Site hosted by Angelfire.com: Build your free website today!

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

 

DIPLOMSKI RAD

Neven Zubak

Razvoj mobilne telefonije u svijetu i kod nas

ZAGREB, OŽUJAK 1999.

 

MENTOR:

dr. M. Mikula

 

Sadržaj : strane

1.Uvod 1 – 11

1.1. NMT (analogni sustav) 1 – 3

1.2. GSM (digitalni sustav) 3 – 6

1.3. Sustav treće generacije 7 – 8

1.4. Budući razvoj 9 – 11

2.Općenito o mobilnim radio telefonskim sustavima 12 – 32

2.1. Pojmovi 12 – 14

2.2. Struktura mobilne mreže 15 – 18

2.3. Elementi mobilne telefonske mreže 18 – 19

2.3.1. Mobilni telefon 19 – 22

2.4. Ćelijsko planiranje 22 – 24

2.5. Frekvencijski plan 24 – 25

2.6. Tarifiranje 25 – 26

2.7. Korisničke usluge 26 – 31

 

3.Razvoj mobilne telefonije u svijetu 32 – 35

3.1.Analogni sustavi 36 – 39

3.2.Digitalni sustavi 40 – 55

3.2.1. Uvod 40 – 44

3.2.2. Razvoj tržišta 44 – 45

3.2.3. Nove usluge 53 –55

 

4.Razvoj mobilne telefonije u Hrvatskoj 56 – 57

4.1.Analogni 58 – 72

4.1.1. Slika mobilne telefonske mreže u Hrvatskoj 60 – 62

4.1.2. Usluge 63 – 65

4.1.3. MTX – telefonska centrala za posredovanje

radiomobilnog prometa 65 – 66

4.1.4. Osnovni prikaz rada MTX centrale Zagreb 67 – 68

4.1.5. MTX-Tarifiranje i obrada tarifnih pdataka (Biling) 68 – 71

4.1.6. Planiranje i budući kapaciteti MTX Zagreb 71 – 72

4.2.Digitalni 73 – 86

4.2.1. Ćelijsko planiranje 74 – 76

4.2.2. Faze planiranja i izgradnje 76 – 79

4.2.3. Usluge 79 – 80

4.2.4. Roaming partneri 81 – 84

4.2.5. Clearning House Company (EDS) i obračunavanje 84 – 86

 

5.Problematika 87 – 92

5.1. TK-operator 87 – 89

5.2. Korisnik 89 – 92

 

6.Zaključak 93 – 99

6.1. TK-operator 93 - 97

6.2. Korisnik 97 – 99

 

7.Literatura 100

UVOD

Radiomobilna telefonija je u proteklih petnaestak godina na cjelokupnom svjetskom telekomunikacijskom tržištu opravdano postigla epitet najrentabilnije eksponencijalno rastuće telekomunikacijske usluge. Razlog je u tome što je mobilni telefon postao pristupačan svakom čovjeku i dio je njegovih dnevnih aktivnosti. Mogućnost neprekidnog kontakta s okolinom bez obzira gdje se čovjek nalazi, postao je novi cilj razvoja radiomobilne telefonije.

U ne tako davnoj prošlosti, prije petnaestak godina, u svijetu je uvedeno u eksploataciju nekoliko radiomobilnih telefonskih sustava koji su se temeljili na različitim standardima.

 

NMT (analogni sustav)

Prvi među njima je bio NMT (Nordic Mobile Telephone) standard iz 1981 godine. NMT je analogni sustav javne pokretne telefonije prve generacije namijenjen isključivo govornoj komunikaciji, karakteriziraju ga jednoslojna ćelijska struktura te relativno veliki korisnički terminali, prvenstveno za ugradnju i uporabu u vozilu.

NMT standard razvijen je zajedničkim radom operatora četiriju skandinavskih zemalja uz aktivno sudjelovanje proizvođača opreme (Ericsson). U početku je predviđao rad u frekvencijskom području od 450 MHz (NMT 450) da bi kasnije bio proširen i na frekvencijsko područje od 900 MHz (NMT 900). Nakon skandinavskih zemalja standard je ubrzo prihvaćen i u Zapadnoj Europi, Azijsko-Pacifičkom području, te zemljama Perzijskog Zaljeva i Sjeverne Afrike.

Nešto kasnije standard je prihvaćen i u zemljama Centralne i Istočne Europe što je bio značajan poticaj njegovom daljnjem razvoju i usavršavanju.

Bliska povijest razvoja radiomobilne telefonije u Europi mora dodirnuti i 1982. godinu kada nordijske zemlje šalju konkretan prijedlog CEPT-u (Conference European for Postal and Telecommunications Administrations) o novom europskom radiomobilnom standardu na frekvencijskom području od 900 MHz, a na osnovama NMT standarda. Da je taj standard tih godina bio prihvaćen od ostatka Europe, predstavljao bi analognog prethodnika današnjeg GSM-a. Ovaj standard jedini je tada omogućavao funkciju slobodnog kretanja radiomobilnih pretplatnika, primanje i odašiljanje poziva u svakom trenutku i s istog mobilnog telefona, neovisno o tome u kojoj se zemlji Europe trenutačno nalaze.

Neočekivano velik broj pokretnih pretplatnika te do tada neslućeni trendovi mjesečnog i godišnjeg porasta ubrzo su, posebno u pojedinim područjima velike koncentracije pretplatnika kao što su poslovni centri velikih gradova, počeli prerastati kapacitivne mogućnosti sustava prve generacije. Potreba za povećanjem kapaciteta odnosno učinkovitijem iskorištenjem frekvencijskog spektra, uz druge čimbenike kao što su mogućnost prijenosa podataka, potreba zaštite informacija, upotreba malih ručnih pretplatničkih uređaja, hijerarhijska ćelijska struktura, globalno područje djelovanja itd. doveli su do razvoja digitalnih sustava javne pokretne telefonije - sustava druge generacije.

Razvojem sustava druge generacije nije prestao ni sam razvoj, usavršavanje i primjena standarda i sustava prve generacije te su se oni, posebno u izvedbama pojedinih proizvođača, sa stanovišta pretplatničkih usluga i mogućnosti približili sustavima druge generacije.

Prvi mobilni aparati koji su se u Zagrebu pojavili stajali su 16 000 DEM, te je na neekonomskoj osnovi, ali s idejom razvoja nacionalne privrede i usluga izračunato da to mora toliko koštati. Dakako i ostalo je također bilo drugačije, telefoni, impulsi, kvaliteta i spektar usluga ponajviše. Kako je NMT za rad koristio područje frekvencije od 450 MHz koje je prema planu frekvencija tadašnje SFRJ bilo rezervirano za vojne potrebe jedini izlaz bio je pomicanje na drugu frekvenciju.

Nizom kompromisa primarno u projektiranju modem mreže koja se na kraju može i realizirati odabrana je frekvencija 410/420 MHz te osigurana isporuka i izgradnja mreže odašiljača koje su povezane na glavnu telefonsku centralu Ericsson AXE 10. Sama je centrala tada kao i danas srce sustava NMT mreže te je prva instalirana centrala za potrebe mobitel sustava u HR i SL bila znatno moćnija od redovnih AXE za potrebe obične telefonije. Aparati nisu podsjećali na pokretne telefone kakvi su se viđali na zapadu. Slovenski je PTT sudjelovao u poslu ravnopravno nudeći iste usluge svojim pretplatnicima ponudivši tu i tamo poneki nešto moderniji uređaj bez bitne razlike u kvaliteti.

Pravi je poticaj prodaji i razvoju NMT mreže donio rat. Država je sama masovno kupovala mobilne aparate, ali s primirjem i priznanjem te dolaskom UNPROFOR-a, mnogih međunarodnih organizacija, diplomatskih i inih predstavništva potreba je za mobitelima rasla u pojedinim razdobljima i iznad mogućnosti HPT-a da isporuči opremu.

 

GSM (digitalni sustav)

GSM (Global System for Mobile Communication) globalni sustav za pokretne komunikacije.

Brzi tehnološki razvoj i sve izraženije potrebe korisnika mobilne telefonije rezultirali su uvođenjem novog, ćelijskog sustava za pokretnu telefoniju, radi se naravno o GSM sustavu, sofisticiranome, digitalnom sustavu za pokretne komunikacije, visoke kvalitete i zaštite prenošenih informacija.

GSM sustav razvijan je tijekom 80.-tih godina u Švedskoj, a početkom 90.-tih je krenuo osvajati Europu, a danas je prisutan u više od 100 zemalja svijeta s oko 60 miljuna korisnika.

Posebno svojstvo GSM mreže je tzv. međunarodni roaming. To je pojam koji označava mogućnost uporabe pokretnog telefona unutar GSM mreža diljem svijeta, odnosno izvan granica matične zemlje. GSM sustav je u mogućnosti da vas pronađe gdje god se nalazili unutar područja pokrivanja mreže. Na ovaj način vam je omogućeno korištenje vlastitim telefonom i u inozemstvu i kod kuće, uz naplatu troškova na vašem računu u Hrvatskoj. Tehnička struktura GSM mreže zasigurno je jedna od najsloženijih struktura u oblasti ćelijskih mreža za pokretne komunikacije.

Mobilni sustav GSM predstavlja komunikacijsku infrastrukturu koja omogućava komunikaciju u pokretu, prije svega govora, a uz određene adaptere i prijenosa podataka do 9,600 kbit/s. Sustav je potpuno digitalan što znači da se može potpuno integrirati u stacionarnu digitalnu telekomunikacijsku mrežu. U slučaju prijenosa podataka nisu potrebni modemi (osim ako se veza prespaja u analognu mrežu). GSM tehnologija je usvojena kao internacionalni standard tako da je komunikacija omogućena na širokom prostoru, bez obzira na granice, a mogućnosti se definiraju jedino odnosima pojedinih operatora. Osnovna struktura sustava sastoji se od sustava baznih stanica sa njihovim kontrolerima (BTS i BSC) te komunikacijskog sustava koji omogućava vezu kako sa javnom fiksnom mrežom, tako i vezu unutar pokrivanja GSM mreže. Korisnički terminal (Mobilna stanica - MS) zaštićen je od zloupotrebe na više načina.

  1. Indetitet uređaja (IMEI kod)

  2. SIM kartica (IMSI kod)

  3. PIN kod

GSM provjerava indetitet uređaja i indetitet pretplatnika u centru za verifikaciju (automatska procedura sa bazom podataka), dok PIN kod omogućuje upravljanje MS -om bez zaporke.

Prijenos govora obavlja se PCM tehnikom sa posebnim kodiranjem što daje brzinu od samo 13 kbit/s (za razliku od normalnog telefonskog kanala 64 kbit/s) čime se štedi na informacijskom volumenu. Odašiljanje i prijem informacija u radio kanalu obavlja se tako da se šalju vremenski odsječci sa 8 kanala kao i 1 paket u vremenu od 0.577 ms. Odašiljanje paketa (VURST) od vremena prijema za 3 x 0.577 ms tako da se u radio uređajima može pojednostaviti elektronika, a time i ušteda energije. Sinkronizacija vremenskih odsječaka obavlja se po posebnim kanalima čime se osigurava integritet veze i pravilno očitovanje digitalnih informacija.

Osim govornih kanala u sustavu GSM postoji još nekoliko kontrolnih kanala koji služe za indetifikaciju BS-a, prijem zahtjeva za vezu od mobilne stanice, te upućivanje poziva mobilnoj stanici.

Mobilna stanica kontinuirano prima kontrolne kanale i podešava se sukladno situaciji u kojoj se nalazi (promjena bazne stanice, područje MSC i sl.). Na taj način osigurana je sigurna dostupnost mobilnih stanica u mreži jer se ovisno o lokaciji mobilne stanice kontinuirano ažurira stanje datoteka koje u bazi podataka sadrže posebne podatke za uspostavljanje veze.

Kao i svaka druga mreža za javne pokretne komunikacije, GSM mreža predstavlja svojevrsnu nadgradnju u javne telefonske mreže koja omogućava da korisnici komuniciraju i u uvjetima “kretanja”, tj. da poslovna i privatna komunikacija postane potpuno neovisna o trenutnom mjestu boravka pojedinog korisnika.

Potrebno je istaknuti da je GSM sustav zasnovan na digitalnoj tehnologiji, što omogućuje bolju kvalitetu usluge i kod slabih signala i velikih smetnji.

Pitanje zaštite informacija i sigurnosti prijenosa na radijskom sučelju mreže posvećena je iznimna pozornost, tako da korisnici dobivaju najviše što stanje današnje tehnologije može osigurati.

Neki karakteristični podaci za GSM mrežu: frekvencijski opseg joj je 890 - 915 i 935 - 960 MHz, broj frekvencija je 126, a broj kanala je 124 x 8 = 992, širina jednog kanala je 200 kHz, domet pokrivanja jedne bazne stanice (promjer) koji zavisi i o konfiguraciji tla i okoline (objekata) i ona se kreće od 0,2 do 35 km, snaga mobilne stanice je 2W, a kvaliteta govorne veze je najbolja.

Veza prema PSTN (Public Switches Thelephon Network) tj. javnoj telefonskoj mreži je CCITT No. 7 (blue book).

GSM pruža i dodatne usluge koje se u principu najčešće naplaćuju, a cijena im zavisi o usluzi koju pružaju prema korisniku. Neke usluge su i besplatne.

GSM - aparati se ne mogu koristiti u NMT mreži i obrnuto jer se radi o dvije sasvim različite veze koje nemaju veze jedna sa drugom. Osnovna im je razlika u frekvenciji i u tome da je jedna analogna, a druga je digitalna.

Važno je još napomenuti da su kod analognog i digitalnog sustava razvijene još neke tehnologije navedene u daljnjem tekstu, kao što su AMPS, TACS - analogni i GSM 900, DCS 1800 i PCS 1900.

 

Sustavi treće generacije

Iako treća generacija pokretnih komunikacijskih sustava vjerojatno neće biti u komercijalnoj uporabi u ovom stoljeću, intezivno se radi na njenom definiranju i standardizaciji.

FPLMTS (Future Public Mobile Telephone System) pod okriljem ITU i UMTS (Universal Mobile Telecommunication Services) ustanovljen u okviru ETSI dvije su organizacije koje koordinirano rade na definiranju i razvoju treće generacije pokretnih komunikacijskih sustava. Njihova vizija je uzeti i unaprijediti najbolje karakteristike fiksnih i pokretnih komunikacijskih sustava koji će omogućiti bilo koju zahtijevanu komunikacijsku uslugu. Sustavi treće generacije raditi će u multimedijskom okruženju, bitno drugačijem od današnjeg telekomunikacijskog okruženja i upravljanom različitim čimbenicima (telekomunikacijska, računalna, softverska, TV i video industrija itd.), s bitnim naglaskom na raznolikost aplikacija i usluga. Za razliku od današnjeg okruženja u kojem su nosioci usluga elementi mrežne infrastrukture, naglasak će vjerojatno biti na uvođenju usluga u korisničke terminale, dok će mreža ponajprije služiti prijenosu programskih posrednika među njima.

Bitna razlika između sustava druge i treće generacije je u tome što sustavi treće generacije moraju biti širokopojasni, podržavajući različite usluge prijenosa podataka do brzine od 2 Mbit/s.

Taj cilj može biti dostignut potpuno, a prvi korak je podržavanje 64 kbit/s ISDN osnovnog pristupa.

Treća generacija pokretnih komunikacijskih sustava mora osigurati kvalitetu govora jednaku kvaliteti u fiksnoj mreži, mora omogućiti video telefon, predvidjeti uporabu zemaljskih i satelitskih elemenata mreže u cilju globalnog pokrivanja, višemodne terminale, hijerarhijsku strukturu ćelija sa višestrukim slojevima te multioperatorsko okruženje u kojemu će, npr. jedan operator podržavati usluge u uredskim i stambenim prostorima, drugi omogućavati javni ćelijski, a treći globalni satelitski pristup.

Rad na izboru i razvoju tehnologije treće generacije pokretnih komunikacijskih sustava odvija se i unutar RACE programa Europske komisije.

S obzirom na kompleksnost, najveći značaj pridaje se razvoju radijskog sučelja koje mora udovoljiti već svim navedenim zahtjevima.

Zato su uspostavljena dva projekta:

- CODIT koji razmatra DS-CDMA (Direct Sequence Code Division Multipe Access) pristup te,

- ATDMA koji razmatra adaptivni TDMA pristup kao moguću tehnologiju sustava treće generacije.

Iako je originalni koncept razvoja sustava treće generacije preferirao uspostavu sasvim novog globalnog standarda i novih tehnologija, sve više prevladava uvjerenje da se treća generacija pokretnih komunikacijskih sustava može bazirati na postupnom razvoju postojećih standarda i tehnologije. Tome je u mnogome pridonjela svjetska raširenost i uspjeh ćelijskih pokretnih sustava TDMA pristupa (GSM, D-AMPS i iz njih izvedenih standarda) te njihov kontinuirani razvoj prema zahtjevima sustava treće generacije.

 

Budući razvoj mobilne telefonije

Budući razvoj mobilne telefonije u RH će se odvijati u dva pravca. Prvi je ujedno i stariji, proširenje i modernizacija postojećih kapaciteta NMT 450 sustava, dok je drugi vezan za puštanje u eksploatacijski rad prve radio mobilne centrale GMSC (Getawey Mobile Switching Center) (koja je puštena u ekspemintarlni rad 11. kolovoza 1995 godine), za posluživanje onih mobilnih pretplatnika koji žele nositi vlastiti mobilni uređaj putujući Europom (International Roaming) sa mogučnošću da zovu i da budu pozvani tj. za uvođenje GSM sustava u Hrvatskoj.

NMT 450 - Trebaju se učiniti koraci glede povečanja kapaciteta radiomobilne mreže paralelno sa podizanjem aplikacija MTX centrale na svjetsku razinu NMT 450 standarda, a sa ciljem postizanja bolje funkcionalnosti sustava u cijelini. MTX Zagreb povezana je sa stacionarnom mrežom kako to nalažu svjetski standardi, a isto je tako smještena u mobilnu telefonsku mrežu. Za sada je mobilna mreža vezana uz spojne putove na razini magistralne telefonske mreže, ali je samo pitanje politike razvoja kada će više MTX centrala biti izravno povezano i činiti zasebi dio TK mreže Hrvatske. Modularnost AXE sustava omogućuje MTX-Zg uključenje u paneuropski GSM sustav preko sučelja za PLMN (Public Land Mobile Network).

GSM- je otvoreni standard za sustave pokretnih telekomunikacija, razvijen pod pokroviteljstvom međunarodnog tijela za standardizaciju u telekomunikacijama.

U vrijeme kada je razvijen standard GSM, u kasnim 1980-im godinama, mnogi proizvođači telekomunikacijske opreme su smatrali da je previše kompleksan. Prevladavalo je mišljenje da je u njega ugrađeno previše mogućnosti od kojih neke nikada neće biti korištene.

Današnji stupanj ovog standarada kao i potrebe za daljnjim unapređenjem mogućnosti rada i usluga potpuno su opovrgli ovo mišljenje. Mreže pokretne telefonije u standardu GSM su danas uspostavljene u više od 100 zemalja diljem svijeta i dalje se šire.

Svakog mjeseca se negdje u svijetu uvede u komercijalnu upotrebu neka nova GSM mreža i predviđa se da će ovaj standard biti uveden u više od 130 zemalja s više od 300 operatora do kraja ovog desetljeća s bazom većom od 300 miljuna pretplatnika.

Razvoj standarda GSM-a još nije prestao. On je danas u fazi u kojoj je osnovni naglasak na prijenosu podataka (povećanje kapaciteta prijenosa do 115 kbit/s), uključujući dodatne usluge usmjerene na poslovno orijentirane korisnike. GSM nastavlja uvoditi nova aplikacijska područja kao što su poslovno okruženje u zatvorenom prostoru s primjenom mikro i piko baznih stanica. U svom razvoju je otišao najdalje u usporedbi sa konkurentskim standardima, prema formiranju baze za realizaciju najsveobuhvatnijeg sustava pokretne telefonije danas - sustava koji će biti utemeljen na satelitskoj mreži baznih stanica kojom će se moći ostvariti potpuno pokrivanje cijele planete zemlje sa radijskim signalom.

I zato nije pretjerano reći da je GSM standard koji postavlja standarde.

 

 OPĆENITO O MOBILNIM RADIO-TELEFONSKIM SUSTAVIMA

 

 

Pojmovi

Specifične karakteristike i mogućnosti koje imaju mobilni pretplatnici zahtijevaju uvođenje nekih pojmova s kojima se u stacionarnoj mreži nismo susretali, a to su:

Centrala za mobilnu telefoniju (MTC, MSC ili MTX)

Telefonska centrala AXE opremljena podsistemom za mobilnu telefoniju (MTS). Ta centrala upravlja prometom između mobilnih stanica unutar njenog područja posluživanja i prometom od/prema javnoj telefonskoj mreži. Centrala također nadzire rad njoj podređenih baznih stanica (BS).

Bazna stanica (BS)

Služi za prilagođavanje rada bežičnog radio telefona na centralu za mobilnu telefoniju. Omogućava bežičnu komutaciju s mobilnim pretplatničkim uređajem (MS) preko određenog broja radio kanala te nadzor uspostavljene veze i razna mjerenja.

Mobilna stanica (MS)

Oprema mobilnog pretplatnika - radio telefon.

Područje bazne stanice (ćelija)

Područje koje bazna stanica pokriva radio - signalom.

Prometno područje

Područje koje prekriva grupa baznih stanica unutar kojeg se selektivni poziv mobilnom pretplatniku prenosi istovremeno preko svih baznih stanica u grupi.

Područje posluživanja (Servisno područje)

Grupa prometnih područja, koja čine područje posluživanja centrale za mobilnu telefoniju.

Neograničeno kretanje

Svaka MTC centrala pokriva određeno geografsko područje, a pretplatnicima je dopušteno prelaziti iz područja jedne u područje druge centrale, a da sami o tome ne moraju voditi računa.

Kanal

Predstavlja dio prijenosnog sistema koji omogućava prijenos informacija između dvije točke (MTC - BS ili BS - MS). BS i MS su povezana pomoću radio kanala, dok veza između MTC i BS može biti žičana ili bežično - radio relejni kanali.

Matična centrala (vlastita centrala)

Svaki mobilni pretplatnik i njegovi podaci registrirani su u jednoj centrali i to je za nekog pretplatnika njegova matična centrala.

Surađujuća centrala

Ukoliko u mobilnoj mreži postoji više centrala onda su sve ostale centrale u odnosu na matičnu centralu nekog mobilnog pretplatnika surađujuće.

Posjećena centrala

Surađujuća centrala koja kontrolira promet na području posluživanja na koje je došao mobilni pretplatnik iz područja posluživanja matične centrale.

Vlastiti pretplatnik

Pretplatnik čiji se podaci administriraju u matičnoj centrali.

Pretplatnik posjetilac

Pretplatnik koji pripada surađujućoj centrali, ali se trenutno nalazi na području centrale koja nije matična.

 

Struktura mobilne mreže

Sistem za mobilnu telefoniju je organiziran kao dvo-hijerarhijski sistem (vidi sliku 4).

Slika 4. Hijerarhijska podjela mobilne telefonske mreže

Bazne stanice spojene na istu centralu MTC formiraju područje posluživanja. Unutar područja posluživanja selektivni se poziv prema mobilnom pretplatniku šalje paralelno preko svih baznih stanica u području ako je područje manje, a ako je veće, područje posluživanja se dijeli u više prometnih područja pa se i selektivni poziv upućuje samo preko baznih stanica unutar prometnog područja. Područje jedne bazne stanice je radio zona ili ćelija. Sva područja posluživanja čine mobilnu telefonsku radio mrežu. Svakoj ćeliji pripada određeni broj radio frekvencija ili kanala. Susjednim ćelijama su dodijeljene različite frekvencije da se izbjegne utjecaj interferencije. Ćelije dovoljno međusobno razdvojene udaljenošću ili konfiguracijom terena mogu istovremeno koristiti iste frekvencije. Unutar sistema, grupa frekvencija se na ovakav način može višestruko koristiti što osigurava efikasno korištenje frekventnog spektra i veliki kapacitet mobilnog sistema (vidi sliku 5).

Slika 5. Ćelijska struktura mobilne telefonske mreže

 

U svakoj baznoj stanici jedan kanal se koristi kao pozivajući, a ostali su prometni kanali. Taj raspored je fleksibilan tako da se pozivajući kanal može koristiti kao prometni i obrnuto.

Veličina ćelije ovisi o konfiguraciji terena, visini antenskog stupa bazne stanice, vrsti antene i prometnim zahtjevima. Radijus ćelije varira od 2 do 40 km, a najčešće 20 do 25 km. Takve veće ćelije pokrivaju veliko područje s relativno malim brojem mobilnih pretplatnika u npr. prigradskim i ruralnim područjima, a u početnim fazama razvoja mobilnog sustava, kada je broj mobilnih pretplatnika još mali, zadovoljavaju i područja u kojima će poslije koncentracija mobilnih pretplatnika biti veća. Porastom broja mobilnih pretplatnika raste i broj korištenih kanala u ćeliji. Kada se iskoriste svi raspoloživi kanali ćelija se dijeli u više manjih ćelija, pa se znatno veći broj frekvencija može ponavljati. Na taj se način mobilni sustav može postupno prilagoditi svakom prometnom zahtjevu.

Broj kanala prvo postaje ograničavajući faktor u zadovoljavanju prometnih zahtjeva u područjima s većom koncentracijom mobilnih pretplatnika. To su u prvom redu područja velikih gradova gdje se zbog ograničavajućih udaljenosti ne mogu ponavljati iste frekvencije. Da bi se u njima povećao prometni kapacitet, a time i broj pretplatnika, primjenjuje se tehnika malih ćelija. Radijus ćelije se znatno smanjuje (u NMT na oko 5 km) tako da se iste frekvencije koriste više puta u gradskom području.

Bazne i mobilne stanice emitiraju reduciranom snagom. Izlazna snaga mobilne stanice mijenja se nalogom iz MTX-a. Na taj se način razmak između baznih stanica koje koriste iste frekvencije znatno smanjuje, kanali se koriste djelotvornije, a kapacitet sustava s ograničenim brojem kanala povećava.

Daljnje povećanje mogućnosti tehnike malih ćelija postiže se korištenjem frekventnog područja od 800 do 900 MHz, što je posebno zanimljivo u SAD i Japanu. Koristeći prednosti smanjene propagacije radio-signala u tim područjima, te reducirajući odašiljačku snagu predajnika bazne stanice i mobilnih stanica, omogućava se ponovno korištenje istih frekvencija na udaljenostima od svega 6 do 10 km. Radijus ćelije smanjuje se na 1 km pa čak i manje.

Telefonska centrala AXE 10 za mobilnu telefoniju može kontrolirati 1 do 8 prometnih područja, a svako prometno područje može sadržavati 1 do 64 radio-zone. Maksimalan broj radio zona u servisnom području je 256. Maksimalni kapacitet MTX-a je približno 30.000 istodobnih veza.

 

Elementi mobilne telefonske mreže

 

Sistem za mobilnu telefoniju sastoji se od tri osnovna dijela:

    1. Jedne ili više centrala AXE s podsistemom za mobilnu telefoniju (MTS). Takva centrala se označava kao centrala MTC, MSC ili MTX.
    2. Baznih stanica (BS) spojenih na MTC koje omogućavaju komunikaciju s pretplatničkim uređajem preko radio kanala.
    3. Pretplatničkog uređaja ili mobilne stanice (MS).

Slika 6. Organizacija mreže mobilne telefonije

 

Mobilni telefon

Mobilni telefon prema slici 7. možemo podijeliti na tri jedinice:

- radno upravljačka jedinica

- logičko upravljačka jedinica

- radio jedinica

Slika 7. Blok shema mobilnog telefona

 

a) Radno upravljačka jedinica

Radno upravljačka jedinica sadrži funkcionalne jedinice koje upotrebljava korisnik. Radno upravljačka jedinica sadrži:

-MT kombinaciju (slušalicu)

-tipku za uključenje i isključenje

-tipkovnicu

-displej

-servisne indikatore

-pozivni indikator

-indikator za roaming alarm

-birač koda zemlje

-signalizator za poziv i grešku

-posebni mikrofon-zvučnik sa mogučnošću podešavanja jačine zvuka

-preklopku za rad bez ruku

 

b) Logičko upravljačka jedinica

Mobilni sustav zahtijeva složenost mobilnog telefona. Velik broj funkcija, te upotreba njihovih kombinacija, zahtijevala je da logika mobilnog telefona bude realizirana sa mikroprocesorom.

Mikroprocesor daje brojne funkcionalne mogućnosti kao: što su elektroničko zaključavanje, zabrana biranja nekih brojeva, memoriranje skračenih brojeva i dr.

Ostvarene su i vrlo važne funkcije:

-dekodiranje signala primljenog od MTX, te obrada primljenih informacija:

-identifikacija pozivnog kanala

-identifikacija prometnog kanala

-identifikacija prometnog područja

-pozivanje mobilnog telefona

-zahtjev za identifikaciju

-naredba za promjenu kanala

-naredba za raskidanje veze

 

c) Radio jedinica

Radio jedinica sadrži odašiljač i prijemnik koji su spojeni na zajedničku antenu preko dupleks filtera. Frekventna sintezna jedinica generira frekvencije za 168 kanala. Zbog dupleksnog rada potrebno je kontrolni signal sa bazne stanice vratiti preko mobilnog telefona, čime se omogučuje kontrola kvalitete prijenosa. Izlazna snaga odašiljača je 15 W. Također se koristi prijenosni mobilni telefon sa ugrađenom baterijom.

 

Ćelijsko planiranje

U sistemu za mobilnu telefoniju pod ćelijom se podrazumijeva područje pokriveno radio signalom s jedne pozicije tj. bazne stanice.

Ćelije mogu biti (NMT):

- velike ćelije, najčešće kružnog oblika s radijusom 20 - 30 km (slika 8.)

- male ćelije, najčešće kao dio kruga s radijusom 1 - 20 km (slika 9.)

- koridor ćelije, u određenom smjeru za pokrivanje cesta, tunela i sl.

GSM:

- makro-ćelija

- mikro-ćelije

- piko-ćelije

Optimalna mreža za mobilnu telefoniju se sastoji od velikih i malih ćelija. Kakav će se tip ćelija koristiti u sistemu ovisi o intenzitetu prometa na pojedinom području.

Tehnika velikih ćelija se koristi na područjima gdje je mali broj pretplatnika.

Tehnika malih ćelija se koristi za područja s velikim intenzitetom prometa. Tehnika malih ćelija znači korištenje puno baznih stanica s malim područjem prekrivanja radio signalom.

U principu se radijus ćelije može po želji smanjivati, ali posljedica toga može biti prevelik broj "hand-off" -ova u toku jednog razgovora što u stvari znači ometanje normalnog razgovora.

Slika 8. Struktura mreže s velikim ćelijama

 

Slika 9. Dio mreže s malim ćelijama

 

 

Frekvencijski plan

Svim korisnicima dobro je poznato da je frekventni spektar vrlo eksploatiran. Radi povećanja iskoristivosti raspoloživog spektra, a time i djelatnosti mobilnih radio komunikacija davan je niz prijedloga i uvođene su mnoge mjere. Među mjerama koje su dale konkretnije rezultate valja istaknuti redukciju vremena korištenja spektra za pojedine namjene, redukciju frekventnog pojasa potrebnog za pojedine aplikacije, korištenje istih frekvencija od strane različitih korisnika, ponovno korištenje istih frekvencija nakon dovoljnog geografskog razmaka i slično.

Frekventni spektar raspoloživ za mobilne telefonske sisteme varira od zemlje do zemlje. Ipak, većina novih sistema koristi područje od 4OO-5OO MHz, koje osigurava optimalne uvjete propagacije i zaštite od interferencije.

Po tehničkim uvjetima sistem mreže mobilnih radio-telefonskih veza HT radi sa 168 kanala u opsegu frekvencija 411,675 - 415,85O MHz i 421,675 - 425,85O MHz koje se koriste za radio vezu između mobilnih i baznih radio stanica.

Položaj predajne i prijemne frekvencije je takav da su predajne frekvencije BS u gornjem, a prijemne u donjem opsegu, dok je raspored za MS obrnut. Razmak između nosećih frekvencija susjednih radio kanala je 25 kHz. Dupleksni razmak tj. razmak između odašiljačke i prijemne frekvencije istog kanala je 1O MHz.

Kod GSM sustava se koristi frekvencijski opseg od 890 - 960 MHz, i ovaj band je ustvari standard za potpisnice MoU, dok je broj radiokanala 992.

 

Plan numeracije

Svi mobilni radio telefonski pretplatnici sačinjavaju posebnu mrežnu grupu unutar nacionalne telefonske mreže. U nacionalnom planu numeracije ta je mrežna grupa označena posebnim dvoznamenkastim ili troznamenkastim međumjesnim kodom.

Unutar svoje mrežne grupe mobilni su pretplatnici numerirani sa 5, 6 ili 7 znamenki, ovisno o kapacitetu sustava i predviđenom broju mobilnih pretplatnika. Prva ili prve dvije znamenke pretplatničkog broja koriste se za određivanje MTX centrala unutar mobilne mrežne grupe.

 

Tarifiranje

Zadržan je princip da se uvijek tarifiraju pozivi od pozivajućeg (A) pretplatnika.

Odlazni pozivi od mobilnih pretplatnika tarifiraju se u MTX-u pomoću toll ticketing-a.

Ako u nacionalnom mobilnom sustavu postoji više MTX-ova, tarifni podaci svih MTX-ova moraju se obrađivati zajedno, jer je mobilni pretplatnik mogao obavljati pozive iz servisnih područja različitih MTX-ova.

Pozivi prema mobilnom pretplatniku obračunavaju se na osnovi koda njegove "matične" mobilne centrale, neovisno o tom da li se pozvani mobilni pretplatnik nalazi u servisnom području tog ili nekog drugog MTX-a, čime je izbjegnuta razlika u tarifiranju pozivajućih mobilnih i običnih pretplatnika.

Naime, zahvaljujući tehničkim osobinama MTX-a za pozive od mobilnih pretplatnika prema mobilnim pretplatnicima uvijek je moguće odrediti tarifu prema stvarnoj lokaciji pozvanog, ali se to, u skladu s principom jednakog tarifiranja ne koristi.

Princip jednakog tarifiranja sigurno znatno pojednostavljuje obračun tarife i njegove prednosti su značajnije nego eventualni nedostaci uvedeni na taj način.

 

Korisničke usluge

Korisničke usluge mogu se podijeliti na:

A) Osnovne:

- biranje bilo kojeg pretplatnika javne telefonske mreže (fiksnog ili mobilnog) iz vozila i prema njemu,

- automatski poziv prema pozvanom pretplatniku,

- prelaženje u drugo područje (ROAMING),

- prebacivanje poziva u toku (HAND-OFF),

- govorna veza

B) Dodatne:

- skraćeno biranje,

- memoriranje brojeva,

- prioritetni poziv,

- preusmjeravanje poziva (FOLLOW ME),

- prijenos podataka,

- zabrana pozivanja

- automatsko biranje radio kanala,

- indikacija o jakosti polja,

- indikacija primljenog poziva,

- indikacija da se pretplatnik nalazi unutar područja pokrivenog mobilnim sustavom,

- kontrola glasnosti.

 

A) Osnovne

- Prelaženje u drugo područje (ROAMING)

Svaki mobilni pretplatnik je registriran u jednoj telefonskoj centrali koja se naziva matična MTX. Položaj mobilnog pretplatnika je uskladišten u centrali u odnosu na prometno područje ili drugo servisno područje. Kada pretplatnik prijeđe u drugo prometno područje, centrala automatski ažurira njegov novi položaj. Ta procedura se odnosi na prelaženje u drugo područje (Roaming).

Postoje dva slučaja prelaženja u drugo područje. Prvi je kada pretplatnik prelazi u drugo prometno područje unutar svog servisnog područja (MTXH), a drugo je kada prijeđe u područje druge MTX (drugo servisno područje), MTXV (posjećena MTX).

Kako mobilni pretplatnik uđe u novo prometno područje koje poslužuje ista ili druga telefonska centrala, mobilna stanica to otkriva identificirajući kod prometnog područja koji se šalje po pozivnom kanalu. Tada mobilna stanica automatski poziva telefonsku centralu - MTXH ili MTXV. Telefonska centrala registrira prometno područje u kojem se pretplatnik nalazi. Kada se pozove nova MTXV, ta centrala informira pretplatnikovu matičnu centralu MTXH da je pretplatnik u novom servisnom području. MTXH potvrđuje signal odašiljanjem kategorije mobilnog pretplatnika u MTXV koja to uskladištava zajedno s pretplatničkim brojem i identitetom prometnog područja.

Poziv prema mobilnom pretplatniku se uvijek usmjerava prema matičnoj centrali, MTXH. Ukoliko je potrebno poziv se preusmjerava prema MTXV na osnovu prethodno opisane informacije o njegovom položaju (vidi sliku 9).

 

Slika 10. Preusmjeravanje poziva prema MTXV

 

- Prebacivanje poziva u toku (HAND-OFF)

Poziv u toku (razgovor) se prebacuje od jedne na drugu baznu stanicu kada pretplatnik prijeđe iz područja pokrivanja jedne bazne stanice u područje druge.

Kvaliteta prijenosa svakog poziva u toku se ispituje pomoću pilotskog nadzornog tona (4000 Hz). Signal se šalje iz bazne stanice prema mobilnoj stanici i natrag.

Kada kvalitet prijenosa padne ispod određene granice, šalje se alarm u MTX. MTX daje nalog za mjerenje jačine polja kod dotične bazne stanice. Mjerenje se izvodi na valu nosioca koji se šalje iz MS. Ovo mjerenje se obavlja pomoću specijalnog prijemnika jačine signala. Ako je jačina signala premala, MTX daje nalog za mjerenje jačine signala prometnog kanala kod susjedne bazne stanice.

Telefonska centrala analizira rezultat. Ako druga bazna stanica može osigurati bolju kvalitetu prijenosa, telefonska centrala ispita da li ima slobodan prometni kanal od te bazne stanice. Ukoliko postoji slobodan kanal poziv se prebacuje na njega.

B) Dodatne korisničke usluge

a) Skraćeno biranje

Skraćeno biranje pojednostavljena je procedura za uspostavljanje veze s pretplatnicima koji se često pozivaju. Normalni brojevi zamijenjeni su skraćenim brojevima koji se sastoje od jedne znamenke ili njih dviju. Pretplatnik može birati maksimalno 100 skraćenih brojeva. U mobilnoj mreži ova je mogućnost realizirana u opremi mobilnog telefona.

b) Memoriranje brojeva

Ova mogućnost se ostvaruje sa dodatnom memorijom u koju mobilni pretplatnik upisuje svoj vlastiti popis brojeva. Ovi se brojevi mogu koristiti biranjem kratkih brojeva od jedne ili dvije cifre. Pozivanje sa ovim brojevima vrši se na isti način kao i sa običnim brojevima.

c) Prioritetni poziv

Mobilni pretplatnik može imati specijalnu uslugu tzv. mobilni prioritet. Usluga omogućuje pretplatniku da ako nema slobodnog prometnog kanala kojim se uspostavlja odlazna veza od MS i obavlja razgovor, uputi poziv pozivajućim kanalom, koji inače služi za uspostavljanje veze s MS. Ako se u međuvremenu ni jedan prometni kanal nije oslobodio, pretplatnik ostaje na čekanju sve do oslobađanja prvog prometnog kanala kojim se uspostavi govorna veza. Postoji mogućnost rezervacije više kanala kojima se mogu koristiti prioritetni pretplatnici. Obično se takvom uslugom koriste vozila kao što su hitna pomoć, vatrogasci i dr., a rijeđe obični mobilni pretplatnici.

d) Preusmjeravanje poziva (FOLLOW ME)

Usluga omogućuje pretplatniku usmjeravanje dolaznog poziva na drugu MS unutar matične centrale ili izvan nje. Za brojeve izvan matične centrale postoji mogućnost preusmjeravanja na 32 serije brojeva.

e) Prijenos podataka

U NMT sustavu moguća su dva tipa prijenosa podataka do pretplatnika u stacionarnoj mreži:

- prijenosom preko posebnog modema

- prijenosom preko tipkovnice na mobilnom telefonu

Kod upotrebe posebnog modema, mobilni telefon koristi interface koji ne smije stvarati interferenciju sa signalizacijom u NMT sustavu.

U mobilnom telefonu uobičajenoj tipkovnici dodane su jedna ili dvije posebne tipke koje se koriste sa mobilnog telefona, za prijenos MFT signalizacije. Brzina prijenosa je 1 200 bita u sekundi.

f) Zabrana pozivanja

Ova funkcija zabranjuje korisniku telefona pozivanje određenih tarifnih područja npr. kad je telefon posuđen drugim korisnicima.

Može biti izabrana jedna od sljedećih zabrana:

- zabrana pozivanja svih brojeva osim poziva specijalnih službi

- zabrana pozivanja međunarodnih brojeva

Aktiviranje ovih zabrana obavlja se tipkovnicom, upisivanjem četverocifrenog koda poznatog samo vlasniku telefona. Stalna zabrana pozivanja postavlja se u MTX.

 

 

RAZVOJ MOBILNE TELEFONIJE U SVIJETU

Prva mobilna komunikacija zabilježena je 1901. godine kada je talijanski izumitelj Marconi uspio putem radio valova poslati signal iz Europe u Ameriku. Od tada, pa do realizacije prve javne mobilne telekomunikacijske mreže, prošlo je punih 78 godina. Prva takva mreža realizirana je u Japanu 1979. godine i pokrivala je jedno manje područje. Početkom 80-ih godina u cijelom svijetu počinje se pojavljivati veliki broj javnih mobilnih telekomunikacijskih mreža. Sve su to bili analogni sustavi koji se ubrajaju u prvu generaciju mobilnih sustava, a od kojih mnogi i danas više nego uspješno egzistiraju. Prvi takav sustav bio je NMT (Nordic Mobile Telephone) koji je nastao 1981. godine udruživanjem telekomunikacijskih administracija nordijskih zemalja. NMT je najprije pokrivao samo područje Skandinavije, a danas pokriva gotovo cijelu Europu, a prodire i u Aziju. U NMT-u pojavilo se još niz sličnih sustava kao što su npr. TACS (Total Access Telephone System) koji se razvio u Velikoj Britaniji, a danas uz Veliku Britaniju pokriva još desetak zemalja Europe, Srednjeg i Dalekog Istoka ili AMPS (Advanced Mobile Phone Service) koji se razvio u SAD-u, a danas uz SAD pokriva i Australiju, Novi Zeland, dio Azije i cjelokupni američki kontinent. NMT sustav radi u području od 450 MHz, dok sustavi TACS i AMPS rade u području od 900 MHz.

Svi ti mobilni sustavi prve generacije u svojem su početku pokrivali manja područja od svega nekoliko susjednih zemalja. Daljnji razvoj mobilnih sustava zahtijevao je nastanak nekakve globalne mobilne mreže, koja ne bi pokrivala samo područje od nekoliko susjednih država, već bi pokrivala mnogo veće područje. Uz to, u kasnim 80-im godinama dolazi i do naglog razvoja digitalne radio tehnike.

Sve to rezultiralo je pojavom digitalnih mobilnih sustava početkom 90-ih godina, a koji se ubrajaju u drugu generaciju mobilnih sustava. Tako je u Europi sredinom 1991. godine zaživio GSM sustav koji je brzo prerastao granice Europe i proširio se na ostale kontinente.

 

Tablica 1. prikazuje rasprostranjenost GSM sustava u svijetu.

EUROPA

80%

AZIJA I PACIFIK

14%

AFRIKA

4%

BLISKI ISTOK

2%

 

Bez obzira na pojavu GSM sustava, mnogi su mobilni sustavi prve generacije nastavili svoje usavršavanje i paralelni rad sa GSM sustavom. Danas u Europi paralelno egzistiraju dva najmoćnija mobilna sustava u tom području - GSM i NMT. Iako se željelo da GSM sustav postane globalni javni mobilni telekomunikacijski sustav, koji će egzistirati u cijelom svijetu, to nažalost nije uspjelo. Naime, SAD i Japan imali su drugačiji pristup u razvoju standarda druge generacije mobilnih sustava pa su iz osnovnog GSM standarda razvili svoje vlastite mobilne sustave druge generacije (tzv. druga generacija GSM sustava). Karakteristika tih sustava je da rade na frekvencijama od oko 2 GHz. Tako u SAD-u postoje sustavi DCS (Digital Communications System-radi na 1800 MHz) i PCS (Personal Communication Services-radi na 1900 MHz), a u Japanu sustav PDC (Personal Digital Cellular-radi na 800 MHz i 1500 MHz). DCS i PCS sustavi pokrivaju američki kontinent, dok PDC sustav pokriva Japan i pretendira na azijskopacifičko područje.

Što je viša frekvencija rada sustava, to je veći broj kanal, tj. kapacitet sustava je veći. To je ono što ide u prilog DCS i PCS sustavima. Međutim, jakost radio signala viših frekvencija brže opada sa udaljenošću kod BTS nego što je to slučaj kod nižih frekvencija, a to ide u prilog GSM sustava koji radi na 900 MHz. Zbog toga što je u DCS i PCS sustavima potrebno dvostruko više BTS-a nego u GSM sustavu da bi se pokrilo područje jednake veličine. Isto vrijedi za GSM sustav u odnosu na NMT sustav koji radi na 450 MHz.

Nažalost, europski, američki i japanski sustavi (GSM, DCS, PCS i PDC) međusobno su nekompatibilni (jer rade na različitim frekvencijama), pa nije moguć međunarodni roaming između mobilnih mreža tih sustava. Upravo zbog toga intenzivno se radi na definiranju i standardizaciji treće generacije javnih mobilnih telekomunikacijskih sustava. Njihova vizija je uzeti i unaprijediti najbolje karakteristike postojećih mobilnih i fiksnih telekomunikacijskih sustava i stopiti ih u jedan globalni javni mobilni telekomunikacijski sustav, koji će bez rezerve biti podržan u cijelom svijetu. Taj sustav trebao bi se zvati FPLMTS (Future Public Land Mobile Telephone System). FPLMTS sustav nalazi se pod okriljem dvije organizacije; ITU (International Telecommunication Union), koje su ustanovljene u okviru ETSI (European Telecomunications Standard Institute). Sigurno je da FPLMTS sustav neće započeti sa komercijalnim radom prije početka 21. stoljeća.

Treba spomenuti da su u eri druge generacije mobilnih sustava nastali i neki drugi mobilni sustavi koji nisu imali karakteristike klasične mobilne telefonije. Najpoznatiji takvi sustavi su DECT (Digital European Cordless Telecommunications), koji preko svojih telepoint baznih postaja pruža usluge pretplatnicima koji posjeduju bežične (bezgajtanske) telefonske aparate i ERMES (European Radio Messaging System), koji zapravo predstavlja specijalizirani “paging” sustav. Svi ovi sustavi nisu kompatibilni sa GSM sustavom.

GSM sustav se danas nalazi u razvojnoj fazi kada se želi postići rad u više frekvencijskih područja (multiband) čime bi se uz odgovarajuću prilagodbu širom otvorila vrata suradnji sa mobilnim standardima kao što su DCS, PCS, PDC, DECT, itd. Time bi konačno zaživjela ideja o jednoj globalnoj javnoj mobilnoj telekomunikacijskoj mreži. Vrijeme će pokazati da li će to “poći za rukom” GSM, FPLMTS, ili nekom trećem sustavu.

Mobilni telekomunikacijski sustavi dijele se na javne i funkcionalne mobilne telekomunikacijske sustave.

Javni mobilni telekomunikacijski sustavi su otvoreni sustavi koje mogu koristiti sve osobe pod određenim uvjetima (pretplata). Takvi sustavi su npr.: GSM, NMT, DECT, DCS, PCS, PDC, AMPS, TACS, itd. Funkcionalni mobilni telekomunikacijski sustavi su zatvoreni sustavi za jednog ili više korisnika koji putem takvog sustava obavljaju svoj posao. Takve sustave koriste: policija, vatrogasci, bolnice, javni prijevoznici, itd.

 

ANALOGNI SUSTAVI

 

Na slici 11. prikazan je trend NMT sustava u Europi do 2010. godine (iz godišnjaka Mobile Communication International).

 

Slika 11. Trend NMT sustava u Europi do 2010. godine

Ovakav trend porasta NMT sustava u Europi objašnjen je trenutačnim odnosom prema instaliranim kapacitetima GSM mreže u Europi, i komparativnim prednostima NMT standarda. Komparativne prednosti su, u prvom redu, potpuna pokrivenost teritorija sustavom baznih stanica vrlo velike tehnološke pouzdanosti. NMT sustavi se i inače odlikuju velikom modularnošću i pouzdanošću u radu. Zatim, uzimajući u obzir frekvencijski opseg i snage na baznim stanicama NMT standarda, odnos broja baznih stanica na istoj površini je otprilike 1:10 izvan većih gradskih središta, tj. 1:7 u većim gradskim središtima, u korist NMT sustava, pa time i ekonomska računica ima utjecaj na krivulju trenda NMT sustava u Europi. Upravo je faktor potpune pokrivenosti teritorija, a s njim i porast mobilnih pretplatnika NMT mreže u Europi, glavni i pouzdani pokazatelj trenda NMT sustava. Da bi se stekla usporedna slika, kao i tehnološka predodžba dvaju mobilnih sustava, vrijedno je sagledati neke karakteristične komparativne veličine NMT 450 sustava prema GSM sustavima, ili tzv. sustavi prve generacije. Prvu generaciju karakteriziraju analogni sustavi namijenjeni isključivo govornoj komunikaciji, jednoslojna ćelijska struktura te relativno veliki korisnički terminali, prvenstvo za ugradnju i uporabu u vozilu.

 

Tri su dominantna standarda prve generacije sustava javne pokretne telefonije:

NMT, AMPS i TACS.

 

NMT (Nordic Mobile Telephone) standard razvijen je zajedničkim radom operatora četiriju skandinavskih zemlja uz aktivno sudjelovanje proizvođača opreme (Ericcson). U početku je predviđao rad u frekvencijskom području od 450 MHz (NMT 450) da bi kasnije bio proširen i na frekvencijsko područje od 900 MHz (NMT 900). Nakon skandinavskih zemlja, standard je ubrzo prihvaćen i u Zapadnoj Europi, Azijsko-pacifičkom području, te zemljama Perzijskog zaljeva i Sjeverne Afrike. Nešto kasnije standard je prihvaćen i u zemljama Centralne i Istočne Europe što je bio značajan poticaj njegovom daljnjem razvoju i usavršavanju.

AMPS (Advanced Mobile Phone Service) standad razvijen je u Sjevernoj Americi za rad u frekvencijskom području 800 MHz. Vrlo brzo prihvaćen je i u zemljama Južne Amerike, Azije, Oceanije, a kasnije i u zemljama bivšeg Sovjetskog Saveza, postajući tako najrasprostranjeniji analogni standard.

TACS (Total Access Communication System) je standard izveden iz AMPS standarda, ali sa mogučnošću rada u frekvencijskom području od 800 MHz i 900 MHz.

Standard je dominantan na području Ujedinjenog Kraljestva, a prihvačen je i u Kini, Hong Kongu, Singapuru, Bliskom Istoku te nekim zemljama Europe. Varijanta TACS standarda primijenjena je i u prvoj generaciji sustava javne pokretne telefonije u Japanu.

Zajedničke karakteristike standarda prve generacije su frekvencijska modulacija (FM) audio signal te FSK (Frequency Shift Keying) modulacija kontrolnih signala, dok se razlikuju po frekvencijskom području rada, broju i širini kanala, dupleksnom razmaku te još nekim parametrima.

NMT 450 - standard predviđa 180 osnovnih radio kanala širine 25 kHz i dupleksnog razmaka 10 MHz u frekvencijskom području 453,5 - 457,5 MHz odnosno 463 - 467,5 MHz.

AMPS - standard definira 666 radio kanala širine 30 kHz i dupleksnog razmaka 45 MHz u frekvencijskom području od 825 -845 MHz odnosno 870 - 890 MHz.

TACS - standard specificira 1000 radijskih kanala, širina kanala je 25 kHz, a dupleksni razmak je 45 MHz u frekvencijskom području 890 - 915 MHz odnosno 935 - 960 MHz.

Iz navedenih razlika proizlazi i razlika u kapacitetu te području pokrivanja, a također i nekompatibilnost sustava različitih standarda. Neočekivano veliki broj pretplatnika, te do tada neslućeni trendovi mjesečnog i godišnjeg porasta ubrzo su, posebno u pojedinim područjima velike koncentracije pretplatnika kao što su poslovni centri velikih gradova, počeli prerastati kapacitivne mogućnosti sustava prve generacije. Potreba za povečanjem kapaciteta odnosno učinkovitijem iskorištenju frekvencijskog spektra, uz druge čimbenike kao što su mogućnost prijenosa podataka, potreba zaštite informacija, upotreba malih ručnih pretplatničkih uređaja, hijerarhijska ćelijska struktura, globalno područje djelovanja itd. doveli su do razvoja digitalnih sustava javne pokretne telefonije - sustava druge generacije.

Razvojem sustava druge generacije nije prestao razvoj i usavršavanje standarda i sustava prve generacije, te su se oni posebno u izvedbama pojedinih proizvođača kao što je Ericssonov NMT 450 ili ETACS, sa stanovišta pretplatničkih usluga i mogućnosti približili sustavima druge generacije. To je jedan od glavnih razloga što je u godini 1995. u svijetu zabilježen 45% porast pretplatnika analognih sustava javne pokretne telefonije, a porast se očekuje i u ovoj i sljedećoj godini. Pogledamo li svjetsku prodaju pokretnih telefona u protekloj godini, vidjet ćemo da je od ukupno 44 miljuna pokretnih telefona prodanih u svijetu 31 miljuna analognih, a 13 miljuna digitalnih, što pokazuje da će i dalje biti u uporabi, posebno u područjima gdje je faktor pokrivenosti teritorija ispred faktora kapaciteta, odnosno gustoće pretplatnika.

 

Tablica 2. Karakteristike standarda prve generacije

STANDARD

NMT

AMPS

TACS

FREKVENCIJSKO

453-457.5

825-845

890-915

PODRUČJE (MHz)

463-467.5

870-890

935-960

BROJ RADIO

KANALA

 

180

666

1000

ŠIRINA RADIO

KANALA (kHz)

25

30

25

DUPLEKSNI RAZMAK

(MHz)

 

10

45

45

MODULACIJA AUDIO

SIGNALA

 

FM

FM

FM

MODULACIJA KONT:

SIGNALA

 

FSK

FSK

FSK

POLUMJER ĆELIJE

(km)

 

1,8 - 40

2,0 - 20

2,0 - 20

 

DIGITALNI SUSTAVI

 

GSM standard

GSM standard specificira frekvencijsko područje rada:

- 890-915 - predaja pokretnih stanica

- 935-960 - predaja osnovnih postaja

U svakom području su definirana 124 nositelja frekvencijskog razmaka 200 kHz. Primjenjena je TDMA (Time Division Multiple Access), pristup sa 8 vremenskih odsječaka, odnosno fizičkih kanal koji prenose podatke u određenim vremenskim skvencama. Izabran je GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) modulacijski postupak sa brzinom prijenosa od 271 kb/s unutar jednog frekvencijskog kanala, a kodiranje govora je ostvareno RPE-LPT (Regular Pulse Exitation - Long Term Prediction) metodom koja analogni signal uzorkuje 800 puta u sekundi 13 bitnom uniformnom PCM modulacijom generirajući osnovni niz podataka tzv. pune brzine od 13 kb/s. Nakon pridruživanja korekcijskog koda dobivamo niz brzine 22,8 kb/s. Nova generacija kodera tzv. polovične brzine davati će osnovni niz podataka brzine od oko 6 kb/s odnosno 11, kb/s uz pridružen korekcijski kod što će gotovo udvostručiti kapacitet sustava.

GSM standard specificira visokosotisficirane postupke zaštite informacija (tzv. algoritmi A5/0, A5/1, A5/2) te procedure ovjerovljenja i autorizacije korisnika pružajući stupanj zaštite i sigurnosti jednako dobar kao i u fiksnim telekomunikacijskim mrežama.

Danas je razvoj GSM standarda u nadležnosti (European Telecommunications Standard Institute). Specifikacija GSM standarda kontinuirano se razvija, unapređuje i dopunjava nudeći brojne druge mogućnosti i usluge. Današnji sustavi u radu primjenjuju specifikaciju GSM standarda faza 1 koja omogućava digitalni govor, tzv. pune brzine od 13 kb/s odnosno 22,8 kb/s, telefax usluge grupe 3, prijenos podataka brzinama do 9,6 kb/s, uslugu dvosmjernog prjenosa kratkih poruka SMS (Short Message Service) te neke dodatne pretplatničke usluge.

GSM specifikacija faza 2 u postupku je uvođenja i donosi mnoga poboljšanja, dodatne mogućnosti i usluge kao što su indetifikacija pozivajuće linije, konferencijska veza, zatvorene korisničke grupe, mogućnosti prosljeđivanja informacija putem svih osnovnih postaja određenog područja, te prijenos govora tzv. polovičnom brzinom od 6 kb/s odnosno 11,4 kb/s što omogućava da svaki od 8 vremenskih odsječaka na jednom nositelju frekvencije podržava 2 prometna kanala, udvostručujući pri tome kapacitet sustava.

Paralelno sa uvođenjem faze 2 odvija se razvoj i standardizacija GSM specifikacije faze 2+. Fazom 2+ obuhvaćena su nova aplikacijska područja, nova frekvencijska područja rada (1800 MHz i 1900 MHz), rad u više frekvencijskih područja (multiband), razvoj radijskih sučelja te pristup korisnika drugog standarda (npr. DECT - Digital European Cordless Telecommunications), GSM infrastrukturi suradnja sa drugim zemaljskim i satelitskim mrežama, uvođenje IN (Inteligent Network) funkcija u GSM mrežu, adaptivna dodjela resursa korisnicima na zahtjev (npr. dodjela do 8 vremenskih odsječaka, odnosno brzine od 64 kb/s, pojedinom korisniku), integracija GSM sustava i lokacijskih servisa GPS (Global Positioning Satellite) te mnoge druge mogućnosti. Time je razvoj GSM standarda potpuno usmjeren ispunjenju zahtjeva treće generacije pokretnih komunikacija.

Na tom putu iz osnovnog GSM standarda izveden je DCS (Digital Communications System) 1800 standard za rad u PCN (Personal Communications Networks) mrežama. PCN koncept nastoji približiti pokretne komunikacije ne samo poslovnim ljudima, već svakom prosječnom čovjeku, a time i znatno proširiti postojeće tržište.

Zato je GSM specifikacija proširena i adaptirana za rad u frekvencijskom područjuod 1800 MHz. Smanjena propagacija, uz povećan broj dodjeljenih nositelja frekvencije (324) te ograničenu snagu pokretnih stanica (1 W vršno) omogućuju izgradnju sustava velikih kapaciteta. Prvi DCS 1800 sustav uveden je u rad u Ujedinjenom Kraljevstvu (rujan 1993), a danas sustavi rade u Njemačkoj, Francuskoj, Maleziji i Tajlandu. Preporuka EC (European Commision) je da svaka država članica Europske zajednice izda koncesiju za barem jednu PCN mrežu.

 

Tablica 3 Standardi izvedeni iz osnovnog GSM standarada

 

STANDARD

GSM 900

DCS 1800

PCS 1900

FREKVENCIJSKO

890 - 960

1710 - 1880

1850-1990

PODRUČJE (MHz)

 

 

 

DODJELJEN FREKVENCIJSKI

2 X 25

2 X 75

2 X 60

POJAS (MHz)

 

 

 

KLASE SNAGE (W)

0,8/2/5/8

0.25/1

0.25/1

 

 

 

 

 

PREDNOSTI

Pokrivanje

Kapacitet

Kapacitet

 

 

 

 

 

 

a) Osobni pozivni broj 

U uvjetima kada pokretljivost i količina prenesenih informacija rastu gotovo eksponencijalno, korisnici žele maksimalno iskoristit raspoložive komunikacijske sustave, te koriste ne malen broj telekomunikacijskih uređaja i informacijskih rješenja. To mogu biti nepokretni telefonski aparati koji koriste simetričnu paricu ili bežični pokretni telefoni u uredima, digitalni ili analogni, uređaj za prijenos govornih poruka, telefaks uređaj itd.

Ovako veliki broj uređaja predstavlja određenu poteškoću podjednako za onog koji zove kao i za pozvanog. Postoji očigledna potreba za novim, naprednijim rješenjima od postojećeg preusmjeravanja poziva koja će voditi integriranju osobnih komunikacijskih potreba na jednostavniji način, gdje će korisnik usluga imati stvarnu kontrolu nad ostvarivanjem telekomunikacijske veze. Uslugu nazvanu “osobni pozivni broj” PN (Personal Number), Ericcsson je razvio radi zadovoljavanja osobne komunikacijske potreba bazirajući se na integrajiciji između sustava GSM i Inteligentne mreže.

 

b) Osnovne karakteristike usluge PN

Ova usluga je namijenjena poslovnim korisnicima koji spadaju u grupu vrlo pokretljivih sa brojnim komunikacijskim uređajima i vrlo velikom potrebom za

- dostupnošću

- jednostavnošću ostvarivanja veze

- osobnom kontrolom pri ostvarivanju veze,

Usluga PN sadrži sljedeće karakteristike;

- upravljanje pozivom

- propuštanje dolaznog poziva

- upravljanje porukama

Upravljanje pozivom je pojednostavljeno korištenje samo jednog broja za sve dolazne pozive. Pozivi će biti prosljeđeni u skladu sa osobnim izborom odredišta, koje može biti jedan ili više telefonskih aparata, uključujući pokretan ili nepokretan telefonski aparat ili prijemnik sustava za jednosmjerni poziv. Karakteristika propuštanja dolaznog poziva omogućuje filtriranje dolaznih poziva i odabir onih sa višim prioritetom radi ostvarivanja dostupa do pretplatnika. Preostali pozivi sa nižim prioritetom preusmjeravati će se prema gornjoj pošti ili raskinuti, ovisno o odluci operatora. Ovo može biti zahtjevano u slučajevima kada pretplatnik PN ne želi biti uznemiravan, ili ne želi sudjelovati u plaćanju dijela troškova ostvarivanja veze. Karakteristika propuštanja dolaznog poziva je podjeljena u sljedeće kategorije:

- autorizirani poziv (VIP Kod)

- lista dozvoljenih poziva

- lista nedozvoljenih poziva

Kategorija “autorizirani pozivi” omogučuje PN pretplatnicima da budu dostupni samo za one pretplatnike koji su za to autorizirani, neovisno o terminalu sa kojeg se poziv inicira.

Kategorija “lista dozvoljenih poziva” omogućuje pretplatniku PN da bude bezuvjetno dostupan za one pretplatnike koji iniciraju poziv samo sa određenih terminala, dok sa bilo kojih drugih to nije moguće.

Kategorija “lista nedozvoljenih poziva” pruža mogućnost pretplatniku PN da definira listu pretplatničkih brojeva sa kojih, prema njemu neće biti moguće inicirati poziv. Karakteristika upravljanje porukom nudi pretplatniku PN mogućnost korištenja zajedničkog pretplatničkog broja za govorne pozive i pozive prema telefaks uređaju, te zajednički pristup govornom i telefaks poštanskom sandučiću, struktura mreže u kojoj je moguće ostvariti uslugu PN.

 

Razvoj tržišta

Budući da je penetracija pokretnih terminala na većini tržišta u naglom porastu i ne pokazuje tendenciju stagniranja, tako se i način njihovog korištenja mijenja. Pokretni terminal počinje zamjenjivati klasični nepokretni telefonski aparat. Njegova se upotreba može podjeliti u tri segmenta:

- uporaba u uredu

- uporaba u stambenom području

- uporaba na otvorenom prostoru

Uporaba u uredu predstavlja najznačajniji segment za koji je procijenjeno da će do 2000 godine generirati najveći promet. Postoje određene procjene koje govore da bi ovaj koncept pokretnih telekomunikacija eventualno zamijenio kućne centrale i neka druga rješenja utemeljena na mreži nepokretnih telekomunikacija. Već danas kompanije imaju mogućnost izbora između rješenja koja će omogućiti lokalnu pokretljivost unutar područja kompanije ili globalnu pokretljivost unutar područja cijele mreže pokretne telefonije.

 

Radijska mreža

a) Kapacitet radijske mreže

Zahtjevi za kapacitetom sustava pokretne telefonije utemeljeni na standardu GSM imaju tendenciju neprestanog rasta. Zato operatori neprestano nastoje pronaći nova rješenja kojima bi se zadovoljili postojeći zahtjevi, u istodobno unapređivanje kvalitete usluga i financijske učinkovitosti. S obzirom na različitu raspoloživost radijskog frekvencijskog spektra za pojedine operatore razvila su se različita rješenja kojima je cilj povečanje kapaciteta radijske mreže.

- veća gustoća ponavljanja radijske frekvencije (Tighter Freqencyre Use)

- kanali čija je potreban brzina prijenosa upola manja od normalne

b) Veća gustoća ponavljanja radijske frekvencije

Predstavlja učinkoviti način povećanja iskoristivosti radijskog frekvencijskog spektra, bez potrebe za uvođenjem većeg broja lokacija sa baznim stanicama. Najznačajniji ograničavajući faktor ponavljanja radijske frekvencije je ukupna interferencija u sustavu mjerenja kao odnos signala nositelja C (Carrier) i signala smetnje I (Interference) C/I. Sa smanjenjem udaljenosti ponovno korištenih radijskih frekvencija ukupna interferencija u sustavu raste. Mnogi operatori danas koriste uzorak ponavljanja radijske frekvencije 4/12. Uvođenjem postupaka uzastopnog prelaženja na novu radijsku frekvenciju (Frequncy Hopping) dinamičkog upravljanja izračenom snagom (Dynamic Power Control) diskontinuiranog prijenosa (DTX), moguće je koristiti uzorak ponavljanja radijske frekvencije 3/9, čime se postiže povećanje broja radijske frekvencija po ćeliji, a samim time i povećanje kapaciteta. Još bolji rezultati se postižu uvođenjem višestrukog ponavljanja uzoraka MRP (Multiplere Use Pattern), MRP znači da se različiti uzorci ponavljanja frekvencije koriste za različite frekvencije unutar ćelije. Uporabom MRP-a i postupka uzastopnog prelaženja na novu radijsku frekvenciju moguće je postići smanjenje udaljenost ponovno korištenih radijskih frekvencija, bez utjecaja na kvalitetu radijske mreže.

c) Dinamičko upravljanje izračenom snagom

Budući da je signal nositelj jednog pokretnog terminala ujedno i signal smetnje za drugi pokretni terminal, jedno od rješenja da se njegov negativni utjecaj smanjuje je korištenje dinamičkog upravljanja izračenom snagom. Princip rada se temelji na korištenju najmanje moguće izračene snage pokretnog terminala, a da se pri tome zadrži visoka kvaliteta ostvarene veze.

U slučaju kada je pokretni terminal u blizini bazne stanice, uspostavljena veza ne treba istu razinu signala kao u slučaju kada se nalazi u blizini ruba područja pokrivanja jedne ćelije.

d) Diskontinuirani prijenos

Za vrijeme normalnog razgovora sugovornici sudjeluju u razgovoru naizmjenice, što znači da je dok jedan govori drugi sugovornik šuti i obrnuto. To znači da svaki od njih ne govori barem 50% vremena.

Uvođenjem diskontinuiranog prijenosa DTX (Discontinuos Transmission) na vezi od pokretnog terminala prema baznoj stanici (Up link) i vezi od bazne stanice prema pokretnom terminalu (Down link) predajnik može biti isključen za vrijeme pauze u govoru uporabom detektora osjetljivog na govor (Voice Activity Detector). Algoritam na osnovi kojeg radi ovaj detektor, tako je brz da je u mogućnosti isključiti predajnik čak i u stankama između riječi što znači da je primjenom ovog rješenja ukupna izračena snaga smanjena i time i interferencija. DTX je moguće koristiti i za govor i za prijenos podataka.

e) Frekvencijska područja i ćelijsko pokrivanje

Izvođenje ćelijskog planiranja u urbanim područjima je razmjerno teško budući da se interferencija pojavljuje i mijenja na nepredvidiv način od mjesta do mjesta. S druge strane, vrlo je čest slučaj da se korisnik sa pokretnim terminalom kreće polako ili čak da stoji dulje vrijeme unutar područja gdje je interferencija neprihvatljivo velika. Postupak uzastopnog prelaženja na novu radijsku frekvenciju predstavlja rješenje za ovakve probleme. Njima se interferencija na jednoj radijskoj frekvenciji raspodjeljuje na sve aktivne kanale unutar jedne ćelije, čime se postiže sniženje vjerojatnosti pojave pogreške na razini na kojoj je moguće nesmetano obrađivati signal i ostvarivati vezu. Ovaj postupak je moguće primjeniti na cijeli raspoloživi frekvencijski spektar.

