Генезис CDMA: як працює і чому він Маттерований

Код Division Кілька Доступ (CDMA) виявився як революційна цифрова клітинна технологія в 1990-х роках, фундаментально змінюючи, як бездротові мережі керують кількома одночасними користувачами. На відміну від раніше частоти-диверсії (FDMA) або час-диверсії (TDMA) схеми CDMA дозволило всім користувачам одночасно передавати над тим самим широкою частотною групою, з кожним бесідою закодовано за допомогою унікального псевдо-редомного коду. Ця технологія поширення, що була заснована Qualcomm, доставлена значно вищою спектральною ефективністю, кращою якістю виклику і поліпшеною безпекою порівняно з аналоговими системами.

На початку 2000-х років CDMA став резервним копії 3G мереж на ключових ринках, включаючи Сполучені Штати Америки (Верезон, Спринт), Південна Корея (SK Telecom, LG U+), а Індія (Reliance Infocomm). Можливість технології підтримки м'яких зношень — виклики безшовних під час переходів башти — і його складні алгоритми управління живлення, встановлених нею. Наприклад, CDMA2000 1xRTT запропонував швидкість даних до 153 кбіт, а EV‐DO (Evolution‐Data Optimized) штовхали пікові ставки до 2.4 Мбіт/с, що дозволяє раннього мобільного веб-перегляду та електронної пошти.

CDMA представила парадигмовий зсув: він замінив фіксоване розміщення радіоресурсів з динамічною, модель обміну кодом, яка може бути витончено поглинати мережеву зносність. Цей дизайн безпосередньо вплинуло на пізніше 4G і 5G радіодоступних архітектур

CDMA проти GSM War: мережевий технологічний обов'язок

Під час кінця 1990-х і на початку 2000-х рр. телекомунікаційна галузь розщеплюється на два табори: CDMA (насамперед, чемпіоном з Qualcomm) і GSM (Global System for Mobile Communications, під керівництвом європейських інтересів). GSM спирався на TDMA і був розгорнутий в більш ніж 200 країнах, досягаючи масивних масштабів через стандартизаційні органи, як 3GPP. CDMA, при цьому технічно перевершили деякі поваги, було більш запатентованою і зіткнулася більшою ліцензійною винагородою. Це призвело до меншої екосистеми постачальників і більш високих витрат на пристрої.

глобальні переваги та подію зростання WCDMA (Універсальна система мобільних телекомунікацій) як 3G еволюція допомогли GSM-перевізникам, які мають більш плавно більш швидкісні мережі. На відміну від носіїв CDMA часто виявили себе, що пасуються при переході від 3G до 4G, оскільки LTE - домінантний 4G стандарт - використовує OFDMA (Orthogonal Частотний дивізіон Кілька доступу), технологія, сумісна з інтерфейсом CDMA. Перевізники, як Verizon і Sprint, в кінцевому підсумку повинні інвестувати багато, щоб перекриття LTE на своїх CDMA мереж, перехід, який займався роками і мільярдами доларів.

Підвіска з компакт-диску

Комерційний запуск LTE навколо 2010 року позначив початок кінця для CDMA. LTE запропонував пікові швидкості змикання 100 Мбіт/с або більше, наднизу лагності (до 20 м), а також всі пакети ‐IP вишиті ядро, що усунено ланцюгом, що висихає голосові обмеження CDMA. Голос над LTE (VoLTE) в кінцевому підсумку дозволило перевізникам повністю перезняти свої ноги CDMA голосові мережі.

Основні оператори CDMA оголосили про завершення роботи:

  • Спринт (нині T‐Mobile): Вимкніть мережу CDMA на 31 березня 2022 р., перенаправляючи спектр до LTE і 5G.
  • Веризон: оголосив, що вона буде відреставрувати свою мережу 3G CDMA від 31 грудня 2022 року, з повним етапом переходу на решту потужності CDMA на початку 2023 року.
  • Reliance Jio (Індія): Ніколи не розгортається CDMA за початковими випробуваннями; зміщений до LTE‐only від початку.

Відключення залишених мільйонів пристроїв Legacy IoT — так як телемагнітні пристрої в транспортних засобах, охоронних сигналах, а також elder‐care приглушенняхих пристроїв, які не можуть підключитися. Перевізники пропонуються перехідні програми, але вартість та складність заміни вбудованих модулів CDMA є значним викликом для галузей промисловості, які спираються на пристрої довгострокового циклу.

Чому CDMA Alive на всіх?

Незважаючи на нерозривний марш у напрямку LTE/5G, деякі ізольовані додатки все ще залежать від CDMA. У сільських або гірських регіонах, де оновлення авіаперевізника повільні, CDMA може залишатися операційною мережею для базових голосових дзвінків. Крім того, деякі військові та приватні мережі використовують CDMA варіанти для їх міцності проти замшевування. Однак ці ніші швидко усаджують, як апарат стає рубцевим і підтримувати контракти, що закінчуються.

Фінал нігтів 5G Революції та CDMA

5G Нове радіо (NR) йде ще далі, підтримує як суб‐6 ГГц, так і мм.Деталь спектра, пропонуючи багаторівневі швидкості, суб-мілісекундна гратенція, і масивний підключення Інтернету речей. 5G гнучка нумерологія і технології променформування роблять архітектуру CDMA, що фіксують -спредне архітектуру. Крім того, 5G мережі призначені для того, щоб бути повністю віртуальними і програмними, які дозволяють операторам зрізувати ресурси для конкретних випадків використання - в порівнянні з жорсткою CDMA ядро не може досягати.

