Поколения мобильной телефонии

Поколения мобильной телефонии

Мобильная связь — это радиосвязь между абонентами, местоположение одного или нескольких из которых меняется. Одним из видов мобильной связи является сотовая связь.

Содержание

Введение

Поколение 1G 2G 2.5G 3G 3.5G 4G
Начало разработок 1970 1980 1985 1990 <2000 2000
Реализация 1984 1991 1999 2002 2006—2007 2008—2010
Сервисы аналоговый стандарт,речевые сообщения цифровой стандарт, поддержка коротких сообщений (SMS), передача данных со скоростью до 9,6 кбит/с большая ёмкость, пакетная передача данных ещё большая ёмкость, скорости до 2 Мбит/с увеличение скорости сетей третьего поколения большая ёмкость, IP-ориентированная сеть, поддержка мультимедиа, скорости до сотен мегабит в секунду
Скорость передачи 1,9 кбит/с 9,6-14,4 кбит/с 115кбит/с(1 фаза) 384 кбит/с (2 фаза), 2 Мбит/с 3-14 Мбит/с 1 Гбит/с
Стандарты AMPS, TACS, NMT TDMA, CDMA, GSM, PDC GPRS, EDGE (2.75G), 1xRTT WCDMA, CDMA2000, UMTS HSDPA единый стандарт
Сеть PSTN PSTN PSTN, сеть пакетной передачи данных сеть пакетной передачи данных сеть пакетной передачи данных сеть пакетной передачи данных

1G

Все первые системы сотовой связи были аналоговыми. К ним относятся:

  • AMPS (Advanced Mobile Phone Service — усовершенствованная мобильная телефонная служба, диапазон 800 МГц) — широко используется в США, Канаде, Центральной и Южной Америке, Австралии; известен также как «североамериканский стандарт»; это наиболее распространённый стандарт в мире, обслуживающий почти половину всех абонентов сотовой связи (вместе с цифровой модификацией D-AMPS, речь о которой впереди); использовался в России в качестве регионального стандарта (в основном — в варианте D-AMPS), где он также являлся наиболее распространённым; На данный момент морально устарел. 18 апреля 2008 года прекратила свою работу двустандартная сеть AMPS/CDMA-800 Fora Commmunications (принадлежала Теле2) в Санкт-Петербурге — последняя крупная сеть стандарта AMPS.
  • TACS (Total Access Communications System — общедоступная система связи, диапазон 900 МГц) — используется в Англии, Италии, Испании, Австрии, Ирландии, с модификациями ETACS (Англия) и JTACS/NTACS (Япония); это второй по распространённости стандарт среди аналоговых; ещё недавно, в 1995 г., он занимал и общее второе место в мире по величине абонентской базы, но в 1997 г. оттеснён на четвёртое место более быстро развивающимися цифровыми стандартами;
  • NMT-450 и NMT 900 (Nordic Mobile Telephone — мобильный телефон северных стран, диапазоны 450 и 900 МГц соответственно) — используется в Скандинавии и во многих других странах; известен также как «скандинавский стандарт»; третий по распространённости среди аналоговых стандартов мира; стандарт NMT 450 является одним из двух стандартов сотовой связи, принятых в России в качестве федеральных (второй — цифровой стандарт GSM 900);
  • С-450 (диапазон 450 МГц) — используется в Германии и Португалии;
  • RTMS (Radio Telephone Mobile System — мобильная радиотелефонная система, диапазон 450 МГц) — используется в Италии;
  • Radiocom 2000 (диапазоны 170, 200, 400 МГц) — используется во Франции;
  • NTT (Nippon Telephone and Telegraph system — японская система телефона и телеграфа, диапазон 800…900 МГц — в трех вариантах) — используется в Японии.

Во всех аналоговых стандартах применяются амплитудная модуляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления (или сигнализации — signaling). Этим так же была обусловлена интерференция сигнала. Как правило подвижная станция первого поколения имела высокую мощность(3-5 Вт). Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот — применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access — FDMA), с полосами каналов в различных стандартах от 12,5 до 30 кГц. С этим непосредственно связан основной недостаток аналоговых систем — относительно низкая ёмкость, являющаяся прямым следствием недостаточно рационального использования выделенной полосы частот при частотном разделении каналов. Этот недостаток стал очевиден уже к середине 80-х годов, в самом начале широкого распространения сотовой связи в ведущих странах, и сразу же значительные силы были направлены на поиск более совершенных технических решений. В результате этих усилий и поисков появились цифровые сотовые системы второго поколения. Переход к цифровым системам сотовой связи стимулировался также широким внедрением цифровой техники в связь в целом и в значительной степени был обеспечен разработкой низкоскоростных методов кодирования и появлением сверхминиатюрных интегральных схем для цифровой обработки сигналов.

2G

В США аналоговый стандарт AMPS получил столь широкое распространение, что прямая замена его цифровым оказалась практически невозможной. Выход был найден в разработке двухрежимной аналого-цифровой системы, позволяющей совмещать работу аналоговой и цифровой систем в одном и том же диапазоне. Работа над соответствующим стандартом была начата в 1988 г. и закончена в 1992 г.; стандарт получил наименование D-AMPS, или IS-54 (IS — сокращение от Interim Standard, то есть «промежуточный стандарт»). Его практическое использование началось в 1993 г. В Европе ситуация осложнялась наличием множества несовместимых аналоговых систем («лоскутное одеяло»). Здесь выходом оказалась разработка единого общеевропейского стандарта GSM (GSM 900 — диапазон 900 МГц). Соответствующая работа была начата в 1982, г., к 1987 г. были определены все основные характеристики системы, а в 1988 г. приняты основные документы стандарта. Практическое применение стандарта началось с 1991 г. Еще один вариант цифрового стандарта, по техническим характеристикам схожий с D-AMPS, был разработан в Японии в 1993 г.; первоначально он назывался JDC, а с 1994 г. — PDC (Personal Digital Cellular — буквально «персональная цифровая сотовая связь»). Но на этом развитие цифровых систем сотовой связи не остановилось.

Стандарт D-AMPS дополнительно усовершенствовался за счёт введения нового типа каналов управления. Дело в том, что цифровая версия IS-54 сохранила структуру каналов управления аналогового AMPS, что ограничивало возможности системы. Новые чисто цифровые каналы управления введены в версии IS-136, которая была разработана в 1994 г. и начала применяться в 1996 г. При этом была сохранена совместимость с AMPS и IS-54, но повышена ёмкость канала управления и заметно расширены функциональные возможности системы. Стандарт GSM, продолжая совершенствоваться технически (последовательно вводимые фазы 1, 2 и 2+), в 1989 г. пошёл на освоение нового частотного диапазона 1800 МГц. Это направление известно под названием системы персональной связи. Отличие последней от исходной системы GSM 900 не столько техническое, сколько маркетинговое при технической поддержке: более широкая рабочая полоса частот в сочетании с меньшими размерами ячеек (сот) позволяет строить сотовые сети значительно большей ёмкости, и именно расчёт на массовую систему мобильной связи с относительно компактными, лёгкими, удобными и недорогими абонентскими терминалами был заложен в основу этой системы. Соответствующий стандарт (в виде дополнений к исходному стандарту GSM 900) был разработан в Европе в 1990—1991 гг. Система получила название DCS 1800 (Digital Cellular System — цифровая система сотовой связи; первоначально использовалось также наименование PCN — Personal Communications Network, что в буквальном переводе означает «сеть персональной связи») и начала использоваться с 1993 г. В 1996 г. было принято решение именовать её GSM 1800. В США диапазон 1800 МГц оказался занят другими пользователями, но была найдена возможность выделить полосу частот в диапазоне 1900 МГц, которая получила в Америке название диапазона систем персональной связи (PCS — Personal Communications Systems), в отличие от диапазона 800 МГц, за которым сохранено название сотового (cellular). Освоение диапазона 1900 МГц началось с конца 1995 г.; работа в этом диапазоне предусмотрена стандартом D-AMPS (версия IS-136, но аналогового AMPS в диапазоне 1900 МГц уже нет), и разработана соответствующая версия стандарта GSM («американский» GSM 1900 — стандарт IS-661).

2.5G

GPRS (англ. General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования) — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю мобильного телефона производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. GPRS предполагает тарификацию по объёму переданной/полученной информации, а не времени.

XRTT (One Times Radio Transmission Technology) — 2.5G мобильная технология передачи цифровых данных основанная на CDMA-технологии. Использует принцип передачи с коммутацией пакетов. Теоретически возможная скорость передачи 144 Кбит/сек, но на практике реальная скорость менее 40-60 Кбит/сек. 1XRTT использует лицензируемый радиочастотный диапазон и, подобно другим мобильным технологиям, широко распространена.

2.75G

EDGE (англ. Enhanced Data rates for GSM Evolution) — цифровая технология для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G (GPRS) сетями. Эта технология работает в TDMA и GSM сетях. Для поддержки EDGE в сети GSM требуются определённые модификации и усовершенствования. На основе EDGE могут работать: ECSD — ускоренный доступ в Интернет по каналу CSD, EHSCSD — по каналу HSCSD, и EGPRS — по каналу GPRS. EDGE был впервые представлен в 2003 году в Северной Америке.

3G

Все перечисленные выше цифровые системы второго поколения основаны на методе множественного доступа с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access — TDMA). Однако уже в 1992—1993 гг. в США был разработан стандарт системы сотовой связи на основе метода множественного доступа с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access — CDMA) — стандарт IS-95 (диапазон 800 МГц). Он начал применяться с 1995−1996 гг. в Гонконге, США, Южной Корее, причём в Южной Корее -наиболее широко, а в США начала использоваться и версия этого стандарта для диапазона 1900 МГц. Направление персональной связи нашло своё преломление и в Японии, где в 1991—1992 гг. была разработана и с 1995 г. начала широко использоваться система PHS диапазона 1800 МГц (Personal Handyphone System — буквально «система персонального ручного телефона»).