Tijekom odvijanja razgovora korisnika pokretne radijske mreže na dijelu radijske veze od pokretnog terminala do bazne stanice mjere se razine interferencije. Rezultati ovih mjerenja se koriste kao osnova za odabir uporabljivih radijskih frekvencija unutar jedne ćelije, čime se postiže veća gustoća uzorka ponavljanja radijske frekvencije bez utjecaja na kvalitetu ostvarene veze.

Jedinica za kontrolu i upravljanje radom bazne stanice BSC (Base Station Controller) podržava sustave pokretne telefonije utemeljene na standardu GSM, koje imaju mogućnost prijenosa kanala čija je potrebna brzina prijenosa upola manja od normalne HR (Half Rate, 8 kbit/s). Kanali HR su spektralno mnogo učinkovitiji od kanala sa normalnom brzinom prijenosa FR (Full Rate 16 kbit/s), drugim riječima jednak broj primopredajnika može prenijeti dvostruko veći broj prometnih kanala koristeći HR kanale. To znači da se prometni kapacitet sustava na ovaj način može povećati više nego dvostruko ukoliko svi pokretni terminali u sustavu mogu raditi u režimu rada HR, kanali HR također zahtijevaju manju širinu pojasa tijekom prijenosa. Mogu se koristiti u slučajevima velikog prometa ili za određene kategorije korisnika.

Manje ćelije - tradicionalan način kojim se povećava kapacitet sustava po jedinici površine pokrivanja se temelji na smanjivanju makro-ćelija. Međutim na određenoj udaljenosti između lokacija BS-ica susjednih makro-ćelija, dominantan problem postaje interferencija (ispod 1 km udaljenosti). U takvim situacijama pravo rješenje, posebno za operatore koji imaju ograničen pristup radijskom frekvencijskom spektru, predstavlja uvođenje mikro-ćelija u struktru radijske mreže.

Mikro-ćelije - namijenjene su pokrivanju otvorenog prostora, a većina područja pokrivanja određena je visinom antene (tipično 5-10 m iznad razine ulice), i malom izračenom snagom. Radijus pokrivanja mikro-ćelije se kreće između 100 m i 1 km, pokrivajući pri tome najbliže ulice i susjedne zgrade. Prikladne su za povećanje kapaciteta tzv. vrućih točaka kao što su trgovački centri, poslovni centri, vrlo prometne ulice i sl.

Hijerarhijska ćelijska struktura predstavlja Ericssonov koncept realizacije slojevite radijske mreže koja se bazira na makro, mikro i piko ćelijama. Osnovni princip ovog koncepta je da viši slojevi osiguravaju dobro pokrivanje radijskim signalom, dok je zadaća nižih slojeva osiguravanje što večeg kapaciteta. Pokretni terminali, unutar ovakve ćelijske strukture se nastoje zadržati na što nižoj hijerarhiskoj razini. To znači da se, gdje je to moguće, tijekom prelaženja pokretnog terminala iz jedne ćelije u drugu zadrži tendencija prelaska prema dolje (od makro-ćelije prema piko ćeliji).

Sloj makro-ćelija se koristi za pokrivanje glavnih ulica i cesta radijskim signalom, gdje se pokretni terminali kreću velikom brzinom. Sloj mikro-ćelija je zadužen za pokrivanje prometnih ulica gdje je promet velike gustoće, ali male brzine, gdje je mnogo pješaka. Mikro-ćelije se također koriste za unapređenje pokrivanja unutar susjednih zgrada, dok se piko-ćelije koriste za osiguranje pokrivanja, odnosno povećanje kapaciteta u zatvorenim prostorima kao što su npr. trgovački centri i zračne luke. Osnovne prednosti korištenja ovoga koncepta prilikom planiranja radijske mreže je bolja iskoristivost radijskih resursa, te mogućnost izvođenja ćelijskog planiranja i dimenzioniranja na mnogo sistematičniji način, čime se smanjuje cijelina koštanja eventualne buduće rekonfiguracije radijske mreže.

Više frekvencije - kapacitet sustava se može naravno povećati dodavanjem većeg broja radijskih frekvencija. To se može učiniti na dva načina: da operator dobije više frekvencija unutar postoječeg frekvencijskog područja ili da operator dobije frekvenciju u drugom frekvencijskom području.

Ukoliko operator dobije više radijskih frekvencija unutar postoječeg frekvencijskog područja, potrebno je samo izraditi novi frekvencijski plan u koji će biti uključene i nove frekvencije.

Sustav pokretne telefonije iz proizvodnog programa korporacije Ericsson, raspolaže jedinicama za kontrolu i upravljanje bazne stanice BSC koje podržavaju rad sustava na oba frekvencijska područja, 900/1800 MHz. Operatori čiji sustav već radi u frekvencijskom području 900 MHz, dobivaju i nove radijske frekvencije u području 1800 MHz može značiti i povečanje kapaciteta ukoliko se i ovo novo frekvencijsko područje iskoristi za pokrivanje područja koja su već bila pokrivena postojećim sustavom. U tom slučaju se ni jednom frekvencijskom području, s hijerarhijske točke gledišta, neće davati prednost u odnosu na drugo. Druga mogućnost bila bi da se radijske frekvencije iz područja 1800 MHz, a to uvedu u hijerarhijsku ćelijsku strukturu i koriste za prijenos što je moguće većeg telekomunikacijskog prometa. Za realizaciju ovog rješenja potrebno je raspolagati jedinicama za kontrolu i upravljanje radom baznih stanica BSC, čiji je kapacitet vrlo velik, a koje mogu ostvariti prelaženje između spomenutih različitih frekvencijskih pojaseva za koja se pretpostavlja da bi u mrežama sa takvim rješenjima bila vrlo učestala.

f) Pokrivanje

Pokrivanje radijske mreže - pokrivanje određenog područja radijskim signalom zadovoljavajuće kvalitete postiže se korištenjem sustava baznih stanica. Da bi se na optimalan način ostvarilo spomenuto pokrivanje, korporacija Ericsson je razvila cijelu gamu različitih baznih stanica koje ujedno predstavlja osnovu za različita rješenja koja se u ovom trenutku nude.

Pokrivanje gradskih i prigradskih područja - tipično gradsko ili prigradsko područje se sastoji od velikih i malih zgrada koje onemogućava dobivanje potpunog radijskog pokrivanja korištenjem samo makro-ćelija. Stoga se kao i jedno od rješenja predlaže već ranije spomenut koncept hijerarhijske ćelijske strukture. Prikladna konfiguracija za gradsko i prigradsko okružje bi se temeljio na uporabi makro-ćelija za cijelokupno pokrivanje i mikro-ćelija za pokrivanje sjena, odnosno područja sa vrlo niskom razinom radijskog signala unutar makro-ćelije.

Za osiguravanje zadovoljavajućeg pokrivanja zatvorenog prostora moguće je primjeniti dva rješenja: jedno je uvođenje piko-ćelija, a drugo je korištenje repetitora.

Pokrivanje velikih otvorenih područja. Normalni radijus ćelije u standardu GSM je ograničen maksimalnim dozvoljenim kašnjenjem signala između pokretnog terminala i bazne stanice, i iznosi do 35 km. Za pokrivanje velikih rijetko naseljenih područja, ili područja uz obalu i na moru postoji rješenje koje se temelji na tzv. proširenom području pokrivanja ćelije (Extended Range Cell) ovo rješenje omogućuje povećanje maksimalnog radijusa ćelije od 35 km do gotovo 70 km. Postiže se združivanjem proširenog područja pokrivanja prekrivene podćelije sa normalnim područjem pokrivanja prekrivajuće podćelije. Pokrivanje velikih otvorenih podrućja postavlja velike zahtjeve na primopredajnike baznih stanica. Stoga je korporacija Ericsson razvila bazne stanice nove generacije koje se odlikuju niskom razinom gubitaka tijekom združivanja signala, te boljom osjetljivošću prijemnika, što se postiže korištenjem nisko-šumnih pojačala LNA (Low Noise Amplifiers).

Za pokrivanje zatvorenih prostora razvijena su rješenja koja se oslanjaju na upotrebu piko-ćelija i repetitora.

Piko-ćelije - Korištenje piko-ćelije predstavlja nov pristup rješavanju problema pokrivanja zatvorenih prostora radijskim signalom. Pod zatvorenim prostorima podrazumijevaju se poslovne prostorije, trgovački centri, odnosno zračne luke, željezničke stanice i sl. Piko ćelije su definirane kao ćelije sadržane unutar zgrade. Da bi se ostvarilo zadovoljavajuće pokrivanje unutar prostora zgrade radijskim signalom koriste se piko ćelije sa višestrukim emitiranjem (Multicasting). One se formiraju smještanjem antena na svaki kat zgrade pri čemu se povezivanje na baznu stanicu ostvaruje putem sustava za višestruko emitiranje. Time se omogućuje svim antenama da primaju predaju radijskih signala na istoj frekvenciji i tako otvore jednu ćeliju.

Repetitori - drugi način poboljšanja pokrivanja zatvorenog prostora radijskim signalom je korištenje repetitorske antene na krovu zgrade, te distribucija radijskog signala iz makro-ćelije kroz sustav za višestruko emitiranje. Pri tome treba naglasiti da ovo rješenje ne povećava raspoloživi kapacitet sustava pokretne telefonije. Ukoliko bi postojala potreba za povećanjem kapaciteta sustava, tada bi se vrlo jednostavno repetitor mogao zamijeniti novom baznom stanicom čime bi se ujedno formirala i nova piko-ćelija.

Nove usluge

a) Prijenos podataka

Permanentno usavršavaju postojećih programskih aplikacija, kao i razvoj novih, nametnuli su posebni zahtjev koji moraju zadovoljiti današnja računala. U prvom redu to je mogućnost obrade, pohrane i prijenosa velike količine podataka u kratkom vremenu pri čemu značajnu ulogu ima međusobno povezivanje računala radi izmjene podataka odnosno, dostup do velikih baza podataka. Uočavanjem ovih tendencija u informatičkom svijetu standard GSM razvija nove usluge sa ciljem pružanja jednakih mogućnosti prijenosa podataka pokretnim korisnicima kao što su one koje stoje na raspolaganju korisnicima nepokretnih terminala. Razvoj standarda GSM ide ovdje u 2 smjera: omogućiti prijenos podataka velikih brzina i optimizirati korištenje raspoloživog komunikacijskog kapaciteta ciljem smanjenja troškova komuniciranja.

b) Prijenos podataka velikih brzina

Radi unapređenja brzine prijenosa podataka razvijaju se nova rješenja kojima će se postići brzina do 115 kbit/s pa čak i više, što predstavlja značajan skok u odnosu na sadašnju brzinu od 9,6 kbit/s. Novo rješenje unutar standarda GSM koje se razvija pod nazivom brzi prijenos podataka pomoću komutacije kanala HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) povećat će korisnički kapacitet do 64 kbit/s. Korporacija Ericsson je već 1996 godine zajedno sa najvećim švedskim operatorom Telia izvela demonstraciju prijenosa podataka kapaciteta 64 kbit/s koristeći prijenosni sustav u standardu GSM. HSCSD će omogućiti uvođenje velikog broja novih usluga. Poslovni korisnik će moći ostvariti video konferencijsku vezu sa uredom koristeći standardnu programsku podršku na prenosivom osobnom računalu. Ista ova tehnologija bi se također mogla koristiti za prijenos slike i podataka u realnom vremenu što je posebno zanimljivo za primjenu u medicini (prijenos podataka i slike o unesrećenom sa mjesta nesreće). Budući da će se u HSCSD biti ugrađena mogućnost korištenja raspoloživog kapaciteta na zahtjev korisnika, neće biti važno koju brzinu prijenosa korisnik treba za svaku pojedinu uslugu. Usluga će mu biti pružana bez obzira na zahtijevanu brzinu ukoliko ne prelazi maksimalni iznos od 64 kbit/s.

