Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

UMTS - Bezdrátové telekomunikační sítě na konci 20tého století

aktualizováno 
Co je to UMTS, proč vzniklo a co nám přinese? Jsou opravdu mobilní sítě pro UFOny?

Akta UMTS: byly mobilní telefony vymyšleny UFOny?
Aneb Mysleme Evropsky a kosmopolitně

Světové bezdrátové telekomunikace na konci 20. století nepředstavují pouze váš osobní telefonní přístroj, dva tuzemské GSM operátory se 2 standardy (NMT a GSM) a využití ve spojení s Internetem, ale především byznys mamutích rozměrů, který se navíc rozvíjí neuvěřitelě rychlým tempem. Ze stejného důvodu a tejným tempem se tudíž vyvíjí i jednotlivé bezdrátové telekomunikační standardy a v návaznosti na to i technologie.

V době, kdy se v českých zemích vede debata o tom, zda mít či nemít dalšího, nového, operátora sítě GSM, jehož služby uživatelům budou díky zdokonalené platformě DCS, fungující ve frekvenčním pásmu 1800MHz, pestřejší a kvalitnější, stávající operátoři ve skandinávských zemích již v tomto roce obdrželi první licence pro experimentální standard jménem UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systém). Jedná se o bezdrátový telekomunikační systém 3. generace, jehož výsledkem bude první celosvětově jednotný standard IMT-2000 a ve kterém dojde k úzkému propojení vysoce kvalitních a rychlých hlasových služeb s datovými. Rychlost přenosu dat se tak zvýší na dosud nepředstavitelnou hodnotu.

Na severu Evropy již brzy zahájí výstavbu prvních sítí UMTS. Velká Británie je následuje tento rok, přičemž první výstavba bude pojata jako implementace do stávajících sítí GSM v místech jejich přetížení. Ve skandinávii se dá očekávat více, vždyť právě v těchto zemích byla vyvinuta většina existujících bezdrátových telekomunikačních standardů, všechny uznávané Mezinárodní Telekomunikační Unií (ITU).

Je tedy jasné, jak vypadá světová budoucnost po GSM, Českou republiku nevyjímaje. Globálním přínosem bezdrátových služeb 3. Generace bude nejen neomezený přístup k lidem a informacím, ale také vytvoření pracovních příležitostí ve velkém měřítku. Dnes je počet lidí zaměstananých v telekomunikacích odhadován na 300,000, přičemž za 5 let by toto číslo mělo zvednout na 600,000. V Asii, Latinské Americe, Africe a dalších méně rozvinutých oblastech by zvýšení počtu zaměstnaných mělo být ještě viditelnějsí než v Evropě.

Zapomeňte teď chvíli na svůj umělohmotný telefonní přístroj nejmenované značky a zkuste prozkoumat svět za zrcadlem jeho displaye, svět bezdrátových standardů a technologií na konci 20tého století. Celá problematika je nelehká k pochopení, disponuje tradiční hi-tech neschopností jednoduchého popisu či vysvětlení. Tento článek nechť vás tedy zasvětí do základů nejdůležitějších standardů, technologií a sítí světa a nabídne pohled do budoucnosti bezdrátových telekomunikací.

 

O vývoji bezdrátových telekomunikačních technologií

Aneb Na začátku nebylo utržené sluchátko

Poznámka - pokud některým pojmům nebudete rozumět, vysvětlivky jsou na konci článku, případně souhrnný přehled používaných mobilních sítí a jejich zkratek najdete v tomto článku.

1. GENERACE

Na začátku 80tých let bylo lidem poprvé umožněno telefonovat bez kabelu a omezení místem. Bezdrátové sítě 1. Generace využívaly analogovou bezdrátovou technologii přenosu (air interface) jménem FDMA. Tyto sítě se staly velmi úspěšnými, když v polovině 90tých let, byl předpokládaný počet uživatelů analogových služeb asi 43 milióny lidí v celém světě. Spektrum rádiových vln už ovšem přestávalo stačit rychle rostoucímu počtu uživatelů a bylo tedy třeba najít nové řešení. AMPS (Advanced Mobile Phone Systém), analogový bezdrátový standard hodně využívaný napříč Severní i Jižní Amerikou, dále pak v Asii a Pacifiku a také v zemích východní Evropy. Operuje v pásmu 800Mhz.

2. GENERACE

V roce 1982 se poprvé hovoří o nutnosti sjednotit Evropské telekomunikační standardy, přičemž jako platforma je navržen systém GSM operující na frekvenci 900 MHz. V roce 1985 byly dokončeny specifikace digitálního GSM a v květnu 1987 byla vybrána úzko-pásmová technologie TDMA, která řeší, jak několik různých hovorů může najednou kdykoliv využívat jeden frequenční kanál.

GSM, Global Systém for Mobile communications, se na začátku 90tých let stává prvním digitálním standardem v Evropě. Původně definován jako pan-European standard pro digitální buněčnou telefonní síť k podpoře mezinárodního roamingu, dnes je jedním z hlavních digitálních bezdrátových standardů existujících ve světě. Využívá TDMA air interface. Je implementován ve frekvenčních pásmech 900MHz, 1800Mhz nebo 1900Mhz. Výsledkem dalšího vývoje GSM se pak staly tyto systémy: PCN v pásmu 1800 Mhz, DCS v pásmu 1800 Mhz a PCS pro pásmo 1900 Mhz. V současnosti je ve světě přes 280 GSM sítí ve více než 120 zemích. Celkový počet uživatelů přesáhl v červnu 1998 hranici 100 miliónů lidí.

Mezitím Amerika adaptovala vlastní digitální standard D-AMPS IS-136 (občas se mu říká americký TDMA), vystavěný na platformě analogového systému AMPS a dalším úspěšným systémem se stal IS-95.

3. GENERACE

Dalším velkým krokem v bezdrátových komunikacích bude vybudovat na základě již známých technologií bezdrátový přístup pro modernější služby, který umožní rychlý přenos dat a multimediální či video komunikaci. Rychlost přenosu dat bude při spuštění 384Kbits/s a posléze až 2Mbits/s, ze současných 9,6 kbits. V době, kdy tato generace vstoupí na komerční trhy, bude evidováno odhadem více než 200 miliónů uživatelů po celém světě. Vizí bezdrátových služeb 3. Generace je jeden terminál který uživateli poskytne náhled do obrovské škály nových, a dosud technicky nepředstavitelných, služeb. Výsledný efekt bude zajisté ohromující a vzrušující zároveň, nejen pro operátory jednotlivých sítí, ale i pro dodavatele služeb a koncové uživatele zároveň.

Existují dvě cesty k vyšší rychlosti přenosu dat v bezdrátových komunikacích. Jednou je zvýšení kapacity, kterou poskytují dnešní digitální sítě GSM, D-AMPS IS-136, PCD tak, že stávající operátoři budou moci svým zákazníkům nabídnout větší paletu funkcí a služeb. Super rychlému přenosu dat je v současnosti nejblíže technologie jménem EDGE, aplikovatelná na GSM i D-AMPS IS-136, která v blízké budoucnosti umožní přenos o rychlosti 384 Kbs/s. Druhou cestou je (nutné) nahrazení stávajících systémů novou generací rádiové technologie, která je již od začátku vyvíjena k podpoře takto náročných služeb. Mluvíme zde o především o experimentální technologii WCDMA podporující standardy UMTS, IMT-2000 a IS-95 MCDA.

Experimentální WCDMA systém firmy Ericsson má být prvním krokem k vyvinutí komerčních systémů pro 3. Generaci digitálních buněčných systémů. Je vyvinut k podpoře bezdrátových komunikací ve světě multimédií, kde vysoká rychlost přenosu dat a služby podporující Internet hrají hlavní roli. Vývoj takového systému pro služby 3. Generace, založený na technologii WCDMA směřuje k myšlence společného globálního standardu, jehož základy položil systém GSM. WCDMA je tedy jedním z nejvážnějších kandidátů pro standardy UMTS a IMT-2000.

BTS architektura

Základnová stanice Nokia pro UMTSJako příklad bylo vzato řešení firmy Ericsson, kdy jedním z hlavních kritérií je vysoká flexibilita celého systému, jemuž odpovídá architektura BTS hardware, který je strukturalizován na bázi funkčnosti. BTS zařízení tedy bude schopno provádět ty samé operace a úkony, na rozdíl od BTS architektury v GSM, kde specifické části zařízení prováděly jen úkony fixně dané. Buňka bude schopná rychlé reakce v každé situaci a podle požadavků na kapacitu se bude moci rozšiřovat a stahovat. Takto flexibilní, plně vybavená, BTS dokáže najednou přenášet až 300 telefonátů, ale celkový počet operací je 400, rychlý přenos dat totiž odpovídá několika telefonátům.

Sektorové antény v podobě pasivních jednotek pro vysílání i přijímání budou speciálního typu a v každém sektoru se budou nacházet dvě identické antény.

Architektura experimentálních UMTS sítí

UMTS v reálném použití v sítích 3G

První zemí na světě, kde byly uděleny první 3G licence je Finsko. Stalo se tak v březnu tohoto roku. Tyto licence byly zdarma darovány 4 stávajícím GSM operátorům. V Británii, Holandsku a Německu již téměř skončily potřebné přípravy a předpokládá se, že udělení licence (aukční prodej frekvencí) proběhne na konci letošního roku, případně na začátku roku 2000. Japonsko udělí své 3 licence ještě v průběhu letošního roku, přičemž zároveň s tím se stane první zemí s UMTS v komerčním použití. V Holandsku přibudou 4 nové licence a v Británii se počítá s 5 licencemi pro 4 stávající + 1 nového A to je Ericsson kabinetoperátora. Německo, Francie, Dánsko, Norsko a Portugalsko se v první polovině příštího roku rozhodnou, jakým způsobem tuto problematiku vyřeší. Ostatní Evropské země ještě neinformovaly o svých plánech ale potvrdily, že se budou řídit časovým rozvrhem daným EU, což znamená , že systémová pravidla pro udělení UMTS licence musí být dokončena na začátku roku 2000. Každopádně obecným předpokladem zůstává, že komerční spuštění sítí 3G je naplánováno takto: rok 2001 Japonsko, 1. Leden 2002 Evropa.

UMTS po česku

Dnes se konal UMTS workshop pořádaný organizací UMTS Forum (sdružující operátory, výrobce technologií, regulátorů, médií a oblasti IT technologií) + dvěma stávajícími GSM operátory RadioMobilem a EuroTelem. O co šlo? O to, přesvědčit našeho regulátora o tom, že UMTS není pouhým výletem do země fantazie, nýbrž v budoucnosti tvrdou realitou, takže by bylo dobré začít se touto problematikou zabývat. Dle námi získaných informací ovšem ČTU a Ministerstvo spojů o něčem takovém v brzké budoucnosti neuvažují, prý je dost práce s licencí na nového GSM operátora a pro UMTS je času dost. Stát jako regulátor má samozřejmě vždy času dost, nikoli však stávající operátoři, kteří chtějí stihnout komerční spuštění UMTS ve stejné době jako ostatní země v Evropě, přičemž potřebují nejméně 1 2 roky na přípravu a samozřejmě také mnohem vyšší investice než v GSM. Bylo by vskutku milé, srovnat krok s telekomunikacemi v Evropě, což by se teoreticky mohlo povést, najde-li se politická vůle k diskusi a k činům. Nejvážnějším problémem pro RadioMobil i EuroTel však zůstává regulátor samotný, který si pohrává s myšlenkou udělení licence 3G novému operátorovi, namísto standardního postupu praktikovaného v EU, kdy licence dostanou existující operátoři + 1 operátor nový. V takovém případě hrozí, že operátoři licencí 2G by to pak klidně mohli zabalit, protože v tu chvíli již jejich GSM technologie bude zastaralá a neschopná konkurovat UMTS.

