Сети gsm: Структура сети GSM и описание компонентов | Классическая структура сети GSM | Коммутационная система | Поколения мобильной связи | Switching System (SS) | Base Station System (BSS) | Система базовых станций | Классическая структура сети GSM | Состав и назначение коммутационной системы | Состав и назначение системы базовых станций | AUC | BSC | BTS | EIR | HLR | MS | MSC | NMC | OMC | VLR | Authentication Center | Base Station Controller | Base Transceiver Station | Equipment Identity Register | Home Location Register | Mobile Station | Mobile Switching Center | Network Management Center | Operation and Maintenance Center | Visitor Location Register | Центр аутентификации (проверки подлинности абонента) | Контроллер базовых станций | Приёмопередающая Базовая Станция (БС) | База данных абонентского оборудования | База данных «домашних» абонентов | Мобильная станция | Узел коммутации в сети GSM | Центр управления сетью | Центр технического обслуживания

alexxlabРазное

Технологии GSM/EGPRS/EDGE Evolution/VAMOS | Rohde & Schwarz

Технологии GSM/EGPRS/EDGE Evolution/VAMOS | Rohde & Schwarz

Login or register to gain full access to the Knowledge+ platform!

I want to create an account

Register

or

I already have an account

Login

Сети GSM (глобальная система мобильной связи) были развернуты по всему миру в качестве систем мобильной связи второго поколения. Технология GSM первоначально была разработана для передачи голоса, но она также позволяет передавать данные в нисходящем и восходящем каналах с максимальной скоростью 9,6 кбит/с. За счет промежуточного технического решения HSCSD максимальная скорость передачи данных была увеличена до 43,2 кбит/с в нисходящем канале и 14,4 кбит/с в восходящем.

Благодаря применению технологии GPRS (пакетная радиосвязь общего пользования) в версии 97 стандарта GSM были добавлены возможности пакетной передачи данных. GPRS — это услуга передачи данных, доступная для пользователей мобильных устройства стандарта GSM и IS-136. GPRS можно использовать для передачи данных любого типа, включая доступ в Интернет, доступ через протокол WAP, обмен SMS- и MMS-сообщениями. В отличие от GSM, GPRS является пакетной технологией; с точки зрения совместной работы нескольких пользователей она использует общий канал передачи данных только тогда, когда необходимо передать данные. Достижимые скорости передачи данных в GPRS зависят от поддерживаемого класса, который отражает количество используемых для передачи данных временных интервалов. Максимальная скорость передачи данных для каждого временного интервала составляет 21,4 кбит/с, а максимально возможное суммарное количество интервалов в любом направлении (нисходящем или восходящем) равно 8. Например, мобильное устройство класса 10 поддерживает максимум 4 интервала для приема данных (Rx) через канал нисходящей связи и максимум 2 интервала для передачи данных (Tx) через канал восходящей связи, однако максимальное суммарное количество интервалов Rx и Tx равно 5.

Для повышения скорости передачи данных и увеличения пропускной способности сети в версии 98 стандарта была введена технология EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution, улучшенная передача данных для развития GSM). Для EDGE была применена новая схема модуляции — 8PSK (восьмипозиционная фазовая манипуляция), в которой на один ВЧ-модулируемый символ приходятся три бита вместо одного бита на символ в GPRS. Эта схема позволила утроить эффективную скорость передачи данных для EDGE, в результате чего максимальная скорость в расчете на один временной интервал достигла 59,2 кбит/с. Как и в GPRS, максимальная достижимая скорость передачи данных зависит от поддерживаемого мобильным устройством класса по числу временных интервалов для передачи данных. Средняя скорость передачи данных по каналу нисходящей связи в коммерческих сетях находится в диапазоне до 300 кбит/с. EGPRS — это надстройка над EDGE и GPRS.

