ERINEVAD MOBIILSIDE TEHNOLOOGIAD
Analoog- ja digitaaltehnoloogia
FDMA (Frequency Division Multiple Access)
TDMA (Time Division Multiple Access)
CDMA (Code Division Multiple Access)
WAP (Wireless Application Protocol)
GPRS (General Packet Radio Service ehk pakettraadioteenus)
Lisa 1 Valik telekommunikatsiooni termineid
Käesoleva proseminaritöö eesmärk on anda ülevaade mobiilsidest. Teema valikul lähtusin tõsiasjast, et peaaegu igal teisel täiskasvanud eestimaalasel on juba olemas mobiiltelefon, kuid samas on väga vähe räägitud selle tehnoloogia tagamaadest. Mis põhimõtetel on üles ehitatud mobiilsidevõrk? Mis on kärgsüsteem ja milline on selle ülesehitus? Mis peitub lühendi GSM taga? Miks ei ole üldjuhul võimalik sama mobiiltelefoniga rääkida nii Eestis kui ka Ameerika Ühendriikides? Mida võimaldavad GPRS ja WAP?
Proseminaritöö esimeses pooles selgitan kärgsüsteemi (cellular system) põhiprintsiipe, kolmandas osas tutvustatan erinevaid tehnoloogiad ja nende tööpõhimõtteid. Suuremat tähelepanu pööran GSM-tehnoloogiale, selle ülesehitusele ja iseärasustele. Mitmed protsessid (handover, roaming, võrgu struktuur), mis üldjuhul on omased kõigile mobiilside tehnoloogiatele, seletan lahti GSM-tehnoloogia kontekstis. Räägin ka andmesideteenustest, mida pakub kogu Euroopas, sh ka Eestis kasutusel olev GSM-tehnoloogia. viiendas osas käsitlen satelliitsidet. Lühidalt tutvustan Eesti mobiiltelefonituru olukorda ja lähituleviku arengusuundi.
Kuna eesti keeles seniajani vastavat materjali peaaegu pole ja terminoloogias esineb kõikumisi, püüan käesoleva tööga neid lünki täita. Töö lõppu lisan valiku telekommunikatsiooniga seotud mõisteid.
Kuna paljud mõisted on eesti keeles võrdlemisi tundmatud ja neile ei pruugi alati leiduda sobilikku tõlkevastet, siis on paljudel juhtudel sulgudes toon ära ka ingliskeelsed vasted.
Siinset proseminaritööd saavad reaalharude õpetajad kasutada abimaterjalina näiteks gümnaasiumis. Töö on huvilistele üles seatud ka internetis aadressil http://www.tpu.ee/~tuuli1/Mobiiltehnoloogia.html.
Telefoni leiutas Alexander Graham Bell juba 1876. aastal. 1896. aastal järgnes traadita telefoni leiutamine – raadioside, mida võib kaudselt pidada ka tänapäeva mobiilside eelkäijaks. Mobiiltelefoni tööpõhimõte on tegelikult sama mis raadiol, kuigi tunduvalt keerulisem. See on kahesuunaline raadio, mis kasutab raadiolaineid kõnede edastamiseks ja vastuvõtmiseks.
1930. aastatel võeti kasutusele mobiilsed tugijaamid, mis võtsid enda alla kogu auto pakiruumi. Põhiliselt olid need raadiotelefonid kasutusel politseiautodes ja sõjaväes. Selles süsteemis kasutati ühte keskantenni mingi kindla territooriumi peale, võimalik oli ühendada 25 kõnet. Kuna vahemaad olid pikad ja kanaleid vähe, ei olnud süsteemi mugav kasutada.
Idee peale juurutada tehnoloogia, mis kasutaks väikese võimsusega saatjaid ja kus samasid sagedusi oleks võimalik mingil maa-alal korduvalt kasutada, tuldi 1970. aastate alguses Ameerika Ühendriikides Belli laboratooriumis. Kuid esimesena tutvustasid kärgsidel põhinevat NMT–tehnoloogiat (Nordic Mobile Telephone), mis oli mõeldud kommertskasutuseks, hoopis Põhjamaad aastal 1981. Ameerika Ühendriikides võeti 1983. aastal kasutusele AMPS-süsteem (Advanced Mobile Phone Service).
Kui 1980. aastatel põhines enamik mobiilsüsteeme analoogsidel, siis tänapäeval on peaaegu kõikjal kasutusel digitaalside.
Mobiilside on üks kiiremini kasvavaid ja suurema nõudlusega telekommunikatsiooni rakendusi. Järjest rohkem abonente liitub just mobiilsidevõrguga. Praegu on mobiiltelefoni kasutajaid maailmas juba rohkem kui 780 miljonit [9].
Tehnika arenedes on suured ja kohmakad aparaadid muutunud järjest väiksemaks. Tänapäeval mahtuvad need taskusse või käekotti ning neid saab hõlpsasti võtta kõikjale kaasa. Märkamatult on mobiiltelefon muutunud enesestmõistetavaks abivahendiks igapäevasel suhtlemisel.
Mobiiltelefoni on võimalik kasutada praegusel ajal peale rääkimise ka paljudel teistel otstarvetel. Sellega saab võtta vastu ja saata sõnumeid ning meilisid, vaadata internetilehekülgi, maksta parkimise eest, lülitada autos sisse eelsoojendus või kodus saun, määrata kindlaks hädasolija asukoht jne. Võimalusi on tohutult ja neid tekib üha juurde.
Siinkohal on esitatud terminid, mis on vajalikud, et mõista paremini kogu järgnevat teksti.
Joonis 1 Multipleksimine.
Tänapäeval mobiilitehnoloogias kasutusel olev kärgsüsteem on uueks mudeliks raadiotelefoni ajaloos. Kui enne kasutati kõrgele paigutatud ja suure võimsusega saatjaid, et signaal leviks võimalikult kaugele, siis uus tehnoloogia näeb ette palju väikese võimsusega saatjaid, et igaüks neist teenindaks ainult ühte kindlat piirkonda, mida kutsutakse kärjeks.
Seega jaotatakse suurem maa-ala tugijaamade abil väikesteks piirkondadeks. Joonistel kujutatakse neid enamasti lihtsuse mõttes külg külje kõrval paiknevate kuusnurkadena, mis oma ülesehituselt meenutavad kärge (seetõttu on inglise keeles kasutusel ka terminid cellular system ja cell phone). Kärgstruktuuri on kujutatud joonisel 2.
Joonis 2. Maa-ala jaotamine kärgedeks [26].
Iga kärje keskpunktiks on tugijaam, mis koosneb mastist ja raadioseadmest. Kärje läbimõõt võib olla 200 meetrist 40-50 kilomeetrini. Tihedalt asustatud piirkondades ja kohtades, kus on suuri objekte, näiteks kõrghooneid või mägesid, peab kärgede läbimõõt olema väiksem. Eelpool nimetatust tihemini asuvaid tugijaamu eeldavad ka mõned tehnoloogiad, näiteks GSM (Global System for Mobile Communications), PCS (Personal Communication Systems – personaalsed kommutatsioonisüsteemid), tingituna kõrgemast sagedusest ja madalamast võimsusest.
Joonis 3 Mobiilsidevõrk lihtsustatul kujul [27].
