Реферат на тему Технологии мобильной связи.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 2
1. Теоретическое исследование технологий мобильной связи 4
2. Анализ технологий мобильной связи 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 16

Введение:

Совсем недавно мобильные телефоны были предназначены лишь для простой, на сегодняшний день, функции звонка. Но сейчас, во времена развитых технологий, мы требуем от нашего телефона широкий спектр услуг. Одной из таких услуг является доступ к сети Интернет. И не просто доступ, а доступ на высоких скоростях, которые позволяют за малое время получать большое количество информации. Как и все в мире, сети доступа начинались с малого. Первым поколением беспроводной связи 1G считают сочетание трех технологий: NMT [1], TACS [2] и AMPS [3]. Его появления относят к 80-м годам прошлого столетия.
Эти системы являлись аналоговыми, и их сочетание было направлено на осуществление голосовых вызовов.
Следующий этап развития сети происходил в начале 1990-х годов, когда происходил подъем первых цифровых сотовых сетей. В это время произошло значительное улучшения качества звука и большая производительность сетей. Началась эра GSM. Второе поколение беспроводной сети 2G помимо голосовых вызовов теперь имело еще и поддержку текстовых сообщений (SMS), а так же технологию передачи данных (CSD [4]), которая позволяла передавать данные в цифровом виде со скоростью до 14,4 кбит/с.
Важно отметить момент появления сервиса GPRS [5] в 1997 г. Этот сервис позволял имеющейся GSM-сети поддерживать непрерывную передачу данных с максимальной скорость до 171,2 кбит/с. Эта технология быстро стала лидером на массовом рынке, что подтолкнула ITU [6] на публикацию нового стандарта – IMT-2000 [7], который утвердил спецификацию современного 3G. Теперь скорость передачи данных могла достигать 3,6 Мбит/с для беспроводных сетей, что было не под силу прежнему GPRS.
Спустя некоторое время, ITU занялся разработкой сети 4-го поколения, причем условия его создания были в том, что бы создать сеть с высокой скоростью передачи данных, гораздо выше, чем в 3G. Подобно стандарту 3G, 4G был привязан к спецификации IMT-Advanced [3], которая устанавливает скорость входящих данных до 100 Мбит/с для мобильных аппаратов. Но на практике LTE (4G) терпит некоторые неудачи в скорости, и ее реальная скорость обычно достигает 30 Мбит/с. Данный факт не удовлетворяет требованиям IMT-Advanced, но обновление стандарта LTE (4G) обещает поддержку этой скорости, однако, работа все еще не завершена. [2]
В России сеть 4G начала свое становление с 2011 г. 3 марта было подписано соглашение между группой сотовых операторов, которые получали возможность предоставлять сеть 4-го поколения на всей территории России. [3]
Сейчас самое первое поколение сотовой связи принято называть 1G. Но в годы действия этих сетей никто о таком понятии не подозревал, тогда многие люди не думали о том, что в ближайшем будущем сотовая связь станет совсем другой. Итак, что же представляло собой первое поколение?
Фактически это была аналоговая связь. Её запуск был осуществлён компанией AT&T, а первый звонок состоялся 3 апреля 1973 года — его совершил Мартин Купер, являвшийся главой мобильного подразделения Motorola. Как и в случае со стационарной аналоговой связью, теоретически сотовый телефон можно было задействовать в качестве модема. Но решиться на это мог только какой-нибудь миллионер, ведь минута разговора в те времена стоила огромных денег.
Как и в случае с последующими поколениями, 1G — это лишь название, объединяющее под собой несколько разных стандартов. В Канаде, США, Австралии, а также Южной и Центральной Америке применялся стандарт AMPS. В странах Скандинавии и некоторых государствах получил распространение стандарт NMT и его разновидности. Ну а в Италии, Испании, Англии, Австрии, Ирландии и Японии применялось сотовое оборудование стандарта TACS. И это только три самых популярных варианта реализации сетей. Все эти стандарты были совершенно несовместимы друг с другом. Поэтому британец, приехавший в Америку, не мог разговаривать по своему собственному телефону. Друг от друга разные стандарты отличались не только диапазоном частот, но и радиусом соты, мощностью передатчика, временем переключения на границе соты и соотношением сигнала к шуму.
