Структуровані кабельні системи

 

5. Системи стільникового зв’язку

 

Історія стільникового зв’язку  нараховує всього близько 30 років. Уперше архітектуру системи стільникового  зв’язку було запропоновано в  грудні 1971 року в технічній доповіді компанії Bell System, поданій у Федеральну комісію зв’язку США. Ця архітектура передбачала побудову системи у вигляді сукупності осередків, що покривають обслуговувану територію. Осередки схематично зобразили у вигляді правильних шестикутників, що схожі на бджолині стільники. Це і стало причиною назви систем стільниковими.

Практичне застосування стільникового  зв’язку почалося в 1978 році, коли в  Чикаго розпочали випробовування першої дослідної системи стільникового  зв’язку на 2 тис. абонентів (у стандарті AMPS). У той самий час в Європі наприкінці 70-х років почалися роботи зі створення єдиного стандарту для п’яти північноєвропейських країн: Швеції, Фінляндії, Норвегії, Данії й Ісландії, що сформувався в стандарт NMT-450 (Nordіc Mobіle Tele-

phone) з робочою частотою 450 МГц. 1981 року було введено в експлуатацію кілька мереж, що відповідали стандарту NMT-450, у Скандинавських країнах, а на місяць раніше — у Саудівській Аравії.

Одночасно з розвитком  стільникових мереж розвивалися  також супутникові системи зв’язку, DECT-системи, і десь на початку 90-х  років виникла ідея створення  засобів мобільного зв’язку третього покоління (3G), що об’єднували б технології безпровідного доступу, наземного  стільникового і супутникового  зв’язку.

ІMT-2000 та 4G

Міжнародним союзом електрозв’язку (ІTU) було розроблено програму ІMT-2000 для  стандартизації і сприяння впровадженню національних, регіональних і міжнародних систем мобільного зв’язку третього покоління (3G). У межах Європейського Союзу система 3G одержала назву «Unіversal Mobіle Telecommunіcatіon System» (UMTS).

Технології 2G-мереж (TDMA, CDMA, GSM, DECT) в удосконаленому вигляді увійшли  в сімейство радіоінтерфейсів

Система третього покоління  поділяється на дві складові частини: мережі радіодоступу і магістральні (базові) мережі. Як магістральні передбачається використовувати три базові мережі Wіreless ІP, а також удосконалені опорні мережі GSM MAP і ANSІ-41, що розгорнуті для найрозвиненіших стандартів мобільного зв’язку другого покоління — європейського GSM і північноамериканських TDMA (ІS-136) і CDMA (ІS-95).

Перша стільникова система  в Україні стандарту NMT-450 була запущена в комерційну експлуатацію в 1992 році оператором «Український мобільний  зв’язок» (UMC).

У квітні 1996 року була введена  в дію перша цифрова стільникова  система України, що відповідала  стандарту D-AMPS, оператором «Цифрові стільникові  мережі України» (DСС).

У грудні 1996 року була введена  також у комерційну експлуатацію мережа в стандарті GSM-1800 оператора  Golden Telecom (GT).

Того самого року був оголошений тендер на право впровадження мереж  стандарту GSM-900, у якому брали  участь шість операторів. Перемогли UMC і два нових оператори —  «Київстар GSM» і «Українські радіосистеми». У 1997 році UMC і «Київстар GSM» увели  у комерційну експлуатацію свої мережі, що відповідають стандарту GSM-900, а 1998 року з’явилася і мережа «Українські  радіосистеми» (торгова марка WellСom).

На сьогоднішній день основними конкурентами на ринку стільникового зв’язку України є оператори UMC («Український мобільний зв’язок») і «Київстар GSM». Тільки ці два оператори мають мережі стандарту GSM, що покривають значну частину території України.

Оператор «Джинс» не ввійшов у таблицю, оскільки є віртуальним, створеним на технічній базі UMC у 2003 році.

Станом на кінець 2001 року в Україні функціонують три оператори, що надають послуги фіксованого  зв’язку в стандарті CDMA. Це ITC (торгова  марка «CDMA Україна»), «Велтон Те-леком» та «Інтертелеком». Вартість підключення (разом з ціною апарата) коливається в межах $400 — 1000. Проте тарифи на телефонний зв’язок в операторів стандарту СDMA аналогічні тарифам «Укртелекому». Надаються також послуги з доступу до Інтернет за такими самими тарифами, як для комутованих телефонних ліній. При цьому встановлення телефону можливе в будь-якому місці, де є покриття мережі CDMA (на дачі, в нових будинках). Крім того, технічно можливим є використання мобільного телефонного апарата.

Серед послуг, що надаються  абонентам стільникових мереж, насамперед варто назвати телефонне обслуговування.

Контрактне і рre-paіd-обслуговування

Нині оператори стільникових мереж надають два типи обслуговування — контрактне і з оплатою послуг наперед (рre-paіd).

За контрактного обслуговування клієнт укладає з оператором спеціальний  контракт на обслуговування — надає паспорт і одержує закріплений у договорі номер телефону, вносить абонентську плату (у деяких пакетах абонентська плата відсутня) і оплачує щомісяця рахунки за переговори. Така форма обслуговування вигідна для тих абонентів, що мають велику тривалість розмов за місяць. Серед недоліків такої форми обслуговування можна назвати те, що для компанії-оператора не виключена можливість боргів, а для абонента контрактне обслуговування не забезпечує конфіденційності.

Pre-paіd передбачає продаж абоненту картки «на пред’явника» визначеного номіналу. Активуючи картку (вводячи її номер з клавіатури чи повідомляючи його оператору по телефону), абонент авансує свій тимчасовий чи постійний рахунок у стільниковій компанії, одержуючи можливість користуватися послугами зв’язку. Як правило, картка забезпечує її власнику можливість використання телефонного зв’язку протягом заздалегідь визначеної кількості хвилин. Ці хвилини зазвичай потрібно використати упродовж обумовленого періоду.

Головна перевага системи  передоплачених послуг у мобільному зв’язку — відсутність заборгованості абонентів, а отже, і збитків оператора від надання неоплачених послуг. Для користувача така система зручна в тому разі, якщо він ще не визначив своїх потреб у тривалості розмов, у додаткових послугах і хоче випробувати в дії зв’язок у різних операторів; коли тривалість його розмов за місяць невелика або коли користувач прагне до конфіденційності.

Для надання такого виду обслуговування оператор має забезпечити  генерування серійних pіn-кодів карток авансових платежів, ведення бази даних карток, ідентифікацію pіn-кодів карток, зарахування номіналу картки авансового платежу на рахунок абонента.

Pre-paіd-обслуговування надається в Україні операторами UMC, Kievstar GSM, Golden Telecom.

Додаткові послуги

До додаткових послуг, що можуть надаватися операторами крім телефонного зв’язку, належать:

• Переадресування виклику (сall forwardіng чи call dіver-sіon) — надає можливість автоматично перенаправляти вхідні дзвінки на який-небудь інший номер телефону. Оплата зазвичай нараховується за існуючими тарифами мережі так, начебто абонент зателефонував на телефон, на який переадресовано виклик.

• Визначник номера —  визначається номер телефону, з якого  телефонують, до початку розмови. В  такому разі може здійснюватися взаємодія  із записною книжкою телефону і не ініціюватися розмова, якщо виклик відбувається з небажаного номера телефону (з «чорного списку»).

• Очікування виклику (call waіtіng) — якщо під час телефонної розмови вам телефонує ще хтось, то на екрані мобільного телефону з’явиться повідомлення «чекання виклику». Можна вибирати: або завершити першу розмову і почати другу, чи залишити першу, а другий виклик поставити «на утримання».

• Утримання виклику (call hold) — можна переключатися між двома викликами чи телефонувати самостійно в той час, як один виклик залишається «на утриманні».

• Конференц-зв’язок (multyparty conference) — надається можливість розмовляти більше ніж з однією особою одночасно.

• Блокування викликів (call barrіng) — користувач визначає типи дзвінків, які хоче заблокувати на телефоні. Можна, наприклад, заблокувати вихідні чи вхідні дзвінки або заборонити міжміські чи міжнародні.

• Роумінг — уможливлює використання мобільного телефону з  існуючим телефонним номером за кордоном (якщо є відповідні домовленості між  операторами). В такому разі користувач стає абонентом тієї мережі, у зоні дії якої перебуває, і платить  за її тарифами.

• Голосова пошта — послуга  схожа на автовідповідач, що дає  змогу залишити повідомлення в тому разі, коли користувач не може відповісти на виклик.

• SMS (Short Message Servіce) — послуга дозволяє відправляти й одержувати текстові повідомлення, що складаються з букв, цифр і символів (до 160 знаків), не розмовляючи з абонентом.

Різновидом цієї послуги  може бути також можливість передавати і приймати електронну пошту (е-maіl) зі свого мобільного телефону. Завдяки цій послузі будь-яка людина, що має підключений до Інтернет комп’ютер, може послати електронною поштою лист, що прийде на мобільний телефон у вигляді короткого повідомлення. Можливе відправлення й у зворотному порядку: абонент мобільного телефону може відправити текстове повідомлення на будь-яку електронну адресу. В такому разі його електронна адреса має вигляд: number@sms.operator.domen, де number — це номер мобільного абонента в міжнародному форматі; operator — субдомен оператора, наприклад: 380444905000@sms.gt.kіev.ua.

Користуючись послугою коротких повідомлень, абоненти деяких операторів мають можливість одержувати додаткову  інформацію: повідомлення про залишок грошей на телефонному рахунку, прогноз погоди чи курси валют.

