Jakie są cechy IS-95?

IS-95, skrót od Interim Standard-95, to cyfrowa technologia komórkowa drugiej generacji (2G), która odegrała znaczącą rolę w ewolucji komunikacji mobilnej. Znany również jako CDMAOne, IS-95 został opracowany przez Qualcomm i wprowadzony jako cyfrowy zamiennik analogowych systemów komórkowych, które go poprzedzały. W tym szczegółowym wyjaśnieniu zbadamy kluczowe cechy i aspekty techniczne IS-95.

Kontekst historyczny:

IS-95 został opracowany w czasie, gdy branża telekomunikacji mobilnej przechodziła z technologii analogowej na cyfrową. Systemy analogowe, takie jak zaawansowany system telefonii komórkowej (AMPS), miały ograniczenia pod względem przepustowości połączeń, jakości głosu i podatności na zakłócenia. Celem IS-95 było rozwiązanie tych problemów poprzez wprowadzenie technologii cyfrowej opartej na zasadach wielokrotnego dostępu z podziałem kodowym (CDMA).

Kluczowe cechy IS-95:

Technologia CDMA: IS-95 opiera się na CDMA, cyfrowej technice modulacji, która umożliwia wielu użytkownikom jednoczesne współdzielenie tego samego widma częstotliwości. W przeciwieństwie do metod podziału czasu lub częstotliwości stosowanych w innych technologiach 2G, CDMA przydziela każdemu użytkownikowi unikalny kod, efektywnie wykorzystując dostępną przepustowość.
Spread Spectrum: IS-95 wykorzystuje technologię rozproszonego widma, która rozprowadza sygnał w szerokim paśmie częstotliwości. Technika ta zwiększa odporność na zakłócenia i podsłuchiwanie, zapewniając bezpieczniejsze i niezawodne środowisko komunikacji.
Miękkie przełączenia: IS-95 wprowadził koncepcję miękkich przełączeń, które umożliwiały urządzeniom mobilnym jednoczesne łączenie się z wieloma lokalizacjami komórkowymi podczas przełączania. To płynne przejście między lokalizacjami komórkowymi poprawiło jakość i niezawodność połączeń.
Ponowne wykorzystanie częstotliwości: IS-95 wykorzystywał architekturę sieci komórkowej z komórkami podzielonymi na sektory. Pozwoliło to na efektywne ponowne wykorzystanie częstotliwości w różnych komórkach, zwiększając przepustowość sieci i redukując zakłócenia.
Zmienne szybkości transmisji danych: IS-95 obsługuje zmienne szybkości transmisji danych, obsługując zarówno usługi głosowe, jak i dane. System dynamicznie dostosowywał szybkości transmisji danych do specyficznych wymagań komunikacyjnych każdego użytkownika, co było szczególnie korzystne w przypadku transmisji danych.
Korekcja błędów: IS-95 zawiera techniki korekcji błędów, które poprawiają niezawodność transmisji danych. Było to niezbędne, aby zapewnić wysoką jakość połączeń głosowych i transmisji danych.
Integracja głosu i danych: IS-95 obsługuje zarówno usługi głosowe, jak i dane w tej samej infrastrukturze sieciowej. Możliwość ta położyła podwaliny pod rozwój przyszłych technologii zorientowanych na dane.
Ulepszona jakość głosu: W porównaniu do systemów analogowych, IS-95 oferował znacznie lepszą jakość głosu dzięki zastosowaniu cyfrowej kompresji głosu i korekcji błędów.
Zaawansowane szyfrowanie: IS-95 zawiera funkcje szyfrowania zwiększające bezpieczeństwo i prywatność transmisji głosu i danych. Było to szczególnie ważne w przypadku wrażliwej komunikacji.
Jednoczesny głos i dane: IS-95 umożliwiał jednoczesne rozmowy głosowe i przesyłanie danych, co stało się prekursorem bardziej zaawansowanych technologii 3G i 4G.

Specyfikacja techniczna:

Aby lepiej zrozumieć IS-95, przyjrzyjmy się niektórym jego specyfikacjom technicznym:

Pasma częstotliwości: IS-95 działał w wielu pasmach częstotliwości, w tym w pasmach 800 MHz i 1900 MHz. Wybór pasm częstotliwości różnił się w zależności od regionu i operatora.
Kody rozprowadzające: IS-95 używał unikalnych kodów rozprowadzających dla każdego użytkownika, umożliwiając wielu użytkownikom przesyłanie i odbieranie danych na tej samej częstotliwości w tym samym czasie. Koncepcja ta jest często określana jako CDMA z sekwencją bezpośrednią (DS-CDMA).
Kanały: Kanały IS-95 zostały podzielone na łącze nadawcze (od stacji bazowej do urządzenia mobilnego) i łącze zwrotne (od urządzenia mobilnego do stacji bazowej). Każdy kanał mógł pomieścić wielu użytkowników dzięki zastosowaniu kodów CDMA i podziału czasu.
Szybkość transmisji danych: IS-95 oferował szybkości transmisji danych w zakresie od 9,6 kbps do 14,4 kbps dla usług transmisji danych, dzięki czemu nadaje się do podstawowych zastosowań transmisji danych.

Dziedzictwo i ewolucja:

IS-95 stanowił kluczowy krok w ewolucji technologii komunikacji mobilnej. Jego wprowadzenie utorowało drogę bardziej zaawansowanym technologiom 2G i 3G, takim jak CDMA2000, które jeszcze bardziej poprawiły szybkość transmisji danych i wprowadziły nowe funkcje.

Chociaż IS-95 nie jest już powszechnie stosowany w komercyjnych sieciach komórkowych, jego dziedzictwo żyje w zasadach technologii CDMA, która w dalszym ciągu wpływa na nowoczesne systemy komunikacji bezprzewodowej. Technologia CDMA, dzięki efektywnemu wykorzystaniu pasma i odporności na zakłócenia, odegrała kluczową rolę w kształtowaniu późniejszych technologii 3G i 4G, w tym WCDMA i LTE (Long-Term Evolution).

Podsumowując, IS-95, znany również jako CDMAOne, był znaczącym kamieniem milowym w historii komunikacji mobilnej. Przyjęcie technologii CDMA i zasad cyfrowych przyniosło poprawę jakości głosu, usług transmisji danych i przepustowości sieci. Chociaż została ona w dużej mierze zastąpiona nowszą generacją technologii mobilnej, podstawowe koncepcje i funkcje wprowadzone przez IS-95 w dalszym ciągu wpływają na projektowanie i działanie nowoczesnych sieci bezprzewodowych.