Радиосвязь,_радиовещание,телевидение2

ставил 5,3%, что значительно превышает прогнозы «Концепции …»

от 1994 г. на 2010 г.

Вместе с тем произошедшие за истекший период изменения, в том числе появление новых технологий, выделение новых частотных диапазонов, сформировавшиеся в мире подходы к созданию систем подвижной связи третьего поколения, принятие большого количества различных нормативных правовых актов, а также накопленный опыт создания сетей подвижной связи, привели к необходимости разработки новой концепции, которая была принята 29.11.2000 г. под названием «Концепция развития в России систем сотовой подвижной связи общего пользования на период до 2010 года» [19].

Врамках новой концепции:

-проведен анализ состояния и классификация сотовых систем по поколениям, приведены основные стандарты действующих на земном шаре цифровых систем второго поколения, количество обслуживаемых ими абонентов, темпы развития сетей;

-определены направления развития существующих и создания новых сетей сотовой подвижной связи общего пользования, том числе систем подвижной связи третьего поколения;

-намечены два основных способа перехода к третьему поколению– путем расширения и модернизации существующих сетей и путем создания новых сетей по стандарту IMT-2000;

-определены направления дальнейшей работы по обеспечению частотным ресурсом сетей сотовой подвижной связи с целью создания условий для их эволюционного перехода к третьему поколению и по выделению полос частот для системыIMT-2000 в диапазонах частот, распределенных на всемирной основе;

-сформулированы требования, которым должна отвечать федеральная сеть сотовой подвижной связи, требования, предъявляемые к транзитной сети, возможные способы включения центров коммутации подвижной связи (ЦКП) федеральных сетей, способы подключения к телефонной сети общего пользования региональных сотовых сетей подвижной связи;

-рассмотрены условия обеспечения надежности, управляемости и информационной безопасности работы сетей связи, а также даны рекомендации по производству и разработке в России оборудования сотовых сетей подвижной связи;

-определены направления совершенствования нормативно-право- вой базы предоставления услуг и нормативно-технической базы по функционированию и развитию сетей подвижной связи, в том числе приведен перечень нормативно-технической документации, которая должна быть разработана при реализации концептуальных основ, изложенных в данном документе.

442 Глава 13. Сети подвижной радиосвязи

«Концепция развития в России систем сотовой подвижной связи общего пользования на период до2010 года» в целом определяет стратегию развития систем сотовой подвижной связи общего пользования в России на период до2010 г., направленную на удовлетворение потребностей различных категорий пользователей в современных услугах связи: от базовых (речь, факсимильные сообщения, низкоскоростная передача данных) до высокоскоростных услуг мультимедиа.

В новой концепции отмечается, что современный период развития сотовой связи характеризуется повсеместным распространением систем сотовой связи второго поколения, постепенным свертыванием аналоговых систем (первого поколения) и созданием первых фрагментов сетей третьего поколения. Широкое внедрение получили новые технологии и прежде всего Интернет.

Дальнейшее развитие подвижной связи в России должно происходить путем использования в основном европейских технологий в направлении постепенной замены аналоговых сетей цифровыми, создания многодиапазонных сетей GSM, укрупнения существующих и создания новых сетей, эволюции существующих цифровых сетей к предоставлению высокоскоростных услуг на базе технологийGPRS (General Packet Radio Services), EDGE (Enhanced Data Rates for the Global Evolution), развертывания сетей третьего поколения на основе европейской версии UMTS международного стандарта IMT-2000.

Переход от аналоговых сетей к цифровым. В ноябре 2001 г.

в Москве прошла организованная ЗАО«Экспо-Телеком» 2-я Международная конференция «Мобильная связь в России: тенденции и перспективы развития» [20]. Ниже приводится краткое содержание нескольких докладов, иллюстрирующих те изменения, которые характерны для современного этапа развития сетейTDMA/AMPS

и MNT-450.

На конец 2001 г. 50 российских операторских предприятий сотовой связи стандарта TDMA/AMPS работали в 58 субъектах Российской Федерации. Не имея собственного участка спектра, операторы сетей TDMA/AMPS работают в нишах, приоткрытых первичным пользователем в полосе824–828 МГц, в отдельных районах в полосе831– 834 МГц (с соответствующими им верхними полосами частот с дуплексным разносом 45 МГц). Операторы «втискивают» в них все новые базовые и абонентские станции, предельно увеличивая таким образом эффективность использования частотного ресурса. Результаты говорят сами за себя: без малого 800 тыс. абонентов получили в 2000 г. услуги связи на сумму 9,5 млрд. руб., а в бюджеты разных уровней и внебюджетные фонды направлено до 3 млрд. руб. отчислений.

