Εμπορία Εγκαταστάσεις Ηλεκτρονικών Συστημάτων Χονδρική-Λιανική 2108810450 CCTV & SECURITY EXPERTS

GSM-UMTS

Η εταιρεία μας θα παραμείνει κλειστη το χρονικό διάστημα απο 16 έως και 26 Αυγούστου λόγω καλοκαιρινών διακοπών.Οι παραγγελίες  που θα γίνουν μέσα σε αυτό το διάστημα θα εκτελεστούν την Δευτέρα 28 Αυγούστου. Σε αυτό το διάστημα μπορείτε να επικοινωνείτε μαζί μας στο info@digitalnet.gr
 

 

 
GSM-UMTS
 
 
Εισαγωγή
 Το GSM είναι ένα κυψελοειδές ψηφιακό σύστημα κινητής τηλεφωνίας δεύτερης γενιάς (2G), το οποίο χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα ως φορείς μετάδοσης πληροφορίας και την τεχνική πολλαπλής πρόσβασης με διαχωρισμό του διαθέσιμου φάσματος συχνοτήτων σε ένα αριθμό καναλιών και την διαίρεση αυτών σε χρονοθυρίδες για την μετάδοση σημάτων.
 
Σε όλη την Ευρώπη , έχουν χορηγηθεί άδειες λειτουργίας σε πολλές εταιρείες για δίκτυα τεχνολογίας 2ης Γενιάς (GSM) στα 900 και 1800 MHz, καθώς και άδειες για δίκτυα τεχνολογίας 3ης γενιάς (UMTS) , ώστε να παρέχουν τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες στο ευρύ κοινό. Οι εταιρείες αυτές αποτελούν τους πάροχους υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας.  Ο αριθμός των διαθέσιμων συχνοτήτων και καναλιών που χρησιμοποιούνται  είναι ο κύριος περιοριστικός παράγοντας στην ανάπτυξη των δικτύων τους. Έτσι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη ενός δικτύου κινητής τηλεφωνίας  είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη και δύσκολη διαδικασία.
 
Συχνότητες
 
 GSM 900MHz
Τα πρώτα δίκτυα GSM ξεκίνησαν να λειτουργούν στη ζώνη συχνοτήτων γυρω απο τους  900 MHz. Η Διεθνής Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU) παραχώρησε ένα ζεύγος συχνοτήτων, από τα 890 έως τα 915 MHz και από τα 935 έως τα 960 MHz. Η πρώτη περιοχή χρησιμοποιείται για την επικοινωνία του κινητού με τον σταθμό βάσης (Up link), ενώ η δεύτερη για την επικοινωνία του σταθμού βάσης με το κινητό (down link). Οι περιοχές (ζώνες) των 25ΜΗz υποδιαιρούνται η καθεμία σε 124 + (1 ελεύθερο) κανάλια συχνότητας και κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 200 KHz. Όλο αυτό το σύστημα ονομάστηκε GSM 900 ή Standard GSM.

GSM 1800MHz
Στη πορεία αναπτύχθηκε το σύστημα DCS 1800, στο οποίο διατηρείται η δομή ενός GSM 900 δικτύου αλλά χρησιμοποιούνται διαφορετικά ζεύγη συχνοτήτων, από τα 1710 έως τα 1785 MHz Up link και από τα 1805 έως τα 1880 MHz Down link. Οι περιοχές των 75MHz υποδιαιρούνται η καθεμία σε 374 (+ 1 ελεύθερο) κανάλια και κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 200 KHz. Αυτή η αλλαγή στην ζώνη συχνοτήτων έγινε διότι οι ζώνες του GSM 900 στην Ευρώπη ήταν πιασμένες από άλλους παροχείς κινητής τηλεφωνίας. 'Όπως και στην χώρα μας, σήμερα, όλες οι εταιρίες κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιούν και τα δύο συστήματα(GSM 900/GSM 1800) στα δίκτυα τους αυξάνοντας αισθητά τη χωρητικότητά στα δίκτυα τους. Στα τέλη δεκαετίας του 1990 η GSM World Association αποφάσισε να μετονομάσει το DCS 1800 σε GSM 1800 για να φανεί η δυναμικότητα και η παγκοσμιότητα του GSM.

GSM 1900MHz
Στο GSM 1900 χρησιμοποιείται σε αρκετές χώρες της Αμερικής, διατηρείται και πάλι η δομή ενός GSM 900 δικτύου, αλλά χρησιμοποιούνται και εδώ διαφορετικά ζεύγη συχνοτήτων: Από τα 1850 έως τα 1910 MHz για Up link και από τα 1930 έως τα 1990 MHz για Down link. Οι περιοχές των 60MHz υποδιαιρούνται η καθεμία σε 299+ (1 ελεύθερο) κανάλια συχνότητας και κάθε κανάλι έχει εύρος ζώνης 200KHz. Στα τέλη δεκαετίας του 1990 η GSM World Association αποφάσισε να μετονομάσει το PCS 1900 που λεγότανε παλιότερα σε GSM 1900 για να φανεί η δυναμικότητα και η παγκοσμιότητα του GSM.

E-GSM / Extended-GSM 900 - Εκτεταμένη ζώνη GSM
Το E-GSM καθορίστηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή Ράδιο Επικοινωνιών στα τέλη της δεκαετίας του 1990 για να «αντικαταστήσει» το κλασικό GSM 900 διατηρώντας βέβαια την δομή του αυξάνοντας όμως τις περιοχές συχνοτήτων από 880 έως 915 MHz για Up link και 925 έως 960 MHz Down link. Έτσι επέτρεψε στα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας να αυξήσουν τη χωρητικότητά τους και να καλύψουν τις ανάγκες από την αυξημένη κίνηση των πελατών τους.

 
UMTS/3G
Μετά το 2001 ,άρχισε η ανάπτυξη των δικτύων 3ης γενιάς 3G/UMTS με ταχύτατη πρόσβαση και νέες υπηρεσίες ,όπως η βιντεοκλήση,η προσβαση στο διαδίκτυο ,η ροή εικόνας (video streaming) κλπ
Κι εδώ χρησιμοποιούνται διαφορετικά ζεύγη συχνοτήτων 1920 έως 1980 MHz γιά uplink και 2110 έως 2170 MHz γιά downlink.
 
 
 

 Δομή δικτύων

 

