Buněčná komunikace je považována za jeden z nejužitečnějších vynálezů lidstva – spolu s kolem, elektřinou, internetem a počítačem. A jen za několik desetiletí tato technologie přežila celá řada revoluce. Kde začala bezdrátová komunikace, jak fungují buňky a jaké možnosti nový mobilní standard otevře? 5G?

První použití rádia mobilního telefonu se datuje do roku 1921 – tehdy ve Spojených státech detroitská policie používala jednosměrnou dispečerskou komunikaci v pásmu 2 MHz pro přenos informací z centrálního vysílače do přijímačů v policejních autech.

Jak vznikla mobilní komunikace?

Myšlenka mobilní komunikace byla poprvé předložena v roce 1947 inženýry Bell Labs Douglasem Ringem a Ray Youngem. Reálné vyhlídky na jeho implementaci se však začaly objevovat až na počátku 70. let, kdy zaměstnanci společnosti vyvinuli funkční architekturu pro celulární hardwarovou platformu.

Američtí inženýři tedy navrhli umístit vysílací stanice nikoli do středu, ale do rohů „buněk“ a o něco později byla vynalezena technologie, která umožnila účastníkům pohybovat se mezi těmito „buňkami“ bez přerušení komunikace. Poté zbývá vyvinout provozní zařízení pro takovou technologii.

Problém úspěšně vyřešila Motorola – její inženýr Martin Cooper předvedl 3. dubna 1973 první funkční prototyp mobilního telefonu. Přímo z ulice zavolal vedoucímu výzkumného oddělení konkurenční firmy a vyprávěl mu o svých vlastních úspěších.

Vedení Motoroly do slibného projektu okamžitě investovalo 100 milionů dolarů, na komerční trh však tato technologie vstoupila až o deset let později. Toto zpoždění je způsobeno tím, že bylo nejprve nutné vytvořit globální infrastrukturu základnové stanice mobilní komunikace.

První v prodeji mobilní telefon vstoupil 6. března 1983. Vážil téměř 800 gramů, na jedno nabití dokázal fungovat 30 minut hovoru a nabíjet se dal asi 10 hodin. Zařízení navíc stálo 3 995 dolarů – na tehdejší dobu báječná suma. Navzdory tomu se mobilní telefon okamžitě stal populárním.

Proč se spojení nazývá mobilní?

Zásada mobilní komunikace jednoduché - území, na kterém je poskytováno připojení účastníků, je rozděleno na samostatné buňky nebo „buňky“, z nichž každá je obsluhována základnovou stanicí. V každé „buňce“ přitom účastník dostává stejné služby, takže on sám překračování těchto virtuálních hranic nepociťuje.

Obvykle je základnová stanice v podobě dvojice železných skříní s vybavením a anténami umístěna na speciálně postavené věži, ale ve městě jsou často umístěny na střechách výškových budov. V průměru každá stanice zachytí signály z mobilních telefonů na vzdálenost až 35 kilometrů.

Pro zlepšení kvality služeb operátoři instalují také femtobuňky – nízkovýkonové a miniaturní celulární stanice určené pro obsluhu malého území. Mohou dramaticky zlepšit pokrytí v místech, kde je to potřeba.Mobilní komunikace v Rusku bude kombinována s vesmírem

Mobilní telefon umístěný v síti poslouchá vzduch a nachází signál ze základnové stanice. Kromě procesoru a paměti RAM obsahuje moderní SIM karta jedinečný klíč, který vám umožní přihlásit se do mobilní sítě. Komunikace mezi telefonem a stanicí může probíhat pomocí různých protokolů - například digitální DAMPS, CDMA, GSM, UMTS.

Mobilní sítě různých operátorů jsou propojeny navzájem, stejně jako s pevnou linkou telefonní síť. Pokud telefon opustí dosah základnové stanice, zařízení naváže komunikaci s ostatními - spojení navázané účastníkem se tiše přenese do jiných „buňek“, což zajišťuje nepřetržitou komunikaci při pohybu.

V Rusku jsou pro vysílání certifikována tři pásma – 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz. Pásmo 1800 MHz je považováno za nejoblíbenější na světě, protože kombinuje vysokou kapacitu, dlouhý dosah a vysokou penetraci. Zde nyní funguje většina mobilních sítí.

Jaké existují standardy mobilní komunikace?

První mobilní telefony pracovaly s technologiemi 1G - jedná se o vůbec první generaci celulární komunikace, která byla založena na analogových telekomunikačních standardech, z nichž hlavním byl NMT - Nordic Mobile Telephone. Byl určen výhradně pro přenos hlasového provozu.

Zrod 2G se datuje do roku 1991 – GSM (Global System for Mobile Communications) se stal hlavním standardem nové generace. Tento standard je podporován dodnes. Komunikace v tomto standardu se stala digitální a bylo možné šifrovat hlasový provoz a odesílat SMS.

Rychlost přenosu dat v rámci GSM nepřesáhla 9,6 kbit/s, což znemožňovalo přenos videa nebo kvalitního zvuku. K vyřešení problému byl navržen standard GPRS, známý jako 2,5G. Poprvé umožnil majitelům mobilních telefonů používat internet.

Dalším rozdílem 3G bylo přidělení IP adresy každému účastníkovi, což umožnilo proměnit mobilní telefony v malé počítače připojené k internetu. První komerční 3G síť byla spuštěna 1. října 2001 v Japonsku. Následně byla propustnost standardu opakovaně navyšována.

Nejmodernějším standardem je komunikace čtvrté generace 4G, která je určena pouze pro vysokorychlostní datové služby. Šířka pásma 4G sítě jsou schopny dosahovat rychlosti 300 Mbit/s, což uživateli dává téměř neomezené možnosti surfování na internetu.

Buněčné komunikace budoucnosti

Standard 4G je určen pro nepřetržitý přenos gigabajtů informací, nemá ani kanál pro přenos hlasu. Díky extrémně účinným schématům multiplexování zabere stažení filmu ve vysokém rozlišení v takové síti uživateli 10–15 minut. I jeho schopnosti jsou však již považovány za omezené.

V roce 2020 se očekává oficiální spuštění nové generace 5G komunikace, která umožní přenos velkého množství dat ultravysokými rychlostmi až 10 Gbit/s. Kromě toho vám standard umožní připojení k vysokorychlostní internet až 100 miliard zařízení.

Právě 5G umožní vznik skutečného internetu věcí – miliardy zařízení si budou vyměňovat informace v reálném čase. Podle odborníků se síťový provoz brzy zvýší o 400 %. Například auta začnou být neustále na globálním internetu a přijímat data o situaci na silnici.

Nízká latence umožní komunikaci mezi vozidly a infrastrukturou v reálném čase. Očekává se, že spolehlivá a vždy zapnutá konektivita poprvé otevře dveře plně autonomním vozidlům na silnici.

Ruští operátoři už experimentují s novými specifikacemi – tímto směrem pracuje například Rostelecom. Společnost podepsala smlouvu o výstavbě 5G sítí v inovačním centru Skolkovo. Realizace projektu je součástí státního programu „Digitální ekonomika“, nedávno schváleného vládou.

Internet přes mobilní komunikaci už dlouho nikoho nepřekvapí. Někde je to navíc jediná možnost, jak na internetu více či méně slušně fungovat. Mobilní operátoři to také vycítili - a prodávají mobilní modemy (a dokonce i sady s nimi) - a velmi levně.
ALE! Operátoři při prodeji těchto modemů počítají s lidmi nezkušenými (těch je bohužel většina) a těmi, kteří nerozumí principům šíření rádiových vln (těch je ještě více). Ve skutečnosti celulární modem (dále jen modem) v podmínkách, kdy je potřeba, funguje hůře než běžný mobilní telefon. Pokusím se vysvětlit, proč se to děje všem – a pokud možno populárně.

1. Ve stoje nebo vleže? Jak polarizace ovlivňuje příjem?

Rádiové vlny (stejně jako ostatní) mají něco jako polarizaci. Zhruba řečeno, polarizace ukazuje, ve které rovině se oscilace vyskytuje. V hodinách optiky myslím každý viděl pokusy s polarizačním filtrem. Otočením bylo dobře vidět, že pokud je světlo např. horizontálně polarizováno, tak neprochází „vertikálně orientovaným“ filtrem. Totéž platí pro rádiové vlny. A polarizace rádiových vln je určena umístěním antény. Vertikálně umístěný vysílá rádiové vlny s vertikální polarizací, zatímco horizontálně umístěný vysílá horizontálně polarizované.
Klasicky se vyvinulo, že BS celulární komunikace vyzařuje s vertikální polarizací. A proč je snadné uhodnout podle orientace telefonu během rozhovoru. Ve většině případů je umístěn víceméně svisle.
Obecně můžeme sami provést experiment, abychom viděli, jak poloha telefonu při příjmu ovlivňuje úroveň signálu. Vezmeme telefon, položíme ho svisle a podíváme se na úroveň signálu. Poté na stejném místě (proč - bude napsáno v odstavci 2) otočíme vodorovně. Uvidíte, že ve většině případů ve vodorovné poloze bude úroveň signálu o jednu (nebo polovinu) „stick“ nižší. A takový rozdíl v místech se špatným příjmem může výrazně ovlivnit kvalitu komunikace.
Nyní se podíváme na modem - jak je umístěn během provozu? Horizontálně! Telefon připojený přes „modrý zub“ k počítači můžeme umístit tak, jak se nám nejvíce líbí – buď horizontálně nebo vertikálně.
Modem lze samozřejmě připojit prodlužovacím USB kabelem a umístit jej dle potřeby. Pokud se o to ale pokusíte, uvidíte, že umístění telefonu na výšku je mnohem jednodušší než u modemu.

2. Vícecestný příjem a slabý signál

Myslím, že ti, kteří pozorně sledovali úroveň signálu na telefonu, si všimli, že úroveň signálu se může často velmi měnit při malých pohybech v prostoru. Proč se tohle děje?
Ale celá podstata je v tom, že signály z jednoho (a navíc různých) BS mohou do telefonu přicházet různými způsoby (říká se tomu „vícepaprskový příjem“). A přirozeně, každý paprsek v každém bodě má svou vlastní amplitudu a fázi. A to vede k tomu, že signály z různých paprsků lze sčítat i odečítat na různých místech.
Zde vidíme, že telefon připojený přes „modrý zub“ má také svou výhodu. Můžeme ho přetáhnout po místnosti a najít místo, kde bude signál nejsilnější. Nošení počítače s modemem je mnohem méně pohodlné, zejména proto, že maxima a minima příjmu obvykle „plují“ v prostoru.
Opět, stejně jako v předchozím příkladu, může modemu pomoci prodlužovací USB kabel. Ale i v tomto případě se telefon s modrým zubem ukáže být „dvakrát lepší“ než USB modem. Je to velmi jednoduché - délka USB kabel dle normy nesmí být více než 5m, zatímco „modrý zub“ kategorie II pracuje na 10m. Samozřejmě můžete doprostřed umístit rozbočovač USB a rozšířit „poloměr dostupnosti“ na 10m. - ale to se ukazuje jako poměrně těžkopádný design a není to vždy fyzicky možné a telefon může být pro spolehlivý příjem umístěn v jiné místnosti a dokonce i na ulici. A nemusí tam být žádné otvory pro protažení kabelu USB.

Článek je diskutován na Obecném fóru

Čas od času se objeví zprávy, že mobilní telefony jsou prý absolutně bezpečné. Nevěřte tomu! Za prvé, existuje latentní období pro vývoj mozkových nádorů z elektromagnetického záření - 10-15 let. Od jejich masového používání takové období ještě neuplynulo. Za druhé, pokusy na zvířatech, na které se odkazuje, často dávají nejednoznačné výsledky. A za třetí, společnosti, které vyrábějí mobilní telefony, mají za sebou spoustu peněz, a proto se vždy najde skupina výzkumníků, která dokáže dosáhnout požadovaného výsledku.
Nejnebezpečnějším následkem mikrovlnného záření z mobilních telefonů jsou však mozkové nádory (obvykle na straně preferovaného místa při hovoru). Riziko neuroepiteliálních mozkových nádorů se zdvojnásobuje. U jedinců, kteří používali mobilní telefony déle než 6 let, se výskyt rozvoje dalšího nádoru, schwannomu, zvýšil o 50 %.

Jak se chránit?
Při koupi telefonu by vás měla zajímat hodnota SAR;
Neměli byste používat svůj mobilní telefon, pokud to není nutné;
Měli byste používat běžné drátové telefony doma i v kanceláři;
častěji využívat služby SMS;
používat mobilní telefony pro děti a mladistvé do 16 let v případě nouze;
Nepoužívejte mobilní telefon pro těhotné ženy, počínaje okamžikem zjištění těhotenství a po celou dobu těhotenství;
nepoužívejte mobilní telefon pro osoby trpící chorobami neurologické povahy, včetně neurastenie, psychopatie, psychosthenie, neuróz, jejichž klinický obraz je charakterizován astenickými, obsedantními, hysterickými poruchami, jakož i sníženou duševní a fyzickou výkonností, pamětí ztráta, poruchy spánku, epilepsie a epileptický syndrom, epileptická predispozice;
Při připojování k předplatiteli nedržte telefon u hlavy. V tuto chvíli je jeho výstupní výkon maximální,
Při používání mobilního telefonu přijměte opatření k omezení vystavení elektromagnetickému poli, konkrétně: omezte délku hovorů (délka jednoho hovoru - až 3 minuty), maximalizujte dobu mezi dvěma hovory (doporučeno minimum - 15 minut), přednostně používejte mobilní telefony s náhlavními soupravami a systémy „hands free“ a pokud možno používejte hlasitý odposlech;
během konverzace držte zařízení třemi prsty a nezapomeňte spodní část. Pokud telefon držíte v pěst, výkon zařízení se zvýší asi o 70 % a tím se zvyšuje radiační zátěž;
změnit polohu sluchátka během hovorů a během hovoru (vlevo a vpravo);
při bydlení v budovách ze železobetonových konstrukcí by měl být hovor na mobilním telefonu veden poblíž velkého okna, na lodžii nebo balkonu;
Neměli byste mluvit na mobilní telefon v autě, v tunelech nebo v plechových garážích. V autě použijte mobilní telefon s externí anténou, která je nejlépe umístěna v geometrickém středu střechy.
Vyhněte se jakémukoli druhu desek, které údajně chrání před zářením.

Podle dočasných předpisů platných v Bělorusku a Rusku přípustné úrovně hustota toku elektromagnetického záření (FP) pro uživatele mobilních telefonů by neměla překročit 100 μW/cm2. Je třeba poznamenat, že v přirozených podmínkách je hustota toku vysokofrekvenčního záření mizivě malá a činí pouze 10-15 μW/cm2.
Podle mezinárodních požadavků se vyzařovací výkon mobilních telefonů měří v jednotkách SAR. SAR (Specific Adsorption Rate) je specifický absorbovaný výkon vyjádřený na jednotku tělesné nebo tkáňové hmoty. V jednotkách SI je SAR definována ve wattech na kg (W/kg). Nezaměňujte tento indikátor s jmenovitým výkonem mobilního telefonu, který je obvykle uveden v návodu. Až donedávna byla horní hranice hodnoty SAR v Evropě považována za 2 W/kg.

Obecně je přijímána následující gradace hodnot SAR pro mobilní telefony:
Velmi nízké záření SAR< 0.2 Вт/кг
Nízká ozáření SAR od 0,2 do 0,5 W/kg
Průměrná ozáření SAR od 0,5 do 1,0 W/kg
Vysoká ozáření SAR > 1,0 W/kg

Hodnotu SAR je velmi obtížné měřit. Vyžaduje speciální vybavení a fantomy, tzn. simulátory tkání lidského těla.Ve světě neexistuje jednotná metoda měření SAR, proto se údaje pro tento ukazatel, obvykle měřené v nezávislých centrech, mohou i několikanásobně lišit. Nejrealističtějším způsobem je změřit hustotu toku elektromagnetického záření (RR) mobilního telefonu a vypočítat jeho emisivitu na základě výkonu zařízení. Právě podle těchto ukazatelů můžete skutečně posoudit bezpečnost svého mobilního telefonu.
Jaká jsou tedy zdravotní rizika mobilních telefonů? Při působení jakéhokoli elektromagnetického záření je zvykem rozlišovat dva efekty: tepelný a netepelný (ten bývá často označován jako informační).
Tepelný efekt. Vysvětlovat jeho podstatu nedává moc smysl. Můžete to pozorovat, pokud dáte kuře do mikrovlnné trouby a po chvíli získáte hotové jídlo. Přibližně stejný účinek má záření z mobilního telefonu. To je jasně viditelné v počítačové vizualizaci elektromagnetického pole. Tento soubor videa můžete získat a zobrazit pomocí běžného Windows Player Média. Vezměte prosím také na vědomí, že anténa, hlavní vysílač telefonu, je umístěna 3-5 centimetrů od vašeho mozku, který je ovlivněn elektromagnetickým polem. Přirozeně se zvyšuje teplota určitých částí mozku. Při dlouhém rozhovoru může být tento efekt pociťován zvýšením teploty boltce. Odhaduje se, že při hodnotě SAR 4 W/kg během 30 minut stoupne teplota tkáně zdravého dospělého jedince o 1 stupeň Celsia. To je nepříznivý efekt pro všechny orgány, které zareagují narušením své funkce. Mimochodem, veškerá regulace mikrovlnného záření z mobilních telefonů, o které byla a bude řeč, je založena pouze na tepelném efektu. Dalším orgánem, který je ovlivněn zářením mobilního telefonu, je oční čočka. Vzhledem k jeho velmi důležitým funkcím zachování průhlednosti a akomodace je špatně zásobován krví, a proto je zvláště náchylný na působení elektromagnetického záření. A to ovlivňuje zrakovou ostrost.
Netepelný nebo informační efekt. Velmi špatně nastudováno. Jeho podstata je následující. Mobilní telefony GSM přenášejí informace v impulsech sdružených do bloků (viz obrázek níže). Blok se skládá z 8 pulzů. Každý uživatel má k dispozici pouze jeden z osmi pulzů. Zbývajících sedm patří dalším sedmi předplatitelům, kteří v tuto chvíli mohou dirigovat telefonické rozhovory . Doba trvání jednoho GSM bloku je 4,616 milisekund (ms), proto je frekvence zvlnění mobilního telefonu 1/4,616 ms = 216,6 Hz nebo zaokrouhlená na 217 Hz. Soubor se záznamem takové frekvence mobilního telefonu získáte zde. S generováním každého osmého pulzu dochází k proporcionálnímu uvolnění energie. Pokud je jmenovitý výkon mobilního zařízení podle pokynů 2 W, pak výkon uvolněný každým impulsem bude: 2 / 8 = 0,25 W. To není vše. Bloky uvedených impulsů mezi mobilním telefonem a základnovou stanicí jsou seskupeny do multibloků sestávajících z 26 opakování. Proto druhá frekvence, kterou vysílá mobilní telefon, je frekvence: 217 / 26 = 8,35 Hz. Některé typy mobilních zařízení pracujících v režimu úspory energie (DTX) jsou navíc schopny generovat třetí frekvenci – 2 Hz. Tento soubor nízkofrekvenčního záření je jedním z nebezpečí mobilních komunikací. Faktem je, že uvedené frekvence buněčných zařízení se shodují s frekvencemi vlastní přirozené bioelektrické aktivity lidského mozku, které jsou zaznamenány na elektroencefalogramu (EEG). Takže frekvence 217 Hz se shoduje s tzv. gama rytmem mozku, 8,35 Hz s alfa rytmem a 2 Hz s delta rytmem. V důsledku toho jsou signály zvenčí (z bezprostřední blízkosti) přenášeny do lidského mozku, který je schopen interagovat s vlastní bioelektrickou aktivitou mozku (například rezonancí) a tím narušovat jeho funkce. Takové změny jsou patrné na elektroencefalogramu a nezmizí ještě dlouho po skončení rozhovoru. Je také velmi důležité poznamenat, že alfa vlny jsou extrémně individuální, přímo souvisejí s lidskou duševní činností a jsou považovány za odraz skenování vnitřních obrazů vědomí. Abstraktní myšlení je spojeno specificky s alfa rytmem mozku, ve spánku převládá delta rytmus a gama vlny jsou spojeny s aktivní lidskou činností. Je negativní dopad pulzujících zdrojů energie na lidský organismus reálný? Lékaři znají takový příklad, kdy vystavení osoby pulzujícímu osvětlení o frekvenci 15 Hz s latentní formou fotosenzitivní epilepsie vedlo k záchvatu. Jak se vám nyní bude líbit zvyk některých lidí umístit mobilní telefon blízko čela postele a používat ho jako budík? Mobil v noci „nespí“, ale neustále, i když čeká na hovor, pracuje v pulzujícím režimu.
Studie provedená mezi 11 000 uživateli mobilních telefonů, kterou zadal Norský úřad pro radiační ochranu, Národní institut pracovního života (Švédsko) a SINTEF Unimed (Norsko), také ukazuje na vyšší expozici záření u mladých lidí. Studie zjistila, že lidé, kteří používali své telefony méně než 2 minuty denně, hlásili nepohodlí a vedlejší účinky. Zdravotní problémy narůstají, čím déle telefon používáte. Polovina dotázaných účastníků uvedla, že při používání mobilních telefonů pociťují nepříjemné zahřívání v oblasti hlavy, kolem ucha. Nejvíce jsou ohroženi mladí lidé. Osoby mladší 30 let mají 3-4krát vyšší pravděpodobnost, že budou náchylné k nežádoucím účinkům. Děti jsou zvláště citlivé na vysokofrekvenční záření z mobilních telefonů.
Je třeba vzít v úvahu, že v podmínkách stínění (auta, železobetonové budovy) se hustota toku elektromagnetického záření působícího na člověka mnohonásobně zvyšuje.
Hlavní příznaky nepříznivých účinků mobilního telefonu na zdraví jsou:
bolest hlavy;
problémy s pamětí a koncentrací;
přetrvávající únava;
depresivní onemocnění;
bolest a píchání v očích, suchost jejich sliznic;
postupné zhoršování zraku;
labilita krevního tlaku a pulsu
(ukazuje se, že po rozhovoru na mobilu
telefon arteriální tlak může stoupat
o 5 až 10 mmHg. pilíř).
Zdroj

Ve vzduchu je vždy plno. V Moskvě je o něco více než padesát FM rozhlasových stanic, ale téměř každý z 12 milionů obyvatel hlavního města má mobilní telefon – malou osobní vysílačku. Jak se miliony zapnutých mobilů navzájem neruší? Přečtěte si popisky na diagramu, abyste na to přišli.

1. Amatérské rádio má 16 kanálů a „dosahuje“ desítky kilometrů. Ve společném prostoru může pouze 16 lidí s takovými vysílačkami přenášet zprávy, aniž by se navzájem rušili. Na podobném náměstí ve městě by přitom mohly na mobilech chatovat desítky tisíc lidí současně.

2. Technicky se vysílačka a telefon od sebe liší. Vysílačka je mnohem výkonnější, ale telefon „zná“ více kanálů a pracuje v duplexním režimu (viz bod 3).

3. Při komunikaci prostřednictvím vysílačky hovoří účastníci střídavě ( poloviční duplexní režim ) , odtud zvláštní kultura komunikace: „vítejte“, „rozuměli“, „konec spojení“. Uživatelé telefonu poslouchají a mluví zároveň ( duplexní režim ) , zabírající dva rádiové kanály najednou: jeden pro vysílání, jeden pro příjem.

4. Tajemství mobilní komunikace spočívá v tom, že většinu vzdálenosti mezi účastníky signál putuje po drátech a přes rádio pouze takzvanou „poslední míli“.

5. „Buňky“ jsou oblasti pokrytí základnových stanic (anténních komplexů). Označení ve tvaru šestiúhelníku je libovolné. Jednoduše, pokud nakreslíte kruh kolem každé základnové stanice, průsečík těchto kruhů vytvoří obrazec se šesti stranami.

6. Standard GSM 1800, rozšířený ve městech, poskytuje 374 duplexních kanálů pro celou mobilní síť. Kanály jsou přidělovány po 200 kHz přírůstcích (běžný FM přijímač má přírůstek 100 kHz: různé stanice vysílají na 88,2 a 88,3 MHz). Sousední buňky musí pracovat na různých frekvencích, aby se vzájemně nerušily. V praxi každý anténní komplex přijímá 1 až 16 kanálů, a to je docela dost: moderní technologie umožňují obsluhovat až osm účastníků dokonce na jedné frekvenci.

7. Technologie FDMA (Vícenásobný přístup s frekvenčním dělením, současný přístup s frekvenčním dělením) umožňuje rozdělit přidělené pásmo 200 kHz do osmi kanálů po 25 kHz - na malé ploše není snížení kroku kritické. FDMA se dříve používalo, když byl zvukový signál přenášen v analogové formě (jako rádio).

8. Dnes je zvuk digitalizován, komprimován a rozdělen do malých paketů, které může několik telefonů postupně vysílat a přijímat ze stanice. Každému je přiděleno jedno z osmi časových období (slotů). Technologie se nazýváTDMA (první písmeno znamená čas) .

9. Jakmile zapnete svůj mobil, naladí se na servisní frekvenci - to je speciální kanál, jehož prostřednictvím telefony komunikují se základnovými stanicemi „pro úřední záležitosti“. Stanice sdělí telefonu identifikátor sítě SID (obsahuje mimo jiné jméno mobilního operátora). Telefon reaguje odesláním parametrů SIM karty (včetně jedinečného identifikační číslo MIN) - a je registrován v síti.

10. Přepínací centrum celulární sítě neustále sleduje, které základnové stanice jsou v dosahu vašeho telefonu, ke kterým se blíží a ke kterým se vzdaluje. Pokud přijmete hovor, přepínač jej přesměruje na věž nejblíže k vám. Prostřednictvím servisního kanálu sdělí telefonu, na který kanál a časový úsek se musí naladit, aby mohl přijmout hovor.

11. Na opuštěných místech jsou instalovány vysoce výkonné stanice s velkým dosahem. Kde je naopak mnoho účastníků, používají slabé antény, ale instalují je co nejčastěji, aby na každé stanici nebylo tolik současně fungujících telefonů. Při procházce centrem města se rozhlédněte: s největší pravděpodobností se někde poblíž skrývá anténa.

Více: A .

Mobilní komunikace se u nás v poslední době tak pevně usadila každodenní životže je těžké si bez něj představit moderní společnost. Jako mnoho dalších skvělých vynálezů mobilní telefon výrazně ovlivnila náš život a mnoho jeho oblastí. Těžko říct, jaká by byla budoucnost, kdyby nebylo tohoto pohodlného typu komunikace. Pravděpodobně stejné jako ve filmu "Back to the Future 2", kde jsou létající auta, hoverboardy a mnoho dalšího, ale není tam žádná mobilní komunikace!

Ale dnes ve zvláštní zprávě pro kak_eto_sdelano bude příběh nikoli o budoucnosti, ale o tom, jak je moderní život strukturován a jak funguje buněčný.

Abych se dozvěděl o fungování moderní celulární komunikace ve formátu 3G/4G, pozval jsem se na návštěvu nového federálního operátora Tele2 a strávil jsem celý den s jejich inženýry, kteří mi vysvětlili všechny složitosti přenosu dat přes náš mobilní telefon. telefony.

Ale nejprve vám řeknu něco o historii mobilní komunikace.

Principy bezdrátové komunikace byly vyzkoušeny již před téměř 70 lety – první veřejný mobilní radiotelefon se objevil v roce 1946 v St. Louis v USA. V Sovětském svazu vznikl prototyp mobilního radiotelefonu v roce 1957, poté vědci v jiných zemích vytvořili podobná zařízení s odlišnými vlastnostmi a teprve v 70. letech minulého století byly v Americe stanoveny moderní principy celulární komunikace, po nichž začal jeho vývoj.

Martin Cooper - vynálezce prototypu přenosného mobilního telefonu telefon Motorola DynaTAC váží 1,15 kg a měří 22,5 x 12,5 x 3,75 cm

Pokud v západních zemích do poloviny 90. let minulého století byla celulární komunikace rozšířená a používaná většinou populace, pak se v Rusku právě začala objevovat a před více než 10 lety byla dostupná všem.

Objemné mobilní telefony ve tvaru kostek, které fungovaly ve formátech první a druhé generace, se staly historií a ustoupily chytrým telefonům s 3G a 4G, lepší hlasovou komunikací a vysokými rychlostmi internetu.

Proč se spojení nazývá mobilní? Protože území, na kterém je poskytována komunikace, je rozděleno na samostatné buňky nebo buňky, v jejichž středu jsou umístěny základnové stanice (BS). V každé „buňce“ obdrží účastník stejný soubor služeb v rámci určitých územních hranic. To znamená, že při přechodu z jedné buňky do druhé účastník necítí územní vazbu a může volně využívat komunikační služby.

Je velmi důležité, aby při pohybu byla kontinuita spojení. To je zajištěno díky tzv. handoveru, při kterém účastníkem navázané spojení jakoby vyzvednou sousední buňky ve štafetovém závodě a účastník pokračuje v hovoru nebo se noří do sociálních sítí.

