Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СВЯЗИ В РФ
1. Общие тенденции
Анализ мирового опыта, а также результаты исследований, выполненных ITU-T и рядом компаний, позволяют выделить следующие основные технические и технологические тенденции развития электросвязи.
• развитие концепции «транспортная сеть - сеть доступа»;
• внедрение высокоскоростных ВОЛП на транспортной сети;
• внедрение на транспортной сети асинхронного способа переноса сообщений (ATM) и синхронной цифровой иерархии (SDH);
• внедрение на сети кольцевых структур;
• комбинированное использование проводных абонентских линий (медный и оптический кабели) и радиолиний (сотовая и спутниковая связь);
• развитие услуг сотовой связи;
• развитие службы мультимедиа;
• создание интеллектуальных сетей.
Для реализации указанных тенденций развития электросвязи необходимо использовать соответствующие технические средства, которые удовлетворяют, с одной стороны, современным требованиям пользователей по передаче, обработке и хранению информации, а, с другой стороны требованиям по рентабельности как для пользователей, так и операторов связи. В связи с этим большинство отечественных и зарубежных фирм, производящих средства связи, подходит с системных позиций к разработке средств связи. При этом указанные сети удовлетворяют следующим требованиям:
• на сетях может быть организована техническая эксплуатация в соответствии с действующими правилами и нормативными документами;
• обеспечивается номенклатура каналов передачи и сетевых трактов, выполняются нормы на каналы передачи и сетевые тракты, в том числе на нормализованные стыки;
• системы управления сетями могут быть частью интегрированной системы управления ЕСЭ;
• обеспечивают взаимодействие с другими сетями и службами электросвязи (телефонными сетями, сетями ПД, в том числе Internet, интеллектуальной сетью и т.д.);
• обеспечивают предоставлением услуг POTS, а также услуг N-ISDN и B-ISDN;
• обладают способностью к развитию, совместимостью и высокой надежностью.
2. Состояние и перспективы развития традиционной связи
К сегодняшнему дню традиционные операторы проводной связи столкнулись с ситуацией, когда дальнейшее развитие бизнеса по традиционной схеме может привести к его фактическому коллапсу. Практически все операторы признают тот факт, что близок тот момент, когда уже никакое внедрение новых технологий и никакие инвестиции не позволят сократить отставание от конкурирующих технологий, захватывающих все более серьезные позиции на рынке. К тому же опыт европейских и американских операторов говорит о том, что традиционный путь развития проводной телефонии практически себя исчерпал. Во всем мире отмечается сильное снижение темпов роста клиентской базы и уменьшение доли традиционных услуг проводной связи в доходах операторов. Выход традиционные операторы видят в технологии NGN - New Generation Network.
Проникновение мобильной связи по некоторым регионам выше 100%, хотя реальный охват несколько ниже. У стандартных операторов снижаются темпы роста трафика и темпы роста доходов. Происходит перетекание трафика в другие сети, и в первую очередь - в кабельные, которые начинают внедрять другие услуги, в частности VoIP. В последнее время операторы все больше говорят про контент. Никто не хочет упускать этот перспективный сектор. Поэтому создание информационно-развлекательного контента с едиными параметрами качества, с едиными стандартами обслуживания клиентов на сегодня становится одним из перспективных направлений развития.
Доступ предполагается организовать на основе оборудования, обеспечивающего стандартные аналоговые телефонные интерфейсы и интерфейсы xADSL. Основной технологией реализации "последней мили" будет подключение по медной паре. В труднодоступных местах будет использоваться радиодоступ.
Минимально необходимым набором услуг NGN принято считать:
. услуги телефонной связи;
. широкополосный Интернет-доступ;
. построение корпоративных сетей;
. голосовую почту;
. систему автоматизированного абонентского обслуживания;
. ИСС;
. комплекс ДВО.
Абонентам фиксированной телефонной связи также должны быть доступны услуги SMS, MMS и видеоконференцсвязи. Кроме того, изучается спрос и технические решения по предоставлению IP-TV, видеотрансляции и видео-по-требованию. В ряде городов РФ услуга IP-TV уже вступила в фазу промышленной эксплуатации.
Для создания транспортной сети оптимальным решением считается сеть на базе оборудования пакетной передачи по ВОЛС Gigabit Ethernet / 10 Gigabit Ethetnet по протоколу IP/MPLS.
Российские операторы проводных сетей ТФОП имеют свою специфику и свои отличия от иностранных. В первую очередь, это недостаточная либерализация рынка, недостаточно высокая пока покупательская способность населения, высокий процент устаревшего оборудования. Однако ситуация меняется и меняется достаточно быстро, поэтому российские сети можно рассматривать в рамках общемировых тенденций.
Сети, которые будут созданы в субъектах Российской Федерации, необходимо будет свести в единое целое. При внедрении NGN "Ростелеком" претендует на ту же роль, что и ранее - роль оператора для операторов, сводящих в единое целое региональные сети.
В "Ростелекоме" существует проект построения пакетной сети, который и является вступлением в NGN. В 2004 году "Ростелекомом" принято решение проводить расширение уже на основе коммутации пакетов. Обобщенно структура пакетной сети "Ростелекома" выглядит так: магистральная IP сеть, вокруг которой - узлы с выходом в ТФОП.
В 2004 году была проведена существенная модернизация сети "Ростелекома" - она полностью стала цифровой. Именно поэтому внедрение NGN будет моментным, без применения гибридных коммутаторов, позволяющих коммутировать как каналы, так и пакеты. Переход будет сразу на пакетную коммутацию. Тем не менее, новую сеть можно будет рассматривать как наложенную на старую традиционную.
Услуги передачи данных все больше предоставляются через высокоскоростные соединения (High Speed Data - HSD), проникновение которых составляет 15-25%. При этом в большинстве стран Европы, ввиду относительно малой протяженности абонентских линий, преимущество имеет ADSL, а в США около 80% этой услуги предоставляется по сетям кабельного ТВ (КТВ).
В среднем потребителю требуется канал 512 кбит/с, включая 128 кбит/с на VoIP. Для доставки телевидения потребуется 120-240 Мбит/с на 20-40 каналов соответственно, исходя из потребности 6 Мбит/с на канал.
При внедрении услуги IP-TV существуют проблемы, и самая главная - в пакетной сети очень непросто обеспечить качество доставки контента. Искажения - неравномерность задержки, потеря и дублирование пакетов, нарушение их последовательности. Эти явления приводят к искажению картинки, такие искажения возникают и при загрузке сети более чем на 25-30, это принятое в мировой практике значение. Речь идет о сетях, в которых нет специальных средств обеспечения качества услуги.
Ресурсы самой технологии ADSL недостаточны для того, чтобы в полной мере обеспечить предоставление видеоуслуг. Потому что теоретически можно добиться высоких скоростей передачи, но на каком проценте линий, на каком расстоянии? На одно домовладение по одной линии ADSL нужно подать не один видеосигнал, а несколько, и вот здесь уже начинается проблемы. А какому проценту абонентов удастся этот сигнал передать? Конечно, есть и позитивные изменения, идет совершенствование кодирования. Стандартная скорость для видеопотока - 6 Мбит/с, для того, чтобы получать его в хорошем качестве. Сейчас наиболее продвинутые производители в MPEG-2 обеспечивают скорость в 3 Мбит/с. Для стандартного программинга - 2,5, для спортивного - 3,5. Другое дело, что стоят эти кодеры подороже. В MPEG-4 ожидается 1,5-2 Мбит.
На всех "фронтах" коммуникационного рынка сейчас идет война между традиционными и так называемыми альтернативными операторами. Вторые обладают более гибкой структурой, к тому же они не связаны в своей деятельности решением государственных задач, что зачастую вменяется в обязанность традиционным операторам. К тому же, конвергенция - это не просто модное слово, конвергенция означает, что телевизионные операторы начинают предоставлять VoIP, а телефонные - видео-по-запросу. Внедрение NGN - реальный шанс для традицонных операторов не потерять своих позиций и перестроить свою структуру под современные требования.
3. Интеллектуальные сети
Это сети, предназначенные для быстрого, эффективного и экономичного представления информационных услуг массовому пользователю. Необходимая услуга предоставляется пользователю тогда, когда она ему требуется и в тот момент времени, когда она ему нужна. Соответственно и платить он будет за предоставленную услугу в течение этого интервала времени. Таким образом, быстрота и эффективность предоставления услуги позволяют обеспечить и ее экономичность, так как пользователь будет использовать канал связи значительно меньшее время, что позволит ему уменьшить затраты. В этом заключается принципиальное отличие интеллектуальной сети от предшествующих сетей - в гибкости и экономичности предоставления услуг /16/.
Интеллектуальная сеть (IN - Intelligent Network) - это архитектурная концепция предоставления новых услуг связи.
Рисунок 1. - Интеграция нескольких видов услуг посредством IN
На рис. 1. представлена интеграция основных видов услуг в интеллектуальных сетях, где ТфОП - телефонная сеть общего пользования, НПОП - наземная подвижная сеть общего пользования, ЦСИО - цифровая сеть интегрального обслуживания, БС - бизнес (учрежденческая) сеть.
связь сотовый интеллектуальный сеть
Основополагающим требованием к архитектуре IN является отделение функций предоставления услуг от функций коммутации и распределение их по различным функциональным подсистемам. Функции коммутации, как и для традиционных сетей остаются в базовой сети связи, а функции управления, создания и внедрения услуг выносятся в создаваемую отдельно от базовой сети «интеллектуальную» надстройку, взаимодействующую с базовой сетью посредством стандартизованных интерфейсов (рис. 2.).
Рисунок 2. - Схема обобщенной функциональной архитектуры IN
Требование стандартизации протоколов обмена между базовой сетью и интеллектуальной надстройкой освобождает операторов сетей от существовавшей ранее зависимости от поставщиков коммутационного оборудования. Взаимодействие между функциями коммутации и управления услугами осуществляется посредством прикладного протокола интеллектуальной сети INAP (IN Application Protocol), стандартизованного ITU-T в рекомендации Q.1205. Управление созданием и внедрением услуг осуществляется через прикладной программный интерфейс API (Application Programm Interface). Таким образом, стандартизованные интерфейсы IN делают сеть открытой для независимых изменений, как в интеллектуальной надстройке, так и в базовой сети.
3.2 Концептуальная модель IN
Cоюз ITU-T разрабатывает долговременную архитектуру IN, в основе которой лежит определение так называемых наборов возможностей CS (Capability Sets), описывающих конкретные аспекты целевой архитектуры IN. При спецификации очередного CS предполагается обратная связь с предыдущими этапами для внесения изменений в процесс эволюции IN. Разработка CS1 завершена в рамках рекомендаций серии Q.1200, определяющих функциональные возможности IN, основанных на существующих сетевых технологиях, например ISDN, и ориентированных на поддержку услуг, реализованных на базе сетей с коммутацией каналов. Отличительной особенностью данных услуг является то, что они могут быть активизированы только в процессе установления/разъединения соединения. По терминологии ITU-T услуги CS1 относятся к услугам типа «А» - являются одноконцевыми (Single Ended) с централизованной логикой управления (Single Point of Control).
ITU-T ведет работы по спецификации наборов CS2 и CS3 для широкополосных сетей.
Основой для стандартизации в области интеллектуальных сетей связи является абстрактная концептуальная модель - INCM (Intelligent Network Conceptual Model, стандартизованная ITU-T в рекомендации I.312/Q.1201. Модель состоит из четырех плоскостей (рис. 3.), и отражает абстрактный подход к описанию IN.
Рис. 3. - Концептуальная модель IN
SF (Service Feature) - характеристика услуги;
ВСР (Basic Call Process) - базовый процесс вызова;
FE (Functional Entity) - функциональная единица;
FEA (FE Action) - действие FE;(Physical Entity) - физическая единица;(Service Independent Block) - независимый от услуг конструктивный блок; (Information Flow) - информационный поток;
POI (Point of Initiation) - точка инициации;(Point of Return) - точка возврата.
Модель разделяет аспекты, относящиеся к услугам, и аспекты, связанные с сетью, что позволяет описывать услуги и возможности IN независимо от базовой сети над которой создается интеллектуальная надстройка.
Первый уровень - плоскость услуг (Service Plane) представляет взгляд на IN исключительно с точки зрения услуг. Здесь отсутствует информация о том, как именно осуществляется предоставление услуг сетью.
Второй уровень - глобальная функциональная плоскость GFP (Global Functional Plane) описывает возможности сети, которые необходимы разработчикам для внедрения услуг. Здесь сеть рассматривается как единое целое, даются модели обработки вызова (BCP) и независимых от услуг конструктивных блоков (SIB).
