Відмінності між версіями «Мережі 3G»

Матеріал з Вікі ЦДУ
Перейти до: навігація, пошук
(Загальні характеристики)
 
(не показані 49 проміжних версій 10 учасників)
Рядок 1: Рядок 1:
Технологія 3G це (3 Generation – 3-е покоління), технології мобільного зв'язку третього покоління – набір послуг, що поєднують як високошвидкісний мобільний доступ з послугами мережі Інтернет, так і технологію радіозв'язку, що створює канал передачі даних.
+
== Поняття 3G ==
  
'''Характеристика стандарту'''
+
3G (англ. 3rd Generation) — «третє покоління технології мобільного зв'язку» — набір послуг, який включає високошвидкісний мобільний доступ до мережі Інтернет та технологію радіозв'язку.
  
Мобільний зв'язок третього покоління будується на основі пакетної передачі даних. Для реалізації систем третього покоління розроблені рекомендації з глобальних уніфікованих стандартів мобільного зв'язку: забезпечення якості передачі мови, порівнянного з якістю передачі в провідних мережах зв'язку; забезпечення безпеки, порівнянної з безпекою в провідних мережах; забезпечення національного і міжнародного роумінгу; підтримка декількох місцевих і міжнародних операторів; ефективне використання спектра частот; пакетна і канальна комутація; підтримка багаторівневих стільникових структур; взаємодія із системами супутникового зв'язку; поетапне нарощування швидкості передачі даних аж до 2 Мбіт/с. Незважаючи на те, що кінцева мета для всієї індустрії телекомунікацій – створити єдине всесвітнє середовище мобільного зв'язку, що підтримує широкосмугові системи і забезпечує глобальну мобільність, у результаті, швидше за все, виникне деяке сімейство стандартів, що забезпечує послуги третього покоління.
+
Мережі третього покоління (3G) працюють на частотах дециметрового діапазону (близько 2 ГГц), швидкість передачі даних становить понад 2 Мбіт/с. Такі мережі надають можливість організувати відеозв'язок, дивитись на мобільному телефоні фільми й телепрограми та ін.  
Мережі третього покоління 3G працюють на частотах дециметрового діапазону близько 2 ГГц, передаючи дані зі швидкістю 2 Мбит/с. Вони дозволяють організовувати відеотелефонний зв'язок, дивитися на мобільному телефоні фільми і телепрограми і т.д. У світі співіснують два стандарти 3G: UMTS (або W-CDMA) і CDMA2000. UMTS розповсюджений в основному в Європі, CDMA2000 – в Азії і США. За даними Wireless Intelligence, на кінець листопаду 2006 р. у світі нараховувалося 364 млн абонентів 3G, з них 93,5 млн були підключені до мереж UMTS і 271,1 млн – до СDМА2000. Найбільший оператор – японський NTT DoCoMo (40 млн абонентів).
+
Термін 3G використовується для опису сервісів мобільного зв'язку стандарту наступного (третього) покоління, що забезпечують більш високу якість звуку, а також високошвидкісний доступ в інтернет і мультимедийні сервіси. Мобільні мережі третього покоління (3G) відрізняються від мереж другого покоління (2G) набагато більшою швидкістю передачі даних, а також більш широким набором і високою якістю наданих послуг.
+
Хоча існує багато різних інтерпретацій того, що являє собою 3G, єдиним визначенням, прийнятим універсально, є визначення, опубліковане Міжнародним Інститутом Електрозв'язку (ITU). ITU, що працює з промисловими організаціями по усім світі, визначає і затверджує технічні вимоги і стандарти, а також правила використання спектра для систем 3G у рамках програми IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000). IMT-2000 – це рекомендації, розроблені Міжнародним Інститутом Електрозв'язку (ITU), що стосуються питань використання частотного спектра і технічних особливостей для всього сімейства стандартів 3-го покоління. Рекомендації описують шляхи еволюції існуючих у світі стандартів 2-го покоління в стандарти 3-го покоління. ITU вимагає, щоб мережі IMT-2000 (3G), крім інших властивостей, забезпечували поліпшену ємність системи й ефективність використання спектра для систем 2G і підтримували сервіси передачі даних зі швидкостями – мінімум 144 кбіт/с, при використанні в мобільному режимі (не в приміщеннях), і максимум 2 Мбіта/с, у не мобільних умовах (у приміщеннях).
+
Ґрунтуючись на цих вимогах, у 1999 році ITU схвалив п'ять радіоінтерфейсів для стандартів IMT-2000, як частина рекомендацій ITU-R M.1457. CDMA2000 – це один з п'яти згаданих стандартів. Він також відомий за назвою IMT-CDMA Multi Carrier у класифікації ITU.
+
CDMA2000 3G пропонує практично здійсненне рішення для будь-якого з існуючих на ринку стільникового або PCS оператора – а також операторів, що вже мають нову ліцензію 3G. CDMA2000 був розроблений таким чином, що будь-який беспроводный носій, поза залежністю від інтерфейсу, частоти або стандартів базової мережі, може витягти користь з його спектральної ефективності. З урахуванням специфіки існуючих у світі на сьогоднішній день мереж стільникового зв'язку, були розроблені варіанти міграції цих мереж у мережі третього покоління.
+
У продовження опису переваг мереж третього покоління, можна затверджувати, що крім послуг інтернет-доступу і відеоконференц-звязку, клієнти 3G зможуть скористатися дистанційним доступом до корпоративної мережі. Третє покоління стільникового зв'язку в корені змінить таке поняття, як мобільна робота. Співробітник зможе виконувати свої задачі в будь-якому місці, навіть не виходячи з будинку.
+
Важливим елементом послуг 3G стане мобільна електронна комерція, коли оплатити товари і послуги можна буде через мобільний телефон. Він тим самим перетвориться у віртуальний гаманець. Крім того, розроблювачі всерйоз розглядають можливість запуску такої послуги, як дистанційна медична діагностика. IMT-2000 забезпечує:
+
  
* високу швидкість передачі даних як усередині приміщень, так і на відкритій місцевості;
 
  
* симетричну й асиметричну передачу даних;
+
== До появи 3G ==
 +
=== 1G – Перше покоління ===
  
* підтримку канальної і пакетної комутації для забезпечення таких сервісів, як Internet Protocol (IP) і Real Time Video;
+
1G (або 1-G) — перше покоління бездротових телефонних технологій та мобільних телекомунікацій. Це аналогові телекомунікаційні стандарти[1], які були введені в 1980-х, і на початку 90-х були витіснені більш досконалої цифровою технологією 2G. Основною відмінністю між систем 1G і 2G є те, що мережі 1G використовують аналогову модуляцію радіохвилі, в той час як в мережі 2G є цифровими, що дозволяло, серед іншого, шифрувати розмови і посилати СМС.
  
* висока якість голосу, що не уступає якості голосу при передачі по провідній лінії;
+
Історія починається з появи в 1980-х роках кількох новаторських мережевих технологій: AMPS в США і поєднання TACS і NMT в Європі. Хоча кілька поколінь послуг мобільного зв'язку існували і раніше, трійка AMPS , TACS і NMT вважається першим поколінням (1G) , тому що саме ці технології дозволили мобільним телефонам стати масовим продуктом.
  
* велику компактність спектра і більш ефективне його використання;
+
У часи 1G ніхто не думав про послуги передачі даних - це були чисто аналогові системи, задумані і розроблені виключно для здійснення голосових викликів і деяких інших скромних можливостей. Модеми існували, однак через те, що бездротовий зв'язок більш схильний до шумів і спотворень, ніж звичайний дротовий , швидкість передачі даних була неймовірно низькою. До того ж, вартість хвилини розмови в 80-х була такою високою, що мобільний телефон міг вважатися розкішшю.
  
* можливість глобального роумінгу.
+
Окремо хочеться згадати першу в світі автоматичну систему мобільного зв'язку «Алтай», яка була запущена в Москві в 1963 році. «Алтай» повинен був стати повноцінним телефоном, встановлюваним в автомобілі. По ньому просто можна було говорити, як по звичайному телефону (тобто звук проходив в обидві сторони одночасно, т.зв. дуплексний режим). Щоб зателефонувати на інший «Алтай» або на звичайний телефон, достатньо було просто набрати номер - як на настільному телефонному апараті, без всяких перемикань каналів або розмов з диспетчером. Аналогічна система в США, IMTS (Improved Mobile Telephone Service), була запущена в дослідній зоні на рік пізніше. А комерційний її запуск відбувся лише в 1969 році. Тим часом в СРСР до 1970 року «Алтай» був встановлений і успішно працював вже приблизно в 30 містах.
  
Програма IMT-2000 базується на ряді ознак, що визначають принципи побудови систем 3-го покоління і їхню архітектуру. Уже на першому етапі розгортання вони повинні забезпечувати визначені значення швидкості передачі для різних ступенів мобільності абонента (тобто різних швидкостей його руху) у залежності від величини зони покриття:
+
=== 2G – інтернет на мобільному телефоні ===
  
* до 2,048 Мбіт/с при низькій мобільності (швидкість менш 3 км/ч) і локальній зоні покриття;
+
Цей стандарт мобільного радіозв'язку був створений в 1992 році. На початку 90-х років спостерігається підйом перших цифрових стільникових мереж, які мали ряд переваг в порівнянні з аналоговими системами. Покращена якість звуку, більша захищеність, підвищена продуктивність - ось основні переваги. GSM почав свій розвиток в Європі, у той час як D-AMPS і рання версія CDMA компанії Qualcomm стартували в США.
  
* до 144 кбітпри високій мобільності (до 120 км/ч) і широкій зоні покриття;
+
Ці 2G стандарти, в стані зародження, поки не мають підтримки власних, тісно інтегрованих, послуг передачі даних. Багато з таких мереж підтримують передачу коротких текстових повідомлень (SMS), а також технологію CSD, яка дозволила передавати дані на станцію в цифровому вигляді. Це фактично означало, що ви могли передавати дані зі швидкістю - до 14,4 кБіт.
  
* до 64 (144) кбіт/с при глобальному покритті (супутниковий зв'язок).
+
Для того, щоб ініціювати передачу даних за допомогою технології CSD, необхідно було здійснити спеціальний «виклик». Це було схоже на телефонний модем - ви чи були підключені до мережі, чи ні. В умовах того, що тарифні плани в той час вимірювалися в десятках хвилин, а CSD була на кшталт звичайного дзвінку, практичної користі від технології майже не було.
  
Сьогодні у світі існують дві основні конкуруючі концепції 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems – універсальна мобільна телекомунікаційна система), підтримувана європейськими країнами, і CDMA 2000 (Code Division Multiple Access – мультидоступ з кодовим поділом каналів), прихильниками якого традиційно є азіатські країни і США. У принципі ці дві технології припускають два різних підходи до організації мереж 3G: революційний (UMTS) і еволюційний (різновиду CDMA – CDMA2000, CDMA2000 IX, CDMA2000 IX EvDo). Еволюційний шлях має на увазі збереження частот і поступовий перехід до нових технологій, шляхом нарощування технічних потужностей оператора. UMTS – зовсім новий стандарт, у той час як різновиду CDMA, запропоновані для 3G, є розвитком вже експлуатується у світі технології другого покоління cdmaOne (IS-95).
+
З GPRS і EDGE досягається швидкості передачі даних до 53,6 Кбіт/с і 220 Кбіт/с. Скорочення 2G при цьому практично не використовується.
В даний час мережі 3G уже працюють в Азії, США, у той час як у Європі існує поки тільки в тестових варіантах. Найбільш вражаючих успіхів в області 3G на світовому тлі домоглася Японія. За станом на 2008 р. у Японії працюють чотири оператори, що надають послуги третього покоління, – це NTT DoCoMo, KDDI AU, SoftBank і EMobile. Використовуючи CDMA2000 і WCDMA технології, перші всесвітні комерційні 3G мережі вже обслуговують мільйони абонентів. До кінця жовтня 2002 року, KDDI підключив 3,9 мільйони абонентів CDMA2000, NTT Dосомо – 149,000 абонентів FOMA (WCDMA). Також до кінця жовтня загальна кількість абонентів у Кореї склало більш ніж 15 мільйонів абонентів CDMA2000. За даними на 16 грудня 2002 року у світі запущено 32 мережі третього покоління в 16 країнах.
+
  
'''Сервіси 3G працюють на існуючих мережах'''
+
=== 2,5G або GPRS ===
  
Мережі мобільного зв'язку сьогоднішнього дня споконвічно призначалися і розроблялися для передачі розмов, мовного трафіка. Для того, щоб передавати великі обсяги даних досить швидко і недорого, необхідні поліпшені радіоінтерфейси, здатні забезпечувати більш високі по швидкості широкополосні з'єднання багатьом користувачам одночасно. Широкополосна радіотехнологія була оптимізована для мультимедійних сервісів і високошвидкісного доступу в Інтернет. Нова технологія також буде відрізнятися високоефективним використанням спектра, даючи можливість зробити велику частину спектра доступної до використання. Радіодоступ для мереж третього покоління буде забезпечуватися двома шляхами: упровадженням нової широкополосної радіотехнології, що дозволить використовувати доступними нові області спектра; а також еволюцією існуючої радіотехнології для забезпечення нових можливостей, у першу чергу – для збільшення швидкостей. Відповідно до рекомендацій міжнародного телекомунікаційного союзу (ITU) для стандарту IMT-2000, для сервісів наступного покоління намічені швидкості передачі даних у 2 Мбіта/с (у приміщенні) і більш. В умовах великих відкритих просторів, наприклад, на периферійних вулицях, при поїздках у потязі або в автомобілі, IMT-2000 передбачає швидкість передачі даних до 384 кбіт/с. Багатосмугові, багаторежимні телефони вже продемонстрували, яким чином інноваційний дизайн терміналів може робити частоту радіодоступа безвідносної для користувачів послуг мобільного зв'язку. Подібним же чином, телефони, що можуть працювати як з мережами другого покоління, так і з мережами третього покоління, будуть забезпечувати прозорий доступ до сервісу, наданим у різних радіомережах. 3G-сервіси можуть «вбудовуватися» відповідно до вимог ринку – наприклад, у виді «накладеної» мережі.
+
Поява сервісу [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS «General Packet Radio Service » (GPRS)] у 1997 році стало переломним моментом в історії стільникового зв'язку, тому що він запропонував для існуючих [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/Технологія_GSM GSM] мереж технологію безперервної передачі даних. З використанням нової технології, ви можете використовувати передачу даних тільки тоді, коли це необхідно - немає більше дурної CSD, схожою на телефонний модем. До того ж, [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS] може працювати з більшою, ніж CSD, швидкістю - теоретично до 100 кБіт/с, а оператори отримали можливість тарифікувати трафік, а не час на лінії.
  
'''Який очікуваний ефект від упровадження 3G'''
+
GPRS з'явився в дуже підходящий момент - коли люди почали безперервно перевіряти свої електронні поштові скриньки.
  
Упровадження технологій 3G не означає просту стандартизацію нового радіоінтерфейса. Нові технології й еволюційні стратегії для поширення технологій 3G необхідні для всіх рівнів мережі.
+
Це нововведення не дозволило додати одиницю до покоління мобільного зв'язку. У той час, як технологія [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS] вже була на ринку, Міжнародний Союз Електрозв'язку (ITU) склав новий стандарт - IMT-2000 - затверджує специфікації «справжнього» 3G. Ключовим моментом було забезпечення швидкості передачі даних 2 Мбіт/с для стаціонарних терміналів і 384 кБіт/с для мобільних, що було не під силу GPRS.
Коли розроблялися стандарти мобільного зв'язку, що функціонують у даний час, вони були застосовні, в основному, безпосередньо до конкретної мережі, і відразу до всих її функціональних блоків – один стандарт для всієї мережі. Мережа GSM використовує телефони GSM, радіозв'язок і центральні рівні мережі. Практично те ж саме можна сказати про TDMA (цифровий мобільний стандарт ANSI-136) і cdmaOne (ANSI-95, цифровий мобільний стандарт, заснований на CDMA). У випадку 3G був прийнятий інший підхід. Існує один процес стандартизації для радіомережі й іншої для магістральної базової мережі (Core Network). От чому, коли промисловість говорить про широкополосні технології радіопередачі (Radio Transmission Technologies, RTTs) – стосовно до 3G, обговорюється тільки радіокомунікаційна частина мережі. Магістральна базова мережа розробляється і стандартизуется паралельно, і в багатьох випадках буде являти собою варіант нинішніх базових мереж, що еволюціонували. Там передбачена базова мережа, що має транспортні «трубки» для інформаційних потоків, вузли, що направляють рух, і вузли, у яких розташовані сервіси. Базова мережа буде також мати з'єднання з іншими провідними і мобільними мережами, забезпечуючи взаємозв'язок із глобальними телекомунікаційними мережами. До цієї базової мережі буде приєднана мобільна радіомережа, що забезпечує широкополосний інтерфейс для користувачів.
+
  
'''Перспективи мережі 3G'''
+
Таким чином, [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS] застряг між поколіннями 2G, яке він перевершував, і 3G, до якого не дотягував. Це стало початком розколу поколінь.
  
