Мобильная телефонная связь
Мобильная телефонная связь относится к средствам беспроводной связи и может быть двух типов:
• домашние радиотелефоны;
• мобильные сотовые телефоны.
Радиотелефоны обеспечивают ограниченную мобильность в пределах одного или нескольких рядом расположенных помещений и состоят из базовой станции и одной или нескольких переносных трубок.
Значительно большую, практически неограниченную, мобильность обеспечивает мобильная сотовая связь, которая в настоящее время позволяет передавать, кроме голоса, цифровые данные и даже видео.
Основной принцип сотовой связи заключается в разделении всей зоны охвата телефонной связью на ячейки, называемые сотами. В центре каждой соты находится базовая станция (БС), поддерживающая связь с мобильными абонентами (сотовыми телефонами), находящимися в зоне её охвата. Базовые станции обычно располагают на крышах зданий и специальных вышках. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг (рис.9,а), диаметр которого не превышает 10-20 км.
Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть (рис.9,б), которая для простоты обычно изображается в виде множества шестиугольных сот (9,в).
Если в какой-то соте количество пользователей оказывается слишком большим, то она может быть разбита на соты меньшего размера, называемые микросотами.
Базовая станция, в общем случае, содержит приёмопередатчик (ПП), поддерживающий связь с мобильными телефонами, и компьютер, реализующий протоколы беспроводной мобильной связи.
Различают 4 поколения мобильной сотовой связи, обозначаемые как 1G, 2G, 3G, 4G (рис. 10). В то же время, между 2G и 3G, 3G и 4G выделяют промежуточные поколения, получившие обозначения 2.5G и 3.5G соответственно.
В основе всех стандартов сотовой связи второго поколения лежит метод мультиплексирования TDМA (Time Division Multiple Access) - множественный доступ с разделением по времени - метод мультиплексирования в беспроводной связи, при котором несколько пользователей для передачи данных используют разные временные интервалы (слоты) в одном частотном диапазоне, при этом каждому пользователю предоставляется полный доступ к выделенной полосе частот в течение короткого периода времени.
Наибольшее распространение среди стандартов сотовой связи второго поколения получили GSM и CDМA.
GSM (Global System for Mobile Communications) — глобальная система мобильной связи, использующая частотное уплотнение.
В сетях CDМA (Code Division Multiple Access) используется совершенно иной принцип передачи данных.Скорость передачи данных в CDМA может достигать 1,23 Мбит/с.
Поколение 2.5G реализовано в виде ряда стандартов, наиболее распространённым среди которых является GPRS (General Packet Radio Service) - технология пакетной радиосвязи общего пользования, ориентированная на реализацию «мобильного Интернета».
Первые реализации третьего поколения сотовой связи появились в 2002 году. Существует три основных стандарта 3G:
• UМTS;
• CDМA2000;
• WCDМA (Wide CDМA).
Все они ориентированы на пакетную передачу данных и, соответственно, на работу с цифровыми компьютерными сетями, включая Интернет. Скорость передачи данных может достигать 2,4 Мбит/с что позволяет передавать качественный звук, а также реализовать «видеозвонок» .
Четвёртое поколение мобильных коммуникаций представляет собой эволюционное развитие 3G. Инфраструктура стандарта 4G базируется на IР-протоколе, что позволяет обеспечивать простой и быстрый доступ к Интернету. Высокие скорости передачи данных (100-200 Мбит/с) должны обеспечить передачу не только качественного звука, но и видео.
В качестве стандарта 4G активно продвигается технология широкополосной беспроводной связи для быстрого доступа в Интернет с мобильных компьютеров WiМAX (Worldwide Interoperability fоr Мicrowave Access) - телекоммуникационная технология, предоставляющая высокоскоростной беспроводной доступ к сети на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов).
Конкурирующей по отношению к WiМAX является технология LТЕ.
LTE (Long Теrm Evolution) - технология мобильной передачи данных, предназначенная для повышения эффективности, снижения издержек, расширения оказываемых услуг путём интегрирования с существующими протоколами.
Предполагается, что 4G станет единым стандартом, который заменит GSM, CDМA, UМTS и другие стандарты.
Лекция 9