Obsah

01

Úvod

1.1 Radiové přenosové cesty

K realizaci radiového přenosu se využívají elektromagnetické vlny specifických kmitočtů, které lze efektivně šířit volným prostorem. Množinu vhodných elektromagnetických vln označujeme termínem radiové vlny. Radiové vlny lze dle jejich využití rozdělit do několika následujících kategorií (viz následující výčet a obrázek):

  • rozhlasová pásma (oblast stovek kHz až desítek MHz) – dlouhé, střední, krátké a velmi krátké vlny

  • televizní pásma (oblast desítek až stovek MHz)

  • mobilní sítě a mikrovlnná pásma (nosné kmitočty jednotky GHz)

  • družicové spoje, radioreléové spoje a širokopásmové přístupové sítě (nosné kmitočty až desítky GHz)


Kmitočtová pásma využívaná radiovými prostředky


Radiové systémy mohou velmi vhodně doplňovat pevné (kabelové) přístupové prostředky, a to zejména všude tam, kde je to výhodné nebo lze pomocí nich vytvářet svébytné mobilní i pevné sítě poskytující široké portfolio služeb.


Nejekonomičtějšího uplatnění dosahují radiové systémy zejména v těžko přístupných oblastech a v oblastech s řídkým osídlením, kde se nevyplatí budovat kabelové rozvody, a to především díky rychlosti, se kterou lze radiové prostředky nasadit do provozu. Dají se přechodně využít také tam, kde zákazník potřebuje připojit k síťové infrastruktuře ihned.


1.2 Základní způsoby dělení radiových prostředků

Radiové prostředky lze rozlišovat dle celé řady různých hledisek. Uveďme si pro představu několik základních a klíčových kategorií:

  • dle šířky kmitočtového pásma na úzkopásmové a širokopásmové radiové systémy,

  • dle směru přenosu na jednosměrné (distribuční) a obousměrné rádiové systémy,

  • dle uspořádání na radiové systémy typu bod-bod (Point-to-Point) a typu bodvíce bodě (Point-to-Multipoint),

  • dle mobility účastníka na pevnou bezdrátovou přípojku a plně mobilní terminál,

  • dle využitých přenosových prostředků na pozemní a družicové radiové systémy,

  • dle využití licencovaného nebo nelicencovaného pásma (zásadní pro návrh a budování bezdrátových sítí)


Dále můžeme dělit radiové prostředky a sítě podle portfolia poskytovaných služeb na telefonní, datové, apod.


Dalšími možnostmi dělení radiových prostředků jsou např.:

  • dle používaného kmitočtového pásma,

  • dle používané modulace, resp. kódování,

  • dle způsobu sdílení přenosové kapacity na frekvenční FDM (Frequency Division Multiplex) a časové TDM (Time Division Multiplex)

  • dle přístupu ke sdíleným prostředkům na frekvenční FDMA (Frequency Division Multiple Access), časové TDMA (Time Division Multiple Access), kódové CDMA (Code Division Multiple Access) a frekvenční-ortogonální OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

V neposlední řadě je pak možné rozdělit radiové prostředky na veřejné a privátní, atd.


1.3 Přehled využívaných technologií

Pro úplnost a celistvost našeho úvodního přsehledu je zde zcela jistě na místě uvést ještě komplexní souhrnný přehled používaných technologií, které mají úzkou vazbu k tématu prezentovaného modulu.

Do první kategorie technologií radiokomunikačních sítí lze zařadit analogové i digitální bezšňůrové systémy, které doplňují a v některých případech i zcela nahrazují klasické telefonní přístroje. Do této kategorie bezesporu patří systémy CT (Cordless Telephone) ve verzích CT0, CT1 a CT2 a systémy DECT (Digital European Cordless Telephone). Účelem výše uvedených systémů je především nahradit pevné kabelové připojení účastníka a zárovež mu umožnit mobilitu v rámci určité omezené oblasti. Jedná se tedy většinou vprincipu o typický úzkopásmový přístupový systém pro realizaci pevného bezdrátového připojení účastníka telefonní sítě WLL (Wireless Local Loop).

Druhou kategorii zastupují analogové i digitální buňkové (celulární) systémy tvořící infrastrukturu svébytných mobilních radiokomunikačních sítí. Jako příklad zde uveďme systémy 1. generace (analogové) typu NMT (Nordic Mobile Telephone), dále pak systémy 2. generace (digitální) typu GSM (Global System for Mobile Communication), taktéž systémy 3. generace typu UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) a vneposlední řadě také systémy nově nastupující 4. generace typu LTE-A (Long Term Evolution-Advance). Všem těmto technologiím se budeme podrobněji věnovat dále.

Do třetí kategorie můžeme začlenit bezdrátové technologie sloužící pro pokrytí požadavků a potřeb účastníků v rámci personálních, lokálních, metropolitních a rozlehlých sítí typu PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network), MAN (Metropolitan Area Network) a WAN (Wide Area Network). Patří sem standard IrDA (InfraRed Data Association) ve verzích 1.0 a 1.1, dále pak v současnosti dynamicky se rozvíjející technologie BluetoothTM. Pro úplnost přehledu zde uveďme technologie sítí WLAN (Wireless Local Area Network) založené na standardech 802.11x a v Evropě vyvíjenou technologii HIPERLAN (HIgh PERformance Local Area Network), která je evropskou alternativou standardům řady 802.11x.

Čtvrtou kategorii lze spojit s technologiemi zajišťujícími tzv. paging. Pod pojmem paging je v rámci radiových systémů chápána jednosměrná radiokontaktní služba. Mezi pagingové radiové systémy patří např. evropský systém ERMES (European Radio Message System) nebo globální systém RDS (Radio Data System).

Poslední pátou a svým způsobem i trochu specifickou kategorii radiových systémů tvoří satelitní (družicová) komunikace. Nejedná se totiž o přístupové systémy v pravém slova smyslu, protože jejich pokrytí zahrnuje podstatnou část zemského povrchu a vedle mezikontinentálního spojení mají význam především pro lodní a leteckou dopravu a pokrytí nepřístupných, resp. řídce osídlených oblastí. Jako zástupce této kategorie je možné zde uvést např. analogové i digitální systémy INMARSAT (International Mobile Satellite Organization), dále pak systémy IRIDIUM nebo GLOBALSTAR a bylo by možné uvést i celou řadu dalších. Družicové navigační systémy jsou pak doplňkovou podkategorií našeho stručného přehledu. Patří sem např. americký lokalizační systém GPS (Global Positioning System), nově vznikající evropský navigační systém GALILEO, a také ruský lokalizační systém GLONASS. Všechny výše uvedené systémy lze ve zkratce označit jako systémy GNSS (Global Navigation Satellite System).

Přehled všech kategorizovaných technologií používaných pro mobilní komunikaci souhrnně uvádí následující obrázek.

Přehled technologií pro mobilní komunikaci