Modern mobilhálózatok. A világ első mobiltelefonja. Hogyan jött létre a mobil kommunikáció?
Tudja, mi történik, miután tárcsázza egy barátja számát a mobiltelefonján? Hogyan mobilhálózat Andalúzia hegyeiben vagy a távoli Húsvét-sziget partján találja? Miért szakad meg néha hirtelen a beszélgetés? Múlt héten meglátogattam a Beeline céget, és megpróbáltam kitalálni, hogyan működik sejtes…
Hazánk lakott részének nagy részét lefedik a bázisállomások (BS). A mezőn vörös-fehér tornyoknak tűnnek, a városban pedig nem lakóépületek tetején rejtőznek. Mindegyik állomás akár 35 kilométeres távolságból veszi fel a mobiltelefonok jeleit, és szolgáltatási vagy hangcsatornákon keresztül kommunikál a mobiltelefonnal.
Miután tárcsázta egy barátja számát, telefonja felveszi a kapcsolatot az Önhöz legközelebbi bázisállomással (BS) egy szolgáltatási csatornán keresztül, és hangcsatorna kijelölését kéri. A bázisállomás kérést küld a vezérlőnek (BSC), amely továbbítja azt a kapcsolónak (MSC). Ha barátja ugyanannak a mobilhálózatnak az előfizetője, akkor a kapcsoló ellenőrzi az otthoni helyregisztert (HLR), megtudja, hol tartózkodik a hívott előfizető (otthon, Törökországban vagy Alaszkában), és átirányítja a hívást a megfelelő kapcsolót küld a vezérlőhöz, majd a bázisállomásra. A bázisállomás felveszi a kapcsolatot a mobiltelefonjával, és összeköti Önt a barátjával. Ha barátja egy másik hálózaton van, vagy Ön vezetékes telefont hív, a kapcsolója kapcsolatba lép a másik hálózat megfelelő kapcsolójával. Nehéz? Nézzük meg közelebbről. A bázisállomás egy pár vasszekrény, egy jól kondicionált helyiségbe zárva. Tekintettel arra, hogy Moszkvában kint +40 volt, szerettem volna egy ideig ebben a szobában lakni. A bázisállomás jellemzően egy épület padlásán vagy a tetőn lévő konténerben található:
2. 
A bázisállomás antennája több szektorra van osztva, amelyek mindegyike a maga irányába „világít”. A függőleges antenna a telefonokkal kommunikál, a kerek antenna a bázisállomást köti össze a vezérlővel:
3. 
Mindegyik szektor akár 72 hívást is képes kezelni egyidejűleg, a beállítástól és a konfigurációtól függően. Egy bázisállomás 6 szektorból állhat, így egy bázisállomás akár 432 hívást is képes kezelni, azonban egy állomáson általában kevesebb adó és szektor van telepítve. A mobilszolgáltatók inkább több BS-t telepítenek a kommunikáció minőségének javítása érdekében. A bázisállomás három sávban tud működni: 900 MHz - a jel ezen a frekvencián tovább halad és jobban behatol az épületek belsejébe 1800 MHz - a jel rövidebb távolságokon halad, de lehetővé teszi a telepítést nagy mennyiség adók 1 szektor 2100 MHz - 3G hálózaton Így néz ki egy szekrény 3G berendezéssel:
4. 
A bázisállomásokra szántóföldeken és falvakban 900 MHz-es adókat telepítenek, a városban pedig, ahol a bázisállomások sün tűként ragadnak, a kommunikáció főként 1800 MHz-es frekvencián zajlik, bár bármelyik bázisállomáson lehet mindhárom tartomány adója. egyidejűleg.
5. 
6. 
