Сотовые системы первого поколения

Когда появились первые мобильные телефоны, в беспроводных коммуникациях использовались только аналоговые сигналы. Первые системы сотовой телефонной связи принято называть системами первого поколения, или сотовыми системами 1G (1G cellular). Когда кто-то разговаривал по телефону такой системы, его речь передавалась с использованием частотной модуляции (ЧМ), при которой в соответствии

с речевым сигналом изменялась только частота несущей. В этих системах использовалось ограниченное число каналов, в которых для передачи управляющих сигналов, необходимых для настройки и поддержания телефонных разговоров, применялась частотная манипуляция (ЧМн).

Несмотря на случающиеся хрипы и шипения, системы первого поколения хорошо подходят для осуществления телефонных разговоров, но мало пригодны для передачи компьютерных данных. Как и при передаче речи, данные должны быть представлены в виде аналоговых сигналов. Пользователи обеспечивают взаимодействие ПК и сотовой системы с помощью модема, преобразующего цифровые сигналы, поступающие с компьютерного устройства, в аналоговую форму (такую как ЧМн или ФМн), которая подходит для передачи через узкополосный, шириной лишь 4 кГц, канал речевой связи. Поэтому скорость передачи данных очень низкая, около 20-30 кбит/с.

Системам первого поколения не хватает пропускной способности для поддержки механизмов аутентификации и шифрования. Пропускной способности цифрового канала управления, использующего ЧМн, хватает только для поддержки телефонных разговоров. Ее недостаточно для передачи имен пользователей и паролей для службы аутентификации или координации процесса шифрования. Это и понятно, ведь системы первого поколения создавались для передачи речи, а не данных.

Одно время системы первого поколения использовались почти на всей территории США. На сегодняшний день они применяются лишь в малонаселенных местностях, где нет смысла обновлять инфраструктуру сети, чтобы она могла обеспечивать работу новейших цифровых систем.

Сотовые системы второго поколения

Не так давно стали доступны цифровые сотовые системы, позволяющие использовать как речевые, так и управляющие каналы для передачи цифровых сигналов. Первая фаза внедрения этих полностью цифровых систем известна как сотовые системы второго поколения, или сотовые системы 2G (2G cellular). Сейчас большинство телекоммуникационных операторов предлагают услуги на основе систем 2G, периодически улучшая их характеристики.

Благодаря использованию цифровых сигналов для передачи речи стало возможным внедрение более эффективных методов модуляции. Это, в свою очередь, сделало возможным поддержку большего числа телефонных разговоров и передачу данных с использованием полосы частот меньшей ширины. Системы второго поколения поддерживают работу различных служб — передачи коротких сообщений, аутентификации и обновления программного обеспечения, обеспечивающего проведение телефонных разговоров — без использования проводов.

Усовершенствованные версии систем 2G (иногда называемые системами 2.5G) используют улучшенные методы модуляции, благодаря чему повышается скорость передачи данных и эффективность использования спектра. Так, протокол GPRS (generalpacketradioservices — пакетная радиосвязь общего назначения) обеспечивает высокоскоростную передачу данных через глобальную систему для сетей GSM (globalsystemformobilecommunications — глобальная система связи с подвижными объектами). Максимальная скорость передачи данных по протоколу GPRS составляет 171,2 кбит/с. Но для пользования услугами GPRS нужны специальные мобильные телефоны. Кроме того, перспективная технология мобильной радиосвязи (enhanceddataratesforglobalevolution, EDGE) позволяет расширить возможности GSM за счет использования восьмиуровневой ФМн, при которой каждый переданный символ представляет 3 бита данных. В результате максимальная скорость передачи данных повышается до 474 кбит/с.