ÐÀÑØÈÐÅÍÈÅ ÁÈÇÍÅÑÀ
ÏÅÐÑÏÅÊÒÈÂÛ ÏÐÈÌÅÍÅÍÈß ÍÎÂÛÕ ÐÅØÅÍÈÉ ANALOG DEVICES  ÑÎÂÐÅÌÅÍÍÛÕ ÖÈÔÐÎÂÛÕ ÑÈÑÒÅÌÀÕ ÑÂßÇÈ Âàäèì Øàòèëîâ, ìåíåäæåð òåõíè÷åñêîé ïîääåðæêè ÎÎÎ «Ýëòåõ» Êàêîå ïîëîæåíèå ñëîæèëîñü ñåãîäíÿ â îáëàñòè ñòàíäàðòîâ íà ïðîòîêîëû ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè? Êàêîâû ïåðñïåêòèâû ïåðåõîäà íà íîâûå ñòàíäàðòû? Îòâå÷àÿ íà ýòè âîïðîñû è àíàëèçèðóÿ ïðåèìóùåñòâà íîâûõ ñèñòåì, àâòîð ðàññìàòðèâàåò èõ ðåàëèçàöèþ íà ñóùåñòâóþùåé ýëåìåíòíîé áàçå. Çäåñü æå Âû íàéäåòå êðàòêèé îáçîð âûñîêî÷àñòîòíîé ýëåìåíòíîé áàçû äëÿ ñèñòåì íà áàçå ïðîòîêîëîâ GSM è CDMA, èìåþùèõ áîëüøîå áóäóùåå â Ðîññèè. Ââåäåíèå Ñåãîäíÿ âî âñåì ìèðå èíòåíñèâíî ðàçâèâàþòñÿ ñèñòåìû ìîáèëüíîé ñâÿçè, êîòîðûå ñòàëè äëÿ ìíîãèõ íåîáõîäèìûì âèäîì óñëóã. Ïåðâûå ñîòîâûå ñèñòåìû ðàäèîñâÿçè ïîÿâèëèñü â êîíöå 80-õ ãîäîâ, è ñ òåõ ïîð ñïðîñ íà íèõ çíà÷èòåëüíî îïåðåæàåò ðîñò ñïðîñà íà äðóãèå âèäû óñëóã. Ñîâðåìåííûå òðåáîâàíèÿ ê êà÷åñòâó, íàäåæíîñòè è áåçîïàñíîñòè ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè âûçûâàþò íåîáõîäèìîñòü ïåðåõîäà ê íîâåéøèì öèôðîâûì ñèñòåìàì ïåðåäà÷è äàííûõ, ïîçâîëÿþùèì âåñòè îäíîâðåìåííóþ ïåðåäà÷ó àóäèî, âèäåî è öèôðîâûõ äàííûõ. Ñèñòåìû è ñòàíäàðòû Ñóùåñòâóþùèå ñèñòåìû ïåðâîãî è âòîðîãî ïîêîëåíèÿ, â ÷àñòíîñòè, àíàëîãîâûå ñòàíäàðòû NMT-450 (ðàáî÷èé äèàïàçîí ÷àñòîò 453...468 ÌÃö) è AMPS (825...890 ÌÃö), ñðåäè ðÿäà ïðåèìóùåñòâ èìåþò íåêîòîðûå îáùèå íåäîñòàòêè, îãðàíè÷èâàþùèå èõ ïðèìåíåíèå â ñëîæíûõ óñëîâèÿõ ãîðîäñêèõ èíôðàñòóêòóð. Ýòî ñëàáàÿ ïîìåõîóñòîé÷èâîñòü, ïîñêîëüêó â ýòèõ ÷àñòîòíûõ äèàïàçîíàõ óðîâåíü ðàçëè÷íîãî ðîäà ïîìåõ è èõ âëèÿíèå âûøå, ÷åì â äèàïàçîíàõ 900 è 1800 ÌÃö (îñîáåííî îùóòèìî â áîëüøèõ ãîðîäàõ, ãäå ðàçâèòà ïðîìûøëåííàÿ ñåòü), è íåîáõîäèìîñòü ÷àñòîòíîãî ïëàíèðîâàíèÿ (è êàê ðåçóëüòàò îãðàíè÷åííàÿ åìêîñòü ñîòîâûõ ñåòåé). Ïîÿâëåíèå ìîáèëüíûõ òåëåôîíîâ ñòàíäàðòà GSM (ñòàíäàðòà äëÿ ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè Åâðîïû) è ñèñòåì íà áàçå íîâîãî ïðîòîêîëà CDMA (îáåñïå÷èâàþùèõ ïîëíîñòüþ öèôðîâóþ îáðàáîòêó ñèãíàëà) ïîçâîëèëî ñäåëàòü Òåëåôîí/ôàêñ ðåäàêöèè (095) 925-6047
