امروزه رایج ترین نوع ارتباطات سیار است سلولی. خدمات ارتباط سلولی توسط شرکت های عامل به مشترکین ارائه می شود.

شبکه ای از ایستگاه های پایه ارتباط بی سیم را برای تلفن همراه فراهم می کند.

هر ایستگاه دسترسی به شبکه را در یک منطقه محدود فراهم می کند که مساحت و پیکربندی آن به زمین و پارامترهای دیگر بستگی دارد. مناطق تحت پوشش همپوشانی ساختاری شبیه لانه زنبوری ایجاد می کند. از این تصویر اصطلاح "ارتباطات سلولی" می آید. هنگامی که یک مشترک حرکت می کند، تلفن او توسط یک یا آن ایستگاه پایه سرویس می شود و سوئیچینگ (تغییر سلول) به طور خودکار، کاملاً بدون توجه مشترک رخ می دهد و بر کیفیت ارتباط تأثیر نمی گذارد. این رویکرد اجازه می دهد تا با استفاده از سیگنال های رادیویی کم مصرف، مناطق وسیعی را با یک شبکه ارتباطی سیار پوشش دهد که این نوع ارتباط را علاوه بر کارایی، نیز فراهم می کند. سطح بالادوستی با محیط زیست

شرکت عامل نه تنها از نظر فنی ارتباطات تلفن همراه را ارائه می دهد، بلکه با مشترکینی که مجموعه خاصی از خدمات اساسی و اضافی را از آن خریداری می کنند، وارد روابط اقتصادی نیز می شود. از آنجایی که خدمات زیادی وجود دارد، قیمت آنها در مجموعه هایی به نام ترکیب می شود طرح های تعرفه ای. سیستم صورتحساب (سیستم نرم افزاری و سخت افزاری که سوابق خدمات ارائه شده به مشترک را نگهداری می کند) مسئولیت محاسبه هزینه خدمات ارائه شده به هر مشترک را بر عهده دارد.

سیستم صورت‌حساب اپراتور با سیستم‌های مشابه سایر شرکت‌ها تعامل دارد، به عنوان مثال، آنهایی که خدمات رومینگ را به مشترک ارائه می‌دهند (قابلیت استفاده از ارتباطات سیار در شهرها و کشورها دیگر). مشترک تمام تسویه حساب های متقابل برای ارتباطات سیار از جمله رومینگ را با اپراتور خود انجام می دهد که برای او یک مرکز تسویه حساب واحد است.

رومینگ - دسترسی به خدمات تلفن همراه خارج از منطقه تحت پوشش شبکه اپراتور "خانه" که مشترک با آن قرارداد دارد.

در هنگام رومینگ، مشترک معمولاً شماره تلفن خود را حفظ می کند، همچنان به استفاده از تلفن همراه خود ادامه می دهد و به همان روشی که در آن وجود دارد برقراری تماس و دریافت تماس است. شبکه خانگی. کلیه اقدامات لازم برای این امر، از جمله تبادل ترافیک بین اپراتورها و جذب منابع سایر شرکت های ارتباطی (به عنوان مثال، شرکت هایی که ارتباطات بین قاره ای را ارائه می دهند) به طور خودکار انجام می شود و نیازی به اقدامات اضافی از سوی مشترک نیست. اگر شبکه‌های خانگی و مهمان خدمات ارتباطی را با استانداردهای مختلف ارائه دهند، رومینگ همچنان امکان‌پذیر است: می‌توان در طول سفر به مشترک دستگاه دیگری داد و در عین حال شماره تلفن خود را حفظ کرده و به طور خودکار تماس‌ها را مسیریابی می‌کند.

تاریخچه ارتباطات سلولی

کار بر روی ایجاد سیستم های ارتباطی سیار غیرنظامی در دهه 1970 آغاز شد. در این زمان، توسعه شبکه‌های تلفن متعارف در کشورهای اروپایی به حدی رسیده بود که قدم بعدی در تکامل ارتباطات تنها می‌توانست در دسترس بودن باشد. اتصال تلفنیهمه جا و همه جا

شبکه‌های مبتنی بر اولین استاندارد تلفن همراه - NMT-450 - در سال 1981 ظاهر شدند. اگرچه نام استاندارد مخفف کلمه Nordic Mobile Phoney ("تلفن همراه کشورهای شمالی" است)، اولین شبکه تلفن همراه در این سیاره در عربستان سعودی مستقر شده است. در سوئد، نروژ، فنلاند (و سایر کشورهای شمال اروپا)، شبکه های NMT چند ماه بعد آنلاین شدند.

دو سال بعد، در سال 1983، اولین شبکه AMPS در ایالات متحده راه اندازی شد. موبایل پیشرفتهخدمات تلفن)، ایجاد شده در مرکز تحقیقات آزمایشگاه بل.

استانداردهای NMT و AMPS که معمولاً از آنها به عنوان اولین نسل از سیستم‌های ارتباط سلولی یاد می‌شود، برای انتقال داده‌ها به صورت آنالوگ پیش‌بینی شده است که سطح مناسبی از مصونیت نویز و محافظت در برابر اتصالات غیرمجاز را نمی‌دهد. متعاقباً، آنها با استفاده از فناوری های دیجیتال، به عنوان مثال، DAMPS تغییراتی را بهبود بخشیدند (حرف اول مخفف ظاهر خود را مدیون کلمه Digital - "دیجیتال" است).

استانداردهای نسل دوم (به اصطلاح 2G) - GSM، IS-95، IMT-MC-450 و غیره که در ابتدا بر اساس فناوری های دیجیتال ایجاد شده بودند، از نظر کیفیت و امنیت صدا از استانداردهای نسل اول پیشی گرفتند و همانطور که بعدا مشخص شد، از نظر استاندارد قابلیت توسعه.

در اوایل سال 1982، کنفرانس اروپایی اداره های پستی و مخابراتی (CEPT) گروهی را برای توسعه یک استاندارد سلولی دیجیتال واحد تشکیل داد. زاییده فکر این گروه GSM (سیستم جهانی برای ارتباطات سیار) بود.

اولین شبکه GSM در سال 1992 در آلمان راه اندازی شد. امروزه GSM استاندارد ارتباط سلولی غالب در روسیه و سراسر جهان است. در سال 2004، بیش از 90 درصد از مشترکان تلفن همراه به شبکه های GSM در کشور ما خدمات رسانی می کردند. در دنیا 72 درصد از مشترکان از GSM استفاده می کردند.

برای عملکرد تجهیزات GSM، چندین باند فرکانس اختصاص داده شده است - آنها با اعداد در نام ها نشان داده می شوند. در منطقه اروپا، GSM 900 و GSM 1800 عمدتا مورد استفاده قرار می گیرند، در آمریکا - GSM 950 و GSM 1900 (در زمان تصویب استاندارد در ایالات متحده، فرکانس های "اروپایی" توسط سرویس های دیگر در آنجا اشغال می شدند).

محبوبیت استاندارد GSM با ویژگی های قابل توجه آن برای مشترکین تضمین شد:

- محافظت در برابر تداخل، رهگیری و "دوقلوها"؛

- وجود تعداد زیادی خدمات اضافی؛

- توانایی، در حضور "افزونه ها" (مانند GPRS، EDGE و غیره) برای ارائه انتقال داده از سرعت های بالا;

- حضور تعداد زیادی در بازار دستگاه های تلفنفعالیت در شبکه های GSM؛

- سادگی روش تغییر یک دستگاه به دستگاه دیگر.

در فرآیند توسعه، شبکه های سلولی استاندارد GSM به دلیل برخی "افزونه ها" بر روی زیرساخت موجود که انتقال داده با سرعت بالا را فراهم می کند، امکان گسترش را به دست آوردند. شبکه‌های GSM با پشتیبانی از GPRS (سرویس رادیویی بسته‌های عمومی) 2.5G و شبکه‌های GSM با پشتیبانی از استاندارد EDGE (نرخ داده‌های پیشرفته برای تکامل جهانی) گاهی اوقات شبکه‌های 2.75G نامیده می‌شوند.

در اواخر دهه 1990، شبکه های نسل سوم (3G) در ژاپن و کره جنوبی ظاهر شدند. تفاوت اصلی بین استانداردهایی که شبکه های 3G بر اساس آنها ساخته شده اند و پیشینیان آنها قابلیت های پیشرفته انتقال داده با سرعت بالا است که امکان پیاده سازی خدمات جدید در چنین شبکه هایی به ویژه تلفن تصویری را فراهم می کند. در سال 2002-2003، اولین شبکه های تجاری 3G در برخی از کشورهای اروپای غربی شروع به کار کردند.

اگرچه شبکه های 3G در حال حاضر فقط در تعدادی از مناطق جهان وجود دارد، اما کار در آزمایشگاه های مهندسی و فنی بزرگترین شرکت ها برای ایجاد استانداردهایی برای ارتباطات سلولی در حال انجام است. نسل چهارم. در عین حال، نه تنها افزایش بیشتر در نرخ انتقال داده در خط مقدم قرار می گیرد، بلکه افزایش کارایی استفاده از پهنای باند باندهای فرکانسی اختصاص داده شده برای ارتباطات سیار به منظور دسترسی به خدمات برای تعداد زیادی از مشترکین واقع در یک منطقه محدود (که به ویژه برای کلان شهرها مهم است).

سایر سیستم های ارتباطی سیار

علاوه بر ارتباطات سلولی، امروزه سیستم‌های ارتباطی غیرنظامی دیگری نیز وجود دارند که ارتباطات سیار را از طریق کانال‌های رادیویی نیز ارائه می‌کنند، اما بر اساس اصول فنی متفاوتی ساخته شده‌اند و به سمت پایانه‌های مشترک دیگر گرایش دارند. آنها کمتر از تلفن های همراه رایج هستند، اما زمانی استفاده می شوند که استفاده از تلفن های همراه دشوار، غیرممکن یا غیراقتصادی باشد.

استاندارد ارتباط میکروسلولی DECT، که برای ارتباطات در یک منطقه محدود استفاده می شود، به طور فزاینده ای محبوب می شود. ایستگاه پایه استاندارد DECT قادر به ارائه گوشی (حداکثر 8 عدد از آنها به طور همزمان) با یکدیگر، انتقال تماس و همچنین دسترسی به شبکه تلفن عمومی است. پتانسیل استاندارد DECT این امکان را فراهم می کند که ارتباطات سیار را در مناطق کوچک شهری، شرکت های فردی یا آپارتمان ها فراهم کند. آنها در مناطقی با ساختمانهای کم ارتفاع که مشترکین آنها فقط به آنها نیاز دارند بهینه هستند ارتباط صوتیو می تواند بدون انتقال سیارداده ها و سایر خدمات اضافی

در تلفن ماهواره ای، ایستگاه های پایه بر روی ماهواره ها در مدارهای پایین زمین قرار دارند. ماهواره ها ارتباطاتی را در جایی فراهم می کنند که استقرار یک شبکه سلولی معمولی غیرممکن یا بی سود باشد (در دریا، در مناطق پرجمعیت وسیع تندرا، بیابان ها و غیره).

شبکه‌های ترانکینگ که پایانه‌های مشترک را فراهم می‌کنند (معمولاً به آنها تلفن نمی‌گویند، بلکه ایستگاه‌های رادیویی نامیده می‌شوند) در یک قلمرو خاص، سیستم‌هایی از ایستگاه‌های پایه (تکرارکننده‌ها) هستند که سیگنال رادیویی را از یک پایانه به پایانه دیگر منتقل می‌کنند، زمانی که در فاصله قابل‌توجهی از هر یک قرار دارند. دیگر. از آنجایی که شبکه های ترانکینگ معمولاً ارتباط را برای کارمندان ادارات (وزارت امور داخلی، وزارت شرایط اضطراری، " آمبولانس"، و غیره) یا در سایت های بزرگ فناوری (در امتداد بزرگراه ها، در یک سایت ساخت و ساز، در قلمرو کارخانه ها و غیره)، سپس ترمینال های ترانکینگ قابلیت سرگرمی و زواید طراحی در طراحی ندارند.

رادیوهای پوشیدنی مستقیماً بدون سیستم های ارتباطی میانی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. ارتباطات سیار از این نوع هم توسط ساختارهای دولتی (پلیس، آتش نشانی و غیره) و ساختارهای ادارات (برای ارتباطات در یک مجتمع انبار، پارکینگ یا محل ساخت و ساز)، و همچنین افراد خصوصی (جمع کننده قارچ، شکارچی-ماهیگیر یا) ترجیح داده می شود. گردشگران)، در شرایطی که استفاده از رادیوهای دستی نسبت به تلفن های همراه برای برقراری ارتباط با یکدیگر آسان تر و ارزان تر است (به عنوان مثال، در مناطق دورافتاده که پوشش شبکه تلفن همراه وجود ندارد).

پیجینگ دریافت پیام های کوتاه را برای پایانه های مشترک - پیجرها فراهم می کند. در حال حاضر، ارتباطات صفحه‌بندی در ارتباطات مدنی عملاً مورد استفاده قرار نمی‌گیرد؛ به دلیل محدودیت‌هایی که دارد، آنها را به حوزه راه‌حل‌های بسیار تخصصی سوق می‌دهند (به عنوان مثال، آنها برای اطلاع رسانی به پرسنل در موسسات پزشکی بزرگ، انتقال داده‌ها به تابلوهای اطلاعات الکترونیکی و غیره خدمت می‌کنند. .).

از سال 2004، یک زیرگونه جدید از ارتباطات سیار بیشتر و بیشتر گسترش یافته است و امکان انتقال داده با سرعت بالا را از طریق یک کانال رادیویی فراهم می کند (در بیشتر موارد، پروتکل Wi-Fi برای این کار استفاده می شود). به مناطقی که پوشش وای فای برای استفاده عمومی (پرداخت یا رایگان) در دسترس است، هات اسپات می گویند. پایانه های مشترک در این مورد رایانه ها هستند - هر دو لپ تاپ و PDA. آنها همچنین می توانند ارتباط صوتی دو طرفه را از طریق اینترنت ارائه دهند، اما این ویژگی به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد، اتصال عمدتا برای دسترسی به رایج ترین خدمات اینترنتی - ایمیل، وب سایت ها، سیستم های پیام فوری (به عنوان مثال، ICQ) استفاده می شود. و غیره

ارتباطات سیار به کجا می رود؟

در مناطق توسعه یافته، جهت اصلی در توسعه ارتباطات سیار برای آینده نزدیک، همگرایی است: ارائه پایانه های مشترک با سوئیچینگ خودکار از یک شبکه به شبکه دیگر به منظور استفاده موثرقابلیت های تمامی سیستم های ارتباطی صرفه جویی در هزینه برای مشترکین و بهبود کیفیت ارتباطات باعث می شود سوئیچینگ خودکاربرای مثال، از GSM به DECT (و بالعکس)، با ارتباطات ماهواره ایبه "زمین"، و هنگام ارائه انتقال بی سیمداده ها - بین GPRS، EDGE، Wi-Fi و استانداردهای دیگر، که بسیاری از آنها (به عنوان مثال، WiMAX) فقط در بال هستند.

جایگاه ارتباطات سیار در اقتصاد جهانی

ارتباطات پویاترین شاخه در حال توسعه اقتصاد جهان است. ولی ارتباطات سیارحتي در مقايسه با ساير حوزه‌هاي مخابراتي با سرعت بيشتري در حال توسعه هستند.

در سال 2003، تعداد کل تلفن های همراه در این سیاره از تعداد دستگاه های ثابت متصل به شبکه های سیمی عمومی بیشتر شد. در برخی کشورها، تعداد مشترکان تلفن همراه در سال 2004 بیشتر از تعداد ساکنان آن بود. این بدان معناست که برخی از افراد از بیش از یک "موبایل" استفاده می کنند - به عنوان مثال، دو تلفن همراه که توسط آنها سرویس می شود اپراتورهای مختلف، یا یک تلفن برای ارتباط صوتی و یک مودم بی سیم برای دسترسی به اینترنت موبایل. علاوه بر این، ماژول های بیشتر و بیشتر ارتباطات بی سیمبرای ارائه ارتباطات فن آوری مورد نیاز است (در این موارد، مشترکین افراد نیستند، بلکه رایانه های تخصصی هستند).

در حال حاضر، اپراتورهای تلفن همراه پوشش کامل قلمرو تمام مناطق توسعه یافته اقتصادی سیاره را فراهم می کنند، با این حال، توسعه گسترده شبکه ها ادامه دارد. ایستگاه‌های پایه جدید برای بهبود دریافت در مکان‌هایی که شبکه موجود به دلایلی نمی‌تواند دریافت پایدار را فراهم کند (به عنوان مثال، در تونل‌های طولانی، در منطقه مترو و غیره) در حال نصب هستند. علاوه بر این، شبکه های سلولی به تدریج در حال نفوذ به مناطق کم درآمد هستند. توسعه فن‌آوری‌های ارتباطات سیار، همراه با کاهش شدید هزینه تجهیزات و خدمات، خدمات تلفن همراه را در دسترس تعداد فزاینده‌ای از مردم روی کره زمین قرار می‌دهد.

تولید تلفن های همراه یکی از پویاترین حوزه های در حال توسعه صنعت فناوری پیشرفته است.

صنعت خدمات تلفن همراه نیز به سرعت در حال رشد است و لوازم جانبی برای شخصی‌سازی دستگاه‌ها ارائه می‌کند: از آهنگ‌های زنگ اصلی (آهنگ‌های زنگ) گرفته تا جا کلیدی، محافظ‌های گرافیکی صفحه نمایش، برچسب‌های روی قاب، پانل‌های قابل تعویض، کاور و بند برای حمل دستگاه.

انواع گوشی

تلفن همراه (موبایل) - یک پایانه مشترک که در یک شبکه تلفن همراه کار می کند. اساساً هر کدام تلفن همراهیک رایانه تخصصی است که عمدتاً بر روی ارائه (در منطقه تحت پوشش شبکه خانگی یا مهمان) ارتباط صوتی مشترکان متمرکز است، اما از پیام‌های متنی و چندرسانه‌ای نیز پشتیبانی می‌کند، مجهز به مودم و یک رابط ساده شده است. تلفن های همراه مدرن انتقال صدا و داده ها را به صورت دیجیتال ارائه می دهند.

تقسیم بندی قبلی دستگاه ها به مدل های "ارزان"، "عملکردی"، "تجاری" و "مد" به طور فزاینده ای معنای خود را از دست می دهد - دستگاه های تجاری ویژگی های مدل های مد و عملکردهای سرگرمی را در نتیجه استفاده از لوازم جانبی، تلفن های ارزان قیمت به دست می آورند. تبدیل شدن به مد، و عملکرد تلفن های مد به سرعت در حال رشد است.

کوچک سازی گوشی ها، که در سال های 1999-2000 به اوج خود رسید، به دلایل کاملاً عینی تکمیل شد: گوشی ها به اندازه مطلوب رسیده اند، کاهش بیشتر آنها فشار دادن دکمه ها، خواندن متن روی صفحه و غیره را ناخوشایند می کند. اما تلفن همراه به یک اثر هنری واقعی تبدیل شده است: توسعه ظاهردستگاه‌ها طراحان برجسته را جذب می‌کنند و به مالکان فرصت‌های زیادی داده می‌شود تا دستگاه‌های خود را شخصی‌سازی کنند.

در حال حاضر، سازندگان توجه ویژه ای به عملکرد تلفن های همراه، و به عنوان اصلی (زمان عمر باتری، صفحه نمایش ها در حال بهبود هستند و غیره) و ویژگی های اضافی آنها (دوربین های دیجیتال، ضبط کننده های صدا، پخش کننده های MP3 و سایر دستگاه های "مرتبط" در دستگاه ها تعبیه شده است).

تقریباً همه دستگاه های مدرن، به استثنای برخی از مدل های با قیمت پایین تر، به شما امکان دانلود برنامه ها را می دهند. اکثر دستگاه‌ها می‌توانند برنامه‌های جاوا را اجرا کنند و تعداد تلفن‌هایی که از سیستم‌عامل‌های به ارث رسیده از PDA یا پورت شده از آنها استفاده می‌کنند، در حال افزایش است: Symbian، Windows Mobile برای گوشی‌های هوشمند و غیره. گوشی های داخلی سیستم های عاملاسمارت فون نامیده می شود (از ترکیب کلمات انگلیسی "هوشمند" و "تلفن" - "تلفن هوشمند").

امروزه می توان از ارتباط دهنده ها به عنوان پایانه های مشترک استفاده کرد - رایانه های جیبی مجهز به ماژولی که از GSM / GPRS و گاهی اوقات استانداردهای EDGE و نسل سوم را پشتیبانی می کند.

خدمات غیر صوتی شبکه های تلفن همراه.

در دسترس مشترکین شبکه های تلفن همراه کل خطخدمات غیر صوتی، که "محدوده" آنها به قابلیت های یک تلفن خاص و به طیف پیشنهادات شرکت اپراتور بستگی دارد. لیست خدمات در شبکه خانگی ممکن است با لیست خدمات موجود در رومینگ متفاوت باشد.

خدمات می تواند ارتباطی (ارائه اشکال مختلف ارتباط با افراد دیگر)، اطلاعاتی (به عنوان مثال، گزارش پیش بینی آب و هوا یا قیمت های بازار)، ارائه دسترسی به اینترنت، تجاری (برای پرداخت هزینه کالاها و خدمات مختلف از طریق تلفن)، سرگرمی (بازی های تلفن همراه، آزمون‌ها، کازینوها و بخت‌آزمایی‌ها) و موارد دیگر (مثلاً موقعیت‌یابی موبایلی را شامل می‌شود). امروزه خدمات بیشتری وجود دارد که "در محل اتصال" هستند، به عنوان مثال، اکثر بازی ها و قرعه کشی ها پولی هستند، بازی هایی هستند که از فناوری های موقعیت یابی موبایل استفاده می کنند و غیره.

تقریباً تمام اپراتورها و اکثر دستگاه های مدرن از خدمات زیر پشتیبانی می کنند:

– اس ام اس – سرویس پیام کوتاه – ارسال پیامک کوتاه.

– MMS – سرویس پیام‌رسانی چند رسانه‌ای – انتقال پیام‌های چندرسانه‌ای: عکس، فیلم و غیره؛

- رومینگ خودکار؛

- شناسایی شماره تماس گیرنده؛

- سفارش و دریافت ابزارهای مختلف شخصی سازی به طور مستقیم از طریق کانال های ارتباطی سلولی.

- دسترسی به اینترنت و مشاهده سایت های تخصصی (WAP)؛

- دانلود آهنگ های زنگ، تصاویر، مطالب اطلاعاتی از منابع تخصصی؛

- انتقال داده با استفاده از مودم داخلی (بسته به اینکه کدام فناوری توسط یک دستگاه خاص پشتیبانی می شود، می تواند با استفاده از پروتکل های مختلف انجام شود).

ارتباطات سیار در روسیه

هیچ سیستم ارتباطی غیرنظامی سیار در اتحاد جماهیر شوروی وجود نداشت. با کمی کشش، "غیرنظامی" را می توان سیستم تلفن همراه آلتای نامید که بر اساس استاندارد MRT-1327 ساخته شده است که در اواخر دهه 1970 و 80 برای ارائه ارتباطات برای نمایندگان حزب، ایالت و اقتصادی ایجاد شد. رهبری. "آلتای" تا به امروز با موفقیت اداره می شود. البته نمی تواند با شبکه های تلفن همراه رقابت کند، اما برای حل برخی از کارهای بسیار تخصصی کاربرد پیدا می کند: ارائه ارتباطات برای واحدهای سیار خدمات اورژانس شهری، نصب تلفن در کافه های تابستانی و غیره.

اولین شبکه های تلفن همراه تجاری ساخته شده بر اساس استاندارد NMT در پاییز 1991 در روسیه ایجاد شد. پیشگامان تلفن همراه در کشور ما دلتا تلکام (سن پترزبورگ) و ارتباطات سلولی مسکو بودند. اولین تماس تلفن همراه در 9 سپتامبر 1991 در سن پترزبورگ برقرار شد: آناتولی سوبچاک، شهردار وقت شهر، با همکار خود، شهردار نیویورک تماس گرفت.

در جولای 1992 اولین تماس ها با شبکه BeeLine AMPS انجام شد.

اولین شبکه GSM روسیه که توسط MTS ایجاد شد، در جولای 1994 شروع به اتصال مشترکین کرد.

در سال 2005، سه اپراتور تلفن همراه فدرال در روسیه وجود دارد که خدمات را در استاندارد GSM ارائه می دهند: MTS، BeeLine و MegaFon. دامنه و کیفیت خدمات مخابراتی که ارائه می دهند و همچنین قیمت آنها تقریباً یکسان است. تا سال 2005، تعداد ایستگاه‌های پایه در شبکه‌های اپراتورهای شهری پیشرو در مسکو و حومه مسکو حدود 3000 بود و منطقه تحت پوشش بیشتر از بیشتر کشورهای اروپایی بود. علاوه بر آنها، اپراتورهای محلی متعددی وجود دارند و کاملاً مؤثر کار می کنند - هر دو شرکت تابعه "سه بزرگ" و شرکت های مستقل.

اپراتورها با افزایش پوشش شبکه های خود و رایج کردن ارتباطات سیار در میان اقشار مختلف مردم به طور فعال بازار را توسعه می دهند. اگر در اواسط دهه 1990 تلفن همراه فقط برای نمایندگان ثروتمندترین اقشار جمعیت در دسترس بود، امروزه تقریباً همه می توانند از ارتباطات سیار استفاده کنند. اپراتورهای روسیجدیدترین خدمات را در شبکه های خود پیاده سازی کرده و خدماتی را ارائه می دهند که بر اساس آنها ساخته شده است، حتی اغلب پیش از اکثر شرکت های اروپایی. در حال حاضر، هر سه اپراتور فدرال GSM در حال آماده سازی برای استقرار شبکه های تجاری 3G هستند.

علاوه بر شبکه های GSM اپراتورهای تلفن همراه فدرال و محلی، شبکه های استانداردهای دیگر همچنان در روسیه استفاده می شوند: DAMPS، IS-95، NMT-450، DECT و IMT-MC-450. استاندارد دوم وضعیت یک فدرال را دارد و شبکه های ساخته شده بر اساس آن (به عنوان مثال SkyLink) بسیار فعال در حال توسعه هستند. با این حال، نه از نظر منطقه تحت پوشش و نه از نظر تعداد مشترکین سرویس دهی شده، شبکه های تمام استانداردهای غیر از GSM نمی توانند رقابت قابل توجهی برای سه اپراتور برتر فدرال ایجاد کنند.

ادبیات:

مالیاروفسکی آ.، اولوسکایا ن. تلفن همراه شما(آموزش محبوب). م، "پیتر"، 2004
Zakirov Z.G.، Nadeev A.F.، Faizullin R.R. ارتباطات سلولی استاندارد GSM. وضعیت فعلی، انتقال به شبکه های نسل سوم("کتابخانه MTS"). M.، Eco-Trends، 2004
پوپوف V.I. مبانی ارتباطات سلولی GSM(«دانشنامه مهندسی مجتمع سوخت و انرژی»). M.، Eco-Trends، 2005



آیا می دانید پس از گرفتن شماره یک دوست در تلفن همراه خود چه اتفاقی می افتد؟ چگونه شبکه سلولی آن را در کوه های اندلس یا در ساحل جزیره دوردست ایستر پیدا می کند؟ چرا مکالمه گاهی ناگهان متوقف می شود؟ هفته گذشته از Beeline بازدید کردم و سعی کردم بفهمم که ارتباطات سلولی چگونه کار می کند ...

منطقه وسیعی از قسمت پرجمعیت کشور ما را ایستگاه های پایه (BS) پوشانده است. در مزرعه مانند برج های قرمز و سفید به نظر می رسند و در شهر بر پشت بام ساختمان های غیر مسکونی پنهان شده اند. هر ایستگاه سیگنالی را از تلفن های همراه در فاصله 35 کیلومتری دریافت می کند و از طریق سرویس یا کانال های صوتی با تلفن همراه ارتباط برقرار می کند.

بعد از اینکه شماره یکی از دوستانتان را گرفتید، تلفن شما از طریق یک کانال خدماتی با نزدیکترین ایستگاه پایه (BS) تماس می گیرد و از شما می خواهد که انتخاب کنید. کانال صوتی. ایستگاه پایه درخواست را به کنترل کننده (BSC) ارسال می کند، که آن را به سوییچ (MSC) ارسال می کند. اگر دوست شما در همان شبکه تلفن همراه باشد، سوئیچ ثبت موقعیت مکانی خانه (HLR) را بررسی می کند تا بفهمد در کجا قرار دارد. این لحظهمشترک فراخوانده شده (در منزل، ترکیه یا آلاسکا) قرار دارد و تماس را به تابلوی برق مربوطه منتقل می کند و از آنجا آن را به کنترل کننده و سپس به ایستگاه پایه ارسال می کند. ایستگاه پایه با تلفن همراه تماس می گیرد و شما را با یک دوست مرتبط می کند. اگر دوست شما مشترک شبکه دیگری باشد یا با تلفن ثابت تماس بگیرید، سوئیچ شما با سوئیچ مربوطه شبکه دیگری تماس خواهد گرفت. دشوار؟ بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم. ایستگاه پایه یک جفت کابینت آهنی است که در اتاقی با تهویه مطبوع قفل شده است. با توجه به اینکه در مسکو +40 در خیابان بود، می خواستم مدتی در این اتاق زندگی کنم. معمولاً ایستگاه پایه یا در اتاق زیر شیروانی ساختمان یا در یک کانتینر روی پشت بام قرار دارد:

2.

آنتن ایستگاه پایه به چندین بخش تقسیم می شود که هر کدام در جهت خاص خود "درخشش" دارند. آنتن عمودی با تلفن ها ارتباط برقرار می کند، آنتن گرد ایستگاه پایه را با کنترلر متصل می کند:

3.

بسته به تنظیمات و پیکربندی، هر بخش می‌تواند تا ۷۲ تماس را همزمان انجام دهد. یک ایستگاه پایه می تواند از 6 بخش تشکیل شده باشد، بنابراین یک ایستگاه پایه می تواند تا 432 تماس را ارائه دهد، با این حال، معمولا فرستنده ها و بخش های کمتری در ایستگاه نصب شده است. اپراتورهای تلفن همراه ترجیح می دهند BS بیشتری را برای بهبود کیفیت ارتباطات نصب کنند. ایستگاه پایه می تواند در سه باند کار کند: 900 مگاهرتز - سیگنال در این فرکانس بیشتر پخش می شود و بهتر در داخل ساختمان ها 1800 مگاهرتز نفوذ می کند - سیگنال در فواصل کوتاه تری پخش می شود، اما به شما امکان می دهد فرستنده های بیشتری را در 1 بخش 2100 مگاهرتز نصب کنید - شبکه 3G این کابینت با تجهیزات 3G چگونه به نظر می رسد:

4.

فرستنده‌های 900 مگاهرتز در ایستگاه‌های پایه در مزارع و روستاها نصب می‌شوند و در شهر که ایستگاه‌های پایه مانند سوزن در جوجه تیغی گیر کرده‌اند، ارتباطات عمدتاً در فرکانس 1800 مگاهرتز انجام می‌شود، اگرچه فرستنده‌های هر سه باند می‌توانند وجود داشته باشند. در هر ایستگاه پایه به طور همزمان.

5.

6.

