Мережі 3G

Зміст

1. Поняття 3G

2. Характеристика стандарту 3G

Сервіси 3G працюють на існуючих мережах

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.

Який очікуваний ефект від упровадження 3G

Упровадження технологій 3G не означає просту стандартизацію нового радіоінтерфейса. Нові технології й еволюційні стратегії для поширення технологій 3G необхідні для всіх рівнів мережі. 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

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.

Стандарти 3G

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.

Розміщення спектра (IMT-2000/UMTS/PCS)

• 300 Мгц 600 Мгц – NMT 450 (Nordic Mobile Telephone System), TV (Terrestrial Television) (наземна телемережа), аналогова і цифрова

• 600 Мгц – 1.5 Ггц – GSM900 (Global System for Mobile Communications), GPRS (General Packet Radio Service), CT-1 (Cordless Telephone), GPS (Global Positioning System)

• 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

• 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. 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

1 листопаду 2007 державне підприємство Укртелеком запустило мережу мобільного зв'язку 3G під брендом «Utel». 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 такою ж, що й у зоні дії 3G-мережі.

Еволюція мереж 3G

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. 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

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 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. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) – це стандарт стільникового зв'язку третього покоління, що заснований на удосконаленій GSM-мережі з застосуванням радіоінтерфейсу WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). WCDMA дозволяє передавати дані зі швидкістю до 2,4 Мбіт/с на невеликих відстанях і забезпечує до 384 Кбіт/с (що відповідає мінімальним вимогам до 3G-мережам) на великій відстані від базової станції, у тому числі – якщо абонент знаходиться в русі.

Антени

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.

Обладнання(Оборудование) 3G

HSDPA модемом Huawei E160g є мініатюрний швидкісний модем і пристрій для читання карт пам'яті microsd USB. HSDPA модем Huawei E160g підтримує отримання даних на швидкості до 3,6 Mbps і передачу даних на швидкості до 384 kbps. У режимі зворотної сумісності Huawei E160g дозволяє підключиться до 2g GSM мережам з використанням технологій GPRS і EDGE. При цьому швидкість роботи модему досягає 236,8 kbps при отриманні даних і 118,4 kbps при передачі. HSDPA модем Huawei E160g забезпечує доступ до Umts/hsdpa і Gsm/gprs/edge мережам по всьому світу, підтримуючи один (2100 Mhz) частотний діапазон 3g UMTS мереж і чотири (850, 900, 1800 і 1900 Mhz) частотні діапазони GSM мереж. Huawei E160g підключається до ПК і отримує живлення через швидкий і зручний інтерфейс USB, тому не вимагає зарядного пристрою або зовнішнього адаптера Ac/dc. Також Huawei E160g може бути підключений не тільки до переносного, але і до будь-якого персонального комп'ютера з підтримкою USB.

Ці модеми ідеально підходять для роботи в мережах 3g від компанії Utel (Укртелеком).

Є багато різного обладнання яке використовує технологію 3G: модеми, телефони, смартфони.

Файл:3g6.jpg