Третий уровень - распределенная функциональная плоскость DFP (Distributed Functional Plane) описывает функции, реализуемые узлами сети. Здесь сеть рассматривается как совокупность функциональных элементов, порождающих информационные потоки.
Четвертый уровень - физическая плоскость PP (Physical Plane) описывает узлы сети, содержащиеся в них функциональные элементы и протоколы взаимодействия.
3.2.1 Плоскость услуг
В рекомендациях ITU-T Q.1211 различают два термина «service» - услуга, и «service feature» - компонент услуги.
Услугой является самостоятельное коммерческое предложение, характеризуемое одним или более компонентами (возможностями), открытыми для дополнения. Компонент услуги является ее специфической частью, который в совокупности с другими услугами и компонентами услуг может составлять часть самостоятельного коммерческого предложения, определяя составляющую, которая может быть различима пользователем. Набор CS1 включает 25 видов услуг, которые должны поддерживаться сетями PSTN, ISDN и PLMN.
Вторая плоскость модели (GFP) включает следующие основные элементы:
- базовый процесс обработки вызовов (BCP);
- независимые от услуг конструктивные блоки (SIB);
- точки инициации (POI) и точки завершения (POR).
Блоки SIB обеспечивают выполнение стандартных многократно используемых сетевых функций. Базовый процесс обработки вызовов является специализированным SIB, который взаимодействует с другими блоками посредством точек инициации и завершения. Если в процессе обработки вызова встретится одна из точек инициации, то это приводит к определенной последовательности обращений к блокам SIB. По завершении этой последовательности обращений осуществляется воздействие на процесс обработки вызова, зависящее от точки завершения. В результате такого взаимодействия может быть обеспечена услуга или компонент услуги. Таким образом, BCP описывает процесс обработки вызовов базовой сети связи, из которой осуществляется запрос на услуги IN. Определенные на первом уровне INCM, услуги декомпозируются на компоненты и на плоскости GFP, объединяются в один или несколько SIB, которые при взаимодействии определяют глобальную логику услуги GSL (Global Service Logic). На рис. 4. показан процесс взаимодействия GSL и BCP осуществляемый через точки POI и POR.
Рис. 4. - Взаимодействие GSL и BCP
На третьем уровне INCM (плоскость DPF) общесетевые функции определены в виде отдельных функциональных объектов (FE). Специфицированные на плоскости GFD блоки SIB реализуются на плоскости DFP в виде последовательности функциональных объектов (FEA), в результате выполнения которой возникают информационные потоки IF (Information Flows). В CS1 определено 60 различных IF, соответствующих процедурам прикладного протокола INAP (Intelligence Network Application Protocol).
Узлы IN, как правило, выполняют одну или несколько функций, которые делятся на три основные категории: функции, относящиеся к управлению вызовом, функции, относящиеся к управлению услугами и функции, обеспечивающие услуги (эксплуатационная поддержка и администрирование сети).
Схема взаимосвязи функций набора CS1, определяющая архитектуру плоскости DFP, представлена на рисунке 5.
Рис. 5. - Архитектура распределенной функциональной плоскости
На четвертом уровне INCM определяются физические объекты (PE), способы отображения функциональных объектов на физические и описываются способы реализации сетевых элементов IN.
Основными требованиями к структуре IN являются:
- сетевые функции выполняются в узлах IN;
- в узле может выполняться одна или более функций;
- выполнение общей сетевой функции не может совместно осуществляться несколькими узлами;
- два различных узла могут выполнять одинаковые сетевые функции;
- узлы должны иметь стандартные интерфейсы;
- распределение сетевых функций по узлам и стандартные интерфейсы не должны зависеть от услуг, предоставляемых сетью.
Распределение сетевых функций по узлам IN имеет следующий вид.
SSP (Service Switching Point): узел коммутации услуг. Кроме обеспечения пользователям доступа в сеть и выполнения любых необходимых для коммутации функций, SSP обеспечивает доступ к интеллектуальной сети.(Service Control Point): узел управления услугами. Этот узел имеет набор программ, обеспечивающих выполнение услуг. SCP выполняет функцию управления услуг SCF и, возможно, функцию поддержки данных SDF. SCP имеет прямой доступ к узлу поддержки данных SDP либо может подсоединяться к нему через сеть сигнализации. При этом узел SDP может входить как в ту же сеть, что и узел SCP, так и в другие сети. Через сеть сигнализации SCP может быть связан с узлом коммутации услуг SSP и интеллектуальной периферией (IP).(Service Data Point): узел поддержки данных. Данный узел содержит данные, необходимые для предоставления индивидуализированных услуг. Доступ к SDP может быть получен либо через сеть сигнализации, либо через узел управления услугами SCP или узел обеспечения услуг SMP.(Intelligent Peripheral): узел интеллектуальной периферии. Интеллектуальная периферия содержит средства, делающие услуги сети удобными для пользователей, например: запись речи пользователя, устройство распознавания речи, синтезатор речи. IP выполняет функции специализированных ресурсов SRF, функцию коммутации услуг SSF и функцию управления вызовом CCF.(Adjunct): вспомогательный узел управления. Данный узел аналогичен узлу управления услугами SCP, но имеет непосредственную связь с узлом коммутации услуг SSP по высокоскоростному каналу.
SN (Service Node): узел услуг. Данный узел напрямую связан с одним или более узлами коммутации услуг SSP и выполняет функции управления услугами SCF, поддержки данных SDF, специализированных ресурсов SRF, а также функции коммутации услуг SSF и управления вызовом CCF. При этом функции SSF/CCF в узле услуг тесно связаны с функцией управления услугами SCF и недоступны из других узлов, выполняющих функцию управления услугами.(Service Switcing and Control Point): узел коммутации и управления услугами. Данный узел объединяет узлы коммутации и управления услугами и выполняет функции коммутации услуг SSF, управления вызовом CCF, управления услугами SCF, поддержки данных SDF, управлением доступа вызова CCAF и, возможно, функцию специализированных ресурсов SRF.
SMP (Service Management Point): узел обеспечения услуг. Данный узел выполняет функции SMF, SMAF и функцию среды создания услуг SCEF. Он может быть связан с любым узлом IN.
SCEP (Service Creation Environment Point): узел среды создания услуг. Данный узел выполняет функцию среды создания услуг и служит для разработки, формирования, тестирования и внедрения услуг в пункте их обеспечения SMP.(Service Management Access Point): узел доступа к системе эксплуатационной поддержки и администрирования услуг.
4. Состояние и перспективы развития сотовой связи
Системы сотовой подвижной связи принято подразделять на несколько поколений. К первому поколению относят аналоговые системы, действующие, как правило, в рамках национальных границ. Цифровые системы, охватывающие отдельные регионы земного шара, составляют класс систем второго поколения. Системы третьего поколения - это будущие универсальные цифровые системы, действующие в глобальном масштабе и предоставляющие потребителям широкий набор современных услуг.
Настоящий период характеризуется повсеместным распространением систем второго поколения, постепенным свёртыванием систем первого поколения и созданием первых фрагментов сетей третьего поколения. Так, например, в странах Западной Европы наряду с существенным годовым приростом числа абонентов цифровых сетей GSM наблюдается заметное сокращение числа абонентов аналоговых сетей.
На земном шаре развёрнуты и функционируют цифровые сети четырёх видов: GSM, DAMPS (IS-54 и IS-136), PDC (Япония) и CDMA (IS-95). По состоянию на конец июня 1999 г. сети GSM действовали в 120 странах с общим числом 183,3 млн абонентов; ежемесячный прирост составил 7,6 млн абонентов. Сети DAMPS в двух его разновидностях IS-54 и IS-136 созданы в 34-х странах с общим числом 24,3 млн абонентов; ежемесячный прирост составил 1,4 млн абонентов. В Японии развёрнуты сети PDC с общим числом 42,3 млн абонентов. Сети CDMA (IS-95) созданы в 12 странах с общим числом 31,5 млн абонентов; ежемесячный прирост составил 1,5 млн абонентов.
Огромный спрос в мире на услуги подвижной связи и впечатляющие успехи в технологии радиопередачи, обеспечившие надёжную связь со скоростями в несколько Мбит/с, привели к созданию систем третьего поколения. Исследование тенденций глобального рынка услуг подвижной связи, проведённое UMTS-форумом с учётом постепенного ввода услуг мультимедиа, показало, что в мире в 2005 году ожидается 940 млн абонентов, а в 2010-м - более 1,7 миллиарда.
Широкое внедрение получили новые технологии и, прежде всего, Интернет. Сегодня наибольшие инвестиции осуществляются в сети, базирующиеся на IP-технологии. Прогнозные оценки свидетельствуют, что через 5 лет 80 % всего международного трафика по сетям стационарной и мобильной связи будет передаваться с использованием пакетной коммутации.
Либерализация большинства национальных рынков связи, сделавшая возможной конкуренцию на этих рынках, а также взрывной характер развития услуг доступа в Интернет привели к резкому повышению объема данных, циркулирующих в глобальных сетях и заставили операторов пересмотреть основы своей стратегии развития в отношении систем передачи.
Два упомянутых выше фактора в совокупности привели к возникновению нового явления - конвергенции сетей и услуг. Конвергенция - многозначное понятие. Она подразумевает слияние в одно целое и множества различных сетей - телефонной сети общего пользования, сетей передачи данных, распределительных сетей радиовещания и телевидения, сети Интернет и корпоративных сетей, - и множества различных услуг, включая услуги связи и информационные услуги в произвольных сочетаниях в виде мультимедиа. Наблюдаются тенденции интеграции услуг сотовой подвижной связи, пейджинга (на базе служб SMS) и транкинговой радиосвязи.
В России процесс конвергенции должен коснуться прежде всего крупных операторских компаний, которые смогут ввести на своих сетях режим передачи информации с коммутацией пакетов. Это обеспечит возможность предоставления пользователям множества дополнительных услуг и разного рода приложений, которые недоступны операторам с традиционной инфраструктурой, основанной на коммутации каналов.
Введение пакетной коммутации в сетях сотовой подвижной связи будет содействовать развитию в России так называемых вертикальных рынков. На «вертикальных рынках» могут быть востребованы следующие услуги:
обслуживание банкоматов;
обслуживание пунктов продаж товаров и услуг;
обслуживание потребностей коммунального хозяйства;
удаленный мониторинг всевозможных промышленных датчиков;
контроль перевозок;
обеспечение функций охраны;
обеспечение оперативных нужд органов охраны порядка, служб экстренной помощи, аварийных служб.
В мае 2000 г. Ассамблея Радиосвязи МСЭ одобрила Рекомендацию по детальной спецификации радиоинтерфейсов системы подвижной связи третьего поколения IMT-2000. Для создания наземных сетей рекомендовано использовать пять типов радиоинтерфейсов:
IMT-DS (Direct Spread, WCDMA/UTRA FDD);
IMT-MC (Multi Carrier, cdma2000);TC (Time-Code, UTRA TDD/TD-SCDMA);SC (Single Carrier, UWC-136);FT (Frequency-Time, DECT).
Каждый из этих радиоинтерфейсов обеспечивает возможность функционирования как с двумя основными базовыми сетями третьего поколения - GSM MAP и ANSI-41, так и с перспективными базовыми сетями пакетной коммутации, использующими Интернет-протокол (IP).
Предполагается, что количество абонентов сетей сотовой подвижной связи в России к 2010 году достигнет 15 млн. Этот показатель может быть достигнут при выполнении следующих условий:
. создание максимально благоприятного климата для конкурентной среды на основе равенства условий деятельности операторов на рынке услуг сотовой подвижной связи, в частности, путём формирования открытой и стабильной лицензионной политики;
. разработка системы мер по стимулированию операторов ориентироваться на широкие слои населения;
. устранение препятствий, сдерживающих быстрое развертывание сетей сотовой подвижной связи, в частности, упростив и ускорив процедуры получения разрешений на начало строительства и ввода в эксплуатацию объектов связи и на использование частот.
Сегодня активно ведется использование технологии GPRS (General Packet Radio Service) и спектрально-эффективной технологии EDGE (Enhanced Data Rates for the Global Evolution) - так называемой EDGE Compact, поддерживающей скорости передачи данных до 384 кбит/с при занятии минимальной полосы частот (600 кГц плюс защитные полосы).