Стандарти 3GPP для 5G явно крапельного підтримки CDMA‐на основі ручних матеріалів, всі голосові дзвінки обробляються через VoNR (Voice над новим радіо) або знизу до LTE. Це означає, що навіть якщо пристрій має радіо CDMA, він не може автентифікувати або зареєструвати на мережі 5G‐only. Захід сонця CDMA є таким чином як стратегічний і технологічний: немає причин, щоб підтримувати інтерфейс з спадщини, який додає ніякого значення для сучасних широкосмугових послуг.

Перехідні виклики для перевізників та користувачів

Випадковий CDMA не простий фліп перемикача. Перевізники повинні вирішувати три критичні проблеми:

  1. Infraструктура оновлення витрат: Заміна базових станцій, резервних органів та основного мережевого обладнання для підтримки LTE‐Advanced та 5G NR вимагає капітальних витрат, які можуть перевищити $1 мільярд для загальнонаціональної мережі.
  2. Device сумісність: Мільйони телефонів функцій, моніторів Інтернету речей, а також пристроїв, які не вистачає LTE або 5G радіо. Заохочування користувачів для оновлення може призвести до споживчого задньому віссю, особливо в нижніх областях, де пристрої CDMA були піддані.
  3. Регуляторні скидки: урядові органи часто вимагають перевізників для підтримки універсальних зобов'язань по обслуговуванню надзвичайних ситуацій та сільському покритті. У США мандат FCC, що VoLTE повинен бути надійним як CDMA для 911 дзвінків до заходу сонця.

Деякі носії прийняли «софт Захід» шляхом перезавантаження спектру CDMA — відключення носіїв CDMA поступово і перерозподілу пропускної здатності до LTE або 5G. Такий підхід мінімісує порушення, але розширює час переходу.

Кейс-тренінг: Відновлення CDMA від компанії Verizon

Verizon, найбільший перевізник США CDMA, оголошений в 2017 році, його план закриває 3G CDMA на кінець 2019 року. Накладки просочили кінцевий захід сонця до 31 грудня 2022 року. Авіаперевізник запропонував безкоштовні замінні пристрої для клієнтів ще використовуючи 3G‐only апаратні, але багато медичних оповіщення та автознімки пристрої, необхідні спеціальні оновлення мікропрограми або апаратні затискачі. До 2023, менше 1% руху Verizon все ще стержуть на CDMA, що робить відключення економічно обґрунтованим.

Цей досвід виділяється більш широкий урок: життєва практика вбудованих бездротових модулів може легко перевищити 10 років, в той час як мережеві стандарти еволюціонують кожні 8-10 років. Галузі, що залежать від довгоциклопедичних пристроїв, повинні розробити для модульності або багатомовної підтримки, щоб уникнути обтяжних активів.

Послідовність CDMA: уроки для майбутніх технологій

Хоча CDMA є захоплення історії, його технічні інновації залишають останні відбитки. Концепції, такі як код-домен, багаторазове, м'яке ручне, і закрите управління живлення є основою для сучасних систем на основі даних. Швидкий прогрес від CDMA до LTE до 5G також пропонує уроки для засобі:

  • Пропріетний замок-ін небезпечний: / CDMA на обмеженому конкурсі IP-портфоліо Qualcomm та уповільненому введенні. Промисловість навчалася цінувати відкриті стандарти (3GPP), що дозволяють багаторазовим постачальникам конкурувати.
  • Backward Витрати на сумісність: Перевізники, які побудовані на CDMA, стикаються дорогих багатотомних модернізаціях. Нові технології, як 5G, призначені для співіснування з LTE, не спадкоємності 2G/3G, що спрощує перехідне планування.
  • IoT вимагає довгострокових планів підтримки: / 5G включення NB‐IoT і LTE‐Cat M1 показує свідомі зусилля для забезпечення низької потужності, низької вантажопідйомності з гарантованим терміном служби не менше 10 років, що охоплює CDMA.

Як ми переїжджаємо до 6G досліджень, історія CDMA нагадує нам, що навіть найтехнічно елегантні рішення можуть перезавантажити простіше, більш відкриті альтернативи, які краще вирівняти з глобальною динамікою екосистеми.

Висновок

Code Division Кілька Access був чудовим інженерним досягненням, що дозволило першої хвилі мобільних інтернет-служб та голосових послуг за сотні мільйонів людей. Його розширення допомогли формувати сучасний телекомунікаційний ландшафт, але неспроможний попит на більш високі швидкості даних, меншу лаштунцію та ubiquitous підключення Інтернету речей до CDMA obsolete. Перехід до LTE та 5G тепер завершується на найбільш розвинених ринках, а інші розгортання CDMA швидко зникають.

Для освічених і студентів, які вивчають еволюцію бездротових мереж, розуміння CDMA не про збереження мертвої технології — це про зацікавлення того, як кожен покоління будується при збої та успіху останнього. Майбутнє бездротового є одним з програмно-розпізнаваних, багатовендорних мереж, де розділ коду минулого дає шлях до ортогональних частотних поділів.

Екстеральні ресурси для подальшого читання: