Эволюция сетей мобильной связи

By | 16.09.2014

Переход к сетям подвижной связи третьего поколения будет сопровождаться увеличением спроса на доступ к мультимедийным услугам в любое вре­мя, в любом месте. Для того чтобы удовлетворить новые требования пользователей, в ряде регионов мира началось строительство сетей подвижной связи третьего поколения. В ча­стности, в мире развертываются системы мобильной связи третьего поколения (3G) на ба­зе технологии UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), которые должны за­менить в будущем системы на базе стандарта GSM.

Система UMTS обеспечивает пользователя персональной связью, поддерживая доступ к новым видам услуг, среди которых важную роль будут играть интерактивные приложе­ния. Система UMTS включает в свой состав конструктивные элементы для конвергенции фиксированных сетей и мобильных систем третьего поколения, чтобы гарантировать пользователю одинаково высокий уровень мультимедийных услуг как в фиксированных, так и в мобильных сетях. Новое поколение систем мобильной связи предлагает массовому рынку персонализированную связь независимо от места расположения абонента, исполь­зуемой сети или типа терминала.

Перечислим основные характеристики UMTS:

  1. достаточная пропускная способность для узкополосных и широкополосных услуг благодаря высокой эффективности использования радиоспектра и предоставлению полосы пропускания по требованию;
  2. скорость передачи, достаточная для мультимедийных услуг, характеризуемых пе­ресылкой больших объемов информации и интерактивностью;
  3. качество речи, сопоставимое с качеством речи в фиксированных сетях, и высоко­качественные услуги при передаче данных;
  4. удобство доступа к услугам через виртуальную домашнюю среду, персонализиро­ванные услуги, усовершенствованный пользовательский интерфейс (например, на базе Web), повсеместное покрытие — от дома и офиса до любого места вне помеще­ний.

Переход от GSM к UMTS. Система UMTS не будет абсолютно новой системой. Скорее всего, она может рассматриваться как развитие систем GSM, и при ее развертывании бу­дет широко использоваться опыт систем второго поколения.

Фаза 2 GSM уже отвечает требованиям по поддержке мультимедийных услуг путем вве­дения среднескоростных технологий с коммутацией каналов (HSCSD, EDGE) и эффек­тивного метода коммутации пакетов (GPRS). Технология HSCSD комбинирует до восьми временных слотов GSM; технология EDGE представляет альтернативный радиоинтерфейс в пределах полосы частот GSM, что делает интерфейс EDGE совместимым с интерфейсом GSM. Однако из-за ограничений по полосе пропускания радиоинтерфейса ожидается, что эти услуги будут предлагаться на рынке не столь широко. Используя такие средства, как CAMEL, SIM Toolkit и Mobile Station Application Execution Environment (Мобильная среда выполнения приложений), стандарт GSM также обеспечивает базу для реализации кон­цепции виртуальной домашней среды.

Два требования (которые в настоящее время пока не могут быть реализованы на базе стандарта GSM) должны быть выполнены для эффективного и массового продвижения мобильных мультимедийных приложений — достаточная полоса частот и гибкость служб транспортировки информации:

  • требование к полосе пропускания связано с возможностями сети радиодоступа и магистральной сети по обеспечению в радиоинтерфейсе скоростей передачи до 2 Мбит/с;
  • отделение управления вызовом от непосредственно соединения и управления пе­реносом информации составляет существо второго требования. Вызов/сеанс могутвключать в себя множество соединений и использовать один или несколько кана­лов. Необходимо обеспечить возможность добавлять или удалять соединения или каналы по запросу пользователя во время вызова (например, удалять участника конференции, изменять показатели качества обслуживания QoS) или контролиро­вать события, происходящие в радиоканале (например, передачу управления в соту с меньшей пропускной способностью информационного канала).

Что касается поддержки услуг, в UMTS будут стандартизованы сервисные возможности, а не сами услуги (в отличие от GSM). Сервисные возможности включают в свой состав транспортные службы (службы ПД с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов) и механизмы, необходимые для реализации услуг.

Эти стандартизированные возможности обеспечивают единую платформу, позволяющую поддерживать речь, видео, мультимедийный трафик, передачу сообщений, данных, поль­зовательские приложения и дополнительные услуги. Рынок услуг, комбинирующих эти возможности, определяется сервис-провайдерами и пользователями. Кроме того, такой подход уменьшает время, необходимое для развертывания новых видов услуг, давая опе­раторам возможность конкурировать на уровне услуг.

В то же время уже сегодня все большее применение находят системы WiMAX, которые поддерживают существенно более высокие скорости передачи данных, чем в систе­мах 3G (см. р. 2.1); на базе этой технологии могут быть организованы городские беспро­водные сети с возможностями, превышающими потенциал сетей 3G. Наконец, активно идут разработки технологий для крупномасштабных беспроводных сетей нового поколе­ния (4G), получивших название LTE (Long-Term Evolution). Эволюция мобильных систем иллюстрируется на рисунке

Эволюция систем подвижной связи

2G, 2,5G, 3G — поколения систем сотовой связи;GSM — General System of Mobile Communications (стандарт цифровых сетей сотовой связи второго поколения); GPRS -General Packet Radio System, Общая услуга пакетной радиосвязи; EDGE — Enhanced Data Rates for GSM Evolution, Высокоскоростная передача данных для перспективных сетей GSM; DECT — Digital Enhanced Cordless Telecommunications, Усовершенствованная систе­ма беспроводной связи; WLAN — Wireless LAN, Беспроводная локальная сеть; UMTS FDD — Universal Mobile Telecommunications Systems, Frequency Division Duplex, Система UMTS с дуплексным частотным разделением; UMTS TDD — UMTS, Time Division Duplex, Сис­тема UMTS с дуплексным временным разделением; MMAC — Multimedia Mobile Access Communications, Мультимедийный мобильный доступ; BWA — Broadband Wireless Access, Широкополосный беспроводной доступ; BRAN — Broadband Radio Access Network, Сеть широкополосного радиодоступа; FWA — Fixed Wireless Access, Фиксированный беспро­водный доступ

Выводы:

Рассматриваются основные направления эволюции сетевых технологий в соответствии с моделью сети, предложенной Международным союзом электросвязи. Определены ключе­вые факторы, определяющие эволюцию сетей доступа — применение различных физиче­ских сред и необходимость развертывания систем широкополосного доступа. Описаны примеры систем широкополосного доступа для сетей на базе витой пары, коаксиального кабеля и широкополосного беспроводного доступа. Рассматривается эволюция систем пе­редачи от систем с частотной модуляцией до систем с разделением по длине волны. При­ведена характеристика двух основных систем распределения информации в транспортных сетях — технологии АТМ и технологии Интернет и показана перспектива использования технологии Интернет в сетях следующего поколения. Рассматриваются вопросы качества обслуживания в сетях IP и описаны основные механизмы обеспечения гарантированных показателей QoS в сетях IP. Дана характеристика эволюции систем подвижной связи как переход от аналоговых систем (1G) к цифровым системам (2G и 3G).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *