Используемые частоты

В сети GSM все операторы делят между собой одни и те же диапазоны частот. Исключение составляют только внутренние сети GSM железнодорожных компаний.

Диапазон GSM 900, который начал использоваться первым, разделен на две группы каналов: восходящие (каналы передачи от мобильного телефона к базовой станции) и нисходящие (каналы передачи от базовой станции к мобильному телефону), которые занимают участки частотного спектра соответственно 890-915 МГц и 935-960 МГц (см. рис. 2.1).

Диапазон, называемый «расширенным», увеличивает стандартную полосу частот GSM 900, однако далеко не все оконечные устройства способны его использовать. История умалчивает о том, что это за особые абоненты, имеющие подобное оборудование и, следовательно, приоритет доступа к соответствующей сети.

Диапазон GSM 1800 (ранее называвшийся DCS 1800), в свою очередь, разделен на участки 1710-1785 МГц и 1805-1880 МГц (см. рис. 2.2).

Американские сети работают на частотах около 1900 МГц (система PCS 1900, или GSM 1900), в будущем предусматривается распространение стандарта GSM на диапазон 450 МГц.

В диапазоне GSM 900 каждый восходящий и нисходящий блок частот разделен на 124 канала (против 374 каналов для GSM 1800). Ширина полосы каждого канала составляет 200 кГц. Для радиотелефонной связи это может показаться слишком большой величиной, но не надо забывать, что речь идет о цифровой передаче, скорость которой составляет 8 х 22,8 Кбит/с при совместной передаче речи и данных. Метод временного уплотнения TDMA фактически позволяет одновременно' осуществить восемь соединений на одном канале в соответствии с принципом, представленным на рис. 2.3.

На практике при каждом соединении сигнал сообщения преобразуется в цифровой поток информации (оцифровывается), а затем разбивается на пакеты по 148 бит. На передачу каждого пакета отводится интервал длительностью 0,577 мс каждые 4,616 мс (то есть точно 8 х 0,577).

Следовательно, мобильный телефон в режиме соединения выдает пачку очень коротких импульсов каждые 4,616 мс, что соответствует частоте 217 Гц. Именно непосредственным детектированием этих импульсных сигналов и объясняется характерное низкочастотное гудение, которое слышно, когда сотовый телефон используется слишком близко от аудиоаппаратуры, имеющей недостаточно.хорошее экранирование.

Благодаря применяющимся в системе GSM цифровым методам невозможно прослушивать телефон GSM при помощи обычного сканера, тем более, что при передаче сообщений присвоение каналов носит динамический характер: во время соединения постоянно происходит переключение (смена) каналов, которое, помимо прочего, приводит к определенному повышению помехоустойчивости при распространении сигналов, особенно в черте города.

Необходимо знать, что радиоволны используемых в системе GSM частот относятся к диапазону ДМВ (СВЧ) и могут распространяться только в пределах прямой видимости.

Как и в случае с волнами, которые применяются в телевидении, естественные и искусственные преграды могут препятствовать распространению радиоволн, ослаблять их в большей или меньшей степени либо отражать.

Обычно сигнал частотой 1800 МГц при распространении обладает более сильным затуханием (примерно в четыре раза) по сравнению с сигналом частотой 900 МГц той же мощности. Соответственно, он имеет и меньшую дальность распространения. Сеть 1800 МГц, таким образом, идеально подходит для обслуживания в городских условиях. При этом используется большое количество базовых станций, обеспечивающих значительную пропускную способность каналов связи.

Сеть 900 МГц, напротив, предпочтительнее для обслуживания больших территорий при использовании меньшего числа радиорелейных (приемо-передающих) станций. Однако в этом случае повышается вероятность перенасыщения сети.

Следует отметить, что длины, волн, соответствующие частотам 900 и 1800 МГц, составляют 33 и 17 см. Естественно, это влияет на размеры и эффективность антенн, а также на способность передаваемых сигналов проникать через очень небольшие отверстия, что обычно недоступно для радиоволн.

На сегодняшний день во Франции две компании-оператора GSM 900 уплотняют свои сети 900 МГц, добавляя радиорелейные станции, работающие на частоте 1800 МГц, в зоны с особенно большим потоком трафика. При этом используется технология «bibande» - работа в двух диапазонах. Третий оператор, наоборот, изначально построил свою сеть на 1800 МГц, однако, несомненно, это было'вызвано нехваткой частот 900 МГц. Поэтому данной компании пришлось значительно увеличить число мест установки радиостанций. Вместе с тем в зонах с низкой плотностью населения компанией было создано несколько станций, работающих на частоте 900 МГц. Как это ни парадоксально, но именно таким образом оператор, насчитывающий на данный момент наименьшее число абонентов, в результате располагает сетью с наибольшей потенциальной пропускной способностью. Безусловно, это связано и с качеством предоставляемых услуг, 'и с проведением акций рекламного характера, предлагающих бесплатные услуги связи.

Поскольку во многих странах тоже имеются операторы сетей GSM, работающие в диапазонах 900 и 1800 МГц, вполне понятен интерес к массовому выпуску на рынок двухдиапазонных телефонов, особенно для клиентов, пользующихся услугами всемирного или европейского роуминга.