Реферат: Электромагнитная совместимость сотовых сетей связи
Введение
Сеть GSM.
История появления сети.
На заре развития мобильной связи (абыло это не так давно — в начале восьмидесятых) Европа покрывалась аналоговымисетями самых разных стандартов — Скандинавия развивала свои системы,Великобритания свои. Сейчас уже сложно сказать, кто был инициаторомпоследовавшей очень скоро революции — «верхи» в виде производителейоборудования, вынужденные разрабатывать для каждой сети собственные устройства,или «низы» в качестве пользователей, недовольные ограниченной зонойдействия своего телефона. Так или иначе, в 1982 году Европейской Комиссией поТелекоммуникациям (CEPT) была создана специальная группа для разработкипринципиально новой, общеевропейской системы мобильной связи. Основнымитребованиями, предъявляемыми к новому стандарту, были: эффективноеиспользование частотного спектра, возможность автоматического роуминга,повышенное качество речи и защиты от несанкционированного доступа по сравнениюс предшествующими технологиями, а также, очевидно, совместимость с другимисуществующими системами связи (в том числе проводными) и тому подобное.
Плодом упорного трудамногих людей из разных стран стала представленная в 1990 году спецификацияобщеевропейской сети мобильной связи, названная Global System forMobile Communications или просто GSM. А дальше все замелькало, как вкалейдоскопе — первый оператор GSM принял абонентов в 1991 году, к началу 1994года сети, основанные на рассматриваемом стандарте, имели уже 1.3 миллионаподписчиков, а к концу 1995 их число увеличилось до 10 миллионов! Воистину,«GSM шагает по планете» — в настоящее время телефоны этого стандартаимеют около 200 миллионов человек, а GSM-сети можно найти по всему миру.
За рамками рассмотренияостанутся два очень важных вопроса: во-первых, частотно-временное разделениеканалов и, во-вторых, системы шифрования и защиты передаваемой речи.
Основные части системы GSM, их назначение ивзаимодействие друг с другом.
Начнем с самого сложного- рассмотрения скелета сети. При описании будем придерживаться принятых во всеммире англоязычных сокращений, конечно, давая при этом их русскую трактовку.
Взгляните на рис. 1:
<img src="/cache/referats/19144/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
Рис.1 Упрощенная архитектура сетиGSM.
Самая простая частьструктурной схемы — переносной телефон, состоит из двух частей: собственно«трубки» -МЕ (Mobile Equipment — мобильноеустройство) и смарт-карты SIM (Subscriber Identity Module — модуль идентификации абонента), получаемой при заключении контракта соператором. Как любой автомобиль снабжен уникальным номером кузова, так исотовый телефон имеет собственный номер — IMEI (InternationalMobile Equipment Identity — международный идентификатор мобильного устройства),который может передаваться сети по ее запросу, SIM, в своюочередь, содержит так называемый IMSI (International MobileSubscriber Identity — международный идентификационный номер подписчика). Думаю,разница между IMEI и IMSI ясна — IMEIсоответствует конкретному телефону, а IMSI — определенномуабоненту.
«Центральной нервнойсистемой» сети является NSS (Network and SwitchingSubsystem — подсистема сети и коммутации), а компонент, выполняющей функции«мозга» называется MSC (Mobile services SwitchingCenter — центр коммутации). Именно последний называют «коммутатор», атакже, при проблемах со связью, винят во всех смертных грехах. MSCв сети может быть и не один (в данном случае очень уместна аналогия смногопроцессорными компьютерными системами) — например, на момент написаниястатьи московский оператор Билайн внедрял второй коммутатор (производстваAlcatel). MSC занимается маршрутизацией вызовов, формированиемданных для биллинговой системы, управляет многими процедурами — проще сказать,что НЕ входит в обязанности коммутатора, чем перечислять все его функции.
