3.3 Мобільні засоби мереж рухомого стільникового зв’язку.

 Як і більшість складних сучасних систем, МРСЗ проходять свій еволюційний розвиток. У зв’язку з цим різні телекомунікаційні технології доцільно було розділити по поколінням в залежності від швидкості передачі даних і набору сервісів мережі. На рисунку 3.3 представлено еволюцію технологій мобільного стільникового зв’язку за роками.

Рисунок 3.3 – Еволюція технологій мобільного стільникового зв’язку

3.1 Мережі мобільного зв’язку першого покоління

Проекти систем мобільного стільникового зв’язку першого покоління (1G) з’явилися на при кінці 70-х років. Тоді розпочались роботи по створенню уніфікованого стандарту стільникового зв’язку для Швеції, Фінляндії, Ісландії, Данії та Норвегії. Цей стандарт отримав назву NMT-450 (Nordic Mobile Tele-phone) і базувався на використанні діапазону 450 МГц. На місяць раніше запланованого початку експлуатації стандарту в Скандинавії система на його основі вступила в дію в Саудівській Аравії. Це сталося в 1981 році. Надалі стандарт NMT-450 почали широко експлуатувати в державах Західної Європи, а також на Ближньому Сході та в Південно – Східній Азії. К 1995 року стандарт було модифіковано до частотного діапазону 900 МГц і він отримав назву NMT-900.

А в цей час в США проводились перші випробування своєї системи стільникового зв’язку. В 1983 році в Чикаго була з успіхом впроваджена в комерційну експлуатацію мережа стандарту AMPS (Advanced Mobile Phone Servicе), яка розроблена в Bell Laboratories. Двома роками пізніше англійці, взявши за основу AMPS, розробили свій національний стандарт TACS (Total Access Communication System). Новий сервіс набув такої популярності, що у 1987 році в Лондоні було розширено робочу смугу частот, а оновлений таким чином стандарт був названий ETACS (Enchanced TACS). В свою чергу французи вирішили йти іншим шляхом, в результаті чого у 1985 році було прийнято стандарт Radiocom-2000.

Усі ці стандарти відносяться до першого покоління мобільного стільникового зв’язку, яке відрізняється, перш за все, аналоговою технологією прийому і передачі сигналів. Аналоговий принцип роботи подібний тому, що використовується в радіостанціях. Тобто для передачі інформації використовується частотна або фазова модуляція. Цей метод має ряд суттєвих недоліків. Це і можливість підслуховування розмов, і неконтролюєма втрата сигналу із за рельєфу місцевості і будівель. Крім того, за причиною все більше зростаючої популярності мобільного стільникового зв’язку, приріст нових абонентів став перевищувати можливості операторів зв’язку. Були потрібні нові ресурси для збільшення кількості абонентів, але вже на той час з’явились перші проблеми в функціонуванні розгорнутих мереж. Причиною стало нераціональне використання виділених діапазонів, а у підсумку – їх перевантаженість. Спроба розширення частотних діапазонів лише на деякий час відтягнула момент, коли виникла потреба в кардинально нових рішеннях.

На території України єдина мережа стільникового зв’язку першого покоління стандарту NMT-450 належана компанія UMC. У зв’язку з моральної застарілістю стандарту в 2006 році ця мережа була згорнута і замість неї оператор почав розгортати стільникову мережу третього покоління CDMA-450 EV-DO Rev.A, яка використовується лише для передачі даних. Решта сервісів (телефонія, короткі повідомлення) стали другорядними і впроваджуються програмними шляхом (ІР-телефонія, E-mail, Сhat та інши).

3.2 Мережі мобільного зв’язку другого покоління

Потрібно було створення нового покоління систем стільникового зв’язку, які забезпечили б більш високу якість зв’язку і раціональне використання частот. Закономірно, що базою для мереж другого покоління (2G) стала цифрова обробка сигналів. Початок розробки таких систем розпочався одночасно з комерційною експлуатацією перших мереж стільникового зв’язку. Значущим кроком стало створення єдиного європейського стандарту цифрового зв’язку. Ще у 1982 році під нього було виділено діапазон 900 МГц. Надалі європейська організація – СЕРТ, що об’єднує адміністрації зв’язку 26 країн Європи, створила групу Group Special Mobile. Саме від назви цієї групи бере початок скорочення GSM.

Стандарт GSM було опубліковано у 1990 році. У складі специфікації були всі нові на той час технології: часовий розподіл каналів, якісне шифрування і захист інформації абонента, блочне і пакункове кодування, а також новий вид модуляції – GMSK. Перша комерційна мережа стандарту GSM з’явилась в Німеччині в 1992 році. За рік до виходу фінальної специфікації GSM британський департамент торгівлі і промисловості опублікував національну концепцію під назвою Personal Communication Networks (PCN). Її метою стало створення системи зв’язку, альтернативної GSM. У підсумку, коли в Європі у 1991 році з’явився стандарт DCS-1800, створений на базі специфікації GSM, но з використанням іншого діапазону, англійці визначили його як базу для програми PCN, яка отримала практичне застосування у 1993 році. З часом, у 1997 році, DCS-1800 було перейменовано в GSM-1800, після чого з’явилась так звана dualband - аппаратура, що надає можливість клієнтам використовувати одночасно обидві версії GSM – “класичну” 900 МГц та нову, на 1800 МГц.

В цей же час в США йшли аналогічні процеси щодо удосконаленню діючих стандартів стільникового зв’язку. По аналогії з Англією, Американська промислова асоціація в галузі зв’язку ТIA, затвердила національний стандарт цифрового стільникового зв’язку IS-54. Широкому колу він знайомий як D AMPS або ADC, так як використовує тий самий частотний діапазон, що і аналоговий стандарт AMPS. Паралельно з розробкою D-AMPS компанія Qualcomm дуже активно займалась перспективним напрямком стільникового зв’язку, що оснований на шумоподібних сигналах і кодовому розділенні каналів. Ця технологія вже активно використовувалась військовими, а в цивільній версії була названа CDMA (Code Division Multiple Access). У 1993 році вищевказана ТIA прийняла в якості внутрішнього стандарту цифрового стільникового зв’язку стандарт CDMA, означеного як IS-95. Але і цього американцям було мало. В межах концепції “Послуг персонального зв’язку“ – PCS, для забезпечення 50 відсоткового покриття території США стільниковим зв’язком було виділено додаткові частотні діапазони для нових стандартів.

Тут увагу американських фахівців привернув вже розвинений в Європі стандарт GSM, якому з невеликими змінами було відведено діапазон в 1900 МГц. Таким чином, GSM став найбільш розповсюдженим на даний час стандартом стільникового зв’язку другого покоління. Також як у всьому світі, на території України на сьогоднішній день мережі стільникового зв’язку другого покоління найбільш розповсюджені у порівнянні з іншими засобами мобільного зв’язку. Але з кожним роком ринок телекомунікацій вимагає від операторів надання нових сервісів і підвищення швидкості передачі даних. Це призводе або до модернізації мережі або до її згортання, наприклад як з мережею стандарту D-AMPS оператора DCC. Отже на сьогодні на території України функціонують мережі другого покоління стандартів GSM і CDMA.