Как работает сотовая связь схема: FAQ про работу сотовой сети для самых маленьких — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

FAQ про работу сотовой сети для самых маленьких

— В чём отличие сотовой связи от связи с помощью раций?
Связь — это так называемый вариант точка-многоточка, когда информация от одной рации передается на выделенной частоте, и все, кто настроен на ту же частоту, слышат вызов. Пока у вас 10 абонентов — всё просто. Когда людей становится больше, начинают быстро разбирать частоты, и очень скоро новые разговоры создавать негде – свободных частот не остается. Сотовая связь использует тот же частотный канал, но не отдает его в безраздельную собственность одного абонента, а разделяет его между несколькими, каждому выделяя лишь короткий промежуток времени для передачи информации. Вы можете в этом случае использовать частоты эффективнее и уметь соединять людей друг с другом напрямую. Однако для того, чтобы быстро обработать такой поток информации и разделить информацию одному абоненту в частотном канале от информации другому, необходим новый узел, который будет производить необходимые вычисления – появляется базовая станция или ретранслятор.

— Ок, пока просто. Пропустим пару шагов эволюции инфраструктуры, что получится?
Телефон связывается с ближайшим ретранслятором (базовой станцией), она доставляет данные в контроллер базовых станций и далее через голосовую Core Network несёт на другую базовую станцию, которую использует второй абонент. Та, в свою очередь, отдаёт данные и голос ему. Таким образом, каждый абонент имеет точку входа в общую сеть, а сеть обеспечивает коммутацию и доставку информации.

— А как делается авторизация в такой сети?
По специальному ключу. В вашу SIM-карту, кроме процессора, оперативки и средств I/O, вшит ключ, позволяющий авторизоваться в сотовой сети. Этот же ключ, с использованием других алгоритмов, обеспечивает шифрование сигнала: разговоры в сотовой сети «закрываются».

— А откуда базовая станция знает, что вызываемый абонент находится на её территории покрытия?
Когда абонент звонит другому абоненту, от голосовой Core Network приходит команда на все базовые станции, с требованием проверить наличие вызываемого абонента: что-то вроде «Вася, ты тут?». Эта процедура проверки называется Paging. По идее, телефон абонента отвечает одной из них, что он здесь. Дальше устанавливается соединение через нужные узлы. Но с ростом количества базовых станций их стали объединять в географические группы – Location Area, которые управляются с узла голосового коммутатора — MSC.

— Ок, новый тип узла, коммутатор. Что он делает?
Переходим на новый уровень сложности. Есть регионы, в каждом из них — своя группа базовых станций, координируемая общим узлом-контроллером. Контроллер обеспечивает подключение к себе всех базовых станций, и сбор от них звонков абонентов. Но что с этими звонками делать, он не знает и передает всю информацию на тот самый Коммутатор. Коммутатор знает, где и когда последний раз находился каждый абонент в его зоне действия, и поэтому, когда вы звоните Васе:

Сначала ваш телефон по радиоканалу передает звонок на БС.
БС ретранслирует данные до контроллера
Контроллер передает те же данные на коммутатор
Коммутатор проверяет номер, который вы вызываете – есть ли такой в зоне его обслуживания?
Если да, коммутатор отправляет вызов в нужную Location Area, чтобы получить ответ от базовой станции, где последний раз регистрировался Вася
Если такой номер не принадлежит нашему коммутатору, он отправляет вызов на другой коммутатор в соответствии с имеющимися у него таблицами маршрутизации и ищет нашего Васю в других сетях
Коммутатор другой сети также отправляет вызов своим базовым станциям по известной ему Location Area, где последний раз регистрировался Вася
Одна из базовых станций отвечает на наш вызов, и вы, наконец, можете начать разговор.

— Ладно, а как коммутатор узнает, что Вася в его зоне (LA)?
Базовые станции имеют код зоны — LAC. Когда ваш телефон переключается на базовую станцию, LAC которой отличается от предыдущего использованного, отправляется специальный пакет с обновлением расположения — Location Area Update. Этот сигнальный пакет обрабатывается коммутатором, в нем же сохраняется информация, что ваш телефон зарегистрирован на базовой станции с новым LAC. В будущем все вызовы на ваш номер будут отправляться по базовым станциям имеющим данный LAC, пока коммутатор не получит новый пакет Location Area Update, где будет информации о новом географическом коде. Кроме того, на всякий случай такой пакет отправляется раз в несколько часов, даже если вы не сдвигаетесь с места.

— То есть когда телефон лежит около колонок, и они делают странные звуки — это не пришельцы меня слушают?
Нет, это просто Location Area Update или какой-то другой сигнальный пакет, которые телефон передает и принимает регулярно, даже если вы с ним ничего не делаете.

— Кто строит базовые станции?
Сотовые операторы. Или точнее их подрядчики, которые имеют соответствующие лицензии на строительство и опыт работы. Как показывает нехитрый подсчёт, на Россию нужно от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч базовых станций для покрытия 95% территории. Очень приблизительно, одна БС стоит около 2 миллионов — это по затратам как открыть маленький ресторан. Это ещё если нашёлся подходящий годный столб. Если столба нет — смело пишите до 8 миллионов, особенно, если вышка где-то в степи или на горе со сложным доступом.

— Из чего состоит инфраструктура оператора и куда идут мои деньги?
Кроме базовых станций, контроллеров, коммутаторов, магистральных транспортных линий и других узлов сети (которых только чтобы перечислить, потребуется полстраницы) нужны склады запчастей, инженерные службы, сервис и так далее. Базовые станции на домах требуют арендных отчислений собственникам, людям нужна зарплата, оборудование нужно менять, проводить техническое обслуживание, оплачивать счета за электричество, потребляемое оборудованием. Плюс операторы постоянно расширяются — это новое железо, обновление старого, новый софт. А ещё есть офисы с теми, кто пишет ПО, колл-центры, аналитики, маркетинг, реклама, салоны продаж и подключений — в общем, полный набор.

— Стойте-стойте, забыли ЦОД!
Верно, для работы сотового оператора нужно обрабатывать огромное количество данных. Именно поэтому сотовые операторы обычно обладают не только хорошей магистральной сетью, но и наиболее современными дата-центрами. В дата-центрах считается всё. Одна из самых ресурсоёмких задач — подсчёт баланса в реальном времени. Кстати, операторы сотовых сетей настолько давно и успешно работают с ЦОД-ами, что их опытом и ресурсами пользуются многие другие – арендуя ресурсы дата-центров сотовых операторов для своих проектов.

— Ок, тут понятно. А как взаимосвязаны сети разных операторов?
Принцип примерно похож на вызов одним коммутатором другого. Упрощая, вы связываетесь с БС, она — с контроллером, тот — с коммутатором, а коммутатор ищет узел входа в другую сеть по номеру вызываемого абонента. Коммутатор родной сети находит нужный номер в своих таблицах и определяет, на какой внешний коммутатор необходимо отправить вызов, после чего создается маршрут до нужного узла.

— А роуминг?
Телефон обычно пробует найти домашнюю сеть. Если это не получается, он начинает искать другие сети и пытается в них регистрироваться. Коммутатор сотовой сети, где вы пытаетесь зарегистрироваться, проверяет, есть ли у данного оператора роуминговое соглашение с вашим домашним оператором. Если такое разрешение находится, коммутатор точно знает, что абонентов вроде вас можно обслуживать, и вы получите связь. Например, когда вы приезжаете в новую страну, вас почти сразу «подхватывает» другая сеть, с которой у вашего оператора есть соглашение. Эти соглашения в большинстве очень редко обновляются, поэтому цены на трафик могут быть очень высокими. Там, где у вас есть безлимитный трафик в роуминге, скорее всего, соглашение было обновлено относительно недавно невероятной кровью юридических отделов обоих операторов.