Стратегії для міграції до функціонала 3G – відштовхуючи від нинішніх мереж GSM, cdmaOne і TDMA – передбачають розширення старих і побудова нових широкополосних радіомереж, що будуть здатні розділяти звичайну базову мережу. Історія і комерційні реалії диктують, що 3G повинна охоплювати широкий спектр радіочастот і технік, комутуючих платформ і технологій передачі. Коли стандарти будуть остаточно прийняті, у фокусі уваги виявляться скоріше сервіси і додатки, чим технології, використані для їхнього поширення.
+
=== 2,75G або EDGE ===
  
'''Як будуть виглядати стандарти 3G?'''
+
На додаток до вимог до швидкості передачі даних, специфікації 3G закликали забезпечити легку міграцію з мереж другого покоління. Для цього, стандарт, званий UMTS став топовим вибором для операторів GSM, а стандарт CDMA2000 забезпечував зворотну сумісність. Після прецеденту з [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS], стандарт CDMA2000 пропонує власну технологію безперервної передачі даних, звану 1xRTT. Бентежить те , що , хоча офіційно CDMA2000 є стандартом 3G, він забезпечує швидкість передачі даних лише дещо більше, ніж [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS]- близько 100 кБіт/с.
 +
 
 +
Стандарт [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/EDGE EDGE - Enhanced Data - rates for GSM Evolution] - був задуманий як легкий спосіб операторів мереж GSM вичавити додаткові соки з 2.5G установок, не вкладаючи серйозні гроші в оновлення устаткування. За допомогою телефону, що підтримує [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/EDGE EDGE], ви могли б отримати швидкість, в два рази перевищує [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS], що цілком непогано для того часу. Багато європейських операторів не стали возитися з [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/EDGE EDGE]і були прихильниками впровадження UMTS.
 +
 
 +
Отже, куди ж віднести [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/EDGE EDGE]? Це не так швидко, як UMTS або EV-DO, так що ви можете сказати, що це не 3G. Але це явно швидше, ніж [http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/GPRS GPRS], що означає , що вона повинна бути краще, ніж 2.5G, чи не так? Дійсно, багато людей назвали б EDGE технологією 2.75G.
 +
 
 +
== 3G ==
 +
=== Загальні характеристики ===
 +
Мережі третього покоління (3G) працюють на частотах дециметрового діапазону (близько 2 ГГц), швидкість передачі даних становить понад 2 Мбіт/с. Такі мережі надають можливість організувати відеозв'язок, дивитись на мобільному телефоні фільми й телепрограми та ін. У світі існує два стандарти 3G: UMTS (чи W-CDMA) та CDMA2000. UMTS більш розповсюджений в основному в Європі, CDMA2000 — в Азії та США. За даними Wireless Intelligence, на кінець 2006 року у світі нараховувалось 364 млн абонентів 3G, з них 93,5 млн були підключені до мереж UMTS та 271,1 млн — до CDMA2000. Найбільший оператор — японський NTT DoCoMo (40 млн абонентів).
 +
 
 +
Вирішення цієї проблеми (сумісність стандартів та глобальний роумінг) абсолютно аналогічне сьогоднішньому — розробка багатомодових терміналів, що можуть працювати в двох і більше стандартах.
 +
 
 +
Термін «3G» використовується для опису сервісів мобільного зв'язку стандартів наступного покоління, які забезпечують більш високу якість звуку, а також високошвидкісний інтернет-зв'язок та мультимедійні сервіси. Мобільні мережі третього покоління (3G) відрізняються від мереж другого покоління (2G), таких як наприклад цифровий стандарт мобільного зв'язку GSM, зв'язок перехідного покоління (2.5G) GPRS набагато більшою швидкістю передачі даних, а також ширшим набором і високою якістю послуг, що надаються.
 +
 
 +
'''Переваги 3G над 2G:'''
 +
*Висока ефективність використання канального ресурсу. Зростання пропускної здатності мережі.
 +
*Скорочення потужності абонентських і базових станцій, що зменшує перешкоди для інших електронних пристроїв.
 +
*Простота частотного планування, оскільки всі базові станції мережі використовують один і той же канальний ресурс.
 +
*Спрощення зміни швидкостей передачі вгору і вниз для різних абонентів. Підтримка асиметричних видів передачі інформації, таких як Інтернет.
 +
*Можливість реалізації м'якого хендовера. Скорочення числа обривів зв'язку через хендовера. Підвищення якості зв'язку, особливо при передачі даних, відеосигналу і мультимедіа.
 +
*Застосування Rake приймача дозволяє виділяти і обробляти найбільш потужні сигнали при багатопроменевому поширенні.
 +
*Підвищення якості передачі телефонії за рахунок усунення замираний при багатопроменевому поширенні.
 +
*Забезпечення високої надійності зв'язку факсиміле, Інтернет повідомлень.
 +
*Простота передачі каналів управління.
 +
*Полегшення реалізації нових послуг: прийом мультимедіа, високошвидкісних потоків даних, аудіо- та відеокліпів
 +
 
 +
'''Недоліки 3G:'''
 +
*Необхідність синхронізації кодують послідовностей в приймачах. Вимоги до реалізації когерентної обробки прийнятих сигналів.
 +
*Необхідність швидкого регулювання потужності передавачів мобільного і базової станцій.
 +
*Залежність дальності зв'язку від швидкості передачі і швидкості пересування абонента.
 +
*Дихання сот, що в свою чергу знижує якість зв'язку при перевантаженні стільники. Вимоги до адаптивного управління мережею в реальному часі.
 +
 
 +
=== Характеристики стандартів 3G ===
 +
 
 +
Інноваційна діяльність з розробки 3G (UMTS і CDMA2000) розпочалася у 1992 році.
 +
 
 +
У 1999 році [http://geneva.mfa.gov.ua/ua/ukraine-io/itu МСЕ] затвердив 5 радіоінтерфейсів IMT-2000 як частину Рекомендації ITU-R M.1457. У 2007 році до них доданий WiMAX.
 +
 
 +
До переліку стандартів увійшли так звані «еволюційні стандарти» (EDGE і CDMA), що є зворотно сумісними з існуючими мережами покоління 2G, а також «революційні стандарти», що потребують нового обладнання та працюють на інших частотах. До «революційних» стандартів належать сімейство UMTS, що визначене в стандартах, розроблених для IMT-2000, а також незалежно розроблені стандарти DECT і WiMAX, які включено, оскільки вони відповідають визначенню IMT-2000.
 +
 
 +
{| class="wikitable" style="width:100%;"
 +
|+ Огляд стандартів 3G/IMT-2000
 +
! style="width:18%;"| Стандарти, сумісні з ITU IMT-2000
 +
! colspan="2" style="width:17.5%;" | Прийняті назви
 +
! Канал даних
 +
! Оновлення до pre-4G
 +
! style="width:3%;"| Дуплекс
 +
! style="width:3%;"| D-AMPS
 +
! style="width:10%;"| Опис
 +
! Географічні зони
 +
|-
 +
! TDMA Single‑Carrier (IMT‑SC)
 +
| colspan="2" | Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE (UWC-136))
 +
| Evolved EDGE|EDGE Evolution
 +
| ''''
 +
| rowspan="3" | Frequency-division duplex (FDD)
 +
| Time division multiple access (TDMA)
 +
| еволюційне оновлення над GSM (GSM/GPRS)
 +
| увесь світ окрім Японії та Південної Кореї
 +
|-
 +
! CDMA Multi‑Carrier (IMT‑MC)
 +
| colspan="2" |CDMA2000
 +
| EV-DO
 +
| Ultra Mobile Broadband|UMB.
 +
| rowspan="4" | Code division multiple access (CDMA)
 +
| еволюційне оновлення над cdmaOne (IS-95)
 +
| Америка, Азія, деякі інші регіони
 +
|-
 +
! CDMA Direct Spread (IMT‑DS)
 +
| rowspan="3" | Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
 +
| W-CDMA (UMTS)|W-CDMA.
 +
| rowspan="3" | High Speed Packet Access (HSPA)
 +
| rowspan="3" | 3GPP Long Term Evolution (LTE)
 +
| rowspan="3" | сімейство, що є еволюційним оновленням над сімейством GSM.
 +
| увесь світ
 +
|-
 +
! rowspan="2" | CDMA TDD (IMT‑TC)
 +
| TD-CDMA|TD‑CDMA
 +
| rowspan="4" | Time-division duplex (TDD)
 +
| Європа
 +
|-
 +
| TD-SCDMA|TD‑SCDMA
 +
| Китай
 +
|-
 +
! FDMA/TDMA (IMT‑FT)
 +
| colspan="2" | DECT
 +
| colspan="2" | ''—''
 +
| Frequency-division multiple access|FDMA/Time division multiple access (TDMA)
 +
| LPD (радіо)|short-range; стандарт для радіотелефонів
 +
| Європа, США
 +
|-
 +
! IP‑OFDMA
 +
| colspan="2" |
 +
| colspan="2" | WiMAX (IEEE 802.16)
 +
| OFDMA
 +
|
 +
| увесь світ
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
=== Стандарти 3G ===
 +
 
 +
Головна вимога до мереж третього покоління, висунута Міжнародним Телекомунікаційним Союзом (ITU), звучить просто: вони повинні забезпечувати відеозв'язок з мінімальним розрішенням 320х240 (тобто QVGA). Для цього мережа повинна підтримувати пропускну здатність не менш чим у 384 Кбіт/с. Підтримка відеозв'язку вимагає, щоб мережа надала абонентові гарантовану якість сервісу – тобто, починаючи сеанс відеозв'язку, абонент повинен бути упевнений, що зв'язок буде надійним, що йому не прийдеться слухати відрізки фраз свого співрозмовника і дивитися на зображення, що смикається.
 +
 
 +
 
 +
<center>[[Файл:Ggg scheme 01.PNG|500px]]</center>
 +
 
 +
Ряд пропозицій для стандарту IMT-2000 3G був представлений для розгляду ITU протягом 1998 року. З цього часу промисловість і органи стандартизації скоординували свої зусилля, щоб розглянути плюси і мінуси всіх цих пропозицій для стандарту IMT-2000 і установити набір вимог. Operators Harmonization Group (OHG) – група найбільших операторів у всіх частинах світу – зіграла ключову роль у цьому процесі і зрештою схвалила набір стандартів у травні 1999 року.
  
Очікується ціле «сімейство стандартів» для мереж третього покоління. Ряд пропозицій для стандарту IMT-2000 3G був представлений для розгляду ITU протягом 1998 року. З цього часу промисловість і органи стандартизації скоординували свої зусилля, щоб розглянути плюси і мінуси всіх цих пропозицій для стандарту IMT-2000 і установити набір вимог. Operators Harmonization Group (OHG) – група найбільших операторів у всіх частинах світу – зіграла ключову роль у цьому процесі і зрештою схвалила набір стандартів у травні 1999 року.
 
 
Це сімейство стандартів включає один стандарт, заснований на GDMA, із трьома можливими режимами: Multi-Carrier (Mc), Direct Spread (DS) і Time Division Duplex (TDD), а також один стандарт, заснований на TDMA – EDGE. Радіостандарти можуть комбінуватися з різними базовими мережевими стандартами (GSM MAP або ANSI-41) і функціонувати в різних смугах частот. Режим Multi-Carrier (Mc) також називають cdma2000 Mc; а режим Direct Spread (DS) також називають WCDMA. Стандарт UMTS покриває WCDMA, TDD і GSM/MAP. У 1992 році конференцією World Administrative Radio Conference (WARC) був призначений новий радіоспектр у 230 Мгц для наземних і супутникових сервісів. У рамках цього рішення ITU відхилив 155 МГц у 2 ГГц смузі для наземних сервісів 3G. Цей спектр був розміщений у Європі і Японії на двох 2 ГГц смугах, близьких до рекомендованих ITU, у плані виконання цих вимог.
 
Це сімейство стандартів включає один стандарт, заснований на GDMA, із трьома можливими режимами: Multi-Carrier (Mc), Direct Spread (DS) і Time Division Duplex (TDD), а також один стандарт, заснований на TDMA – EDGE. Радіостандарти можуть комбінуватися з різними базовими мережевими стандартами (GSM MAP або ANSI-41) і функціонувати в різних смугах частот. Режим Multi-Carrier (Mc) також називають cdma2000 Mc; а режим Direct Spread (DS) також називають WCDMA. Стандарт UMTS покриває WCDMA, TDD і GSM/MAP. У 1992 році конференцією World Administrative Radio Conference (WARC) був призначений новий радіоспектр у 230 Мгц для наземних і супутникових сервісів. У рамках цього рішення ITU відхилив 155 МГц у 2 ГГц смузі для наземних сервісів 3G. Цей спектр був розміщений у Європі і Японії на двох 2 ГГц смугах, близьких до рекомендованих ITU, у плані виконання цих вимог.
  
'''Розміщення спектра (IMT-2000/UMTS/PCS)'''
+
<center>[[Image:1193092658_3g-road_mobilers.ru_2.gif]]</center>
 +
 
 +
==== W-CDMA ====
 +
'''W-CDMA''' (інша назва — UMTS, Universal Mobile Telecommunication System — універсальна система мобільного зв'язку), — цей стандарт, який був прийнятий у Європі та Японії. UMTS, по суті, — це вдосконалення стандарту GSM через GPRS і EDGE. Основна частина UMTS відома як UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). FDD-компонент UTRA оснований на стандарті W-CDMA (UTRA FDD). Теоритично він забезпечує передачу даних зі швидкістю до 2 Mбіт/c, але на практиці швидкість значно нижче: системи W-CDMA мають деякі технічні обмеження.
 +
 
 +
 
 +
[[Файл:Ggg-phone.jpg|міні|Телефон Nokia 6280 з підтримкою стандарту UMTS]]
 +
 
 +
==== CDMA2000 ====
 +
'''CDMA2000''' використовується американським оператором Qualcomm, він на даний момент являється основним конкурентом европейскої версії UMTS. Работа по стандартизації CDMA2000 координується групою Third Generation Partnership Project 2. CDMA2000 має 2 фази розвитку: перша 1XRTT, також відома як 1X, має швидкість передачі даних до 144 Кбіт/с, і може бути вдосконалена до другої фази — 3XRTT (або 3Х), де швидкість досягає 2 Мбіт/с.
 +
 
 +
==== TD-CDMA ====
 +
Стандарт '''TD-CDMA''', розроблений німецьким концерном Siemens, використовує технологію TDD, і, на відміну від W-CDMA, яка використовує технологію FDD, котра потребує так званого парного спектра. Технология TDD приспособлена для передачі даних в інтернет.
 +
 
 +
=== Антени для поширення сигналу ===
 +
При розробці антен наступного покоління для мереж 3g їх творці, наприклад, компанії Kathrein (Німеччина), LGP Allgon (Щвеция) і ін., враховували повною мірою рекомендації AISG (Antenna Interface Standard Group) - міжнародній організації, створеній компаніями-виробниками антен для розробки відкритих стандартів в області антенних технологій. Зокрема, системи управління і потужності антен RET задовольняють вимогам стандарту Aisg1. Цей стандарт використовує 3 рівні з 7-і рівневої моделі інтерфейсів відкритих систем (OSI), а саме, рівні 1, 2, 7.
 +
 
 +
* Рівень 1 (фізичний рівень) визначає електричні характеристики передаваного сигналу. У стандарті Aisg1, антени цього рівня можуть використовувати як середовище передачі дві системи (обидві допускають швидкість передачі даних в 9.6 кбіт/сек, з опціями 38.4 і 115.2 кбіт/сек):
 +
** заземлений 3-проводний кабель із збалансованим інтерфейсом передачі даних Rs485, з живленням +12, +24 У або, як опція -48 У.
 +
** коаксіальний кабель (фідер), використовуваний антенами Aisg1 при роботі в діапазоні частот 4.5 або 9 Мгц.
 +
* Рівень 2 (рівень передачі даних) визначає доступ до фізичного рівня (доступ до даних і до середовища передачі даних), тобто, практично, мінімальний набір вимог протоколу асинхронної передачі даних (HDSL - High Level Data Link Control protocol).
 +
* Рівень 7 (application layer - рівень додатків) визначає вимоги до протоколу кінцевого користувача і додаткам. Він же описує формат навантаження і необхідний набір команд. Типовими командами цього рівня є команди ініціації системи/пристрою, установки початкових параметрів, калібрування, вхідного контролю, підключення пристроїв управління і моніторингу.
 +
 
