Generáció váltás - a mobil távközlésben -

Az előadások a következő témára: "Generáció váltás - a mobil távközlésben -"— Előadás másolata:

1 Generáció váltás - a mobil távközlésben -
Távközlési Világnap 2011 Generáció váltás - a mobil távközlésben -

2 Agenda - Áttekintés 1. Európai mobil távközlés fejlődési fája, 1G rendszerektől a 4G rendszerekig 2. GSM rendszer továbbfejlesztése, Mobil adatátviteli technológiák 3. UMTS/3G technológia Eu-i fázisai, 4G és 5G technológiák, jövőkép… HTE Szeged KT

3 1.1.Európai mobil távközlés fejlődési fája
Első generációs, 1G (‘80 évek) analóg mobil rendszerek, nincs egységesítés, az egyes rendszer-kategóriákban több rendszertípus. Második generációs, 2G (‘90-es évek) digitális mobil rendszerekre a szabványosítás volt a jellemző. Harmadik generáció,(~2011-ig) integrált beszéd és HS adatátvitel, multimédia (3G - 3,75G eljárás) Negyedik generáció,(-2010-től) Next Generation Mobile Networks, 100 Mbit/s seb. (jövő LTE eljárás) HTE Szeged KT

4 1.2.Digitális mobil távközlés mérföldkövei
1982. június Bécs, CEPT konferencia egységes európai mobil rendszerre (Group Spécial Mobile) ad megbízást, 1987. szeptember 7. Koppenhága, 13 tagország közös egyetértési nyilatkozata (MoU) a szabványelőírásokra, 1988. az ESTI a rövidítés meghagyása mellett jelentését Global System for Mobile Communications (GSM) angol elnevezésre változtatja. 1991. szeptember, Genfi TELECOM kiállítás. NOKIA végrehajtja a világ első GSM rendszerű telefonhívását. 1992. megkezdték az első európai hálózatok üzleti szolgáltatásukat. Hazánkban évben indult el. HTE Szeged KT

5 1.3. GSM-1f rendszer jellemzői
TDMA/FDMA: egyetlen vivőfrekvenciát 8 mobil használhat egyidőben, szakaszos adás-vétel (DTX-DRX) mellett. Duplex csatorna párok frekvenciaosztás elvén alakulnak ki: A 900 MHz-es sávban (GSM 900) 124 vivő, MHz uplink és MHz downlink irányban, a duplex távolság FDD = 45 MHz. Az 1800 MHz sávban (GSM 1800) 374 vivő, MHz uplink MHz downlink irányban, duplex távolság FDD = 95 MHz. Mindkét rendszerben egy vivőfrekvenciához rendelt csatornák vivőfrekvenciáinak távolsága (csatornaosztás) Bcs = 200 kHz. Elemi időrés (slot) szélessége: ts = 577 s TDMA keretidő (frame): tf = 8x0,577ms=4,615 ms HTE Szeged KT

6 Nyilvános Mobil Hálózat
MS PSTN B S C T BTS MSC/VLR IWF AuC EIR HLR 1.4. GSM-1f felépítése BTS VLR GSM 900/1800 PLMN Nyilvános Mobil Hálózat HTE Szeged KT

7 2.1. GSM rendszer továbbfejlesztése
A mobil felhasználó mozgás közben is igényli az Internet szolgáltatást, a WAP tartalmak és elérést. A 2G rendszerből a 3G rendszerekhez vezető integrációs folyamatban a 1990-es évek végén megjelent a: GPRS (General Packet Radio Service - Csomagkapcsolt Adatátvitel, 2,5G) szolgáltatás, majd továbbfejlesztése az EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution - Csomagkapcsolt Adatátvitel továbbfejlesztése, a 2,75G). A GPRS elérhető sebessége: 53,6 kbit/s. Hátránya: összeköttetés sebessége nem állandó, éppen szabad beszédcsatornák számától függ. Szabad csatorna hiányában az átvitel leáll! HTE Szeged KT

8 2.2. GSM 2,5G=GPRS, GSM 2,75G=EGDGE HTE Szeged KT

9 2.3. Mobil adatátviteli technológiák fejlődése
SMS GSM data HSCSD GPRS EDGE 3G HSDPA WLAN 160 byte/ 7 sec kbps 43.2 kbps 53.6 kbps 240 kbps 384 kbps 14 Mbps 11-54 Mbps HTE Szeged KT

10 2.4. Mobil adatátviteli sebességek fejlődése
HTE Szeged KT

11 2.5.Mobil adathálózati sebességek - demo
Internet, WAP, , vezetékes letöltési sebességgel! Folyamatos technológia fejlesztés: HSDPA, HSUPA … Csatlakozva: GPRS ~ 53,6 kbit/s Csatlakozva: EDGE ~ 240 kbit/s Csatl: HSDPA/HSUPA ~ 14,4/2 Mbit/s 100% 100% 100% HTE Szeged KT

12 3.1. UMTS/3G technológiák fázisai (1)
2005. év végére a GSM szolgáltatók kiépítették a 3GPP Release szerinti 3G-s UMTS hálózatuk első ütemét. 3G-s hálózatok Európában a 2 GHz körüli frekvenciasávban, 5 MHz-es sávszélességen működnek. (Voice + data funkciók!) Rádiós interfészük a W-CDMA szélessávú kódosztásos, szórt-spektrumú kommunikáció elvére épül. Lényege, mind az adó, mind a vevő által jól ismert kód segítségével "szétszórják" a szélessávú, zajszint közeli jel teljesítményét. Majd a vevő oldalon ugyanazzal a kóddal visszaállítják, azaz értelmezhetővé válik az eredeti üzenet. 3G rendszer másik sajátossága a "cellalélegzés" jelensége. Azaz egy állomás kiszolgáló területe (cellamérete) a kiszolgált ügyfelek számától és az átviteli sebességtől függően változik. Az egyes felhasználókat kódokkal különböztetik meg. Az igénybevett csatornákat ortogonális kódokkal szeparálják. HTE Szeged KT

13 3.2. UMTS/3G technológiák fázisai (2)
2009. év végén az UMTS-en túlmutató, 3,5G-s, 3,75G-s megoldások fejlesztését befejezték, jó eredményeket értek el a W-CDMA alapú „mobil szélessáv” technológia terén. HSDPA (High Speed Data Packet Access - Nagysebességű Csomagkapcsolt Adat Letöltés - 3GPP R 5, 2005/6 év) (Ma 3,6 Mbit/s, nagyvárosokban 10,2 Mbit/s sebesség elérhető el. Közeljövőben 20 Mbit/s várható. Feltöltés max. 2 Mbit/s is lehet.) HSUPA (High Speed Uplink Packet Access – 3GPP R 6, 2007/8) 14,4 Mbit/s letöltési-, és 5,76 Mbit/s feltöltési sebesség érhető el. HSOPA (High Speed OFDM Packet Access - Nagysebességű OFDM alapú Csomagkapcsolt Elérés – 3GPP R7, 2008/9 év, HSPA+) 28,8 Mbit/s letöltési-, és 11,52 Mbit/s feltöltési sebesség érhető el. (Zene, mozgókép, élő TV adás, videoklipp továbbítás, HSDPA alapú nagysebességű számítógépes Internet elérés, videotelefonálás, cella-szintű-, és GPS helymeghatározás, DVB-H … szolgáltatásra alkalmas.) HTE Szeged KT

14 3.3. UMTS/3G technológiák fázisai (3)
2010. év végére 3G/UMTS rendszerek fejlesztése lezárult. A negyedik generációs, 4G/NGMN rendszerekhez vezető integrációs folyamat – a HSPA+ és az LTE technológia bevezetésével - megkezdődött. LTE és HSPA+ (Long Term Evolution - 3GPP R 8, évtől) LTE: 150 Mbit/s letöltési-, és 75 Mbit/s feltöltési sebesség várható. HSPA+: 43,2 Mbit/s letöltési és 11,52 Mbit/s feltöltési seb. várható. LTE advanced (NGMN kezdet – 3GPP Study Item initiated, év?) 100 Mbit/s magas-, 1 Gbit/s alacsony mobilitású letöltési sebesség! LTE előnye: egyszerűbb és robusztusabb az UMTS-nél, ott lehet majd hasznos, ahol az UMTS hálózatok kiépítése jelenleg nem kifizetődő (vidék), duplaantenna (Mimo) technika megnöveli a sávszélességet, illetve a hatótávolságot. A rendszerfelügyeleti feladatokat szoftver látja el, többek között ez szabályozza az adók terhelését, forgalmát stb. HTE Szeged KT

15 3.4. Jövőkép – 4G és 5G kísérletek
Európában és a Világ számos pontján kutatások folynak a 4G, és már az 5G technológiák bevezethetőségével kapcsolatosan. A negyedik generációs mobilhálózatok európai változatát NGMN-nek (Next Generation Mobile Networks – Következő Generációs Mobil Hálózatok) nevezik. Piaci bevezetése évben elindult. Kezdetben akár 100 Mbit/s adatsebességet is tudnak biztosítani. A technológia szabványosítására létrehozott Third Generation Partnership Project (3GPP) nevű testület eleje óta dolgozik az NGMN mobilhálózat standardizálásán, mely OFDM-en alapul. A Siemens Münchenben 2006-ban – a világon elsőként - egy teljes NGMN kísérleti mobil rádióhálózatot épített ki. Működését online játékok és HDTV videók mobiltelefonokra - 5 Mbit/s-os adatátviteli sebességgel - történt átvitelével mutatta be. A 4G után várhatóan, a rádióspektrum mikrohullámú ( GHz) frekvencia tartományát használó, fotonika alapokra épülő hálózati rendszertechnika lesz. A 2009-ben lezárult európai uniós IPHOBAC projekt e alkalmazásokhoz tervezett alkatrészeket és rendszereket. HTE Szeged KT

16 SZMK Gábor Dénes Tagintézmény
Köszönöm figyelmüket ! Kecskeméti Tibor mérnök-tanár SZMK Gábor Dénes Tagintézmény  ,   6724 Szeged, Mars tér 14.  HTE Szeged KT