28 апреля 2001 г. был подписан Меморандум о взаимопонимании между Минсвязи РФ и предприятиями «Ассоциации-800». В интересах

защиты пользователей, операторов и инвесторов сетейTDMA/AMPS стороны признали необходимым планирование мягкого перевода на новые технологии. Минсвязи России выделило операторам частотный ресурс в полосах 1710…1785 МГц и, соответственно, 1805…1880 МГц с выдачей лицензий на оказание услуг связи стандартаGSM 1800 в порядке компенсации предстоящего аннулирования частотоприсвоения в диапазоне 800 МГц.

На передний край забот операторов выдвигается сегодня вопрос технологического обеспечения деятельности в новом диапазоне частот. Темпы развития рынка сотовой связи и динамика его изменений требуют от операторов активных действий. Именно в таком стиле работают предприятия, планирующие развертывание сетей стандарта

GSM 1800.

Принципиально новые возможности конвергенции сетей и поэтапного перевода абонентов в сети GSM открывают две технологические новинки: автоматический роуминг между сетями стандартов TDMA и GSM и двухстандартные абонентские станции. Эти новинки дадут возможность строить сетиGSM 1800 в качестве расширения действующих сетей TDMA/AMPS. Инвестиционные затраты на создание такой добавочной сети будут, по расчетам, в 1,3–2 раза ниже затрат на создание полномасштабной сети GSM 1800.

Операторы сетей NMT-450 России будут постепенно переходить на использование стандарта IMT-MC-450.

Достоинства технологии IMT-MC (450 МГц)

Технология IMT-MC входит в группу стандартов3G, одобренных решением МСЭ в ноябре1999 г. Большинство выбранных для IMT2000 систем радиодоступа базируется на технологии с кодовым разделением каналов (CDMA).

Оценивая возможности технологии, можно указать ряд ее достоинств:

-Экологичность, определяемую низким уровнем электромагнитного излучения передающей станции.

-Технологичность, подразумевающую высокую спектральную эф-

фективность, скорость передачи данных (1X RTT – до 144 кбит/с, с HDR (High Data Rate) – до 2,4 Мбит/с), высокое качество передачи речи и исключительную приватность и конфиденциальность связи.

-Экономичность, определяемую пониженной потребляемой мощностью (дополнительно увеличивается время работы МС без подзарядки аккумуляторов до 5 ч разговора) и широкой зоной покрытия благодаря особенностям распространения радиоволн в низкочастотном диапазоне.

-Доступность для пользователя. Спрос на абонентские терминалы CDMA растет быстрее, чем на терминалы GSM (за период с 1999 г. по 2002 г. объем доходов мирового рынка сетейGSM увеличится с

444 Глава 13. Сети подвижной радиосвязи

15,5 до 24,5 млрд. долл., а CDMA – с 3,5 до 20,4 млрд. долл., что означает ежегодный прирост 55,9%).

- Динамичность. В условиях эволюции к 3G технология IMT-MC (1X) внедряется быстрее конкурентных.

Использование диапазона

Архитектура системы IMT-MC с многочастотной несущей (MC-multi carrier) предусматривает возможность гибкого изменения конфигурации полосы частот в зависимости от требований оператора: от 1,25 МГц до 15 МГц, т.е. предлагаются пять значений ширины спек-

тра: 1Х, 5Х, 6Х, 9Х и 12Х, где Х = 1,25 МГц.

Начать строительство и эксплуатацию сети IMT-MC-450 можно, используя одну несущую частоту (1X), занимающую с учетом защитных интервалов всего 1,77 МГц, при этом аналоговая сеть в оставшейся полосе частот – 2,725 МГц будет продолжать успешно работать до последнего абонента.

Этапы внедрения

На первом этапе эксплуатации цифровой коммерческой сети будет задействован минимальный частотный ресурс из имеющейся полосы, но уже в этом случае емкость сети IMT-MC-450 будет выше более чем в 3 раза по сравнению с аналоговой, а скорость передачи данных составит примерно 144 кбит/с.

Целесообразно выборочное внедрение услуг третьего поколения: высокоскоростная передача данных, доступ к ресурсам Интернет, навигационный поиск.

В дальнейшем на следующих этапах увеличение емкости сети и скорости передачи данных может быть достигнуто несколькими альтернативными путями:

·добавлением второй несущей частоты. Частотный ресурс при этом будет распределен таким образом:

−сеть IMT-MC-450 (2Х) – 2,5 МГц;

−сеть NMT-450 – 1,5 МГц.