 +
 
 +
 
 +
=== 3G в Україні ===
 +
'''1 листопада 2007''' року державне підприємство Укртелеком запустило мережу мобільного зв'язку 3G під брендом «Utel». Мережа «Utel» працювала в стандарті UMTS 2100 з надбудовою HSDPA (3,5G). З 2012 р. її правонаступником стала компанія ТриМоб, яка теж працює з цією надбудовою. Якщо в базовій версії UMTS забезпечує пікові швидкості від 2 Мбіт/c для статичних об'єктів поблизу стільникової комірки та 384 Кбіт/с для мобільних абонентів, то для пристроїв, що підтримують HSDPA, швидкості в теорії можуть досягати 14,4 Мбіт/с. На практиці ж вони рідко перевищують 3 Мбіт/c, а в умовах високих, щільних забудов та завантаженості мережі — ще менше. Даний стандарт зв'язку дає змогу здійснювати відеодзвінки, забезпечує широкосмуговий доступ до Інтернету, а також дозволяє переглядати потокове відео в online.
  
* 300 Мгц  600 Мгц – NMT 450 (Nordic Mobile Telephone System), TV (Terrestrial Television) (наземна телемережа), аналогова і цифрова
+
Після приєднання у 2013-му році CDMA UKRAINE до Інтертелекому в Україні стали діяти такі оператори мобільного 3G-зв'язку:
 +
* ТриМоб
 +
* Інтертелеком
 +
* PEOPLEnet
 +
* Vodafone Україна
  
* 600 Мгц – 1.5 Ггц – GSM900 (Global System for Mobile Communications), GPRS (General Packet Radio Service), CT-1 (Cordless Telephone), GPS (Global Positioning System)
+
'''23 лютого 2015 року''' в ході торгів за отримання ліцензії 3G між трьома найбільшими операторам мобільного зв'язку України (Київстар, Vodafone Україна та Lifecell. Перший лот відійшов оператору Lifecell. Компанія «Астеліт» заплатила за нього 3,35 мільярдів гривень, перебивши пропозицію «МТС Україна» розміром в 3,22 мільярди гривень. За оцінками конкурентів на тендері, компанія переплатила 600 мільйонів гривень. Переможцем по другому лоту стала «МТС Україна». Компанія не підвищувала початково запропоновану ставку і придбала другу ліцензію за 2,71 мільярдів гривень. Останній третій лот автоматично перейшов «Київстару» за підсумками голосування НКРЗІ. Сума, яку компанія заплатила за частоту, як і передбачалося, склала 2,7 мільярдів гривень.
  
* 1.5 Ггц – 3 Ггц – GSM1800 (Global System for Mobile Communications), DECT (Digital Enhanced Cordless Telephone System), 3G UMTS (Univeral Mobile Telecommunications System), WLAN (Wireless Local Area Network), Bluetooth, Microwave Oven
+
За умовами тендеру оператори зобов'язалися протягом 18 місяців після проведення конкурсу запустити мережу третього покоління на території всіх обласних центрів України, а протягом 6 років — на території всіх районних центрів і всіх населених пунктів з населенням понад 10 тисяч осіб.
  
* 3 Ггц – 6 Ггц – Hiperlan (High Performance Local Area Network), FWA (Fixed Wireless Access)
 
  
29 січня 1998 року члени European Telecommunications Standards Institute (ETSI) дійшли згоди у відношенні стандарту мобільного зв'язку третього покоління (3G). Цей стандарт – універсальна мобільна комунікаційна система (Universal Mobile Communications System), рішення для неї називається UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access), і воно грунтується на обох пропозиціях – на W-CDMA (широкополосном Code Division Multiple Access) і TD-CDMA (Time Division Multiple Access CDMA). W-CDMA буде використовуватися для широкого спектра додатків, тоді як TD-CDMA буде використовуватися переважно для приміщень, коли не потрібне забезпечення високої мобільності. Цей стандарт, як очікується, створить нову нішу на світовому ринку і стане найбільше широко використовуваним стандартом для мереж третього покоління.
+
[[Image:TT_3.jpg|міні|HTC Desire Z з відокремленою клавіатурою]]
У мобільній телефонії протоколи третього покоління підтримують набагато більш високі швидкості передачі даних, що вимірюються в Мбітах/с, і призначені не тільки для передачі голосу, але і для інших додатків. Досвідчені зразки мереж третього покоління стартували в Японії в 2001 році. Мережі 3G, як очікуються, стартують у Європі й у деяких країнах Азії/Тихоокеанського узбережжя протягом 2002–2003 років, і пізніше – у США. 3G буде підтримувати додатки, що вимагають істотної ширини смуги, такі як повноформатне відео, відеоконференції і повний доступ в інтернет.
+
  
'''3G на Україні'''
+
Крім того за умовами договору оператори повинні були перерахувати Міністерству оборони України за проведення конверсії радіочастот мінімум 1,6 млрд грн (сума може бути збільшена з урахуванням інфляції — ІФ). Оплата конверсії повинна здійснюватися пропорційно кількості лотів в рівних пропорціях і на рівних умовах. Перший етап проведення конверсії, яка буде здійснюватися за рахунок переможців тендеру, займе 23 місяці, другий етап триватиме 18 місяців, третій — 17 місяців. Перші кошти вони уже перерахували.
  
1 листопаду 2007 державне підприємство Укртелеком запустило мережу мобільного зв'язку 3G під брендом «Utel» (офіційний сайт). Мережа «Utel» працює в стандарті UMTS 2100 з надбудовою HSDPA (3,6G). 3G-покриття оператора охоплює всі обласні центри, великі міста і курорти України. На час будівництва мережі поза зоною покриття 3G-мережі абонентам «Utel» забезпечується національний роумінг у мережі GSM «Українських радіосистем» («Beeline»). При цьому вартість голосових викликів і sms-повідомлень залишається такий же, що й у зоні дії 3G-мережі.
+
Станом на вересень 2017 року в Україні є вже 20 тис. базових станцій, через які надаються послуги 3G.
  
'''Еволюція мереж 3G'''
+
'''9 листопада 2016 року''' представник Київстару Петро Чернишов відкрито звинуватив запорізьке комунальне підприємство «Міські теплові мережі» в тому, що в Запоріжжі немає 3G, яке не пускає фахівців мобільної мережі на свої об'єкти і вимагає від мобільних операторів орендної плати. Мер міста Володимир Буряк швидко відреагував на ситуацію і заявив: «Вже дав розпорядження керівнику концерну «Міські теплові мережі» надати доступ операторам мобільного зв'язку».
  
<center>[[Image:1193092658_3g-road_mobilers.ru_2.gif]]</center>
+
'''10 листопада 2016 року''' запоріжці, що користуються зв'язком мобільного оператора Vodafone, стали отримувати смс-повідомлення про швидке «пришестя» 3G-інтернету. За запевненням оператора, новий стандарт зв'язку буде введений вже в листопаді 2016 року.
  
