Основы инфокоммуникационных технологий

Федеральное агентство связи

 

Сибирский Государственный Университет  Телекоммуникаций и Информатики

 

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

 

Реферат

По дисциплине: Основы инфокоммуникационных технологий

                                  

 

 

 

 

Выполнил:

Группа:     

Вариант:     8    

    

Проверил:

 

 

 

Новосибирск, 201 г 
План

 

Введение

1. История создания
2. Эволюция мобильной телефонии
3. Oсновные подходы к внедрению систем подвижной связи 3-го поколения
4. Отличительные черты систем 3G
5. Революция или эволюция?
6. Применение
7. Третьему поколению быть?
8. Что же еще будет?

Заключение

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Связь – одна из наиболее динамично развивающихся отраслей инфраструктуры современного общества. Этому способствуют постоянный рост спроса на услуги и информацию, а также достижения научно-технического прогресса в области электроники, волоконной оптики и вычислительной техники.

В настоящее  время во многих странах ведется  интенсивное внедрение сотовых  сетей подвижной связи (СПС), сетей персонального радиовызова и систем спутниковой связи. Такие сети предназначены для передачи данных и обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью. Передача данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку, кроме телефонных, он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую информацию и многое другое. Увеличение объема информации требует сокращения времени ее передачи и получения. Поэтому наблюдается устойчивый рост производства мобильных средств радиосвязи (сотовых радиотелефонов, спутниковых пользовательских терминалов).

Сети подвижной  связи можно разделить на следующие  классы: сети сотовой подвижной связи (ССПС): сети транкинговой связи (СТС): сети персонального радиовызова (СПР); сети персональной спутниковой (мобильной) связи.

1. История создания 
   

Связь всегда имела  большое значение для человечества. Когда встречаются два человека, для общения им достаточно голоса, но при увеличении расстояния между  ними возникает потребность в  специальных инструментах. Когда в 1876 году Александр Грэхем Белл изобрел телефон, был сделан значительный шаг, позволивший общаться двум людям, однако для этого им необходимо было находиться рядом со стационарно установленным телефонным аппаратом! Более ста лет проводные линии были единственной возможностью организации телефонной связи для большинства людей. Системы радиосвязи, не зависящие от проводов для организации доступа к сети, были разработаны для специальных целей (например, армия, полиция, морской флот и замкнутые сети автомобильной радиосвязи), и, в конце концов, появились системы, позволившие людям общаться по телефону, используя радиосвязь. Эти системы предназначались главным образом для людей, ездивших на машинах, и стали известны как телефонные системы подвижной связи.

В начале 1980-х  годов во многих Европейских странах  начался быстрый рост телефонных систем подвижной связи первого  поколения (1G), основанных на аналоговой технологии. В каждой стране была разработана  собственная система, несовместимая  с остальными с точки зрения оборудования и функционирования. Это привело к тому, что возникла необходимость в создании общей европейской системы подвижной связи с высокой пропускной способностью и зоной покрытия всей европейской территории. Последнее означало, что одни и те же мобильные телефоны могли использоваться во всех Европейских странах, и что входящие вызовы должны были автоматически направляться в мобильный телефон независимо от местонахождения пользователя (автоматический роуминг). Кроме того, ожидалось, что единый Европейский рынок с общими стандартами приведет к удешевлению пользовательского оборудования и сетевых элементов независимо от производителя. И, наконец, использование современной цифровой технологии должно было привести к уменьшению габаритов портативных устройств и улучшению функциональных возможностей и качества.

В 1982 году CEPT (Европейская  конференция почтовых и телекоммуникационных ведомств) сформировала рабочую группу, названную специальной группой  по подвижной связи (GSM) для изучения и разработки пан-Европейской наземной системы подвижной связи общего применения - второе поколение систем сотовой телефонии (2G). Название рабочей группы GSM также стало использоваться в качестве названия системы подвижной связи. В 1989 году обязанности CEPT были переданы в ETSI (Европейский институт стандартов в телекоммуникации). Первоначально GSM предназначалась только для стран-членов ETSI. Однако многие другие страны также имеют реализованную систему GSM, например, Восточная Европа, Средний Восток, Азия, Африка, Тихоокеанский регион и Северная Америка (с производной от GSM, названной PCS1900). Название GSM теперь означает "глобальная система для подвижной связи", что соответствует ее сущности.

 

2. Эволюция мобильной телефонии

Таблица 1

 

1G	2G	3G
Аналоговая телефония Мобильность Базовые услуги Несовместимость	Цифровая телефония и передача сообщений Мобильность и роуминг Поддержка передачи данных Дополнительные услуги Полуглобальное решение	Широкополосная передача данных и передача речи по протоколу IP (VoIP) Мобильность и роуминг Сервисная концепция и модели Глобальное решение
c 1980	c 1990	c 2000

 

 

3. Oсновные подходы к внедрению систем подвижной связи

3-го  поколения

 

Что же такое 3G?

3G (от англ. third generation — третье поколение), технологии мобильной связи 3 поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугамисети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

В последние годы мобильная связь является самым быстроразвивающимся сектором телекоммуникационного рынка. За десятилетие тысячелетия количество абонентов сетей мобильной связи превысило число пользователей стационарной телефонной связи. Однако дальнейший рост числа абонентов систем мобильной связи напрямую связан с возможностями выполнения этими системами требований о предоставлении услуг с качеством и составом не хуже, чем в сетях фиксированной связи. На передний план выдвигаются сами услуги связи, а не телекоммуникационные технологии, как это имеет место в настоящее время. Поэтому при разработке мобильных систем третьего поколения (3G) основной задачей стало предоставление массовому потребителю средств и услуг персональной связи во всех областях бизнеса, обеспечения безопасности, образования, домашней жизни, развлечений и т.д. При этом эти услуги должны обеспечиваться в любом месте, в любое время и при помощи одного универсального терминала.

Как известно, большинство  эксплуатирующихся в настоящее  время систем мобильной связи  относятся к системам второго  поколения. Это цифровые системы  сотовой подвижной радиосвязи (GSM, D-AMPS, CDMA), профессиональные транкинговые системы (TETRA, APCO 25, Tetrapol, IDEN), системы беспроводного доступа (CT2, DECT, PHS), спутниковые системы (Inmarsat-M, ICO, Globalstar и др.). Широкое внедрение систем второго поколения обеспечило предоставление абонентам массовых услуг речевой связи и низкоскоростной передачи данных. Вместе с тем, в каждом из крупных регионов мира (Европа, Азия, Северная Америка) использовались свои подходы к созданию систем подвижной связи, что привело к несовместимости существующих систем мобильной связи друг с другом.

В настоящее  время в Международном союзе электросвязи (МСЭ) и органах стандартизации отдельных регионов мира (Европа, Северная Америка, Азиатско-Тихоокеанский регион) завершена работа по созданию стандартов систем сухопутной подвижной связи третьего поколения. Системы семейства IMT-2000 не просто усовершенствованные системы сотовой связи, а относятся к универсальным системам связи, объединяющим все виды сетей, включая спутниковые, макро-, микро- и пикосотовые сети наземной связи, а также системы радиодоступа. 

 

4. Отличительные черты систем 3G: 
 
- доступность услуг связи в любом месте и в любое время, "связь всегда и

  везде" (anywhere, anytime); 
- существенное увеличение номенклатуры услуг, в первую очередь, услуг

  мультимедиа и беспроводного доступа в internet; 
- мобильный доступ ко всем ресурсам единого общемирового

  информационного пространства, интеграция услуг сетей фиксированной и

  мобильной связи; 
- гибкий маркетинг, т.е. возможность комплектования набора услуг в

  зависимости от потребностей клиентов. 

Основными требованиями к системам мобильной связи третьего поколения, на основе которых строится их архитектура, являются необходимые  виды услуг, набор которых приближается к предоставляемому в сетях фиксированной связи (таблица 2), а также определенные значения скорости передачи информации для различных степеней мобильности абонента или скорости его движения и зон покрытия (таблица 3).

 
Таблица 2 

Вид услуги	Скорость  передачи, кбит/с	Средняя длительность сообщения, с	Режим работы	Услуги
Голосовая связь	4-32	60	Коммутация  каналов	Речь, голосовая  почта
Низкоскоростной  обмен данными	9,6-14,4	30	Коммутация  пакетов	Короткие сообщения, определение место-положения
Передача  коммутируемых  данных	До 64	156	Коммутация  каналов	Услуги сетей ISDN
Интерактивный обмен мультимедиа-данными	128-384	144	Коммутация  пакетов	Видеотелефонная связь, передача изображений
Асимметричная передача мультимедиа-данных	384-2048	14-53	Коммутация  пакетов	Работа с  сетями Internet

 

 

Таблица 3 

Степень мобильности абонента	Скорость  движения абонента	Зона  покрытия	Скорость  передачи информации
низкая	до 3 км/ч	локальная	до 2048 кбит/с
средняя	3-12 км/ч	локальная	до 384 кбит/с
высокая	до 120 км/ч	широкая	до 144 кбит/с
очень высокая	до 500 км/ч	глобальная	до 64 кбит/с

 

Как видно из таблиц, разработка систем третьего поколения  требует новых технических решений.

Прежде всего, необходима разработка новых радиоинтерфейсов, позволяющих передавать информацию со скоростью до 2048 кбит/с. Увеличение скорости передачи на радиоинтерфейсе влечет за собой расширение полосы частот радиоканала, требует выбора спектрально эффективных видов модуляции и радиодоступа. Актуальной в этих условиях становится проблема распределения спектра частот для систем 3G.

Во-вторых, повышение пропускной способности сетей связи должно быть обеспечено без значительных затрат на развитие и изменение действующих физических каналов связи. Наиболее прогрессивным решением этой проблемы является преимущественное использование коммутации пакетов в сетях 3G, а не коммутации каналов.

В-третьих, необходима разработка малогабаритных универсальных терминалов, способных работать в различных сетях мобильной связи третьего поколения и удовлетворять требованиям различных стандартов семейства 3G.

 

5. Революция или эволюция?

 

Как это обычно бывает, основным спорным вопросом внедрения перспективных технологий является не сама цель, а способ ее достижения. Так и в случае с мобильными системами 3G проявляется соперничество  двух стратегий перехода: революционной (W-стратегия) и эволюционной (N-стратегия).

Революционная стратегия предусматривает полную замену существующей инфраструктуры сетей связи и внедрение принципиально нового оборудования на основе широкополосных (Wideband) технологий. Эта стратегия характеризуется высоким коммерческим риском и необходимостью значительных капитальных затрат. При революционном варианте требуется новый частотный ресурс, который, в то же время, позволяет сразу обеспечить высокую пропускную способность сетей и новые услуги связи. Первоначально создание системы связи 3G идет по пути построения отдельных пилотных сетей с полным набором услуг.

Ускоренная эволюция действующих узкополосных (Narrowband) систем мобильной связи предполагает плавную замену оборудования в зависимости от спроса на определенные виды услуг. Такой подход позволяет последовательно модернизировать существующую инфраструктуру сетей связи, внедряя новые элементы и постепенно предоставляя новые услуги связи. Первоначально наращивание пропускной способности и предоставление новых услуг отрабатывается в рамках уже выделенного частотного ресурса. Эволюционная стратегия характеризуется меньшим коммерческим риском и снижением объемов капитальных затрат по сравнению с революционным вариантом развития.