Как работает мобильная связь: соты, стандарты и возможности 5g

Стандарты сотовой связи – 2G.

• GSM
• GPRS
• EDGE

Основные преимущества в сравнении с 1G:

• Высокая емкость сети.
• Появилось в сравнении с прошлым поколением — шифрование информации при передаче.
• Стала возможна передачи данных.
• Куда более лучшая помехоустойчиваость.
• Возможность создания роуминга.
• Вес и стоимость абонентских терминалов стала меньше.

GSM.

Впервые сети поколения 2G начали свою работу уже в 1991 году. Главным нововведением и преимуществом от первого поколения — цифровой метод передачи информации, благодаря чему появилась любимым многим, возможность передачи сообщений – SMS. Во время создания второго поколения, Европа решила создать единый стандарт, который именуется — GSM. Так же, примечательной особенностью второго поколения связи стало то, что звонки стали зашифрованы благодаря цифровому шифрованию, а пиковая скорость достигала 115,2 кбит/с.

GPRS.

После GSM появилась новая и совершенная технология — GPRS.Данный стандарт сотовой связи позволяет пользователю передавать данные другому устройству в сети интернет. Эта система была создана для пакетной передачи данных с возможной скоростью не более 170 кбит/с. Данный стандарт применялся для :

• Спутникового отслеживания транспорта.
• Мобильный и в свою очередь безопасный доступ для сотрудников к корпоративным сетям ,почтовым и информационным серверам предприятий.
• Доступ в интернет с мобильного устройства с приемлемой на то время скоростью передачи данных, а так же с тарификацией по переданным/полученным данным.

EDGE.

После GPRS появилась более новая технология EDGE. Главные отличия от прошлой технологии — способ кодирования данных, благодаря чему возможно передавать куда больший объем данных. Пиковая достижимая скорость передачи данных, не более чем 474 кбит/с.

Для усиления голосовой связи на частоте 900 МГц, мы рекомендуем следующие готовые комплекты :

1. Комплект для усиления сотовой связи BS-GSM-65-kit
2. Комплект для усиления сотовой связи BS-GSM-75-kit
3. Комплект для усиления сотовой связи BS-GSM-80-kit

Выбирать данные комплекты, мы настоятельно рекомендуем по необходимой мощности усиления , а так же силе входного сигнала.

Частотные диапазоны российских операторов связи

Распределение полос радиочастот между операторами и радиослужбами указано в Постановлении Правительства РФ №1203-47 от 18.09.2019г.

Для своей деятельности российские операторы используют абонентские и технические диапазоны частот. К последним относятся радиорелейные линии, с помощью которых базовые станции сотовых операторов передают информацию между собой. Для этого выделяют частоты в диапазоне 5-80 ГГц. Ваши мобильные устройства работают на других каналах, поэтому радиорелейные линии с ними не взаимодействуют.

Абонентские диапазоны делятся на всем известные: GSM-900/1800 (2G), UTMS (3G), LTE (4G), 5G и промежуточные технологии типа GPRS (2,5G), EDGE (2,75G) и HDSPA (3,5G). Они используют диапазоны частот от 790 до 2700 МГц. Чем ниже частота, тем больше зона покрытия передатчика, чем выше частота, тем лучше радиоволны огибают препятствия и проникают сквозь стены.

Рассмотрим подробнее стандарты и протоколы передачи данных сотовых операторов России.

Частоты GSM (2G) в России

Первую цифровая, а не аналоговую, технологию передачи данных 2G запустили в 1991 году в Финляндии. В Россию она пришла лишь в конце 90-ых. Сейчас GSM в России делится на два вида:

• GSM-900 работает в двух диапазонах:
  • базовые станции мобильных операторов используют частоты 925-960 МГц;
  • абонентские устройства используют частот 890-915 МГц;
• GSM-1800:
  • базовые станции мобильных операторов используют частоты 1805-1880 МГц;
  • абонентские устройства используют частот 1710-1785 МГц.

GSM-1800 чаще использую в городских условиях, радиоволны лучше проникают в квартиры и огибают постройки.

GSM-900 актуальнее для сельских поселений и загородных трасс потому что передатчик покрывает большую зону.

Частоты UMTS (3G) в России

В 2007 году сотовые операторы большой тройки получили лицензии на использование технологии UMTS (3G) в России. Сейчас они работают в 2 диапазонах частот:

• 2110-2170 МГц для базовых станций и 1920-1980 МГц для абонентских устройств. Этот диапазон появился первым и получил наибольшее распространение в России. Для некоторых операторов он остается единственным для населенных пунктов с населением до миллиона человек.
• 925-960 МГц для базовых станций и 880-915 МГц для абонентских устройств. Этот диапазон начали использовать позже, чтобы увеличить зону покрытия и минимизировать воздействие других РЭС. На этих частотах также работает GSM-900. Частоты регистрируются через ФГУП «Главный радиочастотный центр» так, чтобы технологии и операторы не могли помешать друг другу. UMTS-900 в основном использует ПАО «Вымпел-Коммуникации» (Билайн).

Частоты LTE (4G) в России

Несмотря на то, что о создании 4G в Европе заговорили 11 лет назад, в Российских регионах стандарт закрепился лишь 5 лет назад. Всего в России разрешено использовать 4 диапазона для технологии LTE (4G):

• 2600-2700 МГц для базовых станций и 2500-2600 МГц для абонентских устройств. Диапазон появился первым для 4G в России и до сих пор наиболее распространен. Его используют все операторы федеральной четверки.
• 790-820 МГц для базовых станций и 820-880 МГц для абонентских устройств. Второй по распространенности диапазон. Его активно используют ПАО «МегаФон», ООО «Т2 Мобайл» и ПАО «Вымпел-Коммуникации» (Билайн)
• 1800-1880 МГц для базовых станций и 1710-1785 МГц для абонентских устройств. Этим диапазоном пользуются все операторы связи, но особенно его предпочитает ПАО «Мобильные ТелеСистемы».
• 450-457 МГц для базовых станций и 460-467 МГц для абонентских устройств. Диапазон запущен для развития сетей беспроводного широкополосного доступа в РФ, его использует ООО «Т2-Мобайл».

Частоты 5G в России

Технология 5G уже работает в нескольких странах мира. В России она находится на стадии тестирования. Для этого Государственная комиссия по радиочастотам выделила диапазон 25-29,5 ГГц. Указанные частоты не пригодны для коммерческого использования и будут использоваться только в тестовом режиме.

Вокруг постоянных частот 5G в России до сих пор ходят споры. Во всем мире для этой технологии выделен диапазон 3,4-3,8 ГГц. В нашей стране это невозможно, потому что тогда 5G будет мешать стратегическим предприятиям и государственным ведомствам Российской Федерации. По данным СМИ, Президент России согласился с письмом Совета Безопасности РФ о том, что диапазон 3,4-3,8 ГГц следует оставить за государством.

В качестве альтернативы закрытому правительственному диапазону, Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации предложило другой – 4,4-4,99 ГГц. Даже если какое-то конкретное решение по этому поводу уже принято, никаких официальных заявлений и документов до сих пор нет.

Сотовая связь будущего

Стандарт 4G заточен на непрерывную передачу гигабайтов
информации, в нем даже отсутствует канал для передачи голоса. За счет
чрезвычайно эффективных схем мультиплексирования загрузка фильма высокого
разрешения в такой сети займет у пользователя 10-15 минут. Однако даже его
возможности уже считаются ограниченными.

В 2020 году ожидается официальный запуск нового поколения
связи стандарта 5G, который позволит передачу больших объемов данных на
сверхвысоких скоростях до 10 Гбит/сек. Кроме этого, стандарт позволит
подключить к высокоскоростному интернету до 100 миллиардов устройств.

Именно 5G позволит появиться настоящему интернету вещей — миллиарды
устройств будут обмениваться информацией в реальном времени. По оценке
экспертов, сетевой трафик скоро вырастет
на 400%. Например, автомобили начнут постоянно находиться в глобальной Сети и получать
данные о дорожной обстановке.

Низкая степень задержки обеспечит связь между транспортными
средствами и инфраструктурой в режиме реального времени. Ожидается, что надежное
и постоянно действующее соединение впервые откроет возможность для запуска на
дорогах полностью автономных транспортных средств.

Российские операторы уже экспериментируют с новыми спецификациями
— например, работы в этом направлении ведет «Ростелеком». Компания подписала
соглашение о строительстве сетей 5G в инновационном центре «Сколково». Реализация
проекта входит в государственную программу «Цифровая экономика», недавно
утвержденную правительством.

Мобильный интернет 3G 4G

В ряде случаев оператор сотовой связи «ограничивает» возможность передачи данных на уровне базовой станции, отдавая приоритет голосовому трафику.

Объясняется данная ситуация следующими факторами: если все абоненты сети подключённые сотовой связи сразу выйдут в интернет – будет наблюдаться большая нагрузки на сотовую сеть оператора, сходная с пиком нагрузки в новый год, и оператор просто не сможет обеспечить голосовую связь, что для него крайне невыгодно.

Операторы сотовой связи повсеместно рекламируют мобильный интернет с высокой скоростью передачи данных до 100 Мбит/с,, но по факту получается, что в пиковые моменты, реальная скорость принимаемого интернета не превышает 1-5 Мбит/с!!, а скорость отдачи в 3-5! раз меньше скорости приёма.

Плюс к тому, чтобы не перегружать сети, операторы ограничивают возможность скачивания информации из интернета на высокой скорости тарифами, или предоставляют безлимитный интернет с какими-либо ограничениями.

Несмотря на это – мобильный интернет остаётся единственной альтернативой выхода в глобальную сеть для абонентов, отрезанных от внешнего мира, особенно эта ситуация характерна для жителей областей, где отсутствуют проводные интернет провайдеры.

Что представляет собой оператор сотовой связи Мотив

Мотив – оператор мобильной связи из Екатеринбурга, услуги которого используют более 1,5 млн потребителей. Компания предоставляет связь в 619 населённых пунктах страны, а её площадь покрытия равняется 80% всей области. Данный оператор представляет собой телекоммуникационную группу, которая объединяет в себе 4 компании, являющимися одним брендом. Кроме услуги мобильной связи компания готова предложить абонентам фиксированную связь и высокоскоростную передачу данных по технологиям ADSL и Wi-Fi.

Мотив начал активное развитие ещё в 90-х годах. Компания «Сотовая связь Екатеринбурга», функционирующая под брендом «Би Лайн», являлась основным оператором всего региона. В начале 2002 года «Би Лайн» стал действовать автономно, а «Связь Екатеринбурга» была принуждена сформировать новый бренд, который в итоге был назван Мотивом.

Все участники группы обладают лицензиями на предоставление услуг сотовой связи местного назначения, то есть в Пермском крае. Кроме вышеперечисленных услуг, группа организовывает IP-VPN, а также предоставляет аутсорсинг для Контакт-Центров. Но ведущее направление оператора – мобильная связь.

На прошлый год Мотив был оператором для 2,5 млн людей. На нынешний момент эта цифра существенно возросла. На сегодня у компании насчитывается около 3200 базовых станций, передающих сигналы в формате GSM, и около 1900 станций, передающих сигнал по стандарту LTE.

Функционирует Мотив в 1594 населённых пунктах. Территория лицензионного распространения распростёрлась от юга РФ до побережья Северного Ледовитого океана. А это немалая площадь в 1,54 млн м2, что можно сопоставить с размерами 4-х Германий. Высокоскоростной интернет-доступ получает больше чем 90% населения.

С начала 2014 года оператор стал предоставлять потребителям услугу передачи данных в сети 4G. Это первая мобильная компания в стране, которая сделала бесплатными исходящие звонки и СМС-переписку в пределах своего региона.

Классификация сетей мобильной связи

Классифицировать сети мобильной связи можно по таким признакам:

• Способы управления. Могут быть централизованными, когда связь осуществляется через базовые или центральные станции, или автономными, когда коммуникация происходит без участия специальных станций.
• Зоны, в которых ведется обслуживание абонентов. Различают радиальные, линейные и территориальные.
• Категория обслуживания. Абоненты могут быть как частными лицами, так и участниками корпораций, профессиональных служб;
• Виды передачи в системах. Может быть симплексная передача, когда сигнал поочередно передается от базы к абоненту и обратно, или дуплексная, когда передача данных осуществляется одновременно.

Продолжать классифицировать сети можно и дальше, поскольку все они имеют свои технические особенности. Однако для понимания основных различий представленного списка вполне достаточно.

История

В конце XIX века благодаря изобретениям Александра Степановича Попова и итальянца Гульельмо Маркони мир впервые начал передавать голос без проводов на дальние расстояния и через препятствия. Их устройства использовали в военной промышленности Российской Империи и на частных судах Европы, и США. Началась новая эра беспроводных технологий.

В 1946 году компании AT&T и Telephone Laboratories запустили первый проект, похожий на современные сотовые сети связи. Абонент выбирал канал, связывался с оператором, который и соединял его с нужным человеком. Общение абонентов было полудуплексным, т.е. люди не могли говорить одновременно. Работу системы обеспечивало одно мощное радиоэлектронное средство, а телефон весил до 40 кг. Поэтому систему устанавливали в автомобили или стационарные строения. Только к 1964 году компании смогли автоматизировать проект и сделать общение по телефону полностью дуплексным, как сейчас.

Первые сети сотовой связи

В 70-х годах прошлого века компаниями-гигантами была устроена гонка технологий. Они пытались реализовать недавно выдвинутую идею сотового принципа организации сетей сотовой связи. Победу одержала Motorola. Первую базовую станцию на 30 абонентов смонтировали в США на крыше небоскреба. 3.04.1973 глава подразделения по разработке мобильных устройств Motorola совершил первый звонок. Его мобильное устройство весило 1,15 кг, было похоже на кирпич, а заряда аккумулятора хватало на 20 минут общения. До 1983 года компания улаживала законодательные вопросы, дорабатывала телефон и устраняла выявленные недоработки. Первый телефон вышел в продажу под названием Motorola DynaTAC 8000X и стал самым мобильным для своего времени.

В 80-е годы XX века активно использовали технологии, известные под общим названием 1G. Первую коммерческую сеть развернули японцы в 1979 году. Но к концу 80-ых, Европейский институт стандартизации электросвязи разработал стандарт 2G или GSM, который до сих пор использует 29% населения Земли.

В 2001 году в Японии, а в 2003 в Европе запустили технологии CDMA и UMTS, известные под общим наименованием 3G. Уже через 7 лет началось развитие сетей 4G/LTE. Технология была недоработана до конца, но ко второй половине этого десятилетия сотовые компании достигли первоначально заявленной пропускной способности сетей LTE – 1 Гбит/секунду. Для этого пришлось усовершенствовать протоколы передачи данных и увеличить ширину полос беспроводных каналов связи с 5 до 20 МГц.

Сотовая связь в России

Разработки систем сотовой связи велись по всему миру. СССР рассматривал их исключительно для военных целей. Поэтому только к концу 1991 году в Российской Федерации появились сети 1G. Вплоть до экономического кризиса конца 90-ых сотовую связь использовало менее 0,5% населения Российской Федерации. Операторы брали не менее 50 центов за минуту разговора и тарифицировали даже входящие вызовы. Мобильные аппараты стоили слишком дорого. К примеру, телефон, по которому Анатолий Собчак впервые вызывал Сиэтл, обошелся в 5000$. Кризис совпал с падением цен на телефоны и услуги связи. Благодаря этому, число абонентов увеличилось с 300 тысяч человек в 1997 году до 1,5 млн. в конце 1999 года. К 2008 году количество проданных SIM-карт превысило население РФ.

Россия сокращала технологическое отставание сотовой инфраструктуры. В 2003 году группа операторов перешла на устаревший в мире стандарт 3G – CDMA. В 2007 году началось строительство сетей связи другой технологии третьего поколения – UMTS. Она, в отличие от CMDA, востребована по всему миру, работает на больших скоростях передачи данных и может обслуживать большее число абонентов одновременно. В 2012 году началась тестовая эксплуатация 4G.

В 2015 году ООО «Т2 Мобайл» начал предоставлять услуги связи в Москве, не имея передатчиков 2 поколения, – только 3G и 4G.

Какую систему связи лучше всего выбрать

Чтобы определиться, какая из предложенных на современном рынке систем будет подходить для вас больше всего, стоит прежде всего определиться со списком задач, которые она должна выполнять.

В условиях корпораций и других организаций системы мобильной связи должны выполнять свои непосредственные функции – обеспечивать коммуникацию между сотрудниками, клиентами и партнерами. В таком случае, наиболее оптимальным вариантом станет сотовая телефонная связь.

При помощи мобильного телефона работники смогут общаться посредством передачи друг другу голосовых и текстовых сообщений. Для некоторых компаний этого набора услуг достаточно, но существуют и такие фирмы, которым нужны дополнительные возможности, например выход в Интернет, который может использоваться для передачи файлов различного формата, навигации и проведения видеоконференций.

Современные провайдеры предлагают потребителям различные тарифные планы и пакеты услуг, потому сделать правильный выбор могут как частные лица, так и владельцы компаний любого масштаба.

Что такое спутниковая связь

Спутниковая связь — это один из видов связи, осуществляемый между Земными станциями, а для ретрансляции используются искусственные спутники Земли. Тема активно начала развиваться еще в 1945 году Артуром Кларком, который пердложил создать систему спутников, которые помогли бы создать глобальную систему связи.

Спутниковая связь гораздо надежнее сотовой связи

Искусственные спутники бывают нерегенеративными (принимают сигнал от одной станции на Земле, переводя в другую частоту, усиливают и транслируют на другую Земную станцию) и регенеративными (модулируют сигнал заново, исправляя ошибки при передачи, но с увеличенной задержкой сигнала). Зона видимости, которая способна передать сигнал со спутников на землю для качественного приема, называется зоной покрытия. У той же Starlink сейчас на орбите более 1700 спутников.

Основные цифровые стандарты систем сотовой связи второго поколения:

• D-AMPS (Digital AMPS — цифровой AMPS; диапазоны 800 МГц и 1900 МГц);
• GSM (Global System for Mobile communications – глобальная система мобильной связи, диапазоны 900, 1800 и 1900 МГц);
• CDMA (диапазоны 800 и 1900 МГц);
• JDC (Japanese Digital Cellular – японский стандарт цифровой сотовой связи).

Табл. 2. Сравнение систем сотовой связи второго поколения (2G)

 Третье поколение мобильной связи (3G)

Дальнейшим развитием сетей мобильной связи стал переход к третьему поколению (3G). 3G – это стандарт мобильной цифровой связи, который под аббревиатурой IMT-2000 (англ. International Mobile Telecommunications – международная мобильная связь 2000) объединяет пять стандартов – W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunication – технология улучшенной цифровой беспроводной связи). Из перечисленных составных частей 3G только первые три представляют собой полноценные стандарты сотовой связи третьего поколения. DECT – это стандарт беспроводной телефонии домашнего или офисного назначения, который в рамках мобильных технологий третьего поколения, может использоваться только для организации точек горячего подключения (хот-спотов) к данным сетям.

Стандарт IMT-2000 дает четкое определения сетей 3G – под мобильной сетью третьего поколения понимается интегрированная мобильная сеть, которая обеспечивает: для неподвижных абонентов скорость обмена информацией не менее 2048 кбит/с, для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч — 384 кбит/с, для абонентов, перемещающихся со скоростью не более 120 км/ч – 144 кбит/с. При глобальном спутниковом покрытии сети 3G должны обеспечивать скорость обмена не менее 64 кбит/с. Основой всех стандартов третьего поколения являются протоколы множественного доступ с кодовым разделением каналов. Подобная технология сетевого доступа не является чем-то принципиально новым. Первая работа, посвященная этой теме, была опубликована в СССР еще в 1935 году Д.В. Агеевым.

Технически сети с кодовым разделением каналов работают следующим образом – каждому пользователю присваивается определенный числовой код, который распространяется по всей полосе частот, выделенных для работы сети. При этом какое-либо временное разделение сигналов отсутствует, и абоненты используют всю ширину канала. При этом, естественно, сигналы абонентов накладываются друг на друга, но благодаря числовому коду могут быть легко дифференцированы. Как было упомянуто выше, данная технология известна достаточно давно, однако до середины 80-х годов прошлого века она была засекреченной и использовалась исключительно военными и спецслужбами. После снятия грифов секретности началось ее активное использование и в гражданских системах связи.

Минусы спутникового интернета

Для стационарного пользования придется помучаться с установкой оборудования: диаметр спутниковой тарелки весьма велик, к этому добавляется еще ресивер и вереница проводов. В общем, роутер будет попроще в установке, чем этот вариант. Кроме того, спутниковые телефоны по-прежнему являются громоздкими — с этим, увы, никто ничего не сделал, но вся надежда на новомодный Starlink. будем надеяться, что у Илона Маска есть какой-то план, как сделать спутниковые телефоны привычных нам размеров.

Спутниковый интернет Starlink от Илона Маска — надежда на бурное развитие

Спутниковый интернет — отличная альтернатива мобильной связи, но в сельской местности или труднодоступных районах. Есть надежда, что однажды этот вид связи вытеснит сотовую, но это произойдет еще не скоро. О новостях мобильной связи пишем — не забудьте подписаться!

Стандарты связи 3G.

• CDMA2000
• UMTS (или W-CDMA)
• HSPA
• HSPA+

Преимущество поколения 3G над прошлым:

• Более лучшая устойчивость к помехам
• Повышенная безопасность сигнала
• Меньшее энергопотребление

Мобильная связь в третьем поколении строится на пакетной передаче данных. Данная сеть позволяет как устраивать видеоконференции, так и просматривать кино, видео и другой контент на любом мобильном устройстве

В сети третьего поколения, есть одно весьма важное преимущество это улучшенная защита от обрывов мобильной связи при движении абонента. По мере удаления от одной вышки сотового оператора его начинает подхватывать сразу другая станция

Она начинает передавать все больше информации, в то время как предыдущая станция все меньше и меньше, и это продолжается до тех пор, пока клиент вовсе не покинет зону ее обслуживания. При-качественном покрытии сети и вовсе сводиться к минимуму шанс обрыва связи при таком перехвате.

Если вам необходимо усилить сигнал 3G или 4G, то вам отлично подойдут эти 2 комплекта в зависимости от необходимой мощности усиления сигнала:

1. Готовый комплект для усиления 3G-4G интернета A13
2. Готовый комплект усиления 4G интернета N5

Так же, можете выбрать комплект для усиления мобильного интернета из нашего каталога:

1. Модемы 3G-4G с антеннами (комплект)

CDMA2000.

Стандарт, который обеспечивает для неподвижных объектов скорость передачи данных до 2048 кбит/с. для пользователей со скоростью передвижения не более 3км/ч скорость может достигать примерно до 384 кбит/с, а для абонентов, которые перемещаются со скоростью до 120 км/ч – 144 кбит/с.

W-CDMA.

W-CDMA — широкополосный множественный доступ с кодовым разделением. При его использовании позволяет получать скорость на малых расстояниях до 2 Мбит/с и на больших расстояниях с полной возможностью передвижения до 384 Кбит/с. Для достижения таких скоростей, сеть требует широкую полосу частот, благодаря чему ширина полосы в данной технологии и составляет 5 МГЦ.

HSPA.

Следующим витком третьего поколения стала сеть HSPA — высокоскоростной пакетный доступ. В первое время скорость передачи данных достигала 14,4 Мбит/с, но уже в нынешнее время, получается достигать и куда высокие значения — 84 Мбит/с и больше.

HSPA+.

Этот стандарт связи — улучшенная версия стандарта – HSPA. В нем присутствуют сложные модуляции 16QAM (uplink/downlink) и 64QAM (downlink), а также появилась технология MIMO, которая используется только для скачивания – downlink. Технология MIMO позволит получать пиковую скорость скачивания — 42 Мбит/с и отдачи до 11 Мбит/с.

Цифровые стандарты сотовой связи 2-го поколения

При переходе на 2G существовало два основных стандарта для систем сотовой связи – уже упоминавшийся GSM, применявшийся на территории Европы и D-AMPS, получивший большое распространение в Северной Америке. Они разрабатывались независимо друг от друга. Историю формирования GSM вы уже знаете, остановимся на D-AMPS. Работа над его созданием началась, когда стал очевидным тот факт, что существующий аналоговый стандарт AMPS невозможно полностью заменить цифровым из-за широты его применения. Но вскоре, нашли способ создания аналого-цифровой системы, которая способна обеспечить работу обеих систем в одном и том же диапазоне частот. В 1988 году была начата работа над данным стандартом, и в 1992 году была завершена. Помимо названия D-AMPS вам может повстречаться аббревиатура IS-54, расшифровывающаяся как «промежуточный стандарт».

 Переходный период (2,5G)

С течением времени развивались технологии, вместе с этим стала необходимой передача данных между пользователями сотовых телефонов с значительно большей скоростью. Впоследствии был создан GPRS – пакетный радиоприемник общего использования. GPRS является своего рода дополнением к стандарту GSM, которая позволяет использовать пакетную передачу данных в сети этого стандарта. Плата за пользование GPRS взимается за распакованный объем трафика, а не за время использования. Следующей ступенью развития GPRS стал EDGE. Аббревиатура буквально обозначает расширение возможностей для произведения эволюции GSM. Данная технология позволила существенно ускорить передачу информации. Иногда EDGE также называют стандартом поколения 2.75. К тому же, вводилась технология XRTT, которая в теории может передавать информацию со скоростью 144 килобит в секунду, но на деле этот показатель редко превышал 60. Тем не менее, данная технология все еще широко применяется, как и любая другая, использующая в своей работе зарегистрированную радиолинию.

Кодирование сотового сигнала

Чтобы различать сигналы от нескольких разных передатчиков, множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA, используемый аналоговыми системами и системами D-AMPS ), множественный доступ с временным разделением (TDMA, используемый GSM ) и множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA, впервые используемый для PCS и основа 3G ).

При использовании FDMA частоты передачи и приема, используемые разными пользователями в каждой соте, отличаются друг от друга. Каждому сотовому вызову была назначена пара частот (одна для базовой станции, другая для мобильной связи) для обеспечения полнодуплексного режима. Исходные системы AMPS имели 666 пар каналов, по 333 каждой для системы CLEC «A» и системы ILEC «B». Количество каналов было расширено до 416 пар на несущую, но в конечном итоге количество радиочастотных каналов ограничивает количество вызовов, которые может обрабатывать сотовый узел

Обратите внимание, что технология FDMA знакома телефонным компаниям, которые использовали мультиплексирование с частотным разделением для добавления каналов к своим проводным линиям связи точка-точка до того, как мультиплексирование с разделением по времени сделало FDM устаревшим.

В TDMA временные интервалы передачи и приема, используемые разными пользователями в каждой соте, отличаются друг от друга. TDMA обычно использует цифровую сигнализацию для хранения и пересылки пакетов голосовых данных, которые укладываются во временные интервалы для передачи и расширяются на принимающей стороне, чтобы создать в приемнике голос, звучащий в некоторой степени нормально. TDMA должна вводить задержку (временную задержку) в аудиосигнал. Пока время задержки достаточно мало, чтобы задержанный звук не воспринимался как эхо, это не проблема

Обратите внимание, что TDMA — это знакомая технология для телефонных компаний, которые использовали мультиплексирование с временным разделением для добавления каналов к своим проводным линиям связи точка-точка до того, как коммутация пакетов сделала FDM устаревшим.

Принцип CDMA основан на технологии расширенного спектра, разработанной для использования в военных целях во время Второй мировой войны и улучшенной во время холодной войны в расширенный спектр прямой последовательности, который использовался в ранних сотовых системах CDMA и Wi-Fi . DSSS позволяет вести несколько одновременных телефонных разговоров по одному широкополосному радиочастотному каналу без необходимости разделять их по времени или частоте. Хотя CDMA более сложен, чем старые схемы множественного доступа (и незнаком для традиционных телефонных компаний, поскольку не был разработан Bell Labs ), он хорошо масштабируется, чтобы стать основой для систем сотовой радиосвязи 3G.

Другие доступные методы мультиплексирования, такие как MIMO , более сложная версия разнесения антенн , в сочетании с активным формированием диаграммы направленности обеспечивают гораздо большую возможность пространственного мультиплексирования по сравнению с исходными ячейками AMPS, которые обычно адресовали только от одного до трех уникальных пространств. Массивное развертывание MIMO позволяет многократно использовать гораздо больший объем каналов, увеличивая, таким образом, количество подписчиков на каждую ячейку, увеличивая пропускную способность данных на пользователя или некоторую их комбинацию. Модемы с квадратурной амплитудной модуляцией (QAM) предлагают увеличивающееся количество битов на символ, что позволяет большему количеству пользователей на мегагерц полосы пропускания (и децибелам SNR), большей пропускной способности данных на пользователя или некоторой их комбинации.

Электрический телефон Рейса

Год спустя, изобретатель продемонстрировал новинку Вильгельму фон Легату, инспектору Королевской Прусской телеграфной компании, сделавшему соответствующую зарегистрированную запись. Заметка стала важным фактором, позволив Эдисону (1875) сконструировать углеродный микрофон. Легат приложил эскизы устаревшие. Эдисон охотно признавал помощь Рейса:

Автор идеи передачи дистанционно музыки, несомненно, Рейс. Артикуляцию предложил переправлять посредством провода Белл. Первый коммерческий вариант изобретён мною лично. Ныне используемые модели – эдисоновские (передающие) и Белла (приёмные).

Историки отмечают лёгкий бред отмеченной сентенции. Уже Рейс передал фразу Das Pferd frisst keinen Gurkensalat. Великий Эдисон упустил огурчики. Изобретатель прекрасно знал, что лингвистические особенности немецкого сильно усложняют слуховое восприятие факта отрицания лошадью салата. Потому использовал именно это предложение, доказывая убедительность собственного изобретения.

Динамик устройства использовал явление магнитострикции, открытое ранее Джоулем (1942). Обмотав проволокой железный сердечник, изобретатель расположил иглу напротив f-образного отверстия скрипки. Проходящий ток изменял размеры стержня, раздавался щелчок. Чувствительность первой конструкции оставляла желать лучшего. Вторую – снабдили сигарообразным резонатором. Слишком слабый звук компенсировался отличным качеством звучания (воспроизводимая речь уступала возможностям воспроизведения музыки). Желающие увеличить громкость могли повысить ток.