CDMA 1xEV-DO - nahlédněte pod pokličku mobilního internetu CDMA

  • 24
Chcete se dozvědět více informací o technologii 1xEV-DO? Připravili jsme pro vás sérii článků, v kterých se budeme podrobněji této technologii věnovat. V dnešním díle se podíváme na strukturu sítě a porovnáme dosahované rychlosti systémů CDMA.

CDMA450 je standard vyvinutý pod hlavičkou americké organizace 3GPP2. Publikován byl telekomunikační asociací TIA a schválen mezinárodní unií pro telekomunikace ITU jako součást rodiny standardu IMT-2000 specifikující sítě třetí generace.

IMT-2000 obsahuje standardy technologií jako jsou CDMA 2000 1X, CDMA 2000 1xEV-DO a CDMA 2000 1xEV-DV. V současné době jsou 1X a 1x EV-DO komerčně k dispozici i pro pásmo 450Hz a 1x EV-DV je předmětem vývoje. V České republice nabízí vysokorychlostní připojení k internetu na bázi CDMA společnost Eurotel (podrobnosti o službě zde, fotografie BTS a modemu zde).

Výhody CDMA450

Výhody CDMA450 vycházejí ze spektrální efektivity na radiovém rozhraní, vysokorychlostních datových schopností cdma2000 a expandování do nižšího kmitočtového pásma.

Zajímavost

Dříve než navšívíte jednu z prodejen Eurotelu, abyste konečně vyzkoušeli rychlá mobilní data, můžete se podívat na srovnání přenosových rychlostí dosažených technologií:

  • GPRS
  • EDGE
  • CDMA2000 1X
  • CDMA2000 1xEV-DO

které pro své zákazníky připravil na svých stránkách jeden s předních výrobců infrastruktury mobilních sítí Lucent Technologies.

  • CDMA450 umožňuje větší velikost buňky (ve srovnání s velikostí buněk pro vyšší pásma) plynoucí z lepších vlastností šíření elektromagnetické vlny prostředím. Důsledkem je tedy vynaložení nižších prostředků pro zajištění pokrytí rozsáhlého území.
  • CDMA450 nabízí služby IMT-2000: vysoce kvalitní hlas, vysokorychlostní přístup k datům, nebo obojí.
    • CDMA2000 1X podporuje vysokorychlostní data až 153 kbps.
    • CDMA2000 1xEV-DO nabízí širokopásmový přístup až 2.4 Mbps.
  • CDMA450 vyžaduje jen malé množství spektra (1.25 MHz), což je podstatné pro NMT operátory, kteří disponují spektrem o šířce 4-5 MHz.

CDMA450 tedy nabízí zajímavé řešení jak přejít z existujícího systému NMT- 450, analogového systému první generace, na plně digitální systém třetí generace IMT-2000.

Jedním z problémů, s kterým se obecně potýká komerční nasazení nových technologií, je především nedostupnost přístrojů pro koncového zákazníka – potencionálního uživatele služeb sítě. V tomto případě je technologie a výroba v tak pokročilém stadiu, že se tohoto problému nemusíme až zas tolik obávat.

Mezi přední výrobce, kteří se zabývají řešením infrastruktury pro sítě pracující v pásmu 450-470 MHz, patří Airvana, Ericsson, Huawei, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM, a ZTE. Na trhu je k dispozici i široké spektrum telefonů a terminálů, prostřednictvím nichž lze koncovému uživateli poskytnout přístup k hlasovým a datovým službám CDMA450. Budeme si tedy možná muset zvyknout na jména výrobců jako jsou Axesstel, Compal, Curitel, Giga Telecom, GTRAN Wireless, Huawei, Hyundai Syscomm, Synertek, Topex.

1x EV-DO, neboli Data Optimized

Jak z překladu názvu vyplývá, jedná se o síť optimalizovanou pro přenos dat (z ang. Data Optimized). Dosahované přenosové parametry této technologie ji předurčují k využití pro rychlý přístupu k Internetu, a proto systém nabízí asymetrický přenos dat.

Maximální přenosová rychlost připadající na jeden sektor ve směru k uživateli (tzv. Forward Link) činí maximálně 2.457 Mbps a využívá se pro tento směr přenosu již zmíněný mnohonásobný přístup CDMA ovšem v kombinaci s časovým dělením TDMA.V opačném směru (tzv. Reverse link) lze přenášet data rychlostí až 153.6 kbps, ale využívá se zde pouze techniky přístupu CDMA.

Obraz o možnostech (kompatibilních) technologií na bázi CDMA si můžete udělat dle následující tabulky:

Technologie Max. přenosová
rychlost dat
Reálná rychlost
přenosu dat
Šířka pásma Způsob přenosu dat
Spojování okruhů paketový režim
IS-95 A/B 115,2 Kbps 10 - 40 Kbps 1,25 MHz X  
1× RTT 614,4 Kbps 80 – 100 Kbps 1.25 MHz X X
1× EV-DO 2,48 Mbps 600 K – 1 Mbps 1.25 MHz   X
3RTT 2 Mbps   3,75 MHz X X

Struktura sítě

1xEV-DO je širokopásmový bezdrátový systém jehož síťová architektura se skládá z těchto dílčích subsystémů:

  • Bezdrátové uživatelské zařízení, kterým může být autonomní zařízení např. PC karta či externí modul, případně zařízení integrované uvnitř mobilního telefonu či PDA.
  • Přístupová síť (Access Network) zahrnuje subsystém základnových stanic BTS, jednotku PCF (z ang. Packet Control Function) a kontroler základnových stanic BSC.
  • Jádro sítě (Core Network) obsahuje nezbytnou entitu pro podporu paketového přenosu dat označovanou PDSN (z ang. Packet Data Service Node). Protože je systém 1xEV-DO součástí rodiny standardu CDMA2000 a vychází z obdobné struktury systému 1X zahrnující i režim přenosu dat formou sestavování spojení, obsahuje ústřednu MSC (z ang. Mobile Switching Centre). 1xEV-DO však tuto entitu nevyužívá.

Následující obrázek ukazuje rozvržení jednotlivých entit v síti s implementovanou technologií 1xEV-DO:

CDMA 1xEV-DO

Uživatelská data jsou tedy nejprve odeslána s terminálu uživatele přes radiové rozhraní k příslušné základnové stanici BTS a dále směrována k odpovídajícímu BSC kontroleru zmíněné základnové stanice, konkrétně do PCF jednotky. Ta se stará o paketové spojení a směrování dat k PDSN.

Základnová stanice BTS zakončuje jednak radiového rozhraní ale také RLP/UDP spojení směrem s BSC. Několik (až desítky) BTS může být připojeno prostřednictvím vedení nebo bezdrátově k nadřazenému kontroleru BSC.

Funkce PCF jsou integrovány v BSC a zajišťují směrování paketů mezi PDSN a BSC. Kde PDSN vykonává klasické funkce přístupového serveru jako je např. PPP protokol (Point-to-Point Protokol).

BSC a PDSN také komunikují během autentizace uživatele a příjmu informací o účtování služeb s tzv. RADIUS serverem, který má nestarosti právě tyto funkce. Dále jsou v síti k servery DNS a DHCP spravující přidělení IP adres uživateli.

Souhrn – nové entity

  • Base Station 1xEV-DO – nový anténní systém. Foto antény EV-DO naleznete v článku Datové CDMA Eurotelu: další informace pro vás.
  • 1xEV-DO BSC upgrade hardware klasického BSC o funkce managementu kanálu 1.25MHz.
  • PDSN – (Packet Data Serving Node) uzel pro směrování paketů do sítě Internet/Intranet.
  • Server ISP (Internet Service Provider)
    • DNS (Domain Name System)
    • AAA (Authentication , Authorization, Accouting)
    • DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
    • EMS (Element Management System)

V příštích dílech se zaměříme na přenos dat řízení výkonu a adaptivní plánování.