— Можно ли выйти в роуминг в своём регионе?
Технически — да, другой оператор имеет возможность вас «подхватить». Но чтобы так не случилось, ваша SIM содержит настройки не цепляться к чужим отечественным сетям, а коммутаторы чужих сетей не разрешают вашему телефону регистрироваться на базовых станциях неродного оператора. Иначе бы вы оказывались в роуминге в лифте, на границе области и так далее. Исключение — аварийный межсетевой роуминг, когда все сети работают для всех абонентов во время чрезвычайных ситуаций. Ну и всегда нужно помнить, что звонки в службу спасения можно делать всегда, даже через чужую сеть! Когда на вашем экране появляется надпись «Только экстренные вызовы» или «SOS» это означает, что ваш оператор в данном месте не имеет своих базовых станций, но через сеть другого оператора вы можете сделать бесплатный звонок на экстренный номер «112».

— Почему телефоны Verizon не работают в РФ?
Причин может быть масса. Самая распространенная – «залочка» телефона под конкретный код сети оператора. Согласно стандарту сотовой связи, каждый оператор имеет уникальный код, который не повторяется нигде в мире, и технически довольно легко обеспечить при включении телефона проверку SIM карты – тот ли код сети на ней использован. Другая возможная причина — в каждой стране используются свои частоты для организации связи, и у каждого оператора лицензия на определённые диапазоны. Соответственно, если устройство вдруг не поддерживает диапазоны, используемые в РФ, работать в отечественных сетях оно не будет.

— Что надо знать про транспорт до БС?
Транспортный канал требуется каждой базовой станции, чтобы передавать информацию от абонентов, которая собирается через радиоканалы. Чаще всего транспорт до базовой станции сегодня — либо радиорелейный канал (РРЛ), либо кабели: медные и оптические. Оптика быстрая и крутая, медь дешевле и проще в использовании, а радио позволяет не класть кабель там, где это сложно или дорого делать. Учитывая, что каналы резервируются кольцами, обычная архитектура — пара оптических колец на город и область, плюс ветки базовых станций на медном транспорте и выносы на 1-2 хопа по РРЛ.

Чебоксары и Новочебоксарск, схема конца 2012 года

— Что с магистралями?
Только оптика, причём, сегодня — со спектральным уплотнением (DWDM). Для надежности — тоже кольца. Главный враг магистрали — экскаватор, который решил покопать там, где лежит кабель-канал. И даже красная ленточка с предупреждениями за полметра до кабеля не спасает — её обычно снимают с ковша уже постфактум.

— Чем отличаются 2G, 3G и 4G?
Это разные поколения стандартов сотовой сети, о чем можно догадаться по буковке G, которая означает Generation. Сети 2G, в основном, предназначены для передачи голоса, скорости передачи данных там очень невысоки по современным меркам. В сетях 3G можно передавать высококачественный голос, и одновременно предоставлять сервис передачи данных с высокой скоростью. Сети 4G сейчас являются сетями последнего поколения и предназначены только для высокоскоростных сервисов передачи данных, коммутация голосовых каналов в этой сети не предусмотрена стандартом, так что стоит помнить: даже если оператор предоставляет услуги голоса в сетях 4G, это какой-то вариант передачи голоса в IP сетях. Как правило, на одном сайте устанавливается несколько комплектов оборудования для создания сетей разных стандартов, которые предоставляют абонентам разные сервисы. В ближайших планах — замена множества разнотипных блоков базовых станций на общие – мультистандартные. Стандарты сотовой сети отличаются массой технического функционала, но вы этого почти не видите. Наиболее значимые отличия для обычного абонента — разная скорость интернета, разные зоны покрытия, разное качество голоса (HD-Voice очень крут).

Как устроена сеть сотовой связи GSM/UMTS / Хабр

В комментариях к постам про сеть WiMAX (1, 2) и про GPRS был выражен интерес к сетям сотовой связи, поэтому решил реализовать свою давнюю задумку и описать хабрасообществу как же устроены современные сети сотовой связи.

На приведённой картинке изображена общая структура сетей сотовой связи. Изначально сеть разделяется на 2 больших подсети — сеть радиодоступа (RAN — Radio Access Network) и сеть коммутации или опорную сеть (CN — Core Network).

Хочу подчеркнуть, что буду описывать именно существующие сети сотовой связи для СНГ, потому что в Европе, Америке и Азии сети более развиты и их структура несколько отличается от наших сетей, про это напишу как-нибудь позже, если будет интерес.

Сперва, хотелось бы рассказать в общих словах про сеть, а потом более подробно расскажу про функции каждого из элементов сети.

Существующие сети радиодоступа у наших операторов — продукт долгой эволюции, поэтому они состоят из сети радиодоступа к GSM (GERAN — GSM EDGE Radio Access Network) и сеть радиодоступа к UMTS (UTRAN — UMTS Terrestrial Radio Access Network). Сверху слева на картинке вы видите GERAN, внизу слева, соответственно UTRAN. Наибольшие изменения при переходе от GSM к UMTS происходят как раз в сети радиодоступа — оператору нужно построить вторую сеть и заново покрыть уже имеющиеся территории.

Сеть радиодоступа — эта та паутина, которой охвачены огромные территории городов и открытых местностей, за счёт неё как раз и обеспечивается то огромное погрытие, которое предоставляют сети сотовой связи.

Опорная сеть — ядро сетей сотовой связи. Название опорная — мой вольный перевод, в GSM эту часть сети называют сетью коммутации, в UMTS — Core Network, что по сути можно перевести как ядро сети. К этому ядру, как периферийные устройства к системному блоку, могут подключаться различные сети радиодоступа. Опорная сеть мало эволюционирует в связи с эволюцией от GSM к UMTS, эта сильная эволюция происходит немного позже — её уже прошли западные и азиатские операторы, у нас же она только начинается.

Опорная сеть на приведённой выше картинке разделена на 2 части — верхняя правая часть отвечает за голосовые соединения, или CS-соединения (Circuit Switch), нижняя правая часть отвечает за пакетные соединения, или же PS-соединения (Packet Switch).

Опорная сеть сосредоточена в одном или нескольких зданий, принадлежащих оператору сотовой связи, в больших машинных залах — проще говоря огроменнейшая серверная, где стоит большое количество шкафов оборудования, их ещё холодильниками иногда называют, потому что с виду очень похожи 🙂

HLR — Home Location Register, Регистр положения домашних абонентов.
По сути это большая база данных, в которой хранится всё об абоненте данной сети. В крупных сетях, таких, как у операторов большой тройки, таких узлов несколько — они разбросаны по регионам. Их количество измеряется единицами штук. Для того, чтобы понимать порядки — в Питере такой узел один, в Москве другой, на Урале ещё один, ещё на Кавказе, в Сибири — 3-4 штучки… На практике это может быть распределённая БД, потому что ёмкости одного HLR может не хватить для хранения данных обо всех абонентах. Тогда оператор докупает ещё один HLR (физическое устройство) и организует распределённую БД.

Какая же информация там хранится? По большей части, это информация об услугах, подключенных у абонента:
— может ли абонент совершать исходящие звонки
— может ли абонент отправлять/принимать SMS
— разрешена ли услуга конференц-связи
— ну и все остальные возможные услуги
Также здесь хранится такая важная информация, как идентификатор того MSC, в зоне действия которого сейчас находится абонент. Позже мы увидим для чего это может быть нужно.

MSC — Mobile Switching Center, центр коммутации для мобильных абонентов;
VLR — Visitor Location Register, регистр положения гостевых абонентов.
Логически это 2 раздельных узла, но на практике, это реализовано в одном и том же устройстве.
VLR хранит в себе копию тех данных, которые записаны в HLR с той лишь разницей, что тут уже нет информации о том MSC, в зоне действия которого находится абонент. Здесь хранится информация о том, в зоне действия какого BSC находится данный абонент. Ну и здесь, естественно, хранятся данные только о тех абонентах, которые сейчас находятся в зоне действия того MSC, к которому подключен данный VLR.

MSC — классический коммутатор (конечно, не такой классический, который можно увидеть в музеях, где сидели бабушки и перетыкали проводки). Основные его функции — для исходящего вызова — определить куда переключить вызов, для входящего же соединения — определить на какой BSC отправить вызов. Для выполнения этих то функций он и обращается в VLR за хранящейся там информацией. Здесь стоит заметить, что это плюс разнесения HLR и VLR — MSC не будет стучаться в HLR каждый раз, когда абоненту что-то нужно, а будет всё делать своими силами. Также MSC собирает данные для биллинга, далее эти данные скармливаются соответствующим системам.

AUC — AUthentication Center, центр аутентификации абонентов. Этот узел отвечает за то, чтобы злоумышленник не мог получить доступ к сети от вашего лица. Также этот узел генерирует ключи шифрования, с помощью которых шифруется ваше соединение с сетью в самом уязвимом месте — на радиоинтерфейсе.

GMSC — Gateway MSC, шлюзовой коммутатор. Этот узел сети используется только при входящих вызовах. У операторов есть определённая номерная ёмкость, этой номерной ёмкости сопоставляются шлюзовые коммутаторы сетей связи (сотовых, фиксированных). Когда вы набираете номер друга, ваш звонок доходит до коммутатора (MSC) вашей сети и он определяет куда дальше отправить этот вызов на основе имеющихся у него соответствий между номерами и шлюзами сетей. Звонок отправляется на GMSC сотового оператора, которым пользуется ваш друг. Далее GMSC делает запрос в HLR и узнаёт в зоне действия какого MSC сейчас находится вызываемый абонент. Туда дальше и перенаправляется вызов.

SGSN — Serving GPRS Support Node, обслуживающий узел поддержки GPRS. Этот узел отвечает за то, чтобы определить каким образом предоставлять услуги на основе запрошенной APN (Access Point Name, точки доступа, например, mms.beeline.ru). Также на этом узле осуществляется посчёт трафика.

GGSN — Gateway GPRS Support Node, шлюзовой узел поддержки GPRS. Ну это шлюз, отвечает за правильную доставку пакетов до пользователя.

BSC — Base Station Controller, контроллер базовых станций. Узел, к которому подключаются базовые станции, дальше он осуществляет управление базовыми станциями — назначает какому абоненту где сколько ресурсов выделить, определяет каким образом осуществляются хэндоверы. Когда с MSC приходит сигнал о входящем соединении для абонента, контроллер осуществляет процедуру пейджинга — через все подчинённые ему базовые станции посылает вызов данному абоненту, который должен отозваться через одну из базовых станций.

TRC — TRansCoder, транскодер. Устройство, отвечающее за перекодирование речи из формата GSM в стандартный формат телефонии, используемый в фиксированных сетях связи и обратно. Таким образом, получается, что речь передаётся в формате сетей фиксированной связи в сети GSM на участке от GMSC до TRC.

BTS — Base Transceiver Station, базовая приёмопередающая станция. Это то, что непосредственно находится близко к самому пользователю. Именно базовые станции образуют ту самую паутину, которой накрывают операторы сотовой связи, именно от их количества зависит территория, на которой предоставляют услуги операторы сотовой связи. По сути — довольно глупое устройство, оно обеспечивает выделение пользователям отдельных каналов связи, преобразует сигнал в высокочастотный, который будет передаваться в эфир, ну и выдаёт этот самый высокочастотный сигнал на антенны. А вот антенны то мы и можем наблюдать каждый день.

Хочу заметить, что антеннки — это не есть базовая станция 🙂 Базовая станция похожа на холодильник — шкафчик с модулями, который стоит в специальном месте. Это специальное место — например, синенькие вагончики, которые ставятся под красно-белыми вышками где-нибудь в пригороде.

Более подробно можно почитать в недавно опубликованной статье про базовые станции.

RNC — Radio Network Controller, контроллер сети радиодоступа. По сути выступает в той же роли, что BSC в GERAN.

NodeB, базовая станция в UMTS. Аналог BTS в GSM.

В целом, здесь описаны все жизненно важные элементы сети GSM/UMTS. Здесь я не упоминал ещё некоторые узлы, такие как SMS-C (SMS-Center), MMS-C (MMS-Center), WAP-GW (WAP-Gateway).

Если статья вызовет интерес, то в дальнейшем могу рассказать более подробно про сети радиодоступа GERAN и UTRAN, потому что я занимаюсь по большей части именно радийными вещами.

Также уже есть идеи для ряда статей на основе вопросов, вызвавших интерес, в комментариях к статьям по телекоммуникациям, пока не буду раскрывать интригу — задавайте интересные вопросы — будут интересные статьи! 😉

UPD: в комментариях отписались эксперты в своих областях, что очень интересно почитать:
1. Ветка про ПО, устанавливаемом на оборудовании;
2. Ветка про отличия наших (СНГшных) сетей и сетей в Европе/США/Азии;
3. Комментрии от пользователя DeSh с поправлениями и уточнениями: тыц, тыц.
Да и вообще в комментариях довольно много всего интересного всплыло помимо выделенных мной комментариев.

Важно знать: как работает сотовая связь

Что такое сотовая связь?

Сотовая связь — разновидность радиосвязи, а значит есть устройство, отправляющее сигнал (например, ваш мобильный) и устройство, принимающее его (например, мобильный вашего друга). Между ними находятся базовые станции, которые ретранслируют сигнал. Чтобы вы могли сохранять непрерывную связь на больших расстояниях, без помех и двигаясь в пространстве, этих станций много. Они размещены так, чтобы их «круги охвата» краями накладывались друг на друга.

Что такое базовая станция?

Этот загадочный объект каждый видел, и неоднократно. Да, те самые сотовые вышки, которые стоят в поле. В крупных городах базовые станции обычно «прячут» на крышах домов. Одна такая станция может обслужить до 432 звонков одновременно.

Так выглядит типичная базовая станция на крыше многоэтажки. Фото: Depositphotos

Почему связь «сотовая»?

Если посмотреть сверху на схему сети базовых станций, то их пересекающиеся краями круги покрытия словно составляют пчелиные соты.

Что показывает значок сети?

Даже когда мы не совершаем звонков, телефон постоянно поддерживает сигнал с базовыми станциями. Принцип связи бывает нескольких разных видов, но суть в том, что поймав сигнал, испускаемый станцией, телефон в ответ отправляет свой идентификационный код, уникальный для каждого. Если обмен проходит штатно, у нас «есть сеть», если нет, связь прерывается.

Что происходит после того, как вы набрали чей-то номер телефона?

Почему иногда внезапно пропадает связь?

Если телефон исправен, то это как правило либо разрыв в покрытии базовых станций, либо их перегрузка.

Разрыв случается там, где не достает мощности сигнала. Например, в подземном переходе. А еще из-за классического «гладко было на бумаге, да забыли про овраги». Покрытие базовой станции образует круг при условии ровного плоского рельефа. Гора, впадина, балка — и края «сот» разомкнулись, получилась «дырка».

Перегрузка возникает из-за того, что каждая базовая станция обеспечивает ограниченное число каналов связи. Если вы на многотысячном концерте, а местная станция может «поднять» несколько сотен звонков, то будьте уверены: связаться ни с кем нормально не получится.

Это тоже интересно:

Как устроена сотовая связь — Страница Виртуальных Путешественников — ЖЖ

Знаете ли вы, что происходит после того, как вы набрали номер друга на мобильном телефоне? Как сотовая сеть находит его в горах Андалусии или на побережье далекого острова Пасхи? Почему иногда неожиданно разговор прерывается? На прошлой неделе я побывал в компании Beeline и попытался разобраться, как устроена сотовая связь…

Большая площадь населенной части нашей страны покрыта Базовыми Станциями (БС). В поле они выглядят как красно-белые вышки, а в городе спрятаны на крышах нежилых домов. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров и общается с мобильным телефоном по служебным или голосовым каналам.

