Стандарты мобильной связи 0G, 1G, 2G, 3G, 4G

Презентация на тему “Стандарты мобильной связи 0G, 1G, 2G, 3G, 4G” 

Выполнили: Ву Нина и Ву Катя

0 (ноль) G 

Одним из самых первых стандартов сотовой  связи был MTS-standart 0G, разработанный в корпорации Bell Systems и который был испытан 17 июня 1946 года в Сент-Луисе (St. Louis), США. Обслуживание абонента происходило с помощью операторов на обоих направлениях. Чтобы произвести вызов, необходимо было связаться с оператором мобильной связи и сообщить исходящий номер и номер, на который будет сделан звонок.

Мобильная телефонная система (МТС) успешно применялась  в 80-х годах в Северной Америке, пропускная способность линий составляла 32 канала по 3 полосы. Хочется отметить, что оригинальное оборудование для  такой связи весило 36,3 кг и называться "мобильной" могло с некоторой  натяжкой.

Вторым  из основных стандартов 0G был полудуплексный стандарт голосовой связи PTT (англ. Push-to-talk, «Нажми чтобы говорить»), который имел двусторонний радиоинтерфейс и возможность передавать сигнал одновременно в одном направлении. Режим переключения происходил при нажатии кнопки на устройстве и позволял вести разговор только при включении, а принимать сигнал только при выключении кнопки. Стандарт широко использовался в Канаде в 1980-х годах, в начале 90-х в России был широко распространен под названием "транковая" связь и до сих пор используется операторами связи некоторых штатов в Индии. В последнее время РТТ переживает второе рождение и стало применяется в IP-сетях, распространению этому послужила легкость передачи аудисигнала с помощью серверной или бессерверной платформ. За счет системы точка-мультиточка (point-to-multipoint) появилась возможность создавать отдельные группы, когда говорящего могут слышать все пользователи данного канала соединения.

1G 
 

Сети 1G появились в середине 80-х годов  прошлого века и работали по аналоговым стандартам AMPS в США и NMT в Европе. Основное отличие от 0G - применение современных, по тем временам, сетевых  технологий, которые позволили полностью  автоматизировать процесс дозвона  без участия оператора сотовой  связи и значительно уменьшить  вес оборудования. Телефоны стандарта 1G были в то время очень дороги и являлись скорее предметом роскоши  для обитателей Уолл-стрит, чем средством  связи для простых обывателей.

Nordic Mobile Telephone (NMT) - аналоговый стандарт связи, работающий в мобильных сетях с рабочим диапазоном частот от 453 до 468 МГц, подходил скорее для малонаселенных районов из-за низкой емкости абонентской сети. Переговоры принимал УКВ приемник, что значительно снижало конфиденциальность и защищенность разговора. Слабая помехоустойчивость от индустриальных помех выражалась в треске в динамиках и навязчивом шипении. Однако были и плюсы. Большая дальность приема сигнала до 100 км., увеличенная площадь обслуживания одной базовой станцией, возможность применения направленных антенн и усилителей, небольшой вес телефонных аппаратов и значительная емкость аккумуляторных батарей. Все это привело к широкому распространению NMT-стандарта связи в Европе и нашей стране. Однако из-за высокой стоимости оборудования для частных лиц, связь 1G получила свое распространение, в основном, только в бизнес кругах.  
 

2G  
 

В начале девяностых годах прошлого века наблюдался широкий подъем первых цифровых сотовых  сетей. Очевидными преимуществами перед  аналоговыми были: улучшенное качество связи, более чистый звук, высокий  уровень безопасности, повышенная мощность базовых станций и дешевое  оборудование сетей. Новая цифровая сотовая связь быстро завоевала  широкую популярность, вытеснив с  рынка аналоговые MTS, NMT и AMPS. Большое  количество пользователей, которые  называли цифровые сотовые сети нового поколения - GSM, получили возможность  покупать дешевые телефоны, которые  в совокупности с недорогими тарифными  планами, сделали 2G доступной для  миллионов. В некоторых странах  с рынка были вытеснены не только аналоговые сети, но и стационарная проводная телефонная связь! Одним  из главных факторов популярности цифровых сетей стала возможность пользоваться сервисом мгновенных сообщений и  интернет со скоростью до 14.4Kbps. 

Главным стандартом 2G сетей стал наиболее распространенный GSM, разработанный в Европейском  институте электросвязи группой  исследователей Spеcial Mobile. Этим стандартом пользуется 82% населения земного шара, а в международную ассоциацию GSMA входят операторы 210 стран мира. Сеть работает в спектре частот 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц и 1900 МГц. Для удобства пользователей, современные модели сотовых телефонов работают во всех четырех диапазонах и имеют возможность резервировать на одном телефоне до 2-х мобильных номеров. В простом представлении 2G сеть состоит из трех подсистем, это базовые подстанции, подсистемы коммутации и центры технического обслуживания. Единственным недостатком GSM сетей является небольшая зона охвата базовых станций, которая в зависимости от внешних условий (город, сельская местность) составляет 35-120 км. 

DAMPS стал  вторым по значимости стандартом 2G сетей, который отличается от GSM тем, что оборудование можно  было использовать для приема  как цифрового, так и аналогового  сигнала. В нашей стране Digital AMPS впервые был представлен сетью Билайн в Центральном регионе, однако последние базовые станции этого стандарта были отключены специалистами компании «Вымпелком» в ночь с 16 на 17 ноября 2007 года. А с 1 сентября 2010 года, в связи с нерентабельностью, Россвязьнадзор больше не выдаёт лицензии на использование DAMPS-стандарта сотовой связи. 
 
Существует еще несколько надстроек и стандартов, которые не получили широкое распространение в телефонной сети. PDC (Personal Digital Cellular), частота 25 кГц, применяется только в Японии и Circuit Switched Data (CSD), HSCSD, GPRS (General Packet Radio Service), которые используются в основном системами навигации и для интернет соединений.

3G 
 

Появление в начале 2001 года стандарта 3G произвело  революцию в сотовой связи. Технология Third generation (третье поколение) объединяет в себе высокоскоростной доступ в интернет и канал передачи данных для радиосвязи. Работает протокол в дециметровом диапазоне около 2ГГц со скоростью передачи сигнала до 3.2 Мбит/секунду. Такие скорости позволяют организовывать видеосвязь и конференции, просматривать видео- и киноматериалы в режиме онлайн, с комфортом работать в сети интернет и практически в любой точке мира быть на связи. 3G включает в себя несколько стандартов под общей классификацией IMT-2000. Основными считаются UMTS и CDMA2000, существует собственный стандарт в Китае TD-CDMA и не получившие широкого распространения протоколы DECT и UWC-136.

CDMA2000, работающая  по технологиям множественного  подключения, позволяет использовать  системы "третьего поколения"  для получения широкополосного  доступа в интернет и к каналам  радиосвязи. Code Division Multiple Access 2000 является конечным стандартом при переходе от сетей IS-95 2G, через промежуточную технологию CDMA 2.5 и применяется в основном в Северной Америке и странах Азии. В настоящее время к таким сетям подключено более 300 млн. пользователей, большинство из которых используют 3G модем для выхода в интернет. 
UMTS, получившая распространение в странах Европы и России, разработана международной группой 3GPP, использует модернизированные сети GSM, поддерживает скорость передачи данных до 2048 Кбит/с и применяется в основном для передачи трафика на USB-модемы и PCMCIA-карты для ноутбуков. Общее количество пользователей связью по стандарту Universal Mobile Telecommunications System приближается к 200 млн. человек.  

4G  
Одним из самых современных и перспективных направлений развития сотовых сетей является использование стандарта 4G, который отличается очень высокой скоростью пакетной передачи данных и устойчивым телефонным соединением при голосовой связи. В зависимости от конкретных условий, передача данных осуществляется на скорости от 100 Мбит/с до гигабита, что соответствует характеристикам существующих проводных оптоволоконных сетей. 

Развитие  сетей нового поколения получило свое широкое развитие в таких  странах, как США, Япония, Китай и  Южная Корея. Многие страны, которые  до сих пор пользуются технологией 2G, отказываются от переоборудования своих  сетей под стандарты 3G и 3,5G, а сразу  переходят на использование протоколов 4G связи. Преимущества новых технологий очевидны - возможность просмотра  потокового видео и программ телевидения  высокой четкости, низкая стоимость  трафика и дешевые международные  звонки внутри абонентов сети. Из недостатков  сетей считается высокое энергопотребление  аппаратов, большая стоимость работ  и оборудования для перехода от 3G к 4G сетям и низкая активность инвесторов, которые скорее всего планируют  свои инвестиции в стандарт 5G. 

Сети 4G работают под управлением протокола IPv4-IPv6, а первый коммерческий запуск состоялся 14 декабря 2009 года. Телекоммуникационная компания TeliaSonera заявила о запуске сети в Швеции (Стокгольм и Осло), работающей по стандарту LTE. В нашей стране первый коммерческий запуск был осуществлен 30 августа 2010 года в Казани, а компания МТС запустила свою первую 4G сеть в Узбекистане. Оборудование для России поставляется китайской корпорацией Huawei Technologies, о которой ваш корреспондент уже неоднократно рассказывал в своих предыдущих статьях. 

  
Среди многообразия гаджетов, поддерживающих стандарт 4G и высокоскоростной интернет, хочу обратить ваше внимание на только что анонсированный смартфон Nokia с установленной операционной системой WP7. Это первый плод союза корпорации Microsoft и компании Nokia. 12 февраля 2011 года можно объявить "закатом" ОС Symbian.

Спасибо за внимание!