При развёртывании сетей третьего поколения в диапазоне частот 2 ГГц в России необходимо ориентироваться на варианты IMT-DS с частотным дуплексным разделением, а также на варианты IMT-TC и IMT-FT с временным дуплексным разделением, разработанные ETSI в рамках UMTS и представленные в МСЭ от имени 3GPP - партнёрского проекта с участием региональных органов стандартизации Японии (ARIB и TTC), Китая (CWTS), Европы (ETSI), США (Т1) и Кореи (ТТА). IMT-DS - радиоинтерфейс, реализующий многостанционный доступ с кодовым разделением каналов по методу прямого расширения спектра с частотным дуплексным разносом (FDD). В этой системе радиодоступ <http://www.rosnet.ru/internet/radio.html?menuvar=-1>а информационный сигнал распределяется по спектру в полосе частот около 5 МГц с чиповой скоростью 3,84 Мчип/с. Радиоинтерфейс поддерживает службы как с коммутацией каналов (например, сети ТфОП и ISDN), так и с коммутацией пакетов (например, сеть на основе IP). Радиопротокол обеспечивает одновременную передачу речи, данных и мультимедиа на одной несущей. Транспортные услуги могут быть реализованы в реальном и нереальном времени, обеспечивая прозрачную и/или непрозрачную передачу данных. Может быть предоставлено различное качество обслуживания в зависимости от требований к величинам задержки и вероятностей ошибки по битам и по кадрам.
Для обслуживания "горячих пятен" - зон с высокой нагрузкой, особенно там, где требуются услуги на предельно высоких скоростях передачи до 2 Мбит/с, следует дополнительно создавать сети с радиоинтерфейсами типа IMT-TC и IMT-FT, работающими с временным дуплексным разносом.
.1 Поколения стандартов сотовой связи
.1.1 Первое поколение - 1G
Самым известным из первого поколения стандартов является NMT (Nordic Mobile Telephone system). Его окончательные спецификации были приняты в 1978 году пятью скандинавскими странами (Данией, Финляндией, Исландией, Норвегией и Швецией). Поколение 1G представляло собой набор аналоговых стандартов сотовой связи.
Стандарт NMT работает в диапазоне частот 453,0-457,5 МГц, используя до 180 каналов связи по 25 кГц каждый. Радиус действия одной базовой станции достигает 5-25 км в зависимости от нагрузки на каждую из них.
В 1983 году была разработана модернизированная версия NMT-900 (первая условно называлась NMT-450), работавшая на частоте 900 МГц. Выход обновлённого стандарта позволил уменьшить размеры телефонных аппаратов, а также добавить несколько новых сервисов.
Тем не менее, спустя некоторое время NMT отошёл на второй план, уступив дорогу более прогрессивным цифровым стандартам. Вполне естественно, что первое поколение сотовой связи не смогло с ними конкурировать. Даже несмотря на то, что качество аналоговой беспроводной связи в целом было удовлетворительным, разговор можно было легко перехватить и расшифровать.
.1.2 Второе поколение - 2G
Принципиально новым подходом к передаче информации (в частности, голоса) отличалось второе поколение мобильных коммуникаций. На этот раз в его основу легли цифровые стандарты, которых насчитывается четыре. Наибольшее распространение получили GSM и CDMA. Первый из них пришёл на смену NMT и применяется по сей день.
Что касается CDMA, то он был разработан компанией QUALCOMM, а его коммерческое применение началось в 1995 году (GSM - в 1991 году). Несмотря на то, что CDMA был представлен на несколько лет позже своего основного конкурента, GSM, он имеет ряд преимуществ. В первую очередь это относится к скорости передачи данных. Если у GSM предел не превышает 9,6 кбит/с, то у CDMA скорость передачи данных до 1,23 Мбит/с.
Ещё одним важным отличием является использование распределённого спектра. Для оборудования такой сигнал будет выглядеть небольшим возвышением над обычным уровнем шума. В связи с этим его крайне сложно обнаружить и идентифицировать. Подобный метод также используется в военных целях, так что во время разговора по CDMA-телефону вы можете быть уверены в надёжной защите от случайного подслушивания.
.1.3 Второе промежуточное поколение - 2.5G
Несмотря на то, что разработки третьего поколения сотовой связи стали вестись практически сразу после начала использования на коммерческой основе GSM, даже по сей день оно имеет крайне ограниченное распространение. Вместо него почти повсеместно доступно промежуточное поколение 2.5G, реализованное в виде стандарта GPRS.
Стандарт GPRS использует базовые станции GSM для передачи данных, что делает его внедрение достаточно простым. Кроме того, он настроен на пакетный обмен информацией, что подходит в первую очередь для доступа в Интернет, а также позволяет находиться все время подключенным к сети и при этом принимать звонки по обычным каналам (при звонке соединение по GPRS временно приостанавливается, но не обрывается).
В целом, GPRS и был создан с целью реализовать понятие «мобильный интернет». Необходимость доступа из сотовых сетей во Всемирную паутину и различные корпоративные сети присутствовала уже достаточно давно. Так, к примеру, служащий какой-либо компании в случае возникновения потребности может срочно подключиться к сети своего предприятия при помощи ноутбука и мобильного телефона с поддержкой сервиса GPRS (которым сегодня оснащаются большинство аппаратов).
Тем не менее, скорость передачи данных при использовании GPRS оставляет желать лучшего. Официально максимальный его предел равен 115 кбит/с. Тем не менее, в реальности обмен информацией производится не быстрее, чем на скорости 40-50 кбит/с, что в два раза меньше теоретического максимума. По сегодняшним меркам такой пропускной способности не хватит для комфортного путешествия по Интернету. Как раз эту проблему и должны будут решить стандарты третьего поколения, чьи пропускные каналы куда как шире.
.1.4 Третье поколение - 3G
Всего существует три основных стандарта 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), CDMA2000 и WCDMA (Wide CDMA). Все они настроены на пакетную передачу данных и, соответственно, на работу с цифровыми компьютерными сетями, включая Интернет.
Скорость передачи данных в новом поколении стандартов может достигать 2,4 Мбит/с. Это позволит поднять качество звука, а также добавить такой сервис, как видеозвонок. Мобильный Интернет теперь станет доступнее и значительно быстрее.
Кроме того, при необходимости сеть 3G может быть наложена на уже ранее развёрнутую GSM или другой стандарт второго поколения. Это возможно по причине использования разных радиосетей этими стандартами. В результате оператор мобильной связи может добавлять новые сервисы по мере появления необходимости в них. А по причине того, что на сегодняшний день все телефоны пока являются двухстандартными (то есть могут работать как в 2G, так и в 3G), у пользователей не возникнет проблемы выбора.
.1.5 Третье промежуточное поколение - 3.5G
Учитывая то, что некоторые страны уже практически полностью перешли на 3G (в частности, Япония, где абонентов такой сотовой сети уже 98%), а до повсеместного внедрения 4G пока ещё достаточно далеко, для увеличения скорости доступа к сети передачи данных разработан стандарт поколения 3.5G, которое получило официальное название HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Некоторые отечественные операторы уже работают с ней в тестовом режиме.
По сути, HSDPA - это просто модернизированный 3G. Если в «оригинальном» третьем поколении средняя скорость обмена данными составляет 384 кбит/с, а максимальная - 2 Мбит/с, то внедрение 3.5G увеличит эти значения до 3 и 14 Мбит/с соответственно.
.1.6 Четвертое поколение - 4G
Что касается четвёртого поколения мобильных коммуникаций, то это будет эволюционное развитие 3G. Инфраструктура стандарта 4G будет базироваться на IP-протоколе (Internet Protocol), что позволит обеспечивать простой и очень быстрый доступ к Интернету. Ещё одним важным свойством 4G является то, что он должен стать единым стандартом. То есть не будет деления на разные GSM, CDMA, UMTS, WCDMA и так далее. Задача потенциального абонента будет заключаться в выборе оператора и сотового телефона, тогда как сегодня ещё нужно выбирать и стандарт.
Высокие скорости передачи данных должны будут позволить принимать не только качественный звук, но и видео. Скорость передачи данных будет составлять по меньшим меркам 100-200 Мбит/с. При чем, данные скорости будут имеет место не в идеальных лабораторных условиях, а в городе при скорости передвижения до 20-25 км/ч.
Такие высокие скорости объясняются тем, что в четвёртом поколении используется только пакетная передача данных, тогда как трафик коммутации каналов полностью отсутствует. То есть звук теперь будет передаваться только через протокол IP (получится своеобразная мобильная VoIP-телефония).
Помимо этого, в число главных достоинств 4G войдут глобальный роуминг, а также связь корпоративных сетей, что полезно для больших предприятий. Кроме видеозвонков станет доступным также и мобильное телевидение высокой чёткости.