 Για να γίνει δυνατή η παροχή υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας οι πάροχοι κινητών υπηρεσιών διαιρούν τις κατά τόπους γεωγραφικές περιοχές σε χιλιάδες μικρές ανεξάρτητες περιοχές που ονομάζονται κυψέλες. Η κάθε κυψέλη από αυτές προϋποθέτει και την ύπαρξη Σταθμού Βάσης  στην περιοχή της.
Τα σημεία τοποθέτησης των κεραιών κινητής τηλεφωνίας είναι κρίσιμα τόσο όσον αφορά στη ραδιοκάλυψη και παροχή υπηρεσιών, όσο και σε θέματα ηλεκτρομαγνητικών εκπομπών.
Κατά καιρούς έχουν διατυπωθεί διάφορες απόψεις σχετικά με τα σημεία τοποθέτησης των κεραιών. Πολλές υποστηρίζουν ότι οι κεραίες πρέπει να τοποθετούνται περιμετρικά πάνω σε υψώματα και μακριά από κατοικημένες περιοχές. Η επικράτηση της άποψης αυτής ειδικότερα σε περιοχές μεγάλων αστικών κέντρων θα επέφερε τα ακριβώς αντίθετα αποτελέσματα.
 Οι κεραίες που βρίσκονται τοποθετημένες μακριά από κατοικημένες περιοχές για να μπορέσουν να καλύψουν μια συγκεκριμένη περιοχή, θα πρέπει να εκπέμπουν με πολύ μεγάλη ισχύ, γεγονός που είναι ανεπιθύμητο όσον αφορά στις ηλεκτρομαγνητικές εκπομπές. Για παράδειγμα οι κεραίες ραδιοσταθμών που βρίσκονται τοποθετημένες σε υψώματα περιμετρικά των πόλεων, εκπέμπουν με ισχύ εκπομπής που ξεπερνά τις μερικές χιλιάδες Watts. Αντιθέτως, οι κεραίες που βρίσκονται εντός κατοικημένων περιοχών εκπέμπουν με ισχύ εκπομπής που δεν ξεπερνά στις περισσότερες περιπτώσεις τα 20 Watts. Από τις προδιαγραφές του συστήματος GSM, ένα δίκτυο αυτού του τύπου διαθέτει κυψελοειδή εξαγωνική δομή
. Κάθε εξάγωνο αποτελεί και μια κυψέλη (cell), η οποία δεν μπορεί να επικαλύπτεται σημαντικά με κάποια άλλη γειτονική ή μη, του ίδιου δικτύου, διότι αυτό δημιουργεί παρεμβολή στο δίκτυο με αποτέλεσμα τη δυσλειτουργία των κινητών τηλεφώνων που βρίσκονται στην περιοχή αυτή.
 Ο λόγος που δεν μπορούν να επικαλύπτονται οι κυψέλες οφείλεται στην αδυναμία επαναχρησιμοποίησης των συχνοτήτων λειτουργίας (φερουσών συχνοτήτων) σε γειτονικές κυψέλες.
Ένα κινητό τηλέφωνο επικοινωνεί μόνο με τον Σταθμό Βάσης  που βρίσκεται στην περιοχή του, μέσω του οποίου συνδέεται στο υπόλοιπο τηλεφωνικό δίκτυο (κινητό ή σταθερό). Η μέγιστη ισχύς εκπομπής του κινητού τηλεφώνου είναι 2 Watts για κινητό τηλέφωνο που λειτουργεί στα 900MHz και 1 Watt για κινητό τηλέφωνο που λειτουργεί στα 1800MHz.
Η ισχύς λειτουργίας του κινητού τηλεφώνου ρυθμίζεται από το δίκτυο και εξαρτάται από τη θέση αυτού σε σχέση με τη θέση της κεραίας. Έτσι ένα κινητό τηλέφωνο που είναι απομακρυσμένο από την κεραία με την οποία συνδέεται, εκπέμπει με πολύ μεγαλύτερη ισχύ από ένα κινητό που βρίσκεται κοντά στην κεραία του σταυμού βάσης. Επομένως κινητό που βρίσκεται μακριά από τον ΣΒ του εκπέμπει πολύ μεγαλύτερα ποσά ακτινοβολίας στον χρήστη του, λόγω του ότι απαιτείται μεγαλύτερη ισχύς εκπομπής για να επικοινωνήσει με τον απομακρυσμένο ΣΒ. Αντιθέτως όσο πιο πυκνό είναι το δίκτυο σε ΣΒ τόσο μικρότερη ισχύς εκπομπής απαιτείται και από το ΣΒ και από το κινητό τηλέφωνο, επομένως τόσο το περιβάλλον όσο και οι χρήστες των τηλεφώνων δέχονται πολύ μικρότερα ποσά ΗΜ-ακτινοβολίας.
Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι σε σύγχρονα πυκνά δίκτυα GSM, όπως αυτά που έχουν αναπτυχθεί στην Ελλάδα, το ποσό της ΗΜ – ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα κινητό τηλέφωνο των 900 MHz είναι 250mW και των 1800 MHz είναι 125 mW. Εξαιτίας του περιορισμένου αριθμού συχνοτήτων που έχει στην κατοχή της η κάθε εταιρεία πάροχος κινητών επικοινωνιών, η κάθε κυψέλη (Σταθμός βάσης ) του δικτύου μπορεί να εξυπηρετήσει μικρό και συγκεκριμένο αριθμό ταυτόχρονων κλήσεων από συνδρομητές, που ανέρχονται κατά μέσο όρο από 10 έως 50 ανά κυψέλη, ανάλογα με τη διαμόρφωση του Σταθμού βάσης. Έτσι για να εξυπηρετηθούν οι εκατομμύρια συνδρομητές που είναι χρήστες κινητών τηλεφώνων απαιτούνται πάρα πολλοί Σταθμοί , οι οποίοι εγκαθίστανται σε πυκνή διάταξη και έχουν χαμηλή ισχύ εκπομπής, έτσι ώστε να μην προκαλούν παρεμβολές στο δίκτυο.
Στην Ελλάδα ειδικά, όπου η μορφολογία του εδάφους δεν είναι ομαλή (υπάρχουν πολλά βουνά, λόφοι, κ.λ.π.) και οι πόλεις έχουν πυκνή δόμηση με κτίρια από τσιμέντο, απαιτούνται πολλοί περισσότεροι Σταθμοί βάσης  εντός των αστικών κατοικημένων περιοχών, όπου βρίσκεται η μεγάλη πλειοψηφία του πληθυσμού που επιζητεί να χρησιμοποιεί κινητά τηλέφωνα.
Έτσι κάθε κυψέλη απαιτεί την ύπαρξη ενός Σταθμού βάσης  ο οποίος παρέχει κάλυψη και χωρητικότητα σε μια μικρή περιοχή γύρω του, εκπέμποντας ακτινοβολία σχεδόν ίσης ποσότητας με αυτή ενός κινητού τηλεφώνου που λειτουργεί στη μέγιστη ισχύ του. Καθώς ένας χρήστης κινητού τηλεφώνου κινείται μέσα στο δίκτυο κινητής τηλεφωνίας, η κλήση του πρέπει να μεταφέρεται από ένα Σταθμό στον γειτονικό του, προϋπόθεση που επίσης πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό και διαστασιολόγηση του δικτύου.
 
 Δίκτυο 3G UMTS
 Τα δίκτυα 3ης γενιάς διαφέρουν σημαντικά στη φιλοσοφία ανάπτυξης τους συγκριτικά με τα δίκτυα 2ης γενιάς (GSM). Τα δίκτυα 3ης γενιάς βασίζονται σε τεχνολογία Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) και ο περιοριστικός παράγοντας παροχής υπηρεσίας στα δίκτυα αυτά είναι η στάθμη της παρεμβολής στο δίκτυο, που προέρχεται τόσο από τους χρήστες (κινητά τηλέφωνα) όσο και από τους ΣΒ που βρίσκονται στην κάθε περιοχή.
Στα δίκτυα 3ης γενιάς οι γειτονικές κυψέλες χρησιμοποιούν την ίδια φέρουσα συχνότητα (carrier), με παράγοντα επαναχρησιμοποίησης ένα (1) και η διαφοροποίηση τους πραγματοποιείται με τη χρήση διαφορετικών κωδικών ανά κυψέλη, οι οποίοι ονομάζονται κώδικες scrambling (Scrambling Codes).
Από την πλευρά των χρηστών στα δίκτυα UMTS ο κάθε χρήστης χρησιμοποιεί τον δικό του κωδικό και έτσι το δίκτυο τον διακρίνει από τους γειτονικούς χρήστες.
 
 Η ισχύς εκπομπής του κάθε σταθμού βάσης είναι σημαντικά χαμηλότερη από του αντίστοιχου GSM και είναι της τάξης του 1 Watt για το κανάλι πιλότο (Pilot Channel) το οποίο εκπέμπει συνεχώς, ενώ η μέση ισχύ ενός ΣΒ 3G βρίσκεται στα 3 Watts. Το δε κινητό τηλέφωνο 3ης γενιάς έχει μέγιστη ισχύ εκπομπής 125 mW, το οποίο σημαίνει ότι εκπέμπει (λειτουργώντας με τη μέγιστη ισχύ του) οκτώ φορές λιγότερη ακτινοβολία από το αντίστοιχο κινητό τηλέφωνο των 1800 MHz και 16 φορές λιγότερη ακτινοβολία από το αντίστοιχο κινητό τηλέφωνο των 900 MHz.
 Τα δίκτυα 3ης γενιάς χρειάζονται σημαντικά περισσότερους ΣΒ για να επιτύχουν κάλυψη αντίστοιχη με αυτή του δικτύου GSM που έχει ήδη αναπτυχθεί στην ίδια περιοχή. Αυτό οφείλεται στο ότι το δίκτυο 3ης γενιάς λειτουργεί σε υψηλότερες συχνότητες από τα δίκτυα GSM (2100 MHz συγκριτικά με τα 900 / 1800 MHz του GSM) και έτσι τα ραδιοκύματα που εκπέμπει καλύπτουν συγκριτικά μικρότερες αποστάσεις στον χώρο και έχουν μικρότερο βάθος διείσδυσης  σε κτίρια η φυσικά εμπόδια. Επίσης η κάλυψη του δικτύου ελαττώνεται καθώς η κίνηση αυξάνει, γεγονός που δυσχεραίνει περαιτέρω τον αναλυτικό σχεδιασμό ενός τέτοιου δικτύου.
Τέλος, θα πρέπει να τονισθεί ότι οι Σταθμοί Βάσης  του δικτύου 3ης γενιάς ελέγχουν διαρκώς την ισχύ εκπομπής του κάθε κινητού τηλεφώνου, ωθώντας το να λειτουργεί στη χαμηλότερη
δυνατή ισχύ εκπομπής που απαιτείται για την παροχή συγκεκριμένης υπηρεσίας. Με τον τρόπο αυτό ελέγχεται και ελαχιστοποιείται η παρεμβολή που προκαλούν τα κινητά στο δίκτυο, Παράλληλα  αυξάνεται και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας του (αφού η κατανάλωση είναι σημαντικά χαμηλότερη).
 
Ενίσχυση σήματος δικτύου GSM-UMTS
 

Σε αρκετές  περιπτώσεις ,κυρίως   απομακρυσμένων περιοχών η υπόγειων χώρων το σήμα κινητής τηλεφωνίας GSM είναι ασθενές έτσι ώστε η συνδεση ενός κινητού τηλεφώνου  με την κοντινότερη κυψέλη να είναι ανέφικτη η προβληματική.Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την έλλειψη επικοινωνίας ενός κινητού τηλεφώνου μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας GSM.Η αποκατάσταση της επικοινωνίας επιβάλλει την ενίσχυση του σήματος GSM με την βοήθεια ενός κεραιοσυστήματος που θα αναλάβει να μεταφέρει το σήμα που εκπέμπει η κοντινότερη κυψέλη πρός την περιοχή η τον χώρο που βρίσκεται εκτός κάλυψης και αντίστροφα.Το κεραιοσύστημα αποτελείται απο μία εξωτερική κατευθυντική κεραία GSM καθώς και μίας η περισσοτέρων εσωτερικών όταν πρόκειται για αναμετάδοση σε έναν η περισσότερους εσωτερικούς χώρους πχ υπόγειο πάρκιγκ.H σύνδεση των κεραιών επιτυγχάνεται μέσω ειδικού καλωδίου 50 ωμ RG58 η RG213 ειδικότερα ,όταν πρόκειται να διανύσουμε μεγάλες αποστάσεις.Σε ορισμένες εφαρμογές   είναι απαραίτητη η χρήση ενός GSM repeater η GSM booster.Η χρήση αυτού θα πρέπει να γίνεται μόνο σε περιπτώσεις  πολύ ασθενών σημάτων η μεγάλων απωλειών διανομής  ,αφ ότου έχει προηγηθεί  πεδιομέτρηση και έχουν εξαντληθεί όλες οι δυνατότητες χρησιμοποιόντας παθητικά στοιχεία.
 

 
 
Σε περιπτώσεις κάλυψης πολυεπίπεδων χώρων με απουσία σήματος GSM (πχ υπόγεια γκαράζ),υπάρχει δυντότητα τοποθέτησης πολλαπλών  εσωτερικών κεραιών  τοποθετημένων σε κατάλληλη διάταξη .Η συνδεση αυτών με το κεραιο σύστημα λήψης -εκπομπής επιτυγχάνεται μέσω ειδικών splitter που λειτουργούν στην ζώνη GSM.