Celá síť je rozdělena na dva subsystémy: subsystém základnové stanice a přepínací subsystém. Schematicky to vypadá takto:

Uprostřed „buňky“, jak již bylo zmíněno výše, se nachází základnová stanice, která obvykle obsluhuje tři „buňky“. Rádiový signál ze základnové stanice je vysílán prostřednictvím 3 sektorových antén, z nichž každá je namířena na svou vlastní „buňku“. Stává se, že na jednu „buňku“ je nasměrováno několik antén jedné základnové stanice. To je způsobeno tím, že celulární síť pracuje v několika pásmech (900 a 1800 MHz). Kromě toho může daná základnová stanice obsahovat zařízení z několika generací komunikací (2G a 3G).

Ale věže Tele2 BS mají pouze zařízení třetí a čtvrté generace - 3G/4G, protože se společnost rozhodla opustit staré formáty ve prospěch nových, které pomáhají předcházet přerušením hlasová komunikace a poskytovat stabilnější internet. Štamgasti sociálních sítí mě podpoří v tom, že v dnešní době je rychlost internetu velmi důležitá, 100-200 kb/s už nestačí, jako před pár lety.

Nejběžnějším umístěním BS je věž nebo stožár postavený speciálně pro něj. Určitě jste viděli červenobílé věže BS někde daleko od obytných budov (na poli, na kopci), nebo tam, kde poblíž nejsou žádné vysoké budovy. Jako tenhle, který je vidět z mého okna.

V městských oblastech je však obtížné najít místo pro umístění masivní konstrukce. Ve velkých městech jsou proto základnové stanice umístěny na budovách. Každá stanice zachycuje signály z mobilních telefonů na vzdálenost až 35 km.

Jedná se o antény, samotné zařízení BS je umístěno v podkroví, případně v kontejneru na střeše, což je dvojice železných skříní.

Některé základnové stanice se nacházejí na místech, kde byste to ani nehádali. Jako například na střeše tohoto parkoviště.

BS anténa se skládá z několika sektorů, z nichž každý přijímá/vysílá signál svým vlastním směrem. Li vertikální anténa komunikuje s telefony, pak kulatý spojuje BS s ovladačem.

V závislosti na vlastnostech může každý sektor zpracovat až 72 hovorů současně. BS se může skládat ze 6 sektorů a obsluhovat až 432 hovorů, ale obvykle je na stanicích instalováno méně vysílačů a sektorů. Mobilní operátoři, jako je Tele2, preferují instalaci více BS pro zlepšení kvality komunikace. Jak mi bylo řečeno, používá se zde nejmodernější zařízení: základnové stanice Ericsson, dopravní síť - Alcatel Lucent.

Ze subsystému základnové stanice je signál přenášen směrem k přepojovacímu subsystému, kde je vytvořeno spojení ve směru požadovaném účastníkem. Přepínací subsystém má řadu databází, které ukládají informace o předplatitelích. Kromě toho je tento subsystém zodpovědný za bezpečnost. Jednoduše řečeno, přepínač je kompletní Má stejné funkce jako operátorky, které vás s předplatitelem spojovaly rukama, jen se to nyní děje automaticky.

Zařízení pro tuto základnovou stanici je ukryto v této železné skříni.

Kromě konvenčních věží existují také mobilní verze základnových stanic umístěných na nákladních automobilech. Jsou velmi pohodlné pro použití během přírodní katastrofy nebo na přeplněných místech (fotbalové stadiony, centrální náměstí) během prázdnin, koncertů a různých akcí. Ale bohužel kvůli problémům v legislativě zatím nenašly široké uplatnění.

Pro zajištění optimálního pokrytí rádiovým signálem na úrovni země jsou základnové stanice navrženy speciálním způsobem, a to i přes dosah 35 km. signál se nerozšíří do výšky letu letadla. Některé letecké společnosti však již začaly instalovat na své paluby malé základnové stanice, které zajišťují mobilní komunikaci uvnitř letadla. Takový BS je připojen k pozemnímu mobilní síť používáním satelitní kanál. Systém doplňuje ovládací panel, který posádce umožňuje zapínání a vypínání systému a také určité typy služeb, například vypnutí hlasu při nočních letech.

Podíval jsem se také do kanceláře Tele2, abych viděl, jak specialisté monitorují kvalitu mobilní komunikace. Pokud by před pár lety byla taková místnost zavěšena ke stropu s monitory zobrazujícími síťová data (zátěž, výpadky sítě atd.), tak časem potřeba tolika monitorů zmizela.

Technologie se postupem času velmi vyvinuly a taková malá místnost s několika specialisty stačí na sledování práce celé sítě v Moskvě.

Některé pohledy z kanceláře Tele2.

