9.6.1 Мобильная связь третьего поколения строится на основе пакетной передачи данных В настоящее время для сетей 3-го поколения принято название IMT-2000 (InternationalMobileTelephone), а в Европе UMTS (UniversalMobileTelecommunicationsServices). Основные цели по скорости передачи при разработке радиоинтерфейса для IMT-2000 были определены как:
1 Полное покрытие зоны обслуживания и обеспечение скорости передачи 144 Кбит/с для мобильных абонентов (желательная рекомендация – 384 Кбит/с).
2 Достижение скорости передачи до 2 Мбит/с для ограниченных зон и ограниченной мобильности.
Эти скорости были выбраны по аналогии со скоростями в цифровых сетях с интеграцией услуг ISDN. Следует отмктить, что скорости от 144 Кбит/с до 384 Кбит/с в ограниченной зоне, с низкой подвижностью абонентов, можно достичь и по технологии GSM EDGE. Однако, достижение еще больших скоростей (до 2 Мбит/с) и для более мобильных абонентов требует расширения диапазона выделенных частот.
9.6.2 Стандарты для сетей 3-го поколения основываются на технологии WCDMA (Wideband CDMA – широкополосная CDMA). Семейство технологий IMT-2000 включает в себя 5 стандартов: UMTS/WCDMA; CDMA 2000/IMT-MC; TD-CDMA/TD-SCDMA (собственный стандарт Китая); DECT; UWC-136.
Для сетей IMT-2000 выделены полосы частот в диапазоне 2 ГГц с общей полосой частот 230 МГц. Пропускная способность каналов позволяет организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и телепрограммы и т.п.
Наибольшее распространение в мире получили два стандарта: UMTS (или W-CDMA) и CDMA 2000 (IMT-MC), в основе которых лежит одна и та же технология – CDMA (CodeDivisionMultiple Access – множественный доступ с кодовым разделением каналов). Также возможно использование стандарта CDMA 450.
Технология CDMA 2000 обеспечивает эволюционный переход от узкополосных систем с кодовым разделением каналов IS-95 (американский стандарт цифровой сотовой связи второго поколения) к системам CDMA «третьего поколения».
Технология UMTC (UniversalMobileTelecommunicationsSystem – универсальная система мобильной электросвязи) разработана для модернизации сетей GSM (европейского стандарта сотовой связи второго поколения), и получила широкое распространение не только в Европе, но и во многих других регионах мира.
Работа по стандартизации UMTS координируется международной группой 3GPP (ThirdGenerationPartnershipProject), а по стандартизации CDMA 2000 – международной группой 3GPP2 (ThirdGenerationPartnershipProject 2), созданными и сосуществующими в рамках ITU.
На конец ноября 2006 г. в мире насчитывалось 364 млн абонентов 3G, из них 93,5 млн были подключены к сетям UMTC и 271,1 млн – к СDMA 2000.
9.6.3 В сетях 3G обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передача голоса. Согласно регламентам ITU (InternationalTelecommunicationsUnion) сети 3G должны поддерживать следующие скорости передачи данных:
– для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 кбит/с;
– для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) – 384 кбит/с;
– для неподвижных объектов – 2,048 Кбит/с.
Основные тенденции в развитии сетей 3G:
– преобладание трафика data-cards (USB-модемы, ExpressCard/PCMCIA – карты для ноутбуков) над трафиком телефонов и смартфонов 3G;
– постоянное снижение цены 1 Мб трафика, обусловленное переходом операторов к более совершенным и эффективным технологиям.
Сети 3G отличаются повышенной экологической безопасностью: мощность излучения передатчика терминала существенно ниже, чем в других стандартах: пиковая – 200 мВт, средняя на большей части обслуживаемой территории примерно на порядок ниже пиковой.
Полоса одного канала в WCDMA составляет 5 МГц (против полосы 1,25 МГц в CDMA). При этом применяются различные методы расширения спектра:
– DS-CDMA – система с одной несущей частотой, с прямым расширением спектра псевдослучайной последовательностью;
– MC-CDMA – система с несколькими несущими частотами и частотным дуплексом;
– TD-CDMA – система с одной несущей и временным дуплексом (система с прыжками во времени) или комбинации этих методов. Ширина полоса частот – 10 и 20 МГц.
9.6.4 Рассмотрим некоторые характеристики сотовых систем 3G (3-го поколения), позволяющие сравнивать их возможности с возможностями WiMAX в части обеспечения передачи данных для мобильных пользователей. Системы сотовой связи ЗG-поколения во многом уступают возможностям WiMAX в части передачи данных. Технология WiMAX на основе OFDM (OFDMA для поддержки мобильной связи) обладает более эффективным использованием спектра, большей защищенностью передачи в условиях многолучевого распространения, более высокими скоростями передачи данных, поддерживает симметричную скорость передачи в обоих направлениях и т. п.
Краткий обзор технологий высокоскоростных систем беспроводного доступа с возможностью обеспечения связи для мобильных абонентов показывает неоспоримые преимущества технологии WiMAX и ее использования в системах беспроводного доступа.
В сетях с кодовым разделением каналов, в том числе и 3G, есть важное преимущество – улучшенная защита от обрывов связи в движении, за счёт использования так называемого «мягкого хендовера».
По мере удаления от одной базовой станции клиента «подхватывает» другая. Эта вторая начинает передавать всё больше и больше информации, в то время как первая станция передаёт всё меньше и меньше, пока клиент вообще не покинет её зону обслуживания.
При хорошем покрытии сети вероятность обрыва полностью исключается системой подобных «подхватов». Это отличается от поведения систем с частотно-временным разделением каналов (GSM), в которых переключение между станциями «жёсткое», и может приводить к задержкам в передаче и даже обрывам соединения.
G в Беларуси
6 февраля 2003 года ООО СП «БелСел» начал оказывать услуги сотовой связи стандарта IMT-MC-450 (CDMA2000 1Х).
В июне 2006 года ООО СП «БелСел» ввёл в коммерческую эксплуатацию технологию передачи данных 1XEV-DO Rev 0.
В июле 2008 года ООО СП «БелСел» произвёл запуск технологии высокоскоростной мобильной передачи данных 1XEV-DO Rev A.
В сентябре 2009 года компания «Life:)» начала эксплуатацию сети 3G с поддержкой технологии HSDPA(видео). Помимо Интернета доступны услуги «Видеозвонок» и «Мобильное ТВ».
Также 30 декабря 2009 года объявлено о получении лицензии на предоставление услуг 3G компанией МТС. Развёртывание 3G сети с поддержкой технологии HSDPAначалось в первом квартале 2010. Решением Министерства связи и информатизации Республики Белоруссия от 25 января 2010 года внесены дополнения в лицензию ИП «Велком» (торговая марка Velcom) на право осуществления деятельности в области оказания услуг связи: с 1 февраля 2010 года компания получила право на оказание услуг по технологии UMTS (3G).
17 марта 2010 года сеть третьего поколения Velcom введена в коммерческую эксплуатацию в Минске и Гомеле, 22 апреля 2010 года - в Могилёве. К 25 июня 2010 в коммерческую эксплуатацию сеть 3G с поддержкой технологии HSPA+ была запущена в Бобруйске, Борисове, Гродно, Жлобине, Пинске.
20 апреля 2010 года сеть третьего поколения запущена МТСв тестовую эксплуатацию в Минске. 26 мая 2010 года сеть третьего поколения МТС запущена в коммерческую эксплуатацию в Минске.