Системи
рухомого зв'язку
Сьогодні всьому
настає пора,
Що маячнею
здавалося вчора.
Еміль Верхарн
Морська,
сухопутна і повітряна рухома зв'язок
На початку XX
століття, на першому етапі розвитку радіотехніки, радіозв'язок почала розвиватися як
морська рухома зв'язок. У ті роки цей вид зв'язку був єдино можливим
для організації зв'язку суден між собою та з берегом. Фірмою "Марконі"
у Великобританії, а потім і на підприємствах інших країн (Росії, США, Франції
і Німеччини) було організовано виробництво суднових іскрових радіостанцій. До
1904 більше п'ятдесяти суден військово-морського флоту Росії було оснащено
судновими радіостанціями. Широке впровадження засобів суднової рухомого зв'язку,
істотно підвищує безпеку плавання, зумовило необхідність прийняття
міжнародних правил радіообміну і стандартів на засоби морського радіозв'язку.
Такі правила і стандарти були прийняті на Першій Міжнародній конференції з
радіозв'язку в Берліні в 1903 році. Техніка морської рухомого зв'язку розвивалася і
продовжує розвиватися паралельно з технікою систем наземного зв'язку.
Потреби в
засобах наземної рухомого зв'язку для оперативного управління діями
поліції призвели у 1921 році до створення в США перше диспетчерської системи
телеграфного рухомого зв'язку. По суті, це виявилася система пейджингового зв'язку,
так як вона була однонаправленої дії і служила для передачі розпоряджень
черговим бригадам поліції.
На початковому
етапі розвитку систем наземної рухомого зв'язку в них використовувалися телеграфні
режими роботи, а пізніше - телефонні режими з застосуванням для передачі повідомлень
AM. У 1940 році в США в діапазоні НВЧ створюється перша система рухомого зв'язку
з використанням ЧС.
Ефективність
наземної рухомого зв'язку для управління в службах безпеки (поліція,
пожежна служба, швидка допомога і т. п.), для управління роботою транспорту і в
інших областях призводить до швидкого прогресу в цій області. У 1948 році
створюється перший повністю автоматична радіотелефонний система рухомого
зв'язку без участі диспетчера. У СРСР серійний випуск перших вітчизняних
станцій рухомого зв'язку був налагоджений в 1952 році.
Хронологія
1903
Відбулася Перша Міжнародна
конференція по радіозв'язку, на якій були прийняті правила, що визначають
робочі частоти, граничні потужності передавачів, порядок радіообміну судів
між собою та з береговими станціями.
1921
Створена перша система односпрямованої
рухливого радіотелефонного зв'язку для поліції в м. Детройт (США).
1940
Створена перша система рухомого зв'язку з
використанням ФМ (США).
1948
У м. Річмонд впроваджена перша повністю
автоматична радіотелефонний система зв'язку, що працює без участі
диспетчера (США).
1952
Розпочато серійний випуск перших вітчизняних
станцій рухомого зв'язку розробки Воронезького науково-дослідного
інституту зв'язку (СРСР).
У другій
половині XX століття з'являються і паралельно розвиваються різні види рухомий
зв'язку: системи пейджингового (пошукового радіовиклику - ПРВ), транкінгового та
стільникового зв'язку, а також системи бездротового абонентського доступу. Розглянемо
історію розвитку кожної з цих технологій окремо.
пейджингові
системи
Початок розвитку
сучасних систем ПРВ загального користування можна віднести до 1956 року, коли була
створена перша система "Multiton". У цій системі, яка для
передачі повідомлень використала спеціально виділений радіоканал, абонент мав
малогабаритний приймач - пейджер, здатний із загального потоку повідомлень,
переданих по радіоканалу, виділити адресований йому сигнал. При прийомі цього
сигналу в залежності від прийнятої кодової комбінації видавався звук
певного тону, почувши який абонент міг, натиснувши на кнопку, прослухати
надіслане йому мовне повідомлення.
Пізніше, через
необхідність поліпшити ефективність використання радіоканалу, відмовилися від
передачі мовного повідомлення. Виклик абонента включав тоновий звуковий сигнал
пейджера, який сповіщав його про необхідність вчинити певні дії
(наприклад, зателефонувати за наперед визначеним телефонним номером). Системи
пейджингового зв'язку, що працюють в окремому виділеному радіоканалі, випускалися
багатьма фірмами. Зазвичай ширина смуги каналу становила 25 кГц, і для передачі
сигналів використовувалася ЧС. Для роботи цих систем виділялися канали в
діапазоні частот від 50 до 900 МГц.
Важливою віхою в
розвитку систем пейджингового зв'язку є розробка в 1976 році протоколу
POCSAG, прийнятого в якості міжнародного. У 1982 році вперше були
розроблені пейджери з дисплеєм, на якому абонент міг побачити надіслане йому
буквено-цифрове повідомлення. У системах ПРВ, що використовують цей код, інформація
може передаватися зі швидкістю 512, 1200 або 2400 біт/с.
Системи
пейджингового зв'язку одержали досить широке поширення і з метою економії
частотного ресурсу в 1980 році виникла ідея використовувати для організації такої
зв'язку добре розвинену мережу НВЧ-ФМ станцій. Сигнали ПРВ передавалися в ефір у
складі мовного сигналу на піднесучій частоті 57 кГц. Ця частота
модулювати за допомогою ЧС і була розташована по спектру вище верхньої
граничної частоти мовного сигналу. Широке впровадження таких систем,
що одержали назву RDS (Radio Data System), почалося в багатьох країнах світу в
1987 році.
Перша
вітчизняна розробка пейджингового системи "Луч-1" Воронезьким НДІ
зв'язку була завершена в 1988 році.
Починаючи з 60-х
років створюються національні та регіональні мережі ПРВ, що охоплюють території
декількох країн, які можуть надати абонентам послуги в усій зоні покриття.
У 1969 році створена європейська система ЕВРОСІГНАЛ, яка була впроваджена в
Франції, Німеччини та Швейцарії. Пізніше була створена система ЕВРОПЕЙДЖ, що охопила
території Великобританії, Франції, Німеччини та Італії.
У 1992 році
створюється загальноєвропейська система ERMES (European Radio Message System),
що працює в смузі частот 169.4 - 169.8 МГц. Ця система забезпечує
загальноєвропейський роумінг та високу швидкість передачі сигналів (6.25 Kбіт/с). Вона
дозволяє створювати мережі дуже високої ємності для передачі різних видів
повідомлень, включаючи текстові. Мережі ERMES не набули широкого поширення
зважаючи на складність обладнання.
Фірмою
"Моторола" в 1993 році був розроблений для систем ПРВ протокол FLEX,
володіє підвищеною завадостійкістю і має набір можливих швидкостей
передачі повідомлень (1.6, 3.2 і 6.4 Kбіт/с). Основна перевага цього
протоколу полягає в його гнучкості - він забезпечує високий ступінь узгодження
з існуючими системами ПРВ, в яких застосовується протокол POCSAG. Крім
того, пейджери FLEX за рахунок синхронного режиму роботи мають збільшений в 4-5
раз термін служби батарей пейджерів в порівнянні з пейджерами POCSAG. В даний
час 88% абонентів всіх пейджингових мереж у світі використовують протокол FLEX. У
Росії ряд найбільших пейджингових компаній ( "Весолінк",
"Інтерантенна", "Inform-Excom", "Мобайл Телеком")
застосовують цей протокол більш ніж у п'ятдесяти містах.
Хронологія
1956
Розробка першої пейджингового системи
"Multiton" (Великобританія).
1974
Випуск перших моделей радіопейджеров без
дисплея (США).
1976
Розробка пейджингового коду POCSAG,
прийнятого в якості міжнародного (Великобританія).
1980
Випуск перших пейджерів з дисплеєм (США
- Фірма "Моторола").
1980
Створення перших дослідних мереж RDS (Швейцарія).
1980
Створення першого в СРСР мережі ПРВ в Москві
в період проведення Олімпіади.
1982
Початок випуску пейджерів з дисплеями,
призначеними для відображення буквено-цифрових знаків.
1987
Впровадження в багатьох країнах пейджингових
систем RDS.
1988
Розробка вітчизняної пейджингового
системи "Луч-1".
1992
Розробка стандарту на систему ERMES
(ETSI).
1993
Розробка протоколу пейджингового зв'язку
FLEX.
1994
Початок впровадження русифікованих
пейджерів в мережах пейджингового зв'язку в Росії.
транкінгові
системи
Можливості
широкого розвитку радіозв'язку в першу чергу визначаються наявністю частотного
ресурсу. До 60-х років у мережах рухомого зв'язку використовувався принцип
закріплення наявних частотних каналів за окремими абонентами мережі. Це
призводило до досить неефективного використання виділеної для роботи мережі
смуги частот. Ідея створення так званих транкінгових систем рухомого зв'язку
з вільним доступом будь-якого абонента мережі до будь-якого з наявних незайнятих
каналів була запропонована і реалізована в 1957-1958 роках радянськими вченими Б.
П. Терентьєва, В. В. Шахгільдяном і А. А. Ляховкіним, які створили систему
рухомого зв'язку з ФІМ. Ця система мала 10 робочих каналів і працювала в
діапазоні частот 400 МГц. Пізніше в 1960 році ними ж була розроблена
транкінговий система, в якій використовувалася AM і частотне розділення
каналів. Ця система мала високу ефективність використання РПС - по
порівнянні із системами з ЧС в ній смуга частот каналу зв'язку, що надається
абонентові, була в 2-З рази менше.
рухомого зв'язку з ЧС, які набули найбільш широкого поширення,
принцип побудови транкінгових мереж був запропонований у 1959 році фахівцями
Державного проектного інституту радіозв'язку і телевізійного мовлення та
Воронезького науково-дослідного інституту зв'язку. Ця ідея була
реалізована в системах "Алтай" і "Алтай-2М", які аж
до недавнього часу експлуатувалися в Росії.
транкінгові
системи рухомого зв'язку одержали широке поширення в усьому світі. До
середини 60-х років розвивалися так звані виробничі системи
рухомого зв'язку (Private Mobile Radio - PMR), що створюються окремими
організаціями для задоволення своїх потреб у рухомого зв'язку на обмежених
територіях.
З кінця 60-х
років починається інтенсивний розвиток мереж транкінгового зв'язку як
виробничих, так і систем рухомого зв'язку загального користування (Public
Access Mobile Radio - PAMR). Системи PAMR створюються операторами мереж рухомого
зв'язку на комерційній основі і розгортаються на великій території.
Абонентам цих мереж надається можливість зв'язку не тільки з абонентами
даної мережі, а й з абонентами ТМЗК.
Наприкінці XX століття
стає необхідним створення глобальних мереж PAMR, які охопили б
великі регіони, що включають ряд країн. Абоненти цих мереж повинні мати зв'язок
незалежно від свого місцезнаходження і мати можливість виходу на ТМЗК. Це
особливо необхідно для служб безпеки (поліція, митні служби), так як
дозволяє їм вживати узгоджені дії щодо припинення діяльності
злочинних угруповань і т. п.
Особливостями
транкінгових систем є: досить незначний час встановлення зв'язку
між абонентами, можливість здійснення групового виклику, встановлення
безпосереднього зв'язку між терміналами абонентів без використання базових
станцій мережі і т. д.
Обладнання
для транкінгових систем зв'язку випускається багатьма фірмами Європи та США. До 1995
року створювалися аналогові транкінгові системи, в яких передавалися
сигнали телефонії та застосовувалася ЧС. Ширина смуги частот одного каналу
становила 25-30 кГц. Значною віхою у розвитку систем транкінгового зв'язку
з'явилася розробка специфікації МРТ-1327, якою керувалися багато фірм
при випуску устаткування. В останнє десятиліття XX століття в США і Європі були
розроблені цифрові системи транкінгового зв'язку (TETRA - Trans European Trunked
Radio. iDEN - integrated Digital Enhanced Netwok; EDACS - Enhanced Digital
Access System та ін.)
Стандарт на
систему TETRA був розроблений в 1992 році в ETSI. Для цієї PAMR-системи виділено
кілька смуг частот в діапазоні частот нижче 1 ГГц, один з яких (380-400
МГц) призначена для створення мереж TETRA для європейських служб безпеки.
У даній системі абонентам надається послуга роумінгу, і сьогодні вже
почалося впровадження цієї системи в ряді країн Західної Європи.
У системі TETRA
в кожному частотному каналі шириною 25 кГц за допомогою ВУ передаються сигнали
чотирьох абонентів. Таким чином, за спектральної ефективності ця система в
чотири рази перевершує звичайні системи з ЧС. Крім передачі мови в цифровій
формі можлива передача даних зі швидкістю 7.2 Кбіт/с (до 28 Кбіт/с),
допускається кілька рівнів пріоритету викликів, групові виклики, термінові
виклики, передача пакетних даних, можливість безпосереднього зв'язку між
абонентами, оминаючи базову станцію (БС), і т. д.
Хронологія
1957
Розроблено 10-ти канальна система
транкінгового зв'язку з ФІМ (СРСР - Б. П. Терентьєв, В. В. Шахгільдян, А. А.
Ляховкін).
1960
Розроблено 10-ти канальна система
транкінгового зв'язку з AM, що має високу ефективність використання РЧС
(СРСР - Б. П. Терентьєв, В. В. Шахгільдян, А. А. Ляховкін).
1962
Розроблена система "Алтай"
(СРСР - А. П. Біленко, М. А. Шкуд, Л. Н. Моргунов, Г. З. Рубін, Г. А. Гриньов,
В. М. Кузьмін).
1964
Початок розвитку дуплексних мереж
рухомого зв'язку (США).
1972
Розробка транкінгового системи
рухомого зв'язку "Алтай-ЗМ" (СРСР - А. П. Біленко, Л. Н. Моргунов,
М. А. Шкуд, Г. З. Рубін, В. М. Кузьмін).
1981-1988 роки
Розробка стандартів МРТ на
транкінгові системи рухомого зв'язку з ФМ (Великобританія).
1992
Розробка стандарту на цифрову систему
транкінгового зв'язку TETRA (ETSI).
1992
Розробка цифрової системи транкінгового
зв'язку EDACS (США).
1994
Початок випуску обладнання системи
стандарту IDEM (США).
1997
Перший випуск устаткування
загальноєвропейської системи цифрового транкінгового зв'язку стандарту TETRA (ETSI).
Стільникові
системи
У 1947 році Д.
Рингом, співробітником знаменитої лабораторії, створеної винахідником телефону
Беллом (США), була висунута чудова ідея стільникового принципу організації
мереж рухомого зв'язку. У таких мережах зони обслуговування окремих БС утворюють
соти, розмір яких визначається територіальної щільністю абонентів мережі.
Частотні канали, які використовуються для роботи однією з БС мережі, можуть повторно
розподілятися за певним законом для роботи інших БС, що входять в цю ж
мережу. Це забезпечує високу ефективність використання РЧС. У стільникових мережах
абонент, переміщаючись із зони дії однієї БС в іншу, може підтримувати
безперервну зв'язок як з рухомим абонентом, так і з абонентом ТМЗК. Такі мережі
охоплюють великі території, і абонент, якщо він знаходиться в зоні дії
хоча б однієї з БС, що входить в загальну мережу, може вийти на зв'язок або його може
викликати інший абонент незалежно від свого місця розташування (послуга роумінгу).
Через двадцять
років ця ідея знайшла своє втілення в стільникових мережах рухомого зв'язку загального
користування. Впровадження таких мереж починається з 70-х років, спочатку в США, а
пізніше в європейських країнах, у Японії та в інших регіонах світу. Завдяки їх
створення нові послуги рухомого зв'язку стали доступними для сотень мільйонів
людей багатьох країн світу.
Перша
аналогова система стільникового рухомого зв'язку першого покоління стандарту AMPS,
призначена в основному для надання послуг телефонії, було розгорнуто
в США в 1979 році. Це була система з частотним дуплексом і МДЧР. Вона отримала
поширення в багатьох країнах світу. З деякими змінами вона була також
пізніше впроваджена у Великобританії та Японії. Система AMPS працює в діапазоні 800
МГц і використовує дві смуги частот шириною 25 МГц з дуплексним розносом 45 МГц.
У 1981 році в
Скандинавських країнах у діапазоні 450 МГц розробляється стільниковий система зв'язку
першого покоління стандарту NMT-450, принципи побудови якої подібні до
системі AMPS. Мережі NMT-450 ще й сьогодні працюють у багатьох європейських
країнах. У 80-х роках створюються національні системи стільникового зв'язку першого
покоління в Німеччині, Італії, Франції і відбувається швидке зростання кількості
абонентів стільникових мереж. Для їх розвитку починає використовуватисятакож і
діапазон частот 900 МГц.
Несумісність
обладнання створених в різних країнах систем першого покоління робила
неможливим надання абонентам цих мереж досить важливою послуги роумінгу.
Тому в 1982 році Скандинавські країни і Голландія виходять з пропозицією
розробки в діапазоні 900 МГц регіонального європейського цифрового стандарту
стільникового зв'язку (системи другого покоління). У цій системі, крім послуг
телефонії, абонентам повинен надаватися цілий ряд послуг, пов'язаних з
передачею даних, - факс, короткі повідомлення і т. п. Ця пропозиція була
підтримана всіма країнами Західної Європи, і в 1989 році в ETSI був розроблений
стандарт на систему GSM. Наступного року, з огляду на перспективи розвитку
стільникового зв'язку в Європі і в усьому світі, цей же стандарт був прийнятий для
діапазону 1800 МГц. У 1991 році створюються досвідчені мережі стандарту GSM і
починається його глобальне поширення по всій земній кулі, у зв'язку з чим
абревіатура GSM придбала нову розшифровку-Global System for Mobile
Communications. Піонером у створенні таких мереж є Фінляндія, в якій
сьогодні є рекордне число абонентів мереж стільникового зв'язку (більше 70%
населення).
Мережі стільникового
зв'язку стандарту GSM були впроваджені не тільки в Європі, але отримали
поширення і в багатьох країнах світу. Розробка і широке впровадження
системи GSM яскраво продемонстрували, наскільки високою може бути ефективність
міжнародного співробітництва в справі розвитку нової техніки зв'язку.
Принципи,
покладені в основу системи GSM, пізніше використовувалися в ETSI при створенні
європейських систем поїзного зв'язку (U1C), транкінгового зв'язку (TETRA),
бездротового зв'язку (DECT). Вони вплинули на розробку європейської
системи рухомого зв'язку третього покоління (UMTS - Universal Mobile
Telecommunication System).
Система AMPS
також модернізується, створюється цифрова система D-AMPS, і випускаються
абонентські термінали, які можуть працювати як в аналогових, так і в
цифрових мережах даного стандарту. Застосування системи D-AMPS дозволяє збільшити
ємність мережі в тих місцях, де аналогові мережі виявилися перевантаженими
через збільшення кількості абонентів.
У Росії
стільниковий зв'язок починає розвиватися з 1991 року, коли в Санкт-Петербурзі була
розгорнута перша мережа скандинавського стандарту NMT-450. З 1994 року створюються
стільникові мережі американського стандарту AMPS, а з 1996 - європейського стандарту
GSM-900. Сьогодні в Росії створено мережі стільникового зв'язку всіх цих стандартів.
Знаменною
віхою у розвитку систем стільникового рухомого зв'язку є рік 1989-й. У цьому
році фірмою "Qualcomm" (США) була завершена розробка нової цифрової
системи другого покоління, що використовує технологію СОМА. Ця технологія в
кілька разів підвищувала ефективність використання РЧС в стільникового зв'язку та
дозволяла створювати мережі досить великої ємності. У США та в деяких країнах
Азії ця технологія отримала застосування, тому що вона дозволяла за
необхідності підвищити ємність існуючих мереж стандарту AMPS. У країнах
Західної Європи, в яких розподіл смуг частот між різними службами
істотно відрізняється від країн Американського континенту, мережі на цій технології
не створювалися. У них відбувався інтенсивний розвиток стільникових мереж стандарту
GSM. У Росії в 1997 році на основі технології CDMA почали створюватися мережі
абонентського доступу.
Результати
маркетингових досліджень, виконаних у багатьох країнах, показували, що
попит на послуги стільникових мереж рухомого зв'язку в найближчі десятиріччя буде
рости дуже швидко.
У 1990 році в
МСЕ і в регіональних організаціях стандартизації (ETSI - Європа, ARIB - Японія
і ANSI - США) починаються роботи зі створення єдиного загальносвітового стандарту на
обладнання систем рухомого стільникового зв'язку третього покоління IMT-2000
(International Mobile Telecommunication). У Європі розробляється система
UMTS, що відноситься до сімейства IMT-2000. Основна передумова для виконання
цих робіт полягала в тому, що на рубежі століть користувачам мобільних
систем стане необхідне надання таких самих послуг, як і у фіксованій
зв'язку. Абонент у третьому тисячолітті, незалежно від з'єднання з ТМЗК по
провідним або радіоканалів, буде користуватися повним набором широкосмугових
послуг мультимедіа, що забезпечуються глобальної інформаційної інфраструктури.
У 1992 році на
ВРК було прийнято рішення про виділення в діапазоні 2 ГГц на всесвітній основі
смуги частот для розвитку систем стільникового рухомого зв'язку третього покоління. У
мережах рухомого зв'язку третього покоління істотно зросте швидкість
передачі текстів: у стільникових та мікростільникових мережах вона складе до 380 Кбіт/с,
а в пікосотових мережах, що розгортаються всередині приміщень, - до 2 Мбіт/с. Для
передачі повідомлень по радіоканалу в цих мережах використовуються в основному системи
з СОМА.
У процесі
робіт зі створення єдиного світового стандарту на мережі третього покоління були
Розглядалися десятки різних пропозицій, зроблених провідними у світі компаніями --
виробниками телекомунікаційного обладнання. Досягти повної згоди в
виборі єдиного стандарту не вдалося. Причиною цього є те, що при
розробці стандартів враховується можливість Архітектура мережі UMTS розвитку
мереж нового покоління при максимальному використанні вже існуючої
інфраструктури. За минулі роки в різних регіонах світу склалася різна
інфраструктура стільникових мереж. Проте в даний час в МСЕ прийнято рішення,
відповідно до якого в майбутньому будуть розвиватися п'ять типів систем, заснованих на
пропозиціях регіональних органів стандартизації Європи, США, Японії, Кореї та
Китаю. У МСЕ прийнято рішення, згідно з якими у створюваних мережах буде
передбачена можливість здійснення глобального роумінгу абонентів
незалежно від використовуваної системи третього покоління в країні їх проживання.
У ряді
європейських країн вже видані ліцензії на створення стільникових мереж рухомого зв'язку
стандарту UMTS. Введення їх у комерційну експлуатацію має відбутися в 2002
році.
Хронологія
1947
Висунуто ідея створення стільникових мереж
рухомого зв'язку (США - Д. Ринг).
1974
Початок розробки стільникових мереж
рухомого зв'язку загального користування (США).
1979
Створення системи стільникового рухомого зв'язку
стандарту AMPS (США).
1981
Початок впровадження стільникових систем зв'язку
стандарту NMT-450 в Скандинавських країнах (Данія, Швеція, Фінляндія і
Норвегія).
1982
Початок розробки системи стільникового
рухомого зв'язку стандарту GSM (ETSI).
1985
Початок досліджень в МСЕ по створенню
єдиної системи рухомого зв'язку третього покоління IMT-2000.
1989
Розробка фірмою "Qualcomm"
перший стільникової системи зв'язку, що використовує технологію СDМА (США).
1990
Початок робіт зі створення UMTS (ETSI).
1991
Початок впровадження стільникових мереж рухомого
зв'язку в Росії.
1992
Початок впровадження мереж GSM (Фінляндія).
1992
Виділення на всесвітній основі смуг
частот у діапазоні 2 ГГц для створення систем рухомого зв'язку третього
покоління.
1994
Розробка стандарту D-AMPS (США).
1994
Розробка проекту системи третій
покоління CODIT на основі технології CDMA (ETSI).
1999
У Фінляндії видано перші ліцензії на
створення наземних мереж UMTS.
Системи
абонентського радіодоступу
Дуже важливим
напрямком розвитку рухомого зв'язку в кінці XX століття стало створення систем
абонентського радіодоступу (АРД).
У 1975 році
американська фірма "Моторола" випустила перший аналоговий
бездротовий телефонний апарат (СТ - Cordless Telephone). Цей апарат
дозволяв абоненту вільно пересуватися з радіотелефонного люлькою в радіусі
близько 100 метрів від базової платформи, підключеної дротом до ТМЗК. Зв'язок
радіотелефонного трубки з платформою здійснювалася по радіоканалу в діапазоні
40-80 МГц за допомогою ЧС.
У 1988 році
була розроблена аналогова багатоканальна система СТ-1 з МДЧР, частотним
дуплексом (ЧД) і ЧС, що працювала в діапазоні 864-868 МГц. Абонент цієї системи
мав вільний доступ до сорока частотним каналах шириною 100 кГц і також міг
переміщатися в радіусі близько 100 метрів від БС, підключеного до ТМЗК.
Через кілька
років у тому ж діапазоні частот була створена цифрова система СТ-2 з МДЧР і
тимчасовим дуплексом (ВД), при якому в одному частотному каналі, який мав ширину
100 кГц, на одному часовому інтервалі здійснюється передача пакету повідомлень
від абонента до БС, а на наступному - від БС до абонента. Для передачі повідомлень
використовувалася гаусівських частотна модуляція з мінімальним зрушенням. Стандарт
СТ-2, який був прийнятий ETSI, у багатьох країнах Європи застосовувався для створення
системи "Telepoint", яка призначена для одночастотній зв'язку
рухливих абонентів з абонентами ТМЗК. У цій системі допускалися лише
вихідні дзвінки рухомих абонентів.
На принципах,
покладених в основу системи СТ-2, пізніше були розроблені багатоканальні системи
з МДВР: DCT-900 (Швеція) в діапазоні 900 МГц і DECT (Digital European Cordless
Telecommunications). Стандарт на систему DECT був опублікований ETSI в 1992 році.
Ця система працює в діапазоні частот 1880-1900 МГц, розділеному на десять
радіоканалів, в кожному з яких забезпечується прийом та передача дванадцяти
цифрових каналів з ВД. Випуск обладнання стандарту DECT почався в 1996 році.
У 1995 році
були завершені розробки: у США в діапазоні 2 ГГц системи PACS (Public Access
Communication System), а в Японії в діапазоні 1.5 ГГц системи PHS (Personal
Handphone System).
У цифрових
системах АРД мовні сигнали за допомогою АДІКМ перетворюються в цифровий потік зі
швидкістю передачі 32 Кбіт/с.
Мережі АРД
стандарту DECT сьогодні досить інтенсивно розвиваються в країнах Європи. Найближчим
час цей стандарт в ETSI буде доопрацьовано і забезпечить такий же набір послуг
високошвидкісного зв'язку, якою буде надаватися в пікосотових мережах
рухомого зв'язку третього покоління.
Хронологія
1975
Початок розробки бездротових телефонів
СТ-0, які дозволяли абонентам під час розмови вільно пересуватися
по квартирі (США).
1988
Розробка аналогової багатоканальної
системи бездротового доступу СТ-1 з ЧД (Великобританія).
1990
Розробка цифрових багатоканальних
систем бездротового доступу СТ-2 (Великобританія) і DCT-900 з ВД (Швеція).
1992
Розробка цифрової багатоканальної
системи бездротового доступу стандарту DECT з ВД (ETSI).
1995
Розробка в США системи PACS (Public
Access Communication System) і в Японії системи PHS
(Personal Handphone System).
1996
Початок випуску обладнання стандарту
DECT (ETSI).
Системи
повітряної рухомого зв'язку
Хоча
професійні системи повітряної рухомого зв'язку почали створюватися ще в
20-х роках, перша комерційна національна система повітряної рухомого зв'язку
загального користування "Airfone" була створена в США в 1980 році. Ця
система давала можливість пасажирам літаків встановлювати і підтримувати
через встановлені на території країни БС зв'язок з будь-яким абонентом мережі ТМЗК.
Прямо під час польоту пасажири могли вирішувати проблеми, пов'язані із замовленням
таксі, готелів, квитків на всі види транспорту, вести ділові переговори,
посилати факси. У США всі пасажирські літаки, які літають на внутрішніх лініях,
оснащені системою "Airfone".
У 1992 році на
ВРК були виділені смуги частот 1670-1675 МГц (Земля - літак) і 1800-1805 МГц
(літак - Земля) для системи TFTS (Terrestrial Flight Telecommunications
System), розробленою в ETSI. Система підтримує 164 радіоканалу шириною в
30 кГц і забезпечує міжнародний роумінг. Розроблено план розміщення БС на
території всіх європейських країн. В даний час в чотирьох країнах Західної
Європи (Великобританії, Франції, Італії та Швеції) встановлено шість наземних
станцій для проведення дослідної експлуатації цієї системи. Зараз більше 260
літаків Швеції, Франції та Великобританії оснащені обладнанням системи TFTS.
Повне розгортання цієї системи відбудеться в першому десятилітті XXI століття.
Хронологія
1980
створення комерційної системи повітряної
рухомого зв'язку "Airfone" (США).
1992
виділення на ВРК-92 смуг частот для
розвитку системи повітряної рухомого зв'язку TFTS.
Етапи
розвитку мереж наземного рухомого зв'язку
Рухома зв'язок
отримала у XX столітті, особливо в його останній чверті, колосальний розвиток.
Воно почалося зі створення систем, що обслуговують потреби поліції і муніципальних
служб, а також різні виробничі потреби.
На початку 80-х
років, після створення стільникових мереж, цей вид зв'язку отримує масове застосування,
і кількість абонентів у мережах рухомого зв'язку починає стрімко
збільшуватися. Сьогодні мережі стільникового рухомого зв'язку в різних частинах земної
кулі мають близько 650 мільйонів абонентів.
За минулі
сто років наземна рухома зв'язок пройшла наступні основні етапи розвитку:
впровадження в
рухомий зв'язок ЧС (1940 р.);
створення першого
ПРВ мереж загального застосування (1956 р.);
створення першого
транкінгових систем з вільним доступом всіх абонентів мережі до наявного
частотному ресурсу (1972 р.);
впровадження
перший систем абонентського доступу (1975 р.);
впровадження
аналогових стільникових систем рухомого зв'язку з високою ефективністю
використання виділеної смуги частот (1979 р. - AMPS; 1981 р. - NMT-450);
впровадження
систем повітряної рухомої зв'язку загального користування (1980 р.);
впровадження
цифрових систем рухомого зв'язку (1992 р. - GSM; 1995 р. - СDМА).
Початок 80-х
років знаменно також тим, що країни Західної Європи починають проводити
узгоджену технічну політику розвитку систем радіозв'язку і мовлення. В ETSI
розробляється серія стандартів на обладнання систем рухомого зв'язку (GSM,
TETRA, ERMES, DECT, TFTS та ін.)
Система GSM,
що працює в діапазонах 900 і 1800 МГц, з'явилася перша великомасштабної
комерційної цифрового стільникового системою, що досягла за короткий час широкого
світового успіху. Сьогодні є близько трьохсот п'ятдесяти мереж GSM,
що діють в ста тридцяти країнах. У 2001 році очікується, що ці мережі будуть
обслуговувати сімсот мільйонів користувачів. У деяких країнах кількість
абонентів стільникових мереж стає сумірним з числом абонентів ТМЗК. Швидко
зростає і кількість абонентів мереж транкінгового зв'язку. Згідно з дослідженнями
ETSI, наприкінці XX століття в Європі воно складе понад вісім мільйонів.
У відповідь на
потреби внутрішнього європейського ринку директивами Європейського ради
намічено заходи по широкому впровадженню в європейських країнах мереж GSM, DECT і
ERMES. У 1994 році Європейська комісія прийняла Зелену книгу з мобільного
персонального зв'язку, в якій європейськими країнами встановлені принципи загальної
технічної політики розвитку рухомого зв'язку на найближчі десятиліття.
Супутникове
рухома зв'язок
Вельми
перспективним напрямком розвитку рухомого зв'язку загального користування є
створення супутникових систем. Такі системи дозволяють забезпечити зв'язком обширні
регіони з низькою щільністю населення, в яких створення наземних стільникових
систем рухомого зв'язку є економічно невиправданим. Вони почали
розвиватися в останні два десятиліття XX століття і, без сумніву, отримають в XXI
столітті досить широке поширення, тому що дозволяють забезпечити глобальну
рухомий зв'язок (сухопутний, в тому числі у важкодоступних районах з низькою
щільністю населення, морську і повітряну). Однією з перших подібних систем
була створена в 1967 році в США дослідна система "TATS".
Важливою
особливістю створення цих систем є те, що реалізація багатьох з них
здійснюється при міжнародній кооперації фінансових, промислових і
інтелектуальних ресурсів входять в цю кооперацію країн.
У 1979-1982
роках була створена і введена в експлуатацію система супутникового рухомого зв'язку
першого покоління "Інмарсат". Ця система експлуатується
міжнародною організацією "Інмарсат", в якій беруть участь
вісімдесят шість країн, у тому числі і Росія. Система використовує 4-5 ШСЗ,
що знаходяться на геостаціонарних орбітах (ГО), і забезпечує (за винятком
полярних областей) глобальне обслуговування абонентів на всій території Землі.
Вона створювалася для організації морської рухомого зв'язку, однак застосовується також
для сухопутної та повітряної під?? іжной зв'язку, і сьогодні в ній працюють більш ніж
сто сорок три тисячі земних станцій супутникового зв'язку. Терміналами цієї системи
оснащені тридцять п'ять тисяч суден світового флоту.
Висока
актуальність створення і впровадження систем глобальної рухомий персональної
зв'язку (GMPCS - Global Mobile Personal Communication Systems) призвела до
необхідність розробки в рамках МСЕ загальних принципів міжнародної
регламентації застосування таких систем.
Був запропонований
ряд міжнародних і національних проектів створення подібних систем, побудованих
на основі супутників зв'язку, що знаходяться на негеостаціонарних орбітах (НДО).
Застосування НДО супутників дозволяє, у порівнянні з ГО супутниками, істотно
зменшити затримку в каналі зв'язку, що має велике значення для передачі мовних
повідомлень, знизити енергетику лінії, що дозволяє значно зменшити
габарити і вага абонентського терміналу, а також використовувати абонентські
термінали з ненаправленої антенами.
Першої системою
GMPCS з'явилася система "Ірідіум", запропонована в 1985 році. У ті роки
даний проект виглядав грандіозним і досить складним. У системі планувався
запуск 88 супутників, розташованих на 11 рівновіддалених один від одного
орбітальних площинах (пізніше в реалізованої системі було використано 66
ШСЗ). У цій системі вперше були організовані межспутніковие зв'язку між двома
сусідніми ШСЗ однієї орбіти і суміжних орбітальних площин, її бортовий
ретранслятор забезпечував обробку та комутацію каналів і т. п. Для передачі
сигналів використовувалася технологія передачі сигналів, аналогічна тій, яка
використовується в системі стільникового рухомого зв'язку стандарту GSM, застосовується
тимчасової дуплекс, а швидкість передачі повідомлень становила від 2.4 до 9.6
Кбіт/с.
Система
"Ірідіум" в 1998 році була реалізована в повному обсязі і забезпечувала
передачу мовних і факсимільних повідомлень, даних і сигналів пейджинга,
забезпечувалася також передача навігаційних сигналів GPS (Global Position
System). На жаль, під час введення її в експлуатацію був допущений ряд маркетингових
прорахунків, і вона не змогла набрати необхідну кількість абонентів. Однією з причин
цього стало те, що за 6-7 років, що минули з початку розробки проекту
"Ірідіум", відбулося досить швидкий розвиток сухопутних мереж стільникового
зв'язку, які охопили значні території багатьох країн. Наприкінці 1999 року
компанія "Ірідіум" зазнала банкрутство і припинила своє
існування. Незважаючи на комерційну невдачу проекту "Ірідіум",
його реалізація є найбільшим науковим і технічним досягненням XX століття.
Унікальний досвід, який був придбаний під час створення цієї системи, безумовно
буде використаний при реалізації ще більш грандіозних проектів супутникової
зв'язку.
У 1991 році
була висунута ідея створення більш простий, ніж система "Ірідіум",
системи "Глобалстар", а ще через кілька років (у 1994 р.) з
компанії "Інмарсат" виділилася компанія ICO (Intermediate Circular
Orbit), яка приступила до створення системи рухомого супутникового зв'язку з тим
ж назвою. Ці системи, так само як і система "Ірида