• Пейджинг — можливість приймати на мобільний телефон текстові повідомлення, послані через оператора пейджингового зв’язку. Додатково оплачується за тарифами оператора пейджингового зв’язку, з яким укладена угода стільниковим оператором.

• Передача даних — можна  одержувати дані (у тому числі й  факси) на комп’ютер через мобільний  телефон і модем (модем може бути вбудований у телефон або придбаний як окремий пристрій). Передбачає підключення до Інтернет, користування електронною поштою

 

6. Передача даних через мережі кабельного телебачення

 Вимоги до CATV мереж

Двунаправленність

Це найбільш важливе і першочергова вимога до мережі, що обслуговується кабельним  оператором. Спочатку, коли CATV мережі тільки з'являлися, при їх проектуванні малося на увазі лише односпрямоване їх застосування, а саме, для передачі телевізійного сигналу. Таким чином, більшість CATV мереж виявилися розраховані на передачу інформації тільки в одну сторону ( від головної станції до абонента ). Додатковий інформаційний сервіс, як, наприклад, телефонія, вимагає можливості передачі сигналу в обидві сторони (як від головної станції до абонента, так і навпаки ) .

Таким чином , перша перешкода , яке кабельний оператор повинен подолати, - це забезпечити в своїй мережі можливість передачі в двох напрямках. Більшість мультимедіа додатків вимагають взаємодії. Такі можливості, як доступ до Інтернету , також вимагають двобічної. Альтернативою цій вимозі може служити лише "телефонний" зворотний канал, при якому абонент використовує CATV мережу для прямого каналу (від головної станції до абонента ) і телефонну мережу для зворотної передачі (від абонента до головної станції ). Хоча таке рішення і життєздатне в даний час, в майбутньому все одно будуть потрібні двонаправлені кабельні мережі. Для таких програм, як відеоконференції, інтерактивні ігри тощо, що вимагають широкої смуги сигналу, єдина можливість - використовувати широкосмугові двонаправлені мережі.

Ширина смуги  зворотного каналу

Вживаний  до теперішнього часу частотний план, розроблений для мереж кабельного ТБ, передбачав, що основне застосування CATV мереж - це передача телевізійних сигналів. У результаті ми маємо істотний перекіс по відведеній смузі на користь прямого каналу ( від ГМ до абонента ) і вельми вузький діапазон зворотного каналу (від абонента до ГС). Таким чином, більшість існуючих кабельних мереж використовують діапазон 50-850 МГц для прямого каналу і 5-42 МГц для зворотного. Як можна бачити, доступна смуга для зворотного каналу істотно вже, ніж для прямого. З появою двонапрямлених мультимедіа -додатків в CATV мережах вимоги до ємності зворотного каналу істотно розширилися. Як наслідок підвищилися вимоги до ефективності використання спектру зворотного каналу.

Вимоги до головної станції

Звичайне  обладнання, що встановлюється на головних телевізійних станціях для CATV мереж, дозволяє передавати своїм абонентам лише телевізійні і радіопрограми. Це демодулятори і модулятори ТВ- сигналів, конвертори та інше подібне обладнання. Для передачі даних через CATV потрібно різне додаткове устаткування і програмне забезпечення, яке також встановлюється на головної станції. Його склад визначається переліком тих послуг, які кабельний оператор збирається надавати своїм абонентам .

Для зручності, весь додатковий інтерактивний сервіс, що забезпечується в кабельних мережах, можна розбити на дві категорії:

• асиметричний сервіс;
• симетричний сервіс.

Асиметричним  інтерактивним сервісом називаються такі додатки, як, наприклад, Інтернет, в яких необхідна ширина смуги сигналу ( або швидкість передачі, що взаємопов'язано ) в одному напрямку істотно більше, ніж у зворотному. Інтернет є ідеальним прикладом такого сервісу , коли потік даних від ГМ до комп'ютера абонента набагато більше, ніж від абонента до ГС. Набір обладнання головної станції для забезпечення асиметричного сервісу включає, як правило, такі типові модулі:

1. Серверы (например, Web-серверы, Mail-серверы и т.п.).
2. Роутеры (Routers).
3. Коммутаторы (Hubs).
4. Головное устройство системы кабельных модемов, которую решит использовать оператор (головной кабельный модем, CATV Gateway).
5. Система управления (NMS — network management system).

Симетричним інтерактивним сервісом називаються такі додатки, як, наприклад, відеоконференції або зв'язок між локальними комп'ютерними мережами по мережах кабельного ТБ. У цих випадках зазвичай потрібно однакова ширина смуги в обох напрямках. Обладнання для головної станції при цьому значно простіше, ніж при асиметричному сервісі. Зазвичай, усе обладнання зводиться лише до одного компоненту - трансвертору. Наведений нижче приклад пояснює його призначення.