Следующими по важностикомпонентами сети, также входящими в NSS, я бы назвал HLR(Home Location Register — реестр собственных абонентов) и VLR(Visitor Location Register — реестр перемещений). Обратите внимание на этичасти, в дальнейшем мы будем часто упоминать их. HLR, грубоговоря, представляет собой базу данных обо всех абонентах, заключивших срассматриваемой сетью контракт. В ней хранится информация о номерахпользователей (под номерами подразумеваются, во-первых, упоминавшийся выше IMSI,а во-вторых, так называемый MSISDN-Mobile Subscriber ISDN,т.е. телефонный номер в его обычном понимании), перечень доступных услуг имногое другое — далее по тексту часто будут описываться параметры, находящиесяв HLR.
В отличие от HLR,который в системе один, VLR`ов может быть и несколько — каждыйиз них контролирует свою часть сети. В VLR содержатся данныеоб абонентах, которые находятся на его и только его территории (причемобслуживаются не только свои подписчики, но и зарегистрированные в сетироумеры). Как только пользователь покидает зону действия какого-то VLR,информация о нем копируется в новый VLR, а из старогоудаляется. Фактически, между тем, что есть об абоненте в VLR ив HLR, очень много общего — посмотрите таблицы, где приведенперечень долгосрочных (табл.1) и временных (табл.2 и 3) данных об абонентах,хранящихся в этих реестрах. Еще раз обращаю внимание читателя на принципиальноеотличие HLR от VLR: в первом расположенаинформация обо всех подписчиках сети, независимо от их местоположения, а вовтором — данные только о тех, кто находится на подведомственной этому VLRтерритории. В HLR для каждого абонента постоянно присутствуетссылка на тот VLR, который с ним (абонентом) сейчас работает(при этом сам VLR может принадлежать чужой сети,расположенной, например, на другом конце Земли).
1.
Международный идентификационный номер подписчика (IMSI)
2.
Телефонный номер абонента в обычном смысле (MSISDN)
3.
Категория подвижной станции
4.
Ключ идентификации абонента (Ki)
5.
Виды обеспечения дополнительными услугами
6.
Индекс закрытой группы пользователей
7.
Код блокировки закрытой группы пользователей
8.
Состав основных вызовов, которые могут быть переданы
9.
Оповещение вызывающего абонента
10.
Идентификация номера вызываемого абонента
11.
График работы
12.
Оповещение вызываемого абонента
13.
Контроль сигнализации при соединении абонентов
14.
Характеристики закрытой группы пользователей
15.
Льготы закрытой группы пользователей
16.
Запрещенные исходящие вызовы в закрытой группе пользователей
17.
Максимальное количество абонентов
18.
Используемые пароли
19.
Класс приоритетного доступаТаблица 1. Полный состав долгосрочныхданных, хранимых в HLR и VLR.
1.
Параметры идентификации и шифрования
2.
Временный номер мобильного абонента (TMSI)
3.
Адрес реестра перемещения, в котором находится абонент (VLR)
4.
Зоны перемещения подвижной станции
5.
Номер соты при эстафетной передаче
6.
Регистрационный статус
7.
Таймер отсутствия ответа
8.
Состав используемых в данный момент паролей
9.
Активность связи
Таблица 2. Полный состав временныхданных, хранимых в HLR.
1.
Временный номер мобильного абонента (TMSI)
2.
Идентификаторы области расположения абонента (LAI)
3.
Указания по использованию основных служб
4.
Номер соты при эстафетной передаче
5.
Параметры идентификации и шифрования
Таблица 3. Полный состав временныхданных, хранимых в VLR.
NSSсодержит еще два компонента — AuC(Authentication Center — центр авторизации) и EIR (EquipmentIdentity Register — реестр идентификации оборудования). Первый блокиспользуется для процедур установления подлинности абонента, а второй, какследует из названия, отвечает за допуск к эксплуатации в сети толькоразрешенных сотовых телефонов. Подробно работа этих систем будет рассмотрена вследующем разделе, посвященном регистрации абонента в сети.
Исполнительной, если такможно выразиться, частью сотовой сети, является BSS (BaseStation Subsystem — подсистема базовых станций). Если продолжать аналогию счеловеческим организмом, то эту подсистему можно назвать конечностями тела. BSSсостоит из нескольких «рук» и «ног» — BSC(Base Station Controller — контроллер базовых станций), а также множества«пальцев» — BTS (Base Transceiver Station — базоваястанция). Базовые станции можно наблюдать повсюду, фактически это простоприемно-передающие устройства, содержащие от одного до шестнадцати излучателей.Каждый BSC контролирует целую группу BTS иотвечает за управление и распределение каналов, уровень мощности базовыхстанций и тому подобное. Обычно BSC в сети не один, а целоемножество (базовых станций же вообще сотни).
Управляется икоординируется работа сети с помощью OSS (Operating and SupportSubsystem — подсистемауправленияиподдержки). OSS состоит из всякого рода служб и систем,контролирующих работу и трафик.
Регистрация в сети.
При каждом включении телефона после выбора сетиначинается процедура регистрации. Рассмотрим наиболее общий случай — регистрацию не в домашней, а в чужой, так называемой гостевой, сети (будемпредполагать, что услуга роуминга абоненту разрешена).
Пусть сеть найдена. Позапросу сети телефон передает IMSI абонента. IMSIначинается с кода страны «приписки» его владельца, далее следуютцифры, определяющие домашнюю сеть, а уже потом — уникальный номер конкретногоподписчика. Например, начало IMSI 25099… соответствуетроссийскому оператору Билайн. (250-Россия, 99 — Билайн). По номеру IMSIVLR гостевой сети определяет домашнюю сеть и связывается с ее HLR.Последний передает всю необходимую информацию об абоненте в VLR,который сделал запрос, а у себя размещает ссылку на этот VLR,чтобы в случае необходимости знать, «где искать» абонента.
Очень интересен процессопределения подлинности абонента. При регистрации AuC домашнейсети генерирует 128-битовое случайное число — RAND, пересылаемое телефону.Внутри SIM с помощью ключа Ki (ключ идентификации- так же как и IMSI, он содержится в SIM) иалгоритма идентификации А3 вычисляется 32-битовый ответ — SRES(Signed RESult) по формуле SRES = Ki * RAND. Точно такие же вычисленияпроделываются одновременно и в AuC (по выбранному из HLRKi пользователя). Если SRES, вычисленный втелефоне, совпадет со SRES, рассчитанным AuC,то процесс авторизации считается успешным и абоненту присваивается TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity-временный номер мобильного абонента). TMSIслужит исключительно для повышения безопасности взаимодействия подписчика ссетью и может периодически меняться (в том числе при смене VLR).
Теоретически, прирегистрации должен передаваться и номер IMEI, но есть большиесомнения насчет того, что московские операторы отслеживают IMEIиспользуемых абонентами телефонов. Давайте будем рассматривать некую«идеальную» сеть, функционирующую так, как было задумано создателямиGSM. Так вот, при получении IMEI сетью, он направляется в EIR,где сравнивается с так называемыми «списками» номеров. Белый списоксодержит номера санкционированных к использованию телефонов, черный списоксостоит из IMEI, украденных или по какой-либо иной причине недопущенных к эксплуатации телефонов, и, наконец, серый список — «трубки» с проблемами, работа которых разрешается системой, но закоторыми ведется постоянное наблюдение.
После процедурыидентификации и взаимодействия гостевого VLR с домашним HLRзапускается счетчик времени, задающий момент перерегистрации в случаеотсутствия каких-либо сеансов связи. Обычно период обязательной регистрациисоставляет несколько часов. Перерегистрация необходима для того, чтобы сетьполучила подтверждение, что телефон по-прежнему находится в зоне ее действия.Дело в том, что в режиме ожидания «трубка» только отслеживает сигналы,передаваемые сетью, но сама ничего не излучает — процесс передачи начинаетсятолько в случае установления соединения, а также при значительных перемещенияхотносительно сети (ниже это будет рассмотрено подробно) — в таких случаяхтаймер, отсчитывающий время до следующей перерегистрации, запускается заново.Поэтому при «выпадении» телефона из сети (например, был отсоединенаккумулятор, или владелец аппарата зашел в метро, не выключив телефон) системаоб этом не узнает.
Все пользователислучайным образом разбиваются на 10 равноправных классов доступа (с номерами от0 до 9). Кроме того, существует несколько специальных классов с номерами с 11по 15 (разного рода аварийные и экстренные службы, служебный персонал сети).Информация о классе доступа хранится в SIM. Особый, 10 классдоступа, позволяет совершать экстренные звонки (по номеру 112), еслипользователь не принадлежит к какому-либо разрешенному классу, или вообще неимеет IMSI (SIM). В случае чрезвычайныхситуаций или перегрузки сети некоторым классам может быть на время закрытдоступ в сеть.
Территориальное деление сети и handover.
Как уже было сказано,сеть состоит из множества BTS — базовых станций (одна BTS — одна «сота», ячейка). Для упрощения функционирования системы иснижения служебного трафика, BTS объединяют в группы — домены,получившие название LA (Location Area — области расположения).Каждой LA соответствует свой код LAI (LocationArea Identity). Один VLR может контролировать несколько LA.И именно LAI помещается в VLR для заданияместоположения мобильного абонента. В случае необходимости именно всоответствующей LA (а не в отдельной соте, заметьте) будетпроизведен поиск абонента. При перемещении абонента из одной соты в другую впределах одной LA перерегистрация и изменение записей в VLR/HLRне производится, но стоит ему (абоненту) попасть на территорию другой LA,как начнется взаимодействие телефона с сетью. Каждому пользователю, наверное,не раз приходилось слышать периодические помехи в музыкальной системе своегоавтомобиля от находящегося в режиме ожидания телефона — зачастую это являетсяследствием проводимой перерегистрации при пересечении границ LA.При смене LA код старой области стирается из VLRи заменяется новым LAI, если же следующий LAконтролируется другим VLR, то произойдет смена VLRи обновление записи в HLR.
Вообще говоря, разбиение сети на LAдовольно непростая инженерная задача, решаемая при построении каждой сетииндивидуально. Слишком мелкие LA приведут к частымперерегистрациям телефонов и, как следствие, к возрастанию трафика разного родасервисных сигналов и более быстрой разрядке батарей мобильных телефонов. Еслиже сделать LA большими, то, в случае необходимости соединенияс абонентом, сигнал вызова придется подавать всем сотам, входящим в LA,что также ведет к неоправданному росту передачи служебной информации иперегрузке внутренних каналов сети.
Теперь рассмотрим оченькрасивый алгоритм так называемого handover`ра (такое названиеполучила смена используемого канала в процессе соединения). Во время разговорапо мобильному телефону вследствие ряда причин (удаление «трубки» отбазовой станции, многолучевая интерференция, перемещение абонента в зону такназываемой тени и т.п.) мощность (и качество) сигнала может ухудшиться. В этомслучае произойдет переключение на канал (может быть, другой BTS)с лучшим качеством сигнала без прерывания текущего соединения (добавлю — ни самабонент, ни его собеседник, как правило, не замечают произошедшего handover`а).Handover`ы принято разделять на четыре типа:
·<span Times New Roman"">
сменаканалов в пределах одной базовой станции·<span Times New Roman"">
сменаканала одной базовой станции на канал другой станции, но находящейся подпатронажем того же BSC.·<span Times New Roman"">
переключениеканалов между базовыми станциями, контролируемыми разными BSC,но одним MSC·<span Times New Roman"">
переключениеканалов между базовыми станциями, за которые отвечают не только разные BSC,но и MSC.В общем случае, проведение handover`а- задача MSC. Но в двух первых случаях, называемых внутреннимиhandover`ами, чтобы снизить нагрузку на коммутатор и служебныелинии связи, процесс смены каналов управляется BSC, а MSCлишь информируется о происшедшем.
Во время разговорамобильный телефон постоянно контролирует уровень сигнала от соседних BTS(список каналов (до 16), за которыми необходимо вести наблюдение, задаетсябазовой станцией). На основании этих измерений выбираются шесть лучшихкандидатов, данные о которых постоянно (не реже раза в секунду) передаются BSCи MSC для организации возможного переключения. Существуют двеосновные схемы handover`а:
·<span Times New Roman"">
«Режимнаименьших переключений» (Minimum acceptable performance). В этом случае,при ухудшении качества связи мобильный телефон повышает мощность своегопередатчика до тех пор, пока это возможно. Если же, несмотря на повышениеуровня сигнала, связь не улучшается (или мощность достигла максимума), топроисходит handover.·<span Times New Roman"">
«Энергосберегающийрежим» (Power budget). При этом мощность передатчика мобильного телефонаостается неизменной, а в случае ухудшения качества меняется канал связи (handover).Интересно, что инициировать сменуканалов может не только мобильный телефон, но и MSC, например,для лучшего распределения трафика.
Маршрутизация вызовов.
Поговорим теперь, какимобразом происходит маршрутизация входящих вызовов мобильного телефона. Как ираньше, будем рассматривать наиболее общий случай, когда абонент находится взоне действия гостевой сети, регистрация прошла успешно, а телефон находится врежиме ожидания.
При поступлении запроса(рис.2) на соединение от проводной телефонной (или другой сотовой) системы на MSCдомашней сети (вызов «находит» нужный коммутатор по набранному номерумобильного абонента MSISDN, который содержит код страны исети).
PRIVATE«TYPE=PICT;ALT=»<img src="/cache/referats/19144/image003.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">
Рис.2 Взаимодействие основных блоковсети при поступлении входящего вызова.
MSCпересылает в HLRномер (MSISDN) абонента. HLR, в свою очередь,обращается с запросом к VLR гостевой сети, в которой находитсяабонент. VLR выделяет один из имеющихся в ее распоряжении MSRN(Mobile Station Roaming Number — номер «блуждающей» мобильнойстанции). Идеология назначения MSRN очень напоминаетдинамическое присвоение адресов IP при коммутируемом доступе в Интернет черезмодем. HLR домашней сети получает от VLRприсвоенный абоненту MSRN и, сопроводив его IMSIпользователя, передает коммутатору домашней сети. Заключительной стадиейустановления соединения является направление вызова, сопровождаемого IMSIи MSRN, коммутатору гостевой сети, который формируетспециальный сигнал, передаваемый по PAGCH (PAGer CHannel — канал вызова) по всей LA, где находится абонент.
Маршрутизация исходящихвызовов не представляет с идеологической точки зрения ничего нового иинтересного. Приведу лишь некоторые из диагностических сигналов (таблица 4),свидетельствующие о невозможности установить соединение и которые пользовательможет получить в ответ на попытку установления соединения.
Тип ошибки
Частота
Тип сигнала
Номер абонента занят
425±15 Гц
500мс гудок, 500 мс пауза
Перегрузка сети
425±15 Гц
200мс гудок, 200 мс пауза
Общая ошибка
950±50Гц 1400±50Гц 1800±50Гц
Тройной гудок (длительность каждой части 330 мс), 1 с пауза
Таблица 4. Основные диагностические сигналы об ошибкепри установлении соединения.
Перспективы GSM
Конечно, в мире нетничего идеального. Рассмотренные выше сотовые системы GSM не исключение.Ограниченное число каналов создает проблемы в деловых центрах мегаполисов (а впоследнее время, ознаменованное бурным ростом абонентской базы, и на ихокраинах) — чтобы позвонить, часто приходится ждать уменьшения нагрузкисистемы. Малая, по современным меркам, скорость передачи данных (9600 бит/с) непозволяет пересылать объемные файлы, не говоря о видеоматериалах. Да ироуминговые возможности не так уж безграничны — Америка и Япония развиваютсвои, несовместимые с GSM, цифровые системы беспроводной связи.
