Poslední dobou se častěji a častěji hovoří o sítích třetí generace, o WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) systémech a o mnoha dalších. Jelikož se budoucnost, ve které očekáváme nové komunikační technologie, blíží, rozhodli jsme se vám přiblížit řešení budoucích sítí - konkrétně verzi W-CDMA prosazované firmou Ericsson.
Jelikož jsme dostali poněkud obsáhlejší materiály, budeme je pro vás zpracovávat postupně.
Nuže, začněme od začátku.
Jak plyne čas, zlepšují se i systémy kolem nás. V poslední době jsou to hlavně komunikační systémy a standardy, které zaznamenávají obrovský rozmach. Kolem roku 2000 se očekává vstup interaktivních aplikací a online aplikací na platformu mobilních telefonů.
Díky tomuto trendu již dnešní rádoby moderní systémy nestačí a musí se vyvíjet systémy další, rychlejší, spolehlivější a s větší přenosovou kapacitou.
Zde presentované řešení širokopásmového WCDMA vychází z materiálů Ericssonu, významného průkopníka sítí třetí generace - UMTS. Tímto vývojem Ericsson udělal jeden z prvních kroků na cestě, která vede ke komerčnímu užívání sítí třetí generace v poměrné blízké budoucnosti.
Pěknou vizi ve filmovém zpracování můžete shlédnout na www.ericsson.se/wireless/video/hvideo.shtml. Budete k tomu potřebovat ovšem QuickTime player, na který je odkaz pod výběrem kvality videa.
Základní požadavky na 3G sítě
Díky rozvoji informačních technologií, přístupnosti počítačů a jejich každodennímu používání v různých formách, pomalu zjišťujeme, že jsou stále více nepostradatelné. Dáváme to najevo tím, že je bereme jako samozřejmost a zvyšujeme své požadavky na služby, které prostřednictvím nich používáme.
Tak jako jsem teď popisoval integraci počítačů a jejich hybridů v našem životě, zvyšujeme stejným způsobem nároky na mobilní telefony. Proč bychom měli používat telefony pouze pro volání? Před pár lety jsme objevili používání SMS zpráv a dnes jsou již SMS nezbytnou součástí způsobu komunikace. Proč bychom tedy měli nyní zůstávat u SMS a relativně pomalých datových přenosů? Pokud platí ve světě počítačů, že to co dnes koupíš, je již zastaralé, tím spíš to platí ve světě mobilních komunikací.
Požadavky na rychlý a zároveň na lokaci nezávislý přístup k informacím se zvyšují. Z těchto a dalších potřeby plynou požadavky na funkce, vybavení a možnosti sítě. Nyní si ty základní sepíšeme:
- vysokorychlostní komunikační služby a asymetrické datové přenosy
- podpora pro nespojité (internet - IP přenosy) a spojité (videokonference) datové přenosy
- nové modely účtování (objem dat vs. čas)
- vyšší kapacita sítě, nové technologie pro další rozšiřování sítě (každý uživatel bude potřebovat daleko více kapacity v porovnání s dnešní potřebou)
- podpora pro simultální datové a hlasové přenosy (uživatel bude moci například používat internet a telefonovat zároveň bez potřeby druhého přístroje)
Budoucnost mobilní telefonie nyní prochází globální standardizací technologií. V Evropě pracuje ETSI na Universal Mobile Telecommunications Systém (UMTS), který se stane specifikací IMT-2000 pro mezinárodní telekomunikační unii (ITU). Technologie WCDMA je jedním z hlavních kandidátů na standardy UMTS a IMT-2000.
Frekvenční spektrum
Co se musí v první řadě vyřešit, pokud chceme zavádět moderní velkokapacitní sítě s možností dalších modifikací, je dostatečné frekvenční spektrum, které by bylo celosvětově standardizováno. Návrhy a doporučení ITU mluví o frekvencích ve 2 GHz pásmu.
3G celulární systémy a vývoj GSM
Prvořadý úkol sítí třetí generace je uspokojit potřebu okamžitého přístupu k lidem a informacím najednou, ať jste v kanceláři, či kdekoliv jinde.
Požadavky na budoucí sítě sahají od obyčejného poskytování hlasových služeb až po vysokorychlostní datové přenosy (spojité i nespojité). Rychlost přenosu dat se bude pohybovat zprvu od 8kbit/s do 384kbit/s a v další fázi až do 2 Mbit/s. Přenosy budou jak symetrické, tak asymetrické a budou umožňovat aplikace, jako je například procházení internetu nebo videokonference. I nadále se ale očekává, že hlasová komunikace budou dominantní aplikací.
