اصول اولیه تلفن همراه بسیار ساده است. در ابتدا، FCC مناطق پوشش جغرافیایی را برای سیستم های رادیویی سلولی بر اساس داده های سرشماری اصلاح شده 1980 ایجاد کرد. ارتباط سلولیاین واقعیت شامل این واقعیت است که هر منطقه به سلول هایی به شکل شش ضلعی تقسیم می شود، که در ترکیب، ساختاری شبیه لانه زنبوری را تشکیل می دهند، همانطور که در شکل 6.1 نشان داده شده است. شکل شش ضلعی انتخاب شد زیرا کارآمدترین انتقال را ارائه می دهد که تقریباً مطابق با آن است نمودار دایره ایجهت دهی و در عین حال از بین بردن شکاف هایی که همیشه بین دایره های مجاور رخ می دهد.

یک سلول با اندازه فیزیکی، جمعیت و الگوی ترافیک آن تعریف می شود. FCC تعداد سلول های سیستم و اندازه آنها را تنظیم نمی کند و اپراتورها را مجبور می کند این پارامترها را مطابق با الگوی ترافیک مورد انتظار تنظیم کنند. به هر منطقه جغرافیایی تعداد ثابتی کانال صوتی سلولی اختصاص داده شده است. ابعاد فیزیکی یک سلول به تراکم مشترک و ساختار تماس بستگی دارد. به عنوان مثال، سلول های بزرگ (سلول های ماکرو) معمولاً دارای شعاع 1.6 تا 24 کیلومتر با قدرت فرستنده ایستگاه پایه 1 وات تا 6 وات هستند. کوچکترین سلول ها (میکروسل ها) معمولاً دارای شعاع 460 متر یا کمتر با توان فرستنده ایستگاه پایه 0.1 وات تا 1 وات هستند. شکل 6.1b یک پیکربندی لانه زنبوری با دو اندازه سلول را نشان می دهد.

شکل 6.1. – ساختار لانه زنبوری سلول های الف) ساختار لانه زنبوری با لانه زنبوری دو اندازه ب) طبقه بندی لانه زنبوری ج)

میکروسل ها بیشتر در مناطقی با تراکم جمعیت زیاد استفاده می شوند. میکروسل‌ها به دلیل برد کوتاه خود، کمتر در معرض اثرات تخریب انتقال مانند بازتاب‌ها و تأخیرهای سیگنال هستند.

یک سلول ماکرو ممکن است با گروهی از سلول‌های میکرو همپوشانی داشته باشد، به طوری که سلول‌های میکرو دستگاه‌های همراه با حرکت آهسته و سلول‌های ماکرو دستگاه‌های متحرک سریع را ارائه می‌کنند. دستگاه تلفن همراه قادر است سرعت حرکت خود را سریع یا آهسته تعیین کند. این امکان کاهش تعداد پرش ها از یک سلول به سلول دیگر و تصحیح داده های مکان را فراهم می کند.

الگوریتم انتقال از یک سلول به سلول دیگر را می توان در فواصل کوچک بین دستگاه تلفن همراه و ایستگاه پایه میکروسل تغییر داد.

گاهی اوقات سیگنال های رادیویی در یک سلول برای ارائه ارتباطات داخلی مطمئن بسیار ضعیف هستند. این امر مخصوصاً برای مناطقی که به خوبی محافظت می شوند و مناطقی که سطح تداخل بالایی دارند صادق است. در چنین مواردی از سلول های بسیار کوچک استفاده می شود - سلول های پیکو. سلول های پیکو داخلی می توانند از فرکانس های مشابه سلول های معمولی استفاده کنند این منطقهبه خصوص زمانی که مطلوب باشد محیطبه عنوان مثال، در تونل های زیرزمینی.

هنگام برنامه ریزی سیستم هایی با استفاده از سلول های شش ضلعی، فرستنده های ایستگاه پایه را می توان در مرکز سلول، لبه سلول یا در بالای سلول قرار داد (شکل 6.2 a، b، c، به ترتیب). در سلول های دارای فرستنده در مرکز، معمولاً از آنتن های همه جهته و در سلول هایی با فرستنده در لبه یا در بالا، از آنتن های جهت دار سکتور استفاده می شود.

آنتن های همه جهته سیگنال ها را به طور مساوی در همه جهات تابش و دریافت می کنند.

شکل 6.2 - قرار دادن فرستنده ها در سلول ها: در مرکز a); در لبه b)؛ در بالا ج)

در یک سیستم ارتباط سلولی، یک ایستگاه پایه ثابت قدرتمند که در بالای مرکز شهر قرار دارد را می توان با چندین ایستگاه کم مصرف یکسان جایگزین کرد که در ناحیه تحت پوشش در مکان های نزدیک به زمین نصب شده اند.

سلول هایی که از یک گروه رادیویی استفاده می کنند، اگر به درستی جدا شوند، می توانند از تداخل جلوگیری کنند. در این حالت استفاده مجدد از فرکانس مشاهده می شود. استفاده مجدد فرکانس عبارت است از تخصیص یک گروه فرکانس (کانال) به چندین سلول، مشروط بر اینکه این سلول ها با فواصل قابل توجهی از هم جدا شوند. استفاده مجدد از فرکانس با کاهش سطح پوشش هر سلول تسهیل می شود. به ایستگاه پایه هر سلول، گروهی از فرکانس‌های عملیاتی اختصاص داده می‌شود که با فرکانس‌های سلول‌های همسایه متفاوت است و آنتن‌های ایستگاه پایه به‌گونه‌ای انتخاب می‌شوند که ناحیه تحت پوشش مورد نظر را در سلول آن پوشش دهند. از آنجایی که منطقه سرویس به مرزهای یک سلول محدود می شود، سلول های مختلف می توانند از یک گروه فرکانس کاری بدون تداخل متقابل استفاده کنند، مشروط بر اینکه دو سلول از این قبیل در فاصله کافی از یکدیگر باشند.

منطقه خدمات جغرافیایی سیستم سلولی، شامل چندین گروه از سلول ها تقسیم می شود خوشه ها (شکل 6.3). هر خوشه از هفت سلول تشکیل شده است که به همان تعداد کانال ارتباطی کامل دوبلکس اختصاص داده شده است. سلول هایی با حروف یکسان از همان گروه فرکانس های کاری استفاده می کنند. همانطور که از شکل مشخص است، در هر سه خوشه از گروه های فرکانس یکسانی استفاده شده است که امکان سه برابر شدن تعداد کانال های ارتباطی سیار موجود را فراهم می کند. نامه ها آ, ب, سی, D, E, افو جینشان دهنده هفت گروه فرکانس است.

شکل 6.3 - اصل استفاده مجدد از فرکانس در ارتباطات سلولی

سیستمی را در نظر بگیرید با مقدار ثابتکانال های دوبلکس کامل در برخی مناطق موجود است. هر منطقه خدماتی به خوشه هایی تقسیم می شود و گروهی از کانال ها را دریافت می کند که بین آنها توزیع می شود نسلول های خوشه، گروه بندی به ترکیبات غیر تکراری. همه سلول ها تعداد کانال های یکسانی دارند، اما می توانند مناطق تک اندازه را ارائه دهند.

به این ترتیب، تعداد کلکانال های ارتباطی سلولی موجود در یک خوشه را می توان با عبارت زیر نشان داد:

F=GN (6.1)

جایی که اف- تعداد کانال های ارتباطی سلولی تمام دوبلکس موجود در خوشه؛

جی- تعداد کانال ها در یک سلول؛

نتعداد سلول های خوشه است.

اگر خوشه در منطقه خدمات داده شده "کپی" شود متربارها، تعداد کل کانال های فول دوبلکس خواهد بود:

C=mGN=mF (6.2)

جایی که از جانب- تعداد کل کانال ها در یک منطقه مشخص؛

مترتعداد خوشه ها در یک منطقه معین است.

از عبارات (6.1) و (6.2) می توان دریافت که تعداد کل کانال ها در یک سیستم تلفن همراه مستقیماً با تعداد "تکرارات" خوشه ای در یک منطقه خدماتی معین متناسب است. اگر اندازه خوشه کاهش یابد در حالی که اندازه سلول ثابت بماند، به خوشه های بیشتری برای پوشش یک منطقه خدماتی معین نیاز خواهد بود و تعداد کل کانال ها در سیستم افزایش می یابد.

تعداد مشترکینی که می توانند به طور همزمان از همان گروه فرکانس ها (کانال ها) استفاده کنند در حالی که در سلول های همسایه یک منطقه خدماتی کوچک (مثلاً در یک شهر) نیستند، به تعداد کل سلول های این منطقه بستگی دارد. به طور معمول، تعداد چنین مشترکین چهار نفر است، اما در مناطق پرجمعیت می تواند بسیار بیشتر باشد. این شماره نامیده می شود فاکتور استفاده مجدد فرکانس یا FRF – فاکتور استفاده مجدد فرکانس. از نظر ریاضی می توان آن را به صورت زیر بیان کرد:

(6.3)

جایی که ن- تعداد کل کانال های تمام دوبلکس در منطقه خدمات؛

از جانب- تعداد کل کانال های دوبلکس کامل در سلول.

با افزایش پیش‌بینی‌شده در ترافیک سلولی، افزایش تقاضا برای خدمات با کاهش اندازه سلول، تقسیم آن به چندین سلول، که هر کدام ایستگاه پایه خود را دارند، برآورده می‌شود. جداسازی کارآمد سلول به سیستم اجازه می دهد تا زمانی که سلول ها خیلی کوچک نباشند، تماس های بیشتری را مدیریت کند. اگر قطر سلول کمتر از 460 متر شود، ایستگاه های پایه سلول های مجاور همدیگر را تحت تأثیر قرار می دهند. رابطه بین استفاده مجدد فرکانس و اندازه خوشه تعیین می کند که چگونه می توان تغییر کرد مقیاس سیستم سلولی در صورت افزایش تراکم مشترک. هر چه تعداد سلول ها در یک خوشه کمتر باشد، احتمال تداخل بین کانال ها بیشتر است.

از آنجایی که سلول ها شش ضلعی هستند، هر سلول همیشه دارای شش سلول همسایه است و زوایای بین خطوطی که مرکز هر سلول را به مراکز سلول های همسایه متصل می کند مضرب 60 درجه است. بنابراین، تعداد اندازه‌های خوشه‌ای ممکن و طرح‌بندی سلول‌ها محدود است. برای اتصال سلول ها به یکدیگر بدون شکاف (به صورت موزاییکی)، ابعاد هندسی شش ضلعی باید به گونه ای باشد که تعداد سلول های خوشه شرایط را برآورده کند:

(6.4)

جایی که ن- تعداد سلول ها در خوشه؛ منو jاعداد صحیح غیر منفی هستند.

یافتن مسیری به نزدیکترین سلولهای هم کانال (به اصطلاح سلولهای ردیف اول) به شرح زیر است:

حرکت کن منسلول ها (از طریق مراکز سلول های مجاور):

حرکت کن jسلول ها به جلو (از طریق مراکز سلول های همسایه).

به عنوان مثال، تعداد سلول های خوشه و محل سلول های ردیف اول برای مقادیر زیر: j = 2. i = 3 از عبارت 6.4 تعیین می شود (شکل 6.4). N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

شکل 6.5 شش نزدیکترین سلول را با استفاده از کانال های مشابه سلول نشان می دهد ولی.

فرآیند انتقال از یک سلول به سلول دیگر، یعنی. هنگامی که دستگاه تلفن همراه از ایستگاه پایه 1 به ایستگاه پایه 2 دور می شود (شکل 6.6) شامل چهار مرحله اصلی است:

1) شروع - دستگاه تلفن همراه یا شبکه نیاز به تحویل را تشخیص می دهد و مراحل لازم شبکه را آغاز می کند.

2) رزرو منبع - با کمک رویه های شبکه مناسب، منابع شبکه لازم برای تحویل (کانال صوتی و کانال کنترل) رزرو می شود.

3) اجرا - انتقال مستقیم کنترل از یک ایستگاه پایه به ایستگاه دیگر.

4) خاتمه - منابع اضافی شبکه آزاد می شود و در دسترس سایر دستگاه های تلفن همراه قرار می گیرد.

شکل 6.6 - تحویل

برای این کار پیشنهاد می کنیم به شرکت Beeline مراجعه کنید.

در خاک روسیه تاسیس شد مقدار زیادیلیسانس - ایستگاه های پایه. احتمالاً بسیاری از شما سازه های قرمز و سفید سر به فلک کشیده در مزارع یا سازه های نصب شده بر روی پشت بام ساختمان های غیر مسکونی را دیده اید. هر یک از این ایستگاه های پایه قادر به دریافت سیگنال از آن هستند تلفن همراهدر فاصله تا 35 کیلومتر، از طریق کانال های رسمی یا صوتی با او تماس بگیرید.

پس از اینکه شماره مشترک مورد نظر را در تلفن خود شماره گیری کردید، این اتفاق می افتد: تلفن همراه نزدیکترین BS را پیدا می کند، از طریق کانال سرویس با آن تماس می گیرد و یک کانال صوتی درخواست می کند. پس از آن، BS یک درخواست به کنترل کننده (BSC) ارسال می کند، که سپس به ارتباط دهنده می رود. اگر طرف تماس توسط همان اپراتور شما ارائه شود، ارتباط‌دهنده پایگاه داده ثبت موقعیت مکانی (HLR) را بررسی می‌کند تا متوجه شود فردی که با آن تماس می‌گیرید دقیقاً در کجا قرار دارد و تماس را به تابلوی صحیح هدایت می‌کند، که سپس انتقال می‌یابد. تماس با کنترلر و سپس به ایستگاه پایه. و در نهایت، ایستگاه پایه با تلفن همراه شخص مناسب تماس گرفته و شما را با او وصل می کند. و اگر کسی که می خواهید با او صحبت کنید مشترک اپراتور تلفن همراه دیگری باشد یا با شماره تلفن ثابت تماس بگیرید، سوئیچ سوئیچ مربوط به شبکه دیگری را "پیدا" می کند و به آن روی می آورد. خیلی گیج کننده به نظر می رسد، درست است؟ بیایید سعی کنیم این موضوع را با جزئیات بیشتری تجزیه و تحلیل کنیم.

اما برگردیم به تجهیزات. همانطور که قبلاً گفتیم، تماس از BS به کنترل کننده (BSC) منتقل می شود. از نظر ظاهری، تفاوت چندانی با ایستگاه پایه ندارد:

تعداد ایستگاه های پایه ای که قادر به سرویس دهی به کنترلر هستند می تواند به شش دوجین برسد. کنترلر و BS از طریق کانال های رله نوری یا رادیویی با هم ارتباط برقرار می کنند. کنترل کننده عملکرد کانال های رادیویی را کنترل می کند.

در زیر می توانید ببینید که سوئیچ چیست:

تعداد کنترل کننده های سرویس شده توسط سوئیچ از دو تا سی متغیر است. سوئیچ ها در اتاق های بزرگ پر از کابینت های فلزی با تجهیزات قرار می گیرند.

وظیفه سوئیچ مدیریت ترافیک است. اگر قبلاً برای صحبت با یکدیگر ، مشترکین مجبور بودند ابتدا با اپراتور تلفن تماس بگیرند ، که سپس به صورت دستی سیم های لازم را مرتب می کرد ، اکنون سوئیچ با نقش خود عالی کار می کند.

در داخل خودروها دستگاه هایی وجود دارد که برای جمع آوری و پردازش داده ها طراحی شده اند:

کنترلرها و سوئیچ ها 24 ساعت شبانه روز تحت کنترل هوشیار هستند. ردیابی در به اصطلاح CKC (مرکز کنترل هوای مرکز کنترل شبکه) انجام می شود.

اصلان نوشته شده در 2 فوریه 2016

ارتباطات سلولی اخیراً چنان در زندگی روزمره ما جا افتاده است که تصور جامعه مدرن بدون آن دشوار است. مانند بسیاری از اختراعات بزرگ دیگر، تلفن همراه تأثیر زیادی بر زندگی ما و بسیاری از مناطق آن گذاشته است. به سختی می توان گفت که اگر این شکل راحت ارتباطی نبود، آینده چگونه بود. قطعاً همان چیزی است که در فیلم «بازگشت به آینده 2» وجود دارد که در آن ماشین های پرنده، هاوربرد و غیره وجود دارد، اما سرویس تلفن همراه وجود ندارد!

اما امروز در گزارشی ویژه داستانی نه در مورد آینده، بلکه در مورد نحوه چیدمان و کارکرد ارتباطات سلولی مدرن ارائه خواهد شد.

به منظور اطلاع از نحوه عملکرد ارتباطات سلولی مدرن در قالب 3G / 4G، از خودم دعوت کردم تا از اپراتور جدید فدرال Tele2 بازدید کنم و تمام روز را با مهندسان آنها گذراندم که تمام پیچیدگی های انتقال داده از طریق تلفن همراه ما را برای من توضیح دادند. گوشی ها

اما ابتدا اجازه دهید کمی در مورد تاریخچه پیدایش ارتباطات سلولی به شما بگویم.

اصول ارتباط بی سیم تقریباً 70 سال پیش آزمایش شد - اولین تلفن رادیویی سیار عمومی در سال 1946 در سنت لوئیس ایالات متحده ظاهر شد. در اتحاد جماهیر شوروی، یک نمونه اولیه تلفن رادیویی سیار در سال 1957 ایجاد شد، سپس دانشمندان کشورهای دیگر دستگاه های مشابهی با ویژگی های مختلف ایجاد کردند و تنها در دهه 70 قرن گذشته در آمریکا اصول مدرن ارتباطات سلولی تعیین شد و پس از آن توسعه آن انجام شد. آغاز شد.

مارتین کوپر - مخترع نمونه اولیه تلفن همراه قابل حمل گوشی موتورولا DynaTAC با وزن 1.15 کیلوگرم و ابعاد 22.5x12.5x3.75 سانتی متر

اگر در کشورهای غربی، تا اواسط دهه 90 قرن گذشته، ارتباطات سلولی گسترده بود و توسط بخش بزرگی از جمعیت مورد استفاده قرار می گرفت، پس در روسیه تنها شروع به ظاهر شدن کرد و بیش از 10 سال پیش در دسترس همه قرار گرفت.

تلفن‌های همراه بزرگ آجری شکل که در قالب‌های نسل اول و دوم کار می‌کردند در تاریخ ماندگار شدند و جای خود را به گوشی‌های هوشمند با 3G و 4G، ارتباطات صوتی بهتر و اینترنت پرسرعت دادند.

چرا به آن سلولی می گویند؟ زیرا قلمرویی که در آن ارتباط برقرار می شود به سلول ها یا سلول های جداگانه تقسیم می شود که در مرکز آنها ایستگاه های پایه (BS) وجود دارد. در هر "سلول" مشترک همان مجموعه خدمات را در محدوده های سرزمینی خاصی دریافت می کند. این بدان معنی است که هنگام انتقال از یک "سلول" به سلول دیگر، مشترک وابستگی سرزمینی را احساس نمی کند و می تواند آزادانه از خدمات ارتباطی استفاده کند.

بسیار مهم است که در هنگام حرکت پیوستگی اتصال وجود داشته باشد. این امر توسط به اصطلاح تحویل تضمین می شود، که در آن ارتباط برقرار شده توسط مشترک به گونه ای است که گویی توسط سلول های همسایه در یک مسابقه رله دریافت می شود و مشترک همچنان به صحبت یا حفاری در شبکه های اجتماعی ادامه می دهد.

کل شبکه به دو زیر سیستم تقسیم می شود: زیر سیستم ایستگاه پایه و زیر سیستم سوئیچینگ. از نظر شماتیک به این صورت است:

در وسط "سلول"، همانطور که در بالا ذکر شد، ایستگاه پایه قرار دارد که معمولاً به سه "سلول" خدمات می دهد. سیگنال رادیویی از ایستگاه پایه از طریق 3 آنتن سکتور تابش می شود که هر کدام به "سلول" خود هدایت می شوند. این اتفاق می افتد که چندین آنتن یک ایستگاه پایه به طور همزمان به یک "سلول" هدایت می شوند. این به دلیل این واقعیت است که شبکه سلولی در چندین باند (900 و 1800 مگاهرتز) کار می کند. علاوه بر این، این ایستگاه پایه ممکن است تجهیزات چند نسل ارتباطی (2G و 3G) را به طور همزمان داشته باشد.

اما در برج های Tele2 BS فقط تجهیزات سوم و نسل چهارم- 3G/4G، زیرا شرکت تصمیم گرفت فرمت های قدیمی را به نفع قالب های جدید کنار بگذارد که به جلوگیری از وقفه کمک می کند. ارتباط صوتیو اینترنت با ثبات تری ارائه دهد. منظم شبکه های اجتماعی از من حمایت می کنند که در زمان ما سرعت اینترنت بسیار مهم است، 100-200 کیلوبایت در ثانیه دیگر کافی نیست، همانطور که چند سال پیش بود.

رایج ترین مکان برای BS یک برج یا دکل است که به طور خاص برای آن ساخته شده است. مطمئناً می‌توانید برج‌های قرمز و سفید BS را در جایی دور از ساختمان‌های مسکونی (در یک مزرعه، روی یک تپه)، یا جایی که هیچ ساختمان بلندی در آن نزدیکی وجود ندارد، ببینید. مثل این که از پنجره من قابل مشاهده است.

با این حال، در مناطق شهری یافتن مکانی برای یک سازه عظیم دشوار است. بنابراین، در شهرهای بزرگ، ایستگاه های پایه بر روی ساختمان ها قرار می گیرند. هر ایستگاه سیگنالی را از آن دریافت می کند تلفن های همراهدر فاصله تا 35 کیلومتر.

اینها آنتن هستند، خود تجهیزات BS در اتاق زیر شیروانی یا در یک ظرف روی سقف قرار دارد که یک جفت کابینت آهنی است.

برخی از ایستگاه های پایه در جایی قرار دارند که حتی نمی توانید حدس بزنید. مثل پشت بام این پارکینگ.

آنتن BS از چندین بخش تشکیل شده است که هر یک سیگنال را در جهت خود دریافت / ارسال می کند. اگر آنتن عمودی با تلفن ها ارتباط برقرار کند، آنتن گرد BS را به کنترلر متصل می کند.

بسته به ویژگی ها، هر بخش می تواند تا 72 تماس را به طور همزمان انجام دهد. یک BS می تواند از 6 بخش تشکیل شده و تا 432 تماس را ارائه دهد، اما معمولا فرستنده ها و سکتورهای کمتری در ایستگاه ها نصب می شوند. اپراتورهای تلفن همراه مانند Tele2 ترجیح می دهند BS بیشتری را برای بهبود کیفیت ارتباطات نصب کنند. همانطور که به من گفته شد، مدرن ترین تجهیزات در اینجا استفاده می شود: ایستگاه های پایه اریکسون، شبکه حمل و نقل - Alcatel Lucent.

از زیر سیستم ایستگاه های پایه، سیگنال به سمت زیر سیستم سوئیچینگ منتقل می شود، جایی که ارتباط با جهت مورد نظر مشترک برقرار می شود. زیرسیستم سوئیچینگ دارای تعدادی پایگاه داده است که اطلاعات مربوط به مشترکین را ذخیره می کند. علاوه بر این، این زیرسیستم مسئولیت امنیت را نیز بر عهده دارد. به بیان ساده، سوئیچ است این همان عملکردهای اپراتورهای زن را دارد که قبلاً شما را به صورت دستی با مشترک وصل می کردند ، فقط اکنون همه چیز به طور خودکار اتفاق می افتد.

تجهیزات این ایستگاه پایه در این کابینت آهنی پنهان شده است.

علاوه بر برج‌های معمولی، انواع متحرک ایستگاه‌های پایه نیز روی کامیون‌ها قرار می‌گیرند. آنها برای استفاده در طول بسیار راحت هستند بلایای طبیعییا در مکان های شلوغ (استادیوم های فوتبال، میادین مرکزی) در تعطیلات، کنسرت ها و رویدادهای مختلف. اما، متأسفانه، به دلیل مشکلات در قانون، آنها هنوز کاربرد گسترده ای پیدا نکرده اند.

به منظور ارائه پوشش رادیویی سطح زمین بهینه، ایستگاه های پایه با وجود برد 35 کیلومتری به روش خاصی طراحی شده اند. سیگنال به ارتفاع پرواز هواپیما گسترش نمی یابد. با این حال، برخی از خطوط هوایی قبلاً شروع به نصب ایستگاه های پایه کوچک در هواپیماهای خود کرده اند تا ارتباطات سلولی را در داخل هواپیما برقرار کنند. چنین BS به زمین متصل است شبکه تلفن همراهبا استفاده از 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.

من همچنین به دفتر Tele2 نگاه کردم تا ببینم چگونه متخصصان کیفیت ارتباطات سلولی را کنترل می کنند. اگر چند سال پیش چنین اتاقی با نمایشگرهایی که داده های شبکه را نشان می داد (ازدحام، خرابی شبکه و غیره) به سقف آویزان می شد، پس با گذشت زمان، نیاز به چنین تعداد مانیتور از بین رفته است.

فناوری در طول زمان تکامل یافته است و چنین اتاق کوچکی با چند متخصص برای نظارت بر عملکرد کل شبکه در مسکو کافی است.

چند نما از دفتر Tele2.

در جلسه کارکنان شرکت، برنامه هایی برای تصرف پایتخت مورد بحث قرار می گیرد) از ابتدای ساخت و ساز تا به امروز، Tele2 توانسته است تمام مسکو را با شبکه خود پوشش دهد و به تدریج منطقه مسکو را فتح کرده و بیش از 100 مورد را راه اندازی کرد. ایستگاه های پایه هفتگی از آنجایی که من اکنون در این منطقه زندگی می کنم، برای من بسیار مهم است. تا این شبکه در اسرع وقت به شهر من بیاید.

این شرکت قصد دارد برای سال 2016 ارتباطات پرسرعت را در مترو در همه ایستگاه ها ارائه دهد، در ابتدای سال 2016 ارتباطات Tele2 در 11 ایستگاه حضور دارد: ارتباطات 3G / 4G در ایستگاه های مترو Borisovo، Delovoy Tsentr، Kotelniki، Lermontovsky Prospekt، Troparevo. ، Shipilovskaya، Zyablikovo، 3G: Belorusskaya (Koltsevaya)، اسپارتاک، بزرگراه Pyatnitskoye، Zhulebino.

همانطور که در بالا گفتم، Tele2 فرمت GSM را به نفع استانداردهای نسل سوم و چهارم - 3G / 4G کنار گذاشت. این به شما امکان می دهد ایستگاه های پایه 3G / 4G را با فرکانس بالاتر نصب کنید (به عنوان مثال، در داخل جاده کمربندی مسکو، پایه BS در فاصله حدود 500 متری از یکدیگر) برای برقراری ارتباط پایدارتر و سرعت بالا اینترنت تلفن همراه، که در شبکه های فرمت های قبلی نبود.

از دفتر شرکت، من، در شرکت مهندسان نیکیفور و ولادیمیر، به یکی از نقاطی که باید سرعت ارتباط را اندازه گیری کنند، می روم. نیکیفور در مقابل یکی از دکل ها که تجهیزات ارتباطی روی آن نصب شده است می ایستد. اگر دقت کنید، کمی دورتر به سمت چپ، متوجه یک دکل دیگر از این دست، با تجهیزات سایر اپراتورهای سلولی خواهید شد.

شاید عجیب به نظر برسد اما اپراتورهای سلولیاغلب به رقبای خود اجازه می دهند تا از سازه های برج خود برای قرار دادن آنتن ها (به طور طبیعی با شرایط دو طرفه سودمند) استفاده کنند. این به این دلیل است که ساخت یک برج یا دکل گران است و چنین صرافی باعث صرفه جویی در هزینه می شود!

در حالی که سرعت ارتباط را اندازه می گرفتیم، مادربزرگ ها و عموهای عابران چندین بار از نیکیفور پرسیدند که آیا او جاسوس است)) "بله، ما رادیو آزادی را پارازیت می کنیم!").

این تجهیزات در واقع غیرعادی به نظر می رسند، شما می توانید هر چیزی را از ظاهر آن فرض کنید.

با توجه به اینکه در مسکو و منطقه این شرکت بیش از 7 هزار کارمند دارد، متخصصان این شرکت کار زیادی دارند. ایستگاه های پایه: حدود 5 هزار نفر از آنها. 3G و حدود 2 هزار. ایستگاه های پایه LTE و اخیراً تعداد BS حدود هزار نفر دیگر افزایش یافته است.
تنها در سه ماه، 55 درصد از تعداد کل ایستگاه های پایه جدید اپراتور در منطقه در منطقه مسکو روی آنتن رفت. AT این لحظهاین شرکت پوشش با کیفیتی از قلمرویی که بیش از 90 درصد از جمعیت مسکو و منطقه مسکو در آن زندگی می کنند ارائه می دهد.
به هر حال، در ماه دسامبر، شبکه 3G Tele2 به عنوان بهترین کیفیت در بین تمام اپراتورهای شهری شناخته شد.

اما تصمیم گرفتم شخصا بررسی کنم که ارتباط Tele2 چقدر خوب است، بنابراین یک سیم کارت در نزدیکترین مرکز خرید در ایستگاه مترو Voikovskaya خریدم، با بیشترین میزان تعرفه ساده"بسیار سیاه" برای 299 r (400 اس ام اس در دقیقه و 4 گیگابایت). به هر حال، من یک تعرفه Beeline مشابه داشتم که 100 روبل گران تر است.

بدون دور شدن از صندوق، سرعت را چک کردم. دریافت - 6.13 مگابیت در ثانیه، انتقال - 2.57 مگابیت در ثانیه. با توجه به اینکه من در مرکز یک مرکز خرید ایستاده ام، این یک نتیجه خوب است، ارتباط Tele2 به خوبی از دیوارهای یک مرکز خرید بزرگ نفوذ می کند.

در ایستگاه مترو Tretyakovskaya. دریافت سیگنال - 5.82 مگابیت در ثانیه، انتقال - 3.22 مگابیت در ثانیه.

و در m. Krasnogvardeiskaya. دریافت - 6.22 مگابیت در ثانیه، انتقال - 3.77 مگابیت در ثانیه. در خروجی مترو اندازه گیری شد. اگر در نظر بگیریم که اینجا حومه مسکو است، بسیار مناسب است. من فکر می کنم که این اتصال کاملا قابل قبول است، با توجه به اینکه Tele2 فقط چند ماه پیش در مسکو ظاهر شد، می توان با اطمینان گفت که پایدار است.

یک اتصال پایدار Tele2 در پایتخت وجود دارد که خوب است. من واقعا امیدوارم که آنها به سرعت به منطقه بیایند و بتوانم از ارتباط آنها به طور کامل استفاده کنم.

اکنون می دانید که ارتباطات سلولی چگونه کار می کند!

اگر محصول یا خدماتی دارید که می خواهید در مورد آن به خوانندگان ما بگویید، برای من بنویسید - اصلان ( [ایمیل محافظت شده] ) و ما بهترین گزارش را تهیه خواهیم کرد که نه تنها توسط خوانندگان جامعه، بلکه توسط سایت http://ikaketosdelano.ru مشاهده خواهد شد.

در گروه های ما نیز مشترک شوید فیس بوک، vkontakte،همکلاسی هاو در گوگل + پلاس، جایی که جالب ترین چیزها از جامعه پست می شود، به علاوه مطالبی که در اینجا نیستند و ویدیویی در مورد نحوه عملکرد همه چیز در دنیای ما.

روی نماد کلیک کنید و مشترک شوید!

ارتباط تلفنی انتقال اطلاعات گفتاری در فواصل طولانی است. تلفن به مردم اجازه می دهد که در زمان واقعی با هم ارتباط برقرار کنند.

اگر در زمان ظهور فناوری تنها یک روش انتقال داده وجود داشت - آنالوگ، در حال حاضر بیشترین سیستم های مختلفارتباطات تلفن، ماهواره و اتصال تلفن همراهو همچنین IP-telephony ارتباط قابل اعتمادی را بین مشترکین، حتی اگر در نقاط مختلف جهان باشند، فراهم می کند. چگونه کار می کند ارتباطات تلفنیهنگام استفاده از هر یک از روش ها؟

تلفن سیمی (آنالوگ) خوب قدیمی

اصطلاح ارتباط تلفنی اغلب به عنوان ارتباط آنالوگ شناخته می شود، روشی برای انتقال داده که تقریباً برای یک قرن و نیم آشنا شده است. هنگام استفاده از این، اطلاعات به طور مداوم، بدون رمزگذاری میانی منتقل می شود.

اتصال دو مشترک با شماره گیری تنظیم می شود و سپس ارتباط با انتقال سیگنال از فردی به فرد دیگر از طریق سیم به معنای واقعی کلمه انجام می شود. مشترکین دیگر توسط اپراتورهای تلفن وصل نمی شوند، بلکه توسط روبات ها به هم متصل می شوند که این امر هزینه فرآیند را بسیار ساده و کاهش می دهد، اما اصل عملکرد شبکه های ارتباطی آنالوگ یکسان باقی مانده است.

ارتباطات سیار (سلولی).

مشترکین اپراتورهای تلفن همراه به اشتباه معتقدند که آنها "سیم" را که آنها را به مبادلات تلفنی متصل می کند، قطع می کنند. از نظر ظاهری، همه چیز اینگونه است - فرد می تواند در هر جایی (در محدوده سیگنال) حرکت کند، بدون اینکه مکالمه را قطع کند و ارتباط خود را با طرف مقابل قطع کند، و<подключить телефонную связь стало легче и проще.

با این حال، اگر درک کنیم که ارتباطات سیار چگونه کار می کند، تفاوت چندانی با عملکرد شبکه های آنالوگ پیدا نمی کنیم. سیگنال در واقع "در هوا شناور است"، فقط از تلفن تماس گیرنده به فرستنده گیرنده می رسد، که به نوبه خود با تجهیزات مشابه نزدیک به مشترک تماس گرفته شده ارتباط برقرار می کند ... از طریق شبکه های فیبر نوری.

مرحله رادیویی داده تنها مسیر سیگنال تلفن تا نزدیکترین ایستگاه پایه را پوشش می دهد که به روش کاملا سنتی به سایر شبکه های ارتباطی متصل می شود. نحوه عملکرد ارتباطات سلولی مشخص است. مزایا و معایب آن چیست؟

این فناوری تحرک بیشتری را نسبت به انتقال داده های آنالوگ ارائه می دهد، اما خطرات یکسان تداخل ناخواسته و امکان گوش دادن به خطوط را به همراه دارد.

مسیر سیگنال سلولی

اجازه دهید با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم که دقیقا چگونه سیگنال به مشترک فراخوان می رسد.

1. کاربر شماره ای را می گیرد.
2. تلفن او با نزدیکترین ایستگاه پایه یک پیوند رادیویی برقرار می کند. آنها بر روی ساختمان های بلند، ساختمان های صنعتی و برج ها قرار دارند. هر ایستگاه از آنتن های فرستنده و گیرنده (از 1 تا 12) و یک واحد کنترل تشکیل شده است. ایستگاه های پایه که به یک منطقه خدمات رسانی می کنند به کنترل کننده متصل می شوند.
3. از واحد کنترل ایستگاه پایه، سیگنال از طریق کابل به کنترلر و از آنجا نیز از طریق کابل به سوییچ منتقل می شود. این دستگاه سیگنال ورودی و خروجی را به خطوط ارتباطی مختلف ارائه می دهد: اپراتورهای تلفن همراه، شهری، بین المللی و دیگر. بسته به اندازه شبکه، ممکن است شامل یک یا چند سوئیچ باشد که توسط سیم به یکدیگر متصل هستند.
4. از تابلوی "خود"، سیگنال از طریق کابل های پرسرعت به تابلوی اپراتور دیگر منتقل می شود، و دومی به راحتی تعیین می کند که مشترکی که تماس با او خطاب می شود در منطقه تحت پوشش قرار دارد.
5. سوئیچ کنترل کننده مورد نظر را صدا می کند که سیگنالی را به ایستگاه پایه ارسال می کند که تلفن همراه را "بازجویی" می کند.
6. طرف فراخوان یک تماس دریافتی دریافت می کند.

چنین ساختار چند لایه شبکه به شما امکان می دهد بار را به طور مساوی بین تمام گره های آن توزیع کنید. این امر احتمال خرابی تجهیزات را کاهش می دهد و ارتباط بدون وقفه را تضمین می کند.

نحوه عملکرد ارتباطات سلولی مشخص است. مزایا و معایب آن چیست؟ این فناوری تحرک بیشتری را نسبت به انتقال داده های آنالوگ ارائه می دهد، اما خطرات یکسان تداخل ناخواسته و امکان گوش دادن به خطوط را به همراه دارد.

اتصال ماهواره ای

بیایید ببینیم ارتباطات ماهواره ای، که بالاترین سطح توسعه ارتباطات رله رادیویی امروزی است، چگونه کار می کند. یک تکرار کننده که در مدار قرار می گیرد به تنهایی قادر است سطح وسیعی از سطح سیاره را پوشش دهد. شبکه ای از ایستگاه های پایه، مانند مورد ارتباطات سلولی، دیگر مورد نیاز نیست.

یک مشترک مجزا این فرصت را دارد که تقریباً بدون محدودیت سفر کند و حتی در تایگا یا جنگل در ارتباط بماند. یک مشترک شخص حقوقی می تواند کل یک مینی PBX را به یک آنتن تکرار کننده متصل کند (این همان "ظروف" از قبل آشنا است)، با این حال، باید حجم ورودی و خروجی و همچنین اندازه فایل های مورد نیاز را در نظر گرفت. باید فرستاده شود.

معایب تکنولوژی:

• وابستگی جدی به آب و هوا یک طوفان مغناطیسی یا فاجعه دیگر می تواند یک مشترک را برای مدت طولانی بدون ارتباط رها کند.
• اگر چیزی از نظر فیزیکی در یک فرستنده ماهواره ای خراب شود، دوره ای که قبل از بازیابی کامل عملکرد می گذرد برای مدت بسیار طولانی ادامه خواهد داشت.
• هزینه خدمات ارتباطی بدون مرز اغلب از قبض های معمولی بیشتر می شود. هنگام انتخاب یک روش ارتباطی، مهم است که در نظر بگیرید که چقدر به چنین اتصال کاربردی نیاز دارید.

ارتباطات ماهواره ای: مزایا و معایب

ویژگی اصلی "ماهواره" این است که استقلال را برای مشترکان از خطوط ثابت فراهم می کند. مزایای چنین رویکردی آشکار است. این شامل:

• تحرک تجهیزات می توان آن را در مدت زمان بسیار کوتاهی مستقر کرد.
• توانایی ایجاد سریع شبکه های گسترده با پوشش مناطق بزرگ؛
• ارتباط با مناطق صعب العبور و دور افتاده؛
• افزونگی کانال هایی که در صورت خرابی ارتباطات زمینی می توان از آنها استفاده کرد.
• انعطاف پذیری ویژگی های فنی شبکه که به آن اجازه می دهد تقریباً با هر نیازی سازگار شود.

معایب تکنولوژی:

• وابستگی جدی به آب و هوا یک طوفان مغناطیسی یا فاجعه دیگر می تواند یک مشترک را برای مدت طولانی بدون ارتباط رها کند.
• اگر چیزی از نظر فیزیکی در فرستنده ماهواره ای از کار افتاده باشد، دوره ای که تا بازیابی کامل عملکرد سیستم سپری می شود برای مدت طولانی طولانی خواهد شد.
• هزینه خدمات ارتباطی بدون مرز اغلب از قبض های معمولی بیشتر می شود.

هنگام انتخاب یک روش ارتباطی، مهم است که در نظر بگیرید که چقدر به چنین اتصال کاربردی نیاز دارید.

«در هر رشته علمی، اساتید رشته خودشان را ترجیح می دهند
نظریات به حقیقت، زیرا نظریات آنها دارایی شخصی آنهاست و حقیقت، دارایی مشترک است.
چارلز کولتون

اصل ساخت شبکه و عناصر اساسی یک شبکه

مطالعه هر موضوعی با مبانی آغاز می شود که اساس آن سلسله مراتب درخت دانش است. بدون این، هر ساختار، حتی حیله گرترین ساختار مانند خانه ای از کارت فرو می ریزد. فقط احمق ها شروع به ساختن خانه از پشت بام می کنند ... اگرچه اگر در مورد سازندگان مترو یا معدنچیان صحبت می کنیم ، این قانون صدق نمی کند. اما کار آنها به انتقال بدون فکر روده های زمین به چرخ دستی های آهنی محدود نمی شود. یکی از آشنایان ما به طور مستقل با هر رویداد یا فرم آشنا شد و از اصول اولیه شروع کرد. هر مکالمه ای با او، در مورد بی اهمیت ترین موضوع، می تواند چندین ساعت طول بکشد. او با دقت قربانی خود را پردازش کرد و به طور روشمند مغز او را با حداکثر اطلاعات در مورد موضوع گفتگو پمپ کرد. به عبارت دیگر، اگر از او در مورد اصل عملکرد یک پیرو امیتر بپرسید، در ابتدا باید به یک سخنرانی یک ساعته در مورد ایجاد و تکامل نیمه هادی ها گوش دهید. کسالت؟ برای بسیاری از ما، ممکن است اینطور به نظر برسد. با این حال، رویکرد بنیادی واقعی به دانش دقیقاً در این نهفته است. شما می توانید در مورد چیزهای پیچیده طولانی و نامفهوم صحبت کنید، اما اگر دانش اولیه ندارید، پس همه چیزهایی که گفته می شود مانند پاشیدن شامپاین زیبا و زودگذر است. امروز ما پایه خاصی از دانش در مورد ارتباطات سلولی ایجاد خواهیم کرد. ما در مورد اصول ساخت یک شبکه مدرن تلفن همراه صحبت خواهیم کرد.