В даний час у комерційній експлуатації знаходиться 82 комерційні мережі стандарту WCDMA у 37 країнах. Усього у світі на сьогоднішній день видано 146 ліцензій на надання послуг зв'язку стандарту WCDMA, при цьому більш 60 % із загального числа власників ліцензій уже почали надавати послуги стільникового зв'язку третього покоління або готуються до запуску мереж найближчим часом.
+
'''16 листопада 2016 року''' Генеральний штаб Збройних сил України дозволив використання базових станцій 3G в Запоріжжі, а вже 17 листопада 2016 року одразу два оператора — Київстар та Lifecell — оголосили про запуск мережі 3G в Запоріжжі. З 25 листопада 2016 року Vodafone почав поетапний запуск 3G мережі в Запоріжжі.
Зараз на світовому ринку представлено 186 моделей телефонів, що підтримують стандарт WCDMA/HSPA, від 26 виробників. Тільки за останні 6 місяців було випущено більш 70 нових моделей WCDMA-телефонів.
+
На сьогоднішній день абонентська база GSM-мереж перевищує 1,546 млрд людину. Стандарт GSM займає 76,8 % ринку стільникового зв'язку і забезпечує більш 88 % приросту абонентів стільникового зв'язку, щодня абонентами GSM-мереж стає більш 1 млн чоловік.
+
У світі нараховується 670 комерційних мереж стандарту GSM у 200 країнах. 116 комерційних мереж стільникового зв'язку в 70 країнах підтримують технологію EDGE.
+
Кількість моделей стільникових телефонів стандарту GSM на світовому ринку 1700, при цьому 143 GSM-телефону підтримують технологію EDGE.
+
55 мобільних операторів розгортають мережі з підтримкою двох технологій EDGE і WCDMA.
+
  
'''3G:UMTS'''
+
== Порівняння стандартів ==
 +
[[Файл:Mobile-internet-speed.png]]
  
Головна вимога до мереж третього покоління, висунута Міжнародним Телекомунікаційним Союзом (ITU), звучить просто: вони повинні забезпечувати відеозв'язок з мінімальним дозволом 320х240 (тобто QVGA). Для цього мережа повинна підтримувати пропускну здатність не менш чим у 384 Кбит/с. Підтримка відеозв'язку вимагає, щоб мережа надала абонентові гарантована якість сервісу – тобто, починаючи сеанс відеозв'язку, абонент повинний бути упевнений, що зв'язок буде надійної, що йому не прийдеться слухати обривки фраз свого співрозмовника і дивитися на зображення, що смикається. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) – це стандарт стільникового зв'язку третього покоління, що заснований на удосконаленій GSM-мережі з застосуванням радиоинтерфейса WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). WCDMA дозволяє передавати дані зі швидкістю до 2,4 Мбит/з на невеликих відстанях і забезпечує до 384 Мбит/з (що відповідає мінімальним вимогам до 3G-мережам) на великій далекості від базової станції, у тому числі – якщо абонент знаходиться в русі
+
[[Файл:1g2g3g4g5g.PNG]]
  
<center>[[Image:3g_umts.gif]][[Image:3g-21.gif]][[Image:3g-22.gif]]</center>
+
[[Файл:1g2g3g4g5g_2.PNG]]
  
 +
== Джерела ==
 +
# [http://www.cleardoubts.com/technology/what-is-1g-or-first-generation-of-wireless-telecommunication-technology Clear Your Doubts] What is 1G or First generation of wireless telecommunication technology?
 
[[category:Комп'ютерні мережі]]
 
[[category:Комп'ютерні мережі]]
 +
# [[Більше за нічого, менше від 3G]]
 +
# [http://geneva.mfa.gov.ua/ua/ukraine-io/itu МСЕ]
 +
# [[Більше за нічого, менше від 3G]]
 +
# [[Поняття 3G]]
 +
# [[Характеристика стандарту 3G]]
 +
# [[Детальні характеристики стандартів покоління 3G]]
 +
# [[Стандарти 3G]]
 +
# [[Розміщення спектра (IMT-2000/UMTS/PCS)]]
 +
# [[Антени]]
 +
# [[3G Обладнання]]
 +
# [[3G Україні]]

Поточна версія на 03:08, 15 січня 2019

Поняття 3G

3G (англ. 3rd Generation) — «третє покоління технології мобільного зв'язку» — набір послуг, який включає високошвидкісний мобільний доступ до мережі Інтернет та технологію радіозв'язку.

Мережі третього покоління (3G) працюють на частотах дециметрового діапазону (близько 2 ГГц), швидкість передачі даних становить понад 2 Мбіт/с. Такі мережі надають можливість організувати відеозв'язок, дивитись на мобільному телефоні фільми й телепрограми та ін.


До появи 3G

1G – Перше покоління

1G (або 1-G) — перше покоління бездротових телефонних технологій та мобільних телекомунікацій. Це аналогові телекомунікаційні стандарти[1], які були введені в 1980-х, і на початку 90-х були витіснені більш досконалої цифровою технологією 2G. Основною відмінністю між систем 1G і 2G є те, що мережі 1G використовують аналогову модуляцію радіохвилі, в той час як в мережі 2G є цифровими, що дозволяло, серед іншого, шифрувати розмови і посилати СМС.

Історія починається з появи в 1980-х роках кількох новаторських мережевих технологій: AMPS в США і поєднання TACS і NMT в Європі. Хоча кілька поколінь послуг мобільного зв'язку існували і раніше, трійка AMPS , TACS і NMT вважається першим поколінням (1G) , тому що саме ці технології дозволили мобільним телефонам стати масовим продуктом.

У часи 1G ніхто не думав про послуги передачі даних - це були чисто аналогові системи, задумані і розроблені виключно для здійснення голосових викликів і деяких інших скромних можливостей. Модеми існували, однак через те, що бездротовий зв'язок більш схильний до шумів і спотворень, ніж звичайний дротовий , швидкість передачі даних була неймовірно низькою. До того ж, вартість хвилини розмови в 80-х була такою високою, що мобільний телефон міг вважатися розкішшю.

Окремо хочеться згадати першу в світі автоматичну систему мобільного зв'язку «Алтай», яка була запущена в Москві в 1963 році. «Алтай» повинен був стати повноцінним телефоном, встановлюваним в автомобілі. По ньому просто можна було говорити, як по звичайному телефону (тобто звук проходив в обидві сторони одночасно, т.зв. дуплексний режим). Щоб зателефонувати на інший «Алтай» або на звичайний телефон, достатньо було просто набрати номер - як на настільному телефонному апараті, без всяких перемикань каналів або розмов з диспетчером. Аналогічна система в США, IMTS (Improved Mobile Telephone Service), була запущена в дослідній зоні на рік пізніше. А комерційний її запуск відбувся лише в 1969 році. Тим часом в СРСР до 1970 року «Алтай» був встановлений і успішно працював вже приблизно в 30 містах.

2G – інтернет на мобільному телефоні

Цей стандарт мобільного радіозв'язку був створений в 1992 році. На початку 90-х років спостерігається підйом перших цифрових стільникових мереж, які мали ряд переваг в порівнянні з аналоговими системами. Покращена якість звуку, більша захищеність, підвищена продуктивність - ось основні переваги. GSM почав свій розвиток в Європі, у той час як D-AMPS і рання версія CDMA компанії Qualcomm стартували в США.

Ці 2G стандарти, в стані зародження, поки не мають підтримки власних, тісно інтегрованих, послуг передачі даних. Багато з таких мереж підтримують передачу коротких текстових повідомлень (SMS), а також технологію CSD, яка дозволила передавати дані на станцію в цифровому вигляді. Це фактично означало, що ви могли передавати дані зі швидкістю - до 14,4 кБіт/с.

Для того, щоб ініціювати передачу даних за допомогою технології CSD, необхідно було здійснити спеціальний «виклик». Це було схоже на телефонний модем - ви чи були підключені до мережі, чи ні. В умовах того, що тарифні плани в той час вимірювалися в десятках хвилин, а CSD була на кшталт звичайного дзвінку, практичної користі від технології майже не було.

З GPRS і EDGE досягається швидкості передачі даних до 53,6 Кбіт/с і 220 Кбіт/с. Скорочення 2G при цьому практично не використовується.

2,5G або GPRS

Поява сервісу «General Packet Radio Service » (GPRS) у 1997 році стало переломним моментом в історії стільникового зв'язку, тому що він запропонував для існуючих GSM мереж технологію безперервної передачі даних. З використанням нової технології, ви можете використовувати передачу даних тільки тоді, коли це необхідно - немає більше дурної CSD, схожою на телефонний модем. До того ж, GPRS може працювати з більшою, ніж CSD, швидкістю - теоретично до 100 кБіт/с, а оператори отримали можливість тарифікувати трафік, а не час на лінії.

GPRS з'явився в дуже підходящий момент - коли люди почали безперервно перевіряти свої електронні поштові скриньки.

Це нововведення не дозволило додати одиницю до покоління мобільного зв'язку. У той час, як технологія GPRS вже була на ринку, Міжнародний Союз Електрозв'язку (ITU) склав новий стандарт - IMT-2000 - затверджує специфікації «справжнього» 3G. Ключовим моментом було забезпечення швидкості передачі даних 2 Мбіт/с для стаціонарних терміналів і 384 кБіт/с для мобільних, що було не під силу GPRS.

Таким чином, GPRS застряг між поколіннями 2G, яке він перевершував, і 3G, до якого не дотягував. Це стало початком розколу поколінь.

