Generații de telefonie mobilă

Comunicarea mobilă este comunicarea radio între abonați , locația unuia sau mai multor dintre acestea se modifică. Un tip de comunicare mobilă este comunicarea celulară .

Introducere

1G

Toate primele sisteme de comunicații celulare erau analogice. Acestea includ:

• AMPS (Advanced Mobile Phone Service - serviciu avansat de comunicații mobile, bandă 800 MHz) - utilizat pe scară largă în SUA, Canada, America Centrală și de Sud, Australia; cunoscut și ca „standard nord-american”; a fost cel mai comun standard din lume, deservind aproape jumătate din toți abonații celulari (împreună cu modificarea digitală a D-AMPS, care este discutată mai jos); a fost folosit în Rusia ca standard regional (în principal în varianta D-AMPS), unde era și cel mai comun. Momentan învechit. Pe 18 aprilie 2008, rețeaua cu două standarde AMPS / CDMA-800 Fora Communications (deținută de Tele2) din Sankt Petersburg, ultima rețea majoră a standardului AMPS, a încetat să funcționeze.
• TACS (Total Access Communications System - sistem public de comunicații, bandă 900 MHz) - utilizat în Anglia, Italia, Spania, Austria, Irlanda, cu modificări ETACS (Anglia) și JTACS / NTACS (Japonia); acesta este al doilea cel mai comun standard în rândul analogului; mai recent, în 1995, a deținut, de asemenea, locul doi în lume în ceea ce privește baza de abonați, dar în 1997 a fost împins pe locul al patrulea de standardele digitale în dezvoltare mai rapidă;

• NMT-450 și NMT 900 (Telefon mobil nordic - telefon mobil al țărilor nordice, benzile de 450, respectiv 900 MHz) - utilizate în Scandinavia și în multe alte țări; cunoscut și ca „standardul scandinav”; al treilea cel mai frecvent dintre standardele analogice din lume. Standardul NMT 450 este unul dintre cele două standarde de comunicații celulare adoptate în Rusia ca fiind federale (al doilea este standardul digital GSM 900);

• S-450 (banda 450 MHz) - folosit in Germania si Portugalia;
• RTMS (Radio Telephone Mobile System - sistem de radiotelefonie mobil, banda 450 MHz) - folosit in Italia;
• Radiocom 2000 (benzi 170, 200, 400 MHz) - folosit în Franța;
• NTT (Nippon Telephone and Telegraph system - sistemul japonez de telefonie și telegraf, gama de 800 ... 900 MHz - în trei versiuni) - este utilizat în Japonia.

Toate standardele analogice folosesc modulația de frecvență pentru transmisia vorbirii și modulația de frecvență pentru transmiterea informațiilor de control (sau semnalizare - semnalizare). Acest lucru a provocat și interferențe de semnal. De regulă, stația mobilă de prima generație avea o putere mare (3-5 W). Pentru transmiterea informațiilor pe diferite canale se folosesc diferite părți ale spectrului de frecvență - se utilizează metoda accesului multiplu cu diviziunea în frecvență a canalelor (Frequency Division Multiple Access - FDMA), cu benzi de canal în diverse standarde de la 12,5 la 30 kHz. Acest lucru este direct legat de principalul dezavantaj al sistemelor analogice - o capacitate relativ scăzută, care este o consecință directă a utilizării insuficient de raționale a benzii de frecvență alocate în diviziunea de frecvență a canalelor. Acest neajuns a devenit evident deja la mijlocul anilor 80, chiar la începutul utilizării pe scară largă a comunicațiilor celulare în țările lider, și imediat eforturi semnificative au fost direcționate către căutarea unor soluții tehnice mai avansate. Ca rezultat al acestor eforturi și căutări, au apărut sisteme celulare digitale de a doua generație. Trecerea la sistemele de comunicații celulare digitale a fost stimulată și de introducerea pe scară largă a tehnologiei digitale în comunicații în general și a fost în mare măsură asigurată de dezvoltarea metodelor de codare cu rată redusă și apariția circuitelor integrate subminiaturale pentru procesarea semnalelor digitale.