شبکه های سلولی

ارتباطات تلفنی چنان عمیقاً در محیط ما نفوذ کرده است که نمی توانیم زندگی بدون آن را تصور کنیم. تلفن را بردارید، شماره ای بگیرید و صدای دوست یا عزیزی را بشنوید؟ چه چیزی می تواند ساده تر باشد؟ اما پشت این کار عظیم فیزیکدانان، فن‌آوران، برق‌کاران و افراد متخصص دیگر نهفته است. در سال 1947، رویدادی رخ داد که نقطه شروعی برای ایجاد ارتباطات سلولی بود. یکی از کارمندان آزمایشگاه بل، دی. رینگ، در یک یادداشت داخلی ایده یک اصل سلولی برای سازماندهی شبکه های تلفن همراه را مطرح کرد. این مهندس ایده های اساسی را ارائه کرد که زیربنای شبکه های سلولی مدرن تا به امروز است. از یک طرف، ارتباطات سلولی ساده و واضح است، مانند حرکت یک چرخ، اما به محض اینکه ما شروع به بررسی دقیق تر آن می کنیم، انواع ظرافت های فنی آشکار می شود که توسط ده ها حق ثبت اختراع و گواهی حق چاپ پشتیبانی می شود. در فاصله دور، این جزئیات گم می شوند و دوباره نمای یک کل غیرقابل تقسیم باز می شود - یک مجموعه ارتباط سلولی. بنابراین، اجازه دهید در مورد ساخت یک سیستم ارتباط سلولی بحث کنیم. شناسایی مشکلات اصلی که در هنگام ایجاد آن با آن مواجه خواهیم شد، ضروری است. برای ایجاد یک شبکه سلولی، باید مجموعه ای از فرکانس ها یا محدوده فرکانسی را دریافت کنید. در آن است که ایستگاه پایه با ترمینال تلفن همراه شما ارتباط برقرار می کند. اصل اساسی شبکه های سلولی اصل استفاده مجدد از فرکانس است. این اوست که به شما امکان می دهد ظرفیت آن را به میزان قابل توجهی افزایش دهید و فضای تقریباً نامحدودی را پوشش دهید ، در حالی که از مجموعه محدودی از فرکانس ها استفاده می کنید. بیایید به تصویر توجه کنیم.

ما سه فرکانس در اختیار داریم (f1، f2، f3). در سلول اول (سلول) از فرکانس f1 استفاده می کنیم. در سلول دوم (سلول) به دلیل پدیده تداخل نمی توانیم از همان فرکانس یعنی f1 استفاده کنیم. تداخل یک پدیده فیزیکی است که زمانی رخ می دهد که دو (یا چند) موج از یک منبع روی هم قرار می گیرند و منجر به افزایش یا کاهش دامنه موج می شود. بنابراین، مبارزه با تداخل یکی از وظایف اصلی در برنامه ریزی فرکانس، یعنی توزیع فرکانس ها بر روی سلول ها (سلول ها) است. بنابراین، از آنجایی که نمی توانیم از فرکانس f1 در سلول دوم (سلول) استفاده کنیم، از فرکانس f2 استفاده می کنیم. در سلول سوم از فرکانس f3 و در سلول چهارم دوباره از فرکانس f1 استفاده می کنیم. تصویر فوق العاده ساده است. با این حال، در عمل، مهندسان با مشکلات جدی مواجه هستند. در واقع می توان مرزهای لانه زنبوری را با خطوط مستقیم نازک فقط روی کاغذ ترسیم کرد. چشم انداز واقعی، به ویژه شهری، محدودیت های جدی بر هندسه منطقه تحت پوشش هر ایستگاه پایه اعمال می کند. بنابراین، پوشش واقعی فقط به صورت تجربی قابل تأیید است. از آنجایی که تعداد نقاط در فضا بی نهایت است، بررسی همه آنها غیرممکن است. حتی اگر هر مکان از فضا را در منطقه تحت پوشش ایستگاه پایه به یک متر مکعب تقریب کنیم، کار غیرممکن است. از این رو لکه های سفید روی نقشه پوشش و مکان های دارای تداخل فعال ظاهر می شود که منجر به تداخل می شود. مطابق با توصیه های CEPT، استاندارد GSM-900 عملکرد فرستنده ها را در دو باند فرکانسی فراهم می کند. باند فرکانسی (فرکانس‌هایی که اطلاعات در آن‌ها ارسال می‌شود) 890-915 مگاهرتز برای انتقال اطلاعات از یک ایستگاه تلفن همراه (تلفن همراه) به یک ایستگاه پایه (uplink) استفاده می‌شود. باند فرکانس 935-960 مگاهرتز - برای انتقال اطلاعات از ایستگاه پایه به ایستگاه تلفن همراه (دانلود). هنگام تعویض کانال در طول یک جلسه ارتباطی، فاصله دوطرفه (تفاوت بین فرکانس های ارسال و دریافت) ثابت و برابر با 45 مگاهرتز است. فاصله فرکانس بین کانال های ارتباطی مجاور 200 کیلوهرتز است. بنابراین، 124 کانال ارتباطی (124 کانال برای همه اپراتورهای GSM در منطقه داده شده) در باند فرکانس گسترده 25 مگاهرتز اختصاص داده شده برای دریافت / انتقال قرار دارند. علاوه بر این، یک محدوده محبوب دیگر در کشور ما به خوبی شناخته شده است - GSM-1800. پهنای باند انتقال اطلاعات از ایستگاه تلفن همراه (تلفن) به ایستگاه پایه (پیوند بالا) 1710-1785 مگاهرتز و پهنای باند انتقال اطلاعات از ایستگاه پایه به ایستگاه تلفن همراه (دانلود) 1805-1880 مگاهرتز است. فاصله دوبلکس - 95 مگاهرتز. 374 کانال ارتباطی در پهنای باند 75 مگاهرتز وجود دارد. استفاده از GSM-1800 در محیط های شهری مناسب است. تراکم مشترکین در اینجا بیشتر است و بنابراین کانال اضافی بسیار مفید است. علاوه بر این، نوسانات الکترومغناطیسی با فرکانس بالا توانایی نفوذ بهتری در میان انواع ساختارهای فنی دارند که تعداد زیادی از آنها در شهرها وجود دارد. زیبایی GSM-900 چیست؟ از آنجایی که این محدوده زنده است، مزایای خاص خود را دارد. دارایی اصلی را می توان خلوص و دسترسی کافی به دلیل نسب دانست. می توان با این بحث کرد. با این حال، ما معتقدیم که این چنین است. البته هم ارتش و هم سرویس های ویژه در آن نشسته اند، اما همه می دانند که GSM مثل یک لوکوموتیو به آنجا می رود. این یک ماشین بزرگ است که عملاً با دولت رشد کرده و پول زیادی به آن می دهد. علاوه بر این، GSM-900 در مسافت های طولانی بهتر عمل می کند. کمی بعد به این موضوع باز خواهیم گشت. بحث در مورد سایر محدوده های فرکانس خارج از منافع ما است، زیرا آنها در روسیه و اروپا ریشه نگرفته اند. من می خواهم فقط یک چیز را یادآوری کنم - هیچ تفاوت قابل توجهی وجود ندارد. همه چیز عملا یکسان است. فقط یک محدوده فرکانس متفاوت. بنابراین، ما در مورد محیط عملیاتی اصلی شبکه سلولی GSM بحث کرده‌ایم. زمان آن فرا رسیده است که محتویات آن را تجزیه و تحلیل کنیم، که به ما می گوید چه چیزی، کجا و چه چیزی مسئول است.

