В ім'я «пропедевтики без кровопролиття» повернуся трошки в історію і розповім про те, які покоління стандартів стільникового зв'язку відомі зараз науці. Ті ж з вас, хто вже знайомий з цим питанням, можуть відразу перейти до наступного розділу, присвяченого безпосередньо технології EDGE. Так, стандарти першого покоління стільникового зв'язку (1G), NMT-450 (розроблений в 1978, упроваджений в експлуатацію в 1981 році) і AMPS (упроваджений в 1983 році), були аналоговими: низькочастотний голос людини передавався на високочастотній несучій (~450 Мгц в разі NMT і 820-890 Мгц в разі AMPS) із застосуванням схеми амплітудно-частотної модуляції. Для того, щоб забезпечити зв'язок одночасно декількох чоловік, в стандарті AMPS, наприклад, частотні діапазони розбивалися на канали шириною 30 кГц — такий підхід отримав назву FDMA (Frequency Division Multiple Access). Стандарти першого покоління створювалися для забезпечення виключно голосового зв'язку. Стандарти другого покоління (2G), такі як GSM (global system for mobile communications) і CDMA (Code Division Mutiple Access), принесли з собою відразу декілька нововведень. Окрім частотного розділення каналів зв'язку FDMA, голос людини тепер проходив оцифрування (кодування), тобто, по каналу зв'язку, як і в 1G-стандарті, передавалася модульована несуча частота, але вже не аналоговим сигналом, а цифровим кодом. У цьому — загальна риса всіх стандартів другого покоління. Розрізняються вони методами «ущільнення» або розділення каналів: у GSM використовується підхід з тимчасовим ущільненням TDMA (Time Division Multiple Access), а в CDMA — кодове розділення каналів зв'язку (Code Division Mutiple Access), через що цей стандарт так і називається. Стандарти другого покоління також створювалися для забезпечення голосового зв'язку, але через їх «цифрову природу» і у зв'язку з виникненням в ході поширення Глобальної Павутини необхідності забезпечити доступ в Інтернет по мобільному телефону, надавали можливість передачі цифрових даних по мобільному телефону, як по звичайному дротяному модему. Спочатку, стандарти другого покоління не забезпечували високої пропускної спроможності: GSM міг надати лише 9600 біт/с (рівно стільки потрібно для забезпечення голосового зв'язку в одному «ущільненому» за допомогою TDMA каналі), CDMA — декілька десятків Кбіт/с. У стандартах третього покоління (3G), головною вимогою до яких, згідно специфікацій Міжнародного Телекомунікаційного Союзу (ITU) IMT-2000, потрібно забезпечити відеозв'язок хоча б в дозволі QVGA (320х240), необхідно було досягти пропускної спроможності передачі цифрових даних не менше 384 Кбіт/с. Для вирішення цього завдання використовуються смуги частот збільшеної ширини (W-CDMA, Wideband CDMA) або більша кількість задіяних одночасно частотних каналів (CDMA2000). До речі, спочатку стандарт CDMA2000 не міг забезпечити необхідної пропускної спроможності (надаючи всього 153 Кбіт/с), проте з введенням нових модуляційних схем і технологій мультиплексування з використанням ортогональних несучих в «надбудовах» 1х RTT і EV-DO, поріг в 384 Кбіт/с був успішно здоланий. А така технологія передачі даних, як CDMA2000 1x EV-DV так і зовсім повинна буде забезпечити пропускну спроможність до 2 Мбіт/с, тоді як розробляється і просувається зараз в мережах W-CDMA технологія HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) — до 14,4 Мбіт/с. Крім того, в Японії, Південній Кореї і Китаї зараз ведуться роботи над стандартами наступного, четвертого покоління, які зможуть, в перспективі, забезпечувати швидкість передачі і прийому цифрових даних понад 20 Мбіт/с, ставши, таким чином, альтернативою дротяних широкосмугових мереж. Проте, не дивлячись на всі перспективи, які обіцяють мережі третього покоління, перейти на них хочуть далеко не всі. Причин тому багато: це і дорожнеча телефонних апаратів, викликана необхідністю повернути вкладені в дослідження і розробки кошти; і дорожнеча ефірного часу, пов'язана з високою вартістю ліцензій на частотні діапазони і необхідністю переходу на несумісне з існуючою інфраструктурою устаткування; і малий час автономної роботи із-за надмірно високого (в порівнянні з апаратами другого покоління) навантаження при передачі великих об'ємів даних. Одночасно з цим, стандарт другого покоління GSM в силу закладеної в ньому ще на початку можливості глобального роумінгу і меншої вартості апаратів і ефірного часу (тут політика ліцензування головного постачальника CDMA-технологій, компанії Qualcomm, зіграла з нею злий жарт), набув глобального поширення, і вже торік число абонентів GSM перевищувало 1 млрд. чоловік. Не скористатися ситуацією було б неправильно як з точки зору операторів, яким хотілося б збільшити середню виручку з одного абонента (ARPU), і забезпечити надання сервісів, конкурентоздатних з сервісами 3G-мереж, так і з боку користувачів, яким хотілося б мати мобільний доступ в Інтернет. Те ж, що сталося з цим стандартом надалі, цілком можна назвати невеликим дивом: був придуманий еволюційний підхід, кінцевою метою якого було перетворити GSM на стандарт третього покоління, сумісний з UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Строго кажучи, мобільний доступ в Інтернет був доступний давно: технологія CSD (Circuit-Switched Data) дозволяла здійснювати модемне з'єднання на швидкості 9600 бит/с, але, по-перше, це було незручно із-за малої швидкості, а по-друге — із-за щохвилинної тарифікації. Тому спочатку була придумана і упроваджена технологія передачі даних GPRS (General Packet Radio Service), що ознаменувала початок переходу до пакетного підходу, а потім — технологія EDGE. До речі, є ще альтернативна GPRS технологія HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data), але вона менш поширена, оскільки теж має на увазі щохвилинну тарифікацію, тоді як в GPRS враховується трафік — пересилка пакетів. У цьому — головна різниця між GPRS і різними технологіями на базі CSD-підходу: у першому випадку абонентський термінал пересилає в ефір пакети, які йдуть довільними каналами до адресата, в другому — між терміналом і базовою станцією (що працює як маршрутизатор) встановлюється з'єднання типа крапка-крапка з використанням стандартного або розширеного каналу зв'язку. Стандарт GSM з технологією GPRS займає проміжне положення між другим і третім поколіннями зв'язку, тому незрідка називається другим з половиною поколінням (2,5G). Називається він так ще і тому, що GPRS знаменує собою половину шляху GSM/GPRS-мереж до сумісності з UMTS. Технологія EDGE, як неважко здогадатися з її назви (яку можна перевести як «покращення швидкості передачі даних для еволюції GSM-стандарту») грає відразу дві ролі: по-перше, забезпечує вищу пропускну спроможність для передачі і прийому даних, а по-друге, служить ще одним кроком на дорозі від GSM до UMTS. Перший крок — впровадження GPRS, вже зроблений. Не за горами і другий крок — впровадження EDGE вже почалося в світі і в нашій країні.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Еволюція стандартів стільникового зв'язку» з дисципліни «Мобільний інтернет та телекомунікації»
