СОТОВАЯ СВЯЗЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Сотовая связь — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций. Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ФКС (Федеральная Комиссия Связи) США выделила частоты для использования частными лицами и 17 июня 1946 года в Сент Луисе, США, лидер телефонного бизнеса компания AT&T и Southwestern Bell запускают первую радиотелефонную сеть для частных клиентов. Аппаратура весила в общей сложности 40 кг и ее перевозили на автомобиле. В 1973 году в Нью-Йорке, на вершине здания Alliance Capital Building, компанией Motorola, была смонтирована первая в мире базовая станция сотовой связи. Она могла обслуживать не более 30 абонентов и соединять их с наземными линиями связи. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ Motorola DynaTAC 8000X экран для отображения номера 21 сентября 1973 года Motorola DynaTAC 8000X первым получил сертификат ФКС как сотовый телефон. Аккумулятор позволял общаться 35 минут, а заряжать его приходилось чуть более 10 часов. цифровые клавиши специальные клавиши Вес составлял 1,15 килограмма, размеры – 22,5х12,5х3,75 см. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ 3 апреля 1973 года, вице-президент Motorola Мартин Купер, взяв Dina-TAC в руки, вышел на улицу и совершил первый в мире звонок по сотовому телефону. Он позвонил начальнику исследовательского отдела Bell Laboratories. Как рассказывал впоследствии сам Купер, он произнес следующие слова: «Представь себе, Джоэл, что я звоню тебе с первого в мире сотового телефона. Он у меня в руках, а я иду по нью-йоркской улице». ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ Первая коммерческая сеть сотовой связи была запущена в мае 1978 года в Бахрейне. Две соты с 20 каналами в диапазоне 400 МГц обслуживали 250 абонентов. Позже сети появились и в других странах. Все существующие на тот момент системы были аналоговым, что не позволяло обеспечивать конфиденциальность разговора. Бахрейн — островное государство на одноимённом архипелаге в Персидском заливе в Юго-Западной Азии, самое маленькое арабское государство. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ В 1982 году Европейская Конференция Администраций Почт и служб связи (СЕРТ) объединяющая 26 стран, приняла решение о создании специальной группы Groupe Special Mobile (GSM). Ее целью была разработка единого европейского стандарта цифровой сотовой связи. Было принято решение использовать диапазон 900 МГц, а затем, учитывая перспективы развития сотовой связи во всем мире, было принято решение выделить для нового стандарта и диапазон 1800 МГц. Первым государством, запустившим сеть GSM, является Финляндия в 1992 году. Сети первого поколения позволяли передавать только голос. Второе поколение систем сотовой связи, которым является и GSM, позволяют предоставлять и другие не голосовые услуги. Самой известной и популярной услугой являлась передача коротких текстовых сообщений – SMS (Short Message Service). ТЕХНОЛОГИЯ Сотовая сеть GSM Базовые станции АТС сотовой компании ТЕХНОЛОГИЯ Базовая станция — это приёмопередатчик радиосигнала, который выполняет роль концентратора в проводных локальных сетях. Обычно базовая станция состоит из маломощного приёмопередатчика и беспроводного маршрутизатора. Базовая станция используется как центральный узел, выполняющий диспетчерские функции в сети мобильных радиостанций с централизованной топологией, а также как передатчик сообщений в пейджинговой связи. При этом базовая станция выступает в роли одного из оконечных узлов в канале связи. На базе стандартных базовых станций строятся макросоты. Они характеризуются мощностями порядка 50 W и радиусом покрытия до 100 км (в пределе). Масса стойки может достигать 300 кг. ТЕХНОЛОГИЯ Микросота – это приближенный вариант реализации базовой станции в компактном виде, очень распространено в сетях операторов. От обычной базовой станции ее отличает сниженная емкость поддерживаемых абонентом и меньшая излучающая мощность. Радиус покрытия - до 5 км. ТЕХНОЛОГИЯ Пикосота – это базовая станция малой мощности, принадлежащая оператору и использующая в качестве транспортной