Genesis of CDMA: Cum funcţionează şi de ce contează

Code Division Multiple Access (CDMA) a apărut ca o tehnologie digitală revoluționară în anii 1990, modificând fundamental modul în care rețelele wireless au manipulat mai mulți utilizatori simultani. Spre deosebire de sistemele de distribuție a frecvențelor (FDMA) sau de distribuție în timp, CDMA a permis tuturor utilizatorilor să transmită simultan aceeași bandă largă de frecvențe, fiecare conversație fiind codificată folosind un cod unic de pseudo-random. Această tehnică de spectru de răspândire, pionieră de Qualcomm, a furnizat o eficiență spectral semnificativ mai mare, o calitate mai bună a apelurilor și o securitate îmbunătățită comparativ cu sistemele analogice.

Până la începutul anilor 2000, CDMA a devenit coloana vertebrală a rețelelor 3G pe piețele cheie, inclusiv Statele Unite (Verizon, Sprint), Coreea de Sud (SK Telecom, LG U+), și India (

CDMA a reprezentat o schimbare de paradigmă:[ a înlocuit alocarea fixă a resurselor radio cu un model dinamic de partajare a datelor, bazat pe coduri, care ar putea absorbi cu grație congestia rețelei. Acest design a influențat direct mai târziu 4G și 5G arhitecturi de acces radio.

]

CDMA vs. GSM War: Un Duel de tehnologie de rețea

La sfârşitul anilor 1990 şi începutul anilor 2000, industria telecomunicaţiilor s-a divizat în două tabere: CDMA (în principal, susţinută de Qualcomm) şi GSM (Sistemul Global pentru Comunicaţii Mobile, condus de interese europene). GSM s-a bazat pe TDMA şi a fost implementată în peste 200 de ţări, obţinând o scară masivă prin intermediul unor organisme de standardizare precum 3GPP. CDMA, în timp ce, din punct de vedere tehnic superior în unele privinţe, a fost mai proprietate şi s-a confruntat cu taxe de licenţiere mai mari.

În schimb, transportatorii CDMA s-au trezit adesea blocaţi atunci când se deplasează de la 3G la 4G deoarece LTE IONES dominant 4G standards ODMA (Divizia de frecvenţă ortogonală Accesul Multiplu), o tehnologie incompatibilă cu interfaţa aeriană CDMA. Purtătorii precum Verizon şi Sprint au trebuit să investească în cele din urmă să overlay puternic LTE pe partea de sus a reţelelor lor CDMA, o tranziţie care a durat ani şi miliarde de dolari.

Creşterea LTE şi apusul de soare al CDMA

Lansarea comercială a LTE în jurul anului 2010 a marcat începutul sfârşitului pentru CDMA. LTE a oferit viteze de vârf de downlink de 100 Mbps sau mai mult, latenţă ultra-scăzută (sub 20 ms), şi un nucleu all-IP-sized pachet care a eliminat limitările de voce de circuit-schimbate ale CDMA. Vocea peste LTE (Volte) a permis în cele din urmă transportatorilor să-şi retragă reţelele de voce CDMA în întregime.

Principalii transportatori CDMA au anunţat planuri de închidere:

  • Sprint (acum T-Mobile): Închideți rețeaua CDMA la 31 martie 2022, redirecționând spectrul către LTE și 5G.
  • Verizon: Anunțat că își va retrage rețeaua CDMA 3G până la 31 decembrie 2022, cu o eliminare completă a capacității CDMA rămase până la începutul 2023.
  • Reliance Jio (India): Never a implementat CDMA dincolo de studiile inițiale; trecut la LTE-doar de la început.

Opririle au lăsat milioane de dispozitive IoT moștenite, cum ar fi unitățile de operare a vehiculelor, alarmele de securitate și pandantivele de îngrijire a bătrânilor . Purtătorii au oferit programe de tranziție, dar costul și complexitatea înlocuirii modulelor CDMA încorporate au fost o provocare semnificativă pentru industriile care s-au bazat pe dispozitive pe ciclu de viață lung.

De ce să păstrăm CDMA în viaţă?

În ciuda marşului neobosit spre LTE/5G, câteva aplicaţii izolate încă depind de CDMA. În regiunile rurale sau muntoase unde upgrade-urile transportatorilor sunt lente, CDMA poate rămâne operaţională ca o reţea de rezervă pentru apeluri vocale de bază. În plus, unele reţele militare şi private folosesc variante CDMA pentru robusteţea lor împotriva bruiajului. Cu toate acestea, aceste nişe se micşorează rapid pe măsură ce hardware-ul devine insuficient şi contractele de sprijin expiră.

5G Revoluția și CDMA lui unghie finală

5G New Radio (NR) merge chiar mai departe, sprijinind atât spectrul sub-6 GHz și mmWave, oferind viteze mai multe-Gbps, sub-millisecunde latency, și conectivitate masivă IoT. 5G . Tehnologii flexibile de numerologie și de fasciculizare fac CDMA-uri arhitectura fixă-spândite depășite. Mai mult, rețelele 5G sunt concepute pentru a fi virtualizate în întregime și software-definite, permițând operatorilor să taie resurse pentru cazuri de utilizare specifică .

Standardele 3GPP pentru 5G scad în mod explicit suportul pentru predarea pe bază de CDMA; toate apelurile vocale sunt gestionate prin VoNR (Voice over New Radio) sau o rezervă către LTE. Aceasta înseamnă că, chiar dacă un dispozitiv are un radio CDMA, nu poate autentifica sau înregistra pe o rețea 5G-doar. Apusul de soare al CDMA este, prin urmare, atât strategic cât și tehnologic: nu există niciun motiv pentru a menține o interfață aeriană moștenită care să nu adauge valoare serviciilor moderne în bandă largă.

Provocări de tranziţie pentru transportatori şi utilizatori

Eliminarea CDMA nu este un simplu pas înainte al unui comutator.

  1. Cheltuieli de modernizare a infrastructurii: Înlocuirea stațiilor de bază, a backhaulului și a echipamentelor rețelei centrale pentru sprijinirea LTE-Advanced și 5G NR necesită cheltuieli de capital care pot depăși 1 miliard de dolari pentru o rețea națională.
  2. Compatibilitatea de tip de tip de tip de tip de tip de tip: Milioane de telefoane caracteristice, monitoare IoT și unități telematice de vehicule nu dispun de radiouri LTE sau 5G. Forţarea utilizatorilor de a face upgrade poate duce la o reacție negativă a consumatorilor, în special în regiunile cu venituri mici, unde dispozitivele CDMA au fost subvenționate.
  3. Obstacole administrative:[ Agențiile guvernamentale solicită adesea transportatorilor să mențină obligațiile de serviciu universal pentru apelurile de urgență și acoperirea rurală. În SUA, FCC mandatează ca VoLTE să fie la fel de fiabil ca CDMA pentru apelurile la 911 înainte de apusul soarelui să poată continua.

Unii transportatori au adoptat un apus de soare

Studiu de caz: Verizon

Verizon, cel mai mare transportator american CDMA, a anunțat în 2017 planul său de a închide CDMA 3G până la sfârșitul anului 2019. Întârzierile au împins apusul final până la 31 decembrie 2022. Transportatorul a oferit dispozitive de înlocuire gratuite clienților care încă mai folosesc hardware 3G-doar, dar multe sisteme de alertă medicală și dispozitive de urmărire a flotei necesare actualizări personalizate firmware sau swap-uri hardware. Până în 2023, mai puțin de 1% din traficul Verizons încă a mers pe CDMA, ceea ce face închiderea justificată din punct de vedere economic.

Această experiență evidențiază o lecție mai largă: durata de viață a modulelor wireless încorporate poate depăși cu ușurință 10 ani, în timp ce standardele de rețea evoluează la fiecare 8

Moştenirea CDMA: lecţii pentru tehnologiile viitoare

Deşi CDMA se estompează în istorie, inovaţiile sale tehnice au lăsat o imprimare durabilă. Concepte precum multiplexarea domeniului de cod, predarea uşoară şi controlul puterii în circuit închis sunt fundamentale pentru sistemele moderne bazate pe ODM. Progresul rapid de la CDMA la LTE la 5G oferă de asemenea lecţii de trezire:

  • Blocare de proprietate proprie este periculos: CDMA se bazează puternic pe Qualcomm: IP portofoliu concurență limitată și adopție încetinită. Industria a învățat să evalueze standardele deschise (3GPP) care permit mai multor furnizori să concureze.
  • Compatibilitatea anticipată costă bani:[ Transportatorii care au construit pe CDMA s-au confruntat cu upgrade-uri costisitoare în mai multe moduri. Tehnologii noi, cum ar fi 5G, sunt concepute pentru a coexista cu LTE, nu cu 2G/3G moștenire, care simplifică planificarea tranziției.
  • IoT necesită planuri de sprijin pe termen lung: 5G

Pe măsură ce ne îndreptăm către cercetarea 6G, povestea CDMA ne aminteşte că chiar şi cea mai elegantă soluţie tehnică poate fi depăşită de alternative mai simple şi mai deschise care să se alinieze mai bine la dinamica ecosistemului global.

Concluzie

Code Division Multiple Access a fost o realizare inginerească remarcabilă care a permis primul val de servicii de internet mobil și voce pentru sute de milioane de oameni. Expansiunea sa a ajutat la modelarea peisajului modern al telecomunicațiilor, dar cererea neobosită de viteze mai mari de date, latența mai scăzută și conexiunile omniprezente IoT au făcut CDMA depășite. Trecerea la LTE și 5G este acum completă pe cele mai dezvoltate piețe, iar DDMA a rămas rapid în desfășurare.

Pentru educatori și studenți care studiază evoluția rețelelor fără fir, înțelegerea CDMA nu înseamnă păstrarea unei tehnologii moarte este despre aprecierea modului în care fiecare generație se bazează pe eșecurile și succesele ultimelor. Viitorul wireless este unul dintre rețelele de software-definite, multi-vendor, deschise-standard, unde diviziunea de cod a trecutului dă drumul diviziunilor de frecvență ortogonale ale zilei de mâine.

Resurse externe pentru o lectură ulterioară: