بحث داغ: از 0G تا 5G و نقش 3GPP ژاپن در فناوری ارتباطات – قسمت دوم

0
۱۰,۲۶۶

نروژ و سوئد پیشتاز فناوری 1G در اروپا

دو سال بعد و در سال 1981 ، کشورهای شمال اروپا ، نروژ و سوئد اولین شبکه تلفن همراه 1G اروپا – NMT (تلفن های همراه نوردیک) را راه اندازی کردند. اندکی بعد دانمارک و فنلاند به آنها پیوستند. NMT با قابلیت رومینگ بین المللی به اولین شبکه تلفن همراه جهان تبدیل شد.

بعدا ، عربستان سعودی ، روسیه و برخی دیگر از کشورهای حوزه بالتیک و آسیا نیز NMT را به عنوان شبکه تلفن همراه برای کشور خودشان انتخاب کردند.

موتورولا دارای اولین تلفن همراه تجاری 1G در جهان

بحث داغ: از 0G تا 5G و نقش 3GPP ژاپن در فناوری ارتباطات - قسمت دوم

در سپتامبر سال 1983 ، موتورولا اولین تلفن همراه تجاری جهان ، DynaTAC 8000X را عرضه کرد. این دستگاه 1 کیلوگرم وزن داشت و کاربر می توانست به مدت 30 دقیقه به طور مداوم با آن مکالمه داشته باشد. شارژ کامل این دستگاه 10 ساعت طول می کشید و قیمتش 3995 دلار بود.

ایالات متحده پیشرو در فناوری 1G برای آمریکای جنوبی و شمالی

بحث داغ: از 0G تا 5G و نقش 3GPP ژاپن در فناوری ارتباطات - قسمت دوم

در سال 1983 ، سرانجام ایالات متحده با جدیت پی به اهمیت توسعه شبکه تجاری 1G برد. در 13 اکتبر سال 1983 ، شرکت ارتباطات سیار Americitech اولین شبکه 1G را در ایالات متحده بر اساس فناوری AMPS راه اندازی کرد.

این شبکه می توانست هم از تلفن اتومبیل و هم از DynaTAC 8000X استفاده کند. FCC پهنای باند 40 مگاهرتز را برای AMPS در باند فرکانسی 800 مگاهرتز اختصاص داده بود. با این پهنای باند ، AMPS 666 کانال دوبلکس را شامل می شد و پهنای باند سرعت دانلود و آپلود آن تنها 30 کیلو هرتز بود. بعد ها ، FCC به اندازه 10 مگاهرتز به این پهنای باند افزود. بنابراین ، تعداد کل کانال های دوبلکس AMPS به 832 کانال رسید.

در سال اول استفاده تجاری ، Americitech تقریبا 1200 تلفن همراه DynaTAC 8000X فروخت و 200000 کاربر را از این راه بدست آورد. پنج سال بعد ، تعداد کاربران به 2 میلیون نفر رسید.

تعداد سریعا در حال رشد کاربران بسیار بیشتر از ظرفیت شبکه AMPS بود. و همین باعث شد تا ، به منظور افزایش ظرفیت ، موتورولا نسخه فشرده فناوری AMPS ، یعنی NAMPS را ارائه دهد. این کانال صوتی 30 کیلو هرتز موجود را به سه کانال 10 هرتز (تعداد کل کانال ها 2496 بود) برای صرفه جویی در طیف و گسترش ظرفیت تقسیم می کرد.

بریتانیا به صنعت 1G می پیوندد

علاوه بر NMT و AMPS ، یکی دیگر از استانداردهای 1G که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد TACS (Total Access Communication Systems – سیستم های ارتباطی دسترسی کامل) است که اولین بار در انگلستان عرضه شد.

در فوریه سال 1983 ، دولت انگلیس اعلام کرد که دو شرکت BT (British Telecom) و Racal Millicom (جایگزین Vodafone) شبکه های ارتباطی تلفن همراه TACS را بر اساس فناوری AMPS خواهند ساخت.

در 1 ژانویه 1985 ، وودافون رسما خدمات TACS (تجهیزات خریداری شده از اریكسون) را راه اندازی كرد. در آن زمان فقط 10 ایستگاه پایه وجود داشت که کل منطقه لندن را پوشش می داد.

پهنای باند تک کانال TACS 25 کیلو هرتز بود ، و برای سرعت Uplink از 890-905 مگاهرتز استفاده می شد ، همچنین در بحث Downlink نیز 935-950 مگاهرتز ، در مجموع از 600 کانال برای انتقال سیگنال های صوتی و کنترل استفاده می شد.

