IMT-2000 - aneb cesta k sítím 3.Generace - 1. DÍL

Jaké jsou hlavní přínosy sítí třetí generace nám představuje tento článek. Sítě třetí generace jsou další zastávkou ve vývoji mobilních komunikací. O tom, že tato zastávka není v nedohlednu píše autor článku...

Po přečtení této dvojice článků  byste se měli dozvědět, že nás za pár let čeká v oblasti telekomunikací něco VELKÉHO :) Měli byste se totiž obecně seznámit s hlavními rysy a možnostmi sítí 3. Generace. Shrneme si zde dění kolem sítí 3G, uvedeme si možné cesty vývoje směrem k sítím 3G, stručně popíšeme radiová rozhraní systémů UMTS a IMT-2000. 

Budeme-li hovořit o přechodu od 2G ke 3G budeme vycházet z faktu, že v našich podmínkách je nejrozšířenější systém GSM a proto většina údajů, nebude-li jinak uvedeno, se vztahuje právě k tomuto systému. 

Úvod 

V současnosti denně přibývá do telekomunikačních sítí s největší pravděpodobností více bezdrátových než pevných připojení. S rapidním růstem mobilních sítí po celém světě a s přibývajícím využíváním těchto technologií, přesáhne celkový počet bezdrátových telefonů hodnotu 1 miliardy uživatelů pravděpodobně už začátkem 21. století a tím převýší celkový počet pevných připojení.

obrázek 1 - růst pevných, mobilních a internetových přípojek 

Na dalším obrázku je znázorněn samotný vývoj mobilních telekomunikací: 

obrázek 2 - odhad vývoje mobilního trhu 

Podle předchozích obrázků si můžeme odvodit, že bezdrátový přístup se v oblasti osobních komunikací rychle stává preferovanějším výběrem, nová pevná přípojka se bude stále více stávat vyjímkou než běžným jevem, použití bude nacházet třeba jako širokopásmový přístup pro přenosy velkých objemů dat. 

Proč sítě 3G ? 

Rychlý vývoj buňkových radiotelefonních systémů s různými a nekompatibilními standardy, frekvenčními pásmy a zpočátku i absencí malých ručních terminálů přiměl mezinárodní telekomunikační unii ITU (International Telecommunication Union) ke spolupráci při vývoji standardů pro budoucí systémy. 

V různých částech světa jsou standardizovány různé druhy mobilních telekomunikačních systémů, často označované jako tzv. systémy 1. nebo 2. Generace. Patří sem například různé druhy pagingu, bezšňůrové telefony, buňkové telefony, mobilní datové a satelitní systémy. Pocestuje-li třeba do Spojených států, Japonska, Číny nebo Jižní Ameriky a vezmete si přitom sebou svůj GSM telefon, je velká pravděpodobnost, že se s ním ne vždy dovoláte. Buď proto, že zde není GSM technologie vůbec zavedena a nebo proto, že se nacházíte jen v pokrytí jiných druhů sítí (iDEN, PDC atd.) 

Další nevýhodou současných mobilních 2G sítí je jejich "pomalost", přesněji jejich neschopnost poskytnout rozumně rychlé bitové rychlosti při datových přenosech. 
Například sítě GSM byly navrhovány na datové přenosy o rychlosti 9,6kb/s a to je dnes stále pro větší počet uživatelů nedostačující. Různými triky ve snižování zabezpečovacích bitů je možné se dostat na 14,4 kb/s na jednom logickém kanálu, sdružováním timeslotů u HSCSD na n x 14,4 kb/s (v současnosti maximálně 3 timesloty k směrem vám a jeden od vás nebo "2+2") nebo zavedením paketových přenosů GPRS, kde se lze dostat až na teoretických 115,2 kb/s (reálně s prototypy telefonů Panasonic zatím max. 56 kb/s v obou směrech). 

Rozumné bitové rychlosti přinese až technologie označovaná zkratkou EDGE ve které bude použit jiný druh modulace

Je tedy na čase, aby došlo co nejdříve k sjednocení těchto systémů do jediné robustní a dostatečně výkonné infrastruktury schopné vyhovět vzrůstajícím požadavkům uživatelů. Sítě které splňují tyto požadavky se označují jako sítě třetí generace - 3G. 

Od 2G k 3G

 Na následujícím obrázku je naznačeny dosud známé stupně zdokonalování systému GSM směřující multimediálním systémům 3G 

obrázek 3 - zdokonalování systému GSM 

První zkratkou u které se zastavíme je CAMEL. CAMEL (Customized Application for Mobile Enhancement Logic) je vylepšením systému GSM využívající služeb tzv. inteligentních sítí IN (Intelligent Network). Díky tomuto řešení bude mít uživatel po přihlášení do jiné sítě (roamingu) přístup ke stejným službám jako ve své domovské síti - bude se neustále nacházet v jakémsi "virtuálním domovském prostředí ".

O technologiích HSCSD a GPRS, které pomyslně řadí mobilní sítě do tzv. 2,5 generace se rozepisovat nebudeme, na Mobil serveru jste se s nimi už mohli seznámit. Podobně je to i s technologií EDGE. 

Na dalším obrázku jsou naznačeny různé možnosti vývoje sítí 2G --> 3G pro systémy GSM

 
obrázek 4 - vývojové cesty GSM k 3G 

(PPS - pozemní pohyblivá služba) 

UMTS - evropsko-asijský standard pro systémy 3G 

Další zkratkou v obrázku 1 je UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systém) UMTS je systém 3G vyvíjený v rámci IMT-2000. Z hlediska standardizace je UMTS evropskou záležitostí pod vedením řadu ETSI. K volbě tohoto standardu se mimo Evropy připojili i Čína, Japonsko a Korea (Jižní ;-) Kmitočtové spektrum a radiová rozhraní pro UMTS jsou znázorněna na následujícím obrázku. 

obrázek 5 - spektrum a radiové rozhraní UMTS 

Podkladem pro obr.5 je výsledek jednání ETSI skupiny SMG z konce ledna 1998, na kterém padlo po obtížných diskusích rozhodnutí v otázce radiového rozhraní pro UMTS. 

Pro nepárová pásma (časově dělený duplex TDD) byla pro UMTS vybrána technologie TD-CDMA, která je vhodná pro asymetrické vysokorychlostní datové přenosy, pokrytí hlavně uvnitř budov. 

Pro párová pásma (s frekvenčním duplexem FDD) byla vybrána pro UMTS technologie W-CDMA, která je zase vhodnější pro velkoplošné pokrytí a symetrické středně rychlé datové služby, ale je mnohem náročnější na regulaci výkonu na straně mobilního telefonu i BTSky. 

Tyto dvě technologie dohromady tvoří společné rádiové rozhraní označované zkratkou UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) 

pásmo rozsah celkem
pásmo 1 1885 - 1900 MHz 15 MHz
pásmo 2 1900 - 1920 MHz 20 MHz
pásmo 3 1920 - 1980 MHz 60 MHz
pásmo 4 1980 - 2010 MHz 30 MHz
pásmo 5 2010 - 2025 MHz 15 MHz
pásmo 6 2110 - 2170 MHz 60 MHz
pásmo 7 2170 - 2200 MHz 30 MHz

tabulka 1 - kmitočty pro UMTS  

  • Rozhraní UTRA je součástí radiových rozhraní systému IMT-2000 (viz dále obr.6), 
  • Rozhraní UTRA je vyvíjeno jako pružný standard plně vyhovující požadavkům IMT-2000 
  • Rozhraní UTRA je zpětně kompatibilní s GSM

Základní parametry rozhraní UTRA 

Režim FDD - WB-CDMA

Metoda mnohonásobného přístupu DS-CDMA 
Duplex  FDD
Čipová rychlost 4,096 Mč/s
Odstup nosných vln 200kHz 
 5 MHz inter-operator spacing 4,4 MHz intra-operator spacing  
Délka rámce 10ms (16 timeslotů x 625 us) 
datové rychlosti  8kb/s -->384 kb/s--> 2Mb/s

      Režim TDD - TD-CDMA 

Metoda mnohonásobného přístupu TD-CDMA 
Duplex  TDD
Čipová rychlost 4,096 Mč/s
Odstup nosných vln

200kHz 
 5 MHz inter-operator spacing
    4,4 MHz intra-operator spacing  

Délka rámce 10ms (16 timeslotů x 625 us) 
datové rychlosti   8kb/s -->384 kb/s--> 2Mb/s

 

Konec 1. části .....................pokračování zítra.

Ve druhém závěrečném dílu si stručně popíšeme celosvětový standard IMT-2000, zmíníme se o rádiových rozhraních  které zvítězily ve výběru pro IMT-2000 a též se ukážeme prototyp terminálu pro IMT-2000 od firmy NEC


Zdroje informací:
www.itu.int/imt - ITU
www.umts-forum.org - UMTS Forum
Nové rádiové systémy - sborník přednášek Pardubice1999

Autor:
  • Nejčtenější

V květnu se zřejmě vrátí ikonická Nokia 3210, kdysi to byl přelomový model

24. března 2024  8:01

Současný vlastník značky Nokia na poli mobilních telefonů, firma HMD (Human Mobile Devices –...

Banka spustila mobilní datové balíčky. Funguje to i zákazníkům z Česka

26. března 2024  12:06

Virtuální banka Revolut spouští virtuálního celosvětového operátora. Zákazníci si mohou kupovat...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Trvalo to. Nový nejlepší fotomobil světa konečně koupíte i v Česku

26. března 2024  7:02

Konečně nastává situace, že nejlepší fotomobil v žebříčku DxO Mark je dostupný i na našem trhu....

Pochlubili se, že se pochlubí. Značky ze sebe dělají slibotechny

25. března 2024  7:02

Jedním z trochu nečekaných trendů veletrhu MWC v Barceloně se stala oznámení o tom, že firmy nějaké...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Smartphonům od Googlu raketově rostou prodeje tam, kde kraluje Apple

27. března 2024  7:02

Prodeje smartphonů Pixel od Googlu se mohou pochlubit neskutečným nárůstem prodejů. Tedy prozatím...

Nová cenově dostupná stylovka vás může dostat na fotbalové Euro

29. března 2024

Vivo má nový smartphone střední třídy, který má velké ambice. Za rozumnou cenu nabídne nejen dobrou...

Toho telefonu je pouze pro Čínu škoda. Udělal by parádu i u nás

28. března 2024  12:06

Xiaomi má nový trhák. Model Civi 4 Pro trhá předprodejní rekordy, ale jen na domácím čínském trhu....

U foťáků se blýská na lepší časy, naznačuje výsledek testu nového xiaomi

28. března 2024  7:02

Čínská značka Xiaomi trochu na poli fotomobilů v uplynulých letech tápala. Ukazuje to mimo jiné...

Kartónek Steva Jobse se vydražil za neuvěřitelnou sumu

28. března 2024

Vizitku slavného ředitele společnosti Apple si někdo pořídil za pořádný balík peněz. Přidanou...

Šárka Hamrusová: Díky laktační poradkyni jsem si přestala myslet, že je chyba ve mně
Šárka Hamrusová: Díky laktační poradkyni jsem si přestala myslet, že je chyba ve mně

Šárka chtěla kojit. Chvíli to ale vypadalo, že se jí to nepodaří. Díky správně zvolené laktační poradkyni nakonec dosáhla úspěchu. Poslechněte si...

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...

Stále víc hráčů dobrovolně opouští Survivor. Je znamením doby zhýčkanost?

Letošní ročník reality show Survivor je zatím nejkritizovanějším v celé historii soutěže. Může za to fakt, že už...