2,75G або EDGE

На додаток до вимог до швидкості передачі даних, специфікації 3G закликали забезпечити легку міграцію з мереж другого покоління. Для цього, стандарт, званий UMTS став топовим вибором для операторів GSM, а стандарт CDMA2000 забезпечував зворотну сумісність. Після прецеденту з GPRS, стандарт CDMA2000 пропонує власну технологію безперервної передачі даних, звану 1xRTT. Бентежить те , що , хоча офіційно CDMA2000 є стандартом 3G, він забезпечує швидкість передачі даних лише дещо більше, ніж GPRS- близько 100 кБіт/с.

Стандарт EDGE - Enhanced Data - rates for GSM Evolution - був задуманий як легкий спосіб операторів мереж GSM вичавити додаткові соки з 2.5G установок, не вкладаючи серйозні гроші в оновлення устаткування. За допомогою телефону, що підтримує EDGE, ви могли б отримати швидкість, в два рази перевищує GPRS, що цілком непогано для того часу. Багато європейських операторів не стали возитися з EDGEі були прихильниками впровадження UMTS.

Отже, куди ж віднести EDGE? Це не так швидко, як UMTS або EV-DO, так що ви можете сказати, що це не 3G. Але це явно швидше, ніж GPRS, що означає , що вона повинна бути краще, ніж 2.5G, чи не так? Дійсно, багато людей назвали б EDGE технологією 2.75G.

3G

Загальні характеристики

Мережі третього покоління (3G) працюють на частотах дециметрового діапазону (близько 2 ГГц), швидкість передачі даних становить понад 2 Мбіт/с. Такі мережі надають можливість організувати відеозв'язок, дивитись на мобільному телефоні фільми й телепрограми та ін. У світі існує два стандарти 3G: UMTS (чи W-CDMA) та CDMA2000. UMTS більш розповсюджений в основному в Європі, CDMA2000 — в Азії та США. За даними Wireless Intelligence, на кінець 2006 року у світі нараховувалось 364 млн абонентів 3G, з них 93,5 млн були підключені до мереж UMTS та 271,1 млн — до CDMA2000. Найбільший оператор — японський NTT DoCoMo (40 млн абонентів).

Вирішення цієї проблеми (сумісність стандартів та глобальний роумінг) абсолютно аналогічне сьогоднішньому — розробка багатомодових терміналів, що можуть працювати в двох і більше стандартах.

Термін «3G» використовується для опису сервісів мобільного зв'язку стандартів наступного покоління, які забезпечують більш високу якість звуку, а також високошвидкісний інтернет-зв'язок та мультимедійні сервіси. Мобільні мережі третього покоління (3G) відрізняються від мереж другого покоління (2G), таких як наприклад цифровий стандарт мобільного зв'язку GSM, зв'язок перехідного покоління (2.5G) GPRS набагато більшою швидкістю передачі даних, а також ширшим набором і високою якістю послуг, що надаються.

Переваги 3G над 2G:

  • Висока ефективність використання канального ресурсу. Зростання пропускної здатності мережі.
  • Скорочення потужності абонентських і базових станцій, що зменшує перешкоди для інших електронних пристроїв.
  • Простота частотного планування, оскільки всі базові станції мережі використовують один і той же канальний ресурс.
  • Спрощення зміни швидкостей передачі вгору і вниз для різних абонентів. Підтримка асиметричних видів передачі інформації, таких як Інтернет.
  • Можливість реалізації м'якого хендовера. Скорочення числа обривів зв'язку через хендовера. Підвищення якості зв'язку, особливо при передачі даних, відеосигналу і мультимедіа.
  • Застосування Rake приймача дозволяє виділяти і обробляти найбільш потужні сигнали при багатопроменевому поширенні.
  • Підвищення якості передачі телефонії за рахунок усунення замираний при багатопроменевому поширенні.
  • Забезпечення високої надійності зв'язку факсиміле, Інтернет повідомлень.
  • Простота передачі каналів управління.
  • Полегшення реалізації нових послуг: прийом мультимедіа, високошвидкісних потоків даних, аудіо- та відеокліпів

Недоліки 3G:

  • Необхідність синхронізації кодують послідовностей в приймачах. Вимоги до реалізації когерентної обробки прийнятих сигналів.
  • Необхідність швидкого регулювання потужності передавачів мобільного і базової станцій.
  • Залежність дальності зв'язку від швидкості передачі і швидкості пересування абонента.
  • Дихання сот, що в свою чергу знижує якість зв'язку при перевантаженні стільники. Вимоги до адаптивного управління мережею в реальному часі.

Характеристики стандартів 3G

Інноваційна діяльність з розробки 3G (UMTS і CDMA2000) розпочалася у 1992 році.

У 1999 році МСЕ затвердив 5 радіоінтерфейсів IMT-2000 як частину Рекомендації ITU-R M.1457. У 2007 році до них доданий WiMAX.

До переліку стандартів увійшли так звані «еволюційні стандарти» (EDGE і CDMA), що є зворотно сумісними з існуючими мережами покоління 2G, а також «революційні стандарти», що потребують нового обладнання та працюють на інших частотах. До «революційних» стандартів належать сімейство UMTS, що визначене в стандартах, розроблених для IMT-2000, а також незалежно розроблені стандарти DECT і WiMAX, які включено, оскільки вони відповідають визначенню IMT-2000.

Огляд стандартів 3G/IMT-2000
Стандарти, сумісні з ITU IMT-2000 Прийняті назви Канал даних Оновлення до pre-4G Дуплекс D-AMPS Опис Географічні зони
TDMA Single‑Carrier (IMT‑SC) Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE (UWC-136)) EDGE Evolution Frequency-division duplex (FDD) Time division multiple access (TDMA) еволюційне оновлення над GSM (GSM/GPRS) увесь світ окрім Японії та Південної Кореї
CDMA Multi‑Carrier (IMT‑MC) CDMA2000 EV-DO UMB. Code division multiple access (CDMA) еволюційне оновлення над cdmaOne (IS-95) Америка, Азія, деякі інші регіони
CDMA Direct Spread (IMT‑DS) Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) W-CDMA. High Speed Packet Access (HSPA) 3GPP Long Term Evolution (LTE) сімейство, що є еволюційним оновленням над сімейством GSM. увесь світ
CDMA TDD (IMT‑TC) TD‑CDMA Time-division duplex (TDD) Європа
TD‑SCDMA Китай
FDMA/TDMA (IMT‑FT) DECT FDMA/Time division multiple access (TDMA) short-range; стандарт для радіотелефонів Європа, США
IP‑OFDMA WiMAX (IEEE 802.16) OFDMA увесь світ


Стандарти 3G

Головна вимога до мереж третього покоління, висунута Міжнародним Телекомунікаційним Союзом (ITU), звучить просто: вони повинні забезпечувати відеозв'язок з мінімальним розрішенням 320х240 (тобто QVGA). Для цього мережа повинна підтримувати пропускну здатність не менш чим у 384 Кбіт/с. Підтримка відеозв'язку вимагає, щоб мережа надала абонентові гарантовану якість сервісу – тобто, починаючи сеанс відеозв'язку, абонент повинен бути упевнений, що зв'язок буде надійним, що йому не прийдеться слухати відрізки фраз свого співрозмовника і дивитися на зображення, що смикається.


Ggg scheme 01.PNG

Ряд пропозицій для стандарту IMT-2000 3G був представлений для розгляду ITU протягом 1998 року. З цього часу промисловість і органи стандартизації скоординували свої зусилля, щоб розглянути плюси і мінуси всіх цих пропозицій для стандарту IMT-2000 і установити набір вимог. Operators Harmonization Group (OHG) – група найбільших операторів у всіх частинах світу – зіграла ключову роль у цьому процесі і зрештою схвалила набір стандартів у травні 1999 року.

Це сімейство стандартів включає один стандарт, заснований на GDMA, із трьома можливими режимами: Multi-Carrier (Mc), Direct Spread (DS) і Time Division Duplex (TDD), а також один стандарт, заснований на TDMA – EDGE. Радіостандарти можуть комбінуватися з різними базовими мережевими стандартами (GSM MAP або ANSI-41) і функціонувати в різних смугах частот. Режим Multi-Carrier (Mc) також називають cdma2000 Mc; а режим Direct Spread (DS) також називають WCDMA. Стандарт UMTS покриває WCDMA, TDD і GSM/MAP. У 1992 році конференцією World Administrative Radio Conference (WARC) був призначений новий радіоспектр у 230 Мгц для наземних і супутникових сервісів. У рамках цього рішення ITU відхилив 155 МГц у 2 ГГц смузі для наземних сервісів 3G. Цей спектр був розміщений у Європі і Японії на двох 2 ГГц смугах, близьких до рекомендованих ITU, у плані виконання цих вимог.