Na schůzce zaměstnanců společnosti se diskutuje o plánech na dobytí hlavního města) Tele2 od začátku výstavby až do dnešního dne dokázal pokrýt svou sítí celou Moskvu a postupně dobývá moskevskou oblast a spouští více než 100 základnových stanic týdně . Vzhledem k tomu, že nyní žiji v regionu, je to pro mě velmi důležité. aby tato síť přišla do mého města co nejrychleji.

Plány společnosti na rok 2016 zahrnují zajištění vysokorychlostní komunikace v metru na všech stanicích, na začátku roku 2016 je komunikace Tele2 přítomna na 11 stanicích: 3G/4G komunikace na stanicích metra Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki a Lermontovsky Prospekt. ., „Troparevo“, „Šipilovskaja“, „Zjablikovo“, 3G: „Běloruska“ (prsten), „Spartak“, „Pjatnickoje šosse“, „Zhulebino“.

Jak jsem uvedl výše, Tele2 opustil formát GSM ve prospěch standardů třetí a čtvrté generace – 3G/4G. To vám umožňuje instalovat základnové stanice 3G/4G s vyšší frekvencí (například uvnitř moskevského okruhu jsou BS umístěny ve vzdálenosti asi 500 metrů od sebe), aby byla zajištěna stabilnější komunikace a vysoká rychlost mobilní internet, což v sítích předchozích formátů nebylo.

Z kanceláře společnosti jdu ve společnosti inženýrů Nikifora a Vladimira do jednoho z bodů, kde potřebují změřit rychlost komunikace. Nikifor stojí před jedním ze stožárů, na kterém je instalováno komunikační zařízení. Když se podíváte pozorně, všimnete si o něco dále nalevo dalšího takového stožáru s vybavením od jiných mobilních operátorů.

Ač se to může zdát zvláštní, ale mobilních operátorůčasto umožňují svým konkurentům používat jejich věžové konstrukce k umístění antén (přirozeně za oboustranně výhodných podmínek). Je to proto, že stavba věže nebo stožáru je nákladná záležitost a taková výměna může ušetřit spoustu peněz!

Zatímco jsme měřili komunikační rychlost, Nikifor se několikrát zeptal kolemjdoucích babiček a strýců, zda je špión)) "Ano, rušíme Rádio Liberty!"

Výbava vypadá skutečně nezvykle, z jejího vzhledu lze usuzovat cokoli.

Specialisté společnosti mají hodně práce, vzhledem k tomu, že společnost má v Moskvě a regionu více než 7 tisíc. základnové stanice: asi 5 tisíc z nich. 3G a cca 2tis. LTE základnové stanice a v poslední době se počet základnových stanic zvýšil zhruba o tisíc.
Během pouhých tří měsíců bylo v moskevské oblasti vysíláno 55 % z celkového počtu základnových stanic nového operátora v regionu. V v současné době společnost poskytuje kvalitní pokrytí území, kde žije více než 90 % obyvatel Moskvy a moskevského regionu.
Mimochodem, v prosinci byla síť 3G Tele2 uznána jako nejlepší v kvalitě mezi všemi hlavními operátory.

Rozhodl jsem se ale osobně ověřit, jak dobré je spojení Tele2, a tak jsem si koupil SIM kartu v nejbližším nákupním centru na stanici metra Vojkovskaja, kde je nejvíce jednoduchý tarif„Velmi černá“ za 299 rublů (400 SMS/minut a 4 GB). Mimochodem, měl jsem podobný tarif Beeline, který byl o 100 rublů dražší.

Zkontroloval jsem rychlost, aniž bych šel daleko od pokladny. Příjem - 6,13 MB, přenos - 2,57 MB. Vzhledem k tomu, že stojím v centru obchodního centra, je to dobrý výsledek, komunikace Tele2 dobře proniká zdmi velkého obchodního centra.

U metra Treťjakovskaja. Příjem signálu - 5,82 MB, přenos - 3,22 MB.

A na stanici metra Krasnogvardejskaja. Příjem - 6,22 MB, přenos - 3,77 MB. Měřil jsem to u východu z metra. Pokud vezmete v úvahu, že se jedná o okraj Moskvy, je to velmi slušné. Myslím, že spojení je docela přijatelné, můžeme s jistotou říci, že je stabilní, vzhledem k tomu, že Tele2 se objevil v Moskvě jen před pár měsíci.

V hlavním městě je stabilní připojení Tele2, což je dobré. Pevně ​​doufám, že do regionu přijedou co nejdříve a já budu moci naplno využít jejich spojení.

Nyní víte, jak funguje mobilní komunikace!

Pokud máte produkci nebo službu, o které chcete našim čtenářům říci, napište mi - Aslan ( [e-mail chráněný] ) a uděláme to nejlepší nejlepší zpráva, kterou uvidí nejen čtenáři komunity, ale také web http://ikaketosdelano.ru

Přihlašte se také k odběru našich skupin v Facebook, VKontakte,spolužáci a dovnitř Google+plus, kde budou zveřejněny to nejzajímavější z komunity plus materiály, které zde nejsou a videa o tom, jak to v našem světě chodí.

Klikněte na ikonu a přihlaste se!