СТОПАНСКА АКАДЕМИЯ „Д. А. ЦЕНОВ” – СВИЩОВ

катедра „Бизнес Информатика”

КУРСОВ ПРОЕКТ

на тема

Тенденции в развитието на мобилните комуникации

по дисциплината „ИНФОРМАТИКА”

Свищов2008

СЪДЪРЖАНИЕ

1. СЪЩНОСТ НА МОБИЛНИТЕ КОМУНИКАЦИИ

2. ВИДОВЕ МОБИЛНИ МРЕЖИ

МОБИЛНИ СИСТЕМИ ОТ ПЪРВО ПОКОЛЕНИЕ 1G

- Advanced Mobile Phone System (AMPS)- Total Access Communication System (TACS)- Nordic Mobile Technology (NMT)

МОБИЛНИ СИСТЕМИ ОТ ВТОРО ПОКОЛЕНИЕ 2G

- СЪЩНОСТ- КАПАЦИТЕТ- ПРЕДИМСТВА И НЕДОСТАТЪЦИ

МОБИЛНИ СИСТЕМИ ОТ ТРЕТО ПОКОЛЕНИЕ 3G

- UNIVERSAL MOBILE TELECOM. SYSTEM –UMTS

- WIDEBAND CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS

- CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS

3. МОБИЛНИ УСЛУГИ

2

1. СЪЩНОСТ НА МОБИЛНИТЕ КОМУНИКАЦИИ

Понятието мобилни комуникации обхваща съвременните средства

и подходи за предоставяне на достъп до телекомуникационни услуги на

персонални абонати. Мобилността се разглежда както като възможност

за естествен и удобен пренос на абонатния терминал, така и за

осигуряването на специфични и определени за даден абонат

телекомуникационни услуги, които го съпровождат при предвижването

му из зоната на обслужване. В този вид понятието мобилни

комуникации често се свързва с понятието клетъчни комуникации, тъй

като формирането на специфични зони на обслужване, наречени клетки

е една от най-характерните, макар и не задължителна характеристика на

модерните мобилни комуникации.

Глобалната система за мобилна комуникация (GSM) e цифрова

клетъчна комуникационна система. Тя е разработена с цел да се създаде

общ Европейски мобилно-телефонен стандарт, но бързо е възприета по

целия свят. GSM e проектиран да бъде и съвместим с различни ISDN

услуги.

В началото идеята за мобилна комуникация е разпространена от

някаква общност, наричащa себе си mobileers (в превод от английски –

“мобилярите” или, иначе казано, “мобилните. За да комуникират

помежду си са използвали радио честоти.

2. ВИДОВЕ МОБИЛНИ МРЕЖИ И ТЕХНИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Мобилна мрежа Тип Пропускателна способност Възможности

1G Аналогова 9,6 Kb/s до 14,4 Kb/s Само глас

2G GSM/CDMA 9,6 Kb/s до 14,4 Kb/s Глас и данни

3

2.5G GPRS/EDGE 56 Kb/s до 144 Kb/s Глас и данни

3G UMTS 384 Kb/s до повече от 2 Mb/s Глас и данни

3G WCDMA 2 Mb/s, 384 Kb/s Глас и данни

3G CDMA2000 144 Kb/s Глас и данни

3G CDMA EV-DO 2,4 Mb/s Глас и данни

4G 20 – 40 Mb/s (теоретична) Глас и данни

2.1 МОБИЛНИ СИСТЕМИ ОТ ПЪРВО ПОКОЛЕНИЕ

Развитието на телекомуникациите преминава през няколко

поколения мобилни технологии. В началото e 1G - първото поколение

радио телефони за пренос само на глас. Те се появили в края на 70-те.

Гласът се e предавал аналогово чрез радио сигнали, като върху

качеството на връзката влияели и най-малките отклонения в околната

среда.. Масово използвани са през 80-те години.

Всяка държава е разработвала своя собствена система.

Технологията е ограничена да функционира само в границите на дадена

държава,а пазарът за всяка технология е ограничен.

Такива системи са Nordic Mobile Telephone (NMT) , Advanced

Mobile Phone System (AMPS) , Total Acess Communication System.

Nordic Mobile Telephone (NMT)

NMT е първата изцяло автоматична мобилна система. Основа е на

аналогова технология . Съществуват 2 вариации : NMT450 и NMT900

като номерацията показва обхвата на честота. NMT900 е представен на

пазара, заради повечето канали, които включва. Като един от най-

4

големите проблеми се оказала издръжливостта на батерията. Освен това

гласовият трафик не е кодиран и на много местае било невъзможно да се

използват тези системи. NMT поддържал прост, но силно интегриран

метод на трансфер на данни т.нар. DMS – Data and Messaging Service или

NMT –Text, използващ, мрежовият канал за трансфера. Станало е

възможно чрез DMS изпращането на прости текстови съобщения между

двама абоната на NMT, но тази новост никога не е била достъпна освен в

Русия и Полша. Друго попълнение в услугите на NMT e била NMT

Mobidigi със скорост на трансфер 380 bits/s. За това обаче се изисквало

външно оборудване.

Total Access Communication Systems (TACS)

TACS и ETACS е предходна версия на AMPS, използвана в някои

европейски страни. Използвали са я и в Япония под наименованието

Japanese Total Access Communication (JTAC) . ETACS пък е друга версия

на TACS с възможността за много повече канали.

Диапазон на честотите, използван от ETACS

Канал

Cell TX (MHz)

Mobile TX (MHz) Бележки

1 935.0125 890.0125 25 kHz spaced channels23 935.5625 890.5625 1st of 21 dedicated vodafone control channels24 935.5650 890.5650 2nd of 21 dedicated vodafone control channels300 942.4875 898.0625 9.5 kHz peak speech fm deviation323 943.0625 898.0625 1st of 21 dedicated cellnet control channels

600 949.9875 904.9875 last TACS channel, ETACS extended this to 1320 later

0

5

Advanced Mobile Phone System (AMPS)

AMPS е аналогова мобилна система. Развита е от BELL Labs.

Официално представена в Америка през 1983г и в Австралия през 1987г.

Тя е първата мобилна система в Северна Америка. AMPS е мобилна

технология, която използва отделни честоти или канали за всеки

разговор. Поради този факт е изисквала доста по-голям диапазон на

честоти за определен обхват за голям брой потребители. AMPS е много

подобен на по-старите от него мобилни ситеми, но с нейното въвеждане

е било възможно вече по-голям брой телефони да бъдат поддържани на

една географска територия.

Сравнение на ETACS и AMPS

Feature TACS AMPSChannel Spacing 25 kHz 30 kHz

Speech peak Freq Dev 9.5 kHz 12 kHzSignalling FSK peak Freq Dev 6.4 kHz 8 kHz

Signalling rate 8 kbit/s 10 kbit/sSAT 0 5970 Hz 5970 HzSAT 1 6000 Hz 6000 HzSAT 2 6030 Hz 6030 Hz

ST 8000 HzMobile TX pwr MAC 0 2.82 WMobile TX pwr MAC 1 1.12 WMobile TX pwr MAC 2 447 mWMobile TX pwr MAC 3 178 mWMobile TX pwr MAC 4 70.8 mWMobile TX pwr MAC 5 28.2 mWMobile TX pwr MAC 6 11.2 mWMobile TX pwr MAC 7 4.5 mW

МОБИЛНИ СИСТЕМИ ОТ ВТОРО ПОКОЛЕНИЕ

6

През 1990 навлизат телефоните от второ поколение. Те се

различават по големината си и по това, че използват цифрова, а не

аналогова трансмисия. Скоро мрежите от първо поколение са затворени,

за да осигурят честоти за 2G, а стандартът за телефон става 100-200

грама.2G (или 2-G) е съкратено от второ поколение безжични

технологии. Трите основни предимства на 2G мрежите пред своите

предшественици са били телефонните разговори, които са цифрово

кодирани. 2G системи са значително по-ефективни от спектъра,

позволяващи по-големи нива на проникване на мобилен телефон, и 2G

въвежда информационни услуги за мобилни устройства, като се започне

с SMS - текстови съобщения. Докато радио сигналите от първо

поколение мрежи са аналогови, а на 2G мрежи са цифрови, и двете

системи използват цифрови сигнализация за свързване към радио кулата

към останалата част на телефонната система.

2G технологиите могат да се разделят на TDMA-базиран и CDMA-

базирани стандарти. Основните 2G стандарти са следните:

- GSM (TDMA-базирани), първоначално от Европа, а се използват в

почти всички страни по всичките шест населени континенти (време

дивизия Множествена Access). Today Днес е използван от над 80% от

всички абонати в цял свят.

- Е-95 известен cdmaOne, (CDMA-базирани), използвани в Америка и

части от Азия. Днес е използван от около 17% от всички абонати в

световен мащаб. Над една дузина CDMA оператори се прехвърлят към

GSM операторите, включително и в Мексико, Индия, Австралия и

Южна Корея.

- PDC (TDMA-базирани), използвани изключително в Япония

- iDEN (TDMA-базирани), патентовани мрежа, използвана от Nextel в

Съединените щати и Telus в Канада

7

- Е-136 известен D- AMPS , (TDMA-базирани), някога е бил

преобладаващ в Америка, но повечето са прехвърлени към GSM.

КАПАЦИТЕТ

Цифрови гласови данни могат да бъдат компресирани много по-

ефективно от аналогиви гласови кодировки чрез използването на

различни кодеци, което позволява повече обаждания. Дигиталната

системи са проектирани да отделят по-малко радио мощност от мобилни

телефони.

ПРЕДИМСТВА

Цифрови системи са били възприети от потребителите в

продължение на няколко причини.:

- Колкото по-ниски са радио сигнали, то те изискват по-малко

енергия на батерията, така че много по-дълго могат да издържат

телефоните до следващо зареждане

- Чрез редуцирането на динамиката и нивото на шума, нараства

качеството на звука

- Въвеждането на цифрови данни, услуги, като SMS и имейл.

- Значително намаленят измамите. С аналогови системи е било

възможно да има две или повече "клонирани" мобилни телефони,

които имаха същия телефонен номер.Цифровите клетъчни

обаждания са много по-трудни за подслушване.

8

НЕДОСТАТЪЦИ

Най-често срещаните недостатъци са:

Докато аналоговите мрежи имат плавен разпад на линията,

дигиталните – бърз и моментален разпад на линията. Това може да бъде

и предимство и недостатък. При добри условия дигиталният звук ще

бъде по – добър. Ако условията на връзката се влошат обаче дигиталната

мрежа веднага ще прекъсне, а аналоговата бавно ще влошава качеството

на разговора, но все пак ще задържи линията по-дълго и ще позволи

поне няколко думи да се кажат.

Идеята, лежаща в основата на Интернет, сложи началото на

еволюцията към ново поколение - така наречената GPRS или

технологията от 2,5 поколение (2.5G). Появи се и първият протокол,

който вкара TCP/IP в безжичния свят - WAP. Така за първи път

Интернет сайтове станаха достъпни от мобилен телефон. Но все още в

простичък текстов вариант и с малки некачествени черно-бели картинки.

Някъде тук, на този етап в развитието, Япония успя да изпревари целия

свят. На европейската разработка WAP тя противопостави своята i-mode,

снабдена с много повече възможности за показване по-бързо на по-

качествено като представяне съдържание.Но проблемите с ниските

скорости на трансфер и ограничените възможности на мобилните

телефони да обработват големи късове информация остават. А това

означава малко информация с дълго време на зареждане. Пред

мобилните оператори, доставчици на 2G услуги излизат и други

проблеми. Един от най-големите е постепенното запълване на отделения

за дейността им радиоспектър. Прекомерната употреба на този

ограничен ресурс заплашва да постави реална граница пред

разрастването на мрежите и привличането на нови клиенти. Тези факти

се усещат в реалността през 1999 - 2000 година.

9

2.3 МОБИЛНИ СИСТЕМИ ОТ ТРЕТО ПОКОЛЕНИЕ

През декември 1997 г. Alcatel, Nokia Telecommunications, Robert

Bosch, Italtel, Motorola, Siemens и Sony създадоха алианса UMTS. Целта

му бе да постави основите на стандарта UMTS за пренос на медиа по

високоскоростни мобилни мрежи. Стандарт, известен като 3G.

UMTS

е съкращение за Universal Mobile Telecommunications System, като

този тип технология е нагледен пример за еволюцията от второ към

трето поколение телекомуникации от гледна точка на капацитет, скорост

на пренос на данни и нови услуги. Тя осигурява до пет пъти по-висока

скорост за пренос на данни в сравнение GPRS, или до 384 kbit/s

Downlink и до 64 kbit/s Uplink. В момента в света функционират 60

3G/UMTS мрежи, използващи технологията WCDMA в повече от 25

страни, а изборът на 3G телефон може да бъде направен измежду 100

предложения на пазара. Целта е да се предложи общ пакет от услуги на

потребителите на мобилни телефони и компютри без значение къде се

намират географски. Така клиентите ще имат постоянна връзка с

Интернет без значение дали са в дома си, в офиса или на път и чрез

услугите за роуминг ползват услугите, които са заплатили от всяка точка

на света. А високата скорост и все по-голямата възможност на

мобилните апарати да обработват повече информация, позволява

видеотрансфера и дори наблюдаване на преки предавания на дисплея на

телефона. Първите тестове на UMTS са извършени през 1999 година от

Nortel Networks и BT (British Telecommunications). На 13 юли 2001

Verizon Wireless и Lucent Technologies демонстрираха отварянето на

страница от безжичен сайт със скорост десет пъти по-голяма от тази,

която позволяват съществуващите тогава мрежи Наземните станции за

10

3G използват честотите 1885-2025 MHz, а сателитните връзки - 1980-

2010 MHz и 2170-2200 MHz.

В момента стандартизирането на 3G технологиите се осъществява

от организация, наречена Third Generation Partnership Project (3GPP).

Първата мрежа от този тип е пусната от пионера в областта – японския

оператор NTT DoCoMo. 3G позволява провеждането не само на

телефонни разговори, но и високоскоростен обмен на данни между

абонатите на мобилната мрежа, както и видеовръзка, видеоконференции,

видео MMS, мобилен пренос на данни със скорост до 1 Mb, електронно

банкиране и т.н. през мобилния телефон. Вече се тества и предлага и

излъчване на TV канали по мобилната мрежа.

Третото поколение мобилни мрежи са голяма крачка за мобилната

технология и предлагат повече услуги и възможности, отколкото преди.

Устройствата вече са подходящи за изпращане и получаване на

мултимедийни съобщения, електронна поща, бързо сваляне на

съдържание от Интернет и различни възможности за забавление в

движение.

Първите 3G мрежи се появяват в Япония през 2001 г., следват

Европа, регионът на Азия и Пасифика. В САЩ първата мрежа от този

тип е изградена през 2003 г.

Еволюцията на 3G

Развитието на мрежите от трето поколение може да бъде описано

като преход от 2G към 3G технологии, даващи възможност на

операторите да предложат широк спектър от услуги поради големия им

капацитет. Процесът на модернизация започва в края на ХХ в. и според

експерти ще продължи до 2010 г. Технологии като GPRS, HSCSD (High

Speed Circuit Switched Data), както и множеството клетъчни телефони с

камера, пуснати на пазара през последните години, са сред основните

фактори за популяризирането на един нов тип услуги на пазара.

11

Международната телекомуникационна общност дефинира в

стандарта IMT-2000 основните положения за използване на UMTS

мрежи, според който компаниите се лицензират за използване на

честотния спектър от 5 MHz.

В България

В началото на месец март 2006 г. българският телеком “Мобилтел”

предложи на пазара и първите услуги, базирани на първата у нас 3G

мрежа, поддържаща скорости до 14,4 Mbps. Тестването й започна в края

на 2005 г. и поддържа изключително модерната HDSPA технология.

Чрез изграждането на мрежата от ново поколение “Мобилтел” се

превърна в един от петте телеком оператора в света, поддържащи този

тип връзки, между които са Manx Telecom, Wastaniya Telecom, Cingular

US и др. В цял свят абонатите на този тип услуги надхвърлят 50

милиона, а броят на UMTS мрежите е 91.

Разновидности на мобилните мрежи

Мобилните мрежи от трето поколение използват различен

честотен диапазон от техния предшественик, като по този начин

увеличават скоростта на предаване на данни. 3G мрежата използва

честота 2100 MHz, докато обикновените 2G мрежи работят на 900/1800

MHz (GSM) или 800/1900 MHz (CDMA). По-високата скорост позволява

на мобилния телефон да получи/изпрати повече съдържание, например

обаждания, съобщения, Интернет базирани услуги. Например, 3G

телефоните могат да бъдат използвани за видеоразговори, изпращане и

получаване на видеосъобщения, достъп до Интернет и e-mail,

интерактивни игри и гледане на мобилна телевизия.

. Мрежите от трето поколение (3G) предлагат скорост до 2,4 Mb/s,

въпреки, че представената наскоро High-Speed Downlink Packet Access

12

(HSDPA) също е 3G технология и предлага още по-висока скорост.

HSDPA в България предлага скорост на сваляне 1,8 Mb/s.

Друг 3G стандарт е CDMA2000, който има различни варианти и се

използва предимно в азиатските страни. Теоретично, всеки UMTS 3G

съвместим телефон може да работи в UMTS мрежата на всеки оператор,

освен ако съответният оператор не е „заключил“ телефона само към

своята мрежа.

Първата мобилна мрежа у нас е пусната в експлоатация от Мтел

през 2006 г. Малко по-късно през същата година операторът стартира и

HSDPA. В своята мрежа Мтел съвместно с Vodafone предлага

видеоразговори, високоскоростен обмен на данни, възможност за

сваляне на мултимедийно съдържание и гледане на мобилна телевизия.

През 2006 г. и Globul също обяви 3G мрежа, но реално тя започва да

работи в началото на тази година. Globul също предлага видеразговори и

възможност за гледане на телевизия. Скоростта на обмен на данни в

мрежата на Мтел (HSDPA) е 1,8 Mb/s, а в мрежата на Globul се

поддържа стандартната за 3G мрежа скорост.

3. МОБИЛНИ УСЛУГИ

13

GPRSGeneral Packet Radio Service (GPRS) е негласова технология, която

позволява пренос на данни в мобилна телефонна мрежа. Тя е притурка

към разпостранените в момента Circuit Switched Data (CSD).

Теоретично погледнато, максималната скорост, която би могла да се

постигне с използването на GPRS е 171.2 kbps. Това е десеторно повече

от възможностите на сега разпостранената CSD в GSM мрежите. За

разлика от CSD, GPRS няма нужда от модем за да може да функционира.

Когато едно мобилно устройство изпрати текстова или друга негласова

информация в GSM мрежата, тя просто изпраща сигнала навън чрез

модем, тъй като не разполага с възможност да го обработи. При GPRS

това усложнение е избегнато, което чувствително подобрява скоростта

на цялостната обработка на информацията.Това предимство ще отвори

широко вратите пред бързото разпостранение на технологията.

WAP

WAP е съкращение на Wireless Application Protocol (протокол за

безжични приложения). Протокол, който стои в основата на равитието

на Безжичния Интернет - този на мобилните телефони.

Tехнологията WAP позволи на различни безжични устройства да

се свързват с Интернет. По този начин потребителите скъсват с

феодалната си зависимост от персоналния компютър и могат по всяко

време и на всяко място, независимо къде се намират,да получават достъп

до информацията, която ги интересува..Навсякъде и по всяко време

човек може да провери електронната си поща и дори да види

картинките, които са му изпратили. Все по-разпостранено става WAP

банкирането. Давайки свободата на всеки да ползва винаги

14

информацията, която му е нужна, wap достойно ще преведе

съвременните технологии в третото хилядолетие.

За да може една страница да се появи на монитора на мобилен

телефон, тя не може да е написана на стандартния html. Страниците,

разпостранявани от WAP са написани или на WML(Wireless Markup

Language) или на HDML (Handheld Device Markup Language).Другият

вариант е да се напишат на html и след това да се конвертират на някой

от двата езика. Броят на сайтовете в Мобилния Интернет продължава да

расте. Повечето възможности, предлагани от Интернет връзките за

персонални компютри вече са достъпни и за потребителите на

мобилните устройства. В това число извършване на финансови

транзакции и покупки по мрежата.

Повечето WAP сайтове представляват самостоятелен сбор от

страници, написани на WML и достъпни само за мобилните телефони.

Между крайното устройство и Интернет е поставено WAP proxy,което

играе ролята на gateway между Интернет и безжичната среда. WML или

HDML информацията преминава през тази "порта"и бива компресирана

- така че крайният резултат да пасне на малките размери на безжичните

устройства.

МУЛТИМЕДИЙНИ СЪОБЩЕНИЯ – MMS (MULTIMEDIA

MESSAGING SERVICE)

MMS е стандартизирана услуга, която дава възможност за по-

богато съдържание спрямо SMS. Това е така, защото големината на един

SMS (0,16kB) е несравнима с тази на един MMS (до 500 kB в зависимост

от съдържанието и модела на телефона). Всяко MMS съобщение може

да съдържа както един, така и комбинация от следните елементи:

- текст

15

- музика/глас

- снимки

- анимация

- видео

ВИДЕО РАЗГОВОРИ

Видео разговор позволява и на двамата събеседници да виждат на

екрана на телефона си в реално време другия, както и собственото си

изображение в малко прозорче. Видео разговор се осъществява

посредством високоскоростната мобилна технология от трето поколение

3G, позволяваща ползването на нови услуги.

РОУМИНГ

Международния роуминг е услуга, предоставяша възможност на

потребител на даден оператор да осъществява и приема гласови

повиквания, да изпраща или получава кратки и мултимедийни

съобщения, да ползва интернет и да провежда видео разговори на

територия извън страната, обслужвана от друг моилен оператор.

16