После того, как вы набрали номер друга, ваш телефон связывается с ближайшей к вам Базовой Станцией (БС) по служебному каналу и просит выделить голосовой канал. Базовая Станция отправляет запрос на контроллер (BSC), а тот переадресует его на коммутатор (MSC). Если ваш друг является абонентом той же сотовой сети, то коммутатор сверится с Home Location Register (HLR), выяснит, где в данный момент находится вызываемый абонент (дома, в Турции или на Аляске), и переведет звонок на соответствующий коммутатор, откуда тот его переправит на контроллер и затем на Базовую Станцию. Базовая Станция свяжется с мобильным телефоном и соединит вас с другом. Если ваш друг абонент другой сети или вы звоните на городской телефон, то ваш коммутатор обратится к соответствующему коммутатору другой сети.

Сложно? Давайте разберемся подробнее.

Базовая Станция представляет из себя пару железных шкафов, запертых в хорошо кондиционируемом помещении. Учитывая, что в Москве было на улице +40, мне захотелось немного пожить в этом помещении. Обычно, Базовая Станция находится либо на чердаке здания, либо в контейнере на крыше:

Антенна Базовой Станции разделена на несколько секторов, каждый из которых «светит» в свою сторону. Вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, круглая соединяет Базовую Станцию с контроллером:

Каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно, в зависимости от настройки и конфигурации. Базовая Станция может состоять из 6 секторов, таким образом, одна Базовая Станция может обслуживать до 432 звонков, однако, обычно на станции установлено меньшее количество передатчиков и секторов. Сотовые операторы предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи.

Базовая Станция может работать в трех диапазонах:

900 МГц — сигнал на этой частоте распространяется дальше и лучше проникает внутрь зданий
1800 МГц — сигнал распространяется на более короткие расстояния, но позволяет установить большее количество передатчиков на 1 секторе
2100 МГц — Сеть 3G

Вот так выглядит шкаф с 3G оборудованием:

На Базовые Станции в полях и деревнях устанавливают передатчики 900 МГц, а в городе, где Базовые Станции натыканы как иглы у ежика, в основном, связь осуществляется на частоте 1800 МГц, хотя на любой Базовой Станции могут присутствовать передатчики всех трех диапазонов одновременно.

Сигнал частотой 900 МГц может бить до 35 километров, хотя «дальность» некоторых Базовых Станций, стоящих вдоль трасс, может доходить до 70 километров, за счет снижения числа одновременно обслуживаемых абонентов на станции в два раза. Соответственно, наш телефон с его маленькой встроенной антенной также может передавать сигнал на расстояние до 70 километров…

Все Базовые Станции проектируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное покрытие радиосигналом на уровне земли. Поэтому, несмотря на дальность в 35 километров, на высоту полета самолетов радиосигнал просто не посылается. Тем не менее, некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих самолетах маломощные базовые станции, которые обеспечивают покрытие внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах.

Телефон может измерять уровень сигнала от 32 Базовых Станций одновременно. Информацию о 6-ти лучших (по уровню сигнала) он отправляет по служебному каналу, и уже контроллер (BSC) решает, какой БС передать текущий звонок (Handover), если вы находитесь в движении. Иногда телефон может ошибиться и перебросить вас на БС с худшим сигналом, в этом случае разговор может прерваться. Также может оказаться, что на Базовой Станции, которую выбрал ваш телефон, все голосовые линии заняты. В этом случае разговор также прервется.

Еще мне рассказали о так называемой «проблеме верхних этажей». Если вы живете в пентхаусе, то иногда, при переходе из одной комнаты в другую, разговор может прерываться. Это происходит потому, что в одной комнате телефон может «видеть» одну БС, а во второй — другую, если она выходит на другую сторону дома, и, при этом эти 2 Базовые Станции находятся на большом удалении друг от друга и не прописаны как «соседние» у сотового оператора. В этом случае передача звонка с одной БС на другую происходить не будет:

Связь в метро обеспечивается так же, как и на улице: Базовая Станция – контроллер – коммутатор, с той лишь разницей, что применяются там маленькие Базовые Станции, а в тоннеле покрытие обеспечивается не обычной антенной, а специальным излучающим кабелем.

Как я уже писал выше, одна БС может производить до 432 звонков одновременно. Обычно этой мощности хватает за глаза, но, например, во время некоторых праздников БС может не справиться с количеством желающих позвонить. Обычно это случается на Новый Год, когда все начинают поздравлять друг друга.

SMS передаются по служебным каналам. На 8 марта и 23 февраля люди предпочитают поздравлять друг друга с помощью SMS, пересылая смешные стишки, и телефоны зачастую не могут договориться с БС о выделении голосового канала.

Мне рассказали интересный случай. Из одного района Москвы стали поступать жалобы от абонентов о том, что они не могут никуда дозвониться. Технические специалисты стали разбираться. Большинство голосовых каналов было свободно, а все служебные были заняты. Оказалось, что рядом с этой БС находился институт, в котором шли экзамены и студенты беспрерывно обменивались эсэмэсками.

Длинные SMS телефон делит на несколько коротких и отправляет каждое отдельно. Сотрудники технической службы советуют отправлять такие поздравления с помощью MMS. Это будет быстрее и дешевле.

С Базовой Станции звонок попадает на контроллер. Выглядит он так же скучно, как и сама БС — это просто набор шкафов:

В зависимости от оборудования, контроллер может обслуживать до 60 Базовых Станций. Связь между БС и контроллером (BSC) может осуществляться по радиорелейному каналу либо по оптике. Контроллер осуществляет управление работой радиоканалов, в т.ч. контролирует передвижение абонента, передачу сигнала с одной БС на другую.

Гораздо интереснее выглядит коммутатор:

Каждый коммутатор обслуживает от 2 до 30 контроллеров. Он занимает уже большой зал, заставленный различными шкафами с оборудованием:

10.

11.

12.

Коммутатор осуществляет управление трафиком. Помните старые фильмы, где люди сначала дозванивались до «девушки», а затем она уже соединяла их с другим абонентом, перетыкивая проводки? Этим же занимаются и современные коммутаторы:

13.

Для контроля за сетью у Билайна есть несколько автомобилей, которые они ласково называют «ежики». Они передвигаются по городу и измеряют уровень сигнала собственной сети, а также уровень сети коллег из «Большой Тройки»:

14.

Вся крыша такого автомобиля утыкана антеннами:

15.

Внутри стоит оборудование, осуществляющее сотни звонков и снимающее информацию:

16.

Круглосуточный контроль за коммутаторами и контроллерами осуществляется из ~~Центра Управления Полетами~~ Центра Контроля Сети (ЦКС):

17.

Существует 3 основных направления по контролю за сотовой сетью: аварийность, статистика и обратная связь от абонентов.

Так же, как и в самолетах, на всем оборудовании сотовой сети стоят датчики, которые посылают сигнал в ЦКС и выводят информацию на компьютеры диспетчеров. Если какое-то оборудование вышло из строя, то на мониторе начнет «мигать лампочка».

ЦКС также отслеживает статистику по всем коммутаторам и контроллерам. Он анализирует ее, сравнивая с предыдущими периодами (часом, сутками, неделей и т.д.). Если статистика какого-то из узлов стала резко отличаться от предыдущих показателей, то на мониторе опять начнет «мигать лампочка».

Обратную связь принимают операторы абонентской службы. Если они не могут решить проблему, то звонок переводится на технического специалиста. Если же и он оказывается бессильным, то в компании создается «инцидент», который решают инженеры, занимающиеся эксплуатацией соответствующего оборудования.

За коммутаторами круглосуточно следят по 2 инженера:

18.

На графике показана активность московских коммутаторов. Хорошо видно, что ночью практически никто не звонит:

19.

Контроль за контроллерами (простите за тавтологию) осуществляется со второго этажа Центра Контроля Сети:

22.

21.

Понимаю, что у вас осталась куча вопросов о том, как устроена сотовая сеть. Тема сложная, и я попросил специалиста из «Билайн» помочь мне отвечать на ваши комментарии. Единственная просьба — придерживайтесь темы. А вопросы типа «Билайн редиски. Украли у меня 3 рубля со счета» — адресуйте абонентской службе 0611.

