Стандарты сетей и систем сотовой связи

Первые радиотелефоны использовали обычные фиксиро­ванные каналы, и, если один из них был занят, абонент вручную переключался на другой. С развитием техники радиотелефонные системы совершенствовались, уменьшались габариты устройств, осваивались новые частотные диапазоны, улучшалось коммута­ционное оборудование, в частности, появилась функция автома­тического выбора свободного канала (trunking). Но все это не могло решить главной проблемы - ограниченности частотного ресурса при огромной потребности в предоставлении услуг.

Выход был найден: обслуживаемая территория разбивается на небольшие участки, называемые сотами (cell). Каждая из ячеек об­служивается передатчиком с ограниченным радиусом действия и числом каналов. Это без помех позволяет повторно использовать те же самые частоты в другой ячейке, но удаленной на значительное расстояние. Теоретически их можно использовать в соседней ячей­ке. Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться из-за различных факторов, например изменения условий распростра­нения радиоволн. В результате появляются взаимные помехи. По­этому в соседних ячейках используются различные частоты.

В эволюционном развитии сетей и систем сотовой связи (ССС) можно выделить три поколениях:

первое - аналоговые системы;

второе - цифровые системы;

третье - универсальные системы мобильной связи.

К аналоговыми ССС относятся следующие стандарты:

AMPS (усовершенствованная мобильная телефонная служба, диапазон 800 МГц) -широко используется в США, Канаде, Центральной и Южной Америке, Австралии; это наиболее распространенный стандарт в мире; используется в России в качестве ре­гионального стандарта;

TACS (общедоступная система связи, диапазон 900 МГц) - используется в Англии, Ита­лии, Испании, Австрии, Ирландии, с модификациями ETACS (Англия) и JTACS/NTACS (Япония); это второй по распространенности стандарт среди аналоговых;

NMT-450 и NMT-900 (мобильный телефон северных стран, диапазоны 450 и 900 МГц соответственно) - используется в Скандинавии и во многих других странах; третий по распространенности среди аналоговых стандартов мира; стандарт NMT-450 является одним из двух стандартов сотовой связи, принятых в России в качестве федеральных;

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) - используется в Японии.

Во всех аналоговых стандартах применяется частотная (ЧМ) или фазовая (ФМ) моду­ляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления. Этот способ имеет ряд существенных недостатков: возможность прослушивания разговоров другими абонентами, отсутствие эффективных методов борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов. Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот -применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access - FDMA). С этим непосредственно связан основной недостаток аналоговых систем - относительно низкая емкость, являющаяся следствием недостаточно рационального использования выде­ленной полосы частот при частотном разделении каналов.

Перечисленные недостатки обусловили появление цифровых ССС.

Основные цифровые стандарты ССС:

D-AMPS (Digital AMPS - цифровой AMPS; диапазоны 800 МГц и 1900 МГц);

Переход к цифровым системам натолкнулся на некоторые трудности. В США анало­говый стандарт AMPS получил столь широкое распространение, что прямая замена его циф­ровым стандартом 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. Разработанный стандарт получил наименова­ние D-AMPS, или IS-54 (IS - сокращение от Interim Standard, т.е. «промежуточный стан­дарт»).

GSM (Global System for Mobile communications - глобальная система мобильной связи, диапазоны 900, 1800 и 1900 МГц) - это второй по распространенности стандарт мира;

CDMA (диапазоны 800 и 1900 МГц);

JDC (Japanese Digital Cellular - японский стандарт цифровой сотовой связи).

Цифровые ССС по сравнению с аналоговыми системами предоставляют абонентам больший набор услуг и обеспечивают повышенное качество связи, а также взаимодействие с цифровыми сетями ISDN и пакетной передачи данных (PDN).

Дальнейшее развитие ССС осуществляется в рамках создания проектов систем третьего поколения (3G) которые будут отличаться унифицированной системой разнодоступа.

В странах с развитой телекоммуникационной инфра­структурой переход к 3-му поколению будет происходить путем совершенствования существующих аналоговых и цифровых сетей и создания условий для предоставления новых услуг мультимедиа, включая высокоскоростную симметричную и асимметричную передачу ин­формации с высоким качеством связи, факсимильных сообщений и данных, любому абоненту с помощью мобильного терминала, имеющего единый номер.