GSM,
GPRS,
EDGE,
3G,
LTE — эти аббревиатуры вам уже давно знакомы. А что вы скажете насчёт
CDMA? Это словечко не очень-то и знакомо, ведь в России CDMA не имеет широкого распространения.
Что такое CDMA?
CDMA — технология
связи, обычно
радиосвязи, при которой каналы передачи имеют общую полосу
частот, но разную кодовую модуляцию. Т.е. CDMA - стандарт
мобильной связи.
Все мобильные радиосистемы имеют 2 основные характеристики — частоту и время. Соединение двух абонентов в сотовой сети может осуществляться следующими способами:
— Когда канал связи делится на частотные интервалы, и им выделяется определённый спектр частот на всё время соединения (стандарт
FDMA — Frequency Division Multiple Access).
— Когда канал связи делится на временные интервалы, и абонентам выделяется большая часть спектра на выделенный отрезок времени (стандарт
TDMA — Time Division Multiple Access).
— Когда выделяется весь спектр частот и всё время, а для идентификации соединений используются специальные коды (это и есть стандарт
CDMA — Code Division Multiple Access).
Как же множество абонентов, осуществляющих соединение в одном спектре, не создают помехи друг другу? Вот для этого и нужно кодовое разделение. Стандарт CDMA позволяет кодировать информацию, превращая её в шумоподобный широкополосный сигнал, не мешающий другим подобным сигналам.
Кстати, стандарт GSM, который широко используется в нашей стране, относится к TDMA, поскольку использует временное разделение каналов.
Преимущества CDMA
— Качественное звучание
речи, отсутствие посторонних помех, минимизация сбоев связи.
— Высокая защищённость информации.
— Высокая скорость передачи данных, позволяющая задействовать все возможности мобильного
интернета.
— Повышенная ёмкость сотовой сети.
—
Мобильные телефоны стандарта CDMA гораздо безопаснее, поскольку
мощность их излучения ниже.
История технологии CDMA
CDMA (Code Division Multiple Access) берёт своё начало в далёкие 30-е годы прошлого (ХХ) столетия.
В 1935 году в СССР академик Агеев Дмитрий Васильевич издал небольшим тиражом брошюру под странным названием "Кодовое разделение каналов". В ней были определены основы ортогонального разделения сигналов, разделения сигналов по форме. В то время реально существовал только один способ (или метод) разделения каналов связи – частотный. И относилось это, в основном, к каналам радиосвязи. При таком методе каждый канал занимает некоторую свою полосу в общем спектре частот. Эти полосы относительно узки и разделены между собой защитными интервалами. Частотный диапазон в те далёкие времена ещё не был так перегружен как сегодня, поэтому использование такого способа разделения каналов связи считалось достаточно простым и логичным, поскольку осуществлялась манипуляция только одним параметром сигнала – частотой.
Однако учёные, работавшие в области разработок новейших систем связи, в общем, и радиосвязи, в частности, понимали, что такая идиллия не будет долгой. И вскоре придётся заниматься проблемой более экономичного использования частотного ресурса. Кроме того, узкополосные радиосигналы оказались очень чувствительны к селективным замираниям. Требовалось разработать методику, минимизирующую потери полезного сигнала за счёт селективных замираний и позволяющую бережнее относится к используемому диапазону частот. Говоря иными словами, требовались новые способы разделения каналов связи и новые принципы формирования этих самых каналов, которые повысили бы помехозащищённость полезных сигналов и позволяли повторно использовать одни и те же полосы частот.
Несколько позже, примерно в одно и то же время, появляются работы
«Математическая теория связи»
Клода Шеннона (США) и «Теория потенциальной помехоустойчивости» Владимира Александровича Котельникова (СССР). А во время второй мировой войны голливудская актриса Хедди Ламарк оставила свою профессию и увлеклась частотным кодированием. Она одной из первых разработала принцип «frequence hopping» («перескок частоты»), который используется в настоящее время в стандарте GSM. В конце 40-х годов Филипп Годварт опубликовал работу «Принцип неопределенности в радиолокации», в которой показал, что можно создавать сигналы с базой (произведением длительности сигнала на полосу частот, которую он занимает) значительно больше единицы. По сути, это было первое описание сигналов, относящихся к разряду широкополосных (ШПС).
Таким образом, эти люди создавали научную базу для разработки интереснейших
технологий в области радиосвязи. Однако в то время ни аппаратные, ни тем
более программные средства ещё не позволяли реализовать на практике использование тех сложных математических алгоритмов, которые были необходимы для создания систем с кодовым разделением каналов. Впервые радиооборудование, использующее кодовое разделение каналов, появилось в США где-то в конце 50-х годов. Технология CDMA нашла применение в военных системах, где успешно отработала более двух десятков лет. Однако, существующая на тот момент элементная база, несовершенное программное обеспечение, недостаточное финансирование закрытых разработок по CDMA и относительно невысокие емкости сетей с кодовым разделением каналов не позволяли в полном объеме использовать все преимущества нового метода доступа.
Во второй половине 80-х годов военное ведомство США рассекретило данную технологию и разрешило ее использование в гражданских средствах радиосвязи (диапазон 800 МГц).
Своим появлением гражданская технология CDMA обязана инженеру, доктору
технических наук, Ирвину Марку Джейкобсу. После более чем двадцатилетней работы над TDMA (временное разделение каналов) и
спутниковыми системами он занялся CDMA. Метод широкополосной передачи сигналов и уникальная устойчивость к помехам могли, по его мнению, дать значительный выигрыш в емкости и эффективности использования радиочастот. Первого июля 1985 года доктор Джейкобс учредил и возглавил фирму «QUALCOMM» (Сан-Диего, штат Калифорния), которая сразу же стала осваивать международный рынок мобильной спутниковой связи,
цифровых сотовых систем и
телефонии. В 1989 году эта компания буквально взорвала рынок, заявив, что использование технологии CDMA может в 20 раз увеличить ёмкость аналоговых сотовых сетей. Поначалу возможность коммерческого использования новой технологии оспаривалась сторонниками
TDMA, которые видели слишком много технических препятствий для ее реализации. Однако уже в 1991 году сомнения развеялись после успешно проведенных полевых испытаний. Рекомендации IS-95 были приняты Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (TIA) и уже в 1992 году превратились в стандарт цифровой сотовой радиотелефонной связи.
Коммерческие права на пакет технологий CDMA у QUALCOMM приобрели 39 азиатских, европейских и американских производителей, среди которых такие известные компании, как
Motorola, Lucent Technologies,
Nortel,
LG,
Samsung,
Sony,
NEC,
Ericsson и другие.
В сентябре 1995 года в Гонконге фирма Hutchison начала развертывание первой
в мире коммерческой сети CDMA, используя базовое оборудование Motorola (базовые
станции SC 9600 и коммутирующее оборудование EMX 2500) и мобильные телефоны
Qualcomm. На конец 1996 года эта сеть насчитывала 113 сот, работала на одном
частотном канале с полосой 1,25 МГц и обслуживала более 40 000 абонентов. Правда, соты CDMA были наложены на существующую сеть
AMPS (Advanced Mobile Phone Service—усовершенствованная подвижная телефонная служба—аналоговый стандарт мобильной связи в диапазоне частот от 825 до 890 МГц) и мобильные терминалы работали в дуалмодовом режиме, т.е. при сбое в CDMA-сети абонентский терминал автоматически переключался в сеть AMPS (FDMA).
В Корее в январе 1996 года фирма КМТ, используя оборудование Gold Star, начала коммерческую эксплуатацию CDMA-сети. А в апреле Shinsengi Telecom начала создавать новую сеть на базе оборудования Samsung, Sony, Qualcomm. На конец 1996 года эти сети обслуживали более 200 000 клиентов. Корея приняла IS-95 в качестве национального стандарта сотовой связи.
В США развертыванием CDMA-сетей занимаются такие фирмы, как Air Touch (Сан
-Диего, Лос-Анджелес), BANM (Трентон, Нью-Джерси), 360-Communications (Лас-Вегас, Невада). Они используют базовое оборудование Qualcomm, Lucent Technologies, Motorola, а также абонентские терминалы фирм Qualcomm, Sony, Nortel.
В Австралии, в канун Олимпийских игр, были построены сети сотовой мобильной
радиотелефонной связи в Сиднее и Мельбурне на базе оборудования CDMA
-one (IS-95) производства фирмы Samsung.
Всего же системы CDMA были развёрнуты в 34 странах мира, в том числе в
Аргентине, Бразилии, Германии, Египте, Израиле, Индии, Канаде, Китае, Южной Корее, Перу, Польше, США, Таиланде, Украине, Филиппинах, Чили и т.д.
Кроме вышеназванного стандарта (IS-95) в 1999 году был разработан и
широкополосный вариант - W-CDMA (Ericsson, Швеция), функционирующий в диапазоне 1800 МГц. Он предназначался для использования в районах с высокой плотностью населения, так как обладал ещё большей пропускной способностью.
А к концу ХХ века для Европы стала актуальной проблема «цифровизации»
существующих аналоговых сетей сотовой связи, действующих в диапазоне 450 МГц
(NMT-450, C-450...).
Спрос, как известно, порождает предложение. И вот к концу 2000
года появляется ещё одна разновидность технологии CDMA – CDMA-450 (или CDMA-2000), презентованная американской компанией Lucent Technologies. Это оборудование соединило в себе все достоинства CDMA-800 и «дальнобойность» аналоговых стандартов диапазона 450 МГц.
Однако, продвижение технологии CDMA на рынке услуг сотовой мобильной
радиотелефонной связи нельзя назвать лёгким. У оборудования нового поколения
нашлись серьёзные оппоненты, прилагавшие немало усилий для того, чтобы доказать
несостоятельность и неэффективность нового метода разделения каналов связи. Среди них такой монстр, как Ericsson (Швеция), потративший значительные средства на заказные газетно-журнальные публикации против внедрения CDMA и суде
бные иски к конкурирующей компании Qualcomm и в то же время занимавшийся разработкой широкополосного варианта CDMA.
Стандарт CDMA-450 получил своё развитие и в России, где используется в некоторых регионах такими компаниями как
СКАЙЛИНК, «Удмуртские сотовые сети — 450», Кузбасская сотовая связь, Уралвестком, ВолгаТелеком, ДельтаТелеком, «Сотел-Нижний Новгород» и некоторыми другими. Вполне возможно, что CDMA-450 постепенно будет охватывать всё большие территории.
© greenmile
Источники:
Frela14.Ru
Mobile-Dom.Ru.
В начало
