В этом обзоре мы поговорим о стандарте связи CDMA – обсудим характеристики и принцип работы, приведем полное подробное описание. Рассмотрим отличия от других стандартов, распространение технологии в России и расскажем про особые смартфоны.
Описание и характеристики
Начнем статью с определения, что это такое, CDMA в смартфоне.
CDMA — это (от англ. Code Division Multiple Access) это стандарт связи второго поколения, являющийся аналогом GSM .
Обратите внимание, это не взаимозаменяемые технологии, а два способа связи, конкурирующие друг с другом. Чем отличается CDMA от GSM? Подробно поговорим чуть ниже.
Соединение двух абонентов в рамках данной технологии происходит с помощью выделения спектра частот, идентификация соединений проводится с помощью специальных кодов.
Пока рассмотрим преимущества технологии:
- Отличная защищенность информации;
- Хорошее звучание голоса при звонке, отсутствие помех;
- Минимизация сбоев связи;
- Высокая скорость передачи данных;
- Высокая емкость сотовой сети;
- Экономный расход батареи;
- Снижение уровня излучения мобильного устройства.
Стандарт был принят в 1992 году , хотя разработки велись намного раньше, и получил широкое распространение во множестве стран мира. До сих пор CDMA телефоны активно используются в различных государствах – в странах Африки, Китае и других.
CDMA-450 или CDMA 2000 появился в 2000 году – стандарт работает в широте 450 МГц и активно распространялся и в России, в основном стандарт связи CDMA присутствовал в Москве.
На данный момент – в 2018 году в России все CDMA операторы закрыты, ни одна телекоммуникационная компания не оказывает подобных услуг. В нашей стране используется более привычный формат – GSM.
Отличия от GSM
Выделим отличия между описанной выше технологией и GSM. Несмотря на то, что оба стандарта относятся к одному поколению, они имеют небольшую разницу в принципах работы:
- Способность взаимодействия с частотным ресурсов. GSM используется разделенные по времени и частоте каналы, тогда как вторая технология базируется на кодовом разделении каналов;
- Полоса частот СДМА шире, чем у конкурента, что улучшает качество передачи речи и снижает уровень помех;
- Меньший уровень энергопотребления, так как мощность сигнала значительно снижена и зависит от расстояния до базовой станции;
- СДМА имеет большую емкость станций, широкий радиус действия и простую настройку сети.
А в чем разница между WCDMA и CDMA — технология WCDMA является производной от СДМА и принадлежит третьему поколению мобильной связи (3G). В данный момент эти технологии не могут быть использованы одновременно и являются переходным этапом к самому последнему стандарту – LTE.
Смартфоны
В этой части раздела мы обсудим двухстандартные смартфоны. На данный момент оба описанных выше стандарта второго поколения распространены во всем мире и не могут использоваться одновременно – но есть одно исключение.
Это специальные устройства, ориентированные на применение в двух сетях одновременно – возможности расширены за счет установки специального программного обеспечения. Смартфоны оснащены возможностью получать сигнал двумя разными способами, характерными для этих сетей.
Существует достаточно большое количество производителей смартфонов, предлагающих двухдиапазонную продукцию с двумя сим-картами – это такие гиганты, как Xiaomi, Леново, Huawei, HTC и многие другие. Кроме того, вы можете приобрести модем, работающий в нужном диапазоне.
«Последний из могикан»
Крымский сотовый оператор «Интертелеком», работавший в стандарте CDMA-800, прекратил работу. Как говорится на сайте оператора, срок действия его лицензии закончился 1 января 2018 г., а Роскомнадзор отказался его продлить.
Абонентам «Интертелекома», находящимся в городе федерального значения Севастополь, предложено перейти в сеть партнера компании – сотового оператора «Севтелекомсвязь» (СТС, торговая марка «Севмобайл»). Абонентам «Интертелекома», находящимся на территории Республики Крым, вместе с Севастополем расположенной на полуострове Крым, такой возможности не предлагается.
Пресс-служба Роскомнадзора подтвердила CNews, что срок действия лицензии «Интертелекома» на работу в стандарте CDMA-800 не был продлен. Это связано с отсутствием решения Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) о выделении соответствующих частот.
На последнем заседании ГКРЧ, состоявшемся 27 декабря 2017 г., комиссия приняла отрицательное решение по вопросу продления срока использования частот в диапазоне 800 МГц на территории Крыма. Зная об этом, «Интертелеком» даже не стал подавать в Роскомнадзор заявку на продление срока действия своей лицензии, подчеркнули в пресс-службе ведомства.
Как в России появлялись и исчезали CDMA-операторы
У стандарта CDMA в России непростая судьба. Сети CDMA в диапазоне 800 МГц стали появляться в конце 1990-х годов. Однако в начале 2000-х власти объявили этому стандарту «войну»: диапазон 800 МГц было решено отдать под цифровое телевидение, а существующим операторам разрешили работать только до 2010 г. Крупнейший оператор стандарта CDMA-800 московский «Сонет» прекратил свою работу в 2005 г., остальные операторы закрылись в течение нескольких последующих лет.