سیستم TACS عمدتا توسط موتورولا ساخته شده بود و در واقع نسخه اصلاح شده سیستم AMPS است. به جز باند فرکانس ، فاصله کانال ، جابجایی فرکانس و میزان سیگنالینگ ، این دو فناوری کاملا یکسان هستند.

در مقایسه با NMT در شمال اروپا ، ویژگی های عملکرد TACS به طور قابل توجهی متفاوت است. NMT برای محیط روستایی کم جمعیت کشور های شمال اروپا (اسکاندیناوی) مناسب بود.

مزیت TACS ظرفیت آن بود ، نه فاصله پوشش. سیستم TACS قدرت فرستنده کمی داشت و برای کشوری با تراکم جمعیت بالا و مناطق بزرگ شهری مانند انگلستان مناسب بود.

با افزایش تعداد کاربران ، TACS بعدا باند فرکانسی (10 مگاهرتز) را به این سیستم اضافه کرد و به ETACS تبدیل شد (TACS گسترده). NTT ژاپن JTACS را بر نیز اساس TACS توسعه داد.

چین به توسعه 1G می پیوندد

بحث داغ: از 0G تا 5G و نقش 3GPP ژاپن در فناوری ارتباطات - قسمت دوم

لازم به ذکر است که اولین ایستگاه پایگاه ارتباطات سیار ساخته شده توسط چین در گوانگژو در سال 1987 از فناوری TACS استفاده میکرد کرد و شریک آنها موتورولا بود.

علاوه بر AMPS ، TACS و NMT ، فناوری 1G همچنین شامل C-Netz در آلمان ، Radiocom 2000 در فرانسه و RTMI در ایتالیا می شد. این فناوری های شکوفا از ورود عصر ارتباطات تلفن همراه خبر می دادند. در واقع ، در صنعت مخابرات در زمان استفاده از آن نامی به عنوان 1G وجود نداشت. تنها پس از ظهور فناوری 2G بود که این دو فناوری از یکدیگر متمایز شدند.

عصر 2G در صنعت ارتباط از راه دور

در سال 1982 ، کمیسیون پست و ارتباطات از ارتباطات از راه دور اروپا “گروه متخصص موبایل” را تاسیس کرد که مسئولیت مطالعه استاندارد های ارتباطی را بر عهده داشت.

این “گروه متخصص موبایل” ، مخفف فرانسوی GroupeSpécialMobile است ، بعدا معنای این مخفف به “سیستم جهانی ارتباطات موبایل” تغییر یافت. این همان چیزی است که اکنون همه ما با عنوان GMS می شناسیم

هدف از تاسیس GSM ایجاد استاندارد جدید پان اروپایی و توسعه سیستم ارتباطات سیار زمینی عمومی سراسر اروپا است. آنها الزاماتی را برای استفاده کارآمد از طیف ، سیستم های کم هزینه ، پایانه های دستی و رومینگ جهانی مطرح می کنند.

در سال های بعد ، سازمان استاندارد ارتباطات از راه دور اروپا (ETSI) توانست فرمول بندی مشخصات GSM 900MHz و 1800MHz (DCS) را تکمیل کند.

در سال 1991 ، شرکت فنلاندی Radiolinja (اکنون بخشی از ELISA Oyj) اولین شبکه 2G جهان را بر اساس استاندارد GSM راه اندازی کرد.

همانطور که همه ما می دانیم ، 2G از فناوری دیجیتال استفاده می کند تا جایگزین فناوری آنالوگ 1G شود. این باعث می شود تا کیفیت تماس و ثبات سیستم بسیار بهبود داده شود. همچنین باعث ایمنی ، اطمینان بیشتر و کاهش مصرف انرژی تجهیزات می شود.

علاوه بر GSM ، یکی دیگر از استاندارد های معروف 2G CDMA است که توسط کوالکام عرضه شده است. به طور دقیق ، IS-95 یا cdmaOne است. IS-95 دارای دو نسخه IS-95A و IS-95B است. اولی می تواند از حداکثر نرخ داده تا 14.4kbps پشتیبانی کند ، در حالی که دومی به 115kbps می رسد.

علاوه بر IS-95 ، ایالات متحده همچنین IS-54 (آمریکای شمالی TDMA Digital Cellular) و IS-136 (1996) را تولید کرد. در واقع ، 2G فقط GSM و CDMA نیست. انجمن صنایع تلفن همراه یک نسخه دیجیتالی از AMPS مبتنی بر فناوری AMPS با نام D-AMPS (Digit-AMPS) ایجاد کرد. این در واقع یک استاندارد 2G است. استاندارد 2G دیگر PDC (Personal Digital Cellular) مخصوص ژاپنی ها است.

عصر فناوری 2.5G

در پایان قرن بیستم ، با رشد عجیب اینترنت ، مردم تقاضای زیادی برای دسترسی به اینترنت تلفن همراه را مطرح کردند. بنابراین ، GPRS (سرویس رادیویی بسته های عمومی) به جاده برخورد کرد.

ما می توانیم GPRS را به عنوان “افزونه” GSM در نظر بگیریم. با کمک GPRS ، شبکه می تواند سرعت سرویس داده را تا 114Kbps فراهم کند.

اولین پیشنهاد GPRS در سال 1993 است. با این وجود چهار سال دیگر طول کشید تا مرحله اول این توافق نامه در سال 1997 انجام شود. به نظر می رسد این یک نقطه عطف در تاریخ ارتباطات تلفن همراه و همچنین صنعت مخابرات است. در این مرحله ، سرویس های داده جهت اصلی توسعه ارتباطات سیار شدند.

دوران 2.75G

پس از راه اندازی فناوری GPRS ، اپراتورهای مخابراتی نیز با فناوری سریعتر به بازار آمدند. این فناوری Enhanced Data-rate برای GSM Evolution (EDGE) است. البته همه ما در دوره ای از زندگی خود “EDGE” را می شناسیم یا درباره اش شنیده ایم.

بزرگترین ویژگی EDGE این است که می تواند بدون جایگزینی تجهیزات ، دو برابر سرعت سرویس داده GPRS را ارائه دهد. اولین شبکه EDGE جهان توسط AT&T در سال 2003 در شبکه GSM خود مستقر شد.

عصر 3G در صنعت ارتباط از راه دور

در سال 1996 ، اروپا انجمن UMTS (سیستم ارتباطات سیار جهانی) را با تمرکز بر هماهنگی تحقیقات استاندارد 3G اروپا تاسیس کرد. کمپ اروپایی که توسط نوکیا ، اریکسون و آلکاتل نمایندگی می شد. بنابراین ، آنها یک سیستم W-CDMA با اصول مشابه توسعه داده اند.

W-CDMA (Wide-CDMA) نامیده می شود زیرا پهنای باند کانال آن به 5 مگاهرتز می رسد ، که گسترده تر از 1.25 مگاهرتز CDMA2000 است.

بسیاری از مردم در رابطه بین UMTS و WCDMA گیج می شوند. در حقیقت ، UMTS اصطلاح عمومی 3G در اروپا است. WCDMA یک پیاده سازی از UMTS است و به طور کلی به قسمت رابط بی سیم اشاره دارد. TD-SCDMA که بعدا به آن اشاره خواهیم کرد نیز متعلق به UMTS است.

ETSI اروپا برای اینکه بتواند با ایالات متحده رقابت کند ، همچنین به طور مشترک 3GPP (پروژه مشارکت نسل 3) را با ژاپن ، چین و … تاسیس کرد تا در تدوین استاندارد های جهانی ارتباطات سیار نسل سوم همکاری کند.

رقابت FIERCE با 3G

شرکت هایی که توسط Lucent و Nortel نمایندگی می شدند از WCDMA و 3GPP پشتیبانی می کردند. با این حال ، کمپانی هایی مانند کوالکام با کره جنوبی متحد شدند و سازمان 3GPP2 را برای رقابت با 3GPP تشکیل دادند. استانداردی که آنها راه اندازی کردند استاندارد CDMA2000 است که براساس CDMA 1X (IS-95) ساخته شده است.

اگرچه CDMA2000 استاندارد 3G است ، اما سرعت اولیه آن زیاد نبود و فقط 153 کیلوبیت بر ثانیه سرعت داشت. بعدا ، از طریق تکامل به EVDO (بهینه سازی داده های تکاملی) ، نرخ داده به طور قابل توجهی بهبود یافت. حداکثر سرعت بارگیری 14.7 مگابیت بر ثانیه و حداکثر سرعت آپلود 5.4 مگابیت بر ثانیه را فراهم کرده است.

در این دوره ، چین همچنین برنامه کاندیدای استاندارد 3G خود را (که به آن TD-SCDMA نیز می گویند) برای شرکت مشترک در مسابقات بین المللی راه اندازی کرد.

اتحادیه بین المللی ارتباطات از راه دور (ITU) پس از رقابت و بازی شدید سرانجام سه استاندارد جهانی 3G یعنی WCDMA به رهبری اروپا ، CDMA2000 به رهبری ایالات متحده و TD-SCDMA در چین را تایید کرد.

از نظر پیشرفت تجاری سازی 3G ، NTT ژاپن مجددا پیشرو در این زمینه است.

در تاریخ 1 اکتبر 1998 ، NTT Docomo اولین شبکه تجاری 3G جهان (مبتنی بر WCDMA) را در ژاپن راه اندازی کرد.

عصر 3.75G در صنعت ارتباط از راه دور

بر اساس UMTS ، دو بخش ETSI و 3GPP فناوری HSPA (دسترسی سریع به بسته های داده) را توسعه دادند. HSPA پلاس ، HSPA پلاس با دو اپراتور و HSPA+ Evolution از زیر مجموعه های این فناوری هستند. سرعت این فناوری های شبکه بیش از 3G سنتی است و مردم آن را 3.75G می نامند.

+HSPA بسیار سریع است و حتی سرعتش از LTE و WiMAX اولیه نیز فراتر می رود. بنابراین ، در آن زمان ، برخی از اپراتورها (مانند T-Mobile در ایالات متحده) بلافاصله ساخت LTE را شروع نکردند. با این حال ، آنها شبکه HSPA موجود را به +HSPA ارتقا دادند. چین در آن زمان نیز اقدام مشابهی انجام داد.

4G در صنعت ارتباط از راه دور

در سال 1999 ، کمیته استاندارد IEEE یک کار گروه برای توسعه استاندارد های شبکه بی سیم در کلانشهر های شهری ایجاد کرد. در سال 2001 ، اولین نسخه IEEE 802.16 رسما منتشر شد و بعدا به IEEE 802.16m توسعه یافت. IEEE 802.16 بعدا به طور گسترده ای با نام WiMAX (ارتباط جهانی در دسترسی مایکروویو) شناخته می شد.

وایمکس فناوری های پیشرفته ای مانند MIMO (چند آنتن) و OFDM (مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانس متعامد) را معرفی کرد. سرعت دانلود به طور قابل توجهی در این فناوری بالاتر بود و این فشار زیادی را به 3GPP وارد می کرد.

بنابراین ، بر اساس UMTS ، کار گروه 3GPP فناوری LTE (MIMO و OFDM) را برای رقابت با WiMAX معرفی کرد. بعد ها ، این فناوری به تکامل ادامه داد و در سال 2009 فناوری LTE-Advanced پدید آمد که سرعت نیز به همین منظور چندین برابر افزایش یافت.

در سال 2008 ، اتحادیه ارتباطات بین المللی ITU الزاماتی را که استاندارد 4G باید رعایت کند ، صادر کرد و آن را IMT-Advanced نامید. فقط 3GPP LTE-Advanced ، IEEE 802.16m و TD-LTE-Advanced ارسال شده توسط وزارت صنعت و فناوری اطلاعات چین واقعا واجد شرایط این قوانین بودند. به عبارت دیگر ، آنها استانداردهای واقعی 4G هستند.

در 14 دسامبر سال 2009 ، اولین شبکه خدمات LTE جهان برای عموم مردم در استکهلم و اسلو افتتاح شد. تجهیزات شبکه از اریکسون و هواوی تهیه می شد ، در حالی که ترمینال کاربر را شرکت سامسونگ تهیه می کرد.

پس از یک جنگ شدید صنعتی ، LTE سرانجام WiMAX را شکست داد و مورد حمایت و شناخت جهانی قرار گرفت. WiMAX به سرعت قدرت خود را از دست داد و کم کم به فراموشی سپرده شد.

دوران 5G

نیازی نیست که در مورد توسعه 5G صحبت کنیم ، هر یک از ما شاهد اوج گرفتن این فناوری جدید در تاریخ هستیم. همه ما شاهد بودیم که چگونه پروژه مشارکت نسل 3 (3GPP) 5G (IMT-2020) را برای تسلط بر جهان راه اندازی کرد.

پس از نزدیک به یک قرن توسعه ، شبکه های ارتباطی موبایل از ابتدا ، از ضعیف به قوی تبدیل شده اند. این باعث پیشرفت چرخ تاریخ و تسریع تغییرات اجتماعی شده است.

آینده ارتباطات سیار به کجا خواهد رفت؟ بگذار صبر کنیم و ببینیم و تا آن زمان از نظرات زیبای شما بهره مند شویم.

[تعداد: 4    میانگین: 5/5]

دیدگاهتان را بنویسید

لطفاً دیدگاه خود را وارد کنید
Please enter your name here