Научная статья на тему 'Эволюция мобильных сетей связи'

Эволюция мобильных сетей связи Текст научной статьи по специальности «Связь»

CC BY
14
3
Поделиться
Ключевые слова
СВЯЗЬ / БЕСПРОВОДНОЙ / ПОКОЛЕНИЕ / СЕТЬ / ТЕЛЕФОН / ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ / ИНТЕРНЕТ

Аннотация научной статьи по связи, автор научной работы — Прошин А.А., Алдамжаров А.Т., Реута Н.С.

Статья представляет собой экскурс в историю и краткий обзор существующих поколений беспроводной мобильной связи. Рассмотрены, как самые новые сети, так и те, с которых всё началось. Высказаны предположения о дальнейшем векторе развития технологий в данной области техники.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Эволюция мобильных сетей связи»

В отличие от традиционной бесконтактной проверки, способ волоконно-оптического измерения температуры подразумевает крепление датчика температуры непосредственно на место, где идет измерение температуры. Таким образом, в течение суток в режиме реального времени осуществляется контактный контроль температуры. Отсутствует влияние электромагнитного поля на точность измерений.

Наряду с преимуществами, использование теп-ловизионных датчиков требует периодических проверочных обходов персоналом электростанций, на это тратятся и время, и силы, и средства, более того это не позволяет своевременно обнаружить скрытые дефекты.

В состав волоконно-оптической системы контроля температуры входят датчики температуры и регистрирующий модуль. Модуль осуществляет обработку показаний датчиков, ведет протокол измерений, и предоставляет информацию пользователю.

Волоконно-оптическая система работает без перерыва 24 часа и может контролировать 300 точек

и даже более, снижая затраты на человеческую силу, уменьшая вероятность ошибки и просчетов.

Волоконно-оптическая система контроля температурного состояния силовых элементов систем энергоснабжения получает данные о рабочей температуре в режиме реального времени, предоставляет необходимую информацию о том, когда необходимо провести обслуживание и ремонт. Оборудование на электростанциях переходит с режима «периодического обслуживания» на «обслуживание по реальному состоянию», а это в свою очередь продиктовано текущими требованиями в электроэнергетике, когда в основу всего ложится принцип повышения эффективности и снижения затрат.

Таким образом, волоконно-оптическая система контроля температурного состояния силовых элементов систем энергоснабжения может быть использована в сильноточных коммутационных устройствах высокого напряжения для мониторинга процесса коммутации, контроля качества соединений, состояния контактных групп, например, в рубильниках, шинах, электрогенераторах и трансформаторных модулях, соединительных коробках электроприводов и т.п.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: Физические основы, вопросы расчета и применения. М.: Энергоатомиздат, 1990.

2. Бростилова Т.Ю.. Определение искро-, взрыво-, пожаробезопасности волоконно-оптических датчиков/ Сборники статей МНПК «Инновационные технологии в энергетике». Пенза: Изд-во АННОО «Приволжский дом знаний», 2013., с.33-35.

3. Волоконно-оптические датчики. Под редакцией Удда Э. Издательство: Техносфера, 2008.

УДК 004.75

Прошин А.А., Алдамжаров А.Т., Реута Н.С,

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия

ЭВОЛЮЦИЯ МОБИЛЬНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ

Статья представляет собой экскурс в историю и краткий обзор существующих поколений беспроводной мобильной связи. Рассмотрены, как самые новые сети, так и те, с которых всё началось. Высказаны предположения о дальнейшем векторе развития технологий в данной области техники. Ключевые слова:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

связь, беспроводной, поколение, сеть, телефон, передача данных, интернет.

Люди поколения 90-х и даже начала 2000-х наверняка еще помнят, какими были тогда мобильные телефоны. Они были именно телефонами, а не смартфонами как сейчас, и поддерживали лишь самый минимальный набор функций. Аппараты того времени в большинстве своем могли только звонить и отправлять текстовые сообщения. Если на каком-то из телефонов оказывались простенькие встроенные игры, вокруг владельца сего чуда тут же собиралась куча любопытной детворы и устройство не на один час исчезало в руках жаждущих электронных развлечений школьников. Сейчас нам всем, конечно, трудно представить, как банальная змейка на маленьком черно-белом экране с разрешением 100x100 пикселей может увлечь толпу народа на долгое время, однако в те времена это было именно так. Люди же современности давно привыкли к большим ГиНИБ экранам, мощному «железу» внутри, с легкостью затыкающим за пояс полноценные стационарные компьютеры пятилетней давности, серфингу в интернете, включающему в числе прочего просмотр видеороликов высокой чёткости в онлайн-режиме на соответствующих сервисах и многому другому. Интернет на современных смартфонах уже очень давно стал не просто роскошью или дополнительной удобной функцией, а попросту необходимостью. А, если что-то необходимо и востребовано, то умы инженеров не остановятся на какой-то определенной точке успеха, а будут продолжать пытаться совершенствовать и совершенствовать имеющиеся разработки. Эволюцию мобильных сетей связи (какими они были и какими являются на данный момент времени) и хотелось бы вкратце осветить в данной статье.

На текущем этапе развития существует четыре основных поколения мобильных сетей, пятая находится в разработке. Называются они нехитро: 10, 20, 30, 40, 50. Помимо них есть еще несколько промежуточных: 2.50, 2.750, 3.50 и 3.750, так

что несведущии человек запросто может запутаться в этоИ всё же не очень сложной классификации. Разберем их все по-порядку, но для начала разберемся, что вообще за «G» такая... Если вы хоть немного знаете английский язык (хватит даже школьного уровня), то с легкостью догадаетесь, что буква «G» в названии каждого из поколений сети означает «Generation», то есть. поколение, уж извините за вынужденную тавтологию.

Итак, 1G. Корнями эта технология уходит в не столь отдаленное прошлое, всего лишь в 80-е года XX века. Тогда на горизонте появилась тройка новых беспроводных сетей связи, представленная NMT и TACS в Европе и AMPS в Америке. До них, конечно, тоже существовали с тем или иным успехом несколько поколений сетей связи, но именно эта тройка вывела мобильную связь на тот уровень общедоступности, какой мы её привыкли видеть сейчас. И именно эти технологии сделали со временем мобильный телефон неотъемлемым атрибутом каждого человека, без которого мы все себя уже просто не мыслим. Но успех успехом, но все же вид, в котором эта технология существовала был довольно примитивным. lG-сети были не цифровыми, как сейчас, а аналоговыми и предназначались исключительно для передачи голоса и ничего больше. Ни о какой передаче каких-либо данных через эти сети не могло быть и речи. Плюс ко всему, стоимость подобных услуг была настолько высока, что позволить их себе мог только лишь материально состоятельный человек. Опять же проведем параллель с нашим временем - связь стоит копейки и с телефоном ходят абсолютно все, включая школьников, а порой даже и детсадовцев.

В начале 90-х начался рассвет цифровых мобильных сетей, которые выгодно отличались от своих аналоговых предшественников. В них было улучшенное качество передачи голоса, а также появилась поддержка передачи коротких текстовых

сообщений (SMS) и технология передачи цифровых данных (CSD). Скорость была, конечно, невысока (всего лишь 14,4 кбит/с), да и тарифы тогда были поминутными, но начало было положено и оставалось идти только вперед, не останавливаясь на достигнутом.

В 1997 году на сцену вышел GPRS. Его появление стало основополагающим моментом в истории развития беспроводной сотовой связи, поскольку теперь функционирующие GSM-сети получили возможность непрерывной передачи данных. Используя GPRS, пользователи получили возможность включения передачи данных только тогда, когда им это нужно. В числе прочего, данная технология отличалась большей по сравнению с CDS скоростью (теоретически до 171,2 кбит/с), а также дала операторам возможность тарифицировать объемы входящих данных, а не время нахождения на линии. GPRS появился именно в тот момент времени, когда люди начали активно использовать электронные почтовые ящики, что позволило ему стремительно набрать популярность. Во время его нахождения на рынке «Международный союз электросвязи» опубликовал новый стандарт IMT-2000, который вполне отвечал спецификации 3G и мог обеспечить скорость передачи данных до 384 кбит «по воздуху». Таким образом, получается, что GPRS застрял как бы между устаревшим 2G и новым 3G, до которого он не дотягивал, в связи с чем его можно условно назвать 2.5G.

3G. Помимо всего прочего, технология 3G предназначалась для легкого перехода пользователей с сетей второго поколения на более современные, в связи с чем был разработан стандарт EDGE. Его преимущество состояло в том, что он позволял значительно улучшить характеристики канала входящих и исходящих данных, не вкладывая при этом дополнительных денег в модернизацию существующего оборудования. Дебют технологии состоялся в Северной Америке, в 2003 году. Пользователи, оказавшиеся счастливыми обладателями мобильных телефонов, поддерживающих EDGE, получили возможность доступа в интернет со скоростью, вдвое превышающей скорость GPRS, что для того времени было очень хорошо. В 2004 году популярность EDGE стремительно выросла, ввиду поддержки его сотовыми операторами Северной Америки. Причиной тому послужили два фактора: появление на рынке новых стандартов связи, CDMA2000 и UMTS. Но у каждого из них был ряд недостатков, как то: CDMA2000 хоть и отвечал новым стандартам 3G, но имел скорость немногим превосходящую EDGE, а UMTS был мало того, что очень дорог для общего внедрения, так еще и зона его покрытия оставляла желать лучшего, ввиду чего большинство операторов после долгих колебаний и размышлений, стали таки использовать EDGE.

И вот тут-то и напрашивается вопрос, к какому же классу отнести EDGE? Он медленнее, чем новые CDMA2000 и UMTS, но всё же быстрее, чем GPRS,

негласно именуемый 2.5G. Таким образом, можно сказать, что технология EDGE это 2.75G-сеть.

Спустя непродолжительное время сети CDMA2000 получили обновление под заголовком «1x EV-DO Rel.0», которое позволило увеличить входящую скорость до 2,4 Мбит/с, а исходящую до 153 кбит/с. Это можно уже смело именовать 3.5G. То же самое случилось и с UMTS - технологии HSDPA и HSUPA так же позволили увеличить скорость подключения в обе стороны. Дальнейшая модернизация UMTS будет использовать технологии HSPA+, HSPA+ Dual Carrier и HSPA+ Evolution, что позволит еще больше увеличить скорость, однако этого окажется недостаточно для того, чтобы существующая сеть трансформировалась в 4G, так что всё это можно назвать поколением 3.75G по аналогии с GPRS.

Стоило только появиться на горизонте новому стандарту 4G, как недремлющий «Международный союз электросвязи», о котором уже упоминалось выше, взял его под свое крыло спецификацией IMT-Advanced. Скорости, которые предлагает 4G, просто умопомрачительны (1 Гбит/с для стационарных терминалов и 100 Мбит/с для мобильных устройств), они могут в перспективе легко перегнать даже широкополосный проводной интернет. Спецификация оказалось настолько прогрессивной, что на данный момент не существует ни одного коммерческого решения, которое удовлетворяло бы ей. WiMax и LTE называются, конечно, сетями четвертого поколения, но это утверждение не совсем верно. Во-первых, они оба применяют абсолютно новые схемы мультиплексирования, а во-вторых у них отсутствует канал для передачи голоса, ввиду чего 100% их возможностей используется для услуг передачи данных. Однако, на практике все не так радужно, как в теории. Хоть по стандартам WiMax и LTE должны иметь скорости 40 Мбит/с и 100 Мбит/с соответственно, в реальности же канал не превышает 4 Мбит/с и 30 Мбит/с, что ни в коей мере не соответствует высоким требованиям IMT-Advanced. В будущем обещают обновление до WiMAX Release 2 и LTE-Advanced, но на данный момент ни одного работоспособного решения на рынке так и не появилось. Как бы там ни было, WiMax и LTE разительно отличаются от существующего 3G, так что о смене поколений можно говорить с полной уверенностью.

Технология 5G уже находится в разработке, ведущим разработчиком выступает компания Huawei. Цитируя начальство компании, стандарт предназначен для «расширения спектра используемых частот и увеличения ёмкости сетей, а также послужит решением задачи, над которой работают все операторы в мире, — повысит эффективность сетевой инфраструктуры» .

В заключение хочется сказать, что за высокоскоростным беспроводным интернетом будущее, ведь операторам связи гораздо легче будет установить одну вышку, которая сможет покрыть несколько километров вокруг, чем протягивать сотни проводных линий в каждую точку планеты.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Полтавский А.В. Формирование обликовых характеристик беспилотных систем и комплексов / А.В. Полтавский, А.С. Жумабаева, К.А. Айжариков // "Надежность и качество сложных систем". - 2015. -

№4. - С. 24-30.

2.Сивагина Ю.А. Обзор современных симплексных ретрансляторов радиосигналов / Ю.А. Сивагина, И.Д. Граб, Н.В. Горячев, Н.К. Юрков // Труды международного симпозиума «Надежность и качество». 2012. Т. 1. С. 74-76.

УДК 621.389

Винчаков1 А. Н. , Доросинский2 А.Ю.

1ОАО «Электромеханика», Пенза, Россия

2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный технологический университет», Пенза, Россия

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ДРыС ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ВЫСОКОТОЧНЫХ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Описываются преимущества аналоговой части микроконтроллеров ЛОыС перед аналогичными устройствами. Даны рекомендации по применению микроконтроллеров при выполнении прецизионных измерений сопротивлений с помощью логометрического подхода. Ключевые слова:

микроконтроллер, измерение, электрическое сопротивление, логометр.