В то же время стандарта CDMA стал развиваться в другом диапазоне – 450 МГц. Большинство таких операторов вошло в холдинг «Скай Линк», но к настоящему времени все операторы CDMA-450 также прекратили свою работу. Нынешний владелец «Скай Линка» оператор Tele2 в ряде регионов запустил на частотах оператора сети стандарта LTE-450.
На Украине операторов стандарта CDMA-800 изначально также ограничивали, но в середине 2000-х, наоборот, власти страны открыли им «зеленый свет». В 2014 г. к моменту воссоединения Крыма и России на территории полуострова было два оператора стандарта CDMA-800: «Интертелеком» и PeopleNet.
Исключение для Крыма
PeopleNet сразу покинул Крым, тогда как «Интертелеком» продал крымскую сеть одноименной компании, зарегистрированной в российской юрисдикции. Этой компании удалось договориться с российскими властями о продолжении работу, в результате чего крымский «Интертелеком» был единственным в России сотовым оператором стандарта CDMA-800.
В Крыму постепенно стали появляться и свои собственные сотовые операторы в стандартах GSM, 3G и LTE. Первым стал «К-Телеком» (торговая марка Win Mobile), использовавший инфраструктуру крымской «дочки» «МТС-Украина». Позднее появились операторы «КТК-Телеком» (торговая марка Volna Mobile), «Крымтелеком» и упомянутый СТС.
«Крымтелеком» и СТС работают на разных частях полуострова Крым: в республике Крым и в городе Севастополь соответственно. При этом абоненты обоих операторов пользуются безроуминговым пространством при поездках по полуострову.
«Крымтелеком» оказывает услуги и мобильной, и фиксированной связи. Оператор принадлежит властям республики. СТС на 51% принадлежит московскому системному интегратору «АйТи-Прогресс» (входит в группу «Прогресс»), на 49% — оператору фиксированной связи «Севастополь-Телеком», созданному властями Севастополя.
В Роскомнадзоре отметили, что у «Интертелекома» есть лицензия, позволяющая работать в качестве виртуального сотового оператора на территории Крыма и Севастополя. «Интертелеком» продолжает работать в Севастополе именно в качестве виртуального оператора на базе сети СТС.
Севастопольский оператор хочет в республику Крым
Ранее в социальной сети «Вконтакте» в группе «Мобильная связь в Крыму» сообщали, что СТС хочет работать не только в Севастополе, но и на территории Республики Крым. С этой целью СТС и «Интертелеком» якобы создают совместный холдинг, который будет использовать имеющуюся у «Интертелекома» в Республике Крым инфраструктуру. Правда, в таком случае остается непонятным, откуда у такого совместного предприятия возьмутся лицензия и частоты в республике Крым.
Гендиректор «Севастополь-Телеком» Ростислав Громов отказался прокомментировать совместную работу СТС и «Интертелекома». В пресс-службе холдинга «Прогресс» к моменту публикации не ответили на запрос CNews относительно данного проекта.
CDMA (англ. Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением (МДКР)) — технология связи, обычно радиосвязи, при которой каналы передачи имеют общую полосу частот, но разные кодирующие последовательности. Наибольшую известность на бытовом уровне получила после появления сетей сотовой мобильной связи, её использующих.
Содержание
Принцип работы [ править | править код ]
Для радиосистем существует два основных ресурса — частота и время. Разделение пар приёмников и передатчиков по частотам таким образом, что каждой паре выделяется часть спектра на всё время соединения, называется FDMA (Frequency Division Multiple Access). Разделение по времени таким образом, что каждой паре приёмник-передатчик выделяется весь спектр или большая его часть на выделенный отрезок времени, называют TDMA (Time Division Multiple Access). В CDMA (Code Division Multiple Access) для каждого узла выделяется весь спектр частот и всё время. CDMA использует специальные коды для идентификации соединений. [1] Каналы TRAFIK при таком способе разделения среды создаются посредством применения широкополосного кодо-модулированного радиосигнала — шумоподобного сигнала, передаваемого в общий для других аналогичных передатчиков канал в едином широком частотном диапазоне. В результате работы нескольких передатчиков эфир в данном частотном диапазоне становится ещё более шумоподобным. Каждый передатчик модулирует сигнал с применением присвоенного в данный момент каждому пользователю отдельного числового кода, приёмник, настроенный на аналогичный код, может вычленять из общей какофонии радиосигналов ту часть сигнала, которая предназначена данному приёмнику. В явном виде отсутствует временное или частотное разделение каналов, каждый абонент постоянно использует всю ширину канала, передавая сигнал в общий частотный диапазон, и принимая сигнал из общего частотного диапазона. При этом широкополосные каналы приёма и передачи находятся на разных частотных диапазонах и не мешают друг другу. Полоса частот одного канала очень широка, вещание абонентов накладывается друг на друга, но, поскольку их коды модуляции сигнала отличаются, они могут быть дифференцированы аппаратно-программными средствами приёмника.
При кодовой модуляции применяется техника расширения спектра с множественным доступом. Она позволяет увеличить пропускную способность при неизменной мощности сигнала. Передаваемые данные комбинируются с более быстрым шумоподобным псевдослучайным сигналом с использованием операции побитового взаимоисключающего ИЛИ (XOR). На изображении ниже показан пример, демонстрирующий применение метода для генерации сигнала. Сигнал данных с длительностью импульса T b <displaystyle T_> 
комбинируется при помощи операции XOR с кодом сигнала, длительность импульса которого равна T c <displaystyle T_(зам: ширина полосы пропускания пропорциональна 1 / T <displaystyle 1/T> , где T <displaystyle T> = время передачи одного бита), следовательно ширина полосы пропускания сигнала с данными равна 1 / T b <displaystyle 1/T_и ширина полосы пропускания получаемого сигнала равна 1 / T c <displaystyle 1/T_. Так как T c <displaystyle T_много меньше T b <displaystyle T_, ширина полосы частот получаемого сигнала намного больше, чем таковая оригинального сигнала передаваемых данных. Величина T b / T c <displaystyle T_/T_называется фактором распространения или базой сигнала и определяет в известной мере верхний предел числа пользователей, поддерживаемых базовой станцией одновременно.
Преимущества [ править | править код ]
- Гибкое распределение ресурсов. При кодовом разделении нет строгого ограничения на число каналов. С увеличением числа абонентов постепенно возрастает вероятность ошибок декодирования, что ведёт к снижению качества канала, но не к отказу обслуживания.
- Более высокая защищённость (скрытность) каналов. Выделить нужный канал без знания его кода весьма трудно. Вся полоса частот равномерно заполнена шумоподобным сигналом.
- Телефоны CDMA имеют меньшую пиковую мощность излучения и потому позволяют более экономно расходовать батарею.
Эволюция систем сотовой связи, использующих технологию CDMA [ править | править код ]
Технология множественного доступа с кодовым разделением каналов известна давно. В СССР первая работа, посвящённая этой теме, была опубликована ещё в 1935 году Д. В. Агеевым в работе «Кодовое разделение каналов». В ней было показано, что при использовании линейных методов возможны три вида разделения сигналов: частотное, временное и компенсационное (по форме).
Технология кодового разделения каналов CDMA, благодаря высокой спектральной эффективности, является радикальным решением дальнейшей эволюции сотовых систем связи.
CDMA2000 является стандартом 3G в эволюционном развитии сетей cdmaOne (основанных на IS-95). При сохранении основных принципов, заложенных версией IS-95A, технология стандарта CDMA непрерывно развивается.
Последующее развитие технологии CDMA происходит в рамках технологии CDMA2000. При построении системы мобильной связи на основе технологии CDMA2000 1Х первая фаза обеспечивает передачу данных со скоростью до 153 кбит/с, что позволяет предоставлять услуги голосовой связи, передачу коротких сообщений, работу с электронной почтой, интернетом, базами данных, передачу данных и неподвижных изображений.
Переход к следующей фазе CDMA2000 1X EV-DO Rev. 0 происходит при использовании той же полосы частот 1,25 МГц, скорость передачи — до 2,4 Мбит/с в прямом канале и до 153 кбит/с в обратном, что делает эту систему связи отвечающей требованиям 3G и даёт возможность предоставлять самый широкий спектр услуг, вплоть до передачи видео в режиме реального времени.
Следующей фазой развития стандарта в направлении увеличения сетевой ёмкости и передачи данных является 1XEV-DO Rev A: передача данных со скоростью до 3,1 Мбит/с по направлению к абоненту и до 1,8 Мбит/с — от абонента. Операторы смогут предоставлять те же услуги, что и на базе Rev. 0, а, кроме того, передавать голос, данные и осуществлять широковещание по IP сетям. В мире уже есть несколько таких действующих сетей.
Разработчики оборудования CDMA связи запустили [ когда? ] новую фазу — 1XEV-DO Rev B, — с целью достигнуть следующих скоростей на одном частотном канале: 4,9 Мбит/с к абоненту и 1,8 Мбит/с от абонента. К тому же будет обеспечиваться возможность объединения нескольких частотных каналов для увеличения скорости. Например, объединение 15 частотных каналов (максимально возможное количество) позволит достигать скоростей 73,5 Мбит/с к абоненту и 27 Мбит/с от абонента. Применение таких сетей — улучшенная работа чувствительных к временным задержкам приложений типа VoIP, Push to Talk, видеотелефонии и сетевых игр.
Основными компонентами коммерческого успеха системы CDMA2000 являются более широкая зона обслуживания, высокое качество речи (практически эквивалентное проводным системам), гибкость и дешевизна внедрения новых услуг, высокая помехозащищённость, устойчивость канала связи от перехвата и прослушивания.
Также немаловажную роль играет низкая излучаемая мощность радиопередатчиков абонентских устройств. Так, для систем CDMA2000 максимальная излучаемая мощность составляет 250 мВт. Для сравнения: в системах GSM-900 этот показатель равен 2 Вт (в импульсе, при использовании GPRS+EDGE с максимальным заполнением; максимум при усреднении по времени при обычном разговоре — около 200 мВт). В системах GSM-1800 — 1 Вт (в импульсе, средняя чуть меньше 100 мВт).
