CDMA

СDMA - система множественного доступа с кодовым разделением - стала, возможно, самой многообещающей системой, появившейся на мировом рынке. Десятилетия назад эта технология использовалась в военной связи (США), а сегодня известна всем как глобальный цифровой стандарт для коммерческих систем коммуникаций. За последние пять лет технология использования CDMA была протестирована, стандартизирована, лицензирована и запущена в производство большинством поставщиков беспроводного оборудования и уже применяется во всем мире. В отличие от других методов доступа абонентов к сети, где энергия сигнала концентрируется на выбранных частотах или временных интервалах, сигналы CDMA распределены в непрерывном частотно-временном пространстве. Фактически метод манипулирует и частотой, и временем, и энергией.

Главной особенностью современного этапа развития систем сотовой связ является переход к системам третьего поколения 3G. Наиболее актуально эта проблема стоит для операторов сетей первого поколения, работающих в стандарте NMT. Операторы GSM-сетей также прикладывают максимум усилий для удовлетворения потребностей своих пользователей, особенно в области мобильной передачи данных. Переход к сетям 3G позволяет качественно изменить нынешнюю ситуацию в области мобильной связи.

Связано это, прежде всего с тем, что сети 3G позволяют предоставлять клиентам широкий диапазон новых услуг, которые способны существенно повысить доходы операторов, а для производителей - продажи сетевого оборудования и телефонов. Кроме того появляется новый вид деятельности, такой, как контент -провайдерство.

Основным отличием систем 3G от эксплуатируемых сейчас сетей второго поколения (2G) является возможность передачи больших объемов информации с высокими скоростями. Это позволяет получить качественно новый уровень связи, на основе которого возможно формирование глобального информационного пространства, доступ к которому не зависит от местоположения пользователя и его перемещений. Вследствие этого меняется и функциональное предназначение самого мобильного телефона - кроме средства голосового общения он становится многофункциональным устройством, предназначенным для многих случаев жизни.

Возможности сетей 3G открывают новые горизонты в использовании мобильной связи, причем как частным абонентам, так и крупным корпорациям. С одной стороны, абоненты получают в свое распоряжение полноценный доступ в Интернет, и множество неголосовых услуг, c другой - оператор начинает зарабатывать на росте трафика, с третьей - появляется новый вид деятельности по предоставлению разнообразного контента - полезной информации, сервисов и услуг.

Абоненты сетей 3G смогут воспользоваться удаленным доступом к корпоративной сети, что в корне меняет такие понятия, как мобильный офис, мобильная работа. Появляются возможности для видеоконференций, мультимедиа, телемедицины, мобильной электронной коммерции, обеспечения безопасности и услуг на основе определения местоположения абонента.

Международный Союз электросвязи (МСЭ, ITU) при сохранении идеи глобального роуминга, в качестве идеологической основы для объединения существующих сетей с системами, базирующимся на новом семействе стандартов 3-го поколения - IFS (IMT-2000 Family of Systems), отказался от принципа глобального международного стандарта и сосредоточил свои усилия в этом вопросе на их гармонизации.

При этом, в качестве основных стандартов данного семейства рассматривались:

Стандарт CDMA

Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением. В CDMA системах каждый голосовой поток отмечен своим уникальным кодом и передается на одном канале одновременно со многими другими кодированными голосовыми потоками. Принимающая сторона использует тот же код для выделения сигнала из шума. Единственное отличие между множественными голосовыми потоками это уникальный код. Канал, как правило, очень широк и каждый голосовой поток занимает целиком всю ширину диапазона. Эта система использует наборы каналов шириной 1.23МГц. Голос кодируется на скорости 8.55кбит/с, но определение голосовой активности и различные скорости кодирования могут урезать поток данных до 1200бит/с. В системах CDMA могут устанавливаться очень прочные и защищенные соединения, несмотря на экстремально низкую величину мощности сигнала, теоретически - сигнал может быть слабее, чем уровень шума

Стандарт CDMAOne

Стандарт cdmaOne, существует в вариациях IS-95a, IS-95b (cellular по американской терминологии, 800 МГц) и J-STD-008 (PCS, диапазон 1900). Аббревиатура IS (interim standard - временной стандарт) используется для учета в Ассоциации телекоммуникационной промышленности TIA (Telecommunications Industry Association). Как правило, в сетях cdmaOne используется IS-95a, он обеспечивают передачу сигнала со скоростью 9,6 кбит/с (с кодированием) и 14,4 кбит/с (без кодирования). Версия IS-95b основана на объединении нескольких каналов CDMA, организуемых в прямом направлении (от базовой станции к мобильной). Скорость может увеличиваться до 28,8 кбит/с (при объединении двух каналов по 14,4 кбит/с) или до 115,2 кбит/с (8 каналов по 14,4 кбит/с). Собственно, кроме IS-95 сети cdmaOne используют еще целый набор протоколов и стандартов, их список можно найти в любой достаточно глубокой статье по этой теме.

Коммерческие сети cdmaOne появились в 1995 году и пользуются заслуженной популярностью как на своей родине, в Америке, так и в Азии. Именно cdmaOne подразумевают под терминами "CDMA" и "CDMA-800" (наибольшее распространение получил именно 800-мегагерцовый вариант, IS-95). Прямой и обратный каналы располагаются соответственно в диапазонах 869,040-893,970 и 824,040-848,860 МГц. Используются 64 кода Уолша и несущие в 1.25 МГц.

В России стандарт сразу попал в опалу - в отличие от федеральных стандартов NMT и GSM был разрешен только для фиксированного применения. Кроме того, используемый им диапазон частот 800 МГц по требованиям Минсвязи необходимо освободить для цифрового телевидения. В этом диапазоне работают также сети "американских" стандартов N-AMPS, D-AMPS и CDMA. Однако, МАП признало это решение незаконным, а члены Ассоциации-800 уже договорились с Минсвязи об "обмене" лицензий x-AMPS на GSM 1800. Операторы же CDMA IS-95 подобного соглашения не заключали, официально они по-прежнему имеют право предоставлять услуги только фиксированной связи.

Стандарт WCDMA

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - широкополосный CDMA) - технология радиоинтерфейса избранная большинством операторов сотовой связи Японии и (в январе 1988 года) институтом ETSI (European Telecommunications Standards Institute) для обеспечения широкополосного радиодоступа с целью поддержки услуг третьего поколения.

Технология оптимизирована для предоставления высокоскоростных мультимедийных услуг типа видео, доступа в Интернет и видеоконференций; обеспечивает скорости доступа вплоть до 2 Мбит/с на коротких расстояниях и 384 Кбит/с на больших с полной мобильностью. Такие величины скорости передачи данных требуют широкую полосу частот, посему ширина полосы WCDMA составляет5 Мгц. Технология может быть добавлена к существующим сетям GSM и PDC, что делает стандарт WCDMA наиболее перспективным с точки зрения использования сетевых ресурсов и глобальной совместимости.

WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов) представляет собой технологию, использующую расширенную полосу пропускания и разновидность принципа DMA. Это технология мобильной радиосвязи третьего поколения, обеспечивающая значительно более высокие скорости передачи данных, чем стандарт GSM. WCDMA поддерживает передачу голоса, изображений, данных и видео в сетях мобильной связи на скорости до 2 Мбит/с (локальный доступ) или 384 кбит/с (глобальный доступ). WCDMA используется в основном в Европе при переходе от стандарта GSM к стандарту UMTS

Стандарт CDMA2000

Стандарт cdma2000 является дальнейшим развитием стандарта 2 поколения cdmaOne. Дальнейшим развитием cdmaOne должен был стать IS-95c, и именно это обозначение очень часто используется производителями.

Официальным обновлением стандарта, разработанным компанией Qualcomm и утвержденным ITU (Международный союз электросвязи, International Telecommunication Union), является cdma2000. В документах Lucent Technologies встречается обозначение IS-2000. Наконец, международный союз электросвязи (МСЭ) отобрал из десяти предложенных проектов пять радиоинтерфейсов третьего поколения IMT-2000 (International Mobile Telecommunications System - 2000 - Международная система мобильной связи - 2000), в их числе - IMT-MC (Multi Carrier), который представляет собой модификацию многочастотной системы cdma2000, в которой обеспечивается обратная совместимость с оборудованием стандарта cdmaOne (IS-95).

Еще один из пяти стандартов IMT-2000 - IMT-DS (Direct Spread) - построен на базе проектов W-CDMA и взят за основу европейской системы UMTS.

На начало 2003г. из 127 миллионов пользователей CDMA почти 15 миллионов использовали технологию cdma2000. В течение первых семи месяцев 2002 года, в Азии и Америке было запущено 11 сетей CDMA2000 и общее количество этих сетей составляло 18. Это - 99% рынка 3G, на IMT-MC приходилось 14.8 миллионов абонентов, на UMTS - 0.13 миллиона.

Однако, стоит отметить, что реализованная фаза cdma2000 1X все же не является полноценным 3G, ибо не дотягивает до обязательных двух мегабит. Поэтому ее чаще называют 2.5G.

Изначально cdma2000 (IMT-MC) разделили на две фазы - 1X и 3X. Именно к первой фазе применяется название IS-95C. А вторую позже назвали 1X-EV (evolution), разделив ее на две фазы - cdma2000 1X EV-DO (data only) и cdma2000 1X EV-DV (data & voice).

И именно стандарт cdma2000 1X EV-DO подразумевается под 3G IMT-MC. Стандарт 1x-EV-DO был принят TIA в октябре 2000 года и предусматривает следующую схему функционирования: аппарат одновременно производит поиск сети 1x и 1xEV, передачу данных осуществляет с помощью 1xEV, голоса - с помощью 1x.

Стандарт 1xEV-DV полностью соответствует всем требованиям 3G. Его практическая реализация планируется в 2003-2004 годах.

Теперь о CDMA-450. Следует отметить, что стандарты семейства cdma2000 не требуют организации отдельной полосы частот и в ходе их эволюционного развития от cdmaOne могут быть реализованы во всех частотных диапазонах используемых системами сотовой подвижной связи (450, 700, 800, 900, 1700, 1800, 1900, 2100 МГц).