сети IP/Ethernet. Обычно устанавливается в местах возможной локальной концентрации пользователей ТЕХНОЛОГИЯ В сотовой связи чаще всего используют секторные панельные антенны, которые имеют диаграмму направленности шириной в 120, 90, 60 и 30 градусов. Соответственно для организации связи во всех направлениях (от 0 до 360) может потребоваться 3 (ширина ДН 120 градусов) либо 6 (ширина ДН 60 градусов) антенных блоков. ТЕХНОЛОГИЯ Телефоны и диапазоны Одно-диапазонные (Single-band) — телефон может работать в одной полосе частот. В настоящее время не выпускаются, но существует возможность ручного выбора определённого диапазона частот в некоторых моделях телефонов, например Motorola C115, или с помощью инженерного меню телефона. Двух-диапазонные (Dual-band) — 900/1800 МГц (для Европы, Азии, Африки, Австралии – в этом регионе стандартизованы эти 2 диапазона частот для GSM сетей), либо 850/1900 МГц (для Америки и Канады – в Западном полушарии принятые отличные от Европы и другого мира диапазоны частот, поскольку к моменту принятия Европейского стандарта в Новом Свете полосы радиочастот 900 и 1800 МГц уже были распределены под другие цели). Трёх-диапазонные (Tri-band) — 900/1800/1900 МГц (для Европы, Азии, Африки, Австралии) и 850/1800/1900 МГц (для Америки и Канады). Четырёх-диапазонные (Quad-band) — 850/900/1800/1900 МГц, которые поддерживают все диапазоны частот (то есть такие телефоны наиболее универсальные – они могут работать практически в любой точке мира, где есть любая GSM сеть). ПОКОЛЕНИЯ 1G Первое поколение беспроводных телефонных технологий и мобильных телекоммуникаций. Это аналоговые телекоммуникационные стандарты, которые были введены в 1980-х, а в начале 90-х были вытеснены более совершенной цифровой технологией 2G. Основным различием между системами 1G и 2G является то, что сети 1G используют аналоговую модуляцию радиосигналов, в то время как сети 2G являются цифровыми, что позволяло, среди прочего, шифровать разговоры и посылать СМС. ПОКОЛЕНИЯ 2G GSM (Groupe Special Mobile) Второе поколение сотовой связи 2G было запущено в коммерческую эксплуатацию по стандарту GSM в Финляндии компанией Radiolinja (Elisa Oyj) в 1991. Преимущества: 1. телефонные разговоры были зашифрованы с помощью цифрового шифрования; 2. повышалась эффективность и устойчивость к помехам; 3. представила услуги передачи данных, начиная с текстовых сообщений SMS. GSM относится к сетям 2го поколения. Скорость передачи данных — до 19,5 кБит/с ПОКОЛЕНИЯ 2.5G GPRS (General Packet Radio Service) GPRS может обеспечить скорость передачи данных от 56 кбит/с до 115 кбит/с. Он может быть использован для таких услуг, как доступ к WAP (беспроводному протоколу передачи данных), мультимедийных сообщений (MMS), а также для интернет-услуг связи, таких как электронная почта и World Wide Web Access. Средняя пропускная способность 80—100 кбит/с в коммерческих сетях. ПОКОЛЕНИЯ 2.75G EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) Теоретическая скорость передачи данных — до 473,6 кбит/с, на практике — до 236,8 кбит/с. EDGE в сети GSM был впервые представлен в 2003 году в Северной Америке. ПОКОЛЕНИЯ 3G Набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS с надстройкой HSPA. Скорости передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) — не менее 144 кбит/с; для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) — 384 кбит/с; для неподвижных объектов — 2048 Кбит/с. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) — технология сотовой связи, разработана Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе. HSPA (англ. High Speed Packet Access) — технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных. ПОКОЛЕНИЯ 4G Поколение мобильной связи с повышенными требованиями. К четвёртому поколению принято относить технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с — подвижным (с высокой мобильностью) и 1 Гбит/с — стационарным абонентам (с низкой мобильностью). 1. основываются на коммутации пакетов, используя протоколы IP; 2. пиковые скорости передачи данных от 100 Мбит/с для пользователей с высокой мобильностью (от 10 км/ч до 120 км/ч) и от 1 Гбит/с для пользователей с низкой мобильностью (до 10 км/ч); 3. используются динамически разделяемые сетевые ресурсы для поддержки большего количества одновременных подключений к одной соте; 4. их масштабируемая полоса частот канала 40 МГц; 5. минимальные значение для пиковой спектральной эффективности 15 бит/с/Гц в нисходящем канале и 6,75 бит/с/Гц в восходящем канале (имеется в виду, что скорость передачи информации 1 Гбит/с в нисходящем канале должна быть возможна при полосе пропускания радиоканала менее 67 МГц); 6. спектральная эффективность на сектор в нисходящем канале от 1,1 до 3 бит/с/Гц/сектор и в восходящем канале от 0,7 до 2,25 бит/с/Гц/сектор; 7. плавный хэндовер через различные сети; 8. высокое качество мобильных услуг. Хендовер — процесс передачи обслуживания абонента во время вызова или сессии передачи данных от одной базовой станции к другой. ПОКОЛЕНИЯ 5G Технологии 5G должны обеспечивать более высокую пропускную способность по сравнению с технологиями 4G, что позволит обеспечить бо́ льшую доступность широкополосной мобильной связи, а также использование режимов deviceto-device, сверхнадёжные масштабные системы коммуникации между устройствами, а также меньшее время задержки, скорость интернета 1—2 Гбит/с, меньший расход энергии батарей, чем у 4G-оборудования, что благоприятно скажется на развитии IoT. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Качество связи Высокая средняя скорость передачи данных — от 1 Гбит/с Среднее количество одновременных подключений — 1 млн на км² Задержка — до 1 мс Высокая энергетическая эффективность Безопасность для здоровья человека D2D (device-to-device) — схема прямой связи между двумя абонентами сотовой сети без использования базовых станций. IoT – интернет вещей. АББРЕВИАТУРЫ A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) — Расширенный профиль аудиораспределения DCS (Digital Cellular System) — Цифровая система сотовой связи DNS (Domain Name Server) — Сервер доменных имен GPS (Global Positioning System) — Система глобального позиционирования HSPA (High Speed Packet Access) — Высокоскоростной пакетный доступ IAP (Internet Access Point) — Интернет-точка доступа IMAP (Internet Message Access Protocol) — Протокол доступа к сообщениям в сети Интернет IMEI (International Mobile Equipment Identity) — Международный идентификатор мобильного оборудования IMSI (International Mobile Subscriber Identity) — Международный идентификатор абонента мобильной сети IrDA (Infrared Data Association) — Ассоциация передачи данных в инфракрасном диапазоне LTE (Long-Term Evolution) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (4G LTE) MMF (Multimedia File) — Мультимедийный файл MMS (Multimedia Messaging Service) — Служба мультимедийных сообщений POP (Post Office Protocol) — Почтовый офисный протокол PPP (Poin-to-Point Protocol) — Протокол точка-точка PPPoE (Point-to-point protocol over Ethernet) — сетевой протокол канального уровня передачи кадров PPP через Ethernet. В основном используется xDSL-сервисами. Предоставляет дополнительные возможности (аутентификация, сжатие данных, шифрование) АББРЕВИАТУРЫ PUK (PIN Unlock Key) — Ключ разблокировки PIN SIM (Subscriber Identity Module) — Модуль идентификации абонента SMS (Short Messaging Service) — Служба коротких сообщений SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — Простой протокол почтовой передачи SSL (Secure Sockets Layer) — Безопасный канал подключения T9 (Tegic Communication) — Система интеллектуального ввода TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — Протокол управления передачей данных/Интернет-протокол TTS (Text To Speech) — Текст в речь UIM (User Identity Module) — Модуль идентификатора пользователя UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) — Универсальная система мобильной связи VoIP (Voice over IP) — Передача голоса через IP-протокол VPN (Virtual Private Network) — Виртуальная частная сеть WAP (Wireless Application Protocol) — Протокол беспроводных приложений Wi-Fi (Wireless Fidelity) — Беспроводная привязанность WLAN (Wireless Local Area Network) — Беспроводной доступ к локальной сети АОН — Автоматический определитель номера
