Zasebna mobilna radijska omrežja
Zasebne mobilne radijske mreže (angl. Private mobile radio ali Professional mobile radio) PMR so mobilni sistemi, ki služijo zaprti skupini uporabnikov in uporabljajo licencirani spekter. PMR je bil razvit za poslovne uporabnike, ki morajo vzdrževati stike na razmeroma kratkih razdaljah z osrednjo bazno postajo, imenovano tudi dispečer. Tipičen primer je taksi podjetje. PMR pogosto uporabljajo tudi reševalne službe. PMR omrežja so sestavljena iz ene ali več baznih postaj in več mobilnih terminalov. PMR sistemi so se že od svojih zgodnjih zasnov razvili v "trunked" sisteme (tipični primer je TETRA). "Trunking" je tehnika, pri kateri se delijo viri komunikacijskega omrežja. Običajno je komunikacijski kanal dodeljen za čas trajanja klica in se nato samodejno sprosti, da ga lahko uporabi drug uporabnik. Tehnika omogoča tudi povezavo več baznih postaj in zagotavljanje pokritosti na širšem območju kot pri enojni bazni postaji. PMR sistemi na splošno zagotavljajo zmogljivosti za zaprte skupine uporabnikov, skupinski klic in način "Pritisni in govori" (angl. "Push to talk") in imajo čas nastavitve klicev, ki je na splošno kratek v primerjavi s celičnimi sistemi. Številni PMR sistemi omogočajo delovanje v neposrednem načinu (DMO), v katerem lahko terminali med seboj komunicirajo neposredno, ko so zunaj območja pokritosti omrežja – baznih postaj. PMR sistemi uporabljajo VHF in UHF pasove.
Med zasebne radijske mreže sodijo tudi npr. železniške aplikacije preko njihovega zasebnega omrežja npr. GSM-R in RMR.
V zasebnih mrežah je dovoljena uporaba radijskih frekvenc, ki so v Splošnem aktu o načrtu uporabe radijskih frekvenc podeljene za PMR, GSM-R in RMR aplikacije. Agencija začne postopek za dodelitev frekvence po prejemu vloge, nato pa izda odločbo o dodelitvi radijske frekvence (ODRF), s katero je dovoljena uporaba na določenem frekvenčnem kanalu, določeni pa so tudi modulacija, področje uporabe in minimalne zahteve glede tehničnih parametrov.
Vloge so dostopne tukaj.
Javna mobilna in hibridna radijska omrežja
Gre za mobilna komunikacijska omrežja, ki delujejo v licenciranemu spektru, katerih uporabo določata 2. in 3. odstavek 33. člena Zakona o elektronskih komunikacijah:
- za mobilne komunikacije, kjer se učinkovita uporaba določene radijske frekvence lahko zagotovi le z omejitvijo števila izdanih odločb o dodelitvi radijskih frekvenc in
- za mobilne komunikacije za zagotavljanje javnih komunikacijskih storitev končnim uporabnikom.
Javne mreže so mobilni sistemi, za katere je mogoče terminale kupiti v prosti prodaji, v sistemu pa jih je možno uporabljati samo s sklenjenim naročniškim razmerjem oziroma dovoljenjem operaterja. Med tovrstne sisteme uvrščamo GSM, UMTS, LTE, 5G, MMDS, BWA in MWS.
Namensko omrežje pomeni zaprto omrežje, ki ponuja elektronske komunikacijske storitve oziroma M2M in ne deli virov ali ponuja storitev končnim uporabnikom. Zgradi ga lahko operater zasebnega ali javnega omrežja. Sem sodijo npr. javne komunikacijske mreže (npr. mobilne kot so GSM, UMTS, LTE in 5G ter širokopasovni dostopovni sistemi, MMDS ipd.) in M2M radijske povezave z elektronskimi komunikacijskimi storitvami na podlagi mobilne tehnologije z uporabo licenciranega spektra za namenska omrežja.
Dovoljena je uporaba radijskih frekvenc, ki so v Splošnem aktu o načrtu uporabe radijskih frekvenc podeljene za TRA-ECS, MFCN, Kopenska mobilna PAMR (in v stolpcu opombe: IMT ali širokopasovni sistemi), digitalne celične sisteme, MWS, MMDS, BWA ali M2M aplikacije.
LTE/4G
4G je četrta generacija mobilne telefonije in je nadaljevanje 2G tehnologije, ki je primerna za klicanje in pošiljanje besedilnih sporočil, in 3G tehnologije, ki omogoča učinkovitejši dostop do interneta prek mobilnega telefona. 4G storitve omogočajo veliko hitrejše brskanje po spletu na mobilnih telefonih, tablicah in prenosnih računalnikih – prenosne hitrosti se približujejo hitrostim pri fiksnem širokopasovnem dostopu.
5G
5G je peta generacija mobilne telefonije, ki nadgrajuje prejšnje generacije:
- 1G (NMT): analogna tehnologija, ki omogoča mobilnost pri govornih klicih,
- 2G (GSM): digitalna tehnologija, ki je primerna za klicanje in pošiljanje besedilnih sporočil,
- 3G (UMTS): tehnologija, ki omogoča učinkovitejši dostop do interneta prek mobilnega telefona in
- 4G (LTE): tehnologija, ki omogoča večje prenosne hitrosti in prednostno podpira "All-IP" komunikacije.
5G (NR) ali po definiciji ITU tudi IMT-2020 je nova generacija mobilne telefonije, ki skladno z zahtevami ITU, določenimi v ITU poročilu M.2410, na radijskem delu zagotavlja tri glavne uporabniške primere:
- eMBB (extreme MBB/capacity) – podpora ekstremnih hitrosti prenosa za ekstremne količine podatkov (največje DL prenosne hitrosti 20 Gb/s in ciljna uporabniška izkušnja 100 Mb/s, največje UL prenosne hitrosti 10 Gb/s in 50 Mb/s) in zakasnitve na uporabniškem nivoju največ 4 ms,
- mMTC(massive MTC/extended coverage) podpora množični komunikaciji (minimalna zahteva milijon naprav/km2),
- URLLC (ultra-reliable and low-latency communications) – podpora ultra zanesljivi komunikaciji in hitri komunikaciji z zakasnitvami na uporabniškem nivoju največ 1 ms.
Poleg tega podaja zahteve spektralno in energetsko učinkovitost, zanesljivost, predpisano spektralno učinkovitost v (bit/s/Hz) uporabo pri višjih hitrostih (npr. avtomobili do 120 km/h, hitri vlaki od 120 – 500 km/h).
Prednostne vizije tehnološkega razvoja 5G so:
- Izredno učinkovito mobilno omrežje, ki omogoča boljše karakteristike mobilnega omrežja za nižje investicijske stroške. Naslavlja potrebo operaterjev, da za približno isto ceno zagotovijo naraščanje potrebe po večjih prenosnih hitrostih.
- Izredno hitro mobilno omrežje, ki vključuje naslednjo generacijo gosto postavljenih majhnih baznih postaj z veliko prenosno hitrostjo. Uporabljene bodo tudi frekvence pod 700MHz in nad 4GHz ter koncept dinamičnega dostopa do spektra (Dynamic Spectrum Access).
- Združevanje optičnega in brezžičnega omrežja, ki bo na milimetrskih valovnih dolžinah (20 – 60 GHz) omogočal prenosne hitrosti internetnega dostopa do 10 Gbit/s in bo poleg mobilnega dostopa namenjen tudi nomadskim storitvam (kot je na primer Wi-Fi).
- Omrežja 5G naj bi pokrivala potrebe nekaterih vertikalnih sektorjev, predvsem avtomobilske industrije, transporta, zdravstva, energetike, proizvodnje ter medijev in zabave.
Leta 2014 je združenje GSMA izpostavilo 8 najpomembnejših kriterijev, ki naj bi jim zadostila 5G tehnologija.
- 1-10 Gb/s povezave na končnih točkah na terenu (ne kot teoretični maksimum),
- 1 milisekundna zakasnitev med končnima točkama (end to end latency),
- 1000x pasovna širina na enoto prostora,
- 10-100x število povezanih naprav,
- (Zaznavana) 99.999% dostopnost,
- (Zaznavana) 100% pokritost,
- 90% zmanjšanje porabe energije v omrežju in
- do 10-letno delovanje na baterije za omrežja stroj-stroj.
5G omrežja bodo vsebovala veliko več inteligence in bodo sposobna usklajevati manjše celice tako po velikosti kot pokrivanju. Poleg obstoječih "makro" celic bodo vsebovala tudi manjše celice, ki bodo omogočale veliko gostoto prenosnih hitrosti na posameznem področju. Ta naj bi se z uporabo novih frekvenc in novih naprednih anten povečala tudi do tisočkrat glede na dosedanje mobilne tehnologije. Predvideva se tudi uporaba tehnologij porazdeljene inteligence (edge intelligence), ki bo celicam omogočala samostojno odločanje o usmerjanju podatkovnega prenosa in zagotavljanju majhnih kasnitev prenosa.
Poleg zagotavljanja zadostne prenosne hitrosti za prihajajoče video storitve, izboljšanja uporabniške izkušnje in podpore vse večji uporabi brezžičnih tehnologij se razvoj 5G usmerja pretežno v izboljšanje podpore komunikaciji stroj-stroj (Machine to Machine communication - M2M), poznani tudi pod imenom internet stvari (Internet of Things – IoT). To naj bi močno pospešilo razvoj pametnih tehnologij, aplikacij in storitev. Razvoj gre v smeri čim cenejših napravic z vgrajenimi SIM karticami in majhno porabo baterije. Te napravice bodo gonilo avtomatizacije industrije (t. i. industrija 4.0), avtomatiziranega prometa, pametnih mest, pametnega doma, pametnih zgradb in podobno. 5G tehnologija naj bi omogočila velik napredek pri implementaciji avtonomnih vozil in transporta naslednjih generacij.
Pričakuje se, da bodo omrežja 5G pospešila implementacijo novih uporabniških storitev in omogočila operaterjem nove prihodke iz tega naslova. Pričakuje se tudi razvoj danes še nepredstavljivih novih naprav, ki bodo dodatno pospešile razvoj elektronske industrije in z njo povezanih dobaviteljev aplikacij in vsebin. Še močnejša bo potreba po uporabi novih omrežnih pristopov, ki ga prinašata koncepta virtualizacije omrežnih funkcionalnosti (NFV) in programsko definiranih omrežij (SDN). Implementacija 5G tehnologij bo povečala tudi potrebo po razvoju novih anten in antenskih sistemov (Multiple-User Multiple Input Multiple Output – MU MIMO) in načinov kodiranja brezžičnega prenosa (Sparse Code Multiple Access – SCMA).
Komercialna izvedba 5G omrežij pa bo zahtevala tudi obvladovanje nekaterih drugih ne-tehnoloških izzivov, kot sta:
- Dodelitev novih frekvenčnih pasov: obstoječi spektri so prezasedeni, zato bo potrebno za novo generacijo mobilnih omrežij zagotoviti dodatne frekvenčne pasove. To je trenutno tudi ena od glavnih prioritet nekaterih delovnih skupin v ITU in političnih odločitev v Evropski komisiji in Evropskem parlamentu;
- Obvladovanje stroškov: dokler tehnologija ne bo dokončno razvita nihče točno ne ve, koliko bo ta tehnologija stala. Toda če bodo nove storitve pospešile prehod na novo tehnologijo in bodo končne naprave dosegle sprejemljivo ceno, lahko pričakujemo, da se bo vzpostavilo stanje, ki bo zadovoljilo uporabnikove potrebe in pokritje velikih investicijskih vlaganj operaterjev in ponudnikov storitev.
MMDS (Multimedia Multipoint Distribution System) večpredstavnostni večtočkovni distribucijski sistemi so širokopasovne povezave (nekaj 100 MHz) med centralnimi postajami operaterja in terminalnimi postajami končnih uporabnikov, namenjene posredovanju večprogramskih televizijskih, glasovnih in podatkovnih storitev. Dovoljena je uporaba radijskih frekvenc, ki so v Splošnem aktu o načrtu uporabe radijskih frekvenc podeljene za fiksne aplikacije točka-več točk, MWS in MMDS.
MWS (Multimedia Wireless System) večpredstavnostni brezžični sistemi so širokopasovne povezave med centralnimi postajami operaterja in terminalnimi postajami uporabnikov, ki se uporabljajo za brezžični prenos večpredstavnostnih vsebin do končnih uporabnikov.
BWA (Broadband Wireless Access systems) so širokopasovni brezžični dostopovni sistemi, namenjeni predvsem za fiksne FWA, nomadske NWA in mobilne MWA brezžične dostopovne sisteme za dostop do končnih uporabnikov (povezave v last mile). Lahko se uporabljajo tudi za fiksne brezžične sisteme P-P ali P-MP za povezavo infrastrukture BWA operaterja, vendar le na podeželskih območjih, kjer je kljub uporabi dela radiofrekvenčnega spektra za infrastrukturne povezave možno zagotoviti ustrezno kvaliteto storitev vsem zainteresiranim uporabnikom.