Реферат: Системы подвижной связи

В 1981 году в Скандинавских странах в диапазоне 450 МГц разрабатывается сотовая система связи первого поколения стандарта NMT-450, принципы построения которой подобны системе AMPS. Сети NMT-450 еще и сегодня работают во многих европейских странах. В 80-х годах создаются национальные системы сотовой связи первого поколения в Германии, Италии, Франции и происходит быстрый рост количества абонентов сотовых сетей. Для их развития начинает использоваться также и диапазон частот 900 МГц.

Несовместимость оборудования созданных в разных странах систем первого поколения делала невозможным предоставление абонентам этих сетей весьма важной услуги роуминга. Поэтому в 1982 году Скандинавские страны и Голландия выходят с предложением разработки в диапазоне 900 МГц регионального европейского цифрового стандарта сотовой связи (системы второго поколения). В этой системе, помимо услуг телефонии, абонентам должен предоставляться целый ряд услуг, связанных с передачей данных, - факс, короткие сообщения и т. п. Это предложение было поддержано всеми странами Западной Европы, и в 1989 году в ETSI был разработан стандарт на систему GSM. В следующем году, учитывая перспективы развития сотовой связи в Европе и во всем мире, этот же стандарт был принят для диапазона 1800 МГц. В 1991 году создаются опытные сети стандарта GSM и начинается его глобальное распространение по всему земному шару, в связи с чем аббревиатура GSM приобрела новую расшифровку -Global System for Mobile Communications. Пионером в создании таких сетей является Финляндия, в которой сегодня имеется рекордное число абонентов сетей сотовой связи (более 70 % населения).

Сети сотовой связи стандарта GSM были внедрены не только в Европе, но получили распространение и во многих странах мира. Разработка и широкое внедрение системы GSM ярко продемонстрировали, сколь высокой может быть эффективность международного сотрудничества в деле развития новой техники связи.

Принципы, положенные в основу системы GSM, позже использовались в ETSI при создании европейских систем поездной связи (U1C), транкинговой связи (TETRA), беспроводной связи (DECT). Они оказали влияние на разработку европейской системы подвижной связи третьего поколения (UMTS - Universal Mobile Telecommunication System).

Система AMPS также модернизируется, создается цифровая система D-AMPS, и выпускаются абонентские терминалы, которые могут работать как в аналоговых, так и в цифровых сетях данного стандарта. Применение системы D-AMPS позволяет увеличить емкость сотовой сети в тех местах, где аналоговые сети оказались перегруженными из-за увеличения количества абонентов.

В России сотовая связь начинает развиваться с 1991 года, когда в Санкт-Петербурге была развернута первая сеть скандинавского стандарта NMT-450. С 1994 года создаются сотовые сети американского стандарта AMPS, а с 1996 - европейского стандарта GSM-900. Сегодня в России созданы сети сотовой связи всех этих стандартов.

Знаменательной вехой в развитии систем сотовой подвижной связи является год 1989-й. В этом году фирмой "Qualcomm" (США) была завершена разработка новой цифровой системы второго поколения, использующей технологию СОМА. Эта технология в несколько раз повышала эффективность использования РЧС в сотовой связи и позволяла создавать сети весьма большой емкости. В США и в некоторых странах Азии эта технология получила применение, так как она позволяла при необходимости повысить емкость существующих сетей стандарта AMPS. В странах Западной Европы, в которых распределение полос частот между разными службами существенно отличается от стран Американского континента, сети на этой технологии не создавались. В них происходило интенсивное развитие сотовых сетей стандарта GSM. В России в 1997 году на основе технологии CDMA начали создаваться сети абонентского доступа.

Результаты маркетинговых исследований, выполненных во многих странах, показывали, что спрос на услуги сотовых сетей подвижной связи в ближайшие десятилетия будет расти весьма быстро.

В 1990 году в МСЭ и в региональных организациях стандартизации (ETSI - Европа, ARIB - Япония и ANSI - США) начинаются работы по созданию единого общемирового стандарта на оборудование систем подвижной сотовой связи третьего поколения IMT-2000 (International Mobile Telecommunication). В Европе разрабатывается система UMTS, относящаяся к семейству IMT-2000. Основная предпосылка для выполнения этих работ состояла в том, что на рубеже столетий пользователям мобильных систем станет необходимо предоставление таких же услуг, как и в фиксированной связи. Абонент в третьем тысячелетии, независимо от соединения с ТФОП по проводным или радиоканалам, будет пользоваться полным набором широкополосных услуг мультимедиа, обеспечиваемых глобальной информационной инфраструктурой.