A 900 MHz-es frekvenciájú jel akár 35 kilométert is elérhet, bár egyes autópályák mentén elhelyezkedő bázisállomások „hatótávolsága” akár a 70 kilométert is elérheti, mivel az állomáson egyidejűleg kiszolgált előfizetők száma felére csökkent. . Ennek megfelelően telefonunk kis beépített antennájával akár 70 kilométeres távolságra is képes jelet továbbítani... Minden Bázisállomást úgy terveztek, hogy a földszinten optimális rádiólefedettséget biztosítson. Ezért a 35 kilométeres hatótáv ellenére rádiójelet egyszerűen nem küldenek a repülőgép repülési magasságára. Egyes légitársaságok azonban már megkezdték olyan kis teljesítményű bázisállomások felszerelését a repülőgépeiken, amelyek lefedettséget biztosítanak a repülőgépen belül. Egy ilyen BS földi cellás hálózathoz csatlakozik a segítségével műholdas csatorna. A rendszert egy vezérlőpult egészíti ki, amely lehetővé teszi a személyzet számára a rendszer be- és kikapcsolását, valamint bizonyos típusú szolgáltatásokat, például éjszakai járatokon a hang kikapcsolását. A telefon egyidejűleg 32 bázisállomás jelerősségét tudja mérni. Információkat küld a 6 legjobbról (a jelerősség szempontjából) a szolgáltatási csatornán keresztül, és a vezérlő (BSC) eldönti, hogy melyik BS adja át az aktuális hívást (Handover), ha Ön úton van. Néha a telefon hibázhat, és átviheti Önt a BS-re legrosszabb jel, ebben az esetben a beszélgetés megszakadhat. Az is kiderülhet, hogy a telefon által kiválasztott bázisállomáson minden hangvonal foglalt. Ebben az esetben a beszélgetés is megszakad. Meséltek nekem az úgynevezett „felső emeleti problémáról” is. Ha penthouse-ban él, akkor néha, amikor egyik szobából a másikba költözik, a beszélgetés megszakadhat. Ez azért történik, mert az egyik szobában a telefon „lát” egy BS-t, a másikban pedig egy másikat, ha a ház másik oldalára néz, és ugyanakkor ez a 2 bázisállomás nagy távolságra van egymást, és nincsenek „szomszédosként” regisztrálva mobilszolgáltató. Ebben az esetben a hívás nem kerül át egyik bázisállomásról a másikra:
A metróban a kommunikációt ugyanúgy biztosítják, mint az utcán: Bázisállomás - vezérlő - kapcsoló, azzal a különbséggel, hogy ott kis Bázisállomásokat használnak, és az alagútban a lefedettséget nem egy közönséges antenna, hanem speciális sugárzókábellel. Ahogy fentebb is írtam, egy BS akár 432 hívást is tud egyszerre kezdeményezni. Általában ez a teljesítmény elegendő, de például egyes ünnepek alatt a BS nem tud megbirkózni a hívni vágyók számával. Ez általában akkor történik Újév amikor mindenki gratulálni kezd egymásnak. Az SMS-ek továbbítása szolgáltatási csatornákon keresztül történik. Március 8-án és február 23-án az emberek szívesebben gratulálnak egymásnak SMS-ben, vicces verseket küldve, és a telefonok gyakran nem tudnak megegyezni a BS-vel a hangcsatorna kiosztásáról. Érdekes esetet mondtak nekem. Moszkva egyik területén az előfizetők panaszokat kaptak, hogy nem tudtak eljutni senkihez. A műszaki szakemberek kezdtek rájönni. A legtöbb hangcsatorna ingyenes volt, de az összes szolgáltatási csatorna foglalt. Kiderült, hogy a BS mellett volt egy intézet, ahol vizsgáztak, és a hallgatók folyamatosan SMS-t váltottak. A telefon a hosszú SMS-eket több rövidre osztja, és mindegyiket külön küldi el. Alkalmazottak műszaki szolgálat Javasoljuk, hogy az ilyen gratulációkat MMS-ben küldje el. Gyorsabb és olcsóbb lesz. A bázisállomásról a hívás a vezérlőhöz megy. Olyan unalmasnak tűnik, mint maga a BS - ez csak egy szekrénysor:
7. 
A felszereltségtől függően a vezérlő akár 60 bázisállomást is kiszolgálhat. A BS és a vezérlő (BSC) közötti kommunikáció rádiórelé csatornán vagy optikán keresztül történhet. A vezérlő vezérli a rádiócsatornák működését, beleértve a szabályozza az előfizető mozgását és jelátvitelét egyik BS-ről a másikra. A kapcsoló sokkal érdekesebbnek tűnik:
8. 
9. 
Minden kapcsoló 2-30 vezérlőt szolgál ki. Ez egy nagy csarnokot foglal el, tele különféle szekrényekkel, berendezésekkel:
10. 
11. 
12. 
A kapcsoló szabályozza a forgalmat. Emlékszel a régi filmekre, ahol az emberek először tárcsázták a „lányt”, majd a vezetékek cseréjével összekapcsolta őket egy másik előfizetővel? A modern kapcsolók ugyanezt teszik:
13. 
A hálózat irányítására a Beeline-nek több autója van, amelyeket szeretettel „sünnek” neveznek. Körbejárják a várost, és mérik saját hálózatuk jelszintjét, valamint a nagyhármas kollégáik hálózatának szintjét:
14. 
Egy ilyen autó teljes tetejét antennák borítják:
15. 
A belsejében több száz hívást kezdeményező és információkat fogadó berendezés található:
16. 
A kapcsolók és vezérlők 24 órás felügyelete a Network Control Center (NCC) küldetésvezérlő központjából történik:
17. 
A mobilhálózat figyelésének 3 fő területe van: baleseti arányok, statisztikák és az előfizetők visszajelzései. A repülőgépekhez hasonlóan minden mobilhálózati berendezés rendelkezik érzékelőkkel, amelyek jelet küldenek a központi vezérlőrendszernek, és információkat adnak ki a diszpécserek számítógépére. Ha néhány berendezés meghibásodik, a monitor jelzőfénye villogni kezd. A CCS nyomon követi az összes kapcsoló és vezérlő statisztikáit is. Elemzi, összehasonlítja a korábbi időszakokkal (óra, nap, hét stb.). Ha bármelyik csomópont statisztikái élesen eltérnek a korábbi mutatóktól, akkor a monitoron lévő lámpa ismét villogni kezd. Visszacsatolás az üzemeltetők elfogadják előfizetői szolgáltatás. Ha nem tudják megoldani a problémát, a hívást a következő címre irányítják át technikai specialista. Ha tehetetlennek bizonyul, akkor a cégben „incidens” jön létre, amit az adott berendezés üzemeltetésében részt vevő mérnökök oldanak meg. A kapcsolókat a hét minden napján, 24 órában felügyeli 2 mérnök:
18. 
A grafikon a moszkvai kapcsolók aktivitását mutatja. Jól látható, hogy szinte senki sem hív éjszaka:
19. 
A vezérlők feletti vezérlés (bocsáss meg a tautológiáért) a Hálózati Vezérlőközpont második emeletéről történik:
22. 
21. 
" Soha nem gondolkodott el azon, hogy miért? mobiltelefon mobiltelefont hívtak? Ebben az anyagban a cellás kommunikáció történetéről és működési elveiről fogunk beszélni.
A mobiltelefonok története
Robert Sloss amerikai újságíró már 1910-ben megjósolta a „mobiltelefonok” megjelenését. Első új technológia rendőröket fogadtak örökbe - 1921-ben a detroiti rendfenntartók 2 MHz-es rádiókommunikáción keresztül kaptak információkat a diszpécserektől, 1940-re pedig országszerte már 10 000 rendőrautóban működtek mobiltelefonok. 1946-ban pedig St. Louisban megjelent az első nyilvános mobil rádiótelefon. A kommunikáció két sávon - 150 és 450 MHz -en történt.
1957-ben Kupriyanovich moszkvai mérnök bemutatta az LK-1 mobiltelefont. A „mobiltelefon” prototípusa három kilogrammot nyomott, és 25-30 kilométeres távon is lehetővé tette a telefonálást a környéken.
A következő évben Kupriyanovich egy észrevehetően továbbfejlesztett LK-1 modellt mutatott be - mindössze fél kilogramm súlyú és egy doboz cigaretta méretű.
Ugyanebben az időben a Voronyezsi Kommunikációs Kutatóintézet szakemberei kifejlesztették a világ első automatikus (korábban az előfizetőket manuálisan csatlakoztatva) mobilkommunikációs rendszerét, az Altájt. 1970-re a Szovjetunió 30 városában működött 150 és 330 megahertzes frekvencián. Minden várost egy bázisállomás szolgált ki, a hatótávolság 50-100 km volt, altaji telefonokra, helyi és távolsági/nemzetközi számokra hívtak.
A modern cellás kommunikációs rendszerek 1978-ban jelentek meg az Egyesült Államokban, amikor Chicagóban megkezdték az első ilyen rendszer tesztelését a 800 MHz-es sávban 2 ezer előfizető számára. A város lakói 1983 októberében kapták meg az első kereskedelmi mobil kommunikációs rendszert az AT&T-től. Az első kereskedelmileg sikeres mobilhálózat pedig a finn Autoradiopuhelin (ARP, „Car Radiotelephone”) volt. 1986-ra már több mint 30 ezer előfizető használta.