Конечно, рано говорить,что дни GSM сочтены, но нельзя и не замечать появления на горизонте такназываемых 3G-систем, олицетворяющих начало новой эры вразвитии сотовой телефонии и лишенных перечисленных недостатков. Как хочетсязаглянуть на несколько лет вперед и посмотреть, какие возможности получим всемы от новых технологий! Впрочем, ждать осталось не так долго — началокоммерческой эксплуатации первой сети третьего было положено 2001 года… А вот какаясудьба уготована новым системам — взрывообразный рост, как GSM, или разорение иуничтожение, как Iridium, покажет время…
Сеть CDMA — CodeDivision Multiplie Access (Множественный доступ с кодовым разделением)
Группа стандартов CDMA кореннымобразом отличается от своих собратьев по сотовой телефонии и эти стандарты поправу считаются стандартами 2.5 поколения. Если FDMA (NMT, AMPS, NAMPS) и егопродолжение — TDMA (GSM, DAMPS) используют набор частотных диапазонов сразделением каждого канала на временные интервалы (для TDMA) для множественногодоступа абонетов к услугам сотовой сети, то в CDMA всё по-другому.
CDMA используеттехнологию Direct Sequence (Pseudo Noise) Spread Spectrum (прямаяпоследовательность (псевдошум) с широким спектром). Основа DSSS — использованиешумоподобной несущей, и гораздо более широкой полосы, чем необходимо дляобычных способов модуляции. Хотя DSSS была изобретена ещё в 1940-е,коммерческое применение началось только в 1995 году. Причиной тому — отсутствиетехнологий позволяющих создавать малогабаритные приёмопередатчики использующиеDSSS.
Кратко о CDMA.
Представьте себеузкополосный сигнал промодулированный неким потоком данных со скоростью,например 9600 bps. Пусть есть уникальная, повторяющаяся, псевдослучайнаяцифровая последовательность со значительно большей скоростью, скажем 1.25 Mbps.Если менять фазу узкополосного сигнала в соответствии с псевдослучайнойпоследовательностью, то мы получим шумоподобный сигнал с широким спектром,содержащий в себе информацию. Если рассмотреть, что происходит с точки зрениячастоты — то получится что информационный сигнал «расплылся» (spread)по спектру шумоподобного сигнала (pseudonoise). Теперь осталось выдать этотширокополосный сигнал в эфир.
На пути от передатчика кприёмнику к сигналу добавятся помехи и сигналы других передатчиков. Принятый идемодулированный сигнал перемножим с точной копией шумоподобного сигнала,который использовался для модуляции (здесь необходима очень высокая степеньсинхронизации приёмника и передатчика) и получим узкополосную составляющую свысокой энергией на единицу частоты — переданный поток данных. Так как помехи исигналы от других передатчиков не совпадают с использованным шумоподобнымсигналом, то после перемножения они ещё больше расползутся по спектру и ихэнергия на единицу частоты уменьшится.
Таким образом, используяразные псевдослучайные последовательности (коды) можно организовать нескольконезависимых каналов передачи данных в одной и той же полосе частот.
Нужно сказать чтовышеприведенное описание технологии DSSS сильно упрощено, хотя, надеюсь, даётпредставление о том, как это всё работает.
Преимущества CDMA.
В системах с частотнымразделением каналов (как в FDMA, так и в TDMA) существует проблема такназываемого «многократного использования» (reuse) частотных каналов.Чтобы не мешать друг другу, соседние базовые станции должны использовать разныеканалы. Таким образом, если у БС 6 соседей (наиболее часто рассматриваемыйслучай, при этом зону каждой БС можно представить как шестиугольник, а всё вместевыглядит как пчелиные соты) то количество каналов, которые может использоватьэта БС в семь раз меньше чем общее количество каналов в отведённом для сетидиапазоне. Это приводит к уменьшению ёмкости сети и необходимости увеличиватьплотность установки БС в густонаселённых районах. Для CDMA такой проблемывообще нет. Все БС работают на одном и том же канале. Таким образом, частотныйресурс используется более полно. Ёмкость CDMA сети обычно в несколько раз выше,чем TDMA, и на порядок выше чем FDMA сетей.
Для того, чтобы телефонынаходящиеся близко к БС не забивали своим сигналом более отдалённых абонентов,в CDMA предусмотрена плавная регулировка мощности, что приводит к значительномусокращению энергопотребления телефона вблизи БС и, соответственно, увеличениювремени работы телефона без подзарядки.
Одной из приятныхособенностей CDMA сетей является возможность «мягкого» перехода отодной БС к другой (soft handoff). При этом, возможна ситуация когда одногоабонента «ведут» сразу несколько БС. Абонент просто не заметит, чтоего «передали» другой БС. Естественно, чтобы такое стало возможным,необходима прецизионная синхронизация БС. В коммерческих системах этодостигается использованием сигналов времени от GPS (Global Positioning System)американской спутниковой системы определения координат.
CDMA это практическиполностью цифровой стандарт. Обычно все преобразования информационного сигналапроисходят в цифровой форме, и только радиочасть аппарата является аналоговой,причём гораздо более простой, чем для других групп стандартов. Это позволяетпрактически весь телефон выполнить в виде одной микросхемы с большой степеньюинтеграции, тем самым значительно снизив стоимость телефона.
Цифровая сущность CDMAвесьма располагает к использованию этой технологии для безпроводной передачиданных. В рассмотренном выше примере мы задали не очень высокую скорость,однако существующие реализации CDMA позволяют многократно увеличивать скоростьпередачи данных, правда за счет сокращения ёмкости сети.
Стандарты CDMA используютболее современный кодек для оцифровки речи, что субъективно повышает качествопередачи аналогового сигнала по сравнению с действующими TDMA стандартами.
Из минусов CDMA можноотметить необходимость использования достаточно широкой и неразрывной полосы,что не всегда возможно в современной обстановке дефицита частотного ресурса ибольшую сложность реализации данной технологии в «железе»
Перспективы CDMA
В мире, развитие CDMAидет нарастающими темпами. Наибольшее распространение получили стандарты IS-95( 800 MHz ) и CDMA PCS ( 1900 MHz ). На май 2000г в 43 странах использующихCDMA насчитывалось более 57 миллионов абонентов, причём с мая 1999 количествопользователей удвоилось. Исторически сложилось так, что CDMA наиболеераспространён в Северной и Южной Америке и Юго-Восточной Азии. С принятиемКитаем CDMA как федерального стандарта сомнений в том, что этот стандарт станетосновным на нашей планете, практически не осталось.
Cтандарты CDMA изначальновключали в себя функцию передачи данных и на сегодня, почти все современныеCDMA телефоны способны предоставлять пользователю 14.4 Kbps цифровой канал. Асама сеть использует IP протокол для передачи данных. Таким образом, CDMA ужесейчас полностью Internet-совместима. Нет проблем и с более высокимискоростями. Некоторые операторы CDMA в US уже предоставляют услуги передачиданных со скоростями до 144 Kbps. Кроме того, система используемая этимиоператорами позволяет динамически изменять пропускную способность канала взависимости от активности клиента и загрузки сети, тем самым оптимизируяиспользование ресурсов сети. По заявлениям CDMA Development Group уже сейчасдостижима скорость 300 Kbps, что вплотную приближает существующие CDMAстандарты к 3-му поколению.
У CDMA гораздо меньшепроблем с переходом к 3-му поколению по сравнению с TDMA системами. TIA/EIA(Telecommunication Industry Association / Electronic Industries Alliance)предолжила группу стандартов cdma2000 (IS-2000) которые являются развитием нынедействующего IS-95. Основные отличия cdma2000 от своего предшественника — большее количество диапазонов для использования в организации мобильной связи иувеличение скорости передачи данных до 1Mbps на физическом уровне. Такжедобавлены новые протоколы для обеспечения всевозможных сервисов. Особо следуетподчеркнуть требование стандарта об обратной совместимости с IS-95. Всемобильные станции cdma2000 должны работать в сетях IS-95, и соответственно всебазовые станции cdma2000 должны обслуживать мобильные станции IS-95. Болеетого, имеется требование обеспечения handoff'а (перехода от одной соты кдругой) между cdma2000 и IS-95. Таким образом, возможна незаметная дляпользователя миграция сети от IS-95 к cdma2000. Также примечателен факт, чтостандартом предусмотрено использование некоторых диапазонов используемых нынестарыми аналоговыми стандартами (например Band Class 5 (NMT-450)) что даётвозможность операторам этих стандартов перейти от 1-го поколения сразу к 3-ему,постепенно отдавая участки своего диапазона под cdma2000, по мере увеличенияколичества абонентов пользующихся новым оборудованием. Однако даже в cdma2000сохранена возможность работы мобильных и базовых станций в аналоговом режиме.Этот режим практически идентичен стандарту AMPS c A-Key идентификацией ипредназначен для обеспечения связи там, где использование цифрового режима потем или иным причинам невозможно.
CDMA2000 былпринят в группу IMT-2000, которая определяет глобальное виденье организациейITU (International Telecommunication Union) систем 3-го поколения, в качествеодного из основных радиоинтерфейсов, что позволяет предполагать его дальнейшеераспространение. Причём из-за преимуществ перед TDMA технологиями ( стандартUWC-136 также предлагается в качестве одного из возможных радиоинтерфейсов вIMT-2000 ) вполне возможно распространение CDMA и в Европе, которая на данныймомент является вотчиной TDMA стандарта GSM.
CDMA в России
В России у CDMA тяжелаясудьба. На мой взгляд есть несколько причин, по которым CDMA всячески «непущают» на отечественный «рынок» сотовой телефонии.
Первая — вытекает из основнойособенности CDMA — у каждого абонента свой код, который не может бытьиспользован другими, независимо от того, разговаривает ли абонент, находится врежиме ожидания звонка или вообще выключил телефон. Поэтому, повременная оплатавообще не имеет смысла. «Unlimited» напрашивается сам собой. Причём,при достаточно большой абонентской базе она может быть весьма низкой. Даже вроссийских условиях это прямая конкуренция проводным (!!!!) линиям связи, неговоря уже о сотовых операторах. Вот и одна из причин по которым CDMAнежелателен для нашего государства и его монополий.
Вторая — высокий уровеньконфиденциальности CDMA. Подслушать из эфира разговор можно, но стоимость исложность оборудования способного на такое значительно выше чем для другихстандартов. Причем дело усугубляется тем, что при незначительном удалении от БСмощность излучаемая телефоном крайне низка, поэтому подслушивающий долженнаходится в непосредственной близости от объекта наблюдения, а при значительномудалении от БС вообще не понятно через какую БС работает телефон. И последнийудар по спецслужбам — БС могут не пользоваться проводными каналами связи дляпередачи сигнала от одной БС к другой, а передавать траффик по эфиру. Всё этотоже сильно не нравится государству.
И третья причина, вернее,повод для запрета CDMA — для синхронизации БС используются сигналы GPS, которуютак не любит наше правительство. Шпионы ведь кругом… А без GPS возникаютпроблемы с мобильностью — чтобы обеспечить «soft handoff» нужна синхронностьБС. Я ещё могу понять что американский GPS не стоит использовать встратегических целях — потенциальный противник, как никак. Но гражданские-тосредства связи тут причём? Тем более коммерческие.
Заявление г-на Реймана отом, что частотный диапазон используемый CDMA подлежит изъятию под нуждыцифрового телевидения — просто лапша на уши для населения. Централизованногоцифрового телевидения ещё нет. И вряд ли появится, тем более в этом диапазоне,ибо спутниковые системы уже давно доказали преимущества тарелочек передтелебашнями. И даже если безумные деятели всё-таки соберуться делать этоцифровое телевидение — что мешает отвести под него другой диапазон?
Вот так коммерческие интересымонополий,