Материал: Технология 3G. Перспективы развития в России

Технология 3G. Перспективы развития в России

УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА

Кафедра прикладной информатики

Курсовая работа по дисциплине

«Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» на тему:

«Технология 3G. Перспективы развития в России»

Исполнитель:

студент группы ИС-201

Мирхайдарова Э.В.

Руководитель:

профессор, к.т.н. Жигалин А.Г.

Каменск-Уральский 2010

Содержание

Введение

История развития мобильной связи и российских сотовых операторов

Технологические поколения мобильной связи

Принципы работы технологии 3G

Развитие 3G в России

Подключения 3G

Заключение

Список использованных источников

технология мобильная связь сотовый оператор

Введение

Мобильные телефоны стремительно завоевали популярность людей. В начале девяностых годов мобильный телефон является “роскошью”, им пользуются люди с высоким достатком, однако, в наступившем тысячелетии мобильные телефоны превратились в вещь, которая должна быть у каждого человека.

Триумфальное шествие мобильной связи по территории нашей страны началось в июне 1992 года, тогда и начала свою работу первая в России сотовая компания «Вымпелком».

Однако сама мобильная связь имеет гораздо более долгую историю и продолжает непрерывно развиваться. Это достигается за счёт новых веяний и разработок конструкторов, связистов, схемотехников. В последствии перерастая в стандартизированные технологические решения.

Каждый день производители мобильных телефонов и портативных устройств выпускают на рынок какие-либо новинки. Современный мобильный телефон - это не просто устройство для связи. Это множество устройств, объединенных в аппарате, который легко помещается на ладони. С помощью современного телефона можно отправлять сообщения, делать очень даже неплохие фотографии, слушать музыку, смотреть фильмы, читать электронные книги, играть в игры, работать в сети Интернет. Количество моделей телефонов и их функции настолько разнообразны, что пользователю трудно потеряться в этом наборе возможностей.

Количество пользователей мобильной связью неуклонно увеличивается и на сегодня исчисляется уже в миллиардах человек. Бизнесмены, офисные работники, домохозяйки, родители, дети - трудно представить себе сегодня категорию населения, которая не пользовалась бы мобильной связью и не интересовалась бы новостями на эту тему.

В курсовой работе на тему: «Технология 3G. Перспективы развития в России», рассматривается понятия технологии, принципы действия, краткая история мобильной связи и поколений технологии 3G, проведён анализ развития её в России.

История развития мобильной связи и российских сотовых операторов

Подвижная радиотелефонная связь появилась еще в двадцатые годы прошлого века в США, вскоре после изобретения голосовой радиосвязи вообще. Уже в 1921 году полиция Детройта использовала одностороннюю диспетчерскую радиосвязь с патрульными машинами. Патрульные могли получать указания по радио от диспетчера, но не могли ему ответить. Однако уже в 1933 году полицейская связь в крупных городах США стала двухсторонней.

С сороковых годов в американских системах радиотелефонной связи стала использоваться частотная модуляция, обеспечивающая передачу звука без существенных искажений. Частотная модуляция была предложена американцем Эдвином Армстронгом и запатентована им 26 декабря 1933 года.

И уже в 1946 году появилась первая коммерческая сеть автомобильных радиотелефонов. Она позволяла, как звонить с одного радиотелефона на другой, так и с радиотелефона в машине на любой стационарный проводной телефон через АТС (Автоматическую Телефонную Станциию). Обратный вызов - со стационарного телефона на автомобильный радиотелефон - осуществлялся через телефонистку.

Полностью автоматические дуплексные системы подвижной связи появились значительно позже, в шестидесятые годы. Но они по-прежнему оставались преимущественно автомобильными. Причина этого проста - клиентское оборудование для подвижной радиотелефонной связи весило более десяти килограммов. К тому же для этого оборудования не существовало портативных источников питания, и практически единственным выходом было его включение в бортовую электросеть автомобиля.

Долгое время к разработке переносных устройств радиотелефонной связи даже не приступали, считая эту задачу неразрешимой. Исправить положение помогло лишь появление интегральных микросхем и сравнительно легких аккумуляторов.

Первый успех принесло многолетнее соперничество двух компаний - AT&T Bell Labs и Motorola. Motorola первой представила в 1973 году работающий мобильный телефон в виде телефонной трубки с клавиатурой. Длина этого аппарата превышала 30 см, в ширину и толщину он был более 5 см, а вес его составлял около килограмма. Носить его с собой и держать в руке во время разговора было довольно тяжело, но самое главное - он работал. По этому телефону можно было позвонить как на другой такой же аппарат, так и на любой проводной телефон.