Joonis 3 illustreerib mobiilivõrgu üldist skeemi. Iga telefon kasutab tugijaamaga suhtlemiseks ajutist raadiokanalit. Tugijaam on korraga ühenduses mitme telefoniga, kasutades ühenduse jaoks igaühega neist ühte kanalit. Kanal sisaldab endas sagedusribade paari: üks sagedus andmete edastamiseks, teine vastuvõtmiseks. Igal operaatoril on võrgu peale ka üks keskus, mida kutsutakse kommutatsioonikeskuseks (Mobile-services Switching Center e MSC). Keskus on telefonikeskjaama (PSTN) kaudu ühenduses tavalise, liinidel põhineva telefonivõrguga. Kindlates regioonides paiknevad tugijaamad on omakorda kas tavaliinide või raadioside kaudu ühenduses kommutatsioonikeskusega.
Selline kärjeline lähenemine eeldab arvukalt tugijaamasid iga suurusega linnas. Eesti tugijaamade arv väga suur ei ole. EMT omab näiteks üle riigi umbes 600 masti. Ka tuleb kärjeline struktuur rohkem nähtavale linnades, kus on väga palju mobiiltelefonide kasutajaid. Maapiirkondades on tugijaamad paigutatud peamiselt maanteede äärde ja asulatesse.
Mõnes GSM- ja PCS-tehnoloogias kasutatakse nn tugijaamade hierarhiat, mis koosneb erineva võimsusega tugijaamadest ja seega ka eri suurusega levialadest. Makrokärgi kasutatakse mobiilsides kõige enam. Antennid on paigaldatud maapinnal asuvatele mastidele, katustele või teistele ehitistele kõrgusele, kus ümberkaudsed ehitised ja maastik ei takista enam nähtavust (vt joonis 4). Makrokärgede leviala suurus sõltub saatja võimsusest, mis ulatub tavaliselt kümnete vattideni, ja piirkonna häirivatest teguritest.
Joonis 4 Makrokärgede antennid
Mikrokärg pakub sisemist leviala ja lisavõimsust makrokärgede piirkondadesse, kus on väga palju mobiiltelefoni kasutajaid. Selliste kärgede saatjad on väiksemad kui makrokärgede omad. Neid paigutatakse näiteks hoonete seintele või tänavalaternapostidele (vt joonis 5). Mikrokärgede leviala jääb umbes 300 ja 1000 meetri vahele.
Joonis 5 Mikrokärgede antennid
Pikokärjed on veelgi lokaalsemad kui mikrokärjed. Need paigutatakse hoonetesse, kus on halb levi või väga suur hulk mobiiltelefonide kasutajaid.
Mobiiltelefon kasutab tugijaamaga suhtlemiseks kõrgsageduslikke raadiolaineid. Side on eri tehnoloogiate puhul võimalik erinevatel sagedustel. GSM900-s on need sagedused näiteks 880 – 915 MHz ja 925 – 960 MHz [32]. Sageduste ja tehnoloogiate erinevused on ka põhjuseks, miks ühe ja sama mobiiltelefoniga ei saa rääkida kõikjal. Eri maad kasutavad erinevaid tehnoloogiaid ja sagedusi, telefoni jaoks tähendab see peale vastava tarkvara ka erineva riistvara vajadust. Küll on aga olemas telefonid, mida on võimalik lülitada ühelt režiimilt teisele.
Tänu mikroelektroonika arengule ja tootmisprotsessi kõrgtehnoloogiale on võimalik ühte telefoni liita kas ühe süsteemi erinevatel sagedusaladel töötavaid telefone (näiteks Nokia 6150 GSM 900/1800) või siis hoopis erinevates mobiilsidesüsteemides töötavaid telefone (näiteks Motorola Wings GSM 900/ iDEN 800). Esimest nimetatakse kahesagedusala (Dual Band) ning teist kahesüsteemseks (Dual Mode) mobiiltelefoniks.
Lähitulevikus saab kindlasti rääkida ka kolmesagedusala (Three Band) telefonidest (näiteks Motorola L7089 tri-band, GSM 900/1800/1900) ning mitme sagedusala ning erinevate süsteemide (näiteks Ericsson R 290 GSM 900/Satellite) kombinatsioonidest.
Niisugused telefonid võimaldavad ühe telefoniga helistada eri operaatorite erinevate süsteemidega võrkudes või siis ühe operaatori erinevatel sagedusaladel toimivates võrkudes. [12]
Kuna mobiiltelefonid ja tugijaamad kasutavad väikese võimsusega saatjaid, on võimalik sama sagedust kasutada mingite kindlate vahemaade tagant korduvalt, ilma et nad üksteist segaksid. Enamik telefone kasutab võimsusi 0,6 W kuni 3 W, samuti töötab tugijaam väikese võimsusega. Tugijaama ja telefoni vahele jääv tööpiirkond ei ulatu märkimisväärselt väljapoole kärge. Ühe tugijaama leviala sõltub mitmest tegurist, näiteks saatja võimsusest, maastikust, ilmast ja mitmesugustest rajatistest. Selleks, et teha kindlaks järgmise tugijaama asukoht ja selgitada välja, kus võib jälle sama sagedust kasutada, teostatakse uuringuid ja arvutusi
Kärgsüsteemi suurimaks eeliseks peetakse seda, et interferents ehk raadiolainete omavahelisest liitumisest ja neutraliseerimisest tingitud häired ei ole seotud absoluutse vahemaaga kahe sama sagedust kasutava kärje vahel, vaid on sõltuvuses hoopis kärje raadiusest. Kärje raadius on aga määratud tugijaama võimsuse ning antenni kõrgusega, mida saab reguleerida süsteemiinsener. Seega on võimalik otsustada, kui palju erinevaid kanaleid luuakse sageduste korduvkasutamisega.
Vaatamata sageduste korduvkasutamise võimalusele, on mõnes piirkonnas mobiilsideliiklus kasvanud niivõrd suureks, et kanalite arvust ei piisa enam kvaliteetse teeninduse tagamiseks. Seetõttu otsitakse jätkuvalt uusi lahendusi, et süsteem oleks võimeline kasvama koos tarbijate vajadustega.
Sageduste korduvkasutamist on kujutatud joonisel 6. Samu sagedusi võivad kasutada kärjed, mis on joonisel tähistatud A ja B tähega.
Joonis 6 Sageduste korduvkasutamine
Kanalid jaotatakse info liiklus- ja kontrollkanaliteks. Liikluskanalite kaudu saab edastada kõnesid ja andmeid. Kontrollkanalite kaudu vahetatakse abiinfot (asukoha määramine, sissetulevate kõnede vastuvõtmine), kui telefon on passiivses, kuulavas seisundis. Aktiivses seisundis (kõne- või andmeseansi ajal) saadakse kontrllkanalil teada signaalitugevus, et signaali nõrgenemisel saaks kõne minna üle teisele sagedusele ja jaamale.
Analoogsüsteemis kasutab üksik kärg ühte seitsmest võimalikust duplex-kanalist, milles on võimalik edastada signaali mõlemas suunas ühel ajal. See tähendab, et iga kärg seitsmikust kasutab ühte seitsmest võimalikust kanalist nii, et sagedused ei kattuks. Järelikult on võimalik kogu piirkond katta kasutades kokku seitset erinevat sagedusribade paari.
Näiteks analoogsüsteemis antakse mobiilioperaatorile linna piires kasutamiseks tavaliselt 832 raadiosagedust. Iga telefon kasutab kõne jaoks kahte sagedust, seega on operaatori peale 395 sidekanalit. Ülejäänud 42 kasutatakse kontrollkanalitena. Järelikult on igal kärjel kasutada umbes 56 sidekanalit. Teisisõnu saavad igas piirkonnas 56 inimest ühel ajal rääkida.