EDGE Evolution содержит набор функций, определенных в версии 7 стандарта 3GPP. Основная мотивация улучшения EDGE заключалась в том, чтобы гарантировать будущую конкурентоспособность этой доминирующей технологии во втором поколении и, в частности, обеспечить непрерывность обслуживания при совместном использовании различных технологий радиосвязи (GERAN, UTRAN, LTE), поддерживаемых при развитии базовой сети, например, с введением IMS. Улучшения включали в себя использование двух несущих для канала нисходящей связи (DL DC), увеличение порядка модуляции (EGPRS2 с поддержкой 16QAM и 32QAM) в сочетании с дополнительным повышением скорости передачи символов (уровень B) и турбокодированием в нисходящем канале связи, а также снижение запаздывания и разнесение приемных антенн на станции мобильной связи. При сочетании технологий DL DC и EGPRS2 уровня B пиковая скорость передачи данных может достигать 1,9 Мбит/с в канале нисходящей связи, однако в реальности скорость достигает 1 Мбит/с.

VAMOS — это одна из наиболее важных функций, добавленных в версии 9 стандарта 3GPP, поскольку она дает возможность удвоить емкость голосовой составляющей сети GSM. Новая схема модуляции AQPSK в нисходящем канале позволяет выделить различные уровни мощности для составляющих I и Q. Вместе с новыми ортогональными обучающими последовательностями она позволяет двум пользователям голосовой связи совместно использовать один и тот же физический ресурс.

Стандарт GSM был определен ассоциацией Groupe Speciale Mobile в 1989 году и стал признанным на международном уровне стандартом цифровой сотовой телефонии. Затем GSM был передан техническому комитету ETSI, который продолжает вносить изменения в спецификации GSM. Сегодня спецификации GSM и EDGE определяются в рамках стандарта 3GPP (Проект партнерства третьего поколения), а координацию осуществляет TSG GERAN.

GSM/GPRS/EDGE Evo/VAMOS и Rohde & Schwarz

Компания Rohde & Schwarz предоставляет полный набор продуктов для GSM/GPRS/EDGE: цифровые стандартные технологии на универсальном оборудовании, включая векторные генераторы сигналов, анализаторы спектра и сигналов, специализированные телекоммуникационные тестеры и комплексные системы испытаний на соответствие стандартам. В число последних усовершенствований входит поддержка функций EDGE Evolution и VAMOS, а перспективные версии будут отражать последние усовершенствования 3GPP. Компания Rohde & Schwarz предлагает продукты для GSM с момента выпуска этой технологии на рынок, благодаря чему понимает все тонкости реализации этой поистине глобальной технологии.

    {{{login}}}

{{{flyout}}}

{{! ]]> }}

Модуль ЦМ оконечное устройство по сети GSM

Модуль индивидуального управления и контроля светильников мощностью до 1000 Вт по сети GSM/2G/3G/4G/5G/NB-IoT/LoRa системы КУЛОН

Сделать заказ

Оконечное устройство Модуль ЦМ предназначено для управления и контроля специализированных светильников, имеющих интерфейс управления 0-10В/1-10В/PWM/DALI мощностью до 1000 Вт, по сети стандарта GSM. Функция модуля заключается в диммировании, индивидуальном управлении, диагностики светильников и опор освещения. К Модулю ЦМ через дискретный вход могут подключаться датчики движения сторонних производителей.

Оконечное устройство Модуль ЦМ предназначено для управления и контроля специализированными светильниками, имеющими интерфейс управления 0-10В/1-10В/PWM/DALI мощностью до 1000 Вт, по сети стандарта GSM. Функции модуля заключаются в диммировании, индивидуальном управлении, диагностике светильников и опор освещения. К Модулю ЦМ через дискретный вход могут подключаться датчики движения сторонних производителей.

Модуль устанавливается на корпус светильника с использованием NEMA разъема, Zhaga разъема, через отверстие в корпусе или отдельно. Подключение к модулю, в зависимости от модификации, может обеспечиваться как с помощью NEMA разъема, Zhaga разъема, так и проводом. Включение/выключение светильника обеспечивается встроенным в модуль реле, а индивидуальное управление драйвером светильника осуществляется по интерфейсам 0-10В/1-10В/PWM/DALI.

Возможно управление светильником по сигналу подключенного к модулю датчика движения стороннего производителя или встроенного фотодатчика. Модуль ЦМ имеет встроенный приемник GPS/ГЛОНАСС, обеспечивающий передачу данных о координатах устройства, корректировку встроенных часов точным временем и акселерометр для измерений уровня вибраций, ускорений и угла наклона. Удаленное управление и сбор данных с модуля осуществляются по сети стандарта GSM/2G/3G/4G/5G/NB-IoT/LoRa с сервера КУЛОН с помощью программного обеспечения системы КУЛОН.