Актуальность данной работы заключается в необходимости исследования основ технологий мобильной связи. Объектом исследования являются общественные отношения, возникающие в процессе применения норм, регулирующих технологии мобильной связи.
Предмет работы — особенности, присущие технологиям мобильной связи.
Целью написания данной работы явилось выявление содержания технологий мобильной связи.
Достижение поставленной цели может быть реализовано посредством следующих задач:
1. Рассмотрение теоретических основ технологий мобильной связи;
2. Анализ технологий мобильной связи.
Теоретические, нормативные и эмпирические основы исследования содержатся в трудах таких ученых как: Анфимова М.К., Афанасьева О.Е., Баранов А.Г., Баранова Е.С., Баранов П.П., Болгов С.А., Болгова Е.В., Галиакберов А.С., Гнылянська О.В., Дупленко Н.Г., Забралова О.С., Медведев В.Н. и др. Методы, используемые в работе — сравнительно — сопоставительный, логический методы, а также методы обобщения и описания.
Работа состоит из введения, двух глав и заключения.

Заключение:

По результатам проведенного исследования можно прийти к следующим выводам.
Обычным людям сотовая связь первого поколения стала доступной далеко не сразу. Первое десятилетие некоторые компании занимались только экспериментами. Коммерческая реализация произошла только в 1984 году. Достаточно быстро стало ясно, что аналоговая сотовая связь имеет ряд недостатков. Во-первых, каждая сота имела малую ёмкость — при подключении к ней большого количества абонентов начинались серьезные проблемы. Во-вторых, качество сигнала было далеко от идеала, особенно если абонент находился не на улице, а в здании. Первыми об этих проблемах задумались европейцы. Они начали разрабатывать цифровую связь.
В 1982 году Европейская конференция почтовых и телекоммуникационных ведомств начала разрабатывать стандарт GSM. Вскоре его начали называть 2G-связью. Изначально GSM предназначался для стран-членов Европейского института стандартов в телекоммуникации. Но позже разработкой заинтересовались Средний Восток, Африка, Азия и Восточная Европа. Коммерческий релиз сетей стандарта GSM состоялся в 1991 году. Цифровой метод передачи данных позволял абонентам обмениваться SMS-сообщениями. А чуть позже им стал доступен выход в Интернет через протокол WAP.
Этот стандарт покорил не всех. Некоторые государства пошли по своему пути. Например, в США многие 2G-сети использовали стандарт D-AMPS. Лишь спустя какое-то время американцы перешли на GSM1900. А в некоторых странах надолго завоевал популярность стандарт CDMA. Он не был совместим с GSM, поэтому под него разрабатывались отдельные мобильные телефоны.
Постепенно на прилавках магазинов стало появляться всё большее количество портативных устройств, умеющих выходить в глобальную паутину. В связи с этим сотовым операторам нужно было что-то делать, так как в 2G остро не хватало скорости передачи данных. Поэтому вскоре появилось промежуточное поколение сотовой связи, которое принято называть 2,5G. В этот стандарт внедрили поддержку технологии GPRS, а затем и EDGE. Отныне мобильным телефоном осуществлялась пакетная передача данных — абонент платил за конкретный объем трафика, а не за время соединения с сервером. Это не только сэкономило людям деньги, но и увеличило скорость передачи и приема данных. В 2G-сетях этот параметр равнялся 9,6 Кбит/с, тогда как поддержка телефоном поколения 2,5G позволяла выходить в интернет на скорости до 170 Кбит/с (GPRS) или даже 384 Кбит/с (EDGE). В некоторых странах эти две технологии называли совершенно по-разному, но суть от этого не менялась.
В IMT-2000 (так принято называть 3G в профессиональной среде) входят пять стандартов: CDMA2000, W-CDMA, TD-CDMA/TD-SCDMA и DECT. Последний не является стандартом сотовой связи, так как он используется в домашней и офисной беспроводной телефонии. Остальные стандарты применяются для обеспечения связью владельцев мобильных телефонов. Все они имеют похожие спецификации. Интересно, что метод работы таких сетей был изобретён в СССР ещё в 1935 году. Однако долгое время данной технологией пользовались лишь военные. В гражданский сегмент она вышла только в середине 1980-ых годов, в силу необходимости развивать мобильную связь.
От 2G третье поколение в первую очередь отличалось повысившейся скоростью передачи данных. Если абонент стоит на месте, то он может скачивать данные на скорости около 2 Мбит/с. При неспешном шаге трафик загружается со скоростью примерно 384 Кбит/с. В транспортном средстве скорость падала ещё сильнее — до 144 Кбит/с.
С появлением смартфонов стало мало и вышеуказанных скоростей. Поэтому достаточно быстро стал популярным стандарт HSPA. Он ознаменовал собой приход поколения 3,5G. Наделенные его поддержкой сотовые телефоны научились передавать данные со скоростью 14,4 Мбит/с. И это было только начало. В дальнейшем стандарт совершенствовался, в результате чего теоретически оказалась достижима скорость 84 Мбит/с. В основе HSPA заложена многокодовая передача данных при сопоставимых размерах сот.
В конце 2000-ых годов на свет стали появляться «айфоны» и «андроиды». Эти смартфоны отличались от предшественников крупным ЖК-дисплеем. Теперь уже никому не хотелось просматривать скромные WAP-странички. Отныне встроенных комплектующих вполне хватало для того, чтобы браузер без каких-либо проблем отображал полноценную страницу, насколько бы тяжелой она не было. Но для её быстрой загрузки требуется высокая скорость. Обеспечить её мог только совершенно новый стандарт. Активная популяризация 4G, или IMT-Advanced, началась в марте 2008 года.
Результатом работы ученых стали два стандарта: WiMAX и LTE. Сейчас вы сами знаете о том, какой из них получил наибольшее распространение. Внедрение LTE позволило существенно увеличить емкость каждой соты, хотя ареал её действия при этом уменьшился. Теперь минимальная скорость передачи данных составляла 100 Мбит/с, чего хватает большинству среднестатистических владельцев смартфон. В дальнейшем этот параметр вырос ещё сильнее. Случилось это за счет реализации технологии LTE-Advanced. В зависимости от категории поддерживаемой аппаратом технологии, может достигаться скорость 400 Мбит/с или даже 1 Гбит/с!
В отличие от предыдущих поколений, стандарт LTE изначально предназначался только для пакетной передачи данных. Но со временем стала доступной и цифровая передача голоса — за это ответственна технология VoLTE. Качество звука при этом гораздо выше, нежели при разговоре посредством сетей 2G или 3G. Однако до сих пор эту технологию поддерживают далеко не все смартфоны.
Сейчас идет активная разработка 5G. Возможностей LTE в плане передачи данных вполне хватает. Поэтому при разработке нового стандарта наибольший упор делается на ёмкость сот. Ведь количество абонентов растёт всё сильнее. Больше всего 5G облегчит жизнь создателям носимых устройств и девайсов, объединяющихся в систему «Умный дом». Ожидается, что только на площади в 1 км2 будет возможно подключение к сети одного миллиона гаджетов! По состоянию на начало 2017 года новое поколение только тестируется. Когда нас ждет полноценная его эксплуатация — не ясно.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретическое исследование технологий мобильной связи
Стремительное развитие телекоммуникационных технологий превратило мобильный телефон в неотъемлемый атрибут современного мира. Начав свое развитие в 1990-х с выпуском компанией Nokia первого устройства, соединившего в себе коммуникатор и мобильный телефон, рынок смартфонов (от англ. Smartphone — умный телефон) постоянно развивается. Число пользователей с каждым годом увеличивается и в 2014 г. превысило отметку в 2 млрд человек, что в свою очередь означает, что больше трети жителей Земли пользуются смартфонами [6]. Крупнейшие мировые компании ведут «гонку вооружений», каждый год предлагая новые линейки мобильных устройств, удовлетворяющие изменяющиеся потребности потребителей, и пытаясь захватить наибольшую долю рынка. Некоторые компании не выдерживают конкуренции и уходят с рынка, а их долю захватывают молодые лидеры, заинтересовавшие потребителей техническими новинками, современными моделями и соотношением цена-качество.