 Debata o standardech

  • Celý svět telekomunikací je založen na technických standardech definujících, jak různé části zařízení navzájem komunikují.
  • Na začátku roku 1997 oznámila japonská firma NTT, že začíná s objednávkami na experimentální WCDMA systém 3. Generace. Se zkoušením se začalo na začátku roku 1998. Krátce poté Japan Telecom oznámil stejné rozhodnutí. Od té doby uznává ARIB (Japonská Asociace Standardizace pro Rádiový průmysl a obchod) systém WCDMA.
  • V Evropě, ETSI (Institut Evropských Telekomunikačních Standardů) oznámil, že vybral systém GSM jako jádro pro UMTS, přičemž WCDMA bude jeho hlavní rádiovou technologií. UMTS bude v EU považován za digitální standard 3. Generace.
  • ETSI také již dávno zahájil práce na vývoji UMTS, který se později stane specifikací pro standard IMT-2000, který má být prvním celosvětově jednotným bezdrátovým telekomunikačním standardem. Technologie WCDMA (Wideband CDMA) je nyní jedním z hlavních kandidátů pro podporu UMTS a IMT-2000.
  • V Americe, UWC (Konsorcium Světových bezdrátových komunikací) pracuje na vývoji technologií D-AMPSIS-136 a IS-95 CDMA.
  • Standarizace Severní Ameriky spadá pod organizaci TIA (Asociace Telekomunikačního průmyslu) ve svých specifikovaných pracovních skupinách.
  • ITU v současnosti pracuje na globálním standardu IMT-2000 pro bezdrátové služby 3. Generace, operující na frekvenčním pásmu 2Ghz. Standardizační orgány po celém světě dodaly své návrhy koncepce pro tento standarizační projekt.

Vysvětlivky:

  • D-AMPS IS-136 Po celé Americe, v Asii i Pacifiku velmi rozšířený digitální bezdrátový standard. Služby jsou obvykle implementovány ve frekvenčních pásmech 800Mhz a 1900Mhz. Využívá TDMA air interfac a vychází z analogového standardu AMPS. K červnu 1998 bylo evidováno přes 12 miliónů uživatelů ve více než 34 zemích.
  • TDMA Time Division Multiple Access. Technika, ve které může mít několik různých telefonátů stejný nosič. Toto se děje přípisem jednotlivých telefonátů určitému časovému slotu. V Americe se často využívá k označení standardu D-AMPS IS-136.
  • IMT-2000 Termín používaný ITU (Mezinárodní Telekomunikační Unie) pro termín specifikace a světově jednotného standardu bezdrátových služeb 3. Generace, na kterém se v současnosti pracuje.
  • PDC Personal Digital Cellular. Digitální standard používaný v Japonsku. Využívá TDMA air interface. K červnu 1998 bylo evidováno více než 30 miliónů uživatelů.
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access. Air interface technologie. V lednu 1998 ETSI vybrala tuto technologii pro široko pásmový přenosový přístup k popoře služeb 3. Generace. Dnes ji podporuje také ARIB.
  • Wideband Termín pro klasifikaci kapacity informací v komunikačním kanálu. Obecně zde mluvíme o frekvenčním pásmu mezi 64Kbits/s a 2 Mbits/s.
  • Cell Buňka. Základní geografická jednotka buněčného komunikačního systému. Pokrytí signálem v dané oblasti je založeno na interlocking network buněk, z nihž každá má ve svém středu BTS (vysílač/přijímač). Velikost každé buňky je determinována terénem a počtem uživatelů. V praxi se jedná o tzv. základnovou stanici sítě mobilních telefonů skládající se z BTS/RBS, MW rádií a antenních systémů.
  • BTS Base Tranceiver Station. Obsahuje veškeré rádiové a přenosové zařízení potřebné pro jednu buňku. Každá BTS operuje na jednom či několika párech frekvencí. Jedna frekvence se užívá k vysílání signálů do telefonu a jedna k přijímání signálů z telefonu. Proto je zde zapotřebí nejméně jednoho vysílače/přijímače.
  • EDGE Enhanced Data Rates for the GSM Evolution. Řešení vysokého přenosu dat při malém přesunu v existujících pásmech.