Преимущества
  • Ультракомпактный пылевлагозащищенный корпус c защитой IP66
  • Сохранение работоспособности при напряжении до 305 В
  • Возможность работы со светильниками мощностью до 1000 Вт
  • Встроенное реле для отключения нагрузки
  • Возможность подключения датчиков движения сторонних производителей
  • Возможность подключения через NEMA разъем, Zhaga разъем или по проводу
  • Встроенный датчик освещенности
  • Встроенная функция GPS/ГЛОНАСС
  • Беспроводной обмен данными через встроенный GSM/2G/3G/4G/5G/NB-IoT/LoRa-модем
  • Возможность подключения датчиков движения и экомониторинга стандарта DALI 2.
    0 системы КУЛОН
  • Встроенный акселерометр для диагностики состояний опор освещения
  • Встроенная интеллектуальная светодиодная индикация о состоянии работы модуля
  • Возможность работы в составе станции экомониторинга КУЛОН ЭКО

* Вся информация, представленная на сайте, носит ознакомительный характер

GSM и CDMA: основные отличия

GSM и CDMA — два самых популярных сетевых стандарта для мобильной связи. Несмотря на то, что CDMA устарел и в настоящее время переходит на устаревшую стадию, он остается основным продуктом для конкретных вариантов устройств и географических регионов. GSM является основой передовых сотовых сетей, способствуя развитию 4G и 5G. В этой статье объясняется разница между CDMA и GSM и их актуальность в эпоху Интернета вещей.

Содержание

  • Общие сведения о глобальной системе мобильной связи (GSM)
  • Общие сведения о множественном доступе с кодовым разделением каналов (CDMA)
  • Различия между CDMA и GSM
  • Применение GSM в IoT

Общие сведения о глобальной системе мобильной связи (GSM)

GSM — это технология цифровой сотовой связи, обеспечивающая передачу мобильных данных и голосовых услуг между устройствами. Глобальная система мобильной связи (GSM) — один из телекоммуникационных стандартов второго поколения (2G). GSM — это просто беспроводная сеть для передачи данных между мобильными устройствами. В некоторых странах его неправильно воспринимали как мобильный телефон, и он остается таковым даже сегодня. Однако GSM — это не мобильный телефон, а средство связи между цифровыми сотовыми устройствами.

GSM просто для беспроводной передачи данных. Он был создан в 1982 году и заменил 1-е поколение телекоммуникационных сетей NMT (1G). GSM используется не только для голосовых вызовов; его также можно использовать для отправки текстовых сообщений и обработки данных. Например, пользователь может подключить свой телефон с поддержкой GSM к своему ноутбуку, чтобы отправлять и получать электронную почту и факсы, просматривать Интернет, проверять безопасность и т. д. 

Преимущества GSM включают безопасную сеть, широкое покрытие и совместимость с широкий выбор аксессуаров и телефонов. С другой стороны, одним из наиболее существенных недостатков GSM является то, что многие пользователи используют одну и ту же полосу пропускания. Это может привести к ограничениям пропускной способности и помехам.

GSM-world сообщает, что во всем мире насчитывается два миллиарда пользователей мобильных телефонов GSM. Китай, Россия, Индия и Германия являются крупнейшими пользователями GSM в мире. Поскольку многие клиенты сети GSM имеют роуминговые соглашения с международными операторами, потребители часто используют свои смартфоны во время поездок за границу.

Подробнее: Как Ericsson решает проблемы внедрения Интернета вещей для бизнеса: вопросы и ответы с Кайлом Окамото0022

Множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) относится ко многим протоколам, используемым в беспроводной связи второго и третьего поколения (3G и 2G), обычно используемых для мобильной связи. Целью технологии CDMA является передача цифровой информации в виде нулей и единиц по радиоканалу.

Множественный доступ, как следует из названия, позволяет нескольким сигналам использовать один канал передачи, повышая эффективность использования доступной полосы пропускания. Это позволяет пользователям отправлять данные в любое время по всему частотному спектру и не ограничивает диапазон частот пользователя.

