Основы построения телекоммуникационных систем и сетей Лекция №4 «Сети мобильной связи» профессор Соколов Н.А.

Распределение спектра частот (1)

Распределение спектра частот (2)
Длина волны (λ) – это расстояние двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.
Рассчитать длину радиоволны можно так: 300 (скорость света в мегаметрах в секунду) делим на частоту в мегагерцах, получаем длину волны в метрах, например для 600 МГц длина волны равна 0,5 метра.

Распределение спектра частот (3)

Название диапазонов частот

Появление систем сотовой связи
Первые системы мобильной телефонной связи использовались органами охраны правопорядка уже в 20-х годах прошлого века. Сразу же стала очевидна высокая эффективность данного средства обмена информацией. Уровень развития радиотехники в первой половине XX века не позволял надеяться на появление недорогих и компактных терминалов. По этим причинам массового развития мобильной связи не ожидалось.
К концу прошлого века ситуация радикально изменилась. Развитие микроэлектроники и научные исследования в области эффективного построения мобильной связи позволило сформулировать принципы построения соответствующей сети общего пользования. Сначала эта сеть строилась на базе аналоговой техники передачи информации. Затем наступила эра цифровых технологий. Но неизменным остался базовый принцип построения системы мобильной связи – использование сотовой топологии сети доступа.

Примеры сотовой топологии (1)
Используется три диапазона частот.

Примеры сотовой топологии (2)
Используется семь диапазонов частот.

Модель сети сотовой связи

Основные подсистемы

Модель сети стандарта GSM
SIM карта

Особенности стандарта GSM
Существенные отличия мобильного терминала от обычного телефонного аппарата заключаются в следующем:
наличие устройства электропитания (аккумулятора);
возможность выдачи (по запросу из сети) уникальной информации о терминале – IMEI (International Mobile Equipment Identity);
размещение специального устройства – SIM (Subscriber Identity Module) карты, которая необходима для реализации ряда важных функций мобильной связи.
Существенные отличия оборудования коммутации в сети GSM от традиционных АТС в фиксированной ТФОП объясняются, в основном, необходимостью поддержки функций handover и roaming.

Установление соединения

Модель сети мобильной связи

Дополнительные возможности
SMS → MMS, Модем → GPRS → EDGE
Передача данных:
Производственная связь:
Транкинг (стандарт TETRA)
Дополнительные виды услуг:
Мелодии, информационные услуги, игры …

История развития (1)

История развития (2)

История развития (3)

Перспективы сотовой связи (1)
Сети, подобные тем, которые используют стандарт GSM, относятся ко второму поколению систем мобильной связи – 2G. Разработанная ETSI идеология UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) определяет набор стандартов для универсальной системы мобильной связи. Она относится к поколению 3G. Концепция UMTS создавалась для поддержки мультимедийных услуг. Для нее выделен частотный диапазон 2 ГГц. Сети 3G уже введены рядом европейских Операторов в коммерческую эксплуатацию.
Ряд специалистов считает, что более перспективно направление, связанное с поколениями 4G и 5G. Соответствующие сети позволяют довести скорость обмена информацией до 100 Мбит/с. Предполагается, что сети 4G могут быть введены в коммерческую эксплуатацию уже в 2010 году. Существенно то, что поколения 4G и 5G ориентированы на сеть следующего поколения, что очень важно с точки зрения максимальной интеграции фиксированной и мобильной связи.

Перспективы сотовой связи (2)