Tehnički gledano, HSCSD zahtijeva novi protokol na dijelu komunikacijskog puta koji se ostvaruje radijskim signalom. Ideja je da se do novog protokola dođe modifikacijom postojećeg, radi smanjenja troškova implementacije novog rješenja u postojećoj GSM mreži.

c) Prijenos podataka paketom

Drugo rješenje kojim se želi unaprijediti mogućnosti prijenosa unutar standarda GSM zasniva se na prijenosu podataka paketom i poznato je pod nazivom opće usluge prijenosa paketa podataka radijskim putem GPRS (General Paket Radio Services). Očekuje se da će ovo rješenje biti pripravno za komercijalnu uporabu 1999 godine. GPRS će omogućiti brzo upravljanje veze bez nepotrebnog čekanja, posebo će biti prikladan za korištenje usluga e-mail-a i za pristupe bazama podataka. Pužat će besprekidno povezivanje na postojeću uslugu prijenosa podataka preko sučelja TCP/IP.

Poruka će biti izravno upućena korisničkom terminalu bez potrebe za uspostavljanjem pune veze tipa “A korisnik prema B korisniku”. Kada korisnik ukljući svoj terminal dobiti će poruku da je u njegovom poštanskom sandučiću stigla pošta i ona će automatski biti prenesena u memoriju terminala. Jedna od usluga GPRS će biti mogućnost istodobnog primanja govornog poziva i slanja ili primanja podataka. Sa stanovišta operatora, GPRS će omogućiti još učinkovitije korištenje raspoloživih resursa mreže. Današnja rješenja omogućuju dodjeljivanje jednog kanala samo jednom korisniku tijekom cijelog vremena trajanja poziva dok GPRS dopušta djeljenje istih radijskih resursa svim korisnicima u jednoj ćeliji. Naime spektar radijske frekvencije koristiti će samo onda kada korisnik ima nešto za slanje. Kada nema podataka za prijenos, spektar će biti slobodan za uspostavljenje druge veze. Ovo su samo prvi koraci prema značajnijem povećanju brzine prijenosa podataka reda veličine 2 Mbit/s što će biti moguće u sustavima pokretne telefonije baziranih na standardu GSM tijekom evolucije ovog standarda prema 3. generaciji sustava pokretne telefonije pod nazivom sustava univerzalnih pokretnih telekomunikacija UMTS (Universale Mobile Telecommunitacions System).

 

 

 

RAZVOJ MOBILNE TELEFONIJE U REPUBLICI HRVATSKOJ

 

Nastankom samostalne i neovisne Republike Hrvatske, gotovo u isto vrijeme započinje i novo razdoblje u razvoju telekomunikacija na ovim prostorima. Hrvatska pošta i telekomunikacije, između ostalih aktivnosti, uvodi u nacionalnu telefonsku mrežu jednu od najrentabilnijih telekomunikacijskih usluga u svijetu, radiomobilnu telefoniju.

Početkom 1991. uvedena je u eksploataciju prva centrala za posredovanje radiomobilnog telefonskog prometa u Republici Hrvatskoj, prema načelima nordijskog standarda NMT 450 (Nordic Mobile Telephony). Telefonska centrala za radiomobilnu telefoniju, MTX Zagreb, sustava je AXE 10, a isporučilac je tvrtka Ericsson (Švedska). Racionalni pristup u ćelijskom planiranju (pokrivanje cjelokupnog teritorija Republike Hrvatske), kao i fleksibilnost i pouzdanost standarda NMT 45O, dovode do vrlo ubrzanog porasta radiomobilnih pretplatnika. Sve ovo uvjetovalo je vrlo brzu daljnju nadgradnju radiomobilne telefonije u Republici Hrvatskoj, prepoznatljivu po paralelnom proširenju i moderniziranju postojećih kapaciteta sustava NMT 45O, ali i po uvođenju novog paneuropskog standarda za radiomobilnu telefoniju, GSM (Global System for Mobile), u telekomunikacijsku mrežu Republike Hrvatske.

Vidljivo je opredjeljenje Hrvatske pošte i telekomunikacija za kontinuitet izgradnje radiomobilne telefonije, kao sastavnog dijela telekomunikacijske mreže Hrvatske.

Pod kontinuitetom se podrazumijeva budući razvoj mobilne telefonije u Hrvatskoj koji će se odvijati u dva pravca. Prvi je, ujedno i stariji, proširenje i modernizacija postojećih kapaciteta NMT 450 sustava, dok je drugi vezan uz eksploataciju radiomobilne centrale GMSC (Gateway Mobile Switching Centre), za posluživanje onih mobilnih pretplatnika koji prvenstveno žele nositi vlastiti mobilni uređaj putujući Europom (international roaming), s mogućnošću da zovu i da budu pozvani. Naravno da pretplatnici GSM mreže koriste svoje mobilne uređaje i na svom matičnom području u Republici Hrvatskoj, s barem istim mogućnostima kakve imaju sadašnji pretplatnici NMT mreže.

Iskustva prenesena iz Europe ukazuju da one zemlje koje imaju izgrađenu kvalitetniju analognu telekomunikacijsku mrežu, a ovdje se misli i na mobilnu, kao što su to npr. Austrija, Francuska, Mađarska ili Švicarska, nešto sporije uvode GSM sustave u svoje telekomunikacijske mreže. Iako GSM sustavi imaju sve veći broj pretplatnika, a taj je broj u stalnom porastu, ipak je i trend porasta NMT sustava u Europi i dalje vrlo znakovit. U Republici Hrvatskoj je uveden i drugi GSM operator VIPNET GSM d.o.o., a njegovi su osnivači hrvatske, američke i austrijske tvrtke sa udjelima:

  • Hrvatska poštanska banka 4,9 %
  • Mobilkom Austria 30 %
  • Western Wireless 19 %
  • Večernji list 23,5 %
  • Ingra 22,6 %

Udružili su vrhunsko međunardono znanje i iskustvo u području pokretnih komunikacija sa željom i entuzijazmom domaćih tvtki snažne poslovne orijentacije kako bi izgradili suvremeni GSM sustav koji će udovoljiti zahtjevima današnjeg komunikacijskog doba. 15. lipanj 1998. počela je utrka za drugu GSM mrežu u Republici Hrvatskoj, da bi 7. rujna 1998. godine pobijedio VIPNET. 30. listopad 1998. godine potpisan je ugovor, a 1. srpnja 1999. pokriven je veći dio Hrvatske.

ANALOGNI - MOBITEL 099

MOBITEL 099 je komercijalni naziv naše analogne mreže za pokretne komunikacije koja se temelji na NMT 450 standardu (Nordic Mobile Telephone), razvijenom krajem sedamdesetih godina u nordijskim zemljama, a 1990. godine uvedena je i kod nas.

MOBITEL 099 je naša nacionalna mreža koja je u proteklih 7 godina konstantnim ulaganjima proširena i unaprijeđena postigavši kapacitet od 130 000 pretplatnika i pokrivenost od čak 90% teritorija Republike Hrvatske.

Mobitel pretplatnicima je omogućeno komuniciranje, osim na području naše države i na području BiH i Slovenije. Prednost u odnosu na Cronet 098 mrežu je u cijeni i u tome što će se njome pokriti cjelokupni teritorij naše zemlje. Tako je već ostvarena pokrivenost 99% naseljenih područja.

Iskustva u europskim zemljama koje imaju razvijene analogne mreže javne pokretne radiotelefonije pokazuju da broj pretplatnika u njima još uvijek blago raste unatoč uvođenju u komercijalni rad modernije digitalne GSM-mreže.

Provjerena kvaliteta i pouzdanost u radu, prošireni kapacitet MTX centrale sa unapređenim softverom, te izbor između auto, prijenosnih i ručnih mobilnih stanica, predstavljaju pouzdanu garanciju da će HT i ubuduće korisnicima svoje MOBITEL mreže pružati kvalitetnu uslugu.

NMT sustavi odlikuju se velikom modularnošću i pouzdanošću, čemu svakako pridonosi i potpuna pokrivenost teritorija sustavom baznih stanica.

 

Tablica 4. -Neke karakteristične komparativne veličine NMT 450 sustava.

Elementi komparacije

N M T sustavi

   

Frekvencijski opseg

410 - 420 MHz (Sve zemlje nemaju isti frekv. band od potrebitih 10 MHz za mobilnu telefoniju sustava NMT)

Broj radiokanala

168 (800)

Širina jednog kanala

25 (20) kHz

Duplex razdvajanje

10 MHz

Domet pokrivanja BS (promjer)

15 - 40 km

Max. snaga BS (transmiter)

50 W

Snaga mobilne stanice (MS):

- maksimalna

- srednja

- mala

15,0 W

1,5 W

0,15 W

Kvaliteta govorne veze

dobra

Veza prema PSTN (Public Switches Telephone Network) (javna telefonska mreža)

CCITT No.7 i/ili MFC R2

Roaming (slobodno kretanje pretplatnika i u druge države)

Potpuno automatsko

 

Komparirajući frekvencijski opseg i snagu na baznim stanicama NMT i GSM sustava, treba uzeti u obzir još jednu vrlo važnu veličinu, a to je - pokrivenost radiosignalom u prizemnim betonskim prostorijama (zgradama), tzv. "indoor" pokrivanje.

NMT sustavi imaju mnogo bolje "indoor" pokrivanje, dok ga GSM sustavi moraju kompenzirati gustoćom baznih stanica u ovisnosti o gustoći i veličini zgrada na nekom prostoru. Ovo izravno implicira veći broj baznih stanica, a u nastavku i cijenu.

Sve bitne razlike (uz frekvencijska područja rada) između ova dva sustava proizlaze iz činjenice da je GSM digitalni, a NMT analogni sustav. Najvažnija prednost digitalnih sustava je veći kapacitet u usporedbi sa analognim sustavima, što je ostvareno tehnikom malih ćelija (cijepanje velikih ćelija na veći broj) malih ćelija što zahtijeva više BTS) i digitalizacijom govora.

 

Slika mobilne telefonske mreže u Hrvatskoj

Radio mobilna mreža Hrvatske, kao integralni dio ukupne telekomunikacijske mreže, sastoji se od jedne centrale za posredovanje radiomobilnog telefonskog prometa, MTX Zagreb.

Dio te mreže su, prema podacima iz 1998. godine (HPT list - zadnji objavljeni podaci ožujak 98.) 247 baznih stanica BS, s 3793 radio kanala i 54253 aktivnih priključaka mobitel (NMT450) mreže.

 

Slika 12. Trend porasta broja mobilnih pretplatnika uključenih na MTX centralu

S obzirom da velik broj mobilnih pretplatnika (14 - 15 000), plus posjetitelji iz Republike Slovenije (vizitori), gravitira upravo prema Hrvatskoj, ovaj se broj kanala u prvoj polovini 1995. godine pokazao nedovoljnim. Dio spomenute mreže poslužuje i posjetitelje iz Slovenije, kojih mjesečno ima oko 5000. Funkcija roaminga (funkcija slobodnog kretanja mobilnih pretplatnika između prometnih područja posluživanja dviju ili više radiomobilnih centrala, MTX) aktivna je, i mobilni pretplatnici neometano putuju i s vlastitih mobilnih uređaja biraju ili su pozvani, bez obzira nalaze li se na području Republike Slovenije ili Republike Hrvatske. Da bi ova funkcija mogla finalno biti aktivirana, bilo je potrebito postići međudržavni sporazum o bilateralnom obračunu između dviju susjednih država.

Sljedeći dio

 

- Biography - Photos - Links - Cool bands - Search - Chat -


All rights reserved - Neven Zubak