Сети 4 G ИУФи. НА УБД 1 -2 Спирина Татьяна
Содержание проекта: 1. Происхождение 2. Определение понятия 3. Требования AMT-Advanced 4. Развитие 5. Аппаратное обеспечение 6. Список диапазонов частот 7. вопросы
4 G (от англ. fourth generation — четвёртое поколение) — поколение мобильной связи с повышенными требованиями. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным и 1 Гбит/с — стационарным абонентам.
Происхождение и определение понятия Спецификации любого поколения связи, как правило, относятся к изменению фундаментального характера обслуживания, несовместимым технологиям передачи, более высоким пиковым битрейтом, новыми полосами частот, более широким каналом полосы пропускания, выражаемой в единицах частоты — герцах, а также большей ёмкостью для множественной одновременной передачи данных (более высокой системе спектральной эффективности, измеряемой в бит/с/Гц/сектор) Новые поколения мобильной связи начинали разрабатываться практически через каждые десять лет с момента перехода от разработок первого поколения аналоговых сотовых сетей в 1970 -х годах (1 G) к сетям с цифровой передачей (2 G) в 1980 -х годах.
От начала разработок до реального внедрения проходило достаточное количество времени (например, сети 1 G были внедрены в 1984 году, сети 2 G — в 1991 году). В 1990 -х годах начал разрабатываться стандарт 3 G, основанный на методе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA); он был внедрен только в 2000 -х годах (в России — в 2002 году). Сети поколения 4 G, основанные на IPпротоколе, стали разрабатываться в 2000 году и стали внедряться во многих странах, начиная с 2010 года.
В марте 2008 года сектор радиосвязи Международного союза электросвязи (ITU-R) определил ряд требований для стандарта международной подвижной беспроводной широкополосной связи 4 G, получившего название спецификаций International Mobile Telecommunications Advanced (IMT-Advanced), в частности установив требования к скорости передачи данных для обслуживания абонентов: скорость 100 Мбит/с должна предоставляться высокоподвижным абонентам (например, поездам и автомобилям), а абонентам с небольшой подвижностью (например пешеходам и фиксированным абонентам)должна предоставляться скорость 1 Гбит/с.
Так как первые версии мобильного Wi. MAX и LTE поддерживают скорости значительно меньше 1 Гбит/с, их нельзя назвать технологиями, соответствующими IMTAdvanced, хотя они часто упоминаются поставщики услуг, как технологии 4 G. 6 декабря 2010 года союз ITU-R признал, что эти две технологии, так же как и другие технологии, выходящие за рамки 3 G, хоть и не подпадают под требования IMT-Advanced, вполне могут считаться сетями 4 G, если представляют собой версии технологий, предшествующие версиям тех же технологий, попадающим под требования IMT-Advanced. Технологиям Mobile Wi. MAX Release 2 (также известным как Wireless. MAN-Advanced, или IEEE 802. 16 m) и LTE Advanced (LTEA) было присвоено официальное обозначение IMT-Advanced, что позволило их квалифицировать в качестве подлинных технологий 4 G.
Основные исследования при создании систем связи четвёртого поколения ведутся в направлении использования технологии ортогонального частотного уплотнения OFDM. Кроме того, для максимальной скорости передачи используется технология передачи данных с помощью N антенн и их приёма М антеннами — MIMO. При данной технологии передающие и приёмные антенны разнесены так, чтобы достичь слабой корреляции между соседними антеннами. Системы связи 4 G основаны на пакетных протоколах передачи данных. Для пересылки данных используется протокол IPv 4; в будущем планируется поддержка IPv 6.
Требования IMT-Advanced 1. Основываются на коммутации пакетов, используя протоколы IP 2. Пиковые скорости передачи данных, чтобы поддержать передовые услуги и приложения должны составлять от 100 Мбит/с для пользователей с высокой мобильностью и от 1 Гбит/с для пользователей с низкой мобильностью 3. Используются динамически разделяемые сетевые ресурсы для поддержки большего количества одновременных подключений к одной соте 4. Их масштабируемая полоса частот канала 5— 20 МГц, опционально до 40 МГц 5. Минимальные значение для пиковой спектральной эффективности 15 бит/с/Гц в нисходящем канале и 6, 75 бит/с/Гц в восходящем канале (имеется в виду, что скорость передачи информации 1 Гбит/с в нисходящем канале должна быть возможна при полосе пропускания радиоканала менее 67 МГц) 6. Спектральная эффективность на сектор в нисходящем канале 3 бит/с/Гц/сектор и в восходящем канале 2, 25 бит/с/Гц/сектор 7. Плавный хэндовер через различные сети 8. Высокое качество мобильных услуг.
Развитие. В 2000 году, когда только шло освоение технологии связи третьего поколения 3 G, один из ведущих производителей персональных компьютеров Hewlett-Packard и японский гигант сотовой связи NTT Do. Co. Mo объявили о начале совместных исследований по разработке технологий передачи мультимедиа-данных в беспроводных сетях четвёртого поколения. Помимо них, разработки вели Ericsson и AT&T совместно с Nortel Networks. Впоследствии появилось два действительно способных к реализации стандарта: LTE и Wi. MAX, которые, по мнению IMTAdvanced, и стали новой эрой в развитии сети
Сейчас во многих технически развитых странах ещё используются технологии 3 G и 3, 5 G. Многие страны стремятся перейти к сетям 4 G, минуя 3 G. По этому же стандарту строятся сети в США, Японии, Китае и Никарагуа. К маю 2012 года все крупные города Финляндии имеют покрытие сетью 4 G несколькими операторами стандартом LTE. В планах — обеспечить 95 % покрытие территории страны за 3 года и 99 % за 5 лет.
С технической точки зрения, основное отличие сетей четвёртого поколения от третьего заключается в том, что технология 4 G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3 G соединяет в себе как пакетную коммутацию, так и коммутацию каналов. Для передачи голоса в 4 G предусмотрены технологии Vo. LTE (англ. Voice over LTE)
Международный союз электросвязи и 4 G Alliance (основными участниками которого является ZTE Corporation и другие китайские компании) определяют технологию 4 G как следующий этап развития беспроводной телекоммуникации, которая позволит достичь скорости передачи данных до 1 Гбит/с в условиях стационарного применения и до 100 Мбит/с в условиях обмена данными с мобильными устройствами доступа. Технология 4 G, в частности, позволит абонентам смотреть многоканальные телетрансляции высокой четкости и управлять домашней бытовой техникой с помощью мобильного устройства, совершать дешёвые междугородные телефонные звонки. Для этой системы связи используется диапазон сантиметровых волн (3600 MHz), не так хорошо проходящих через здания, как дециметровые волны 3 G системы. Сантиметровые волны при высоких уровнях сигнала могут оказывать биологическое воздействие, возможно поэтому стандарт 4 G не принят МККР.
Оператор сотовой связи МТС запустил в коммерческую эксплуатацию сеть четвёртого поколения (4 G) на базе технологии LTE в Узбекистане. Сеть развёрнута в центральной части Ташкента в частотном диапазоне 2, 5 -2, 7 ГГц, лицензию на использование которого узбекская дочерняя компания МТС получила в октябре 2009 года. Поставщиком оборудования для строительства сети является китайская Huawei Technologies. С февраля 2011 года армянский мобильный оператор Viva. Cell. MTS полностью перешел к коммерческой эксплуатации сети в Ереване, и ныне развивается в регионах Армении.
В 2010 году расширение 4 G сети Telia. Sonera продолжается в 25 городах и зон отдыха в Швеции и 4 городов в Норвегии. До конца 2010 года Telia. Sonera также внедрили коммерческие сети 4 G для клиентов в Финляндии, Дании и Эстонии, а в апреле 2011 и в Литве С 9 декабря 2011 года в Бишкеке (Кыргызстан) начались подключения к скоростному беспроводному Интернету четвёртого поколения по технологии LTE. Сеть LTE 4 G на базе собственных технических ресурсов была развёрнута независимым альтернативным оператором связи Кыргызстана — ЗАО «Saima-Telecom» . Сеть покрыла всю столицу — Бишкек, а затем планируется покрыть сетью крупные города Чуйской области. Жители этих городов будут иметь полноценный широкополосный доступ в сеть интернет, которые будут на уровне текущих цен. 17 июня 2011 года в Тирасполе между компаниями СЗАО «Интерднестрком» и Alcatel-Lucent Украина был подписан контракт о строительстве в Приднестровье мобильной сотовой сети 4 -ого поколения на базе технологии LTE.
20 апреля 2012 года компанией Интерднестрком в Приднестровье запущена в эксплуатацию первая коммерческая сеть на базе технологии LTE. В конце второго квартала 2012 года азербайджанский оператор сотовой связи Azercell запустил сеть 4 -ого поколения в центре Баку. Производитель телекоммуникационного оборудования Huawei и Министерство связи Бразилии подписали соглашение, в рамках которого Huawei разработает решение LTE в диапазоне 450 МГц, которое будет использоваться для обеспечения мобильным ШПД жителей удаленных и сельских территорий
Аппаратное обеспечение Производителями оборудования на сегодняшний день являются такие ведущие компании, как Alcatel-Lucent, Huawei, ZTE, Nokia и другие. В России выпуск сетевого оборудования начала компания Nokia Siemens Networks на базе совместного с НПФ «Микран» и корпорации «Роснано» предприятия под Томском. Выпускаемые ими мультистандартные базовые станции Flexi Multiradio 10, могут работать как в различных стандартах (2 G/GSM/GPRS/EDGE, 3 G/WCDMA/UMTS/HSPA и 4 G/LTE/FDD/TDD / LTE-Advanced ), так и большом количестве частотных диапазонов 800/900/1900/2100/2500/2700 МГц. Первые чипсеты для модемов (MDM 9225, MDM 9625), которые будут поддерживать сети LTE Advanced, компания Qualcomm планирует выпустить в конце 2012 года. Это первые чипсеты, которые поддерживают технологию агрегации несущих частот, позволяющую комбинировать несколько радиоканалов в нескольких полосах частот. Благодаря этой технологии операторы могут обойти ограничение стандарта LTE в части требования наличия 20 МГц непрерывного спектра и в имеющихся у них LTE-сетях повысить скорость работы пользователей до 150 Мбит/с. Стоит также отметить, что чипсеты MDM 9225 и MDM 9625 обратно совместимы с более старыми стандартами мобильных сетей — EV-DO Advanced, TD -SCDMA и GSM, в результате чего модемы, в которых они будут устанавливаться, смогут работать в 7 разных режимах: CDMA 2000 (1 X, DO), GSM/EDGE, UMTS (WCDMA, TD-SCDMA) и. LTE (причем, и в LTE-FDD и в LTE-TDD).
Список диапазонов частот В России: LTE B 7 ↑ 2500 -2570 МГц ↓ 2620 -2690 МГц — 2× 30 компания «Скартел» , 2× 10 ОАО «Ростелеком» , ОАО «Мобильные Теле. Системы» , ОАО «Мега. Фон» , ОАО «Вымпел-Коммуникации» . LTE B 20 ↑ 832 -862 МГц ↓ 791 -821 МГц — 2× 7, 5 ОАО «Ростелеком» , ОАО «Мобильные Теле. Системы» , ОАО «Мега. Фон» , ОАО «Вымпел. Коммуникации» . (план 2013— 2019 г. ) LTE B 38(TDD) 2570. . 2620 МГц — 1× 25 LTE B 40(TDD) 2300. . 2400 МГц — ОАО «Ростелеком» (2013 г. ) 4 G диапазон ↑ 720 -750 МГц ↓ 761 -791 МГц — 2× 7, 5 (рассмотрение в МСЭ) В США: B 2 ↑ 1850 -1910 МГц ↓ 1930 -1990 МГц — T-Mobile, Metro. PCS (General Wireless). B 4 — AT&T, T-Mobile, Metro. PCS. B 13 — Verizon. B 17 — AT&T. B 25, B 26 — Sprint.
Вопросы: 1. В каком году стали разрабатываться сети 4 G? 2. Что такое IMT-Advanced? 3. Что такое MIMO? 4. Какие 2 гиганта , которые, по мнению IMT-Advanced, и стали новой эрой в развитии сети? 5. В чем отличие 3 G от 4 G с технической точки зрения? 6. Какой диапазон волн используется для системы 4 G? 7. Сколько должны составлять пиковые скорости передачи данных, чтобы поддержать передовые услуги и приложения? 8. Какая масштабируемая полоса частот канала? 9. Какой протокол используется для пересылки данных? 10. Какие технологии используются для передачи голоса в 4 G?