Hogyan működik a mobil kommunikáció?
A modern mobilhálózat bázisállomásokból áll – többfrekvenciás VHF adó-vevőkből, amelyek egyenletesen oszlanak el a lefedettségi területen. Kívülről úgy néznek ki, mint a hatalmas tornyok vörös vagy fehér speciális felszereléssel.
Az antenna függőleges részei a mobil kommunikációért felelősek, a kerek részek a vezérlővel való kommunikációt biztosítják. Hatósugár bázisállomás- 35 kilométer (de ez nem a határ, lásd lent). Minden bázisállomásnak hat szolgáltatási szektora van, egy szektor egyidejűleg akár 70 telefonhívást is fogad. Szorozd meg a 6-ot 70-el, és meg fogod érteni, miért nem tudsz elérni senkit telefonon újév napján :).
A közeli állomások soha nem működnek ugyanabban a tartományban – különben nem kerülhető el az interferencia.
Kicsit elszomorító, hogy az emberek túlnyomó többsége arra a kérdésre, hogy „Hogyan működik a mobilkommunikáció?”, „éteren keresztül” vagy akár „nem tudom” válaszol.
Folytatva ezt a témát, volt egy vicces beszélgetésem egy barátommal mobilkommunikáció témában. Ez pontosan néhány nappal azelőtt történt, hogy az összes jeladó és távközlési dolgozó megünnepelte "Rádiónap" ünnep. Történt, hogy lelkes élethelyzetéből adódóan barátom ezt hitte mobil kapcsolat teljesen vezeték nélkül működik műholdon keresztül. Kizárólag a rádióhullámok miatt. Először nem tudtam meggyőzni. De rövid beszélgetés után minden a helyére került.
E baráti „előadás” után jött az ötlet, hogy írjak egyszerű nyelven a cellás kommunikáció működéséről. Minden úgy van, ahogy van.
Ha tárcsáz egy számot, és elkezd hívni, vagy valaki felhívja Önt, akkor az Ön a mobiltelefon rádiócsatornán keresztül kommunikál a legközelebbi bázisállomás egyik antennájáról. Hol vannak ezek a bázisállomások, kérdezed?
figyelni ipari épületek, városi toronyházak és speciális tornyok. Rajtuk nagy szürke téglalap alakú blokkok vannak, különféle formájú kiálló antennákkal. De ezek az antennák nem televíziók vagy műholdak, hanem Rádió adó-vevő mobilszolgáltatók. Különböző irányokba vannak irányítva, hogy minden irányból kommunikációt biztosítsanak az előfizetőknek. Hiszen nem tudjuk, honnan jön a jel, és hova visz minket a szerencsétlen, kézibeszélős előfizető? A szakmai zsargonban az antennákat „szektornak” is nevezik. Általában egytől tizenkettőig vannak beállítva.
Az antennáról a jelet kábelen keresztül közvetlenül az állomásvezérlő egységhez továbbítják. Ezek együtt alkotják a bázisállomást [antennák és vezérlőegység]. Több olyan bázisállomás, amelyek antennái külön területet, például városrészt vagy kisvárost szolgálnak ki, egy speciális egységhez csatlakoznak - vezérlő. Egy vezérlőhöz általában legfeljebb 15 bázisállomás csatlakozik.
A vezérlők viszont, amelyekből több is lehet, kábelekkel csatlakoznak a „gondolkodóhoz” - kapcsoló. A kapcsoló jelek kimenetét és bemenetét biztosítja a város felé telefonvonalak, más mobilszolgáltatóknak, valamint távolsági és nemzetközi kommunikációs szolgáltatóknak.
Kis hálózatokban csak egy switchet használnak, a nagyobbaknál, több mint egymillió előfizetőt egyszerre kiszolgálva kettő, három vagy több switch is használható, ismét vezetékekkel összekötve.
Miért ilyen komplexitás? Az olvasók megkérdezik. Úgy tűnik, egyszerűen csatlakoztathatja az antennákat a kapcsolóhoz, és minden működni fog. És itt vannak bázisállomások, kapcsolók, egy csomó kábel... De ez nem ilyen egyszerű.
Ha valaki gyalogosan vagy autóval, vonattal stb. mozog az utcán. és egyidejűleg telefonon beszélünk, fontos biztosítani a kommunikáció folytonossága. Signalmen a relé átadás folyamata mobilhálózat kifejezésnek nevezik "átad". Időben át kell kapcsolni az előfizető telefonját egyik bázisállomásról a másikra, egyik vezérlőről a másikra stb.