Таким образом, CDMA позволяет нескольким пользователям совместно использовать полосу частот без чрезмерных помех. Теперь, в отличие от GSM, телефоны CDMA привязаны к оператору связи и не используют SIM-карты; вместо SIM-карты для подключения CDMA-телефона к сети используется номер телефона. Verizon, Sprint и US-cell используют сети CDMA в США. Нет никаких ограничений на количество лиц, которые могут получить доступ к сети CDMA.

Узнать больше: 5G или оптоволокно: какой из них лучше всего подходит для подключения к Интернету вещей?

Различия между CDMA и GSM

Слово CDMA может показаться совершенно чуждым людям за пределами США и определенных азиатских стран, но большинство людей слышали о GSM. CDMA — это локальная беспроводная технология, в отличие от GSM, которая предлагает глобальное использование.

Многие пользователи телефонов не очень хорошо осведомлены о плюсах и минусах диапазонов, которые использует их телефон. Обычно владельцы мобильных телефонов узнают об этих телефонных диапазонах, когда пытаются сменить оператора. Это когда они понимают, что не могут использовать конкретный телефон в мобильной сети, потому что используют разные технологии, несовместимые друг с другом.

CDMA и GSM были наиболее часто используемыми телефонными диапазонами и самыми популярными стандартами мобильной связи в период с 1990 по 2010 год. CDMA и GSM не являются новыми радиотехнологиями; они оба принадлежат ко второму поколению цифровых мобильных стандартов, также известных как 2G, которые заменили аналоговый 1G первого поколения.

Технология третьего поколения заменила технологию второго поколения, поскольку она могла удовлетворить требования к данным новых цифровых приложений. Однако при создании новых стандартов использовались основные концепции GSM/CDMA.

В США пятью самыми популярными мобильными сетями являются Sprint, Verizon, Virgin mobile, T mobile и AT&T. Первые три используют CDMA, а последние два используют GSM. Телефонные технологии CDMA и GSM имеют межсетевой барьер. Вот почему AT&T не будет работать в сети Verizon, а Verizon не будет работать в сети AT&T.

Различия между технологиями GSM и CDMA включают:

1. Область использования и доступность

CDMA был создан в Соединенных Штатах для использования в Соединенных Штатах и ​​некоторых азиатских странах. Такие страны, как Южная Корея, Япония и Канада, также использовали CDMA. Однако в большинстве других стран используется стандарт GSM для голосовых вызовов. Если вы собираетесь использовать свой телефон за пределами Соединенных Штатов, вам, вероятно, понадобится диапазон GSM. GSM предлагает более широкие возможности международного роуминга, чем CDMA, который предлагает только общенациональный роуминг.

GSM может предоставить международный роуминг, поскольку его услуги доступны более чем в 200 странах, что позволяет клиентам получать доступ к сетевым услугам по всему миру. GSM совместим с телефонными сетями, такими как цифровая сеть с интегрированными услугами (ISDN). CDMA, по сравнению с GSM, не имеет возможности международного роуминга.

2. Использование SIM-карты

С GSM вы можете менять SIM-карты, если ваш телефон разблокирован, и использовать его в любой точке мира. В телефонах GSM используются SIM-карты, которые помогают пользователям вносить необходимые изменения в телефон всякий раз, когда возникает необходимость. Это делает GSM подходящим для тех, кто много путешествует или собирается выехать за пределы Соединенных Штатов. SIM-карта помогает пользователям легко переключаться между устройствами, просто перенося вашу карту.

С другой стороны, для телефонов CDMA не требуются SIM-карты, поскольку телефон подключен к сети. У них есть уникальный идентификационный номер, который они используют для идентификации своих пользователей. CDMA упрощает идентификацию пользователей, поскольку номера располагаются последовательно. Неспособность телефонов CDMA использовать SIM-карты затрудняет переключение.

Пользователь должен сообщить оператору связи о новом телефоне, прежде чем старый серийный номер можно будет присвоить новому телефону. Если пользователь не покупает телефон напрямую, операторы связи не могут присвоить существующий серийный номер пользователя новому телефону. Это означает, что пользователь должен выбрать другой номер телефона, который неудобен и не всегда осуществим.

3. Ограниченное количество телефонов

В CDMA доступно ограниченное количество телефонов. Большинство компаний мобильной связи используют GSM. С другой стороны, пользователи GSM не сталкиваются с этой проблемой. Несколько производителей мобильных телефонов делают свои телефоны совместимыми с GSM и предлагают пользователям широкий выбор. В новый телефон можно легко вставить старую SIM-карту, сохранив таким образом контакты, важную информацию и доступность для друзей, семьи и знакомых.

4. Использование частоты или технологии

GSM использует TDMA и FDMA (множественный доступ с временным и частотным разделением каналов), работающие на частотах 900 МГц, 1800 МГц и 1900 МГц. Хотя CDMA использует ту же частоту, он работает на технологиях множественного доступа с кодовым разделением каналов.

5. Безопасность

В технологии CDMA телефоном управляет оператор, что делает телефон и безопасность пользователя уязвимыми; однако в GSM телефон и оператор не контролируют телефон из-за возможности GSM использовать SIM-карту. Поэтому безопасность пользователя не уязвима. Что касается шифрования сообщений, CDMA обеспечивает встроенное шифрование, в то время как GSM требует от пользователя добавления внешней службы шифрования на свой мобильный телефон.

Подробнее: Что мешает реализации IoT в масштабе и как это исправить

6. Скорость передачи данных

Скорость передачи данных GSM составляет 384 кбит/с при использовании технологии передачи данных EDGE. Высокоскоростной пакетный доступ (HSPA) обеспечивает скорость передачи данных до 42 Мбит/с. С другой стороны, CDMA имеет скорость передачи данных 2 Мбит/с с использованием технологии EVDO. Это означает, что скорость CDMA выше, чем у GSM. При использовании CDMA более одного передатчика могут передавать информацию по каналу связи, и в сети совместно используются разные полосы частот. Несмотря на это, в сети нет помех связи, хотя используется тот же канал.

7. Одновременное использование данных и голосовых вызовов

Большинство сетей CDMA не поддерживают одновременную передачу данных и голосовых вызовов. Из-за этого при использовании мобильного телефона с поддержкой CDMA пользователь часто будет получать множество интернет-уведомлений, таких как электронные письма, сообщения и другие уведомления в социальных сетях, как только он завершит вызов.

Это происходит потому, что телефоны CDMA автоматически приостанавливают передачу данных при использовании для голосового вызова. При наличии сетей Wi-Fi хорошо работает CDMA, одновременно передавая данные и используя их для голосовых вызовов. Это связано с тем, что Wi-Fi позволяет передавать данные через Интернет в обход сети оператора связи телефона. Однако GSM позволяет одновременно использовать как голосовые вызовы, так и передачу данных. Даже при отсутствии подключения к Wi-Fi.

8. Режим коммутации

CDMA работает в режиме коммутации пакетов, что является еще одним существенным различием между ним и GSM. В процессе передачи CDMA данные разбиваются на части или блоки подходящего размера для быстрой и эффективной передачи через различные сетевые устройства. GSM, с другой стороны, использует режим коммутации каналов, и из-за установления выделенного пути этот тип коммутации является относительно негибким.

9. Синхронизация каналов

CDMA не требует синхронизации, а GSM требует синхронизации каналов. Канал синхронизации представляет собой канал только нисходящей линии связи, используемый в сотовых телефонных системах GSM. Назначение этого канала синхронизации состоит в том, чтобы позволить мобильной станции, то есть телефонной трубке, быстро идентифицировать соседнюю соту (базовую приемопередающую станцию). Биты синхронизации известны как базовой приемопередающей станции, так и мобильной станции.

10. Доступность GSM и CDMA

Когда дело доходит до цены и стоимости, средняя стоимость телефонного звонка, сделанного на мобильный CDMA, дешевле, чем в GSM. Можно было бы предположить, что при относительно доступных тарифах пользователи гораздо чаще будут использовать технологию CDMA в бедных и развивающихся странах. Однако проблема в том, что компании CDMA мало что сделали для расширения своего кругозора. CDMA в основном ограничен крупными странами, что дает GSM больше возможностей для проникновения и создания сотовых станций в разных странах.