2G

În Statele Unite, standardul analog AMPS a devenit atât de răspândit încât înlocuirea directă cu cea digitală s-a dovedit practic imposibilă. Calea de ieșire a fost găsită în dezvoltarea unui sistem analog-digital cu mod dublu, care permite combinarea funcționării sistemelor analogice și digitale în aceeași gamă. Lucrările la standardul relevant au început în 1988 și s-au finalizat în 1992; standardul a fost numit D-AMPS sau IS-54 (IS este o abreviere pentru Interim Standard, adică „standard interimar”). Utilizarea sa practică a început în 1993. În Europa, situația a fost complicată de prezența multor sisteme analogice incompatibile ("patchwork"). Aici, dezvoltarea unui singur standard GSM paneuropean (banda GSM 900 - 900 MHz) s-a dovedit a fi calea de ieșire . Lucrările corespunzătoare au fost începute în 1982, până în 1987 au fost determinate toate caracteristicile principale ale sistemului, iar în 1988 au fost adoptate principalele documente ale standardului. Aplicarea practică a standardului a început în 1991. O altă versiune a standardului digital, similară ca caracteristici tehnice cu D-AMPS, a fost dezvoltată în Japonia în 1993; a fost inițial numit JDC, iar din 1994 - PDC (Personal Digital Cellular - literalmente „comunicare celulară digitală personală”).

Dar dezvoltarea sistemelor de comunicații celulare digitale nu s-a oprit aici.

Standardul D-AMPS a fost îmbunătățit în continuare prin introducerea unui nou tip de canale de control. Faptul este că versiunea digitală a IS-54 a păstrat structura canalelor de control ale AMPS analogice, ceea ce a limitat capacitățile sistemului. Au fost introduse noi canale de control pur digital în versiunea IS-136, care a fost dezvoltată în 1994 și a început să fie utilizată în 1996. În același timp, compatibilitatea cu AMPS și IS-54 a fost păstrată, dar capacitatea canalului de control a fost a crescut și funcționalitatea sistemului a fost extinsă semnificativ. Standardul GSM, continuând să se îmbunătățească din punct de vedere tehnic (introduse succesiv fazele 1, 2 și 2+), în 1989 a trecut la dezvoltarea unei noi game de frecvențe de 1800 MHz. Această direcție este cunoscută sub numele de sistem de comunicare personală. Diferența dintre acesta din urmă și sistemul original GSM 900 nu este atât de tehnică, cât de marketing cu suport tehnic: o bandă de frecvență de operare mai largă în combinație cu celule de dimensiuni mai mici (celule) vă permite să construiți rețele celulare cu o capacitate mult mai mare și este calculul pentru un sistem de comunicații mobile în masă cu terminale de abonat relativ compacte, ușoare, convenabile și ieftine a stat la baza acestui sistem. Standardul corespunzător (sub formă de completări la standardul original GSM 900) a fost dezvoltat în Europa în 1990-1991. Sistemul a primit denumirea de DCS 1800 (Digital Cellular System – sistem digital de comunicații celulare; inițial a fost folosită și denumirea PCN – Personal Communications Network, care înseamnă literal „rețea de comunicare personală”) și a început să fie folosit din 1993. În 1996, o decizie a fost numit GSM 1800. În SUA, banda de 1800 MHz era ocupată de alți utilizatori, dar s-a găsit posibilă alocarea unei benzi de frecvență în banda de 1900 MHz, care în America era numită banda Personal Communications Systems (PCS). , spre deosebire de banda de 800 MHz , urmată de numele celulei (celulară). Dezvoltarea benzii de 1900 MHz a început la sfârșitul anului 1995; funcționarea în acest interval este asigurată de standardul D-AMPS (versiunea IS-136, dar nu mai există un AMPS analogic în banda de 1900 MHz), și a fost dezvoltată o versiune corespunzătoare a standardului GSM („GSM american” 1900 - standard IS-661).

2.5G

GPRS (ing. General Packet Radio Service - radio general de pachete) este un add-on pentru tehnologia de comunicație mobilă GSM care realizează transmisia de pachete de date. GPRS permite unui utilizator de telefon mobil să schimbe date cu alte dispozitive din rețeaua GSM și cu rețele externe, inclusiv internetul. GPRS presupune taxarea în funcție de cantitatea de informații transmise/primite, nu în funcție de timp.

EDGE (eng. Enhanced Data rates for GSM Evolution ) - o dezvoltare ulterioară a GPRS, care diferă doar prin modul în care sunt codificate datele, ceea ce vă permite să transferați mai multe date într-un interval de timp . EDGE este uneori denumit 2.75G.

XRTT (One Times Radio Transmission Technology) este o tehnologie mobilă de transmisie de date digitale 2.5G bazată pe tehnologia CDMA. Utilizează principiul transmisiei cu comutare de pachete. Viteza de transmisie posibilă teoretic este de 144 Kbps, dar în practică viteza reală este mai mică de 40-60 Kbps. XRTT utilizează o bandă de frecvență radio licențiată și, ca și alte tehnologii mobile, este larg răspândită.

3G

Toate sistemele digitale de a doua generație enumerate mai sus se bazează pe Time Division Multiple Access (TDMA). Diferența fundamentală dintre rețelele 3G este utilizarea tehnologiei CDMA (Code Division Multiple Access ).

Primul standard 3G a fost dezvoltat în 1992-1993. în SUA și se numea IS-95 (bandă 800 MHz). A început să se aplice din 1995-1996. în Hong Kong, SUA, Coreea de Sud și în Coreea de Sud - cel mai răspândit, iar în SUA a început să fie utilizată și versiunea acestui standard pentru banda de 1900 MHz. Direcția comunicării personale și-a găsit refracția în Japonia, unde în 1991-1992. a fost dezvoltat din 1995. sistemul PHS de 1800 MHz ( Personal Handy-phone System  - literalmente „sistem personal hand phone”) a început să fie utilizat pe scară largă .

În același timp, a fost dezvoltat standardul UMTS , care este cel mai utilizat în Europa și CSI. Baza acestui standard a fost tehnologia W-CDMA , care este una dintre variantele CDMA . Standardul UMTS este proiectat să funcționeze împreună cu GSM - o cartelă SIM este utilizată pentru a accesa ambele rețele . Astfel, în funcție de suportul telefonului pentru rețele UMTS, precum și în cazul în care se află în aria de acoperire a acestei rețele, comunicarea poate fi asigurată fie prin GSM, fie prin CDMA.

3.5G

HSPA ( High Speed ​​Packet Access  - transfer de date de pachete de mare viteză) este o tehnologie care reprezintă o dezvoltare ulterioară a standardului UMTS , care aparține 3G . HSPA se bazează pe standardele HSDPA , care reglementează transferul de date de la stația de bază la abonat și HSUPA , care reglementează transferul de la abonat la stația de bază.

4G

Tehnologii care pretind a fi 4G (și foarte des denumite în presă 4G):

• LTE
• TD-LTE
• WiMAX mobil
• UMB
• HSPA+

Rețelele WiMAX și LTE sunt lansate în prezent. Prima rețea LTE din lume din Stockholm și Oslo a fost lansată de alianța TeliaSonera/Ericsson - valoarea calculată a ratei maxime de transfer de date către abonat este de 382 Mbps și 86 Mbps - de la abonat. Planurile de implementare pentru UMB nu sunt cunoscute, deoarece niciun operator (la scară globală) nu a semnat un contract pentru testarea acestuia. Este demn de remarcat faptul că nu toată lumea se referă la standardul WiMAX ca 4G , deoarece nu este integrat cu rețelele generațiilor anterioare, cum ar fi 3G și 2G , și, de asemenea, datorită faptului că în rețeaua WiMAX, operatorii înșiși nu oferă servicii tradiționale. servicii de comunicații, cum ar fi apelurile vocale și SMS-urile, deși pot fi utilizate atunci când utilizați diferite servicii VoIP . IMT a permis ca rețelele HSPA+ să fie numite 4G deoarece oferă viteze adecvate.

5G

„Sarcina principală pentru rețelele de generația a cincea va fi extinderea spectrului de frecvențe utilizate și creșterea capacității rețelelor. Noua tehnologie este de așteptat să rezolve o provocare la care lucrează toți transportatorii din întreaga lume, și anume îmbunătățirea eficienței infrastructurii de rețea”, a spus Huawei.

6G

După implementarea rețelelor celulare 5G 5G , interesul oamenilor de știință și inginerilor pentru dezvoltarea echipamentelor de comunicații celulare de ultimă generație a crescut. Experții sunt de acord că va dezvolta în continuare abordări care nu au fost implementate pe deplin în generația anterioară, bazate pe utilizarea inteligenței artificiale, a comunicațiilor cuantice, ceea ce va face posibilă atingerea ratelor de transfer de date de la sute de Gbps la 1 Tbps.

Vezi și

• Tehnologii wireless

Note