Digitaalse ülekande meetoditega kasvab ka kanalite arv. Näiteks TDMA-l (Time Frequency Multiple Access) põhinev digitaalsüsteem võimaldab kolm korda nii palju kõnesid kui analoogsüsteem, igal kärjel on kasutada 168 kanalit. Põhjalikumalt käsitleb erinevaid tehnoloogiaid peatükk 2.
Kärgtehnoloogia puhul on peale sageduste korduvkasutamise suureks eeliseks ka kärgede poolitamine. Kui liiklus jõuab kärjes sellise tasemeni, et tugijaam ei suuda pakkuda oma piirkonna kasutajatele enam heal tasemel teenindust, jagatakse kärg või kärjed mingiks arvuks väiksemateks kärgedeks, lisades vähema võimsusega saatjaid. Ka nendes uutes kärgedes kasutatakse ühesuguseid sagedusi samal põhimõttel nagu suuremategi kärgede puhul. Kärgede poolitamist kujutatakse joonisel 7. Ühesuguste tähistega kärjed saavad kasutada samu sagedusi.
Joonis 7 Kärgede poolitamine.
Kõne loomist lauatelefoni ja mobiiltelefoni vahel kujutatakse joonisel 8.
Joonis 8 Kõne ühendamine [25].
10. Kui mobiiltelefonile (MS – Mobile Station) vastatakse, kontrollitakse turvanõudeid ja luuakse ühendus.
Ühenduse loomine kahe samas võrgus asuva mobiiltelefoni vahel on sarnane, aga pisut lihtsam. Selleks saadetakse vastav teade tugijaama ja sealt kommutatsioonikeskusesse. Kontrollitakse turvalisust ja leitakse vaba kanal. Järgnevalt luuaksegi juba ühendus kahe telefoni vahel.
Mobiilsides on andmeid võimalik edastada mitmel viisil. Eesmärk on pakkuda rohkem kanaleid, suuremat turvalisust ning võimsust, kasutades olemasolevat ribalaiust efektiivsemalt.
FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) ja CDMA (Code Division Multiple Access) on andmeedastustehnoloogiad. Need on osa üldisest operatsioonisüsteemist, mida telefonioperaatorid kasutavad. Iseseisvalt nad süsteemi ei moodusta, kuid nendele toetudes on võimalik luua toimiv süsteem. Näiteks baseerub GSM-tehnoloogia TDMA-l, PCS võib kasutada nii TDMA-l kui ka CDMA-l põhinevat süsteemi.
Keerulised signaalide menetlusviisid teevad võimalikuks määrata kõnede asukohad, kõnede ühendamised, handover’i, roaming’u, andmevahetuse jmt. Erinevad mobiilsidetehnoloogiad kasutavad sagedusmultipleksimise (analoogsüsteemid), ajamultipleksimise (TDMA, GSM) ja spektri jagamise (CDMA) tehnikaid.
Analoog- ja digitaaltehnoloogia
Analoogsüsteemi loetakse esimese põlvkonna tehnoloogiaks. Need on näiteks ka Eestis kasutusel olnud NMT (Nordic Mobile Technology) ja USA-s AMPS (Advanced MobileTelephone Service). Digitaalsed kärgsüsteemid kuuluvad teise generatsiooni. Digitaalsüsteemide vajadus tekkis 1990. aastate alguses mobiiltelefoni populaarsuse kiire kasvu tõttu. Enimkasutatavad on tänapäeval GSM (Global System for Mobile Communication) Euroopas, IS-54 Põhja-Ameerikas ja JDC (Japanese Digital Cellular) Jaapanis [18].
Analoogsignaalil võivad olla kõik väärtused võimaliku minimaalse ja maksimaalse vahel (vt joonis 9). Digitaaltelefonid kasutavad põhimõtteliselt sedasama raadiotehnoloogiat mida analoogtelefonidki, aga teevad seda teisel viisil. Analoogsüsteem ei kasuta täielikult ära signaali võimalusi telefoni ja võrgu vahel – analoogsignaali ei saa kokku suruda ega töödelda nii lihtsalt nagu digitaalsignaali. See on ka põhjuseks, miks tänapäeval on kasutusel üha rohkem digitaaltehnoloogiat. Viimase puhul mahub ühele sagedusribale oluliselt rohkem kanaleid ja seega on ka info läbilaske võime suurem. Analoogsüsteem kasutab kõne edastamiseks palju erinevaid signaali pingetasemeid. Digitaaltelefonid teisendavad signaali kahendkujule, mis kujutab endast nullide ja ühtede jada, ning andmepaketid edastatakse kokkusurutult.
Joonis 9 Analoogsignaal.
Digitaaltehnoloogia teeb võimalikuks uued infoedastuse tehnoloogiad, mis ei olnud võimalikud analoogsüsteemis: autentimise, andmete edastuse, kõne ja andmete krüpteerimise, ISDN-i (Integrated Services Digital Network). Selle tehnoloogiaga on ka liikumine kärgede vahel kergemini kontrollitav, kõned ei katke enam nii lihtsalt ning tugijaam suudab teenindada rohkem kliente.
Digitaaltehnoloogia puhul on ribalaiuse ulatus suurem, seega on ka rohkem kanaleid. See tehnoloogia on varasemaga võrreldes ka häirekindlam.
Signaal ei levi digitaaltehnoloogia puhul oluliselt kärjest väljapoole, mis võimaldab samu sagedusi kasutada uuesti. Võimalik on multipleksimine, kus mitu kõnekanalit surutakse ühte kandjasse.
FDMA (Frequency Division Multiple Access)
FDMA ehk eesti keeles sagedusjaotuslik ühispöördus, on ühispöörduse meetod, mis eraldab ühisedastuskanalis igale osakanalile eraldi sagedusriba [27]. Kuigi FDMA-tehnoloogiat oleks võimalik kasutada ka digitaaltelefonide juures, on see laialt kasutusel analoogsüsteemides. FDMA jaotab eraldatud spektri mitmeks kanaliks.
Tänapäeva analoogsüsteemide juures on iga kanali ribalaius 30 kHz. Kui FDMA-d kasutav mobiiltelefon loob ühenduse, reserveerib ta selle kanali kogu kõne kestuse ajaks. Kõnesignaal teisendatakse sagedusmuunduri abil selle laineala sagedusele. Vastuvõtjas taastatakse informatsioon, kasutades ära riba läbilaskefiltrit. Telefon kasutab tavalist kontrollkanalit, et saada endale vajalik sidekanal. FDMA on kõige ebaefektiivsem telefonisüsteem, kuna iga analoogkanalit saab korraga kasutada ainult üks kasutaja ja kasutajate arv on seega vägagi piiratud.. Kanalid ei ole nii laia sagedusribaga, kui on vaja tänapäeva digitaalkompressoritele, ning ka see on raiskamine, kui kõneajal on eetris vaikus. Analoogsignaalid on tundlikud häiretele, mida ei ole võimalik filtreerida. Samuti peab kvaliteetse kõne edastamiseks kasutama suuremat võimsust (1-3 W). Kõiki neid miinuseid kokku võttes on ka mõistetav, miks see tehnoloogia on juba asendatud uuemate digitaaltehnoloogiatega.
TDMA (Time Division Multiple Access)
Ehk eesti keeles ajajaotuslik ühispöördus, on ühispöörduse meetod, mis eraldab ühises edastuskanalis igale osakanalile eraldi ajapilu [27]. TDMA on üles ehitatud FDMA-le, jagades kõne sageduse ja aja järgi. Alates ajast, kui digitaalkompressioon võimaldab edastada häält 10 kb sekundis (võrdub 10 kHz), mahutab TDMA 3 digitaalset kõnet ühte FDMA-kanalisse jagades iga kanali kolmeks ajapiluks. Igas ajapilus on digitaalkujule teisendatud andmepakett ühe kõne kohta. Seega võimaldab antud tehnoloogia juba kolm korda suuremat võimsust kui FDMA.
Kuigi TDMA on suhteliselt hea digitaalsüsteem, on tal ka mõningad puudused erinevate digitaalandmete (kõrge kvaliteediga kõne, madala kvaliteediga kõne, kõnede tihedus) muutmise paindlikkuse osas, samuti ei käsitleta ka vaikusperioode telefonikõnes. TDMA telefonid vajavad võimsust 600 mW.
CDMA (Code Division Multiple Access)
CDMA-tehnoloogias ei ole kanaleid, selle asemel saadetakse kodeeritud kõne üle kogu sagedusskaala. Selle poolest erineb CDMA täielikult FDMA- ja TDMA-tehnoloogiatest. Igale kõnele annab digitaalne domeen unikaalse koodi, mille abil on teda võimalik eristada teistest kõnedest selles sagedusskaalas. Sama koodi abil taastatakse vastuvõtjas algne signaal. Seega võivad naaberjaamad kasutada ühesuguseid sagedusi. CDMA on mobiiliturul uusim tehnoloogia ja ületab kõne kvaliteedi osas TDMA-tehnoloogiat. CDMA ületab kolmekordselt TDMA- ja GSM-süsteemide võimsust. CDMA lubab telefonidele ka madalamat võimsust (200 mW).
GSM on rahvusvaheline standard Euroopas, Austraalias ja suuremas osas Aasias ning Aafrikas. See töötati välja Euroopas 1980. aastate keskel - tunduvalt varem, kui mobiiltelefonid leidsid oma koha Ameerika Ühendriikides.
GSM kasutab tõhusamaks muudetud versiooni TDMA-st. Jätkab kaadri jagamist ajapiludeks ja kanali sageduste jaotust, aga teeb korrektuuri teistes detailides. Kuna ajapilud on lühemad kui TDMA puhul, hoiavad nad endas ka vähem andmeid, kuid andmeedastamiskiirus on alates 300 bitist sekundis. Kui kõnes saab kasutada nii palju ajapilusid kui vajalik, tõuseb kiirus kuni 13 kilobitini sekundis. Kui kõne pole aktiivne - nn vaikus eetris -, kasutatakse ka vähem ajapilusid. Kõne “hüppab” kanalite ja ajaintervallide vahel, et muuta süsteemi kasutamist efektiivsemaks. Suuremat tähelepanu on pööratud ka turvalisusele, kõne kodeerimisele, kasutaja tuvastamisele jne.
GSM-tehnoloogia nõuab telefonilt võimsust 1W. Kasutatakse sagedusi 800 MHz, 1800MHZ ja 1900 MHz. GSM 1800 võrgus on võimalik kasutada ligi kolm korda rohkem raadiokanaleid kui sagedusalas 900 MHz sagedusalas toimivas GSM-võrgus ning see on mõeldud eelkõige suurlinnadele ja tihedalt asustatud piirkondadele. Selleks, et kõneleda mõlemal sagedusel peab omama kahe sagedusala- ehk dual band telefoni. Standardi järgi teevad GSM-telefonid sagedusala valiku automaatselt eelistusega suurema kanalitearvuga GSM 1800 võrku [12].
GSM-võrgu märkimisväärseks plussiks on SIM-kaart (subscriber identification module). SIM-kaart on väike eemaldatav kaart telefonis, mis hoiab endas kõik ühenduseks vajalikud andmed. SIM-kaardi olemasolu on oluline erinevus teiste mobiilsidevõrkudega võrreldes, kus kogu vajaminev info on programmeeritud telefoni endasse. Kuna kõik vajalikud andmed on kaardil saab hõlpsasti kasutada ka igat teist GSM-telefoni sisestades lihtsalt SIM-kaardi.
GSM-võrk koosneb kolmest põhilisest osast:
Põhimõtteliselt kasutatakse sama struktuuri ka teiste võrkude ülesehituse juures. Kuna kohati esineb siiski erinevusi kirjeldatakse antud juhul struktuuri GSM-võrgu spetsiifiliselt.
Mobiiltelefon koosneb abonendi identifitseerimise moodulist (Subscriber Identify Module e SIM), mis sisaldab kliendi kohta kogu infot, ja mobiilseadmest (Mobile Equipment e ME).
Mobiiltelefon on üheselt kindlaks määratud rahvusvahelise mobiilseadmestiku identifitseermiskoodiga IMEI (International MobileEquipment Identity). IMEI on 15-kohaline unikaalne kood, mis sisaldab endas välju järgmiste andmetega [33]:
XXXXXX XX XXXXXX X
TAC FAC SNR SP
TAC - (Type Approval Code) Tüübi heakskiidu kood (2 esimest numbrit on tüübi heakskiitja maa kood)
FAC - (Final Assembly Code) Telefoni kokkpanija kood
01, 02 = AEG
10 = Nokia
41, 44 = Siemens
51 = Sony, Siemens, Ericsson)
SNR - (Serial Nr.) Seerianumber
SP - (Spare) Vaba - pole kindlaks määratud (alati "0")
SIM-kaardil asub ka rahvusvaheline mobiiliabonendi identifitseerimiskood IMSI (International Mobile Subscriber Identity), mille abil tehakse kindlaks kasutaja, sisaldab salajast võtit autentimiseks ja muud informatsiooni. IMEI ja IMSI on teineteisest sõltumatud. SIM-kaarti on võimalik kaitsta salasõna või PIN-koodiga (Personal Identity Number).
Mobiilseade on kaasaskantav või sõidukisse paigaldatud seade, mis koosneb korpusest, raadiosaatja-vastuvõtjast ning ekraanist ja digitaalsignaalide muundajast.
Tugijaam koosneb tugijaama saatja-vastuvõtjast ehk transiiverist (Base Transciever Station e BTS) ja tugijaama kontrollerist (Base Station Controller e BSC). Transiiver võtab vastu ja saadab andmed mobiiltelefonilt ja mobiiltelefonile, Enamasti loob telefon ühenduse lähima vastuvõtjaga. Tugijaama kontroller on omane ainult GSM-võrgule. On vahelüliks mitme vastuvõtja ja kommutatsioonikeskuse vahel, kontrollib neid ja käsitleb raadiokanaleid, hindab handover’i vajalikkust.
Võrgu juhtimise süsteemi moodustavad:
Koduregistris (Home Location Register e HLR) hoitakse kogu infot abonendi kohta, kõnede arvetuse- ja asukoha määramise infot. Külalisteregistris (Visitors Location Register e VLR) – hoitakse ajutiselt andmeid abonendi kohta, kes viibib väljaspool enda operaatori piirkonda.
Autentimiskeskus (Authentication Center e AuC) sisaldab turvalisust nõudvaid andmeid iga kliendi kohta (koopia salajasest võtmest asub SIM-kaardil), seadmeregistris (Equipment Identity Register e EIR) on nimekiri võrgus töötavatest mobiilseadmetest.
GSM-võrgu struktuuri on kujutatud joonisel 10.
Joonis 10 GSM-võrgu struktuur [28]
BTS (Base Transceiver Station) – tugijaama saatja-vastuvõtja
BSC (Base Station Controller) – tugijaama kontroller
BSS (Base Station Subsystem) -tugijaam
VLR (Visitors Location Register) - külalisteregister
AuC (Authentication Center) - autentimiskeskus
HLR (Home Location Register)- koduregister
EIR (Equipment Identity Register) - seadmeregister
NSS (Network & Switching Subsystem) – võrgu juhtimise süsteem
MSC (Mobile-sevice Switching Centre) – kommutatsioonikeskus
[22].
Handover on seotud kasutaja liikumisega kõne ajal ühest kärjest teise. Kuna kõrvuti asetsevad jaamad ei saa kasutada samu kanaleid, tuleb kõne viia ühelt kanalilt üle teisele hetkel, kui telefon ületab kahe kärje vahelise piiri. Kuna kõnede katkemine on lubamatu, loodi protsess nimega handover. Handover on nõutav ka teiste tehnoloogiate juures ja toimib analoogselt kui GSM-võrguski. Erinevused seisnevad handoveri tüüpides ja selles kas protsessi kutsub esile tugijaama kontroller või telefon ise. Teistes tehnoloogiates kutsutakse protsess esile alati tugijaamas.
Telefoniga kärje serva poole liikudes signaalitugevus telefoni ja tugijaamaga vahel nõrgeneb. Samal ajal jaam, mille poole liigutakse ning mis kuulab ja mõõdab signaalitugevusi kõikidel sagedustel, mitte ainult ühel seitsmest võimalikust, näeb, et telefoni signaalitugevus kasvab. Need kaks tugijaama koordineerivad oma tegevust kommutatsioonikeskuse kaudu ja mingil hetkel saab telefon kontrollkanalilt signaali, mis teatab, et on aeg vahetada sagedust. Nii lülitakse telefon ümber ühelt kärjelt teisele.
Handover on sissetulevate kõnede lülitamine erinevatele kanalitele või kärgedele (vt joonis 11 ). GSM-süsteemis on neli handover’i tüüpi, mis sisaldavad kõne üleviimist
Handover’i protsessi võivad käivitada kommutatsioonikeskus ja tugijaama kontoller kärjes liikluse ühtlustamiseks või mobiiltelefon. Telefon skaneerib pidevalt kontrollkanalil levi (Broadcast Control Channel,) kuni 16 ümberkaudsel kärjel, leides neist 6 võimalikku handover’i kandidaati, põhinedes saadud signaali tugevusele. See informatsioon saadetakse lähimasse tugijaama kõne ajal umbes sekundiliste vahedega, ooteseisundis harvemini. Tugijaama kontroller ja kommutatsioonikeskus kasutavad saadud andmeid handover’i algoritmi jaoks.
Joonis 11 Roaming ja handover [25].
Roaming toimub, kui telefon asub väljaspool oma operaatori levipiirkonda (vt joonis 11). Roaming’uga saab kasutada mobiilsideteenuseid oma mobiilsideoperaatoriga lepingulistes suhetes oleva välisriigis asuva operaatori (roaming-operator) võrgus [3]. Näiteks kui EMT klient soovib kasutada telefoni mõnes välisriigis, peab operaatoril olema sõlmitud leping sealse mobiilteenust pakkuva operaatoriga. Nii avastab välisriigi kohalik kommunitatsioonikeskus pärast mobiiltelefoni sisse lülitamist, et see ei kuulu tema võrku ja püüab leida telefoni koduvõrgu. Pärast sellist tuvastamist vaadatakse, kas roaming on võimalik ehk kas leping kahe operaatori vahel on sõlmitud. Seejärel lülitatakse sisse külastajate asukoha register (Visitor Location Register VLR), et registreerida telefon sellesse piirkonda. Registreerimisest teavitatakse ka kodujaama, et teataks, kuhu lülitada telefonile saabuvad kõned. Roamingut pakkuv kommutatsioonikeskus suunab kõned selle telefonile nii nagu samal põhimõttel kui teistelegi mobiiltelefonidele. Kodukeskus saadab sissetulevad kõned roaming’ut pakkuvale operaatorile pärast seda, kui on sooritatud päring ajutisele kohalikule numbrile (Temporary Local Directory Number e TLDN). Seda numbrit kasutatakse, et ühendada kõne telefonivõrgu kaudu. Lõpuks, kui roaming’ut kasutav telefon välja lülitatakse, saadetakse sellekohane teade ka kodukeskusele. Kogu teavitamise ja ümberlülitamise protsess võtab kokku aega umbes 2 sekundit.
Asukoha määramine ja kõne marsruutimine
Situatsioon oleks ideaalne, kui süsteem oleks abonendi asukohast, s.t sellest, millises kärjes telefon paikneb, teadlik igal hetkel. See tähendaks aga sagedast andmete uuendamist, rohkesti aegunud kirjeid andmebaasis ja ribalaiuse raiskamist. Teine ekstreemne juhtum oleks, kui süsteem ei teaks kunagi, kus abonent paikneb. Siis peaks süsteem kõne korral otsima telefoni kogu piirkonnast, mis nõuaks samuti palju aega ja oleks tülikas.
Asukoha määramise strateegia on aga järgmine: grupp kõrvuti asuvaid kärgi kuulub ühte piirkonnagruppi. Abonent uuendab oma andmeid, kui liigutakse ühest sellisest grupist teise. Telefoni asukohta tuleb seega otsida ainult sellest piirkonnast. Küsimus on selles, kuidas jagada kärgi kõige efektiivsemalt gruppidesse. Selleks on mitu võimalust, mis enamasti põhinevad statistilistel andmetel.
Joonis 12 Asukoha registreerimine kommutatsioonikeskuses.
Joonisel 12 on kujutatud telefoni asukoha määramist ja kommutatsioonikeskuses registreerimist. Kui abonent liigub ühest piirkonnast teise ehk uude külalisteregistrisse, uuendab see koduregistris kommutatsioonikeskuse kaudu automaatselt infot ja kustutab vanad andmed. Telefoni asukoha andmed saadakse juhul, kui peaks toimuma kõneseanss, koduregistrist [23].
CDMA-tehnoloogiat kasutavad peaaegu kõik Ameerika Ühendriikide operaatorid, GSM on laialt kasutusel Euroopas. Võrrelduna GSM-iga saab CDMA-võrgus samas piirkonnas hoida töös korraga rohkem telefone ja ka sagedusi kasutatakse CDMA-s säästlikumalt. Kuna nii CDMA kui ka GSM töötavad Ameerika Ühendriikides 1900 MHz sagedusel, siis ei ole neil olulist levierinevust. Huvitav on märkida, et samade näitajatega GSM-telefoni aku töötab ligi kolmandiku kauem kui CDMA-telefonil. CDMA-võrk hoiab telefonide kella täpsena, GSM võrk sellist teenust ei paku ega võimalda panna telefoninumbreid ka nn musta nimekirja, millega saab osa kõnesid lihtsalt ignoreerida. Kahjuks ei saa CDMA-telefonilt saata lühisõnumeid, neid saab ainult vastu võtta. Mis puudutab kõne turvalisust, siis CDMA-võrgus infot harilikult ei krüptita - GSM-võrgus on krüptimine standardiks. Samuti ei saa CDMA-võrgud olla roaming’us GSM-telefoniga. [9]
Joonis 13 . Mobiiltelefonide kasutajate arv ja tõus [10].
GSM hõlmab 70,5 % maailma digitaalsideturust ja 65,7 % maailma traadita sideturust [10].