Ha a bázisállomások közvetlenül a kapcsolóhoz csatlakoztak, akkor mindezek a váltást a kapcsolónak kellene kezelnie. És a „szegény” srácnak már van mit tennie. A többszintű hálózat kialakítása lehetővé teszi a terhelés egyenletes elosztását technikai eszközökkel . Ez csökkenti a berendezés meghibásodásának és az ebből eredő kommunikációs veszteségnek a valószínűségét. Végül is mindannyian érdekelt megszakítás nélküli kommunikációban, ugye?
Tehát miután elérte a kapcsolót, hívásunk átkerül a címre majd - egy másik mobilszolgáltató hálózatára, városi távolsági és nemzetközi kommunikációra. Természetesen ez nagy sebességű kábeles kommunikációs csatornákon keresztül történik. A hívás a telefonközpontba érkezik másik operátor. Utóbbi ugyanakkor „tudja”, hogy éppen melyik területen [lefedettségi területen, melyik vezérlőben] található a kívánt előfizető. A kapcsoló továbbítja telefonhívás egy adott vezérlőre, amely információt tartalmaz arról, hogy melyik bázisállomás lefedettségi területén található a hívás fogadója. A vezérlő jelet küld erre az egyetlen bázisállomásra, amely viszont „lekérdez”, azaz felhívja a mobiltelefont. Egy cső furcsán csengeni kezd.
Ez az egész hosszú és összetett folyamat valójában tart 2-3 másodperc!
Pontosan ugyanez történik telefonhívások Oroszország, Európa és a világ különböző városaiba. Kapcsolattartásért a különböző távközlési szolgáltatók switchei nagy sebességű száloptikai kommunikációs csatornákat használnak. Nekik köszönhetően egy telefonjel másodpercek alatt több százezer kilométert tesz meg.
Köszönet a nagyszerű Alekszandr Popovnak a világrádió ajándékáért! Ha ő nem lenne, talán most megfosztanánk a civilizáció számos előnyétől.
Hasznos szolgáltatások, amelyek a tarifával együtt vagy már használat közben is kapcsolhatók
Percek, GB és SMS átvitele ide következő hónap
A havidíjban szereplő főbb perc, SMS és GB csomagok aktuális számlázási időszakban fel nem használt egyenlege átutalásra kerül. Az átvitt egyenlegek a következő elszámolási időszakban használhatók fel. Először az átutalt perc, SMS és GB egyenleg kerül felhasználásra, majd - szolgáltatási csomagok tartalmazza a díjcsomag. Átutalás csak időben történő befizetés esetén lehetséges. havi díj, beállítva a díjcsomaghoz.
Nem érhető el díjcsomagok"Az egész történet", "Családi történet" és "A véget nem érő történet"
Cserélje ki a perceket GB-ra
Szerezzen több internetet, ha a csomagból származó fel nem használt perceket további gigabájtokra cseréli.
Perceket válthatsz:
A tarifa tartalmazza az alapcsomagot;
Egyenlegátadás részeként érkezett.
Árfolyam:
- 1 perc = 10,24 MB;
- 10 perc = 102,4 MB;
- 100 perc = 1 GB
A szolgáltatás ingyenes, de csak leírás esetén áll rendelkezésre előfizetési díj beállítva a csatlakoztatott tarifához.
A szolgáltatás nem elérhető, amíg a „Forgalom hozzáadása”/„500 MB+” opciók érvényben vannak
Először is, az átvitt csomagból származó internetes forgalom felhasználásra kerül, miután kimerült - a fő internetes forgalmi csomagból.
A percekért cserébe kapott internetes forgalom mennyisége átkerül a következő számlázási időszakra, de legfeljebb a díjcsomag feltételei szerint biztosított főcsomag mennyiségének kétszerese. A tarifacsomag megváltoztatásakor a fel nem használt internetes forgalom elégetik.
A szolgáltatást végig igénybe veheti Oroszország területe, kivéve a Krími Köztársaságot és Szevasztopol városát.
Nem érhető el a díjcsomagoknál: " Új sztori. Online", "The Whole Story", "Family History", "SUPER SIM S", "For Unlimited" és "Endless Story", beleértve az archívakat is.
