Стандарты сотовой связи

Стандарты первого поколения (1G) сотовой связи NMT-450 и AMPS введены в эксплуатацию в начале 80-х прошлого века. Они были аналоговыми и разрабатывались только для обеспечения голосовой связи. Низкочастотный голос человека передавался на высокочастот­ной несущей с применением амплитудно-частотной модуляции.

Стандарты второго поколения (2G), такие как GSM (Global System for Mobile Communications) и CDMA (Code Division Multiple Access), принесли с собой сразу несколько нововведений. Кроме частотного разделения каналов связи, модуляция речевого сигнала теперь осу­ществлялась не аналоговым сигналом, а цифровым кодом. В этом об­щая черта всех стандартов второго поколения. Они также создавались для обеспечения голосовой связи, но в силу их «цифровой природы» эти стандарты обеспечили возможность передачи из Интернета циф­ровых данных по мобильному телефону, как по обычному проводно­му модему. На сегодняшний день наиболее распространенным стандартом со­товой связи является GSM. По данным Ассоциации операторов GSM, на данный стандарт приходится 82 % мирового рынка мобильной свя­зи, 29 % населения земного шара использует глобальные технологии GSM. Для расширения возможностей GSM была применена техноло­гия GPRS (General Packet Radio-Service), которая ознаменовала начало перехода к пакетному подходу и позволила реализовать некоторые новые элементы сетей третьего поколения на базе уже существующих сетей. GPRS поддерживает протокол пакетной передачи информации в сети сотовой связи. При связи по технологии GPRS данные передаются по сети в паузах речевого сигнала на частотах, которые в этот же момент могут использоваться для разговоров другими абонента­ми. Теоретически данная технология обеспечивает скорость передачи данных до 171,2 Кбит/с.

Сети третьего поколения (3G) построены на основе пакетной передачи данных и должны обеспечить кардинально новый уровень доступа к информации. Для этого предусматривается модернизация существующих сетей мобильной связи с целью увеличения скорости передачи данных для мобильных услуг мультимедиа и доступа к Ин­тернету до 2 Мбит/с. Сети 3G работают на частотах дециметрового диапазона около 2 ГГц. Они позволяют организовать видеотелефон­ную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограм­мы и т.д.

В мире сосуществуют два стандарта 3G: UMTS и CDMA2000. Стандарт UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems) в среднесрочном плане заменит GSM. При значительно большей полосе пропускания (5 МГц), чем у GSM (200 кГц), этот стандарт обеспечивает увеличение скорости передачи данных до 200 раз по сравнению с GSM. Тогда с помощью мобильного телефона можно будет пользоваться услугами, которые традиционно рассматривались как исключительно стационарные. При этом абонентом будет оплачиваться только объем переданной и полученной информации, а не время соединения.

Однако, несмотря на широкие перспективы, переход на сети тре­тьего поколения пока тормозится по ряду причин: дороговизна теле­фонных аппаратов, вызванная необходимостью вернуть вложенные в исследования и разработки средства; дороговизна эфирного времени, связанная с высокой стоимостью лицензий на частотные диапазоны и необходимостью перехода на несовместимое с существующей инфра­структурой оборудование, и другие.

К четвертому поколению систем относятся технологии беспро­водной коммуникации, основанные на протоколах пакетной переда­чи данных и позволяющие осуществлять передачу данных со скоро­стью, превышающей 100 Мбит/с. Примерами технологий 4G являются Wi-Fi и WiMax, имеющие теоретический предел скорости передачи в 1 Гбит/с. Для передачи данных используются частоты 40 и 60 ГГц.

Новые возможности передачи огромных объемов данных сде­лают намного более актуальными мобильное телевидение, мобиль­ные видеоконференции (видеочаты), мобильные видеозвонки и т.д. По прогнозам, к 2011 году во всем мире будет насчитываться по меньшей мере 140 млн подписчиков сервисов мобильного телеви­дения. Следует отметить, что на пути введения в эксплуатацию сетей 4G есть ряд препятствий. Во-первых, на рынке нет абонентских устройств. Такие телефоны, если бы существовали, потребляли бы слишком мно­го энергии и не могли бы долго работать на аккумуляторах (сейчас подобные проблемы есть и у ЗG-устройств). Во-вторых, скоростной доступ в Интернет и видеосервисы потребуют больших по размеру и более качественных дисплеев, чем те, которые устанавливаются в те­лефоны сейчас.