В настоящее время признанными лидерами мирового рынка являются компании Samsung (Республика Корея) и Apple (США), которые в 2016 г. контролировали 20% и 15% рынка соответственно [4]. Следует также отметить, что за последние годы активного продвижения такие китайские компании как Huawei, OPPO, BBK/vivo, Xiaomi, Lenovo в совокупности обогнали американскую и южнокорейскую компании по объему выпущенных устройств – 629 млн против 519 млн устройств из 1,3 млрд в целом за 2018 г. [3]. Результаты развязавшейся конкурентной борьбы покажут, сохранят ли набирающие популярность китайские производители свои показатели или уйдут с рынка, не выдержав соперничества с мировыми гигантами.
Для анализа сегодняшнего рынка и оценки позиций данных фирм необходимо обратиться к их истории.
Компания Apple Incorporated (до 2007 г. – Apple Computer) основана Стивом Джобсом и Стивом Возняком с целью производства и выпуска компьютеров и официально зарегистрирована 1 апреля 1976 г. Первый вручную созданный Apple Computer I был продан за десять месяцев в количестве 175 штук по цене 666,66 долл, что позволило компании накопить капитал для дальнейших разработок. В 1977 г. компания выпустила Apple Computer II – первый цветной персональный компьютер массового потребления с заявкой на стиль, один из важнейших критериев, которым, как считал Стив Джобс, будут руководствоваться обычные покупатели, приобретая его устройства. Тогда же и появился логотип компании – «надкушенное яблоко». В 1980 г. компания выпускает третью модель Apple Computer, но его незначительные продажи приводят к проблемам внутри организации. В 1984 г. Джобс преодолевает трудности, представив первый Macintosh – персональный компьютер, ориентированный на непрофессионального пользователя, ставший образцом для всех других фирм отрасли. В 1998 г. компания поставила на рынок новую модель iMac G3, которая стала самой быстро продаваемой за всю историю Apple. Компания постоянно ищет новые рынки для реализации своей продукции. С появлением интернета и формата mp-3 Apple создает iTunes и в 2001 г. презентует аудиоплеер iPod, а в 2007 г. – первый iPhone. Своим появлением последний обязан развитию мобильных технологий и требованию совмещения в одном устройстве средства связи, фотоаппарата и плеера. iPhone был признан изобретением года, по версии журнала Time [1].
GPRS — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. Технология GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи получить доступ к Интернет-среде, с предполагаемой тарификацией по объёму переданной/полученной информации. Принцип работы GPRS. Информация собирается в пакеты и передаётся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы, такая технология предполагает более эффективное использование ресурсов сети GSM, при этом, безусловный приоритет имеет голосовой трафик, в результате скорость передачи зависит не только от возможностей оборудования, но и от загрузки сети. Теоретический скоростной максимум 171,2 кбит/c. EDGE (EGPRS) — цифровая технология для мобильной связи, которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G (GPRS)-сетями, требующая определённой модификации передающего оборудования. EDGE обеспечивает передачу данных со скоростью до 474 кбит/с, соответствуя, таким образом, требованиям к сетям 3G. Данная технология является частью стандарта 3G. HSDPA — стандарт мобильной связи, рассматривается специалистами как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения — 4G. Максимальная теоретическая скорость передачи данных 14,4 Мбит/сек, на практике достигает 7,2 Мбит/сек. UMTS — технология сотовой связи, разработана Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе, в качестве способа передачи данных используется технология W-CDMA.
3GSM синоним UMTS — цель, подчеркнуть принадлежность к сетям третьего поколения 3G. Максимальная скорость передачи информации 21 Мбит/с. В дальнейшем планируется развить UMTS в сети четвёртого поколения 4G, теоретическая скорость передачи 100 Мбит/с, а приема 50 Мбит/с. 3G — технология мобильной связи третьего поколения, которая объединяет высокоскоростной мобильный доступ к сети Интернет и технологию голосовой радиосвязи.
Сеть третьего поколения 3G работает на дециметровой частоте, как правило, в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 14 Мбит/с. и, включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000, наиболее популярные из них UMTS (W-CDMA) и CDMA2000 (IMT-MC), в основе которых лежит одна и та же технология — CDMA.