Завтра будет пост о том, как передо мной выпрыгнул кит, а я не успел его сфотографировать. Stay Tuned!

Принцип сотовой связи

Как функционирует сотовая связь? Почему называется «сотовая»? Все эти вопросы изучаются в университете! Но скучно будет просто цитировать учебник… Я расскажу вам обо всём в более простом и понятном варианте. Итак, ПРИНЦИП СОТОВОЙ СВЯЗИ.

С развитием систем радиотелефонной связи возникла проблема — ограниченность частотного ресурса. То есть телефоны с близкими рабочими каналами начали создавать помехи друг другу.

По данным на май 2011 года число абонентов сотовой связи в России составляло 222 миллиона человек. Эта цифра подразумевает число рабочих СИМ-карт. В полтора раза больше населения нашей страны!!![wp_ad_camp_1]

В середине 1940-х годов исследовательский центр Bell Laboratories предложил идею разбиения всей обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами (от английского CELL – ячейка, сота). Каждая сота должна обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило бы без взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой соте.

Чтобы была понятна суть этого абзаца, приведу рисунок.

Для оптимального разделения территории на соты могут быть использованы только три геометрических фигуры: треугольник, квадрат и шестиугольник. Наиболее подходящей фигурой является шестиугольник, так как если антенну с круговой диаграммой направленности установить в его центре, то будет обеспечен доступ почти ко всей соте.

Каждая ячейка, которой выделяется своя полоса частот, обслуживается базовой станцией, состоящей из передатчика, приёмника и модуля управления. Смежные ячейки используют разные частоты, чтобы избежать интерференции или перекрёстных помех. В то же время ячейки, находящиеся на большом расстоянии друг от друга, могут использовать одинаковые полосы частот. Таким образом, основной принцип сотовой связи — это повторное использование частот в несмежных сотах.

Когда телефон находится в режиме ожидания, его приёмное устройство постоянно сканирует все каналы системы. Для вызова абонента всеми базовыми станциями передаётся сигнал вызова. Сотовый телефон вызываемого абонента при получении этого сигнала отвечает по свободному каналу управления. Базовые станции, принявшие ответный сигнал, передают информацию о его параметрах в центр коммутации, который, в свою очередь, переключает разговор на ту базовую станцию, где зафиксирован максимальный уровень сигнала сотового радиотелефона вызываемого абонента.

[wp_ad_camp_5]

Во время набора номера сотовый телефон занимает один из свободных каналов, уровень сигнала базовой станции в котором в данный момент максимален. По мере удаления абонента от базовой станции или в связи с ухудшением условий распространения радиоволн уровень сигнала уменьшается, что ведёт к ухудшению качества связи. Улучшение качества связи достигается путём автоматического переключения абонента на другой канал связи.

Узнайте, что такое чувствительность телефона и как она влияет на качество связи.

Поделитеcь ссылкой на статью с друзьями:

Поделиться на Facebook ВКонтакте Twitter Одноклассники

Проголосуйте за статью:

Сам себе виртуальный оператор / Блог компании Tottоli GSM / ХабрМобильная связь успешно вписалась в IT-инфраструктуру российских компаний. Высокий уровень проникновения связи и распространение мобильных устройств даёт бизнесу массу выгод, главная среди которых — возможность удерживать клиента и получать дополнительный доход.

Парадоксально, но несмотря на популярность мобильных инструментов на службе бизнеса, многие компании даже не подозревают, что… буквально за 15 минут возможно запустить собственного оператора связи — MVNO (mobile virtual network operator). Можно продавать свои SIM-карты, устанавливать тарифы, разрабатывать наборы услуг, что, в свою очередь, кроме гарантированного wow-эффекта обеспечит стабильную прибыль. При этом компания не несёт затраты на оборудование, программное обеспечение и квалифицированных инженеров, поддерживающих работу сети.

Таким образом, собственный MVNO доступен практически любому бизнесу, готовому получить перспективный источник дохода и надёжный инструмент работы с клиентами. Тем более, что динамика рынка способствует такой модели — например, по оценкам J’son & Partners Consulting темп роста в сфере мобильного банкинга с 2014 по 2018 год составит 28%, а выгода от использования конвергентной связи возрастёт в 1,5 раза. Это ли не аргумент?

MVNO — совсем не лирическое отступление

MVNO (mobile virtual network operator) — виртуальный оператор связи, который оказывает услуги под своей торговой маркой, но не имеет собственной технической базы. То есть оператор выпускает свои брендированные SIM-карты, со своими тарифами и услугами, но при этом не имеет своего радиочастотного ресурса и радиопередающей инфраструктуры, а просто арендует их, используя сети, коммутаторы, а иногда и биллинг оператора сотовой связи.

С инженерной точки зрения MVNO представляет собой схему реализации виртуальной сети на основе имеющейся радиопередающей инфраструктуры сотовых операторов. На схеме можно видеть, что вся физическая часть находится в плоскости MNO — обычного сотового оператора, а виртуальному «достаётся» HLR (база данные с информацией об абонентах этой сети)/AuC (центр аутентификации) и MSC — коммутирующий сервис, который через привратник может подключаться к PSTN — телефонной сети общего пользования. MSC виртуального оператора взаимодействует с BSC (Base Station Controller), который объединяет базовые станции и содержит всю логику управления и присоединяется к центру коммутации подвижной связи MSC (а он непосредственно управляет соединением между абонентами). Получается своеобразный симбиоз — к обычной сети добавляется сеть с выделенными возможностями.

С точки зрения экономики такой оператор — выгодная история: фактически можно закупать трафик по оптовым ценам и перепродавать по своим розничным или раздавать, если того требует стратегия и цель создания MVNO. Низкие цены на услуги виртуального оператора обусловлены тем, что нет необходимости платить за дорогостоящее оборудование, радиочастоты, поддерживать, развивать и модернизировать инфраструктуру. Соответственно, освободившийся бюджет можно направить на завоевание своего сегмента потребителей и освоение узкой ниши. Вообще, узкая ниша продукта — это ценная для бизнеса особенность MVNO:

экономическая ценность — получение дохода от продажи трафика и услуг абонентам, узкая направленность на выбранный сегмент гарантирует пул активных абонентов
коммерческая ценность — удержание абонентов явными преимуществами и выгодами (низкая цена, дешёвый роуминг, полезный контент и т.д.)
психологическая ценность — формирование узкого круга (ниши своих абонентов, разделяющих философию бренда.

В последнее время на рынке России появилась ещё одна предпосылка, которая играет на руку компании, решившейся на создание MVNO — телефоны и смартфоны с двумя SIM-картами. По оценкам J’son & Partners Consulting, суммарная доля продаж смартфонов с двумя и более SIM-картами в РФ в 2014 году составила 60%. Это серьёзный рост, тем более, что производители стали предлагать две симки не только на бюджетных моделях, но и на флагманах. К этой цифре можно добавить тех, кто стабильно имеет два телефона из разряда: «мой вечный номер» и «для акционных и дешёвых симок». Фактически многим вашим абонентам (клиентам) не понадобится мучительно выбирать оператора, достаточно вставить в телефон вторую SIM-карту.

Очевидно, что MVNO — хорошее решение для туристической отрасли, провайдеров, розничных сетей, банков, операторов фиксированной связи, платёжных систем и т.д… Есть общий набор выгод, которые может получить каждая компания, принадлежащая к перечисленным сферам деятельности.

Использование MVNO для электронной коммерции и мобильной рекламы — виртуальный оператор в собственной сети может свободно регулировать контент и использовать рекламные функции по своему усмотрению.
Рассылка оповещений и предоставление информационных услуг. Например, реализация мобильной справочной службы, в которой абонент сможет запрашивать информацию. Причём любой VAS (value added services — дополнительная услуга) можно реализовать по двум основным моделям:
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 1) интерактивный класс — доступ к услугам осуществляется через web—браузер мобильного устройства
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp 2) фоновый класс — услуга распространяется по подписке (баланс, курс валют, данные с терминала и проч.)
Использование услуг межмашинного взаимодействия (M2M) — отслеживания датчиков, показателей, информации от банкоматов или терминалов посредством сети GSM.
Коммуникация с потребителем, оказание технической и сервисной поддержки.
Создание домашних зон — актуально для ритейла, банков, крупных развлекательных и туристических компаний, крупных предприятий и агломераций предприятий.
Работа с сотрудниками: мониторинг, обеспечение связью.

Таким образом, MVNO соединяет в себе преимущества обычной мобильной связи GSM и VoIP, что делает его серьёзным и востребованным инструментом крупных компаний.

Возможности создания MVNO по отраслям

Наша компания уже давно занимается созданием виртуальных операторов для B2B, и на сегодня опыт Tottoli позволяет выделить несколько основных сфер, которые успешно используют «свою сотовую сеть». Изначально было понятно, что различные сферы бизнеса нуждаются в разных конфигурациях MVNO. Поэтому нам удалось создать оптимальные решения исходя из потребностей каждой группы потенциальных владельцев виртуальной сети. Выделим три основные типа создания виртуального оператора.

Light MVNO — простое решение, которое не накладывает на владельца никаких серьёзных обязательств по управлению. Фактически это реселлерская схема, внедряя которую компания получает неплохой инструмент привлечения и удержания клиентов, а также источник дополнительного дохода за счёт дилерской комиссии. Компания может брендировать SIM-карты и упаковку, получает доступ к админ-панели статистики. Приём платежей, техническая поддержка и имя сети находятся на стороне оператора-партнёра HNO (Hosting Network Operator — грубо говоря, хозяин радиосети). Эта схема подойдёт тем, кому интересно предоставление услуг связи для клиентов, но не сильно хочется заморачиваться с технической стороной вопроса: салонам связи, туристическим компаниям, розничным сетям, ритейлу, страховым компаниям и проч.

Pro MVNO — решение для компаний, имеющих свою развитую АТС и использующих её, например, для связи между сотрудниками и подразделениями. Кроме того, такая сеть может использоваться для нишевых предложений: мигрантов, студентов, волонтёров масштабных мероприятий и т.д… Pro MVNO даёт серьёзные возможности.

Свой трафик и трафик конвергентной связи (SIP+GSM). Компания может одновременно использовать преимущества мобильной связи и IP-телефонии.
Разработка собственных тарифных планов. Единственное ограничение — это рамки, установленные биллинговой системой HNO (в нашем случае, Tottoli GSM). Биллинг — это система, отвечающая за сбор и обработку данных в телекоммуникациях. Тарификация и схемы тарификации также учитываются в биллинге, поэтому при разработке тарифов стоит учитывать его особенности. Впрочем, за рамки выйти сложно — современные биллинговые системы гибкие и функциональные.
Возможность создания механизмов расчёта с абонентами. Существуют два основных механизма: препейд (абонент заплатил и пользуется связью) и постпейд (абонент использовал услуги и заплатил в конце периода). В случае использования Pro MVNO компания может выбирать наиболее целесообразный для себя вариант или совмещать оба.
Своя техническая поддержка. С одной стороны, это несёт дополнительные затраты, а с другой — даёт возможности. Прежде всего это возможность накопления знаний об абонентах и способ реализовать информирование и некоторые маркетинговые инициативы.
Управление маршрутизацией и направлениями. Это необходимо компаниям, желающим объединять, например, филиалы или группы абонентов и формировать для них тарифы по направлениям.

HNO предоставляет владельцу виртуального оператора право присваивать сети название (например, по имени бренда). Приём платежей осуществляется на стороне MVNO, предоставляется админ-панель (биллинг+статистика).
Такой вариант подойдёт для компаний, готовых и способных отвечать за администрирование виртуальной сети и использовать все перечисленные преимущества. Это банки, крупные предприятия и холдинги с разветвлённой сетью филиалов, компании, оказывающие услуги фиксированной связи и желающие удерживать абонентов и получать дополнительный доход.

Full MVNO нацелен на корпоративного клиента, стремящегося строить на основе связи свои бизнес-процессы. Например, это могут быть владельцы мобильных платёжных сервисов или операторы фиксированной связи. Если обратиться к глобальному MVNO, можно найти множество примеров, когда виртуальные операторы зачастую становились конкурентом крупнейших игроков рынка сотовой связи, например, завоёвывая низкими ценами и агрессивным маркетингом молодёжную аудиторию. Были случаи, что и сами сотовые операторы создавали MVNO для выхода на закрытый рынок или удержания своих же нелояльных абонентов.

Кроме перечисленных выше преимуществ Pro MVNO, компания получает дополнительные возможности.

Создание и использование апплетов для SIM-карт — несамостоятельных небольших программ, расширяющих функциональность SIM-карты. Например, именно апплеты превращают SIM-карту в платёжное средство.
Полный контроль услуг и тарифов, использование API.
Присвоение собственного пула номеров. Компания устанавливает свой номерной план, может управлять соединением, создавать виртуальные номера.
Использование FMC (конвергентной связи), позволяющей создать телекоммуникационную инфраструктуру с короткими номерами доступа внутри компании.

Фактически формируется полноценный MVNO — оператор подвижной связи с тарифами, номерной базой, биллингом, работающий как HNO, но не имеющий собственной радиосети.

Tottoli GSM помогает развивать MVNO, используя сочетание технологий VoIP и классического GSM. Снижается себестоимость звонков, а это гарантирует возможность формирования низких цен на связь, в том числе в роуминге, который зачастую является беспредельно дорогим и выступает причиной расторжения договора между абонентом и оператором.

Сегодня множество бизнес-процессов завязано на IP-телефонии. Но есть небольшая особенность, с которой рано или поздно сталкивается компания — VoIP начинает не хватать. И это связано, прежде всего, с мобильностью. Поэтому создание одного из типов MVNO — разумное решение для построения телекоммуникационной и IT-инфраструктуры, нацеленной на оптимизацию процессов и интенсивное развитие.

Технология мобильных телефонов »Электроника Примечания

Технология мобильного телефона или сотовой связи широко используется и основана на концепции повторного использования частоты приложением на ряде ячеек покрытия.

Основы сотовой / мобильной связи Включает в себя:
Что такое сотовая связь Концепция сотовой системы Методы множественного доступа Дуплекс техники Что внутри мобильного телефона Сдавать Ретрансляция

Мобильные телефоны или сотовые телекоммуникационные технологии широко используются с начала 1980-х годов.

С момента своего первого внедрения его использование очень быстро возросло до такой степени, что большая часть населения мира имеет доступ к этой технологии.

От развитой страны до развивающейся страны технология мобильной связи или сотовой связи была установлена во всех странах мира.

Индустрия сотовой связи является основной движущей силой роста радио и электронной промышленности.

Развитие сотовой связи

Несмотря на то, что сотовая связь в настоящее время принята в повседневную жизнь, потребовалось много лет для ее развития.

Хотя основные концепции технологии сотовой связи были предложены в 1940-х годах, только в середине 1980-х годов радиотехнология и системы были развернуты для обеспечения широкой доступности.

Использование систем сотовой связи быстро росло, и в качестве примера было подсчитано, что в Соединенном Королевстве к 2011 году было сделано больше звонков с использованием мобильных телефонов, чем проводных устройств.

Еще один пример роста систем сотовой связи произошел в 2004 году, когда GSMA объявил на Всемирном конгрессе мобильных устройств в феврале 2004 года, что число абонентов мобильной связи GSM превышает 1 миллиард — с момента запуска первой сети прошло 12 лет.Для сравнения потребовалось более 100 лет, чтобы достичь такой же цифры для проводных телефонных соединений.

Тогда к 2015 году было активным более 7 миллиардов мобильных подписок (для всех технологий). Это большой подвиг, когда осознается, что население мира составляет чуть более 7 миллиардов. Это означало, что у многих людей было более одной подписки, хотя проникновение на рынок было, очевидно, очень значительным.

Сотовая связь поколений

Много говорят о поколениях мобильных телефонов.3G переходит на 4G, а затем на 5G.

Каждое поколение мобильных телефонов имело свои цели и было в состоянии обеспечить различные уровни функциональности.

Возможно, было несколько разных конкурирующих стандартов в разных поколениях. Для сотовой связи 3G существовало два основных стандарта, а для 4G был только один, поскольку существовал глобальный консенсус относительно использования системы, что способствовало глобальному роумингу.


Поколение	Приблизительно год запуска	Фокус
1G	1979	Мобильный голос
2G	1991	Мобильный голос
3G	2001	Широкополосный мобильный
4G	2009	Широкополосный мобильный
5G	2020 (ожидается)	Повсеместное подключение

Ключевые концепции сотовой связи

Как видно из названия, технология сотовой связи основана на концепции использования большого количества базовых станций, каждая из которых покрывает небольшую область или соту.С каждой базовой станцией, обменивающейся информацией с разумным числом пользователей, это означает, что вся система может поддерживать огромное количество соединений, и уровни использования частоты хорошие.

Система сотовой связи имеет несколько различных областей, каждая из которых выполняет свою функцию. Основные области, подробно описанные ниже, являются основными, на которые обычно ссылаются при обсуждении систем сотовой связи. Каждую из этих областей часто можно разделить гораздо дальше на разные объекты.

Мобильный телефон или пользовательское оборудование, UE: Пользовательское оборудование или мобильный телефон — это элемент системы мобильной связи, который видит пользователь. Он подключается к сети и позволяет пользователю получать доступ к услугам передачи голоса и данных. Пользовательское оборудование также может быть ключом, используемым для доступа к данным на ноутбуке, или модемом на другом устройстве — например, сотовая связь начинает использоваться для Интернета вещей, приложений IoT и, как следствие, может быть подключен к интеллектуальному счетчику для автоматической отправки показаний счетчика или может использоваться для любого из множества других приложений.
Сеть радиодоступа, RAN: Сеть радиодоступа находится на периферии системы сотовой связи. Предоставляет ссылку на пользовательское оборудование из сотовой сети. Он включает в себя ряд элементов и широко включает в себя базовую станцию и контроллер базовой станции. С развитием технологий сотовой связи используемые термины и их содержание меняются, но их основная функция остается практически неизменной.
Базовая сеть: Базовая сеть является центром системы сотовой связи.Он управляет всей системой, а также хранит пользовательские данные, управляет контролем доступа, связями с внешним миром и предоставляет множество других функций.

Беспроводные и проводные соединения Темы:
Основы мобильной связи 2G GSM 3G UMTS 4G LTE 5G Вай-фай IEEE 802.15.4 Беспроводные телефоны DECT NFC — ближняя связь Основы сети Что такое облако Ethernet Серийные данные USB SigFox Lora VoIP SDN NFV SD-WAN
Возврат к беспроводной и проводной связи

Как работает мобильная связь?

Эта статья посвящена введению в мобильную связь или ответу на вопрос «Как работает мобильная связь». Мобильная связь включает в себя преобразование голоса в аналогово-цифровую микроволновую передачу в ближайшую базовую станцию в цифровой форме в микроволновую передачу в ближайшую базовую станцию цифрового приемника в аналоговую форму и, наконец, обратно в голос.Этот процесс включает в себя очень много преобразования голосовых форм и дает представление о его технологии.

Технология мобильной связи и ее влияние

В современную эпоху почти у каждого есть свой мобильный телефон, и они используют мобильный телефон для общения с родственниками и так далее. Но немногие из них знают, как работает эта технология мобильной передачи. Удивительная технология мобильной передачи сделала мир очень маленьким для общения.Сегодня никто в этом мире недоступен. Все можно повторить. Дайте нам знать, как работает эта технология мобильной связи , и постарайтесь узнать, что происходит, когда вы звоните кому-либо в терминах простых технических слов.

Как работает технология мобильной связи?

Прежде чем узнать, как работает наша технология мобильной связи и ее система, дайте нам знать, какие технические средства необходимы, чтобы упростить задачу вызова и звонка.

Введение в технологию беспроводной мобильной связи

Область, в которой вы живете, разделена на «ячейки» предписанного размера, и в каждой ячейке имеется одна мобильная базовая станция , которую мы называем мобильной вышкой.Это та башня, чей сигнал телефона показывает на экране.
Когда любой телефон находится в режиме включения, он продолжает посылать сигналы на ближайшую базовую станцию мобильной связи через микроволновую передачу . Мобильная базовая станция хранит записи об этой SIM-карте и связанных данных в сетевом компьютере. Это верно для каждого мобильного телефона в зоне действия этой сетевой башни.

Когда кто-либо (звонящий, например, вы) пытается позвонить кому-либо (например, другу или получателю) в другую область, которая также покрывается другой ячейкой сети, введя / набрав номер мобильного телефона этого человека, данные мобильного номера затем постоянно передается в сетевой компьютер ближайшей мобильной базовой станции вызывающего абонента.Сразу после проверки номера сетевой компьютер пытается найти человека / вашего друга, которому вы звоните, через ближайшую сотовую и базовую станции. Когда ваш друг отслеживается ближайшей базовой станцией вашего друга и когда вы набираете этот номер, и на приемнике / телефоне вашего друга звонит соответствующий звонок.

Разговор по мобильному телефону и процесс его передачи

Когда приемник / друг принимает вызов, базовая станция приемника и передатчика создает уникальный канал между ними.Когда абонент / вы говорите, голос вашего / абонента преобразуется в аналоговую форму с помощью микрофона мобильного телефона. Этот аналоговый сигнал затем преобразуется в цифровую форму и отправляется на ближайшую мобильную базовую станцию через микроволновые сигналы. Когда ближайшая мобильная базовая станция вызывающего абонента принимает микроволновые сигналы, она немедленно преобразует их в цифровую электрическую форму и отправляет на ближайшую базовую станцию мобильного телефона получателя через уникальный канал, созданный ранее.

Теперь ближайшая мобильная базовая станция приемника передает данные вызова микроволновыми сигналами , и эти сигналы принимаются приемником телефона человека / вашего друга, которому вы звоните.
Затем приемник мобильного телефона вашего друга немедленно преобразует эти микроволновые сигналы в цифровую форму, а затем в аналоговую форму и т. Д. В усиленную голосовую форму. И говорящий по телефону говорит голосом звонящего.
Когда получатель / друг отвечает вам или отвечает вам, это снова происходит в обратном порядке, и ваш разговор продолжается.

Так работают технологии мобильной связи.

Как работают сотовые электронные платежи

Связь ближнего радиуса действия лежит в основе сотовой электронной оплаты, поэтому любое объяснение сотовой оплаты должно начинаться именно там. Что именно NFC? Это стандарт технологии беспроводной связи малого радиуса действия, который позволяет электронным устройствам связываться друг с другом, например, для оплаты сотовой связи. Используя радиочастоту ближнего действия, считыватель NFC может считывать данные с тега или другого устройства, расположенного очень близко к нему [источники: Nokia Europe и NFC Forum].

Она похожа на технологию радиочастотной идентификации (RFID), используемую в беспроводных бирках инвентаря, бесконтактных кредитных картах и транзитных картах, которые вы можете прикоснуться к считывателю. NFC и RFID передают данные через индуктивную связь. Индукция происходит, когда провод или другой проводник электричества проходит через магнитное поле, генерируя электрический ток в проводе.

Сотовый телефон, оснащенный NFC, оснащен микросхемой со встроенной катушкой провода.Станция оплаты, или считыватель, генерирует магнитное поле, а также имеет внутри катушку. Когда телефон находится в нескольких дюймах от станции оплаты, между витками провода прыгает электрический ток, сигнализирующий о передаче радиоволн, несущих данные, между устройствами.