عناصر اساسی یک شبکه GSM

ساختار و نامگذاری - دو مفهوم ما را به درک هر موجودی هدایت می کند. تصور کنید که یکی از مهم ترین رمزهایی را در دست دارید که مرگ رئیس جمهور جان اف کندی را فاش می کند. ارزش این ارسال به طور مستقیم با این که آیا شما کد آن را دارید، متناسب است. یا فرض کنید در رستورانی نشسته اید و پیشخدمتی که به سمت شما می آید فقط به یک گویش نادر آفریقایی صحبت می کند. در هر صورت، مهم است که بفهمیم درباره چه چیزی صحبت می کنند. بنابراین، ما شروع به صحبت در مورد عناصر اساسی یک شبکه GSM می کنیم. ساختار شبکه GSM شامل:

• BSS (زیر سیستم ایستگاه پایه)- زیر سیستم ایستگاه های پایه
• SSS (زیر سیستم سوئیچینگ)- زیر سیستم سوئیچینگ
• OSS (زیر سیستم عملیاتی)- زیر سیستم بهره برداری و نگهداری

بنابراین، این طرح به طور منطقی به سه مربع تقسیم می شود. هر یک از آنها یک سیستم بسته است که نقش خاصی را انجام می دهد. تجربه نشان داده است که چنین جداسازی از نظر کنترل، ردیابی خطاها و خرابی ها و ایجاد شبکه ارزشمند است. ما باید تمام عناصر این طرح را تحلیل کنیم. برای شروع، اجازه دهید زیر سیستم ایستگاه پایه BSS را در نظر بگیریم (زیر سیستم ایستگاه پایه). متشکل از:

• - ایستگاه های فرستنده و گیرنده پایه؛
• - کنترل کننده ایستگاه پایه؛
• - رمزگذار

پیش از ما عملا رابطی است که تلفن همراه شما با آن صحبت می کند. این کمک می کند تا دستگاه تلفن همراه خود را در قلمرو هر ایستگاه پایه "رهبری" کنید. هر یک BTS (ایستگاه فرستنده و گیرنده پایه)– (ایستگاه فرستنده گیرنده پایه) عملکردهای زیر را برای عملیات شبکه فراهم می کند:

• پوشش رادیویی؛
• دریافت و انتقال داده ها و اطلاعات خدمات از/به ایستگاه سیار؛
• کنترل برق ایستگاه سیار؛
• کنترل کیفیت انتقال اطلاعات و غیره

ایستگاه های گیرنده پایه انواع مختلفی دارند. اول از همه، آنها را می توان بر اساس اصل مکان تقسیم کرد: ثابت و متحرک. در کشور ما فقط نصب BS ثابت انجام می شود. از یک طرف، این یک راه آسان از نظر برنامه ریزی سلولی و زیرساخت (تامین برق) است. از طرف دیگر، ازدحام شبکه اغلب با این واقعیت همراه است که در همان زمان تعداد زیادی مشترک در یک سلول وجود دارند و همزمان صحبت می کنند. به عنوان مثال، انواع تعطیلات شهری از دیرباز برای اپراتورهای تلفن همراه دردسرساز شده است. منطقی بود که یک یا دو ایستگاه پایه سیار بیاوریم، ژنراتورها را مستقر کنیم و به مردم ارتباط بدهیم. با این حال، همه چیز به این سادگی نیست. در عوض، از نظر فنی هیچ مشکل غیرقابل حلی وجود ندارد، اما از جنبه قانونی - یک حادثه کامل. تا آنجا که ما می دانیم، اکنون در کشور ما یک سند قانونی وجود ندارد که استقرار و بهره برداری از ایستگاه های پایه سیار را تنظیم کند. شاید در آینده این مشکل حل شود. اپراتورهای تلفن همراه دوست دارند در مورد تعداد ایستگاه های پایه خود صحبت کنند. با این حال، نباید فرض کنید که هر چه شرکت BS بیشتری داشته باشد، منطقه تحت پوشش بزرگتر است. این گفته فقط تا حدی درست است.

همانطور که در بالا نوشتیم، اساس ایستگاه پایه GSM از فرستنده گیرنده تشکیل شده است. آنها به اپراتور اجازه می دهند تا از هشت کانال استفاده کند. استاندارد GSM می گوید که برای کنترل و تبادل اطلاعات به دو کانال نیاز است. تعداد فرستنده ها در هر ایستگاه پایه می تواند تا 24 قطعه باشد. این بستگی به نوع ایستگاه پایه و هدف آن دارد. توجه داشته باشید که یک ایستگاه پایه می تواند تا چهار سلول را پیکربندی کند. آزمایش‌ها روی تداخل امواج و ایجاد سلول‌های دور کاملاً شکست خورده است. هنگامی که رابط ها و اصول ارتباط GSM را در نظر می گیریم، در مورد پیکربندی ایستگاه های سلولی در مطالب بعدی صحبت خواهیم کرد. نصب ایستگاه های پایه و محاسبه تعداد فرستنده ها روی آنها هنر جداگانه ای است. اول از همه، انجام شناسایی رادیویی از قلمرو ضروری است. به عنوان مثال، موردی که یکی از ایستگاه های پایه را بالا برده اید و ارتباط خوبی از آن در فواصل طولانی برقرار کرده اید، جایی که سلول های دیگر از قبل در حال کار هستند، غیرقابل قبول است. تلفن های همراه به طور انبوه بر روی یک سلول با سیگنال خوب آویزان می شوند و عملکرد عادی آن را خراب می کنند. در نظر گرفتن تعداد فرستنده ها در یک BS بسیار مهم است. اگر نسبت BS/فرستنده کمتر از 1:5 باشد، اغلب شبکه یک سیگنال "اضافه بار" تولید می کند. هر ایستگاه پایه مجهز به ارتباط رله رادیویی اضافی است. این کار برای اعمال پل های ارتباطی اضافی در داخل شبکه انجام می شود. محدوده فرکانس برای این اتصال 3-40 گیگاهرتز است. توان فرستنده ها می تواند ده ها وات باشد و توسط اسناد خاصی تنظیم می شود. برای برقراری ارتباط با تلفن همراه، فرستنده ایستگاه پایه 5 تا 10 وات توان تولید می کند. احتمالاً همه شما به آنتن های فرستنده ایستگاه پایه توجه کرده اید. آنها به وضوح روی برج ها قابل مشاهده هستند. در کشور ما فقط با دو نوع آنتن آشنا شدیم:

• جهت ضعیف با الگوی تابش دایره ای (DN) در صفحه افقی (نوع "Omni")
• جهت (بخشی) با زاویه باز شدن (عرض) لوب اصلی DN در صفحه افقی، معمولاً 60 یا 120 درجه

زمان آن فرا رسیده است که به یکی دیگر از عناصر مهم طرح ما برویم - BSC (کنترل کننده ایستگاه پایه)- کنترل کننده ایستگاه پایه این یک کامپیوتر قدرتمند است که کنترل عملکرد ایستگاه های پایه (BTS) را فراهم می کند و عملکرد تمام واحدهای ایستگاه پایه (BTS) را نظارت می کند، و همچنین مسئول فرآیند تحویل (تحویل یک ایستگاه سیار از یک ایستگاه پایه) است. به دیگری در حالت مکالمه). کنترل کننده ایستگاه پایه چندین ایستگاه پایه (BTS) را همزمان کنترل می کند. تعداد آنها عمدتاً با حجم جریان تماس، یعنی بار تلفن تعیین می شود. به عنوان مثال، یک منطقه پرجمعیت ممکن است تعداد زیادی BTS متصل به چندین BSC داشته باشد. آخرین عنصر زیرسیستم اول است TRAU (واحد آداپتور نرخ رمزگذاری)- رمزگذار وظیفه تبدیل نرخ داده بین BSS و SSS را بر عهده دارد. سرعت انتقال اطلاعات در زیر سیستم ایستگاه پایه (BSS) 16 کیلوبیت در ثانیه و در زیر سیستم سوئیچینگ - 64 کیلوبیت در ثانیه است. بنابراین وظیفه اصلی ترانکودر تبدیل سرعت از 16 کیلوبیت بر ثانیه به 64 کیلوبیت بر ثانیه و بالعکس است. اگر شباهت هایی بین شبکه سلولی و بدن انسان ترسیم کنیم، البته، زیرسیستم سوئیچینگ (SSS) به عنوان بدنه عمل می کند. سیگنال های "سر"، "پاها" و "بازوها" در اینجا جمع می شوند. این تصور اشتباه وجود دارد که زیرسیستم ارتباطی باید در وسط منطقه تحت پوشش قرار گیرد. این به همان اندازه درست است که می گویند غذاخوری کار باید در دل گیاه باشد. بیایید به ساختار نگاه کنیم SSS (زیر سیستم سوئیچینگ)- سوئیچینگ زیر سیستم ها متشکل از:

• - مرکز سوئیچینگ؛
• HLR (ثبت محل خانه)- ثبت مکان منزل؛
• - ثبت مکان مهمان؛
• AuC (مرکز احراز هویت)– مرکز احراز هویت

MSC (مرکز سوئیچینگ موبایل)- مرکز سوئیچینگ این یک اتاق فکر و در عین حال یک مرکز دیسپاچ سیستم ارتباط سلولی است که در آن جریان اطلاعات مربوط به تماس های مشترکین بسته می شود و دسترسی به شبکه های دیگر فراهم می شود. اهداف اصلی MSC:

• مسیریابی سیگنال (جهت)، یعنی تجزیه و تحلیل شماره برای تماس های خروجی و ورودی.
• ایجاد، کنترل و قطع اتصالات.

همچنین فایل های CDR (Call Data Recorder) در مرکز سوئیچینگ برای ارسال به سیستم صورتحساب تشکیل می شود. آنها حاوی اطلاعاتی در مورد مکان و زمان شروع و پایان تماس هستند. به عنوان یک قاعده، هنگام سازماندهی یک شبکه GSM، یک یا دو MSC در منطقه ای استفاده می شود که حداکثر یک میلیون کاربر (از جمله کاربران بالقوه) در آن زندگی می کنند. MSC ایستگاه های سیار (تلفن های همراه) را با استفاده از رجیسترها "نظارت" می کند: HLR (ثبت محل خانه)- ثبت مکان منزل
VLR (ثبت مکان بازدیدکنندگان)- ثبت نام مکان مهمان HLR (ثبت محل خانه)- ثبت مکان منزل یک پایگاه داده رایانه ای مشترکین خانگی - کاربران تلفن همراه، صرف نظر از وضعیت تلفن همراه (روشن یا خاموش) است. این شامل شماره‌ها و آدرس‌های شناسایی، و همچنین پارامترهای احراز هویت مشترک، فهرستی از خدمات ارتباطی است. داده های ثبت شده به مشترک اجازه می دهد تا از برخی خدمات اساسی و اضافی ارائه شده توسط سیستم استفاده کند. HLR همچنین بخشی از اطلاعات مکان ایستگاه تلفن همراه را ذخیره می کند که به مرکز سوئیچینگ (MSC) اجازه می دهد تا تماس را به آن ایستگاه برساند. ثبت مکان خانه (HLR) حاوی شناسه بین المللی مشترک تلفن همراه (IMSI-International Mobile Subscriber Identity) است. برای شناسایی ایستگاه تلفن همراه در مرکز احراز هویت (AuC) استفاده می شود. همه MSC ها و VLR ها به داده های موجود در HLR از راه دور دسترسی دارند. اگر چندین HLR در شبکه وجود داشته باشد، هر HLR نشان دهنده بخش خاصی از پایگاه داده کلی مشترکین شبکه است. VLR (ثبت مکان بازدیدکنندگان)- ثبت مکان مهمان تقریباً همان داده های HLR را دارد، اما فقط در مورد مشترکین فعال، یعنی در مورد کسانی که در حال حاضر در منطقه پوشش سوئیچ (MSC) که VLR به آن تعلق دارد، هستند. تعداد ثبت مکان مهمان (VLR) برابر با تعداد سوئیچ ها (MSC) است. هر ثبت مکان مهمان به یک سوئیچ خاص اختصاص داده می شود. VLR شامل پایگاه داده ای از رومینگ ها (رومینگ ها - مشترکین یک سیستم GSM دیگر که به طور موقت از خدمات این سیستم به عنوان بخشی از رویه "رومینگ" استفاده می کنند) واقع در منطقه VLR است. بنابراین، زیرسیستم ارتباطی وظایف زیادی را بر عهده می گیرد. مرکز سوئیچینگ GSM به طور مستقیم به گروهی از سلول ها سرویس می دهد و انواع اتصالات (انتقال صدا، پیام و داده) را فراهم می کند. از نظر تئوری، MSC عملکرد یک تبادل ISDN را تقلید می کند. این رابط بین شبکه های ثابت و شبکه تلفن همراه است. البته شما نمی توانید طبق اصل «خانم جوان؟ وصل...». با این حال، از نظر فنی، این دروازه بسیار پیچیده تر از سوئیچ های مدرنی نیست که برای شبکه های ثابت نصب می شوند. ویژگی های مسیریابی تماس و کنترل تماس را فراهم می کند. اما تفاوت مهم آن در این است که در عین حال باید مشکلات تعویض کانال های رادیویی را نیز حل کند. به همین دلیل، تداوم ارتباط زمانی حاصل می شود که ایستگاه سیار از سلولی به سلول دیگر حرکت کند. علاوه بر این، مرکز ارتباط در مورد سوئیچینگ کانال های کاری در سلول در صورت بروز تداخل یا نقص تصمیم می گیرد. انبوهی از اطلاعات سرویس از آن در جریانی پیوسته به مرکز کنترل و نگهداری سرازیر می شود. این داده های آماری مورد نیاز برای نظارت و بهینه سازی شبکه است. علاوه بر این، MSC رویه‌های امنیتی مورد استفاده برای کنترل دسترسی به کانال‌های رادیویی را حفظ می‌کند. آیا در مورد رومینگ چیزی شنیده اید؟ ما اینطور فکر می کنیم. هنگامی که دو اپراتور در مورد رومینگ مشترکین خود به توافق می رسند، به این معنی است که آنها می توانند استفاده کنند HLR (ثبت محل خانه)و VLR (ثبت مکان بازدیدکنندگان)با یکدیگر. در عوض، هر یک از آنها به ثبت نام مهمان یکدیگر دسترسی پیدا می کنند. با ثبت خانه، همه چیز کمی پیچیده تر است. در فصول بعدی به تفصیل در این مورد بحث خواهیم کرد. مرکز احراز هویت (AuC) در یک مربع کوچک روی نمودار به ثبت مکان خانه قرار دارد. AuC (مرکز احراز هویت)- مرکز احراز هویت پارامترهایی را برای روش احراز هویت تولید می کند و کلیدهای رمزگذاری ایستگاه های تلفن همراه مشترکین را تعیین می کند. رویه احراز هویت - روشی برای تأیید صحت یک مشترک (اعتبار، قانونی بودن، در دسترس بودن حقوق استفاده از خدمات تلفن همراه) شبکه GSM. انجام این روش حضور کاربران غیرمجاز («دوقلوهای سلولی») سرویس‌های GSM را مستثنی می‌کند. در حال حاضر عملکرد این بلوک در شبکه های GSM به سطح فوق العاده ای رسیده است. البته این فقط ماشینی است که توسط برنامه ای که شخصی نوشته کنترل می شود. با این حال، سال ها کار بی توجه نبوده است. فریب مرکز احراز هویت از خارج از سیستم عملا غیرممکن است. تلاش‌ها برای شبیه‌سازی دستگاه‌های GSM تقریباً در همه جا شکست خورده است. احتمال نظری باقی می ماند. با این حال، از نظر اقتصادی، چنین دوقلویی مطلقاً قابل توجیه نیست. باقی مانده است که با آخرین زیرسیستم - بهره برداری و نگهداری (OSS) آشنا شویم. OSS (زیر سیستم عملیاتی)- زیر سیستم بهره برداری و نگهداری، کنترل کیفی شبکه و مدیریت اجزای آن را فراهم می کند. OSSمی تواند به طور خودکار یا با مداخله فعال پرسنل شبکه را عیب یابی کند. به شما امکان می دهد بار شبکه را مدیریت کنید، وضعیت تجهیزات را بررسی کنید. OSS از دو جزء تشکیل شده است:

• - مرکز بهره برداری و نگهداری؛
• - مرکز کنترل شبکه

چند کلمه در مورد عملکرد آنها: OMC (مرکز بهره برداری و نگهداری)- یک مرکز عملیات و تعمیر و نگهداری که وظایف مدیریت فعلی عملیات شبکه، نگهداری آن، ارتقاء سیستم، عملیات دانلود دستورات و نرم افزار به BSS، MSC، HLR، VLR و AuC را انجام می دهد. NMC (مرکز مدیریت شبکه)- مرکز کنترل شبکه این نقطه مرکزی برای نظارت بر شبکه GSM و تجزیه و تحلیل عملکرد آن است.

کلام پایانی

این پایان آشنایی ما با ارتباطات سیار GSM است. ما از این شرکت تشکر می کنیم