سیگنال 900 مگاهرتز می تواند تا 35 کیلومتر برسد، اگرچه "برد" برخی از ایستگاه های پایه در طول مسیرها می تواند تا 70 کیلومتر برسد، با کاهش تعداد مشترکان سرویس دهی همزمان در ایستگاه به نصف. بر این اساس، تلفن ما، با آنتن داخلی کوچک خود، می تواند سیگنالی را تا 70 کیلومتر نیز ارسال کند... همه ایستگاه های پایه برای ارائه پوشش رادیویی سطح زمین بهینه طراحی شده اند. بنابراین، با وجود برد 35 کیلومتر، سیگنال رادیویی به سادگی به ارتفاع هواپیما ارسال نمی شود. با این حال، برخی از خطوط هوایی قبلاً نصب ایستگاه های پایه کم مصرف را در هواپیماهای خود آغاز کرده اند که پوشش داخل هواپیما را فراهم می کند. چنین BS با استفاده از شبکه تلفن همراه زمینی متصل می شود کانال ماهواره ای. این سیستم با یک پنل کنترل تکمیل می شود که به خدمه اجازه می دهد تا سیستم را روشن و خاموش کنند، همچنین انواع خاصی از خدمات، مانند خاموش کردن صدا در پروازهای شبانه. این تلفن می تواند قدرت سیگنال 32 ایستگاه پایه را به طور همزمان اندازه گیری کند. اطلاعات مربوط به 6 بهترین (بر اساس سطح سیگنال) را از طریق کانال سرویس ارسال می کند و کنترل کننده (BSC) تصمیم می گیرد که کدام BS را ارسال کند. تماس فعلی(تحویل) اگر در حال حرکت هستید. گاهی اوقات گوشی ممکن است اشتباه کند و شما را به BS منتقل کند بدترین سیگنال، در این صورت ممکن است گفتگو قطع شود. همچنین ممکن است معلوم شود که در ایستگاه پایه ای که تلفن شما انتخاب کرده است، تمام خطوط صوتی مشغول هستند. در این صورت مکالمه نیز قطع خواهد شد. در مورد به اصطلاح "مشکل طبقه بالا" هم به من گفتند. اگر در یک پنت هاوس زندگی می کنید، گاهی اوقات، هنگام انتقال از یک اتاق به اتاق دیگر، ممکن است مکالمه قطع شود. این به این دلیل است که در یک اتاق، تلفن می تواند یک BS را ببیند، و در اتاق دوم، اگر به طرف دیگر خانه برود - دیگری، و در همان زمان، این 2 ایستگاه پایه در فاصله زیادی از یکدیگر و به عنوان "همسایه" ثبت نشده اند اپراتور تلفن همراه. در این حالت، انتقال تماس از یک BS به دیگری انجام نمی شود:

ارتباط در مترو به همان صورت در خیابان انجام می شود: ایستگاه پایه - کنترلر - سوئیچ، با این تفاوت که از ایستگاه های پایه کوچک در آنجا استفاده می شود و در تونل پوشش نه توسط یک آنتن معمولی، بلکه توسط یک کابل تابشی ویژه همانطور که در بالا نوشتم، یک BS می تواند تا 432 تماس را همزمان برقرار کند. معمولاً این قدرت برای چشم کافی است، اما مثلاً در برخی از تعطیلات ممکن است BS نتواند با تعداد افرادی که می خواهند تماس بگیرند کنار بیاید. معمولاً این اتفاق می افتد سال نووقتی همه شروع می کنند به تبریک گفتن پیامک ها از طریق کانال های خدماتی ارسال می شوند. در 8 مارس و 23 فوریه، مردم ترجیح می دهند از طریق پیامک به یکدیگر تبریک بگویند، قافیه های خنده دار ارسال کنند و تلفن ها اغلب نمی توانند با BS در مورد تخصیص کانال صوتی موافقت کنند. داستان جالبی برایم تعریف شد. از یکی از مناطق مسکو، شکایاتی از سوی مشترکین شروع شد که نمی توانستند از جایی عبور کنند. تکنسین ها شروع به درک کردند. بیشتر کانال‌های صوتی رایگان بودند و همه کانال‌های سرویس مشغول بودند. معلوم شد که در کنار این لیسانس مؤسسه ای وجود دارد که در آن امتحانات برگزار می شود و دانش آموزان دائماً پیامک رد و بدل می کنند. تلفن پیامک های طولانی را به چند پیام کوتاه تقسیم می کند و هر کدام را جداگانه ارسال می کند. به کارمندان خدمات فنی توصیه می شود که چنین تبریک هایی را با استفاده از MMS ارسال کنند. سریعتر و ارزان تر خواهد بود. از ایستگاه پایه، تماس به کنترلر می رود. مثل خود BS خسته کننده به نظر می رسد - فقط مجموعه ای از کابینت هاست:

7.

بسته به تجهیزات، کنترلر می تواند تا 60 ایستگاه پایه را سرویس دهد. ارتباط بین BS و کنترلر (BSC) می تواند از طریق یک کانال رله رادیویی یا از طریق اپتیک انجام شود. کنترل کننده عملکرد کانال های رادیویی را کنترل می کند. حرکت مشترک، انتقال سیگنال از یک BS به دیگری را کنترل می کند. سوئیچ بسیار جالب تر به نظر می رسد:

8.

9.

هر سوئیچ از 2 تا 30 کنترلر خدمت می کند. در حال حاضر یک سالن بزرگ پر از کابینت های مختلف با تجهیزات را اشغال می کند:

10.

11.

12.

سوئیچ کنترل ترافیک را انجام می دهد. فیلم‌های قدیمی را به خاطر دارید که مردم ابتدا «دختر» را صدا می‌زدند، و سپس او آن‌ها را با مشترک دیگری وصل کرد و سیم‌ها را دوباره سیم‌کشی کرد؟ سوئیچ های مدرن همین کار را می کنند:

13.

Beeline برای کنترل شبکه چندین ماشین دارد که آنها را با محبت "جوجه تیغی" می نامند. آنها در شهر حرکت می کنند و سطح سیگنال شبکه خود و همچنین سطح شبکه همکاران از "سه نفر بزرگ" را اندازه گیری می کنند:

14.

کل سقف چنین ماشینی با آنتن میخکوب شده است:

15.

در داخل تجهیزاتی وجود دارد که صدها تماس برقرار می کند و اطلاعات را ضبط می کند:

16.

کنترل شبانه روزی روی سوئیچ ها و کنترلرها از مرکز کنترل ماموریت مرکز کنترل شبکه (NCC) انجام می شود:

17.

3 حوزه اصلی برای نظارت بر شبکه تلفن همراه وجود دارد: میزان تصادف، آمار و بازخورد از مشترکان. درست مانند هواپیماها، تمام تجهیزات شبکه سلولی دارای حسگرهایی هستند که سیگنالی را به MCC می فرستند و اطلاعات خروجی را به کامپیوترهای توزیع کننده ارسال می کنند. اگر برخی از تجهیزات از کار افتاده باشند، چراغ روی مانیتور "چشمک می زند". MSC همچنین آمار تمام سوئیچ ها و کنترلرها را پیگیری می کند. او با مقایسه آن با دوره های قبلی (ساعت، روز، هفته و...) آن را تحلیل می کند. اگر آمار یکی از گره ها شروع به تفاوت شدید با نشانگرهای قبلی کند، چراغ روی مانیتور دوباره شروع به "چشمک زدن" می کند. بازخوردپذیرفته شده توسط اپراتورهای خدمات مشترک اگر نتوانند مشکل را حل کنند، تماس به متخصص فنی منتقل می شود. اگر معلوم شود که او ناتوان است، یک "حادثه" در شرکت ایجاد می شود که توسط مهندسان درگیر در عملیات تجهیزات مربوطه حل می شود. سوئیچ ها به صورت شبانه روزی توسط 2 مهندس نظارت می شوند:

18.

نمودار فعالیت سوئیچ های مسکو را نشان می دهد. به وضوح دیده می شود که تقریباً هیچ کس در شب زنگ نمی زند:

19.

کنترل بر روی کنترلرها (با عرض پوزش برای توتولوژی) از طبقه دوم مرکز کنترل شبکه انجام می شود:

22.

21.

مطمئناً اغلب عبارت "تلفن همراه" را می شنوید. آیا تا به حال به این فکر کرده اید که چرا تلفن همراه را تلفن همراه می نامند؟ در این مطلب در مورد تاریخچه پیدایش ارتباطات سلولی و اصول عملکرد آن صحبت خواهیم کرد.

تاریخچه تلفن های همراه

رابرت اسلوس، روزنامه‌نگار آمریکایی، ظهور «تلفن‌های همراه» را در اوایل سال 1910 پیش‌بینی کرد. اولین تکنولوژی جدیدپلیس وارد خدمت شد - در سال 1921، افسران اجرای قانون در دیترویت اطلاعاتی را از توزیع کنندگان از طریق ارتباطات رادیویی در باند 2 مگاهرتز دریافت کردند و تا سال 1940، تلفن های همراه در حال حاضر در 10000 ماشین پلیس در سراسر کشور وجود داشت. و در سال 1946، اولین تلفن رادیویی سیار عمومی در سنت لوئیس ظاهر شد. ارتباط در دو باند - 150 و 450 مگاهرتز انجام شد.

در سال 1957 مهندس مسکو کوپریانوویچ تلفن همراه LK-1 را معرفی کرد. نمونه اولیه "تلفن همراه" سه کیلوگرم وزن داشت و امکان تماس 25-30 کیلومتری در منطقه را فراهم کرد.

سال بعد، کوپریانوویچ یک مدل بسیار پیشرفته تر LK-1 را معرفی کرد - وزن آن فقط نیم کیلوگرم و به اندازه یک جعبه سیگار.

تقریباً در همان زمان ، متخصصان مؤسسه تحقیقاتی ارتباطات Voronezh اولین سیستم ارتباط تلفن همراه آلتای خودکار (قبل از آن مشترکان به صورت دستی متصل می شدند) را توسعه دادند. تا سال 1970، او در 30 شهر اتحاد جماهیر شوروی با فرکانس 150 و 330 مگاهرتز کار می کرد. هر شهر توسط یک ایستگاه پایه خدمات رسانی می شد ، برد از 50 تا 100 کیلومتر بود ، تماس با آلتای ، شهری و مسافت طولانی برقرار شد / شماره های بین المللی.

سیستم های ارتباطات سلولی مدرن در سال 1978 در ایالات متحده ظاهر شد، زمانی که آزمایشات اولین چنین سیستمی برای 2000 مشترک در باند 800 مگاهرتز در شیکاگو آغاز شد. ساکنان شهر اولین سیستم ارتباطات سلولی تجاری خود را در اکتبر 1983 از AT&T دریافت کردند. و اولین شبکه سلولی موفق تجاری، Autoradiopohelin فنلاندی (ARP، "رادیو تلفن خودرو") بود. تا سال 1986، بیش از 30 هزار مشترک از آن استفاده کردند.

سلولار چگونه کار می کند

یک شبکه سلولی مدرن شامل ایستگاه های پایه - فرستنده گیرنده های VHF چند فرکانس است که به طور مساوی در سراسر منطقه تحت پوشش توزیع شده است. از نظر ظاهری مانند برج های بزرگ قرمز یا سفید با تجهیزات ویژه به نظر می رسند.

قسمت های عمودی آنتن وظیفه ارتباطات سیار را بر عهده دارند ، قسمت های گرد ارتباط با کنترل کننده را فراهم می کنند. شعاع عمل ایستگاه پایه- 35 کیلومتر (اما این محدودیت نیست، در زیر ببینید). هر ایستگاه پایه دارای شش بخش خدمات است، یک بخش حداکثر 70 تماس تلفنی را به طور همزمان دریافت می کند. 6 را در 70 ضرب کنید و متوجه خواهید شد که چرا هیچ کس نمی تواند در سال جدید به پایان برسد :). ایستگاه های پایه در چهار باند کار می کنند:

900 مگاهرتز کمترین تعداد مشترکین سرویس‌دهی شده و حداکثر منطقه تحت پوشش. اگر تعداد زیادی مشترک در منطقه تحت پوشش ایستگاه پایه (به عنوان مثال مناطق روستایی) وجود نداشته باشد، شعاع پوشش به 70 کیلومتر می رسد.
-1800 مگاهرتز. بزرگترین عددمشترکین سرویس شده، پوشش کم، نفوذ سیگنال خوب از دیوارهای ضخیم. چنین ایستگاه هایی در شهرها نصب می شوند.
-2 100 مگاهرتز. ایستگاه های با اتصال نسل قبلی - 3G.
-2 500 مگاهرتز. ایستگاه های با نسل جدید ارتباطات - 4G.

ایستگاه های نزدیک هرگز در یک محدوده کار نمی کنند - در غیر این صورت نمی توان از تداخل جلوگیری کرد.

نام "سلولی" از کجا آمده است؟

صدها چطور؟ بسیاری از شبکه های اساسی استفاده می شود، دایره-شعاع ها بر روی یکدیگر قرار می گیرند و با هم شبکه ای شبیه به لانه زنبوری را تشکیل می دهند. از این رو نام این فناوری - "ارتباطات سلولی" است. به گروه هفت سلولی خوشه می گویند.

این رویکرد به مشترکین تلفن همراه چندین مزیت را به طور همزمان می دهد. اول، ترتیب "متراکم" سلول های ارتباطات سیار، ارتباط بدون وقفه را تضمین می کند - در مقابل ارتباط ثابت، ما به یک خط بند نیستیم. ثانیاً، یک تلفن همراه (معروف به همراه) به طور خودکار از ایستگاه با بیشترین تضعیف سیگنال به کوچکترین فاصله می‌گیرد، یعنی. فراهم می کند بهترین کیفیتاتصالات کنترل کننده انتقال مسئول انتقال "بدون درز" از ایستگاه قدیمی به ایستگاه جدید است.

حالا بیایید ببینیم همه چیز از سمت مشترک چگونه کار می کند. یک تلفن همراه کار همیشه در حال اسکن هوا برای سیگنال ایستگاه پایه است. هنگامی که یک سیگنال پیدا می شود، سلول کد شناسایی منحصر به فرد خود را به ایستگاه ارسال می کند. سپس، تبادل دوره ای بسته های رادیویی از طریق یک پروتکل آنالوگ یا دیجیتال (مثلا CDMA، GSM، UMTS) آغاز می شود. کانال ارتباطی ایستگاه به مشترک، DownLink ("پیوند پایین") نامیده می شود، از مشترک به ایستگاه - UpLink ("uplink") هنگامی که با شخصی تماس می گیرید، تلفن با ایستگاه تماس می گیرد و از شما درخواست می کند که یک کانال صوتی اختصاص دهد. ایستگاه سیگنال را به کنترل کننده، که - به سوئیچ، ارسال می کند. اگر مشترک از اپراتور تلفن همراه دیگری استفاده کند، درخواست به سوییچ "خود" می رود، اگر او در همان شبکه با شما باشد، سوئیچ خود مشترک را پیدا می کند و تماس را به او هدایت می کند.



توسعه ارتباطات سلولی در سال 1888 آغاز شد. پس از آن بود که هاینریش هرتز نصب را اختراع کرد و سپس با کمک آن واقعیت وجود امواج الکترومغناطیسی و همچنین امکان تشخیص آنها به اثبات رسید.

سپس در 25 آوریل 1895، الکساندر استپانوویچ پوپوف گزارشی در مورد امکان استفاده از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال سیگنال ارائه کرد. در آن زمان بود که او اولین کسی بود که دستگاهی را نشان داد که برای ثبت نوسانات الکتریکی استفاده می شود - یک منسجم. البته قبلش فن آوری های مدرن، امکان استفاده از آنها برای تعرفه با ترافیک نامحدود، هنوز خیلی دور بود، اما شروع کار داده شد.

در همان زمان، در همان سال 1895، محقق Guglielmo Marconi آزمایشی با امواج الکترومغناطیسی انجام داد. هدف او در آن زمان امکان ایجاد دستگاهی برای انتقال پیام بود. در مارس 1896، پوپوف با استفاده از همان دستگاه طراحی خود، موفق شد رادیوگرام کوتاهی را که فقط از دو کلمه تشکیل شده بود: "هاینریش هرتز" به فاصله 250 متری منتقل کند.

کمی بعد، در سال 1897، مارکونی صاحب امتیازی برای دستگاهی بسیار شبیه به پوپوف شد. سپس، در سال 1901، مارکونی نوعی رادیو را بر روی ماشین بخار Thornisroft نصب کرد و بنابراین اولین ارتباط "موبایل" را انجام داد. از همان زمان بود که توسعه واقعاً سریع ارتباطات رادیویی آغاز شد و مهمتر از همه، این دستاوردها با قدرت و عمده در نیروی دریایی مورد استفاده قرار گرفت.

نقطه عطف شدید و قابل توجهی در تاریخ شکل گیری ارتباطات سلولی مدرن در سال 1946 در ایالات متحده رخ داد. در آن زمان، AT&T برای اولین بار خدمات تلفن همراه را به افراد ارائه کرد. سپس تلفن همراه فقط در ماشین قرار گرفت، وزن آن حدود 12 کیلوگرم (26.5 پوند) بود و در واقع، تلفن و فرستنده گیرنده را با هم ترکیب می کرد و در آن دریافت و انتقال در فرکانس های رادیویی کاملاً متفاوت انجام می شد. بنابراین، ارتباط از طریق یک تکرار کننده یا یک ایستگاه پایه انجام می شد.

کانال "ایستگاه پایه - تلفن" "uplink" (یعنی "uplink") نامیده می شد، اما خود کانال "تلفن - ایستگاه پایه" "downlink" (به عبارت دیگر "downlink") نامیده می شد.

