Лекция 7. Сети подвижной связи. Поколения сетей сотовой связи

Сотовая связь реально началась в самом конце 70-х годов прошлого века. Известны результаты опыт­ной эксплуатации в Чикаго в 1978 году системы AMPS (AdvancedMobilePhoneService) в диапазоне 800 МГц. Однако потребовалось несколько лет, прежде чем в Соединенных Штатах была запущена первая коммерческая система AMPS, в том же Чикаго, но уже в 1983 году. Вскоре за ним последовали другие крупные города США, также использовавшие на том этапе аналоговые системы стандарта AMPS.

Между этими двумя событиями коммерческая система сотовой связи была запущена в 1979 году в Токио. Европейцы пошли своимпутем, и в Швеции, Норвегии, Дании и Финляндии была создана в 1981 году первая европейская система NMT-450 (NordicMobileTelephoneSystem), работавшая в диапазоне 450 МГц. Великобрита­ния внедрила в 1985 году другую технологию, которая называлась TACS (TotalAccessCommunicationsSystem), работала в диапазо­не 900 МГц и, в сущности, являлась модифицированной версией AMPS.

Мобильную связь в стандарте TACS первоначально предлагали операторы мобильной связи ВТ, Cellnet и Vodafone.

Названным примерам последовали многие другие страны, и скоро услуги мобильной связи распространились по всему земному шару. Это открытое для эксплуатации в самом начале 1980-х годов первое поколение сотовой связи 1G уже позволяло реализовать ключевые концепции: пов­торное использование частот в сотах, мобильность терминалов с определением их местонахождения в той или иной соте, непре­рывность связи при перемещении из соты в соту - хэндовер. То есть уже системы 1G смогли решить одну из основных проблем бес­проводной связи - передачу установленного соединения от одной радиостанции к другой без потери связи.

Еще одна проблема была решена благодаря повторному исполь­зованию частот, позволившему обслуживать значительно более вы­сокий объем трафика в одной географической зоне обслуживания. Не вдаваясь в детали, отметим, что системы 1G относятся к одному из двух ключевых стандартов - скандинавскому NMT и американс­кому AMPS.

Но прежде было бы справедливо отметить присущие этим системам недостатки. Речь идет о возможности прослушивания переговоров, возможности изготовления клонов мобильных тер­миналов, перегруженности частотного диапазона вследствие его неэффективного использования. К тому же, свойственное аналого­вым системам распространение радиоволн в условиях интенсивных городских застроек приводит к возможным замираниям, вызван­ным многолучевым распространением радиоволн и приводящим к ухудшению качества передачи речи.

И все же нельзя сказать, что системы 1G не оправдали возла­гавшихся на них ожиданий, их роль в развитии сегодняшних СПС трудно переоценить.

Стандарт NMT-450

Как следует из названия, этот стандарт технологии FDMA был совместно разработан скандинавскими странами (Данией, Нор­вегией, Швецией и Финляндией) для диапазона 450 МГц, а после насыщения этого диапазона - и для 900 МГц, получив обозначе­ние NMT-900. В состав сетевой архитектуры NMT входят центры коммутации подвижной связи МТХ (MobileTelephoneExchange), базовые станции BS и абонентские терминалы. Центры коммутации МТХ обеспечивают стык с телефонной сетью общего пользования на местном, зоновом и междугородном уровнях. Базовые станции реализуют интерфейс между фиксированной частью системы и мо­бильными терминалами и связаны со станциями МТХ по проводным или радиорелейным соединительным линиям.

Система AMPS

Система усовершенствованной мобильной телефонной связи, AMPS (AdvancedMobilePhoneSystem) технологии FDMA, изоб­ретенная в знаменитой Лаборатории Белла в 70-х годах XX века, впервые была развернута в Чикаго, США в 1982-1983 годах, а затем распространилась по всей Северной и Южной Америке и Австра­лии. С этой же системы началась история оператор­ской компании «КарТел» (торговая марка БиЛайн) в России, а затем и в Казахстане.

Существовала также система C-Netz, которая использовалась в Германии, Австрии, Южной Африке и Португалии. Некоторые фун­даментальные характеристики этой системы были унаследованы ее цифровым последователем D-AMPS, относящимся уже к поко­лению 2G.

Системы 1G созданы примерно на одном технологическом уровне; характерный для систем 1G размер соты в AMPS составляет обычно от 10 до 20 км, что значительно больше размера сот в цифровых системах 2G. Каждая сота работает на своих частотах, не пересекающихся с соседними, а использование одних и тех же частот в разных (но не соседних) ячейках дает значительно лучшее использование частотного ресурса. В каждой соте располагается своя базовая станция BS, которая обслуживает все мобильные те­лефоны, находящиеся в зоне ее действия.

Базовая станция состоит из управляющего устройства и приемника/передатчика, соединенного с антенной. Относительно небольшие размеры сот означают меньшую мощность, требуе­мую для передатчиков. Базовые станции соединены с одним или несколькими центрами коммутации MSC (MobileSwitchingCenter), иногда называемыми также MTSO {MobileTelephoneSwitchingOffice).

Поиск по сайту: