Системи мобільного зв'язку здійснюють передачу інформації між пунктами, один з них або обидва є рухливими. Характерною ознакою систем мобільного зв'язку є застосування радіоканалу. До технологій мобільного зв'язку належать пейджинг, твейджинг, стільниковий телефонія, транкінг, для мобільного зв'язку використовуються також супутникові канали.
Пейджинг - система однобічного зв'язку, при якій передається надходить повідомлення на пейджер користувача, сповіщаючи його про необхідність зробити те або дія або просто інформуючи його про тих чи інших поточні події. Це найбільш дешевий вид мобільного зв'язку (ціна пейджера - близько 150 доларів, абонентська плата - 15-50 доларів в місяць).
Твейджинг - це двосторонній пейджинг. На відміну від пейджингу можливо підтвердження отримання повідомлення і навіть проведення деякого подібності діалогу. Ціна твйеджера - близько 300 доларів, місячна абонентна плата - близько 80 доларів.
Мобільні технології забезпечують телефонний зв'язок між рухомими абонентами (осередками). Зв'язок здійснюється за посередництвом базових (стаціонарних станцій), що виконують комутуючі функції.
Одна з перших систем стільникового зв'язку NMT-450 з'явилася в Скандинавії,(NMT - Nordic Mobile Telephone). У Росії вона розвивається c 1991 р. , на її базі створено федеральна мережа стільникового зв'язку СОТЕЛ.
NMT-450 - аналогова система, що працює в частотному діапазоні 453-468 МГц. Порівняно низькі частоти обумовлюють підвищену дальність прямого зв'язку ( кілька десятків кілометрів рухомого об'єкта від базової станції) і тому в Росії з її великою територією ця система одержала широке поширення в районах з невисокою плтностью населення. Однак на цих частотах слабкіше перешкодостійкість, важче виконати захист від підслуховування і, як вже сказано вище, гостро відчувається дефіцит числа каналів.
Тому в містах в даний час більш поширені цифрові системи стільникового зв'язку.
Діапазон швидкостей в цифрових системах стільникового зв'язку досить широкий - від 19,2 кбіт/с (в американському стандарті CDPD - Cellular Digital Packet Data) до 1,23 Мбіт/с (в іншому стандарті CDMA Code Division Multiple Access). Типовий радіус дії 10...12 км. Доступ до радіоканалу здійснюється одним з наступних способів.
1. Випадковий доступ (метод Алоха, названий так у зв'язку з першим застосуванням методу для зв'язку між групою Гавайських островів). Застосовується тільки при малих навантаженнях. Його розвитком став метод МДКН/ОК , використовуваний у локальних і корпоративних мережах.
2. Технологія CDMA - виділення для кожного абонента своєї кодової комбінації, якій кодуються символи 1 і 0 повідомлень, що передаються. Фактично це метод DSSS, розглянутий вище. Це широкосмугова технологія з можливістю одночасної передачі у відведеній смузі частот декількох повідомлень з різними кодами символів.
3. Технологія TDMA (Time Division Multiple Access) - тимчасове мультиплексування з виділенням слота на вимогу. Вимоги надсилаються в короткі інтервали часу (слоти запитів), при колізії запити повторюються. Базова станція виділяє вільні інформаційні слоти, повідомляючи їх джерела і одержувачу.
Розроблено кілька стандартів мобільного зв'язку.
Одна з концепцій передачі даних по стільникового технології зафіксована в стандарті CDPD, розробленому в 1993 р. Згідно з нею по стільникового зв'язку здійснюється передача телефонних розмов з вставкою в паузи переданих пакетів даних. Устаткування чарунки - портативний комп'ютер з модемом. Для зменшення споживання енергії від джерела живлення використовується "енергія" режим, в якому включений тільки приймальний блок, який розпізнає адресу. При передачі дані стискаються (по протоколу V.42bis) і шифруються. Можливе використання клієнтської програми електронної пошти (наприклад, RadioMail). Якщо комірка має IP-адреса для зв'язку з мережею Internet, то додатково можна використовувати протокол FTP цієї мережі для пересилання файлів. Сигнали від осередків приймаються стаціонарним вузлом, які мають приемопередающую апаратуру і антену.
Малюнок 4.8 - Схема стільникового телефонного зв'язку
У європейському стандарту цифрового бездротового зв'язку DECT застосовано тимчасове мультиплексування. Базова станція (мал. 4.8) має 10 несучих частот з 24 осередками (слотами) на кожній з них (тобто одночасно використовуються і FDM, TDM). Передбачені автоматичний пошук вільного каналу і перемикання на нові канали. Частоти в діапазоні 1,8...1,9 ГГц. Потужність передавача базової станції 10 мВт або вище.
Однією з найбільш поширених технологій мобільного зв'язку (в тому числі і в Росії) є технологія, яка відповідає стандарту для цифрових мереж стільникового зв'язку GSM (Global System for Mobile Communications), заснованому на TDMA. GSM може підтримувати інтенсивний трафік (270 кбіт/с), забезпечує роумінг (тобто автоматичне відстеження переходу мобільного користувача з однієї соти в іншу), припускає інтеграцію мови і даних і зв'язок з мережами загального користування. Використовуються різновиди: стільниковий зв'язок GSM-900 в частотному діапазоні 900 МГц (більш точно 890-960 МГц), і мікростільникова зв'язок GSM-1800 (DCS-1800) в діапазоні 1800 МГц (1710-1880 МГц). Назва мікростільникова обумовлено великою загасанням і, отже, меншою площею стільники. Однак збільшення числа каналів вигідно при високій щільності абонентів. Потужність випромінювання мобільних телефонів - 1-2 Вт.
Архітектура GSM-системи аналогічна архітектурі рис. 2.8. У кожній соте діє базова станція BTS (Base Transciever Station), що забезпечує прийом і передачу радіосигналів абонентам. BTS має діапазон частот, відмінний від діапазонів сусідніх сот. Мобільний осередок прослуховує сусідні BTS і повідомляє контролера базових станцій (BSC - Base Station Controller) про якість прийому з тим, щоб BSC міг вчасно перейти на потрібну комірку BTS. Центр комутації (MSC - Mobile services Switching Centre) здійснює комутацію і маршрутизацію, направляючи виклики потрібного абонента, у тому числі під зовнішні мережі загального користування. У базі даних зберігаються відомості про місцезнаходження користувачів, технічні характеристики мобільних станцій, дані для ідентифікації користувачів.
У перспективі передбачається використовувати широкосмуговий B-ISDN на основі стандарту UMTS (Universal Mobile Telecommunication Systems) з глобальним роумінгом.
Мобільний зв'язок для підприємств (тобто відомча або професійна) може відрізнятися від стільникового зв'язку індивідуальних користувачів. Таку відомчу зв'язок називають транкінгового (або транкового). Для транкінгового зв'язку характерні наступні особливості:
- зв'язок всередині деякої групи (бригади) і групової виклик від центру до всіх членів групи;
- наявність пріоритетності;
- швидкість з'єднання повинна бути вище, ніж у звичайних мобільних системах;
- можливість виходу в телефонну мережу загального користування має менше значення, у багатьох випадках вона взагалі може бути відсутнім;
- переважна передача даних, в деяких випадках голосовий зв'язок не потрібна; частіше використовується напівдуплексна передача.
У результаті зростає оперативність зв'язку при зменшеною ціною.
Найбільш поширені два протоколу транкінгового зв'язку: аналоговий МРТ-1327 і цифровий TETRA.
В ієрархічній структурі системи транкінгового зв'язку використовуються базові станції (BS) і центри комутації (DXT). BS обслуговує одну зону і має від однієї до кількох несучих частот, відмінних від частот сусідніх зон. В TETRA застосовується метод TDMA з кількома слотами на кожній з несучих. Так, в системі TETRA Nokia використовується 64 несучих і 256 радіоканалів. У системах, що працюють по протоколу МРТ-1327, зазвичай використовується кілька частотних піддіапазонів в межах 80-800 МГц з виділенням каналів шириною в 12,5 кГц. Очевидно, що чим менше частота, тим більше площа охоплюваній зони, але менше число каналів.