با چنین سیستم تلفن رادیویی، کل شهر توسط یک آنتن نصب شده روی یک برج سرویس دهی می شد و بنابراین حدود 25 کانال در دسترس بود. برای یک آنتن ماشین، یک فرستنده موج مورد نیاز بود که بتواند یک موج رادیویی را تا فاصله 70 کیلومتری منتقل کند. بنابراین، با چنین سیستمی، همه نمی توانند از ارتباطات تلفن همراه لذت ببرند - از این گذشته، به سادگی برای همه کانال ها کافی نخواهد بود.

اما دستگاهی که اکنون به عنوان واکی تاکی شناخته می شود، در حال حاضر یک دستگاه نیمه دوبلکس است. چنین سیستمی به این معنی است که اگر دو نفر در یک موج رادیویی (یعنی در موج رادیویی با فرکانس یکسان) با هم ارتباط برقرار کنند، آنگاه آنها فقط می توانند به نوبت صحبت کنند. خوب، یک تلفن همراه به نوبه خود یک شبکه دوبلکس کامل است. این سیستم به این معنی است که شما از یک فرکانس برای صحبت و از فرکانس دیگر در هنگام گوش دادن استفاده خواهید کرد. در این ترتیب، هر دو طرف، البته، می توانند همزمان صحبت کنند.

ایده اصل سلولی ارتباط ذاتاً متضمن موارد زیر است:

ایستگاه های پایه با تمام مناطق تحت پوشش خود نوعی سلول را تشکیل می دهند که اندازه آنها به نوبه خود توسط تراکم سرزمینی مشترکان شبکه تعیین شده است. برای مثال، در شبکه‌ای که کل کشور را پوشش می‌دهد، تعداد سلول‌ها می‌تواند واقعاً بسیار زیاد باشد.

بنابراین، آنتن در مرکز هر سلول قرار می گیرد. به منظور کاهش تداخل، فرکانس های مختلف در سلول های مجاور استفاده می شود. به همین دلیل است که فرکانس‌های مشابه را فقط می‌توان در سلول‌هایی که در فاصله کافی از یکدیگر قرار دارند استفاده کرد. به گروه هفت سلولی «خوشه» می گویند. علاوه بر این، حداکثر شعاع سلول توسط آن محدود می شود قابلیت های فنیو 35 کیلومتر (تقریباً 22 مایل) است.

بنابراین، اندازه سلول در یک شبکه واقعی ممکن است به برخی از عوامل زیر بستگی داشته باشد:

اول، موقعیت جغرافیایی است. البته شعاع سلول ها در تپه ها و در زمین های هموار کمی بیشتر از زمین های تپه ای است.

دوم، تعداد کاربران. واضح است که بار تلفن روی همان گره سلولی با پهنای باند این گره محدود می شود، زیرا تعداد محدودی تماس وجود دارد که می تواند به طور همزمان انجام دهد.

علاوه بر این، کانال های فرکانسی که برای عملکرد یکی از ایستگاه های پایه شبکه مورد استفاده قرار می گیرند، توسط سایر ایستگاه های پایه این شبکه نیز قابل استفاده هستند.

در میان چیزهای دیگر، مفهوم "handoff" نیز ضمنی است. این بدان معناست که یک مشترک شبکه، برای مثال Beeline، که از یک منطقه تحت پوشش یک ایستگاه پایه به ایستگاه دیگر منتقل می‌شود، می‌تواند ارتباط ثابت و بدون وقفه را هم با یک مشترک تلفن همراه و هم با مشترک یک ایستگاه ثابت حفظ کند. شبکه سیمی.

شبکه‌ها همچنین مناطق نسبتاً بزرگی را پوشش می‌دهند، بنابراین مشترک که در منطقه تحت پوشش مطلقاً هر یک از این ایستگاه‌های پایه قرار دارد، می‌تواند به طور مستقل با او تماس بگیرد یا مشترک دیگری می‌تواند با او تماس بگیرد و کاملاً بدون توجه به موقعیت مکانی او. بر این اساس است که سرویس رومینگ یا، به عنوان مثال، توانایی حفظ همان شماره تلفن های مگافون در خارج از کشور است.

جنبه های ارتباطات رادیویی مدرن

در مرحله حاضر، محدوده فرکانسی زیر برای شبکه های تلفن همراه در اروپا اختصاص داده شده است. بنابراین، فرکانس های 890 - 915 مگاهرتز (باند GSM)، 1710 - 1785 مگاهرتز (باند DCS) برای برقراری ارتباط در جهت رو به جلو، یعنی از تلفن همراه به ایستگاه پایه (به عبارت دیگر، "uplink") استفاده می شود. .

اما فرکانس‌های 935 - 960 مگاهرتز (در باند GSM)، 1805 - 1880 مگاهرتز (در باند DCS) قبلاً برای برقراری ارتباط در جهت مخالف، یعنی از ایستگاه پایه به تلفن همراه (به عبارت دیگر) استفاده می‌شوند. ، "دانلود"). بنابراین، می توانیم فرض کنیم که کل باند GSM در باند 2-25 مگاهرتز قرار دارد، در حالی که باند DCS در باند 2-75 مگاهرتز قرار دارد.

تلفن های همراه مدرن از فرستنده بسیار کم مصرف استفاده می کنند. بنابراین، بسیاری از دستگاه ها دارای دو مقدار سیگنال هستند: 0.6 وات و 3 وات (به عنوان مثال، اکثر فرستنده های رادیویی 4 وات یا بیشتر مصرف می کنند). با توجه به مصرف برق بسیار کم تلفن های همراه، آنها می توانند در درجه اول با باتری کار کنند. بر اساس این واقعیت که قدرت کم به معنای باتری های کوچک است، این چیزی است که تلفن های همراه را موبایل می کند.

البته، استفاده از ارتباطات سلولی به تعداد بسیار زیادی ایستگاه پایه در هر شهر، صرف نظر از اندازه آن، نیاز دارد.

به عنوان مثال، در یک منطقه شهری معمولی، صدها پست استفاده می شود. این امر مستلزم سرمایه گذاری کافی است، اما به دلیل تعداد بسیار زیاد افرادی که از تلفن همراه استفاده می کنند، هزینه ارتباط برای یک فرد خاص بسیار گران نیست.

ارتباطات سلولی در کنار چرخ، برق، اینترنت و کامپیوتر یکی از مفیدترین اختراعات بشر در نظر گرفته می شود. و تنها در چند دهه، این فناوری چندین انقلاب را تجربه کرده است. ارتباطات بی سیم چگونه آغاز شد، سلول ها چگونه کار می کنند و استاندارد جدید موبایل چه فرصت هایی را باز خواهد کرد 5G؟

اولین استفاده از رادیو تلفن همراه به سال 1921 برمی گردد، زمانی که پلیس دیترویت ایالات متحده از ارتباطات یک طرفه ارسال در باند 2 مگاهرتز برای انتقال اطلاعات از یک فرستنده مرکزی به گیرنده های ماشین های پلیس استفاده کرد.

تلفن همراه چگونه به وجود آمد

برای اولین بار، ایده ارتباطات سلولی در سال 1947 مطرح شد - مهندسان آزمایشگاه های بل داگلاس رینگ و ری یانگ روی آن کار کردند. با این حال، چشم اندازهای واقعی برای اجرای آن تنها در آغاز دهه 1970 ظاهر شد، زمانی که کارمندان شرکت یک معماری کاربردی برای پلت فرم سخت افزار ارتباطات سلولی توسعه دادند.

بنابراین، مهندسان آمریکایی پیشنهاد کردند که ایستگاه های انتقال را نه در مرکز، بلکه در گوشه های "سلول ها" قرار دهند و کمی بعد فناوری اختراع شد که به مشترکان اجازه می دهد بدون وقفه در ارتباطات بین این "سلول ها" حرکت کنند. پس از آن، توسعه تجهیزات عملیاتی برای چنین فناوری باقی مانده است.

موتورولا با موفقیت مشکل را حل کرد - مهندس آن مارتین کوپر اولین نمونه اولیه تلفن همراه را در 3 آوریل 1973 نشان داد. او بلافاصله با رئیس بخش تحقیقات یک شرکت رقیب تماس گرفت و از موفقیت های خود به او گفت.