Но подключение NFC может сделать больше, чем решения RFID, что особенно полезно для электронных платежей. NFC предлагает двустороннюю связь, поэтому платежная станция может отправлять такую информацию, как купоны на скидку, или вести разговор с чипом в телефоне.Это также предлагает дополнительную безопасность. Платежная станция, например, может запросить информацию об учетной записи из чипа, который может попросить пользователя ввести пароль на клавиатуре. Устройства могут сохранять соединение открытым до тех пор, пока не будет предоставлена информация об учетной записи и безопасности, и транзакция не будет одобрена.

Вы готовы попробовать? Аналитики ожидают расцвет рынка NFC-технологий, прогнозируя, что количество ежегодных сотовых электронных платежей увеличится в пять раз к 2013 году, когда пользователи мобильных телефонов ежегодно тратят более 300 миллиардов долларов во всем мире на цифровые товары (такие как музыка, билеты и игры) и физические средства. товары (например, подарки и книги).

Однако, на вашем пути стоит несколько препятствий. Во-первых, вам нужен мобильный телефон с чипом NFC. Нет проблем с этим, если вы живете в Японии. Телефоны также становятся все более распространенными в Европе. Фактически, на Дальний Восток и Западную Европу, как ожидается, будет приходиться 60 процентов сотовых электронных транзакций по всему миру в 2013 году [источники: Juniper Research].

Но телефоны с поддержкой NFC, как ожидается, не будут доступны для покупки в Соединенных Штатах, как минимум, до 2009 года.Они были опробованы в пилотных исследованиях, в том числе для оформления билетов в Системе быстрого транзита Bay Area в Сан-Франциско, с системой обработки MasterCard PayPass в Чикаго и с 600 торговцами, принимающими PayPass в Нью-Йорке, и на линии в городском метро [источники: MSNBC].

Хотя отклики потребителей были положительными, магазинам, ресторанам, торговым центрам, автозаправочным станциям и другим розничным предприятиям необходимо видеть достаточную ценность сотовых электронных платежей для установки технологии NFC и адаптации приложений для работы с включенными сотовыми телефонами.

Помимо любого нежелания принимать сотовые электронные платежи, многие продавцы не готовы сделать это. М.В. Раджаманнар, исполнительный вице-президент Citi Brands CitiGroup, оценил после исследования в Нью-Йорке, что только около 40 000 из более чем 6 миллионов торговцев страны были оснащены бесконтактными считывателями [источник: Card Technology].

Несмотря на их удобство, сотовые электронные платежи имеют много критиков. Узнайте, что они говорят на следующей странице.

Процессы сотовой связи, которые делают жизнь возможной — ScienceDaily

Исследователи обнаружили механизм межклеточной коммуникации, который помогает объяснить, как биологические системы и действия — от бьющегося сердца до способности совершать домашние пробежки — функционируют должным образом в большинстве случаев. время, а в некоторых сценариях весьма замечательно.

Полученные данные являются важным базовым достижением в функционировании сенсорных систем клеток, они проливают свет на плохо понятое взаимодействие между клетками — и они также предполагают, что некоторые повреждения, нанесенные раковыми клетками, можно рассматривать как «неспособность общаться». ,»

Сегодня о работе было сообщено в Слушаниях Национальной Академии Наук физиками из Государственного университета Орегона и Университета Пердью, выполненного при поддержке Национального научного фонда и Фонда Саймонса.

Ученые давно знают, что клетки обладают различными типами сенсорных способностей, которые являются ключевыми для их функций, такими как восприятие света, тепла, нервных сигналов, повреждений, химических веществ или других факторов.

В этом процессе химический стимул, называемый АТФ, функционирует как сигнальная молекула, которая, в свою очередь, вызывает повышение и снижение уровня кальция в клетке и сообщает клетке, что пришло время выполнять свою работу — будь то посылка нервного импульса, увидеть птицу в полете или починить рану.Эти процессы восприятия являются основополагающими для функции жизни.

«Мы уже давно поняли основы сенсорной функции клетки и то, как она помогает клетке реагировать на окружающую среду», — сказал Бо Сун, доцент кафедры физики в Колледже наук Орегонского государственного университета и соответствующий автор. на этом исследовании.

«Дело в том, что отдельные клетки не всегда правильно понимают сообщение, их сенсорный процесс может быть шумным, сбивающим с толку, и они делают ошибки», — сказал Сун.«Но в численности есть сила, и коллективная сенсорная способность многих клеток, работающих вместе, обычно дает правильный ответ. Это коллективное общение необходимо для жизни».

В этом исследовании исследователи помогли объяснить, как это работает для клеток животных.

Когда ячейки встречаются, между ними обычно образуется небольшой канал, который называется щелевым соединением. На индивидуальном уровне клетка в ответ на АТФ начинает колебаться, что является частью ее призыва к действию. Но при связи, обусловленной щелевым соединением, несмотря на значительные различия в восприятии от одной клетки к другой, чувствительность к АТФ увеличивается.Колебание усиливается и становится более равномерным.

Эта интерактивная болтовня продолжается, и преобладание клеток, получающих одно ощущение, убеждает меньшее количество клеток, сообщающих о другом ощущении, что они должны ошибаться. Работая в общении и совместной работе, большинство ячеек в конечном итоге решают, какой будет правильный сенсорный ввод, и передаваемый сигнал довольно точен.

Благодаря такой точности связи клетки в сердечной камере совместно решают, что пора сокращаться в подходящее время, и кровь накачивается десятки раз в минуту на протяжении всей жизни.Нейронные клетки посылают точные сигналы. Фоторецепторные клетки видны четко.

Это исследование было проведено с клетками фибробластов, которые используются для заживления ран, но результаты должны относиться ко многим клеточным чувствительным механизмам, считают исследователи.

Раковые клетки, напротив, плохие коммуникаторы. Это исследование показало, что они сопротивляются этому процессу коллективного общения, и когда их достаточно, коммуникативный процесс начинает ослабевать и разрушаться.Это может быть, по крайней мере, одним из способов биологического повреждения рака.

«Эти процессы коллективного сенсорного общения, как правило, точны, но иногда работают лучше, чем другие. Ошибки сделаны», сказал Сун. «Несмотря на это, этот процесс делает жизнь возможной. И когда все идет хорошо, результаты могут быть замечательными».

Рассмотрим бейсболиста, пытающегося получить удар, который Тед Уильямс однажды назвал «самым сложным занятием в спорте». Кувшин высшей лиги бросает быстрый мяч со скоростью 93 мили в час, низкий, но, возможно, удар.

Фоторецепторные клетки в глазах жидкого теста видят приближающуюся подачу. Некоторые клетки видят это как кривую в грязи, а некоторые принимают ее за замену, более медленный шаг. Но большинство камер приходят к правильному выводу, это фастбол на коленях, и они распространяют информацию. После обширной связи между всеми этими клетками, делается вывод и правильное сообщение отправляется нейронам в мозге.

Клетки мозга, в свою очередь, через нервы посылают сильный сигнал мышцам по всему телу, плечам, ногам и особенно рукам.Сигналы поступают, и снова происходит совместный процесс, решающий, что является сообщением и как реагировать. Ионы кальция в мышечных клетках запускаются, и запускается жестокий, но точный ответ, размахивая битой. Весь этот процесс, от мяча, покидающего руку кувшина до контакта с битой, занимает менее полсекунды.

В идеальный день — клеточные дебаты о том, какая грядущая подача были достаточно короткими, точные сроки, сокращения мышц как раз — мяч взорвался от летучей мыши и уплыл через забор в центре поля.

В более реалистичный день — поскольку лучшие нападающие в мире преуспевают только 3 раза из 10 — мяч слабо отскакивает от второго низов для легкого выхода. Это в свою очередь вызывает коллективные стоны 30 000 разочарованных поклонников. Но у сердца есть сотовая связь, которая продолжает гарантировать его нормальное биение, и игрок живет, чтобы бить еще один день.