Joonis 14. GSM - 900/1800/1900 turu jaotus regioonide kaupa seisuga detsember 2000 [10].
Mobiiltelefonide müüjad ja tootjad on veendunud, et kasvama hakkab lähitulevikus just erinevate lisateenuste osakaal, kõnede osas enam senist kiiret tõusu oodata pole.
Järgnev peatükk käsitleb lühidalt andmesideteenuseid, mida võimaldab GSM-tehnoloogia.
SMS on võimalus saata ja saada mobiiltelefoniga tekstisõnumeid. SMS on käesoleval ajal enim kasutatav GSM-teenus. Tähtsusesust kõrvalteenusest on saanud ootamult suur äriartikkel.
Esimene sõnum saadeti Inglismaal 1992. aasta detsembris personaalarvutilt Vodafone GSM-võrku. Iga lühisõnumi pikkuseks võib olla ladina tähestikus kuni 160 märki ja 70 märki teiste tähestike puhul. Sõnumid saadetakse lühisõnumi keskuse kaudu. Kui sõnumit ei ole võimalik kohe edastada – näiteks on telefon välja lülitatud või ei asu levipiirkonnas - jääb see hoiule ja edastatakse siis, kui saatmine osutub võimalikuks.
WAP (Wireless Application Protocol)
WAP on standard, mille abil saab luua internetipõhiseid mobiiltelefoniteenuseid. Teenuseid saab kasutada tavalise valikmenüü abil, kus liigutakse ja tehakse valikuid klaviatuuri abil. WAP-teenuseid võiks võrrelda WWW-lehtede tekstiversioonidega koos mõningate graafikaelementidega.
WAP-teenused "kirjutatakse" standardses WML (Wireless Markup Language) keeles, mis on sarnane internetilehtede koostamisel ja kujundamisel kasutatava HTML-keelega. Hoolimata keelte sarnasusest, ei saa telefonidega siiski vaadata tavalisi internetilehti, selleks sobivad vaid telefonile kohandatud, WML-is kirjutatud lehed. Ent keelte sarnasus võimaldab vähese õppimise ja küllaltki lihtsate vahenditega luua senistest internetilehtedest mobiilseks kasutuseks sobivaid WAP-teenuseid. WAP-i üheks tähtsamaks jooneks on see, et loodud teenuseid saavad kasutada eri telefonivalmistajate WAP-telefonid [6].
Eestisse jõudis WAP aastal 2000. Kuid tundub, et edu on loodetust väiksem. Teenus on kallis, aeglane ning ebamugav kasutada. Suuremat edu ennustatakse GPRS-ile.
GPRS (General Packet Radio Service ehk pakettraadioteenus)
GPRS on GSM-võrgu lisateenus. Tehniliselt on tegu esimese korraga, kus IP-põhised võrgud (näiteks internet) on orgaaniliselt ühendatud mobiilsidevõrkudega ja areng jätkub pöördumatult ühinemise suunas [14]. See on tehnoloogia, mis võimaldab mobiilsidevõrkudes kiiret andmesidet. GSM-standardiga võrreldes kasvab andmeühenduse kiirus mobiilsides enam kui kümnekordseks. GPRS ei too kaasa uute võrkude ehitamist, vaid tugineb senistel GSM-võrkudel. Seega saab GPRS-i kasutada igal pool, kus on GSM-i leviala. Roaming’u võimalust GPRS praegu veel ei paku.
Kasutaja jaoks on GPRS samasugune teenuste kasutamise andmeühendus nagu GSM Data või koduarvutist modemiga helistamine. GPRS ei asenda GSM-i, kõned jäävad ka GPRS-i puhul ikkagi GSM-võrgus toimima, GPRS on üksnes GSM-i lisateenus andmeühenduste tarbeks [6].
GPRS-il on paljudel juhtudel traditsioonilise GSM Data ees tuntavaid eeliseid:
Kahe kaugel asetseva punkti vahel informatsiooni ülekandmiseks kasutatakse sageli raadioreleeliine, mis koosnevad kahest lõppjaamast ja ühest või enamast vahejaamast-retranslaatorist. Kuna retranslaatorite vahekaugus maapinnal on piiratud otsenähtavusega, ei saa see olla suur (<40 km). Seetõttu on tuhandete kilomeetrite pikkune sideliin rohkete retranslaatorite tõttu küllalt kallis. Satelliitsidesüsteemides (SSS) asub retranslaator kosmoses. See on nähtav laial territooriumil, nn teenindusalal, mille mõõtmed sõltuvad satelliidi kõrgusest ja satelliidilt lähtuva kiirguse suunast. Laia kiire korral võib teenindusala hõlmata kolmandikku Maa pinnast [18].
Sidetehiskaaslasel asuv retranslaator võtab vastu Maal paiknevast kosmoseraadioside saatejaamast edastatavat signaali, võimendab seda ja saadab muudetud sagedusel raadiolainetena Maa poole tagasi. Sidetehiskaaslased tiirlevad elliptilisel või ringorbiidil. Praegused sidetehiskaaslased asuvad ligikaudu 35 900 km kõrgusel Maa pinnast. Põhiliselt on kasutusel geostatsionaarsel orbiidil asuvad tehiskaaslased. Geostatsionaarseks orbiidiks on orbiit, mis asub täpselt ekvaatori kohal. Geosünkroonseks orbiidiks on orbiit ühel või teisel pool ekvaatorit. Satelliit töötab päikeseenergia varal ja kui ta jääb Maa varju, varustab satelliiti abipatarei.
Eestis pakub Globalstari vahendusel satelliiditeenust AS Radiolinja. Satelliitsideühenduse tekitavad 48 satelliiti, mis lendavad 1400 km kõrgusel. Raadiosignaal antakse telefonist edasi satelliidini ja sealt peegeldatakse maajaama, kus kõne ühendatakse. Eestit teenindab Soome maajaam. Satelliitsideteenuse kõneminuti hind sõltub helistaja ja kõne vastuvõtja asukohast ning jääb vahemikku 44–200 krooni. Ka vastuvõetav kõne on tasuline. Telefonid, mis oma välimuselt sarnanevad GSM-i telefonidele, töötavad GSM-võrgus tavaliste mobiiltelefonidena, kuid pakuvad võimalust kasutada ka satelliitsideühendust. Erinevus tavalise mobiiltelefoniga seisneb selles, et satelliittelefon töötab väljaspool GSM-i leviala, vahendades sealjuures kõnet ilma katkestusteta, erakordselt selgelt CDMA (Code Divisional Multiple Access) tehnoloogia vahendusel. Satelliitkõne tekitamise eelduseks on otsenähtavus satelliidiga, seega on ruumides rääkimine peaaegu võimatu.
Satelliitsideteenus on mõeldud nii maa- kui ka meretranspordifirmadele, turismiettevõtetele, olulisematele valitsusasutustele, päästetöötajatele ja militaarstruktuuridele. See teenus sobib ka näiteks purjetajatele, sest tavamobiili levi on meredel ja lahtedes sageli kehv. Peale satelliit-käsitelefonide on saadaval ka laevadele ja jahtidele mõeldud mudelid, samuti pakutakse autovarustust ja statsionaarseid satelliittelefone.
OLUKORD EESTI MOBIILSIDETURUL
Eesti mobiilsideturul tegutseb kolm operaatorit: Eesti Telekom gruppi kuuluv, 1991.a. tegevust alustanud AS EMT, 1995. aastal alustanud Finnet-gruppi kuuluv Radiolinja Eesti ning 1997. aastast tegutsev Netcom-grupiga seotud Q GSM, mis nüüd kannab nime AS Tele2.
Eestis on lühikese ajaga tulnud juurde väga palju mobiiltelefonide kasutajaid. 2000. aasta lõpuks oli mobiiltelefon umbes 37% elanikkonnast. Hetkel, ehk 2001 aasta novembris on see protsent tõusnud juba 48-ni. Eriti palju kliente lisandus alates 1999. aastast, kui turule tulid ettemaksega kõnekaardid, muutes mobiiltelefoni kasutamise võimalikuks ka madalama ostujõuga elanikkonnale.
Suurima klientide arvuga on seisuga suvi 2001, AS EMT (341 000 klienti), järgneb Tele2 (138 000 klienti) ja Radiolinja (137 000 klienti). EMT turuosa vähenenud viimase aastaga ligi 10 %, suure tõusu on aga teinud Tele2, edestades üllatuslikult Radiolinjat. [30]
2000. aasta märksõnadeks olid mobiilsideturul WAP, mobiilteenused ja mobiilne andmeside. 2001. aastal jõudis Eestisse GPRS [5]
Mobiilside areng on olnud väga kiire. Veel 10 aastat tagasi oli inimesi, kes võisid uhkustada isikliku mobiiltefoniga väga vähe, nüüd on see taskus juba igal teisel. Telefonid muutuvad ühe targemaks, kasutamisvõimalused ei piirdu enam sugugi ainult kõnelemisega. Järjest enam pööratakse rõhku erinevate teenuste arendamisele.
Üldiselt eristatakse 3 mobiilsides kolme erinevat suhtlustüüpi. Need on:
P2P ehk inimene – inimene on tavaline kõne kahe inimese vahel või SMS-de saatmine teisele inimesele. Ennustuste kohaselt jääb sellele suunale kuni ¾ kogu mobiiltelefoni kasutusest.
Inimene – masin on hetkel ehk kuumim arengusuund. Siia kuuluvad näiteks kõnepostkasti helistamine, mobiilne parkimine, kohvi ja coca-cola ostmine automaadist, mis tähendab siis, et parkimise ja joogi eest maksmist koos telefoniarvega. Need ja teised analoogsed teenused püüavad muuta telefoniomanike elu veelgi mugavamaks ja loomulikult loodavad suuremat tulu saada ka teenuse pakkujad, kes pakuvad üha uusi teenuseid. Samuti kuuluvad sellese tüüpi andmesideteenused WAP ja GPRS, mis võimaldavad inimesel luua ühendust internetti.
Kindlasti saab järjest aktuaalsemaks ka masin – masin suhtlustüüp. Tüüpilsielt on tegu ühe mobiilse seadmega, mis oskab vahetada infot teenusserveriga. Näiteks paigaldatakse autodesse valveseadmeid, mis saavad alarmi käivitada ja saata sõnumi mobiilile või turvafirmasse.
Asukohapõhiste mobiiliteenuste (location-based services, e LBS) tüüpiliseks omapäraks on, et teenuse pakkumisel arvestatakse kasutaja hetkeasukohta. Selle tehnoloogia peamiseks arendajaks oli vajadus kindlaks teha 112- helistaja asukoht Kasutatakse reeglina (ka näiteks Eesti Päästeametis) spetsiaalset kaarditarkvara, mis on seotud muu dispetšersüsteemiga.
Selle valdkonna tüüpilised ärirakendused on näiteks kõikvõimaliku info küsimine, et leida vastus küsimustele kus ma olen, kus on lähimad restoranid/poed/rahaautomaadid/parklad jne ning kuidas nende juurde saada. See on tüüpiline P2M teenus ning peaaegu kõik selle valdkonnaga tegelevad firmad ja mobiilioperaatorid räägivad palju sellest teenusest.
Võimalik on veel sõbra leidmine ja sõbrale asukoha näitamine, juhul kui teine pool on loomulikult nõus oma asukohta ütlema.
Asukoha jälgimine on teenus, mis on mõeldud peamiselt logistilisteks erirakendusteks, näiteks takso- või veofirma saab pidevalt jälgida, kus on tema sõiduvahendid või ehitusfirma saab jälgida, kas kallid ehitusseadmed on endiselt objektil. Kuna siin saab kasutada kallimaid seadmeid kui lõppkasutaja teenuste juures, siis kasutatakse tihti satelliitsidega asukohamääramist GPS-vastuvõtjate kujul. Sellised teenused on kas P2M (operaator vaatab arvuti ekraanil auto asukohta) või M2M (automaatselt kontrollitakse ja saadetakse alarm kui auto sõidab lubatud tsoonist välja). Liideseks on kas spetsiaalne tarkvara või webileht.
Üks atraktiivsemaid rakendusi on ehk asukohapõhised mängud. Tüüpiliseks näiteks tuuakse Rootsi firma It's Alive!, kes on teinud mitu võitlusmängu, kus osalejad liiguvad ringi, saavad otsida vaenlasi, võidelda teiste osalejatega, webilehel relvi osta ja üsna strateegilist mängu arendada. Teiseks vähemmilitaarseks mänguks oleks aardejaht (treasure hunt), kus osalejad otsivad asukohavihjete järgi näiteks vastuseid küsimustele või konkreetset peidetud varandust. [31]
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)
UMTS ehk 3G (Third Generation) toob meile täiesti uutel põhimõtetel baseeruva mobiilsidevõrgu. Uus võrk võimaldab näiteks kvaliteetset video- ja heliedastust ning nõuab selleks sisult ja välimuselt uudseid telefone. Samas säilivad 3G kasutajale tuttavad GSM-võrgu teenused ning 3G telefonidega saab kasutada olemasolevat GSM-võrku. Kolmanda põlvkonna mobiiltelefon võimaldab interneti kaudu videot vaadata, e-posti vahetada ning arvuti jututoas viibida. Kolmanda põlvkonna mobiilside tähendab telefonide pidevat n-ö internetis olemist ehk püsiühendust, lisaks on andmesidekiirused GSM-võrgu pakutavaga võrreldes mitusada korda suuremad. See võimaldabki pidada telefoniekraanil reaalajas vestlust, samuti võrgu kaudu mängimist, nagu on see tänapäeval võimalik lauaarvutitega. Ennustuste kohaselt peaks UMTS Eestisse jõudma aastal 2004. [13]
Otstarbekas on ära kasutada mobiilile ainuomased võimalused, tema liikuvus ja mitmekülgsus. Oma turuosa on kindlasti hõivamas ka mobiilne internet, mobiilkaubandus ja –reklaam.
Käesoleva töö eesmärk oli anda ülevaade tänapäeva ühe populaarsema telekommunikatsioonivahendi, mobiiltelefoni tööpõhimõtetest. Seda eelkõige nö köögipoole pealt. Püüdsin võimalikult palju kasutada eesti keelset terminoloogiat, leida sobivad vasted ingliskeelsetele terminitele.
Tänapäeva mobiilsidele on iseloomulik kärjeline ülesehitus, millest tuleneb ka termin kärgsüsteem. Teenuse teeb võimalikuks tugijaamade hajutamine üle kogu levipiirkonna. Tugijaam koosneb raadio vastuvõtjast ja tugijaama kontrollerist, mis töötleb, saadab ja võtab vastu mingi piirkonna mobiiltelefonidelt tulenevad andmevood. Tugijaam on ka ühenduslüliks mobiiltelefoni ning kommutatsioonikeskuse vahel, mis omakorda on seotud tavatelefonivõrguga. Kärgsüsteem kasutab printsiipi, mida kutsutakse sageduste korduvkasutamiseks ja mis võimaldab teenust pakkuda ka kiiresti suureneva klientide arvu korral. Madala võimsusega mobiiltelefonid ja vastuvõtjad lubavad sama sagedust kasutada erinevates kärgedes. FDMA, CDMA ja TDMA on erinevad andmeedastustehnooliad, milledele baseeruvad mobiilside võrgud. GSM-võrk pakub mitmeid erinevaid andmeedastusteenuseid, mis võidavad järjest enam poolehoidu.
Mobiiltelefonid on juba palju enamat, kui inimestevaheline kõnevahend, nendega saadakse ja saadetakse sõnumeid, sirvitakse internetis, makstakse arveid jne.
See on võimalik ühelt poolt tänu tehnika arengule ning teisalt mobiilide muutumisega põhiliseks personaalseks laiatarbe suhtlusvahendiks. Võimalusi on tohutult ja loodan, et ka Eesti saab anda mobiilside arengusse oma panuse.
AMPS (Advanced Mobile Phone System) – laiendatud mobiilsidesüsteem Ameerika Ühendriikides.
ANI (Automatic Number Indefication) – automaatne numbri määramine.
AoC (Advice of Charge) - kõnemaksumuse näit.
ATM (Asynchronous Transfer Mode) – asünkroonne pakettkommutatsiooni tehnoloogia.
AUC (Authentication Centre) – autentsuskeskus.
Bait – teatavast arvust bittidest koosnev string, mida käsitletakse tervikuna ning mis tavaliselt esitab märki või märgi mingit osa. Harilikult on bitte baidis 8.
Bitikiirus – kiirus, millega bitid teisaldatakse. Bitiedastuskiirust väljendatakse tavaliselt bittidena sekundis (bit/s), kilobittidena sekundis (kbit/s) või megabittidena sekundis (Mbit/s).
Bitt – number 0 või 1 kahendsüsteemis kasutatuna.
BTS (Base Transceiver Station) – tugijaama saatja-vastuvõtja.
CDPD (Cellular Digital Packet Data) – mobiilne digitaalne pakett-andmeside.
CLIP (Calling Line Identification Presentation) – sissehelistaja numbrinäidu teenus.
CLIR (Calling Line Identification Restriction) – sissehelistaja numbrinäidu kuvamise keelamine.
CTI (Computer Telephony Integration) – arvutiga ühendatud telefon.
DAMPS (Digital AMPS) – digitaalne AMPS.
DCS (Digital Cordless System) – digitaalne traadita telefonisüsteem.
DCS (Digital selective Calling) – digitaal-selektiivne väljakutse.
DSVD (Digital Simoultaneous Voice and Data) – digitaalne kõne samal ajal andmesidega
EDGE (Enhanced Data Rates For Global Evolution) – globaalse evolutsiooni avardatud infoväli, GSM-võrgu edasiarendus, mis võimaldab läbilaskevõimet kuni 400 kbit/s ning kasutab nii GPRS kui ka HSCSD võimalusi.
EIR (Equipment Identity Register) – seadmeregister (GSM-telefonide register).
ERMES (European Radio Message System) – üle-euoroopaline piiparsidesüsteem.
ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – Euroopa Telekommunikatsiooni Standardite Instituut.
GNS (Global Network Services) – globaalsed võrguteenused.
GPRS (General Packet Radio/Relay Service) – üldine raadio-pakettandmesideteenus.
GPS (Global Positioning System) – globaalne asukoha määramise süsteem.
GSM (Global Mobile Systems) – globaalne digitaalne mobiilsidesüsteem.
HAN (Home Area Network) – kodupiirkonna sidevõrk; koduvõrk.
HLR (Home Location Register) – koduregister.
IMEI (International Mobile Equipment Identity) – rahvusvaheline mobiilseadmestiku identifitseerimiskood, unikaalne 15-kohaline kood, mida kasutatakse GSM-võrgu telefonide idendifitseerimiseks.
ISDN (Integrated Services Digital Network) – integreeritud teenustega digitaalvõrk.
Kärgsüsteemid (Cellular systems) – süsteemid, millega maa-ala jagatakse madala võimsusega saatjate teenindatavateks kärgedeks.
MAN (Metropolitan Area Network) – regionaalvõrk, samas linnapiirkonnas asuvaid kohtvõrke ühendav võrk.
MHS (Message Handling System/Service) – sõnumite käsitlemise või töötlemise süsteem.
Modem – seade, mis moduleerib ja demoduleerib digitaalsignaale edastamiseks analoog-edastusvahendite - näiteks telefonivõrgu - kaudu.
MPS (Mobile Positioning System) – süsteem, mis võimaldab määrata mobiilterminali geograafilise asukoha mobiilvõrgus.
MSC (Mobile-services Switching Centre) – mobiilsidevõrgu keskjaam, GSM-keskus.
NMS (Network Management System) – võrgu juhtimise süsteem.
NMT (Nordic Mobile Telephone) – Põhjamaade mobiilsidesüsteem (NMT 450/900).
OMC (Operation and Maintenence Center) – võrgu juhtimis- ja teeninduskeskus.
OTA (Over the Air) – võrgu kaudu osutatavad teenused.
PCSS (Personal Communications Sattelite Services) – personaalsed satelliitkommunikatsiooni teenused.
PDA (Personal Digital Assistant) – personaalne digitaalne assistent.
PDC (Personal Digital Cellular) – Jaapani digitaalse mobiilside standard.
PDN (Public Data Network) – üldkasutatav andmesidevõrk.
PIN (Personal Identy Number) – personaalne identifitseerimise number.
PLMN (Public Land Mobile Network) – üldkasutatav maapealne mobiilsidevõrk.
PSDN (Packet Switched Data Network) – lülitatav ehk kommuteeritav pakett-andmesidevõrk.
PSTN (Public Switched Telephone Network) – üldkasutatav kommuteeritav telefonivõrk (ÜKTV).
PUK (Personal Unblocking Key) – personaalne deblokeerimise kood.
Pulssvalimine – valimisviis, mille puhul tekitatakse valijaketta abil liinile valitavale numbrile vastav arv katkestusimpulsse, mille võtab vastu jaamaseade. Võrreldes toonvalimisega, on pulssvalimine aeglane.
Roaming – võimalus kasutada mobiilsideteenuseid oma mobiilsideoperaatoriga lepingulistes suhetes oleva välisriigis asuva mobiilsideoperaatori (roaming-operator) võrgus.
SIM (Subscriber Identy Module) – abonendi identifitseerimise moodul, mis GSM-mobiiltelefoni sisestatuna võimaldab kasutada GSM-mobiilsideteenuseid.
SMS (Short Message Service) – lühisõnumiteenus.
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) – www-hüpertekstil põhinev hajus teabesüsteem. Kasutajad võivad luua, redigeerida või sirvida hüpertekstdokumente.
WAP (Wireless Application Protocol) – traadita võrgu rakenduste protokoll, mis võimaldab tuua madalama andmesidekiirusega WML-keeles kirjutatud internetiteenused mobiiltelefonile.
VCM (Voice Compression Module) – hääle kompressiooni moodul ehk kompressor.
VLR (Visitor Location Register) – külalisteregister.
WML (Wireless Markup Language) – traadita side märkekeel, mis on mõeldud mobiiltelefonide kaudu loetavate internetilehekülgede kirjutamiseks.
[24][8]