3.5G

HSDPA (англ. High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) — стандарт мобильной связи, рассматривается специалистами как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения (4G). Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/сек., практическая достижимая в существующих сетях — около 3 Мбит/сек.

4G

Технологии, претендующие на роль 4G (и очень часто упоминаемые в прессе в качестве 4G):

В настоящее время запущены сети WiMAX и LTE. Первую в мире сеть LTE в Стокгольме и Осло запустил альянс TeliaSonera/Ericsson — расчётное значение максимальной скорости передачи данных к абоненту составляет 382 Mbps и 86 Mbps — от абонента. Насчёт UMB планы внедрения не известны, так как ни один оператор (в мировом масштабе) не заключил контракт на его тестирование. Стоит отметить, что стандарт WiMAX не все относят к 4G, так как он не интегрирован с сетями предыдущих поколений таких как 3G и 2G, а также из-за того, что в сети WiMAX сами операторы не предоставляют традиционные услуги связи, такие как голосовые звонки и SMS, хотя и пользование ими возможно при использовании различных VoIP сервисов. IMT разрешил сетям HSPA+ называться 4G, т.к. они обеспечивают соответствующие скорости.

См. также

3G (IMT-2000)
Семейство 3GPP UMTS (UTRAN) • WCDMA-FDD • WCDMA-TDD • UTRA-TDD LCR (TD-SCDMA)
Семейство 3GPP2 CDMA2000 1xEV-DO Release 0 (TIA/IS-856)
Промежуточный после 3G
(3.5G, 3.75G, 3.9G)
Семейство 3GPP HSPA • HSPA+ • LTE (E-UTRA)
Семейство 3GPP2 CDMA2000 1xEV-DO Revision A (TIA/EIA/IS-856-A) • EV-DO Revision B (TIA/EIA/IS-856-B) • DO Advanced
Семейство IEEE Mobile WiMAX (IEEE 802.16e) • Flash-OFDM • IEEE 802.20
4G
(IMT-Advanced)
Семейство 3GPP LTE Advanced (E-UTRA)
Семейство IEEE WiMAX-Advanced (IEEE 802.16m)
5G
Исследование концепции, официально не разрабатывается
См. также
Статьи Сотовые сети • Мобильная телефония • История • Список стандартов • Сравнение стандартов • Метод доступа к каналу • Сравнение спектральной эффективности • Сотовые частоты • Диапазоны частот GSM • Диапазоны частот UMTS • Мобильный ШПД • NGMN Alliance • MIMO
Ссылки 3rd Generation Partnership Project (3GPP) • Third Generation Partnership Project 2 (3GPP2) • Портал IMT-2000/IMT-Advanced • Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) • International Telecommunication Union (ITU) • Telecommunications Industry Association (TIA)

Wikimedia Foundation. 2010.

Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "Поколения мобильной телефонии" в других словарях:

  • 3.5G — 3,5G третье поколение мобильной связи, с высокой скоростью, но гораздо меньшей чем 4G К третьему с половиной поколению принято относить технологии, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных со скоростью в 14,4 Мбит/с. Но пока на практике… …   Википедия

  • Nordic Mobile Telephone — NMT (Nordic Mobile Telephone)  аналоговый стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 453 до 468 МГц. Особенности Значительно большая по сравнению с другими стандартами площадь обслуживания одной базовой станции и соответственно меньшие… …   Википедия

  • Интернет в Белоруссии — В Беларуси действуют множество компаний посредников, оказывающих услуги по доступу в Интернет как физическим лицам, так и корпоративным клиентам. 1 февраля 2010 года Президентом Республики Беларусь[1] был подписан «Указ № 60 „О мерах по… …   Википедия

  • 3G — Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. 3G (от англ. …   Википедия

  • СОТОВАЯ СВЯЗЬ — (англ. cellular phone, подвижная радиорелейная связь), вид радиотелефонной связи, в которой конечные устройства мобильные телефоны (см. МОБИЛЬНЫЙ ТЕЛЕФОН) соединены друг с другом с помощью сотовой сети совокупности специальных приемопередатчиков… …   Энциклопедический словарь

  • 4G — (от англ. fourth generation  четвёртое поколение)  поколение мобильной связи с повышенными требованиями. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью,… …   Википедия

  • 3GPP Long Term Evolution — Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения …   Википедия

  • UMTS — (англ. Universal Mobile Telecommunications System  Универсальная Мобильная Телекоммуникационная Система) технология сотовой связи, разработана Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе. В… …   Википедия

  • Архитектура системы безопасности в сетях LTE — Архитектура системы безопасности в сетях LTE  это структура сотовой сети стандарта LTE, описанная в технических спецификациях 3GPP TS 33.401[1] и 3GPP TS 33.402[2], которая включает набор методов, позволяющих обеспечить безопасную связь… …   Википедия

  • GSM — Логотип стандарта GSM до 2000 года …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»