êà÷åñòâåííûé ñêà÷åê â îòíîøåíèè äîñòóïíîñòè, íàäåæíîñòè, óäîáñòâà è êîíôèäåíöèàëüíîñòè óñëóã ìîáèëüíîé ñâÿçè è ñèñòåì ïåðåäà÷è äàííûõ. Ïîýòîìó â íàñòîÿùåå âðåìÿ ìîæíî ñ îïðåäåëåííîñòüþ ãîâîðèòü î íèõ êàê î ñòàíäàðòàõ ìîáèëüíîé ñâÿçè, êîòîðûå áóäóò äîìèíèðóþùèìè â íà÷àëå òðåòüåãî òûñÿ÷åëåòèÿ. Ñèñòåìû ìîáèëüíîé ñâÿçè íà îñíîâå ïðîòîêîëà CDMA, êîòîðûå ïîëó÷èëè øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå â ñòðàíàõ Þãî-Âîñòî÷íîé Àçèè è ßïîíèè íà÷àëè ðàçðàáàòûâàòüñÿ ïðèìåðíî ñ 70-õ ãîäîâ äëÿ ñèñòåì âîåííîé ñâÿçè. Ðÿä âàæíûõ è ïîëåçíûõ ðàçðàáîòîê âûïîëíåí ðîññèéñêèìè ó÷åíûìè èç Âîðîíåæñêîãî ÍÈÈ Ðàäèîñâÿçè, Ìîñêîâñêîãî ÍÈÈ Ðàäèîñâÿçè, ÍÏÎ «Àëìàç» è äð., íî èõ ïðèìåíåíèå äëÿ ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè áûëî îãðàíè÷åííûì èç-çà ñëîæíîñòè òåõíè÷åñêîé ðåàëèçàöèè. Îäíàêî ïîñëå òîãî êàê àìåðèêàíñêîé ôèðìîé Qualcomm CDMA Technologies áûëà ðàçðàáîòàíà öèôðîâàÿ ñîòîâàÿ ñèñòåìà CDMA IS-95, ñòàíäàðòèçîâàííàÿ â 1994 ã., íà÷àëîñü ïðîìûøëåííîå èçãîòîâëåíèå íàáîðîâ ìèêðîñõåì, ïîçâîëÿþùèõ ëåãêî ñòðîèòü ðàçëè÷íûå ñèñòåìû ìîáèëüíîé ñâÿçè íà áàçå ïðîòîêîëà IS-95. Ðàçâèòèå CDMA â íàïðàâëåíèè ñòàíäàðòà òðåòüåãî ïîêîëåíèÿ ïðåäïîëàãàåò óâåëè÷åíèå øèðèíû ñïåêòðà ñèãíàëà äî 5 ÌÃö. Óñëîâíî òàêóþ òåõíîëîãèþ íàçûâàþò øèðîêîïîëîñíûé CDMA. Ïðèìåð ðåàëèçàöèè øèðîêîïîëîñíîãî CDMA ñòàíäàðò WCDMA, ðàçðàáîòàííûé êîìïàíèåé Ericsson è ïðåäñòàâëåííûé íà ìåæäóíàðîäíîé âûñòàâêå CeBIT. Èñïîëüçîâàíèå ñèãíàëîâ ñ áîëåå øèðîêèì ñïåêòðîì, êîòîðûå ïîçâîëÿþò âåñòè îäíîâðåìåííóþ ïåðåäà÷ó äàííûõ, ãîëîñà è âèäåîñèãíàëà òðåáóåò ïåðåõîäà â áîëåå âûñîêî÷àñòîòíûå äèàïàçîíû. Ê îñíîâíûì äîñòîèíñòâàì CDMA ìîæíî îòíåñòè ñëåäóþùåå: óâåëè÷åíèå ¸ìêîñòè áàçîâûõ ñòàíöèé â 7...9 ðàç ïî ñðàâíåíèþ ñ AMPS è â 4...5 ðàç ñ GSM; áîëåå âûñîêîå êà÷åñòâî çâóêà; îòñóòñòâèå ïðîáëåìû ÷àñòîòíîãî ïëàíèðîâàíèÿ; «ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ» ¹1 2001
áîëåå âûñîêàÿ çàùèòà ïåðåäàâàåìîé èíôîðìàöèè; òî÷íîå óïðàâëåíèå óðîâíåì èçëó÷àåìîé ìîùíîñòè è, êàê ðåçóëüòàò, ìåíüøåå âîçäåéñòâèå íà ÷åëîâåêà è áîëüøåå âðåìÿ ðàáîòû áàòàðåé äî ðàçðÿäêè; Ðàçðàáîòêà è ïðèìåíåíèå ñèñòåì íà áàçå CDMA èìååò áîëüøèå ïåðñïåêòèâû è äëÿ Ðîññèè, ïîñêîëüêó ñèòóàöèÿ íà ðûíêå ïðîèçâîäèòåëåé ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè ïîçâîëÿåò ïðîãíîçèðîâàòü ñïðîñ íà ïðîäóêöèþ îòå÷åñòâåííûõ ïðîèçâîäèòåëåé ðàçðàáîòàííóþ äëÿ ñèñòåì âîåííîãî ïðèìåíåíèÿ, ëîêàëüíûõ ðàäèîñåòåé ïåðåäà÷è äàííûõ è ñèñòåì ñïóòíèêîâîé ñâÿçè. Àíàëèç ñîñòîÿíèÿ ðûíêà ïîêàçûâàåò äâå íàèáîëåå áûñòðî ðàñòóùèå êàòåãîðèè ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ, ñâÿçàííûõ ñ ïðîèçâîäñòâîì êîìïüþòåðîâ è ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè. Ïîýòîìó îðèåíòàöèÿ íà ðàçðàáîòêó è âûïóñê íàóêîåìêèõ ïðèëîæåíèé, ñâÿçàííûõ ñ öèôðîâîé îáðàáîòêîé è áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷åé äàííûõ áîëåå ÷åì î÷åâèäíà, è ñïðîñ íà ïîäîáíóþ ïðîäóêöèþ, ñäåëàííóþ â Ðîññèè áóäåò ïðèñóòñòâîâàòü ïîñòîÿííî.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ìîæíî ïðèâåñòè ðåçóëüòàòû ðàáîòû ÇÀΫÒåëêîì» ïî âûïóñêó â Ðîññèè ðàäèîòåðìèíàëîâ ñòàíäàðòà DECT ïîä òîðãîâîé ìàðêîé «Goodwin», êîòîðûå ïîêàçàëè âîçìîæíîñòè îòå÷åñòâåííûõ ïðîèçâîäèòåëåé íà ìèðîâîì ðûíêå òåëåêîììóíèêàöèé. Ñòðåìèòåëüíîå ðàçâèòèå ñèñòåì áåñïðîâîäíîãî äîñòóïà è ìîáèëüíîé ñâÿçè ïðèâåëî ê ïåðåíàñûùåíèþ ýôèðà, îñîáåííî â ãîðîäàõ ñ ðàçâèòîé èíôðàñòðóêòóðîé. Ïîýòîìó ñîâðåìåííûå ñèñòåìû ìîáèëüíîé ñâÿçè ïåðåõîäÿò íà èñïîëüçîâàíèå äèàïàçîíà 1800 ÌÃö, à ñèñòåìû ïåðåäà÷è äàííûõ ðàáîòàþò â äèàïàçîíå 2,4 ÃÃö. Ïîñëåäíèé áûë îòâåäåí ìåæäóíàðîäíîé êîìèññèåé ïî ýëåêòðîñâÿçè äëÿ ÑÂ×-ñèñòåì ïðîìûøëåííîãî íàçíà÷åíèÿ (íàïðèìåð, ìèêðîâîëíîâûõ ïå÷åé), è õàðàêòåðèçóåòñÿ íàëè÷èåì ìîùíûõ óçêîïîëîñíûõ ïîìåõ.  äèàïàçîíå 2,4 ÃÃö íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíî ïðèìåíåíèå ïðîòîêîëà CDMA, èìåþùåãî âûñîêóþ çàùèùåííîñòü îò óçêîïîëîñíûõ ïîìåõ. 15
ÐÀÑØÈÐÅÍÈÅ ÁÈÇÍÅÑÀ