В 1992 году на ВРК было принято решение о выделении в диапазоне 2 ГГц на всемирной основе полосы частот для развития систем сотовой подвижной связи третьего поколения. В сетях подвижной связи третьего поколения существенно возрастет скорость передачи сообщений: в сотовых и микросотовых сетях она составит до 380 Кбит/с, а в пикосотовых сетях, разворачиваемых внутри помещений, - до 2 Мбит/с. Для передачи сообщений по радиоканалу в этих сетях используются в основном системы с СОМА.

В процессе работ по созданию единого мирового стандарта на сети третьего поколения были рассмотрены десятки разных предложений, сделанных ведущими в мире компаниями - производителями телекоммуникационного оборудования. Достичь полного согласия в выборе единого стандарта не удалось. Причиной этого является то, что при разработке стандартов учитывается возможность Архитектура сети UMTS развития сетей нового поколения при максимальном использовании уже существующей инфраструктуры. За прошедшие годы в разных регионах мира сложилась различная инфраструктура сотовых сетей. Однако в настоящее время в МСЭ принято решение, согласно которому в будущем будут развиваться пять типов систем, основанных на предложениях региональных органов стандартизации Европы, США, Японии, Кореи и Китая. В МСЭ приняты решения, согласно которым в создаваемых сетях будет предусмотрена возможность осуществления глобального роуминга абонентов независимо от используемой системы третьего поколения в стране их проживания.

В ряде европейских стран уже выданы лицензии на создание сотовых сетей подвижной связи стандарта UMTS. Ввод их в коммерческую эксплуатацию должен состояться в 2002 году.

Хронология

1947 год	Выдвинута идея создания сотовых сетей подвижной связи (США - Д. Ринг).
1974 год	Начало разработки сотовых сетей подвижной связи общего пользования (США).
1979 год	Создание системы сотовой подвижной связи стандарта AMPS (США).
1981 год	Начало внедрения сотовых систем связи стандарта NMT-450 в Скандинавских странах (Дания, Швеция, Финляндия и Норвегия).
1982 год	Начало разработки системы сотовой подвижной связи стандарта GSM (ETSI).
1985 год	Начало исследований в МСЭ по созданию единой системы подвижной связи третьего поколения IMT-2000.
1989 год	Разработка фирмой "Qualcomm" первой сотовой системы связи, использующей технологию СDМА (США).
1990 год	Начало работ по созданию UMTS (ETSI).
1991 год	Начало внедрения сотовых сетей подвижной связи в России.
1992 год	Начало внедрения сетей GSM (Финляндия).
1992 год	Выделение на всемирной основе полос частот в диапазоне 2 ГГц для создания систем подвижной связи третьего поколения.
1994 год	Разработка стандарта D-AMPS (США).
1994 год	Разработка проекта системы третьего поколения CODIT на основе технологии CDMA (ETSI).
1999 год	В Финляндии выданы первые лицензии на создание наземных сетей UMTS.

Системы абонентского радиодоступа

Весьма важным направлением развития подвижной связи в конце XX века явилось создание систем абонентского радиодоступа (АРД).

В 1975 году американская фирма "Моторола" выпустила первый аналоговый беспроводной телефонный аппарат (СТ - Cordless Telephone). Этот аппарат позволял абоненту свободно передвигаться с радиотелефонной трубкой в радиусе около 100 метров от базовой платформы, подключенной проводом к ТФОП. Связь радиотелефонной трубки с платформой осуществлялась по радиоканалу в диапазоне 40-80 МГц с помощью ЧМ.

В 1988 году была разработана аналоговая многоканальная система СТ-1 с МДЧР, частотным дуплексом (ЧД) и ЧМ, работавшая в диапазоне 864-868 МГц. Абонент этой системы имел свободный доступ к сорока частотным каналам шириной 100 кГц и также мог перемещаться в радиусе порядка 100 метров от БС, подключенной к ТФОП.

Через несколько лет в том же диапазоне частот была создана цифровая система СТ-2 с МДЧР и временным дуплексом (ВД), при котором в одном частотном канале, имевшем ширину 100 кГц, на одном временном интервале осуществляется передача пакета сообщений от абонента к БС, а на следующем - от БС к абоненту. Для передачи сообщений использовалась гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом. Стандарт СТ-2, который был принят ETSI, во многих странах Европы применялся для создания системы "Telepoint", предназначенной для одночастотной связи подвижных абонентов с абонентами ТФОП. В этой системе допускались лишь исходящие вызовы подвижных абонентов.

На принципах, положенных в основу системы СТ-2, позже были разработаны многоканальные системы с МДВР: DCT-900 (Швеция) в диапазоне 900 МГц и DECT (Digital European Cordless Telecommunications). Стандарт на систему DECT был опубликован ETSI в 1992 году. Эта система работает в диапазоне частот 1880-1900 МГц, разделенном на десять радиоканалов, в каждом из которых обеспечивается прием и передача двенадцати цифровых каналов с ВД. Выпуск оборудования стандарта DECT начался в 1996 году.

В 1995 году были завершены разработки: в США в диапазоне 2 ГГц системы PACS (Public Access Communication System), а в Японии в диапазоне 1.5 ГГц системы PHS (Personal Handphone System).

В цифровых системах АРД речевые сигналы с помощью АДИКМ преобразуются в цифровой поток со скоростью передачи 32 Кбит/с.

Сети АРД стандарта DECT сегодня весьма интенсивно развиваются в странах Европы. В ближайшее время этот стандарт в ETSI будет доработан и обеспечит такой же набор услуг высокоскоростной связи, какой будет предоставляться в пикосотовых сетях подвижной связи третьего поколения.

Хронология

1975 год	Начало разработки беспроводных телефонов СТ-0, которые позволяли абонентам во время разговора свободно передвигаться по квартире (США).
1988 год	Разработка аналоговой многоканальной системы беспроводного доступа СТ-1 с ЧД (Великобритания).
1990 год	Разработка цифровых многоканальных систем беспроводного доступа СТ-2 (Великобритания) и DCT-900 с ВД (Швеция).
1992 год	Разработка цифровой многоканальной системы беспроводного доступа стандарта DECT с ВД (ETSI).
1995 год	РазработкавСШАсистемы PACS (Public Access Communication System) ивЯпониисистемы PHS (Personal Handphone System).
1996 год	Начало выпуска оборудования стандарта DECT (ETSI).

Системы воздушной подвижной связи

Хотя профессиональные системы воздушной подвижной связи начали создаваться еще в 20-х годах, первая коммерческая национальная система воздушной подвижной связи общего пользования "Airfone" была создана в США в 1980 году. Эта система давала возможность пассажирам самолетов устанавливать и поддерживать через установленные на территории страны БС связь с любым абонентом сети ТФОП. Прямо во время полета пассажиры могли решать проблемы, связанные с заказом такси, гостиниц, билетов на все виды транспорта, вести деловые переговоры, посылать факсы. В США все пассажирские самолеты, летающие на внутренних линиях, оснащены системой "Airfone".

В 1992 году на ВРК были выделены полосы частот 1670-1675 МГц (Земля - самолет) и 1800-1805 МГц (самолет - Земля) для системы TFTS (Terrestrial Flight Telecommunications System), разработанной в ETSI. Система поддерживает 164 радиоканала шириной в 30 кГц и обеспечивает международный роуминг. Разработан план размещения БС на территории всех европейских стран. В настоящее время в четырех странах Западной Европы (Великобритании, Франции, Италии и Швеции) установлены шесть наземных станций для проведения опытной эксплуатации этой системы. Сейчас более 260 самолетов Швеции, Франции и Великобритании оснащены оборудованием системы TFTS. Полное развертывание этой системы произойдет в первом десятилетии XXI века.

Хронология

1980 год	создание коммерческой системы воздушной подвижной связи "Airfone" (США).
1992 год	выделение на ВРК-92 полос частот для развития системы воздушной подвижной связи TFTS.

Этапы развития сетей наземной подвижной связи

Подвижная связь получила в XX веке, особенно в его последней четверти, колоссальное развитие. Оно началось с создания систем, обслуживающих нужды полиции и муниципальных служб, а также различные производственные нужды.

В начале 80-х годов, после создания сотовых сетей, этот вид связи получает массовое применение, и количество абонентов в сетях подвижной связи начинает стремительно увеличиваться. Сегодня сети сотовой подвижной связи в разных частях земного шара имеют около 650 миллионов абонентов.

За прошедшие сто лет наземная подвижная связь прошла следующие основные этапы развития:

внедрение в подвижную связь ЧМ (1940 г.);