Systemy radiokomunikacji ruchomej

Systemy radiokomunikacji ruchomej Literatura: K. Wesołowski: Systemy radiokomunikacji ruchomej. WKŁ 1999 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 1

Systemy radiokomunikacji ruchomej Systemy przywoławcze (paging) Systemy trankingowe Telefonia komórkowa Systemy satelitarne Telefony bezprzewodowe Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 2

Systemy przywoławcze (paging) System rozsiewczy (od stacji bazowych do terminali) centrum dyspozytorskie (przyjmuje żądania wywołania określonego abonenta) nadajnik (zespół nadajników); pasmo UKF lub kilkaset MHz zespół stacji odbiorczych małe rozmiary odbiorników brak potwierdzenia dotarcia informacji do odbiorcy Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 3

Systemy przywoławcze Sieci zakładowe (prywatne) Sieci publiczne sieci miejskie (pojedynczy kanał radiowy w paśmie 160 MHz - sygnał cyfrowy 512 bit/s) sieci ogólnokrajowe (POLPAGER) Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 4

POLPAGER Nadajniki radiowe UKF w paśmie 66-74 MHz 31 nadajników TP S.A., 45 prywatnych Protokół formatowania danych MBS (Mobile Search) Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 5

Elementy sieci POLPAGER Radiowa centrala przywoławcza (RCP) koncentratory terenowe centralne i terenowe biura zleceń służby przywoławczej sieć dystrybucji sygnałów przywoławczych z centrali przywoławczej do stacji bazowych sieć nadajników z urządzeniami zwielokrotnienia system monitorowania nadajników analizator ruchu centrali przywoławczej zbiór pagerów Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 6

POLPAGER - rodzaje przywołań Bez transmisji wiadomości dodatkowej (tylko sygnał dźwiękowy) przywołanie numeryczne (12 cyfr) przywołanie alfanumeryczne - wiadomość do 68 znaków Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 7

POLPAGER - sposoby przekazywania polecenia przywołań Automatycznie - telefon, komputer z modemem Automatycznie - teleks, sieć teleksowa Automatycznie - komputer podłączony do sieci transmisji danych oraz poczty elektronicznej POLKOM za pośrednictwem operatorki centralnego lub terenowego biura zleceń Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 8

ERMES - system przywoławczy o zasięgu europejskim Wywołanie akustyczne - 8 tonów komunikaty numeryczne - 16 000 znaków komunikaty alfanumeryczne - 9000 znaków możliwość potwierdzenia odbioru komunikatów Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 9

Systemy trankingowe Systemy radiokomunikacyjne z obiektami ruchomymi Zastosowanie przedsiębiorstwa transportowe (statki, TIR-y) i służby specjalne (pogotowie, straż, policja itp.) Połączenia dwukierunkowe: centrum dyspozytorskie - wszystkie stacje lub wybrane grupy lub pojedyncze stacje cecha charakterystyczna: przydział jednego kanału tylko na czas realizacji połączenia Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 10

Tranking - rodzaje połączeń Indywidualne grupowe (ze wszystkimi członkami grupy) z siecią PSTN (dla ograniczonej grupy) alarmowe i awaryjne bezpośrednio ze służbami publicznymi w postaci krótkich informacji cyfrowych transmisja danych Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 11

Tranking idea koncentracji połączeń Konwencjonalny system dyspozytorski Kanał używany System trankingowy Kanał wolny Oczekujący Oczekujący Zarządzanie kanałami Obsługiwani Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 12

Systemy trankingowe Terminal w samochodzie, na statku (telefon, telefaks) stacje satelitarne stacje satelitarne naziemne system komputerowy i obsługa dyspozytorska Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 13

System trankingowy ACTIONET PSTN SX PABX CP SX - centrala systemowa CP - punkt kontrolny PABX PABX MXB BS MX CP O&M CP MXB, MX - centrale radiokomunikacyjne BS BS Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 14

Standard TETRA (Terrestrial Trunked Radio) Dwie rodziny standardów: Standard transmisji głosu i danych (V + D Voice plus data) Standard optymalizowany ze względu na pakietową transmisję danych (PDO Packet Data Optimized) Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 15

Podstawowe cechy: Standard TETRA dwu- do czterokrotnego wzrost wykorzystania pasma w porównaniu z systemami analogowymi lepsze wielokrotne wykorzystanie częstotliwości kanałowych znacznie większe bezpieczeństwo sygnałów mowy (cyfrowe kodowanie, szyfryzacja) jakość sygnału mowy niezależna od mocy eliminacja szumu i interferencji od innych użytkowników szybka transmisja danych możliwy podział obszarów stacji bazowych na obszary Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 16

Usługi w systemie TETRA połączenie indywidualne punkt-punkt połączenie grupowe punkt-wiele punktów (wywołujący grupa wywoływanych) połączenie bezpośrednie punkt-punkt (bez pośrednictwa stacji bazowej) połączenie grupowe z potwierdzeniem punkt-wiele punktów (wywoływani potwierdzają swoją obecność w połączeniu) połączenia rozsiewcze - punkt-wiele punktów (wywoływani jedynie słuchają) Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 17

Usługi przenoszenia w systemie TETRA transmisja cyfrowa mowy lub danych bez zabezpieczenia kodowego w trybie komutacji kanałów 7,2 28,8 kbit/s transmisja cyfrowa danych z minimalnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanałów 4,8 19,2 kbit/s transmisja cyfrowa danych z silnym zabezpieczeniem kodowym w trybie komutacji kanałów 2,4 9,6 kbit/s pakietowa transmisja punk-punkt zorientowana połączeniowo (PDO) pakietowa transmisja punk-punkt w standardowym formacie w trybie bezpołączeniowym (PDO) pakietowa transmisja w trybie bezpołączeniowym w specjalnym formacie (punk-punkt, wiele punktów, format rozsiewczy) (PDO) Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 18

Usługi dodatkowe w systemie TETRA uzyskanie potwierdzenia autentyczności abonenta realizowane przez dyspozytora dyskretny podsłuch abonenta przez upoważnionego użytkownika systemu połączenia priorytetowe z możliwością przerwania realizowanych połączeń ustalanie priorytetów połączeń zawieszanie aktualnie prowadzonych rozmów w celu połączenia z abonentem oczekującym identyfikacja abonenta wywołującego numeracja skrócona dynamiczne tworzenie i modyfikacja grup abonentów Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 19

Architektura systemu TETRA Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 20

Warstwa fizyczna systemu TETRA Szerokość kanału częstotliwościowego 25 khz Na jednej nośnej 4 kanały mowy lub danych w trybie TDMA Bezpośrednia transmisja między stacjami ruchomymi (na małe odległości) Zakresy częstotliwości (Europa): w górę : 380 390 MHz, w dó : 390 400 MHz, w górę : 410 420 MHz, w dół : 420 430 MHz, w górę : 450 460 MHz, w dół : 460 470MHz, w górę : 870 880 MHz, w dół : 915 933 MHz, Terminale abonenckie: ręczne, przenośne, montowane na pojazdach lub stałe Możliwość realizacji kilku szczelin czasowych w jednym kanale 25 khz dla transmisji danych z szybkością 28,8 kbit/s Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 21

Nadajnik systemu TETRA 1 Transmitowane bity informacyjne 2 Bity zakodowane 3 Bity przeplecione 4 Bity zrandomizowane 5 Bity zmultipleksowane 6 Bity modulacyjne 7 Symbole modulacyjne Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 22

Telefonia komórkowa Systemy satelitarne Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 23

Systemy komórkowe - idea PSTN komórki SB - stacja bazowa T tra sa te rminala CO Centrale obszarowe CO łą cza przewodowe lub linie radiowe Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 24

Systemy komórkowe - podstawowe cechy Każda stacja bazowa SB wykorzystuje podzbiór kanałów dostępnych dla całego systemu komórkowego; Stacja SB i terminal T prowadzą dialog wg standardowych protokołów (sterowania i sygnalizacji) wykorzystując jeden wyróżniony kanał; Centrala obszarowa za pośrednictwem stacji SB kontroluje jakość (poziom sygnału) terminala T; w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości połączenie jest przekazywane do sąsiedniej SB, w której poziom sygnału terminala T wzrasta. Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 25

Analogie do sieci PSTN Centrale obszarowe CO - centrale końcowe; Stacje bazowe SB - koncentratory. Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 26

Specyfika systemów komórkowych Zmienna liczba terminali T w obszarze obsługi stacji bazowej SB; Stacja SB dysponuje stałą, bardzo ograniczoną liczbą kanałów radiowych; warunki propagacji między terminalem a stacją SB są zmienne (położenie, odległość, przeszkody terenowe, warunki atmosferyczne); Stacje SB i terminale T pracują z ograniczoną mocą nadajników w celu przeciwdziałania interferencjom między komórkami; Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 27

Specyfika systemów komórkowych Terminal ruchomy T może w czasie połączenia zmieniać komórki - dynamiczne przełączenie obsługi i kanału radiowego; Połączenia terminala T z terminalem z innej (nie macierzystej) centrali obszarowej; CO i SB muszą wymienić dodatkowe informacje służbowe (roaming); zmiana położenia terminali względem stałych elementów sieci (SB, CO, PSTN) wymaga dodatkowych transmisji służbowych (położenie, taryfikacja, indentyfikacja terminala i abonenta itp..). Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 28

Systemy komórkowe - metody Kompresja sygnałów przesyłanych między terminalami (system ADPCM kodowania mowy - 32 kbit/s), złożone metody modulacji - minimalizacja szerokości pasma kanału radiowego, zwiększenie liczby kanałów w określonym paśmie częstotliwości; wybór optymalnych metod zwielokrotnienia kanałów radiowych i dostępu terminali do tych kanałów, przestrzenne zwielokrotnienie kanałów pracujących na tych samych częstotliwościach. Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 29

Kodowanie sygnałów mowy PCM (64 kbit/s) Różnicowa modulacja PCM - DPCM (Dufferential Pulse Code Modulation) Adaptacyjna, różnicowa modulacja PCM ADPCM (Adaptive Dufferential Pulse Code Modulation) - 32 kbit/s Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 30

Kodowanie sygnału mowy DPCM (Differential Pulse Code Modulation) x(t) x n e n Kwa ntyz a tor ~ e n ~ x n x(t) ~ x ~ n x n Predyktor Predyktor Ko de r DP CM {a i} Dekoder DP CM Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 31

Kodowanie sygnału mowy ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) x(t) A/C 12-bit liniowy x n e n Kwa ntyz a tor 4-bitowy qn Adap ta cja progu kwantyza cji ~ e n ~ e n Kwa ntyza to r odwrotny q n e ~ n ~ x n x(t) ~ x n Predyktor adaptacyjny Ko de r ADP CM Kwa ntyza to r odwrotny ~ x n ~ e n Ada p ta cja progu kwantyza cji De kode r ADP CM Predyktor adaptacyjny Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 32

Dostęp do kanału transmisyjnego FDMA -(Frequency Division Multiple Access) wielodostęp z podziałem częstotliwości TDMA -(Time Division Multiple Access) wielodostęp z podziałem czasowym CDMA -(Code Division Multiple Access) wielodostęp z podziałem kodowym Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 33

Zwielokrotnienie przestrzenne D B F A R F T A,B - stacje bazowe, R - nominalny zasię g, D - interferencja od stacji B, F - czę stotliwość kanału Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 34

Anteny w systemach komórkowych Ante n y be zkierunkowe (jed na na komórkę ) Anteny kierunkowe (je dna antena trzys e ktorowa obsługuje trzy komórki) SB1 F1 SB4 F4 SB2 F2 SB3 F3 F7 SB1 F6 F2 SB2 F1 F5 F3 SB3 F4 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 35

Propagacja w radiokomunikacji ruchomej Antena sta cji bazo we j odbicie dyfrakcja loka lna dys p ersja stacja ruchoma Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 36

Parametry wybranych systemów telefonii komórkowej System NMT 450 AMPS MCS-L1/L2 NMT 900 C 450 TACS GSM IS54 Kraj Szwecja USA Japonia Szwecja RFN Anglia EWG USA Pasmo [MHz] Metoda dostępu Szerokość kanału [khz] Liczba kanałów 420 480 824 894 870 940 890 960 451 466 890 960 890 960 824 894 FDMA FDMA FDMA FDMA FDMA FDMA TDMA TDMA 25/20 30 25/12,5 12,5 20/10 25 200 30180/220 180/220 832 600/1200 1999 222/444 1000 125 8 832 3 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 37

Lokalne zagęszczanie komórek Makrokomórki (35 km, kilkadziesiąt Wat) Mikrokomórki (kilkaset metrów, kilka Wat) Pikokomórki (kilkadziesiąt metrów) Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 38

Anteny stacji bazowej na wieży kratowej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 39

Anteny stacji bazowej na budynku Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 40

Anteny stacji bazowej na lampie ulicznej Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 41

System NMT-450 - schemat ogólny Obszar ruchowy nr 1 SB SB Centrala systemu radiokomu nikacyjnego CO MTX 1 Centrala tranz ytowa 1 Centra la lokalna Obszar ruchowy nr 2 Połą cze nie opcjonalne Obszar ruchowy nr 3 MTX 2 Centrala systemu radiokomu nikacyjnego Centrala tranz ytowa 2 Stała sieć telefoniczna Centra la lokalna Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 42

System NMT Konstrukcja koncentrycznych komórek sektorowych F1 F1 F1 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 43

Trasa nawiązywania połączenia System NMT MTX V Połaczenie z na jbiższą CO CO CCITT Nr 7 MTX H MTX G Centrala tranzytowa Centrala tranzytowa Stała sieć telefoniczna Połaczenia standardowe Centrala lokalna Centrala systemu ra diokomu nikacyjnego CO Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 44

Założenia transmisji Praca dupleksowa z podziałem częstotliwości Głos - modulacja FM z dewiacją 5 khz 452,5-457, 0 MHz 462,5-467,0 MHz SR Odstęp 25 khz 1 80 ka nałów SB Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 45

Schemat stacji ruchomej NMT Na da jnik Wzma cnia cz mikrofonowy + Modulator Wzma cnia cz mocy Display wł./wył. Modu la to r MS K Ton ~4 khz Sterowanie poziomem mocy Układ sterowania Syntezator czę s totliwoś ci Filtr dupleksowy Kla wia tu ra Wyłącznik czasowy Demodulator MS K wł./wył. Wzma cnia cz głoś nikowy De te ktor Odbiornik Filt r pasmowoprze pustowy Miks er Filtr pasmowoprze pustowy IF2 IF 1 Generator Miks e r Wzmacniacz w. cz. Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 46

System GSM - architektura PSTN/ISDN/Sieci danych Reje s tr abonentów stałych Ce ntrum potwierdza n ia autentycznoś ci użytkownika Rejestr identyfikacji wyposa żenia Centrum eksploatacji i utrzymania HLR AUC EIR OMC Centrala systemu GSM Styk A GMS C MSC MS C VLR System stacji bazowych BSS In n y fra gme nt sieci GSM Rejes tr a bonentów goś ci Kontroler stacji bazowych BSS BSC Styk U m Styk A bis BTS BSS BTS Układ nadawczo-odbiorczy stacji bazowej Stacja ruchoma Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 47

Sieć GSM - transmisja i sygnalizacja SP SIEĆ SYGNALIZACYJNA SS7 Za pyta nie SP Za pyta nie R oa ming number HLR Ro a ming num ber SP (gd y LE nie może zrealizować zapytania do HLR) D C SP E VLR B Wia dom ości dot. przejmowania połą czenia LE SIEĆ PSTN lub ISDN Centrala EXCH PSTN lub ISDN Ce ntrala tranzytowa lu b GMS C MSC A bis MS C BSC A bis SYSTEM KO MÓRKOWY A bis BTS BTS KOMÓRKA KO MÓRKA Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 48

Założenia transmisji Praca dupleksowa z podziałem częstotliwości FDD 890-915 MHz 935-960 MHz SR 124 przedziały o szerokoś ci 200 khz SB Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 49

GSM - podział czasowy i częstotliwościowy kanałów BTS Para nośnych nr 3 w dół (nadawca SB) Para nośnych nr 2 Para noś nych nr 1 45 MHz w g ó rę (na dawca MS ) 3 szczeliny czasowe Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 50