Ýëåìåíòíàÿ áàçà ñèñòåì ìîáèëüíîé ñâÿçè Îñîáåííîñòü ñèñòåì íà áàçå ïðîòîêîëà CDMA, ñ îäíîé ñòîðîíû áîëåå ñëîæíàÿ îáðàáîòêà ïðèíèìàåìîãî ñèãíàëà, à ñ äðóãîé íåîáõîäèìîñòü æåñòêîãî êîíòðîëÿ èçëó÷àåìîé ìîùíîñòè. Ðîññèéñêèì ïðîèçâîäèòåëÿì ìîæíî ïðåäëîæèòü íàáîð ìèêðîñõåì äëÿ ðåàëèçàöèè ñèñòåì ïåðåäà÷è äàííûõ íà áàçå CDMA. Ìèêðîñõåìà AD6121 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé òðàêò îáðàáîòêè Ï×-ïðèåìíèêà ñ íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì, ñïåöèàëüíî ðàçðàáîòàííûé äëÿ CDMA-ïðèëîæåíèé. Îí ñîäåðæèò óñèëèòåëü Ï× ñ áîëüøèì äèíàìè÷åñêèì äèàïàçîíîì è óïðàâëÿåìûì êîýôôèöèåíòîì óñèëåíèÿ, êâàäðàòóðíûé ãåíåðàòîð è äåìîäóëÿòîð (ïîñëå êîòîðîãî ñèãíàë îöèôðîâûâàåòñÿ è îáðàáàòûâàåòñÿ â öèôðîâîì âèäå). Äëÿ ïîñòðîåíèÿ òðàêòîâ ïåðåäà÷è ïðèìåíÿåòñÿ ìèêðîñõåìà AD6122, êîòîðàÿ ñîäåðæèò âñå êîìïîíåíòû (âêëþ÷àÿ êâàäðàòóðíûé ìîäóëÿòîð), íåîáõîäèìûå äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ñèãíàëà.  êà÷åñòâå ãåòåðîäèíà ìîãóò ïðèìåíÿòüñÿ öèôðîâûå ñèíòåçàòîðû ÷àñòîòû ñåðèè ADF4xxx.
Ðàçðàáîòêà áàçîâûõ ñòàíöèé è òåðìèíàëîâ äëÿ óêàçàííûõ äèàïàçîíîâ ñâÿçàíà ñ îïðåäåëåííûìè òåõíîëîãè÷åñêèìè ñëîæíîñòÿìè, ïîñêîëüêó òðàäèöèîííûå ñèñòåìû ñ äâîéíûì ïðåîáðàçîâàíèåì ÷àñòîòû òðåáóþò ïðèìåíåíèå âûñîêîñòàáèëüíûõ ãåòåðîäèíîâ ñàíòèìåòðîâîãî äèàïàçîíà è âûñîêîêà÷åñòâåííûõ ïîëîñîâûõ ôèëüòðîâ äëÿ ïîñòðîåíèÿ ìíîãîêàíàëüíûõ ñèñòåì. Ýòî ïðèâîäèò ê âûñîêîé ñòîèìîñòè è ñëîæíîñòè ðàçðàáîòêè, íå ãîâîðÿ óæå î ãàáàðèòàõ è ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòè. Äëÿ ñíèæåíèÿ ñòîèìîñòè è ïîòðåáëÿåìîé ìîùíîñòü áûëè ðàçðàáîòàíû íîâûå êîìïîíåíòû äëÿ ïðÿìîãî ïðåîáðàçîâàíèÿ Â×-ñèãíàëîâ áåç îáðàáîòêè è óñèëåíèÿ íà ïðîìåæóòî÷íîé ÷àñòîòå. Ñðàâíèì ôóíêöèîíàëüíûå ñõåìû ñèñòåì ñ äâóìÿ ïðåîáðàçîâàíèÿìè ÷àñòîòû (êëàññè÷åñêàÿ ñõåìà) è ñ ïðÿìûì ïðåîáðàçîâàíèåì (ðèñ. 1). Îòêàç îò îáðàáîòêè ñèãíàëà íà ïðîìåæóòî÷íîé ÷àñòîòå ïîçâîëÿåò èñêëþ÷èòü ôèëüòðû ïðîìåæóòî÷íîé ÷àñòîòû óñèëèòåëåé, à òàêæå äîïîëíèòåëüíûõ ãåòåðîäèíà è ñìåñèòåëÿ. Ïîìèìî óìåíüøåíèÿ îáúåìà è ñòîèìîñòè ýòî ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ èñêàæåíèé âíîñèìûõ íà êàæäîì ýòàïå îáðàáîòêè ñèã-
íàëà. Ñîçäàííûé íà áàçå ýòîé òåõíîëîãèè íàáîð ìèêðîñõåì ôèðìû Analog Devices Inc. ñ óñëîâíûì íàçâàíèåì «Otello» äëÿ ðåàëèçàöèè ìîáèëüíûõ ñèñòåì íà áàçå ïðîòîêîëà GSM èìååò ïî÷òè âäâîå ìåíüøèå ðàçìåðû è ïîòðåáëÿåìóþ ìîùíîñòü, ÷åì ïîõîæèé íàáîð T28, ïðîèçâîäèìûé ôèðìîé Ericsson Microelectronics. Îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü òàêîãî ïîäõîäà òî, ÷òî âñÿ äàëüíåéøàÿ îáðàáîòêà îñóùåñòâëÿåòñÿ öèôðîâûì ñèãíàëüíûì ïðîöåññîðîì, ïîçâîëÿÿ ïðîèçâîäèòåëþ èñïîëüçîâàòü ñòàíäàðòíûé ïðîòîêîë GSM, åãî ìîäèôèöèðîâàííûå âàðèàíòû, èëè ïîëíîñòüþ ñàìîñòîÿòåëüíî ðàçðàáîòàííûé ïðîòîêîë ñâÿçè äëÿ èíäèâèäóàëüíîãî ïðèìåíåíèÿ. Âñÿ âûñîêî÷àñòîòíàÿ ÷àñòü ïîëíîñòüþ íåçàâèñèìà îò ïðèìåíÿåìîãî ïðîòîêîëà, îãðàíè÷åíèÿ íàêëàäûâàþòñÿ òîëüêî íà ìàêñèìàëüíóþ øèðèíó ñïåêòðà ñèãíàëà.  íàñòîÿùåå âðåìÿ Analog Devices Inc. ïëàíèðóåò âûïóñê ìèêðîñõåì Â×-òðàêòîâ ñ ïðÿìûì ïðåîáðàçîâàíèåì ÷àñòîòû äëÿ ñîçäàíèÿ ñèñòåì íà áàçå ïðîòîêîëà CDMA.  êà÷åñòâå äîïîëíåíèÿ ê ÷èïñåòó «Otello» ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ÷èïñåò AD20msp430 SoftFone, ñîñòîÿùèé èç êîäåêà AD6521 è ñèãíàëüíîãî ïðîöåññîðà/êîíòðîëëåðà AD6522 ðàçðàáîòàííîãî íà áàçå ïðîöåññîðà ADSP-218x. Îáà ÷èïñåòà îòëè÷àþòñÿ êîìïàêòíûìè ðàçìåðàìè è âûñîêîé ýêîíîìè÷íîñòüþ. Çàêëþ÷åíèå  íàñòîÿùåå âðåìÿ åñòü âîçìîæíîñòü âûõîäà íà âíóòðåííèé è ìåæäóíàðîäíûé ðûíîê òåëåêîììóíèêàöèé ñ ñîâðåìåííîé è êîíêóðåíòîñïîñîáíîé ïðîäóêöèåé. Çàâîåâàòü åãî ÷àñòü, ìîæíî òîëüêî èñïîëüçóÿ íîâåéøèå îáðàçöû êîìïîíåíòîâ çàðóáåæíîãî ïðîèçâîäñòâà, äîñòóïíûå â Ðîññèè. Åñëè âûéòè íà ðûíîê ñåé÷àñ (èñïîëüçóÿ ñîâðåìåííûå îòå÷åñòâåííûå è çàðóáåæíûå ðàçðàáîòêè), òî â áóäóùåì ñòàíåò âîçìîæíûì ïðèìåíåíèå ïðîäóêöèè îòå÷åñòâåííûõ ïðåäïðèÿòèé, ïðîèçâîäÿùèõ ïîëóïðîâîäíèêîâûå êîìïîíåíòû (Â×òðàíçèñòîðû, ïàññèâíûå Â×-êîìïîíåíòû, çàêàçíûå ñïåöèàëèçèðîâàííûå ÁÈÑ, ðåãóëÿòîðû íàïðÿæåíèÿ, Í×-óñèëèòåëè), êîòîðûå â ñâîþ î÷åðåäü áóäóò ðàçâèâàòüñÿ ïðè íàëè÷èè ñïðîñà íà èõ ïðîäóêöèþ.
Ðèñ. 1. Ôóíêöèîíàëüíûå ñõåìû ñèñòåì ñ äâóìÿ ïðåîáðàçîâàíèÿìè ÷àñòîòû (êëàññè÷åñêàÿ ñõåìà) è ñ ïðÿìûì ïðåîáðàçîâàíèåì 16
«ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÊÎÌÏÎÍÅÍÒÛ» ¹1 2001
ÎÎÎ «Ýëòåõ» Àäðåñ: 196070, Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, óë. Ïîáåäû, ä. 11 Òåë.: (812) 327-9090 Ôàêñ: (812) 443-9890 E-mail:
[email protected] Web: http://www.eltech.spb.ru E-mail:
[email protected]