1193092658 3g-road mobilers.ru 2.gif

W-CDMA

W-CDMA (інша назва — UMTS, Universal Mobile Telecommunication System — універсальна система мобільного зв'язку), — цей стандарт, який був прийнятий у Європі та Японії. UMTS, по суті, — це вдосконалення стандарту GSM через GPRS і EDGE. Основна частина UMTS відома як UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). FDD-компонент UTRA оснований на стандарті W-CDMA (UTRA FDD). Теоритично він забезпечує передачу даних зі швидкістю до 2 Mбіт/c, але на практиці швидкість значно нижче: системи W-CDMA мають деякі технічні обмеження.


Телефон Nokia 6280 з підтримкою стандарту UMTS

CDMA2000

CDMA2000 використовується американським оператором Qualcomm, він на даний момент являється основним конкурентом европейскої версії UMTS. Работа по стандартизації CDMA2000 координується групою Third Generation Partnership Project 2. CDMA2000 має 2 фази розвитку: перша 1XRTT, також відома як 1X, має швидкість передачі даних до 144 Кбіт/с, і може бути вдосконалена до другої фази — 3XRTT (або 3Х), де швидкість досягає 2 Мбіт/с.

TD-CDMA

Стандарт TD-CDMA, розроблений німецьким концерном Siemens, використовує технологію TDD, і, на відміну від W-CDMA, яка використовує технологію FDD, котра потребує так званого парного спектра. Технология TDD приспособлена для передачі даних в інтернет.

Антени для поширення сигналу

При розробці антен наступного покоління для мереж 3g їх творці, наприклад, компанії Kathrein (Німеччина), LGP Allgon (Щвеция) і ін., враховували повною мірою рекомендації AISG (Antenna Interface Standard Group) - міжнародній організації, створеній компаніями-виробниками антен для розробки відкритих стандартів в області антенних технологій. Зокрема, системи управління і потужності антен RET задовольняють вимогам стандарту Aisg1. Цей стандарт використовує 3 рівні з 7-і рівневої моделі інтерфейсів відкритих систем (OSI), а саме, рівні 1, 2, 7.

  • Рівень 1 (фізичний рівень) визначає електричні характеристики передаваного сигналу. У стандарті Aisg1, антени цього рівня можуть використовувати як середовище передачі дві системи (обидві допускають швидкість передачі даних в 9.6 кбіт/сек, з опціями 38.4 і 115.2 кбіт/сек):
    • заземлений 3-проводний кабель із збалансованим інтерфейсом передачі даних Rs485, з живленням +12, +24 У або, як опція -48 У.
    • коаксіальний кабель (фідер), використовуваний антенами Aisg1 при роботі в діапазоні частот 4.5 або 9 Мгц.
  • Рівень 2 (рівень передачі даних) визначає доступ до фізичного рівня (доступ до даних і до середовища передачі даних), тобто, практично, мінімальний набір вимог протоколу асинхронної передачі даних (HDSL - High Level Data Link Control protocol).
  • Рівень 7 (application layer - рівень додатків) визначає вимоги до протоколу кінцевого користувача і додаткам. Він же описує формат навантаження і необхідний набір команд. Типовими командами цього рівня є команди ініціації системи/пристрою, установки початкових параметрів, калібрування, вхідного контролю, підключення пристроїв управління і моніторингу.


3G в Україні

1 листопада 2007 року державне підприємство Укртелеком запустило мережу мобільного зв'язку 3G під брендом «Utel». Мережа «Utel» працювала в стандарті UMTS 2100 з надбудовою HSDPA (3,5G). З 2012 р. її правонаступником стала компанія ТриМоб, яка теж працює з цією надбудовою. Якщо в базовій версії UMTS забезпечує пікові швидкості від 2 Мбіт/c для статичних об'єктів поблизу стільникової комірки та 384 Кбіт/с для мобільних абонентів, то для пристроїв, що підтримують HSDPA, швидкості в теорії можуть досягати 14,4 Мбіт/с. На практиці ж вони рідко перевищують 3 Мбіт/c, а в умовах високих, щільних забудов та завантаженості мережі — ще менше. Даний стандарт зв'язку дає змогу здійснювати відеодзвінки, забезпечує широкосмуговий доступ до Інтернету, а також дозволяє переглядати потокове відео в online.

Після приєднання у 2013-му році CDMA UKRAINE до Інтертелекому в Україні стали діяти такі оператори мобільного 3G-зв'язку:

  • ТриМоб
  • Інтертелеком
  • PEOPLEnet
  • Vodafone Україна

23 лютого 2015 року в ході торгів за отримання ліцензії 3G між трьома найбільшими операторам мобільного зв'язку України (Київстар, Vodafone Україна та Lifecell. Перший лот відійшов оператору Lifecell. Компанія «Астеліт» заплатила за нього 3,35 мільярдів гривень, перебивши пропозицію «МТС Україна» розміром в 3,22 мільярди гривень. За оцінками конкурентів на тендері, компанія переплатила 600 мільйонів гривень. Переможцем по другому лоту стала «МТС Україна». Компанія не підвищувала початково запропоновану ставку і придбала другу ліцензію за 2,71 мільярдів гривень. Останній третій лот автоматично перейшов «Київстару» за підсумками голосування НКРЗІ. Сума, яку компанія заплатила за частоту, як і передбачалося, склала 2,7 мільярдів гривень.

За умовами тендеру оператори зобов'язалися протягом 18 місяців після проведення конкурсу запустити мережу третього покоління на території всіх обласних центрів України, а протягом 6 років — на території всіх районних центрів і всіх населених пунктів з населенням понад 10 тисяч осіб.


HTC Desire Z з відокремленою клавіатурою

Крім того за умовами договору оператори повинні були перерахувати Міністерству оборони України за проведення конверсії радіочастот мінімум 1,6 млрд грн (сума може бути збільшена з урахуванням інфляції — ІФ). Оплата конверсії повинна здійснюватися пропорційно кількості лотів в рівних пропорціях і на рівних умовах. Перший етап проведення конверсії, яка буде здійснюватися за рахунок переможців тендеру, займе 23 місяці, другий етап триватиме 18 місяців, третій — 17 місяців. Перші кошти вони уже перерахували.

Станом на вересень 2017 року в Україні є вже 20 тис. базових станцій, через які надаються послуги 3G.

9 листопада 2016 року представник Київстару Петро Чернишов відкрито звинуватив запорізьке комунальне підприємство «Міські теплові мережі» в тому, що в Запоріжжі немає 3G, яке не пускає фахівців мобільної мережі на свої об'єкти і вимагає від мобільних операторів орендної плати. Мер міста Володимир Буряк швидко відреагував на ситуацію і заявив: «Вже дав розпорядження керівнику концерну «Міські теплові мережі» надати доступ операторам мобільного зв'язку».

10 листопада 2016 року запоріжці, що користуються зв'язком мобільного оператора Vodafone, стали отримувати смс-повідомлення про швидке «пришестя» 3G-інтернету. За запевненням оператора, новий стандарт зв'язку буде введений вже в листопаді 2016 року.

16 листопада 2016 року Генеральний штаб Збройних сил України дозволив використання базових станцій 3G в Запоріжжі, а вже 17 листопада 2016 року одразу два оператора — Київстар та Lifecell — оголосили про запуск мережі 3G в Запоріжжі. З 25 листопада 2016 року Vodafone почав поетапний запуск 3G мережі в Запоріжжі.

Порівняння стандартів

Mobile-internet-speed.png

1g2g3g4g5g.PNG

1g2g3g4g5g 2.PNG

Джерела

  1. Clear Your Doubts What is 1G or First generation of wireless telecommunication technology?
  2. Більше за нічого, менше від 3G
  3. МСЕ
  4. Більше за нічого, менше від 3G
  5. Поняття 3G
  6. Характеристика стандарту 3G
  7. Детальні характеристики стандартів покоління 3G
  8. Стандарти 3G
  9. Розміщення спектра (IMT-2000/UMTS/PCS)
  10. Антени
  11. 3G Обладнання
  12. 3G Україні