Победа Motorola в этом соревновании имела не только техническое, но и большое символическое значение. Дело в том, что концерн AT&T в то время в США являлся монополистом в сфере телефонной связи, а Motorola давала надежду на разрушение монополии.

Семидесятые годы стали временем разработки первых стандартов сотовой связи в Америке и Европе. Но реальное функционирование коммерческих сетей сотовой связи началось лишь десять лет спустя.

Первый серийный сотовый телефон, представленный все той же компанией Motorola в 1983 году, был немногим компактнее первого образца десятилетней давности. Он весил 800 граммов и позволял лишь звонить и принимать звонки. Ни о каких, даже самых примитивных, дополнительных функциях, к которым привыкли владельцы современных сотовых телефонов, тогда не было и речи.

Однако сама связь осуществлялась уже по вполне современным принципам - через базовые станции, сеть которых напоминает соты, поэтому эту связь и называют сотовой. А восходит этот метод организации каналов связи к радиорелейным сетям, зародившимся еще до второй мировой войны и получившим широкое распространение в шестидесятые и семидесятые годы.

Рисунок 1 - Первый мобильный телефон

К 1990 году число пользователей сотовых телефонов в мире превысило 10 миллионов, и дальше это число росло уже в геометрической прогрессии. В 1996 году счастливых обладателей сотовых телефонов было уже 100 миллионов, в 2002 году - миллиард, а в 2007 году - более двух миллиардов. Каждый третий житель нашей планеты (считая младенцев) сегодня имеет сотовый телефон, а в высокоразвитых странах людей без мобильных телефонов уже практически не осталось.

Россия в этой гонке за мобильность немного задержалась. До 1992 года коммерческих сотовых сетей в нашей стране не было вообще. Лишь в июне 1992 года была создана первая сеть- на 200 абонентов. К 1994 году емкость сотовой сети компании «Вымпелком» в Москве увеличилась до 10000 абонентов, и тогда же на свет появилась торговая марка «БиЛайн». До 1997 года «Вымпелком» предоставлял лишь услуги связи по стандарту AMPS, а летом 1997-го запустил также сеть стандарта GSM.

Другая старейшая компания сотовой связи в России была создана позже «Вымпелкома», но на стандарт GSM перешла раньше. Это была компания «Мобильные телесистемы» (МТС) - детище Московской городской телефонной сети. Она была зарегистрирована осенью 1993 года, а уже с 1994-го начала предоставлять услуги мобильной связи по стандарту GSM, который ныне является господствующим повсеместно.

Позднее эти две компании сумели немного потеснить более молодые конкуренты - прежде всего «Мегафон». Вместе с ним «БиЛайн» и «МТС» образовали большую тройку российских сотовых операторов. Наладить производство собственных мобильных телефонов в России не удалось. Существенных шагов в этом направлении не предпринималось - ведь потребность в мобильных телефонах, а также в оборудовании для сетей сотовой связи в полной мере удовлетворяется импортом.

Технологические поколения мобильной связи

Принято, что стандарты, применяемые в определённый промежуток времени или представляющие собой ответвление от уже принятых технологий, относят к поколениям. Например, 3G (от англ. third generation - третье поколение)- технология мобильной связи третьего поколения - это набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. Для наглядности удобнее использовать таблицу.

Таблица 1 - Поколения и стандарты мобильной связи

Некоторые стандарты устарели и, практически, не используются. К примеру, стандарт PTT, который относится к поколению 0G.(от англ. Push-to-talk, дословно - «Нажми, чтобы говорить») - полудуплексный стандарт голосовой связи с двусторонним радиоинтерфейсом и возможностью передачи сигнала одновременно только в одном направлении. Для переключения между режимами приёма и передачи голоса пользователю необходимо нажимать/отпускать соответствующую кнопку на радиоустройстве. PTT является одним из самых ранних стандартов связи, использовавшихся для подвижной телефонии, и, по сути, был мобильным аналогом опосредованной через оператора проводной телефонной службы. Для вызова оператора пользователь мобильного телефона нажимал и удерживал в течение нескольких секунд кнопку PTT (тангенту) на своём устройстве. После того, как абонент отпускал кнопку, оператор отвечал и запрашивал номер телефона, на который абонент хотел совершить звонок.  Абонент снова переключался в режим передачи нажатием кнопки и называл желаемый номер, после чего оператор производил дозвон на данный номер по проводной телефонной линии и устанавливал соединение. По истечении разговора - в случае, если в линии в течение некоторого времени не было активности или со стороны проводной телефонной линии был слышен сигнал отбоя, оператор мог освободить канал и использовать его для других соединений. Этот стандарт использовался в 1980-х годах в Канаде, где позднее был заменён Mobile Telephone Service (MTS), и до сих пор используется некоторыми операторами Индии.

Вообще же, поколения принято делить так:

1G- это аналоговая сотовая связь;

2G- цифровая сотовая связь; 3G- широкополосная цифровая сотовая связь, коммутируемая многоцелевыми компьютерными сетями, в том числе Интернет.

Концепция систем 3-го поколения нацелена на создание условий для предоставления услуг мультимедиа, включая высокоскоростную передачу информации, видео и речи, факсимильных сообщений и данных любому абоненту с помощью мобильного терминала, имеющего единый номер. Стоимость услуги должна быть минимальна при приемлемом качестве и уровне безопасности. Главная цель разработки систем 3-го поколения - удовлетворение потребности массового рынка в персональной связи, и ее достижение будет зависеть как от тарифов для сетей общего пользования, так и от стоимости абонентского терминала. Программа IMT-2000 базируется на ряде признаков, определяющих принципы построения систем 3-го поколения и их архитектуру. Уже на первом этапе развертывания они должны обеспечивать определенные значения скорости передачи для различных степеней мобильности абонента (т.е. разных скоростей его движения) в зависимости от величины зоны покрытия:

·   до 2,048 Мбит/с при низкой мобильности (скорость менее 3 км/ч) и локальной зоне покрытия;

·   до 144 кбит/с при высокой мобильности (до 120 км/ч) и широкой зоне покрытия;

·   до 64 (144) кбит/с при глобальном покрытии (спутниковая связь).

Рисунок 2 -Эволюция поколения третьего поколения

Что же касается набора услуг, то он фактически приближается к предоставляемому в сетях фиксированной связи. Это и высокоскоростной доступ в Internet, и мультимедиа (таблица 2). Архитектура систем включает два основных элемента: cетевую инфраструктуру (Access Network) и магистральные базовые сети (Core Network). Такая структура обеспечивает возможность наращивания инфраструктуры путем последовательной модификации ее составных элементов.

Таблица 2 - Услуги систем третьего поколения

В июне 1998 г. в МСЭ (ITU) - Международный Союз Электросвязи, поступило 10 предложений по проектам стандартов наземной связи, восемь из которых разработаны на базе технологии CDMA и два - на основе TDMA (таблица 3). Проекты заявлены от трех крупных регионов мира - Северной Америки, Европы и Азиатско-Тихоокеанского - и отражают "национальные" различия в технологиях и путях перехода к системам подвижной связи 3-го поколения.

Таблица 3 - Проекты стандартов сухопутной подвижной связи

В Европе сумели выработать единую политику перехода к 3-му поколению, скоординировав деятельность всех европейских стран, в результате чего количество ее проектов ограничилось двумя: UTRA и DECT EP.

Однако следует отметить, что представленные в МСЭ проекты не исчерпывали всех возможных путей создания новых технологий. Так, в число заявленных стандартов не попали предложения по совершенствованию GSM, которые развиваются ETSI на базе новых технологий GSM-400, HSCSD, GPRS и EDGE. Но, по мнению заявителей, технологии GPRS и EDGE представляют собой всего лишь платформу, удобную для внедрения услуг UMTS/IMT-2000.

В США, в отличие от Европы, отказались от единого национального предложения и представили целых четыре проекта, два из которых подготовлены не институтами по стандартизации типа ANSI или TIA, а промышленными фирмами Qualcomm и Ericsson (Северо-Американским отделением) и могут считаться корпоративными.

Предложения США означают три пути развития для 3G-систем.

Первый из них основан на дальнейшем совершенствовании технологии TDMA*/AMPS, получившей широкое развитие не только в США, но и в мире. Этот стандарт предполагает использование мобильных терминалов с речевым кодеком VSELP (8 кбит/с), пакетную передачу данных CDPD (19,2 кбит/с), передачу коротких сообщений (SMS), факсимильную передачу (группа G3) и т. п. Концепция построения системы 3-го поколения на базе стандарта IS-136 изложена в проекте стандарта UWC-136 RTT, предложенном техническим подкомитетом TR-45.3 (США). Данный проект предполагает совершенствование стандарта TDMA в три этапа, на каждом используется три разных типа радиочастотных каналов: IS-136+ (без расширения полосы канала 30 кГц), IS-136 HS (Outdoor/Vehicular) с шириной полосы канала 200 кГц и IS-136 HS (Indoor Office) с шириной полосы канала 1,6 МГц.

Второй проект предлагает постепенно наращивать пропускную способность системы cdmaOne, переходя от существующей инфраструктуры к технологии cdma2000. Что же касается двух других предложений США -WCDMA NA (T1P1, США) и WIMS (TR-46.1), - то они практически полностью совпадают с предложениями от Европы (UTRA) и Японии (WCDMA) и в процессе дальнейшего рассмотрения слились в единый проект.