[pic]
KAUNO TECHNOLOGIJOS UNIVERSITETAS
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ KATEDRA
T120B310 Kompiuterių tinklai
Referatas
UMTS TDD standartas
Atliko:
Vadovas:
Kaunas 2005
Įvadas
Rytdienos mobiliojo ryšio tinklai teiks ne tik telefono ryšio ar žinučių
siuntimo paslaugas. Žinovai pranašauja, kad mūsų kasdienį gyvenimą užplūs
mobiliojo ryšio teikiama multimedijos informacija. Naująją erą sutiksime
turėdami naujų standartų ryšius, o tinklai bus papildyti dar neregėtomis
skaitmeninio radijo ryšio paslaugomisPer pastaruosius keletą metų ženklai pastebima evoliucija
telekomunikacijos srityje pradedant nuo klasikinių architektūrų, kurios
pagrinde remiasi statinėmis ir vielinėmis struktūromis, iki naujų mobiliūjų
bevielių technologijų. Taip kaip per pastaruosius keletą metų pastebimai
evoliucionavo telekomunikacinės technologijos, taip globaliniai tinklai
kurie leidžia žmonėms prisijungti prie jų bet kurioje vietoje ir bet kuriou
metu. Iš vienos pusės ši kryptis išugdė trečios kartos mobiliųjų
telekomunikacijų sistemas, ir iš kitos pusės paskatino vietinių tinklų
augimą. Naudojantis „Universal Mobile Telecommunication System“ (UMTS)
standartu bus toliau vystomos šios sritys ir užims lyderiaujančias
pozicijas.
Perėjimas į trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio standartą
Prieš dešimt metų įsigaliojo skaitmeninis GSM standartas, kuris mums
suteikė galimybę naudotis antros kartos (2G) mobiliuoju ryšiu. Nuo to laiko
ekspertai, galima sakyti, tik apie trečiosios kartos mobilųjį ryšį ir
tešneka. Dar prieš dešimt metų buvo aišku, kad duomenų perdavimo greitis,
kurį garantavo GSM (žr. 1 pav.), tinkamas tik balso ryšiui, o daugialypei
terpei yra per mažas. Kaip padidinti duomenų perdavimo greitį? Viena
galimybė yra taikyti HSCSD ar EDGE technologijas (žr. išpl. paaiškinimą).
Šios technologijos ryšio pralaidą padidina keliais lygiagrečiais GSM
kanalais. Kita galimybė – taikyti GPRS mobiliojo radijo ryšio duomenų
perdavimo technologiją. Deja, nė viena iš jų šio uždavinio iki galo
neišsprendžia.
[pic]
1 pav. Įvairių taikomųjų užduočių, atliekamų skirtingomis technologijomis,
duomenų perdavimo trukmės.
Pasirodo, jį galima išspręsti gana paprastai, bet radikaliai: pagal
galimybę naudoti platesnę radijo ryšio bangų juostą ir ją eksploatuoti kuo
efektyviau. Šis ryšio spartinimo principas paaiškina, kodėl UMTS standartui
priskiriamos naujos dažnių juostos ir kodėl, norint gauti atitinkamas
licencijas, rengiami tokie brangūs aukcionai. UMTS standarto bangų spektras
(nešlių bangų juostos plotis) yra 25 kartus platesnis nei GSM standarto.
Maža to, šios technologijos spektrinis efektyvumas (duomenų perdavimo
sparta, tenkantis vienam juostos pločio Hz) yra du tris kartus didesnis.
Vadinasi, UMTS standarto ryšio tinklas, palyginti su GSM, būtų tiek pat
kartų spartesnis. Tolimojo ryšio tinklų inžinieriai turi kitų didžiausios duomenų
perdavimo spartos vertinimo kriterijų. „Svarbiausias veiksnys yra priimamo
signalo ir trukdžių lygis” Kuo didesnė radijo trukdžių (pvz., generuojamų
gretimų „korių“ siųstuvų) galia, tuo mažesnė duomenų perdavimo sparta.
Tinklų operatoriai duomenų perdavimą gali paspartinti naudodami
vadinamąsias „nuovokias“ antenas. Užuot radijo bangas spinduliavusios
visomis kryptimis, šios antenos jas spinduliuoja kryptingai – kuo tiksliau
imtuvo kryptimi. Beje, duomenų perdavimo sparta mažėja, kai vartotojas
(kartu su savo mobiliuoju telefonu) greitai juda, pvz., važiuoja
automobiliu ar traukiniu, nes sistemai būtina kuo greičiau perduoti
duomenis iš vieno „korio“ kitam, o šis procesas yra sudėtingas ir gana
lėtas – kuo mažesnės korinio mobiliojo ryšio tinklo stotys, tuo daugiau
joms reikia laiko ryšiui nustatyti.
UMTS, arba tiksliau – TDD, duomenų perdavimą paspartintų iki 384 Kb/s.
Tada visi vartotojai vienu metu galėtų naudotis tuo pačiu „koriu“. Pirmieji
UMTS mobiliojo ryšio tinklai Didžiosios Britanijos Meno saloje, Monako
kunigaikštystėje ir Japonijoje parodė, kad vartotojai jau gali naudotis
naujomis įdomiomis paslaugomis, pvz.: videokanalu. Būtina atminti, kad
kartais tam tikrose vietose gali susirinkti minios žmonių, kurie tuo pat
metu norės naudotis multimedijos ryšio paslaugomis – oro uostuose, mugėse,
konferencijose, viešbučiuose, stovyklavietėse ir t.t. Pastaraisiais metais
tokiems patalpose vykstantiems renginiams buvo sukurtas mobilusis Etherneto
ekvivalentas. Šiai sistemai, vadinamai W-LAN, tereikia ryšio tinklų
kreipties įrenginių – knygos dydžio siųstuvų bei imtuvų ir specialios
įdedamosios plokštelės. Vartotojo ryšys su tokiais kreipties įrenginiais
nustatomas radijo bangomis, t.y., kiekvienas
nešiojamasis ar kišeninis
kompiuteris arba kitas mobilusis galinis įrenginys turės anteną. Naudotis W-LAN technologijos ryšio dažniais licencijos nereikia.
Priklausomai nuo to, koks naudojamas standartas, šia technologija kelių
dešimčių metrų nuo siųstuvo atstumu galima pasiekti 11 Mb/s (standartas
IEEE 802.11b) ar net 54 Mb/s (HiperLAN/2 ir IEEE 802.11a) duomenų perdavimo
spartą. Dabar W-LAN technologija jau plačiai taikoma visame pasaulyje –
viešbučiuose, oro uostuose ir biuruose. Pastarųjų metų Ericssono ir tinklo
operatoriaus Telenor Mobile Norvegijoje atlikti tyrimai parodė, kad W-LAN
technologiją įmanoma taikyti kartu su GPRS ar UMTS tinklais. Ten, kur W-LAN
galimybės išsenka, ryšys gali būti teikiamas mobiliojo radijo ryšio tinklu.
Ryšio priemonių gamybos ekspertų nuomone, mobiliojo ryšio raidos kelias
labai aiškus. Patalpose būtų logiškiausia naudoti W-LAN sistemą kaip UMTS
mobiliojo ryšio tinklo išplėtą. Visi ekspertai laikosi vienos nuomonės, kad
W-LAN ar panašūs plačiajuosčiai tinklai, skirti didmiesčiams, bus gerokai
brangesni, nes ryšiui garantuoti reikės daug į tinklą integruotų kreipties
taškų. Pasak I. Drepping, ateinančiais metais UMTS technologija bus įdiegta
didelėse teritorijose. W-LAN technologija UMTS nenurungs – atvirkščiai, jos
viena kitą papildys, nes abi yra sistemos, garantuojančios vartotojui
optimalią duomenų perdavimo spartą, sudedamosios dalys. Verti dėmesio ir
kiti techniniai sprendimai. W. Mohro žodžiais tariant, UMTS tinklais,
veikiančiais kartu su W-LAN, būtų galima perduoti skaitmeninius vaizdo
duomenis antžeminėmis ir dirbtinių Žemės palydovų antenomis. Toks ryšys
būtų naudojamas perduoti informacijai, kurią vienu metu gauna didelis
žmonių būrys – mobiliesiems galiniams įrenginiams skirtas televizijos
programas, vaizdo informaciją bei žinias.
Universal Mobile Telecommunications System – universalioji mobiliojo
ryšio sistema. Trečiosios kartos (3G) mobiliojo ryšio standartas. Ryšys
nustatomas 2 GHz diapazono dažniais. Jais naudotis išduodama vyriausybės