Frekvenční pásma pro sítě na bázi GSM:

Typ sítě Frekvenční pásmo

UL/DL

GSM 900 890 - 915/935 960 Mhz
DCS 1800 1710 1785/1805 Mhz
GSM 1900 1850 1910/1930 1990 Mhz

Přehled plánovaných služeb 3. generace:

  • Veřejný informační servis
  • Surfovaání na Webu
  • On-line alternativa tištěných médií (časopisy, noviny)
  • On-line překlady
  • Výchovné a zábavné služby
  • Virtuální škola
  • On-line výzkumné laboratoře
  • On-line knihovna
  • Školení
  • Audio-na-vyžádání (alternativa k CD, kazetám a rádiu)
  • Hry-na-vyžádání
  • Obchodní informace
  • Narrow-část obchodní TV
  • Komunikační služby
  • Videotelefonie
  • Video konference
  • Reakce a rozeznání hlasu
  • Obchod a finance
  • Electronic commerce na síti
  • Vizuální bankovnictví, virtuální SIM a kreditní karty
  • On-line mikro-placení
  • Inteligentní vyhledávači
  • Agenti a asistenti
  • Speciální servis a informace
  • Lékař
  • Služba rychlé pomoci
  • Služba monitoringu zabezpečení




Nejčtenější

Nové ovládací centrum umožňuje přidávat další funkce.
Nový Android má extrémně málo smartphonů. U Applu je to úplně jinak

Díky tomu, že Apple si sám vyvíjí software i hardware, je aktualizace iPhonů a iPadů velmi snadná. Naopak Android má roztříštěnou základnu přístrojů od tisíců...  celý článek

Honor 6A
Nenápadný premiant nižší třídy. Vyzkoušeli jsme Honor 6A

Nejlevnější model v nabídce značky Honor je dobrým příkladem toho, jak se mají dělat levné smartphony. Soustředí se na baterii, kvalitu displeje a na systém,...  celý článek

Vedoucímu hotelové služby explodoval v kapse košile Samsung Galaxy Grand Duos.
V kapse košile ucítil teplo, krátce poté jeho samsung explodoval

Nepříjemné chvilky zažil o poslední zářijové sobotě 47letý hotelový provozní Yulianto, v náprsní kapse jeho košile mu totiž explodoval telefon Samsung Galaxy...  celý článek

Navigace testuje majáky v pražskému tunelu
V tunelu se už neztratíte. Pomáhají majáky za 610 korun

Populární navigační aplikace Waze se v Praze možná dočká příjemného vylepšení. V tunelu, kde není dostupný signál z navigačních satelitů GPS, se bude...  celý článek

iPhone X
iPhonů X bude zoufale málo. Vyprodáno může být za pár minut

Uvedení iPhonu X se blíží, předobjednávky Apple spustí za několik dnů a první kusy zamíří ke koncovým zákazníkům už 3. listopadu. Telefonů však bude ve...  celý článek

Další z rubriky

KRACK: Key Reinstallation Attacks
Nepříjemné překvapení: I vaše wi-fi je zranitelná, odhalili experti

Bezpečnostní odborníci varují: zabezpečení bezdrátového připojení wi-fi pomocí WPA2 nelze považovat za bezpečné. Výzkumníci upozorňují, že zranitelností...  celý článek

iPhone X
Je to konec mýtické čtečky v displeji? Výrobci sázejí na obličej

Čtečka otisků integrovaná do displeje měla být jednou z hlavních letošních inovací na poli smartphonů. Technologie je ovšem natolik složitá, že výrobci od...  celý článek

Americký ministr vnitřní bezpečnosti John Kelly s prezidentem Donaldem Trumpem...
Hackeři mohli odposlouchávat iPhone amerického ministra vnitra

Současný vedoucí prezidentské kanceláře John Kelly má na svědomí poměrně hrubý bezpečnostní přešlap. Jeho iPhone v době, kdy sloužil jako ministr vnitra USA,...  celý článek

Ztratila jsem kamarádky po porodu. Lze se tomu vyhnout?
Ztratila jsem kamarádky po porodu. Lze se tomu vyhnout?

Vyšumění přátelství nemusí být jen vaše vina.

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.