cdmaOne
? standard
telefonii komorkowej
drugiej generacji
wykorzystuj?cy technologi?
CDMA
jako metod? bezprzewodowego dost?pu do sieci. Sieci oparte na tym standardzie nazywane s? te? sieciami IS-95, lub po prostu
sieciami CDMA
.
Pierwsza sie? tego typu uruchomiona została w
Hongkongu
w 1995, obecnie
[
kiedy?
]
najwi?cej u?ytkownikow tego systemu znajduje si? w
Ameryce Połnocnej
i
Południowej
.
Historia powstania standardu
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Kluczow? rol? w rozwoju standardu cdmaOne odegrały prace
Andrew Viterbi
? in?yniera i profesora
Uniwersytetu Kalifornijskiego
. Opracował on teoretyczne podstawy zwi?zane z wykorzystaniem technologii
CDMA
w sieciach komorkowych, oraz został wspołzało?ycielem firmy
Qualcomm
,
ktora rozpocz?ła prace nad standardem dost?pu do sieci radiowej bazuj?cym na CDMA. W 1989 roku Qualcomm zaprezentował po raz pierwszy działaj?ce rozwi?zanie, w nast?pnych latach nast?piły udane testy i w 1993 roku specyfikacja systemu została uko?czona i przedstawiona ameryka?skiemu instytutowi standaryzuj?cemu
Telecommunications Industry Association
(TIA). W tym samym roku instytut ogłosił je jako standard
IS-95A
, połnocnoameryka?skim standardem komunikacji cyfrowej.
Pierwsza sie? oparta na tym standardzie została oddana do komercyjnego u?ytku w roku 1995 (
Hongkong
, operator
Hutchison Telecom
). W 1996 roku uruchomiono sieci cdmaOne w
Korei Południowej
i w 14 miastach w
USA
(operator
PrimeCo
, obecnie
Verizon Wireless
). Liczba u?ytkownikow tej technologii przekroczyła milion.
W 1997 roku wprowadzono specyfikacje
IS-95B
, ktora uwzgl?dniała mo?liwo?? pakietowego przesyłania danych z
przepływnosci?
64
kbit
/s. W USA cdmaOne uruchomiono ju? w ponad 100 miastach.
W 2001 roku liczba abonentow sieci w standardzie cdmaOne przekroczyła 100 milionow. Obecnie ta liczba zmniejszyła si? do około 20 milionow
[1]
, poniewa? operatorzy sieci w standardzie cdmaOne coraz cz??ciej migruj? do standardu trzeciej generacji
CDMA2000
, ktory jest jego naturalnym nast?pc? (wykorzystywane s? te same cz?stotliwo?ci, ta sama szeroko??
widma rozproszonego
, kompatybilne techniki kodowania i transmisji sygnału).
cdmaOne jest marketingow? nazw? sieci, ktorych sie? radiowa oparta jest na specyfikacjach IS-95A i IS95-B rozwijanych przez
Telecommunications Industry Association
(TIA), dlatego te? sieci tego rodzaju nazywane s? cz?sto sieciami IS-95. Poniewa? była to pierwsza sie? komorkowa, w ktorej sie? radiowa została zbudowana na bazie technologii CDMA, sieci te nazywano po prostu
sieciami CDMA
(aby odro?ni? je od innych popularnych rozwi?za? ?
sieci TDMA
budowanych na bazie standardu
IS-136
i sieci
GSM
).
Formalnie,
cdmaOne®
jest
znakiem towarowym
zastrze?onym przez
CDMA Development Group
(CDG), konsorcjum zrzeszaj?ce operatorow, dostawcow infrastruktury i usług zwi?zanych ze standardami opartymi na technologii CDMA, bazuj?cymi na specyfikacjach rozwijanych przez
Telecommunications Industry Association
(TIA) i konsorcjum standaryzacyjne
3GPP2
.
Tylko członkowie CDG mog? u?ywa? nazwy
cdmaOne
do opisu produktow lub sieci na bazie ktorych, oferuj? swoje usługi.
Ogolna charakterystyka systemu
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Sieci cdmaOne s? sieciami komorkowymi oferuj?cymi usługi przenoszenia sygnału mowy i danych, zapewniaj?c przy tym mobilno?? u?ytkownika. Tym co najbardziej wyro?nia je w?rod systemow drugiej generacji to technologia CDMA u?yta w sieci radiowej. Okazała si? ona na tyle dobrym rozwi?zaniem, ?e stała si? tak?e podstaw? do budowy wi?kszo?ci systemow 3G.
Rozwi?zanie stworzone na bazie standardow IS-95 pozwalaj? na uzyskanie wi?kszej pojemno?ci sieci (wi?ksza liczba rozmow przeprowadzanych jednocze?nie na danym terenie) ni? w innych systemach 2G, dzieje si? to jednak kosztem pogorszenia jako?ci rozmow.
Standardy u?yte do budowy sieci szkieletowej s? jednak mniej zaawansowane ni? analogiczne rozwi?zania stosowane w
GSM
. cdmaOne zapewnia
roaming
, przesyłanie
SMS
, niektore
supplementary services
(np. identyfikacja numeru dzwoni?cego), ale ogolnie liczba usług jest mniejsza.
Interfejs radiowy zdefiniowany na potrzeby sieci cdmaOne wykorzystuj? tak?e operatorzy sieci stacjonarnych do realizacji bezprzewodowej
p?tli abonenckiej
(ang.
Wireless Local Loop
) na terenach, gdzie u?ycie zwykłych ł?czy byłoby ekonomicznie nieuzasadnione.
Struktura sieci cdmaOne, na ogolnym poziomie, jest zbli?ona do architektury stosowanej w innych sieciach telefonii komorkowej drugiej generacji. U?yte protokoły, rozwi?zania stosowane w sieci radiowej oraz szczegoły zwi?zane z funkcjonalno?ci? poszczegolnych elementow s? charakterystyczne dla tego konkretnego standardu. Poni?ej przedstawiono najwa?niejsze elementy infrastruktury ich rol? jak? odgrywaj? w sieci cdmaOne.
- Obszar b?d?cy pod kontrol? systemu cdmaOne podzielony jest na
komorki
(
ang.
cells
), na ktorych abonenci mog? komunikowa? si? ze sob? poprzez
stacje bazowe
u?ywaj?ce do transmisji technologi?
CDMA
.
- System stacji bazowych zarz?dzany jest przez
Kontrolery Stacji Bazowych
(Base Station Controller, BSC). Zazwyczaj jedno BSC kontroluje kilkaset stacji bazowych nadzoruj?c przeprowadzane poprzez nie transmisje sygnałow
mowy
i
danych
, oraz przesyłaj?c je do sieci szkieletowej (ang.
Core Network
) oraz z sieci w kierunku odpowiedniej stacji bazowej.
- W sieci szkieletowej najwa?niejszym elementem s?
Mobile Switching Centre
(MSC),
centrale telefoniczne
przystosowane do pracy w sieci komorkowej. Zazwyczaj jedno MSC poł?czone jest z kilkoma BSC, a dzi?ki
komutacji ł?czy
mo?e kierowa? transmisj? do innych MSC poł?czonych z BSC, kontroluj?cego obszar na ktorym znajduje si? abonent do ktorego zestawiana jest rozmowa.
- Home Location Register
(HLR) to baza danych przechowuj?ca informacje o abonentach danej sieci. HLR bierze mi?dzy innymi udział w zestawianiu poł?cze? do abonentow sieci, tak?e gdy w znajduje si? w danym momencie w
roamingu
.
- Centrum SMS
(ang.
SMS Center
, SMSC) to element infrastruktury teleinformatycznej bior?cy udział w przesyłaniu wiadomo?ci
SMS
.
- Service Control Point
(SCP) to element infrastruktury, na ktorym uruchomione s? aplikacje pracuj?ce na platformie
sieci inteligentnych
, wchodz?ce w interakcje z poł?czeniami generowanymi wewn?trz sieci telekomunikacyjnych. Element SCP mo?e zawiera? na przykład serwis umo?liwiaj?cy naliczanie opłat abonentom rozliczaj?cym si? w systemie
prepaid
.
Sie? radiowa jest najbardziej charakterystycznym elementem systemow cdmaOne, wyro?niaj?cym je na tle innych rozwi?za? stosowanych w telefonii komorkowej drugiej generacji. Oparta jest ona na technologii Code Division Multiplexing Access (CDMA).
Sygnał zwi?zany z konkretn? transmisj?, mogłby by? przesłany w pewnym w?skim pa?mie (np. w systemie GSM stosuje si? pasmo 200
kHz
). W cdmaOne, dzi?ki specjalnym ci?gom pseudolosowym rozkładany jest w tzw.
widmie rozproszonym
(ang.
Spread Spectrum
) o szeroko?ci 1.25
MHz
. Pasmo to staje si? wspolnym kanałem transmisyjnym dla wielu niezale?nych transmisji. Ka?da z nich kodowana jest dodatkowo za pomoc?
ci?gow Walsha
, co umo?liwia wyodr?bnienie jej w odbiorniku nasłuchuj?cym na danym kanale spo?rod innych sygnałow w nim przesyłanych. Takie rozwi?zanie okazało si? bardzo wydajne z punktu widzenia optymalnego wykorzystania zasobow radiowych.
Jedn? z konsekwencji zwi?zanych ze wspolnym kanałem transmisyjnym i wyborem metody CDMA do kodowania sygnału jest ?cisła kontrola mocy z jak? nadaje telefon. Moc zwi?zana z transmitowanym sygnałem zmienia si? wraz ze zmian? odległo?ci pomi?dzy terminalem a stacj? bazow?. Gdyby w strumieniu danych dochodz?cym do stacji bazowej (przesyłanym przez telefony we wspolnym kanale transmisyjnym), znalazła si? transmisja sygnału o wy?szej ni? pozostałe mocy, dochodziło by do interferencji z innymi sygnałami. Gdyby moc tego sygnału była ni?sza, zostałby on zagłuszony przez inne transmisje w tym kanale.
Zasoby radiowe dzielone s? na kanały o szeroko?ci 1.25 MHz. Kanały ł?czone s? w pary: na jednym z nich przeprowadzana jest
transmisja z telefonu komorkowego w kierunku stacji bazowej, na drugim sygnał nadaje stacja bazowa.
Tak okre?lone cz?stotliwo?ci rozdzielane s? (na bazie przetargow, lub według innych reguł przyj?tych przez regulatorow danego rynku telekomunikacyjnego) pomi?dzy poszczegolnych operatorow. Wi?kszo?? z systemow cdmaOne budowana jest na bazie jednego z dwoch rozwi?za?:
- cz?stotliwo?ci rozło?one wokoł pasma 1900 MHz (tzw.
PCS
Band
)
- cz?stotliwo?ci rozło?one wokoł pasma 800 MHz (tzw.
800 MHz Band
)
Telefony w systemie cdmaOne nie posiadaj? karty
SIM
znanej z systemu GSM. Operator rejestruje w bazie danych (
HLR
) konkretny telefon na podstawie nadanego mu fabrycznie numeru seryjnego. Dany telefon jest zazwyczaj przypisany na stałe do konkretnej sieci i nie mo?na przenie?? si? z nim do konkurencyjnego operatora. Takie podej?cie uniemo?liwia praktycznie korzystanie z kradzionego telefonu, z drugiej jednak strony jest utrudnieniem dla u?ytkownika, ktory nie mo?e (tak jak w systemie GSM) przeło?y? karty SIM do innego
terminala
, gdy np. w obecnym wyczerpała si?
bateria
. Aby moc korzysta? z nowego telefonu, trzeba skontaktowa? si? z punktem obsługi klienta nale??cym do danego operatora, lub dokona? jego rejestracji drog? radiow?.
Telefony komorkowe przeznaczone tylko do pracy w systemie cdmaOne s? produkowane przez wielu dostawcow infrastruktury telekomunikacyjnej, niemniej ze wzgl?du na kurcz?cy si? rynek ilo?? nowych modeli (a co za tym idzie nowinek technicznych w nich zawartych) staje si? ograniczona. Telefony przeznaczone do pracy w systemie
CDMA2000
(nast?pcy systemu cdmaOne), s? kompatybilne ze jego poprzednikiem i rownie? mog? by? u?ywane w tego rodzaju sieciach.
cdmaOne na tle rynku telekomunikacyjnego
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Standard cdmaOne stał si? najpopularniejszym systemem telefonii komorkowej drugiej generacji w Ameryce Połnocnej. Z powodzeniem implementowano go tak?e na innych kontynentach. Okazało si? jednak, ?e nie zdobył popularno?ci jak? osi?gn?ł jego głowny konkurent ?
GSM
. W roku 2007 około 0,6% u?ytkownikow na ?wiecie u?ywało telefonow pracuj?cych w systemie cdmaOne (80,5% u?ywało GSM). Liczba u?ytkownikow zmniejsza si? poniewa? sieci kolejnych operatorow migruj? do standardow 3G.
Sieci cdmaOne były cz??ci? ewolucji w telefonii komorkowej. Jako standard cyfrowego przesyłania danych zrewolucjonizowały ameryka?ski rynek telekomunikacyjny, na ktorym dominowała technologia analogowa. Dzisiaj same zast?powane s? przez standardy telefonii komorkowej 3G. Najpopularniejszym rozwi?zaniem jest tu migracja do standardow
CDMA2000
. Sieci
CDMA2000 1X
(oparte na standardzie
IS-95C
) s? w pełni kompatybilne z cdmaOne. Mog? u?ywa? tych samych cz?stotliwo?ci, u?ywaj? tej samej szeroko?ci
widma rozproszonego
do transmisji sygnału oraz tego samego mechanizmu do kodowania mowy (telefony działaj?ce w CDMA 2000 1X mog? te? by? u?ywane w cdmaOne).
Organizacje i firmy zaanga?owane w rozwoj standardu
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Standardy IS-95A i IS-95B na ktorych oparte s? sieci cdmaOne, rozwijane s? przez
Telecommunications Industry Association
, ameryka?ski instytut standaryzacyjny. Inn? wa?n? organizacj? zwi?zan? z cdmaOne jest
CDMA Development Group
, wła?ciciel praw do nazwy cdmaOne, konsorcjum skupiaj?ce dostawcow infrastruktury pracuj?cej w tym systemie i operatorow wykorzystuj?cych j? w swoich sieciach.
Prace nad technologi? CDMA wykorzystywan? w systemach cdmaOne zostały zainicjowane przez firm? Qualcomm, ktora obecnie jest posiadaczem wielu patentow w tej dziedzinie.
Do najwi?kszych dostawcow infrastruktury u?ywanej do budowy sieci opartych na standardzie IS-95 nale?? firmy ameryka?skie (
USA
i
Kanada
to najwi?kszy rynek dla tego rodzaju sieci)
Lucent
(obecnie wchodz?cy w skład konsorcjum
Alcatel-Lucent
),
Motorola
i
Nortel
oraz
szwedzki
koncern
Ericsson
. Około 40 firm produkuje telefony komorkowe, ktore mog? by? u?ywane w sieciach cdmaOne.
Kraje w ktorych ?wiadczy si? usługi na bazie sieci zbudowanych w standardzie cdmaOne
[
edytuj
|
edytuj kod
]
Obecnie na ?wiecie sieci cdmaOne u?ywane s? przez operatorow w około 50 krajach
[2]
,
jako sieci komorkowe lub jako sie? radiowa na bazie ktorej buduje si? bezprzewodow?
p?tl? abonenck?
u?ywan? w sieciach stacjonarnych. To drugie rozwi?zanie u?ywane jest tak?e w Polsce przez operatorow
SFERIA
i
Telekomunikacja Polska
.
Australia i Oceania
Azja
Ameryka Połnocna
Karaiby
i
Ameryka Łaci?ska
Europa
Afryka
i
Bliski Wschod
- "Convergence Technologies for 3G Networks". Jeffrey Baniister, Paul Mather, Sebastian Coope.
- "Commonalities between CDMA2000 and WCDMA technologies" ? publikacja techniczna przygotowana przez firm? Qualcomm.
- Informacje pochodz?ce z witryny
CDMA Development Group
- CDMA
? technologia u?ywana w sieci radiowej budowanej w sieciach komorkowych cdmaOne
- Standardy
IS-95A
,
IS-95B
i
IS-95C
- www.cdg.org
? witryna
CDMA development Group
, konsorcjum zało?onego przez dostawcow infrastruktury i operatorow sieci cdmaOne.
- www.tiaonline.org
? witryna
Telecommunications Industry Association
, organizacji rozwijaj?cej specyfikacj? IS-95, na ktorej bazuj? sieci cdmaOne.
- www.qualcomm.com
? witryna firmy Qualcomm, inicjatora prac nad standardem IS-95, posiadacza wielu patentow zwi?zanych technologi? CDMA.