Исследование параметров сетей 3g цель: изучить мобильную связь поколения 3G

Лабораторные занятия -6. Исследование параметров сетей 3G
Цель: изучить мобильную связь поколения 3G.


3G (от англ. third generation — третье поколение), технологии мобильной связи 3 поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных. В настоящее время из-за массовых рекламных акций под этим термином чаще всего подразумевается технология UMTS с надстройкой HSPA.
Характеристика стандарта
Мобильная связь третьего поколения^[1] строится на основе пакетной передачи данных. Сети третьего поколения 3G работают на частотах сантиметрового диапазона, как правило, в диапазоне около 2 ГГц, передавая данные со скоростью до 3,6 Мбит/с. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и различный контент.
3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA (собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).
Наибольшее распространение в мире получили два стандарта: UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000 (IMT-MC), в основе которых лежит одна и та же технология — CDMA (Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением каналов). В России IMT-MC доступен на радиочастотах диапазона 450 МГц (CDMA450).
Технология CDMA2000 обеспечивает эволюционный переход от узкополосных систем с кодовым разделением каналов IS-95 (американский стандарт цифровой сотовой связи второго поколения) к системам CDMA «третьего поколения» и получила наибольшее распространение на Североамериканском континенте, а также в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.
Технология UMTS (Universal Mobile Telecommunications System — универсальная система мобильной электросвязи) разработана для модернизации сетей GSM (европейского стандарта сотовой связи второго поколения), и получила широкое распространение не только в Европе, но и во многих других регионах мира.
Работа по стандартизации UMTS координируется международной группой 3GPP (Third Generation Partnership Project), а по стандартизации CDMA2000 — международной группой 3GPP2 (Third Generation Partnership Project 2), созданными и сосуществующими в рамках ITU.
По данным Wireless Intelligence, на конец ноября 2006 г. в мире насчитывалось 364 млн абонентов 3G, из них 93,5 млн были подключены к сетям UMTS и 271,1 млн — к СDMA2000. Крупнейший оператор — японский NTT DoCoMo, по состоянию на апрель 2010 года количество абонентов превышает 56 млн человек^[2]
В сетях 3G обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передача голоса. Согласно регламентам ITU (International Telecommunications Union — Международный Союз Электросвязи) сети 3G должны поддерживать следующие скорости передачи данных:

• 
  для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) — не более 144 кбит/с;
  
• 
  для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) — 384 кбит/с;
  
• 
  для неподвижных объектов — 2048 Кбит/с.
  

Основные тенденции 3G сетей:

• 
  преобладание трафика data-cards (USB-модемы, ExpressCard/PCMCIA-карты для ноутбуков) над трафиком телефонов и смартфонов 3G;
  
• 
  постоянное снижение цены 1 Мб трафика, обусловленное переходом операторов к более совершенным и эффективным технологиям.
  

Защита от обрывов
В сетях с кодовым разделением каналов, в том числе и 3G, есть важное преимущество — улучшенная защита от обрывов связи в движении, за счёт использования так называемого «мягкого хендовера». По мере удаления от одной базовой станции клиента «подхватывает» другая. Она начинает передавать всё больше и больше информации, в то время как первая станция передаёт всё меньше и меньше, пока клиент вообще не покинет её зону обслуживания. При хорошем покрытии сети вероятность обрыва полностью исключается системой подобных «подхватов». Это отличается от поведения систем с частотным и временным разделением каналов (GSM), в которых переключение между станциями «жёсткое» и может приводить к задержкам в передаче и даже обрывам соединения.
3,5G (или 3,5G+) — модернизация третьего поколения мобильной связи, с высокой скоростью, сравнимой с 4G.
К третьему с половиной поколению принято относить технологии, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных со скоростью до 42 Мбит/с. На практике эта скорость составляет до 20 Мбит/с. Эта технология считается переходной между сетями третьего поколения (3G) и сетями четвёртого (4G).
Если Вы активный пользователь беспроводной мобильной связи, то Вы наверняка знаете, на сколько широко используются различные методы продвижения услуг в мобильной среде. Для маркетолога не особо важны технические спецификации канала связи, именно поэтому и «рождаются» новые, никому неизвестные поколения связи, вроде 3.5G. На самом деле даже 3G — это, грубо говоря, просто рекламный слоган, призванный продвинуть технологию связи, которая просто быстрее чем 2G. В тоже время, у второго поколения также много разновидностей: 2.5G (GPRS) и даже 2.75G (EDGE), его иногда также называют2.9G.
Именно поэтому мы решили разобраться в ситуации и понять, что именно нам продают под брендом 3.5G. Существует Международная Комиссия Электросвязи, которая разрабатывает и определяет стандарты мобильной связи. По ее оценкам технология EDGE, которую относят к 2.75G и даже 2.9G на самом деле относится к третьему поколению мобильной связи.
Также стоит отметить и то, как разные мобильные устройства взаимодействуют с этими сетями. Например, если iPhone подключить к сети 3G, то он будет отображать значок 3G на статусной панели, хотя на самом деле он будет работать на стандарте HSPA, на таких его разновидностях как: HSUPA, HSPDA или HSPA+. Дело в том, что сеть 3G сможет обеспечить скорость передачи данных до 384 Кбит/сек, что на сегодня является весьма медленным соединением.
Но независимо от этого это поколение связи пользуется большой популярностью не только у пользователей продвинутых мобильных устройств. Этот стандарт также широко применяется в скрытом видео наблюдении, так как скорость передачи данных, которую это соединение способно развивать вполне достаточна для потоковой передачи видео посредством сети интернет. Именно в силу такой особенности данного соединения, глушилки 3G пользуются большой популярностью.
Смартфоны на базе Андроид ОС при подключении к сети 3G отображают букву «Н» вместе со значком 3G. Все дело в том, что Андроид устройства умеют отличать обычную 3G сеть от ее более продвинутых надстроек. Андроид смартфоны помечают буквой «Н» сети, в которых скорость передачи данных составляет 2-14.4 Мбит/сек.
Именно надстройки на третье поколение мобильной связи и называют 3.5G, хотя технически, это все то же 3G. Если обратить внимание на стремительно растущую сеть четвертого поколения 4G, то согласно позиции МКЭ стандарт LTE не дотягивает до спецификаций четвертого поколения. По стандартам МКЭ его лучше отнести к 3.9G. То есть это все еще третье поколение, хотя этот стандарт довольно далеко ушел от 3G, до четвертого поколения мобильных коммуникаций он еще не дотягивает.
Если рассматривать стандарт LTE и 3-е поколение связи, то мы увидим, что они используют совершенно разные частотные диапазоны для вещания. 3G, в основном работает на частотах 2000-2100 МГц, в то время как LTE реализован на частотах в 875 МГц, хотя они могут несколько отличатся у разных мобильных операторов.
Как и их предшественники, сети 4-ого поколения часто используются для наблюдения, точнее для передачи видеоинформации со скрытой камеры на удаленные сервера. Скрытые камеры, работающие на этом стандарте довольно редки и дороги, однако это один из наиболее надежных способов организации видео наблюдения. Однако, до недавнего времени было очень трудно найти надежный подавитель 4G, не смотря на растущую популярность этой сети. Более того, сейчас ученики и студенты приспособили эти мобильные стандарты под свои нужды и используют их для списывания на тестах и экзаменах, именно поэтому мы направили все свои усилия на создание мощной глушилки 4G, совместимой и с предыдущими стандартами мобильной связи