой станции - 5-6 километров (в городе - 0,5 - 1,5 км). Эволюция сетей GSM происходит путем интеграции с технологией GPRS (сети 2,5G).

GPRS (General Packet Radio Service) - технология пакетной передачи данных в сетях GSM, не только не требующая постоянного занятия радиоканала, но и обеспечивающая значительно более высокую скорость передачи данных - до 115 кбит/с. Однако, на данный момент максимальная реализованная скорость не превышает 52 кбит/с.

CDMA (Code Division Multiple Access), в русской транскрипции МДКР" Множественный Доступ с Кодовым Разделением". Для данного стандарта характерны отличное качество звука и низкий уровень фоновых шумов. Повышенная емкость системы, которая в 10 раз выше, чем у AMPS и в 3-5 раз больше чем у GSM, определяется максимально возможным количеством активных пользователей системы на территории зоны ее обслуживания. CDMA улучшает качество связи в перенаселенных районах, и местностях с холмистым рельефом, где возникают помехи от отраженных сигналов. Повышению емкости системы способствует применение механизма контроля мощности и речевой активности, что уменьшает взаимные помехи, влияющие на емкость системы и другие факторы. В результате абоненты не страдают от блокировки вызовов в часы наибольшей нагрузки на сеть. Существенным отличием абонентских аппаратов CDMA является малая излучаемая мощность (от единиц до 200 милливатт), что на порядок меньше, чем в сетях DAMPS и GSM. Столь низкие требования к мощности обусловливают повышенную экологическую безопасность и более длительное время работы без подзарядки аккумуляторов. CDMA использует более 4,4 триллиона кодов для разделения индивидуальных вызовов, обеспечивая полную защиту от несанкционированного подключения и прослушивания.

К мобильным телекоммуникациям третьего поколения (3G) относится, в частности, стандарт IMT-МС (International Mobile Telecommunications - Международные мобильные телекоммуникации), реализованный по технологии CDMA и входящий в семейство стандартов CDMA 2000. В России решением Министерства связи реализуется в варианте IMT-MC-450, как проект поэтапной модернизации аналоговой системы сотовой связи NMT, работающей в частотном диапазоне 450 МГц.

За счет высокой спектральной эффективности технология IMT-MC 450 позволяет оператору связи в одном и том же частотном диапазоне обслуживать одновременно абонентов старого и нового стандартов. Это значит, что первое и третье поколения не будут мешать друг другу, для компании и ее нынешних клиентов такой технологический рывок будет безболезненным.
Решение о внедрении в России перспективного стандарта IMT-MC 450 основано на следующих его преимуществах:
  • Емкость IMT-MC-450 от десяти до двадцати раз выше, чем у аналоговых систем, и в три- шесть раз превышает емкость других цифровых систем. Значит при сопоставимых затратах на развертывание возможно существенное снижение тарифов.
  • Самое высокое из существующих в настоящее время в сотовых стандартах, "цифровое" качество передачи речи.
  • Реально достигнутая высокая скорость передачи данных 153 кбит/с, которая в перспективе будет увеличена до 2 Мби/с. Это дает возможность, кроме предоставления услуг голосовой связи и традиционных дополнительных услуг, реализовать высокоскоростной мобильный доступ в Интернет, мобильную электронную коммерцию, интерактивные игры, удаленный офис и удаленную медицинскую диагностику, высокоскоростную передачу файлов, видеонаблюдение, навигацию с видеоподдержкой, видеоконференцсвязь, видео по заказу и в реальном времени, а также прочие мобильные мультимедийные услуги.
  • Высокая помехоустойчивость (технология создавалась как военная система связи, с высокой степенью защиты от специально создаваемых сверхмощных помех).
  • Высокая надежность связи в движении за счет "мягкой" передачи канала связи от одной базовой станции к другой ("мягкий", устойчивый "hand-off"). В отличных от IMT-MC 450 системах связи, например в NMT-450i или GSM, используется так называемый "жесткий hand-off", когда в момент перемещения абонента из соты в соту происходит кратковременный обрыв и восстановление связи, воспринимаемое абонентом как щелчок в трубке или даже временное прерывание разговора. Иногда в такой момент связь с трубкой может быть потеряна, так как соединение с радиотелефоном одномоментно поддерживает только одна базовая станция. В IMT-MC 450, напротив, трубку постоянно "отслеживают" две или более базовых станций, радиотелефон одновременно "говорит" сразу с двумя базовыми станциями, пока уровень сигнала от одной из них не станет таким, что она сможет обслужить данного абонента эксклюзивно. Так реализуется принцип "мягкого hand-off".
  • Более надежная защита от несанкционированного доступа, конфиденциальность переговоров благодаря уникальной системе кодирования речи.
  • В 1,5-2 раза большее время работы радиотелефонов в автономном режиме (благодаря низкому уровню средней потребляемой мощности).
  • Уменьшение воздействия электромагнитного излучения на организм человека (благодаря низкому уровню средней излучаемой мощности и самому характеру излучения). Радиотелефоны стандарта IMT-MC - самые экологичные, так как их мощность не превышает 0,2 Вт.

    Как говорилось ранее стандарт IMT-MC-450 в России, в том числе и в Поволжье, реализуется как проект поэтапной модернизации федеральной сети "СОТЕЛ". На данный момент, сеть IMT - MC 450 запущена в коммерческую эксплуатацию оператором "Дельта Телеком" (Санкт-Петербург), тестируется оператором "МСС" (Москва), а с 2003 г. прогнозируется массовый запуск сетей IMT - MC 450 остальными операторами сети "СОТЕЛ".

    • Источник:  Андрей Харитонов, Сотел-Ульяновск

    Mail To WebMaster SunTechnic
         		Last UpDate: