آشنایی با فناوری های مخابرات سیار - نسل چهارم(LTE)

 بطور کلی تا به امروز 4 نسل در مخابرات سیار معرفی شده است که عبارتند از :

1.       سیستم های آنالوگ (نسل اول)

2.       سیستم های دیجیتال ( نسل دوم )

3.       سیستم های دیجیتال پکتی ( نسل سوم )

4.       سیستم های بر پایه IP ( نسل چهارم )

 در این قسمت به توضیح نسل اول و نسل دوم مخابرات سلولی خواهم پرداخت . 

 سیستم های آنالوگ (نسل اول)

نسل اول در سال های 1970 تا 1980 بر پایه تکنولوژی آنالوگ و استفاده از مفهوم سلول پدید آمد. ایده اساسی در مخابرات سلولی استفاده مجدد از طیف فرکانسی در مناطقی است که به اندازه کافی از هم دورند. استفاده از مخابرات سلولی موجب افزایش ظرفیت سیستم ، کاهش هزینه ، بهبود کیفیت سرویس و . . . شد . با افزایش بیش از حد تقاضا سیستم های آنالوگ نسل اول قادر به تامین ظرفیت مورد نیاز برای برخی مناطق شهری نبودند . از معایب و کمبود های نسل اول ، مسئله ظرفیت این سیستم است . همچنین از اشکالاتی که در این سیستم ها وجود دارد ضعف امنیتی آنها است.

نسل 1 به اولین نسل فناوری مخابرات سیار اشاره دارد. نسل اول در واقع شامل استاندارد های ارتباطات آنالوگ بود که در دهه 80 میلادی معرفی شده و تا جایگزینی نسل دوم ادامه داشت . تفاوت اصلی بین دو نسل اول و دوم مخابرات سیار این است که سیگنال رادیویی که شبکه های نسل اول استفاده می کنند آنالوگ و در شبکه های نسل دوم دیجیتال است . البته هر دو سیستم از سیگنالینگ دیجیتال برای اتصال به برج های رادیویی استفاده می کنند .

اولین شبکه سلولی خودکار تجاری برپایه نسل اول در سال 1979 توسط NTT در ژاپن راه اندازی شد .

سیستم های دیجیتال ( نسل دوم )

سیستم های های نسل دوم در سال های 1980 تا 1990 با استفاده از تکنولوژی دیجیتال تحقق یافت ، سیستم های GSM اولین استاندارد تمام دیجیتال در دنیا است . این سیتم در 1992 در اروپا به بهره برداری تجاری رسید. در نسل دوم هرچند شبکه ها دیجیتال شد. ولی کماکان سرعت پایین بود،در این شبکه ها سرعت دسترسی به اینترنت در رنجی بین 9/6Kbps تا 200Kbps است .

شبکه های مخابرات سیار نسل دوم مانند GSM که فقط برای انتقال صوت مورد استفاده قرار می گیرند ذاتا دارای تکنولوژی سوئیچمداری هستند. شبکه های نسل 5/2 مانند GPRS مدل گسترش یافته شبکه های نسل دوم هستند که از تکنولوژی سوئیچ مداری برای انتقال صوت و سوئیچ بسته ای برای تبادل دیتا استفاده می کنند. تکنولوژی سوئیچ مداری ایجاب می کند که کاربران بر مبنای زمان سنجیده شوند نه بر مبنای میزان دیتای انتقال داده شده، چرا که پهنای باند فقط برای کاربر اختصاص داده شده است . در مقابل تکنولوژی سوئیچ بسته ای پهنای باند را بیشتر مورد استفاده قرار داده و به بسته های هر کاربر اجازه رقابت برای بدست آوردن پهنای باند را می دهد و کاربران را بر مبنای میزان دیتای انتقال داده شده مورد حسابرسی قرار می دهد .

نسل دوم در واقع با استاندارد تجاری GSM در فنلاند راه اندازی شد. از مزیت های ابتدایی شبکه های نسل 2 نسبت به شبکه های پیشین می توان به این موارد اشاره کرد.

1.        محاورات تلفنی بصورت دیجیتال رمزنگاری شده بودند.

2.        سیستم های نسل 2 بطور قابل توجهی روی طیف دسترسی برای سطوح نفوذ تلفن همراه خیلی دور، کارآمدتر شده بودند .

3.        سرویس های دادهی برای موبایل را سرویس پیام کوتاه ارائه داد.

مزایای نسل دوم مخابرات سلولی

•       توان کمتر انتشار نگرانی ها در باره اثر امواج بر سلامت را تاحدودی کاهش داد.
•       تمام دیجیتال شدن اجازه معرفی سرویس های داده ی دیجیتال مثل ایمیل و پیام کوتاه را می دهد.
•      وضعیت امنیت در نسل دوم نسبت به نسل قبل بسیار بهبود یافت .

معایب نسل دوم مخابرات سلولی

•   در مناطق کم جمعیت ( دارای جمعیت پراکنده) ممکن است سیگنال های دیجیتال ضعیفتر قادر به رسیدن به آنتن نباشند،این موضوع برای سیستم هایی که با فرکانس بالاتر کار می کنند مشکل آفرین است .
•   سیگنال آنالوگ یک منحنی افت هموار دارد اما سیگنال دیجیتال یک منحنی گام به گام دندانه دار دارد . این موضوع هم یک مزیت است هم یک عیب.در شرایط خوب حالت دیجیتال بهتر به نظر می آید، اما در شرایط نامناسب افت سیگنال دیجیتال بصورت گام به گام است در حالی که سیستم آنالوگ کاهش سطح سیگنال بصورت آرام است که در نتیجه اثر آن کمتر احساس می شود .
• در حالی که تماس های دیجیتال تمایلی به حذف کردن سر و صداهای پس زمینه و ایستا دارند،استفاده از فشرده سازی با اتلاف باعث می شود محدودیت صداهایی که می تواند حمل کند کمتر شود. بنابراین شما تن صدای شخصی که در حال صحبت با او هستید را ضعیفتر از مقدار واقعی آن دریافت خواهید کرد.