V době, kdy se budou uvádět 3G sítě do komerčního provozu, bude po celém světě přibližně 200 miliónů uživatelů systémů GSM. Tito reprezentují podstatnou zákaznickou základnu operátorů mobilních sítí. Je tedy nezbytné, aby při migraci na nové sítě byli tito zákazníci ochráněni. To budou zajišťovat externí síťové protokoly, které zajistí těmto uživatelům kompatibilitu s budoucími systémy.
GSM systémy se ovšem budou také vyvíjet dále a v době, kdy bude uveden na trh IMT-2000/UMTS, budou moci GSM systémy přenášet data rychlostí až 384kbit/s s omezenou mobilitou a až 115kbit/s s plnou mobilitou. Vidíme, že se přeci jen jedná o digitální zařízení a technologie, které ještě mohou být zdokonaleny.
IMT-2000 a UMTS otevírají nová spektra přístupových metod, které v budoucnu umožní přenos dat až 384kbit/s při plné mobilitě a až 2Mbit/s lokálně.
V první fázi toto ovšem fungovat nebude hned od začátku, jelikož zde budou samozřejmě problémy s pokrytím apod. Pro takové případy budou na trhu duální telefony, které budou moci pracovat jak s GSM, tak s WCDMA. Díky tomu budou moci uživatelé WDMA sítí používat své telefonu již od začátku i na místech, která budou pokryta za delší dobu.
Úspěch sítí třetí generace nebude záviset pouze na reklamních spotech a na tom, co se o sítích prohlásí. WCDMA technologie mají být pojaty jako nástupce GSM sítí. Zákaznická obec získaná za několik let v sítích GSM se bude dříve, či později, ale zcela jistě přesouvat na nové technologie. GSM se bude sice dále využívat, ale za čas už jen jako doprovodná síť, která bude za čas chápána jako rozjezdová dráha pro dlouhou cestu.
Přínosy WCDMA technologie
Nový WCDMA koncept pracuje s 5 MHz širokými rádiovými kanály, které by měly dále rozvinout přínosy CDMA. Dále zde uvádíme podrobněji nové možnosti WCDMA sítí.
Vyšší kapacita a pokrytí
Je zde více faktorů, které poskytují vyšší kapacitu a pokrytí:
- WCDMA poskytuje širší kanály - WCDMA používá v porovnání s CDMA 4x širší kanály. Ty poskytují 4x větší kapacitu.
- koherentní demodulace v uplinku zvětšuje oblast pokrytí signálem - WCDMA používá koherentní demodulaci a tím dostáváme 2-3 dB zisk při demodulaci, čímž zvýšíme pokrytí
- WCDMA je vystavěna pro variabilní a vysokorychlostní datové přenosy - WCDMA rozhraní podporuje jako low, tak high bit rate. Rozmezí od 384 kbps do 2Mbps by mělo bohatě uspokojit potřeby každého zákazníka. Navíc někdo potřebuje například pouze hlasové přenosy a někdo zase vysokorychlostní datové přenosy, čímž se zákazníci dělí na dvě a více skupin.
- spojité a nespojité datové přenosy - nespojité datové služby nám budou umožňovat být online a zároveň neobsazovat vyhrazené kanály. Nespojité datové služby umožní také uživateli, aby zaplatil pouze za objem přenesených dat. Tento typ spojení je důležitý hlavně pro vzdálené připojení do LAN a na internet. Vysokorychlostní spojité přenosy jsou zase vhodné pro aplikace, běžící v reálném čase. Těmi jsou například videokonference.
- podpora simultálních služeb - WCDMA terminály mohou používat více služeb najednou. To má za následek to, že můžete například být napojeni na firemní síť přes internet a zároveň přijmout hovor. To se hodí, jelikož při datových hovorech (prohlížení internetu) je obvykle uživatel dlouhou dobu "busy"...
Další přínosy WCDMA
WCDMA přináší ovšem kromě novinek a rozšíření vycházejících z možností sítě samotné. Rozšíření jsou následující:
- Podpora Adaptive Antenna Arrays (AAA) - to umožňuje optimalizovat anténu každého přístroje tak, aby se zvýšila efektivita přenosu dat a hlasu.
- Není zde potřeba synchronizace GPS navigace - není zde již potřeba spolupráce s GPS satelitní navigací , protože WCDMA má vlastní systém synchronizace a GPS má například problémy v tunelech nebo jiných slepých místech, kam signál ze satelitu GPS nemůže proniknout.
- Podpora pro Hierarchical Cell Structures (HCS) - hierarchické dělení vysílačů podle potřeby sítě a druhu přenášené informace.
- Multi user Detection - tato funkce eliminuje interference a zároveň zvyšuje kapacitu.
Tímto bychom pro dnešek uzavřeli první část našeho seriálu o sítích třetí generace. Materiálů je opravdu hodně a pro to, abychom se nezamotali již na začátku, volím raději cestu postupného přibližování se k technickým specifikacím.