В этом случае емкость сети значительно увеличится, скорость передачи данных составит 144 кбит/с:

·добавлением двух несущих (3Х). В этом случае частотный ресурс распределится так:

−сеть IMT-MC-450 (3Х) – 4,3 МГц;

−сеть NMT-450 – 0,2 МГц.

Значительно увеличится емкость сети, скорость передачи данных возрастет до 2 Мбит/с:

·внедрением технологии HDR (High Data Rate), позволяющей при использовании минимального частотного ресурса, т.е. одной несущей, увеличить скорость до 2,4 Мбит/с.

Контрольные вопросы

1.Каковы преимущества беспроводных сетей по сравнению с проводными?

2.Перечислите основные виды систем подвижной радиосвязи.

3.Что дает использование сотовой структуры в сетях подвижной радиосвязи?

4.Перечислите известные Вам аналоговые системы подвижной радиосвязи. Какие из них относятся к системам федерального стандарта?

5.Каковы отличия систем федерального стандарта от систем регионального стандарта?

6.Каковы достоинства цифровых систем подвижной радиосвязиПеречис? -

лите известные Вам цифровые системы.

7. Дайте краткую сравнительную характеристику системамNMT-450

и GSM-900.

8.В чем заключается кодовый метод разделения каналов?

9.Дайте краткую характеристику системе с кодовым методом разделения каналов стандарта IS-95.

10.Как обеспечивается исключение несанкционированного доступа в сеть?

11.Что такое хендовер и роуминг? Что общего в этих процедурах и в чем их различие?

12.Тенденции развития подвижной радиосвязи в России?

Список литературы

1.Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. – М.: МЦНТИ, 1996. – 242 с.

2. Ратынский М.В. Основы сотовой связи / Под ред. Д.Б. Зимина. 2-е изд., перераб.

и доп. – М.: Радио и связь. – 2000. – 248 с.

3.Ламекин В.Ф. Сотовая связь. – Ростов на Д.: Феникс. – 1997. – 176 с.

4.Андрианов В.И., Соколов А.В. Средства мобильной связи. – СПб.: BHV – Санкт-

Петербург, 1998. – 256 с.

5.Горностаев Ю.М. Мобильные системы 3-го поколения. – М.: МЦНТН, 1998. – 157 с.

6.Самуйлов К.Е., Никитина М.В. Сети сотовой подвижной связи в стандартеGSM //

Сети. – 1996. – № 10. – C. 10–14.

7.Громаков Ю. А. GSM на пороге очередного взлета // Сети. – 1997. – № 10. – C. 62–68.

8.Хонкасало Х. Эволюция GSM // Сети и системы связи. – 1996. – № 4. – C. 32–37.

9.Джекобс И.М. Простой ответ на вопрос: почему CDMA? // Электросвязь. – 1997. –

№ 4. – C. 11–16.

10.Голышко А.В., Леонов А.В. CDMA – россиянам // Сети и системы связи. – 1997. –

№ 12. – C. 98–109.

11.Голышко А.В. Страсти по CDMA // Сети и системы связи. – 1997. – № 10. – C. 106–114.

12.Ездаков А., Ленкин. С. «Соты» России // Сети. – 1998. – № 2.– C. 48–57.

13.Кузин М.И. Некоторые результаты сертификационных испытаний системCDMA фирмы Qualcomm в Челябинске // 2-й Бизнес-форум «Мобильные системы».: Тез.

докл. – М.: МЦНТИ, 1997. – C. 23–26.

14.Барсков А. CDMA в действии // Сети и системы связи. – 1998. – № 1.– C. 14.

15.О’Рурк Дж. CDMA – тема для отдельного разговора // Сети и системы связи. – 1998. – № 7(29). – C. 15–20.

16.Варакин Л.Е., Анфилофьев С.А. Технологии CDMA в современных системах радиосвязи // Мобильные системы. – 1998. – Спецвыпуск. – C. 3–13.

в сетях сухопутной стационарной радиотелефонной связи на основе технологии CDMA // Мобильные системы. – 1998. – Спецвыпуск. – C. 27–29.

18.Концепция развития связи Российской Федерации/ В.Б. Булгак, Л.Е. Варакин, Ю.К. Ивашкевич и др. / Под ред. В.Б. Булгака, Л.Е. Варакина. – М.: Радио

и связь, 1995.

19.СвязьИнформ. – 2001. – № 1. – С. 151–153.

20.Вторая Международная конференция «Мобильная связь в России: тенденции и

перспективы развития». – Mobile Communications International // RE 2001. – № 8–9. –С. 10–12.

Глава 14. Транкинговые системы радиосвязи

Транкинговые системы радиосвязи(ТСР) являются развитием систем низовой полудуплексной радиосвязи и по ряду признаков могут быть соотнесены с сотовыми системами связи. В отличие от обычных систем с постоянно закрепленными частотными каналами в ТСР применяется динамическое распределение каналов. Термин «транкинг», принятый в сфере профессиональной радиосвязи, означает метод свободного доступа большого числа абонентов к ограниченному числу каналов (пучку, стволу или, по зарубежной терминологии, – транку). Поскольку в какой-либо момент времени не все абоненты активны, необходимое число каналов значительно меньше общего числа абонентов.

Когда радиоабонент транкинговой системы осуществляет вызов, система назначает ему один из имеющихся свободных каналов. При этом статистика активности обычно такова, что небольшого количества выделенных каналов достаточно для обслуживания значительного числа абонентов. Эту ситуацию иллюстрируют цифры, заимствованные из документации на системуACCESSNET фирмы Rohde & Schwarz (табл. 14.1).

В отличие от обычных систем радиосвязи ТСР характеризуются следующими признаками:

-экономное использование радиоспектра;

-наличие одной или нескольких базовой радиостанций и системы управления;

-возможность выхода в другие сети, в частности в телефонную сеть общего пользования;

-увеличение зоны обслуживания путем создания многозоновой сети;

-передача данных и телеметрической информации;

-множество сервисных возможностей.

Та б л и ц а 14.1. Зависимость числа абонентов от числа радиоканалов

Перечисленные выше признаки характерны и для сотовых систем связи. Однако в отличие от сотовых транкинговые системы в первую очередь ориентированы на задачи, связанные с оперативным управлением. Список потребителей здесь чрезвычайно широк– подразделения железных и автомобильных дорог, предприятия энергетического комплекса, администрации всех уровней, учреждения городского хозяйства, правоохранительные органы, отряды МЧС, коммерческие структуры и т.д.

В сравнении с сотовыми системами к преимуществам ТСР, позволяющим отдать им предпочтение при организации оперативной связи, следует отнести:

- гибкую систему вызовов– индивидуальный, групповой, вещательный, приоритетный, аварийный и др.;

- гибкую систему нумерации – от коротких двухили трехзначных до полноценных городских номеров;

-малое время установления соединения – менее секунды, против нескольких секунд в сотовых системах;

-возможность работы в группе;

-наличие (в ряде систем) режима непосредственной связи между двумя абонентскими радиостанциями без участия базовой;

-экономичность – по стоимости оборудования и по эксплуатационным расходам ТСР в несколько раз экономичнее сотовых систем.

Сравнивая сотовые и транкинговые системы, необходимо отметить, что при внешней структурной схожести они существенно отличаются по ряду функциональных особенностей и системных возможностей. Если первые ориентированы на потребителей обычных телефонных услуг

иокупаются в регионах с высокой плотностью населения(порядка тысячи и более абонентов в зоне), то вторые прежде всего являются

средством оперативной и производственно-технологической связи и рентабельны при на порядок меньшем числе абонентов.

Следует заметить, что сами термины«сотовые» или «транкинговые системы» малоинформативны с точки зрения выявления их отличий. Так, в сотовых системах используется метод динамического распределения каналов, т.е. транкинг, и наоборот, современные многозоновые транкинговые системы содержат ряд«родовых» признаков сотовых систем. Эти термины сложились исторически и обозначают системы мобильной радиосвязи, которые развивались своими путями, решая разные задачи.

Таблица 14.2 дает представление об основных параметрах транкинговых систем [1] в сравнении с обычными сотовыми системами радиосвязи.

Для более полного представления о функциональных возможностях ТСР перечислим основные типы вызовов, поддерживаемые большинством стандартных протоколов [3]:

449

Т а б л и ц а 14.2. Сравнение основных параметров систем радиосвязи

-индивидуальный вызов для связи между двумя абонентами;

-групповой вызов для связи между несколькими абонентами одновременно;

-вещательный вызов для предварительно выбранной группы, когда абоненты могут только слушать сообщение, но не могут отвечать;

-конференц-вызов для подключения к разговору третьего абонента во время разговора двух абонентов;

-переадресация вызова: вызовы, адресованные абоненту, автоматически переадресуются заранее назначенному третьему абоненту;

-приоритетный вызов применяется для сокращения времени ожидания при занятости системы; такие вызовы обслуживаются вне общей очереди;

-срочный (аварийный) вызов имеет наивысший приоритет, связь устанавливается немедленно путем прерывания уже установленных соединений;

-статусная связь – посылка коротких текстовых сообщений любому другому абоненту или диспетчеру;

-передача блоков данных применяется для связи между компьютерами или другими системами обработки цифровой информации;

-диспетчерская связь – вызовы на специально сконфигурированные диспетчерские пульты;