مدیریت موتورولا بلافاصله 100 میلیون دلار در این پروژه امیدوارکننده سرمایه گذاری کرد، اما این فناوری تنها ده سال بعد وارد بازار تجاری شد. این تاخیر به این دلیل است که در ابتدا نیاز به ایجاد زیرساخت جهانی از ایستگاه های پایه سلولی بود.

در ایالات متحده، AT&T این کار را به عهده گرفت - غول مخابراتی مجوز فرکانس های لازم را از دولت فدرال دریافت کرد و اولین شبکه تلفن همراه را ساخت که بزرگترین شهرهای آمریکا را پوشش می داد. گوشی معروف Motorola DynaTAC 8000 اولین تلفن همراه بود.

اولین تلفن همراه در 6 مارس 1983 به فروش رسید. وزن آن تقریباً 800 گرم بود، می توانست با یک بار شارژ به مدت 30 دقیقه مکالمه کار کند و حدود 10 ساعت شارژ می شد. در همان زمان، دستگاه 3995 دلار قیمت داشت - مقدار شگفت انگیزی در آن زمان. با وجود این، تلفن همراه فورا محبوب شد.

چرا به آن سلولی می گویند

اصل ارتباط تلفن همراه ساده است - قلمرویی که در آن اتصال مشترکین ارائه می شود به سلول ها یا "سلول ها" جداگانه تقسیم می شود که هر یک توسط یک ایستگاه پایه خدمت می کنند. در عین حال، در هر "سلول" مشترک خدمات یکسانی دریافت می کند، بنابراین خود او عبور از این مرزهای مجازی را احساس نمی کند.

به طور معمول، یک ایستگاه پایه به شکل یک جفت کابینت آهنی با تجهیزات و آنتن ها بر روی یک برج ساخته شده خاص قرار می گیرد، اما در شهر آنها اغلب بر روی سقف ساختمان های بلند قرار می گیرند. به طور متوسط، هر ایستگاه یک سیگنال از تلفن های همراه در فاصله 35 کیلومتری دریافت می کند.

برای بهبود کیفیت خدمات، اپراتورها همچنین فمتوسل‌ها را نصب می‌کنند - ایستگاه‌های ارتباطات سلولی کم مصرف و مینیاتوری که برای خدمات رسانی به یک منطقه کوچک طراحی شده‌اند. آنها به شما این امکان را می دهند که پوشش را در مکان هایی که به آن نیاز است به طور چشمگیری بهبود بخشید. ارتباطات تلفن همراه در روسیه با فضا ترکیب می شود.

یک تلفن همراه در شبکه به هوا گوش می دهد و سیگنالی را از ایستگاه پایه پیدا می کند. علاوه بر پردازنده و رم، یک سیم کارت مدرن دارای یک کلید منحصر به فرد است که به شما امکان می دهد به شبکه تلفن همراه وارد شوید. ارتباط بین تلفن و ایستگاه را می توان با استفاده از پروتکل های مختلف انجام داد - به عنوان مثال، DAMPS دیجیتال، CDMA، GSM، UMTS.

شبکه های سلولی اپراتورهای مختلف به یکدیگر و همچنین به خط ثابت متصل هستند. شبکه تلفن. اگر تلفن منطقه تحت پوشش ایستگاه پایه را ترک کند، دستگاه با دیگران ارتباط برقرار می کند - اتصال ایجاد شده توسط مشترک به طور نامحسوس به سایر "سلول ها" منتقل می شود که ارتباط مداوم را هنگام حرکت تضمین می کند.

در روسیه، سه باند برای پخش تایید شده است - 800 مگاهرتز، 1800 مگاهرتز و 2600 مگاهرتز. باند 1800 مگاهرتز محبوب ترین در جهان محسوب می شود، زیرا ظرفیت خازنی بالا، برد طولانی و قدرت نفوذ بالا را ترکیب می کند. در آن است که اکثر شبکه های تلفن همراه در حال حاضر کار می کنند.

استانداردهای ارتباطات سیار چیست؟

اولین تلفن های همراه با فناوری 1G کار می کردند - این اولین نسل از ارتباطات سلولی است که بر استانداردهای مخابراتی آنالوگ متکی بود که اصلی ترین آنها NMT - تلفن همراه شمال اروپا بود. این به طور انحصاری برای انتقال ترافیک صوتی در نظر گرفته شده بود.

تا سال 1991، تولد 2G نسبت داده شد - استاندارد اصلی نسل جدید به GSM (سیستم جهانی برای ارتباطات سیار) تبدیل شد. این استاندارد هنوز هم امروزه پشتیبانی می شود. ارتباطات در این استاندارد دیجیتالی شده است، امکان رمزگذاری ترافیک صوتی و ارسال پیامک فراهم شده است.

سرعت انتقال داده در GSM از 9.6 کیلوبیت بر ثانیه تجاوز نمی کرد که انتقال ویدئو یا صدای با کیفیت بالا را غیرممکن می کرد. استاندارد GPRS معروف به 2.5G برای حل این مشکل در نظر گرفته شده بود. او برای اولین بار به صاحبان تلفن همراه اجازه استفاده از اینترنت را داد.

این استاندارد در حال حاضر سرعت انتقال داده را تا 114 کیلوبیت بر ثانیه ارائه کرده است. با این حال، به زودی پاسخگوی نیازهای روزافزون کاربران نیز نشد. برای حل این مشکل، استاندارد 3G در سال 2000 ایجاد شد که دسترسی به خدمات اینترنت را با سرعت انتقال داده 2 مگابیت بر ثانیه فراهم می کرد.

تفاوت دیگر با 3G اختصاص یک آدرس IP به هر مشترک بود که امکان تبدیل تلفن همراه به رایانه های کوچک متصل به اینترنت را فراهم می کرد. اولین شبکه تجاری 3G در 1 اکتبر 2001 در ژاپن راه اندازی شد. در آینده، توان عملیاتی استاندارد بارها افزایش یافته است.

مدرن ترین استاندارد، ارتباط نسل چهارم 4G است که فقط برای خدمات انتقال داده با سرعت بالا در نظر گرفته شده است. پهنای باندشبکه های 4G توانایی رسیدن به سرعت 300 مگابیت در ثانیه را دارند که به کاربر فرصت تقریباً نامحدودی برای گشت و گذار در اینترنت می دهد.

ارتباطات سلولی آینده

استاندارد 4G برای انتقال مداوم گیگابایت اطلاعات طراحی شده است، حتی کانالی برای انتقال صدا ندارد. با توجه به طرح های مالتی پلکس بسیار کارآمد، دانلود یک فیلم با کیفیت بالا در چنین شبکه ای 10-15 دقیقه از کاربر طول می کشد. با این حال، حتی توانایی های آن در حال حاضر محدود در نظر گرفته می شود.

در سال 2020، راه اندازی رسمی نسل جدیدی از ارتباطات 5G انتظار می رود که امکان انتقال حجم زیادی از داده ها را با سرعت فوق العاده بالا تا 10 گیگابیت در ثانیه فراهم می کند. علاوه بر این، استاندارد به شما امکان می دهد تا به آن متصل شوید اینترنت پرسرعتتا 100 میلیارد دستگاه

این 5G است که به اینترنت اشیاء واقعی امکان می دهد ظاهر شود - میلیاردها دستگاه اطلاعات را در زمان واقعی تبادل می کنند. به گفته کارشناسان، ترافیک شبکه به زودی 400 درصد رشد خواهد کرد. به عنوان مثال، خودروها به طور مداوم در شبکه جهانی خواهند بود و داده های ترافیکی را دریافت می کنند.

تأخیر کم ارتباط بلادرنگ بین وسایل نقلیه و زیرساخت را تضمین می کند. انتظار می رود یک اتصال قابل اعتماد و همیشه روشن راه را برای راه اندازی وسایل نقلیه کاملاً خودمختار در جاده ها برای اولین بار باز کند.

اپراتورهای روسی در حال حاضر با مشخصات جدید آزمایش می کنند - به عنوان مثال، Rostelecom در این جهت کار می کند. این شرکت توافق نامه ای را برای ساخت شبکه های 5G در مرکز نوآوری Skolkovo امضا کرد. اجرای این پروژه در برنامه دولتی «اقتصاد دیجیتال» که اخیراً توسط دولت تصویب شده است، گنجانده شده است.