Struktura czasowa GSM Hype rramka 2048 superramek 3 godz. 28 min. Szybkość transmis ji ~ 271 Mbit/s 6,12 s Superramka 51 wieloram ek 0 0 25 50 Wie loram ka kanału rozsiewczego BCH 0 1 2 3 50 0 1 2 3 25 Wie loram ka kanału rozmównego Ramka 0 1 2 3 4 5 6 7 Szczelina czasowa Bity T In form a c ja P TS F In fo rm a c ja T G 3 57 1 26 1 57 3 8..25 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 51

Połączenia w ramach tej samej komórki 1 2 1,2 BSC 1,2 1,2 BTS BTS BS C MS C BTS BTS BS C MS C Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 52

Połączenia między dwoma komórkami sterowanymi przez ten sam kontroler BSC 1,2 BTS 2 1 BTS 1 2 BS C 1,2 MS C BTS BTS BS C MS C Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 53

Połączenia między dwoma komórkami sterowanymi przez dwa kontrolery 1 1 BSC 1 1,2 BTS 2 BTS 2 BS C 2 MS C BTS BTS BS C MS C Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 54

Schemat stacji ruchomej GSM Głos Da ne Próbkowanie i A/C 8 khz Kod e r sygnału mowy Kodowanie korekcyjne Kodowanie korekcyjne Kod owan ie kore kcyjne P rzeplot P rzeplot Przeplot MUX/ TDMA mod GMSK Syntezer FH Stopień wyjś ciowy Ka n ały s teru jące Dis p la y Układ sterowania i pomiaru pa rame trów sygnałów nadajnika i odbiornika Wybór noś nej Regulacja poziomu Dane sterujące Kla w iatu ra Wybór noś nej Syntezer FH Synchronizacja i estymacja kanału Rozplot Rozplot Dekodowanie korekcyjne Dekodowanie korekcyjne Dane Stopień wejś ciowy de mod GMSK De te kto r se kwe n cji lub korektor DMUX/ TDMA Rozplot Dekodowanie korekcyjne Dekoder sygnału mowy C/A Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 55

Zapewnienie prywatności rozmowy i autentyczności abonenta GSM Dostęp do sieci na podstawie potwierdzonej autentyczności abonenta tajność przekazywanych danych abonenta (sygnału mowy, danych) dzięki szyfracji anonimowość abonentów - tymczasowy numer abonenta używany wewnątrz sieci Karta SIM Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 56

Karta SIM (Subscriber Identity Module) Mikrokontroler współpracujący z terminalem (pamięci ROM, RAM, NVM - Non-Volatile Memory) Zawiera: ❾indywidualne dane abonenta ❾klucz szyfracyjny ❾program algorytmu szyfracji Komunikacja SIM terminal - szeregowa, startstopowa, 3,2 kbit/s Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 57

Algorytm potwierdzenia autentyczności Ka rta SIM Ka na ł radiowy Sieć RAND (128 bitów) Ki A3 Algorytm s zyfrują cy A3 Ki klucz SRES (32 bity) =? SRES T/N Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 58

System GSM i DCS 1800 Cecha GSM (900 MHz) DCS 1800 Zakres częstotliwości: w górę (MS BS) w dół (BS MS) Liczba kanałów dupleksowych Liczba częstotliwości nośnych Odstęp częstotliwości między kierunkami transmisji 890 915 MHz 935 960 MHz 992 (FR) 1984 (HR) 1710 1785 MHz 1805 1880 MHz 2976 (FR) 5952 (HR) 124 374 45 MHz 95 MHz Maks. Moc stacji BS 320 W 20 W Maks. Moc stacji MS 8 W 1 W Min. Moc stacji MS 0,02 W 0,0025 W Klasy stacji ruchomych MS Maksymalna szybkość pojazdu 20 W (nie realizowana) 8 W, 5 W (sam./przen.) 2 W, 0,8 W (tel. ręczny) 1 W, 0,25 W (tel. ręczny) 250 km/h 130 km/h Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 59

System UMTS - usługi (1) Universal Mobile Telecommunications Sytstem Usługa Przepływność (kbit/s) Telefonia 8-32 Dane w pasmie akust. 2,4-64 Dźwięk Hi-Fi 940 Wideotelefonia 46-384 SMS 1,2-9,6 E-mail 1,2-64 Telefaks (G4) 64 Transmisja rozsiewcza 1,2-9,6 Publiczne ogłoszenia słowne 8-32 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 60

System UMTS - usługi (2) Usługa Przepływność (kbit/s) Dane 64-1920 Dostęp do bazy danych 2,4-768 Telezakupy 2,4-768 Gazeta elektroniczna 2,4-2000 Zdalne sterowanie 1,2-9,6 Lokalizacja i nawigacja 64 Pisanie na odległość 32-64 Wymagana stopa błedów: 10-7 do 10-4 Dopuszczalne opóźnienie: 40-200 ms Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 61

System UMTS - zakresy częstotliwości Częstotliwość Pasmo Przeznaczenie 1900 1920 20 Naziemny, TDD 1920 1980 60 Naziemny, FDD 1980 2010 30 Satelitarny, FDD 2010 2025 15 Naziemny, TDD 2110 2170 60 Naziemny, FDD 2170 2200 30 Satelitarny, FDD Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 62

Środowisko systemu UMTS ZASIĘG GLOBALNY ŁĄCZNOŚĆ SATELITARNA TERENY PODMIEJSKIE I WIEJSKIE MIASTO BUDYNKI HIPERKOMÓRKA MAKROKOMÓRKA MIKROKOMÓRKA PIKOKOMÓRKA Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 63

Klasy komórek i zakres dostępu do usług KLASA KOMÓR KI PIKOKOMÓRKA wnętrza budynków, obiekty handlowe MIKRO- KOMÓRKA tereny miejskie z dużymi skupiskami ludności MAKRO- KOMÓRKA tereny miejskie z niewielkimi skupiskami ludności i tereny wiejskie HIPER- KOMÓRKA Obszary mórz i oceanów, pustynie, obszary górzyste Promień komórki < 100 m < 1 km < 20 km 300 800 km (satelity LEO, MEO) 4000-5000 km (GEO) Dostępnoś ć do usług Wszystkie Liczny podzbiór Usługi podstawowe Usługi podstawowe Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 64

Wzrost liczby abonentów komórkowych 800 ABONENTÓW [mln] 700 600 500 400 300 200 100 0 1992 1994 1996 1998 2000 LATA Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 65

Rozwój nowych usług 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 FONIA SMS TRANSMISJA DANYCH DOSTĘP DO INTERNETU 9,6 kbit/s 28,8 kbit/s TELEBANK USŁUGI FINANSOWE e COMMERCE DOSTĘP DO BAZ DANYCH USŁUGI INFORMACYJ NE SZYBKI DOSTĘP DO INTERNETU/ INTRANETU 56 kbit/s 115 kbit/s CD AUDIO GAZETA ELEKTRONICZNA 192 kbit/s MOBILNE WIDEO WIDEOTELEFONIA 384 kbit/s MIKROKOMÓRKI POPRAWA JAKOŚCI OFEROWANYCH USŁUG (SZYBKOŚĆ, DOSTĘP) WIDEOKONFERENCJE 2 Mbit/s MIKROKOMÓRKI 384 kbit/s MAKROKOMÓRKI ZASIĘG POWSZECHNY GSM GSM HSCSD GPRS GSM EDGE UMTS R99 UMTS R4, R5 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 66

Współpraca sieci GSM z innymi sieciami GSM PAD SIEĆ PAKIETOWA SERWER IWF BTS BSC MSC GMSC SIEĆ ISDN TELEFAKS SIEĆ TELEFONICZNA MODEM SERWER MODEM TELEFAKS SERWER Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 67

Wzrost liczby SMSów 25 SMS (mld) 20 15 10 5 0 I.2000 VI.2000 XII.2000 VI.2001 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 68

Prognoza liczby abonentów 2000 SUBSKRYP CJ E (mln) 1800 1600 SIECI RUCHOME 1200 800 SIECI STACJ ONARNE 400 0 INTERNET STACJ ONARNY INTERNET RUCHOMY LATA 1995 2000 2005 2010 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 69

GSM GPRS (GSM + sieć pakietowa) INTERNET GSM UMTS DOSTĘP RADIOWY GSM DOSTĘP RADIOWY WCDMA Węzły pakietowe GPRS SIEĆ SZKIELETOWA IP SGSN GGSN INTRANET ISP PSTN/ISDN TERMINAL MULTIMEDIALNY Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 70

Zakresy częstotliwości dla systemów komórkowych III generacji 800 900 1000 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2500 2600 2700 ITU EUROPA CHINY JAPONIA AMERYKA P ÓŁN. NMT IMT 2000 IMT 2000 IMT 2000 AMPS PDC GSM GSM GSM 1800 GSM 1800, PCS DECT UMTS IMT 2000 IMT 2000 MS S MS S MS S MS S PCS ACBEFC ACBEFC MSS IMT 2000 UMTS IMT 2000 IMT 2000 RES. MSS MS S MS S MS S MS S IMT 2000 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 71

Rozwój terminali komórkowych MIPS PAMIĘĆ 1000 400 600 MIPS 8 MB 10 MB 1 00 80 MIPS 1 MB 25 6 kb 40 MIPS 128 kb 30 MIPS MIPS - megainstrukcje/sekundę 1 0 10 MIPS 100 kb A MPS C D MA TD MA G S M 1 G 2 G 3G Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 72

Satelitarny system INMARSAT INMAR SAT NC C 4/6 GHz 4/6 GHz 1,5/1,6 GHz 1,5/1,6 G Hz SC C 4/6 GHz 1,5/1,6 GHz CES R ATOW NICZ E CE NTRU M KO ORDY NAC YJNE (G MD SS) 1, 5/1,6 GHz NAZIEMNA SIEĆ TELE KO MUNIKACYJNA TE LE FO NIA F A KS TR ANS M ISJ A D ANY CH TE LE KS Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 73

INMARSAT W DÓ Ł 1530 1533 1544 1545 1 555 1 559 MHz W GÓ RĘ 1 626,5 1631,5 16 34,5 1645,5 1 646,5 1656,5 1660,05 MHz USŁUG I LĄDOWE LUB MORSKIE (W PIERWSZEJ KOLEJNOŚ CI) USŁUG I LĄDOWE USŁUGI MORSKIE (W PI ERWS Z EJ KOLE JNOŚ CI) USŁUGI LĄDOW E (W DR UGIEJ KOLEJNOŚCI) USŁUGI LĄDOW E LUB RADIOASTRONO MIA (W PI ERWS Z EJ KOLE JNOŚ CI) USŁUGI LOTNICZE NIE OS ADZO NE Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 74

INMARSAT 0 +7 5 0 75 Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 75

Telefony bezprzewodowe Stacja bazowa jest widziana przez sieć jako zwykły telefon niewielki zasięg, niewielka liczba stacji ruchomych Standard DECT - duży system do stosowania wewnątrz budynków Mikrokomórka o promieniu do kilkuset metrów Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 76

System DECT Radiowe stacje bazowe Radiowe stacje bazowe Centrum sterowania Część stała PSTN IS DN GSM Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 77

Zastosowania: System DECT Jako domowy telefon bezprzewodowy W niewielkich sieciach telefonicznych w firmach W pełnych bezprzewodowych sieciach firmowych z centralą abonencką W usługach typu Telepoint Bezprzewodowy dostęp do sieci LAN Uzupełnienie dostępu do sieci komórkowych (pikokomórki) Realizacja bezprzewodowego łącza abonenckiego Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 78

System DECT Podstawowe parametry: Szerokość pasma 20 MHz Zakres częstotliwości 1880 1900 MHz Odstęp między nośnymi 1728 khz Metoda dostępu FDMA/TDMA Metoda dupleksu TDD Liczba nośnych 10 Liczba kanałów na nośną 12 Liczba kanałów 132 Kodowanie mowy ADPCM Szybkość danych 32 kbit/s Promień komórki 30 200 m Moc wyjściowa 250 mw Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 79

Schemat stacji ruchomej DECT Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 80

Współpraca DECT i GSM Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 81

Wesołych Świąt Bożego Narodzenia, pomyślności i sukcesów w 2004 roku 2 0 Życzą: Bogdan Zbierzchowski i Paweł Tomaszewicz Podstawy telekomunikacji (cz. VIII) 82