Подробнее: Что такое распределенные вычисления? Типы архитектуры, ключевые компоненты и примеры

Другие отличия

Следует отметить и другие уникальные особенности этих двух технологий. Например;

  • Телефон CDMA не имеет абсолютного ограничения на количество пользователей, и это упрощает добавление новых пользователей при достаточной вычислительной мощности.
    Напротив, количество пользователей GSM ограничено используемой технологией.
  • CDMA не оставляет места для наличия различных мобильных телефонов в CDMA, как в случае с пользователями GSM. Код назначается каждому пользователю в CDMA, и вмешательство уменьшается.
  • CDMA имеет очень высокую спектральную пропускную способность, которая может обслуживать больше пользователей на один МГц полосы пропускания. Он основан на технологии расширенного спектра, которая способствует использованию доступной полосы пропускания и позволяет пользователям вести одновременную трансляцию по всему частотному спектру.
  • GSM использует клиновидный спектр, который также можно назвать несущей. Существует несколько временных интервалов, и каждому пользователю выделяется уникальный временной интервал. Пока текущий вызов не завершится, новый вызов не может связаться с оператором связи. GSM обеспечивает высокую точность голосовых вызовов и практическое использование спектра, но его главный недостаток заключается в том, что многие пользователи используют одну и ту же полосу пропускания.
    Это может вызвать помехи, и из-за этого возникают ограничения, вызывающие сбои в обслуживании и тревогу у пользователей GSM.
  • Другим сложным фактором для GSM является тот факт, что могут возникать электронные помехи. Это является причиной рекомендаций по чувствительному оборудованию с просьбой выключить телефоны, поскольку они могут создавать помехи для такого оборудования. Примерами таких уязвимых мест являются больницы и самолеты.
  • CDMA требует настройки сети; однако GSM не требует настройки сети. Преимущество CDMA заключается в том, что он требует малой мощности, но обеспечивает высокое качество голоса и высокое качество сигнала. Он работает на очень низком уровне мощности, на котором GSM не может работать.

После всего сказанного можно задаться вопросом, какая сеть лучше другой. В действительности нельзя сказать, что ни GSM, ни CDMA лучше друг друга.

Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки, и решения следует принимать в зависимости от варианта использования. Более того, поскольку спрос на данные продолжает расти из-за развития IoT, потребность в GSM и CDMA снизилась, а потребность в LTE, 4G и 5G возросла. Однако, если ваш телефон поддерживает 2G или 3G, рекомендуется перейти на 4G или 5G, поскольку к концу 2022 года большинство компаний выведут из эксплуатации 2G и 3G9.0007

Подробнее: Распределенные вычисления и грид-вычисления: 10 ключевых сравнений

Применение GSM в IoT

Интернет вещей, известный как IoT, относится к сети физических объектов «вещей» с датчиками, программным обеспечением , процессоры и другие технологии, позволяющие этим «вещам» подключаться и обмениваться данными через Интернет. Что интересно в системах IoT, так это то, что они делают все это, не обязательно требуя взаимодействия человека с машиной.

Сказав это, как GSM применим к IoT?

GSM широко используется во всем мире, что упрощает доступ устройств IoT к сетям в роуминге. GSM для IoT — это технология глобальной сети с низким энергопотреблением (LPWAN), предназначенная для обеспечения дальней и менее сложной сотовой связи для устройств таким образом, чтобы экономить энергию. Большинство устройств IoT, использующих сети GSM, представляют собой сотовые устройства IoT с батарейным питанием.

Большинство устройств IoT построены на сети GSM из-за их глобального покрытия и возможности подключения на большие расстояния. Этот глобальный охват позволяет этим устройствам IoT обмениваться данными в широкой географической зоне.

Как упоминалось ранее, GSM работает через LPWAN. Он имеет низкую пропускную способность, что приводит к меньшему потреблению энергии. Другими словами, использование GSM позволяет снизить энергопотребление и часто заменять или перезаряжать батареи, используемые для питания устройств IoT. Эти устройства IoT могут служить дольше и быть более доступными.

Гибкость сетей GSM и их совместимость с большим количеством устройств позволяет этим устройствам IoT обмениваться данными между устройствами. Использование сети GSM в устройствах IoT позволяет увеличить количество абонентов машины, тем самым увеличивая пропускную способность сети GSM. GSM имеет высокое качество передачи; использование методов SAIC и DAIC обеспечивает высокую скорость передачи данных между устройствами IoT.

Эта статья помогла вам понять разницу между GSM и CDMA? Tell us on LinkedIn Opens a new window