الجميع تقريبا يستخدم الهاتف الخليوي، ولكن قليل من الناس يفكرون في كيفية عمل كل شيء؟ سنحاول في هذا العمل الأدبي النظر في كيفية حدوث الاتصال من وجهة نظر مشغل الاتصالات الخاص بك.

عندما تطلب رقمًا وتبدأ في الاتصال، أو يتصل بك شخص ما، يتصل جهازك عبر قناة الراديو بأحد هوائيات أقرب محطة أساسية.

تحتوي كل محطة قاعدة على واحد إلى اثني عشر هوائيًا للإرسال والاستقبال موجهة إليها جوانب مختلفةلتوفير التواصل للمشتركين من كافة الجهات. في المصطلحات المهنية، تسمى الهوائيات أيضًا "القطاعات". ربما تكون قد رأيتها بنفسك عدة مرات - كتل مستطيلة رمادية كبيرة.

ومن الهوائي، يتم إرسال الإشارة عبر الكابل مباشرة إلى وحدة التحكم في المحطة الأساسية. عادةً ما تسمى مجموعة القطاعات وكتلة التحكم - BS، المحطة الأساسية، المحطة الأساسية. ترتبط العديد من المحطات الأساسية، التي تخدم هوائياتها منطقة أو منطقة معينة من المدينة، بوحدة خاصة - ما يسمى يعنيLAC وحدة تحكم المنطقة المحلية، غالبا ما يطلق عليه ببساطة مراقب. عادةً ما يتم توصيل ما يصل إلى 15 محطة أساسية بوحدة تحكم واحدة.

في المقابل، ترتبط وحدات التحكم، والتي قد يكون هناك العديد منها أيضًا، بوحدة "الدماغ" المركزية للغاية - MSC، مركز تحويل خدمات الهاتف المحمول، مركز التحكم خدمات الهاتف المحمول ، والمعروف شعبيا باسم يُحوّل. يوفر المحول إمكانية الوصول (والإدخال) إلى خطوط هاتف المدينة وإلى المشغلين الآخرين الاتصالات الخلويةوما إلى ذلك وهلم جرا.

أي أن المخطط بأكمله في النهاية يبدو كالتالي:

تستخدم شبكات GSM الصغيرة محولًا واحدًا فقط؛ أما الشبكات الأكبر حجمًا، والتي تخدم أكثر من مليون مشترك، فيمكن أن تستخدم محولين أو ثلاثة أو أكثر ماجستير، متحدين مع بعضهم البعض.

لماذا هذا التعقيد؟ يبدو أنه يمكنك ببساطة توصيل الهوائيات بالمفتاح - وكل شيء، لن تكون هناك مشاكل... لكن الأمر ليس بهذه البساطة. الأمر كله يتعلق بكلمة إنجليزية واحدة بسيطة - سلم. يشير هذا المصطلح إلى التسليم في الشبكات الخلوية. أي عندما تسير في الشارع أو تقود سيارة (قطار، دراجة هوائية، زلاجات، رصف الأسفلت...) وفي نفس الوقت تتحدث على الهاتف، ثم لكي لا ينقطع الاتصال (و (لا تتم مقاطعته)، فأنت بحاجة إلى التبديل في الوقت المناسب لهاتفك من قطاع إلى آخر، ومن محطة قاعدة إلى أخرى، ومن منطقة محلية إلى أخرى، وما إلى ذلك. وفقا لذلك، إذا كانت القطاعات متصلة مباشرة بالمفتاح، فسيتعين على كل هذه التبديلات أن تتم إدارتها بواسطة المحول، الذي لديه بالفعل ما يجب القيام به. يتيح تصميم الشبكة متعدد المستويات توزيع الحمل بالتساوي، مما يقلل من احتمالية فشل المعدات، ونتيجة لذلك، فقدان الاتصال.

مثال - إذا انتقلت أنت وهاتفك من منطقة تغطية قطاع واحد إلى منطقة تغطية قطاع آخر، فإن وحدة التحكم BS تتولى عملية نقل الهاتف، دون التأثير على الأجهزة "المتفوقة" - L. A. C.و ماجستير. وبناء على ذلك، إذا حدث الانتقال بين مختلف ب.س.، ومن ثم يتم التحكم فيه L. A. C.وما إلى ذلك وهلم جرا.

ينبغي النظر في تشغيل المفتاح بمزيد من التفصيل. يؤدي المحول الموجود في الشبكة الخلوية نفس الوظائف تقريبًا التي يؤديها PBX في شبكات الهاتف السلكية. هو الذي يحدد المكان الذي تتصل به، ومن يتصل بك، وهو المسؤول عن تشغيل الخدمات الإضافية، وفي النهاية، بشكل عام، يحدد ما إذا كان يمكنك الاتصال أم لا.

دعونا نتوقف عند النقطة الأخيرة - ماذا يحدث عند تشغيل هاتفك؟

هنا، تقوم بتشغيل هاتفك. بطاقة SIM الخاصة بك لديها رقم خاص، ما يسمى IMSI - رقم تعريف المشترك الدولي. هذا الرقم فريد لكل بطاقة SIM في العالم، وبهذا الرقم بالتحديد يميز المشغلون مشتركًا عن آخر. عندما تقوم بتشغيل الهاتف، فإنه يرسل هذا الرمز، وترسله المحطة الأساسية إليه أمريكا اللاتينية والكاريبي، أمريكا اللاتينية والكاريبي- إلى التبديل، بدوره. هناك شيئان يلعبان هنا وحدات إضافيةالمرتبطة بالتبديل - HLR، تسجيل موقع المنزلو VLR لتقف علي سجل موقع الزوار. على التوالى، سجل المشتركين الرئيسيةو سجل المشتركين الضيوف. في HLRيتم تخزينها IMSIجميع المشتركين المتصلين بهذا المشغل. في VLRويحتوي بدوره على بيانات حول كافة المشتركين الموجودين فيه هذه اللحظةاستخدم الشبكة من هذا المشغل. IMSIنقل إلى HLR(وبطبيعة الحال، في شكل مشفر للغاية؛ لن ندخل في التفاصيل حول ميزات التشفير، سنقول فقط أن كتلة أخرى مسؤولة عن هذه العملية - AuC، مركز المصادقة)، HLR، بدوره، يتحقق مما إذا كان لديه مثل هذا المشترك، وإذا كان الأمر كذلك، سواء تم حظره، على سبيل المثال، لعدم الدفع. إذا كان كل شيء على ما يرام، فسيتم تسجيل هذا المشترك في VLRومن الآن فصاعدا يمكن إجراء المكالمات. قد لا يكون لدى المشغلين الكبار مشغل واحد، بل عدة مشغلين يعملون بالتوازي HLRو VLR. والآن لنحاول عرض كل ما سبق في الشكل:

هنا نظرنا بإيجاز في كيفية عمل الشبكة الخلوية. في الواقع، كل شيء أكثر تعقيدا بكثير، ولكن إذا وصفنا كل شيء كما هو بالتفصيل، فقد يتجاوز هذا العرض التقديمي حجم "الحرب والسلام".

بعد ذلك، سننظر في كيفية (والأهم من ذلك، لماذا!) يقوم المشغل بخصم الأموال من حسابنا. كما كنت قد سمعت بالفعل، خطط التعريفةهناك ثلاثة أنواع مختلفة- ما يسمى بـ "الائتمان" و"المقدمة" و"المدفوعة مسبقًا" من اللغة الإنجليزية مسبقة الدفع، أي الدفع المسبق. ماهو الفرق؟ دعونا نلقي نظرة على كيفية شطب الأموال أثناء المحادثة:

لنفترض أنك اتصلت بمكان ما. تم تسجيله على لوحة التبديل أن المشترك كذا وكذا اتصل هناك وتحدث لمدة خمسة وأربعين ثانية على سبيل المثال.

الحالة الأولى هي أن يكون لديك نظام سداد ائتماني أو مقدم. في هذه الحالة، يحدث ما يلي: يتم تجميع البيانات المتعلقة بمكالماتك وليس فقط مكالماتك في المحول، ثم يتم نقلها، حسب ترتيب قائمة الانتظار العامة، إلى كتلة خاصة تسمى الفواتير، من الإنجليزية إلى الفاتورة - لدفع الفواتير. الفواتيرمسؤول عن جميع القضايا المتعلقة بأموال المشتركين - يحسب تكلفة المكالمات، وشطب رسوم الاشتراك، وشطب الأموال مقابل الخدمات، وما إلى ذلك.

سرعة نقل المعلومات من ماجستيرالخامس الفواتيريعتمد على مقدار قوة الحوسبة لديك الفواتير، أو بعبارة أخرى، مدى سرعة تمكنه من تحويل البيانات الفنية حول المكالمات التي يتم إجراؤها إلى أموال مباشرة. وبناء على ذلك، كلما زاد عدد المشتركين الذين يتحدثون، أو كلما زادت "بطء" الفواتير، كلما كانت حركة قائمة الانتظار أبطأ، وبالتالي كلما زاد التأخير بين المحادثة نفسها والخصم الفعلي للأموال لهذه المحادثة. ترتبط هذه الحقيقة بعدم الرضا الذي غالبًا ما يعبر عنه بعض المشتركين - "يقولون إنهم يسرقون الأموال! " لم أتحدث لمدة يومين - تم شطب مبلغ معين..." لكنها لا تأخذ في الاعتبار على الإطلاق أنه بالنسبة للمحادثات التي جرت، على سبيل المثال، قبل ثلاثة أيام، لم يتم شطب الأموال على الفور... يحاول الناس ألا يلاحظوا الأشياء الجيدة... وفي هذه الأيام، على سبيل المثال، قد لا تعمل الفواتير ببساطة - بسبب وقوع حادث، أو لأنه تم تحديثها بطريقة أو بأخرى.

في الاتجاه المعاكس - من الفواتير إلى ماجستير- هناك قائمة انتظار أخرى فيها الفواتيرإبلاغ لوحة التبديل عن حالة حسابات المشتركين. مرة أخرى، حالة شائعة إلى حد ما - يمكن أن يصل الدين الموجود في الحساب إلى عدة عشرات من الدولارات، ولكن لا يزال بإمكانك إجراء مكالمات هاتفية - وذلك على وجه التحديد لأن قائمة الانتظار "العكسية" لم تصل بعد وأن لوحة التبديل لا تعرف بعد أنك كذلك متخلف خبيث وكان من المفترض أن يتم حظرك منذ وقت طويل.

تختلف التعريفات المسبقة عن التعريفات الائتمانية فقط في طريقة التسوية مع المشترك - في الحالة الأولى، يقوم الشخص بإيداع بعض المبلغ في الحساب، ويتم خصم أموال المكالمات تدريجياً من هذا المبلغ. تعتبر هذه الطريقة ملائمة لأنها تسمح لك بتخطيط تكاليف الاتصال الخاصة بك والحد منها إلى حد ما. الخيار الثاني هو الائتمان، حيث التكلفة الإجمالية لجميع المكالمات لأي فترة (" دورة الفوترة")، عادةً شهريًا، ويتم إصدارها على شكل فاتورة يجب على المشترك دفعها. يعد نظام الائتمان مناسبًا لأنه يؤمن لك ضد تلك الحالات التي تحتاج فيها بشكل عاجل إلى إجراء مكالمة، ولكن الأموال الموجودة في حسابك تنفد فجأة ويتم حظر هاتفك.

تم تصميم الدفع المسبق بشكل مختلف تمامًا:

في الدفع المسبق الفواتيرعلى هذا النحو يسمى عادة " منصة بريباد».

فور بدء الاتصال الهاتفي، يتم إنشاء اتصال مباشر بين يُحوّلو منصة الدفع المسبق. لا توجد طوابير، يتم نقل البيانات في كلا الاتجاهين مباشرة أثناء المحادثة، في الوقت الحقيقي. فيما يتعلق بهذا، تتمتع الدفع المسبق بالميزات المميزة التالية - عدم وجود رسوم اشتراك (نظرًا لعدم وجود شيء مثل فترة الفاتورة)، مجموعة محدودة من الخدمات الإضافية (من الصعب تقنيًا تحصيل الرسوم في "الوقت الفعلي")، وعدم القدرة على "الدخول إلى المنطقة الحمراء" - سيتم مقاطعة المحادثة بمجرد نفاد الأموال الموجودة في الحساب. كرامة واضحة preipedesهي القدرة على التحكم بدقة في مقدار الأموال الموجودة في الحساب، ونتيجة لذلك، في نفقاتك.

في preipedesفي بعض الأحيان يتم ملاحظة ظاهرة مضحكة - إذا منصة الدفع المسبقلسبب ما يرفض العمل، على سبيل المثال، بسبب التحميل الزائد، وبالتالي، للمشتركين التعريفات المدفوعة مسبقافي هذا الوقت تصبح جميع المكالمات مجانية تمامًا. وهو ما يجعلهم – المشتركين – سعداء في الواقع.

ولكن كيف يتم حساب أموالنا عندما نتحدث أثناء وجودنا في المنزل التجوال؟ وكيف يعمل الهاتف بشكل عام في التجوال؟ حسنًا، دعونا نحاول الإجابة على هذه الأسئلة:

رقم IMSIيتكون من 15 رقمًا، وأول 5 أرقام تسمى СС - رمز البلد(3 أرقام) و NC - رمز الشبكة(5 أرقام) - قم بتمييز المشغل الذي يتصل به المشترك بوضوح. وفقا لهذه الأرقام الخمسة VLRيجد المشغل الضيف HLRمشغل المنزل ويبحث فيه - ولكن في الواقع، هل يمكن لهذا المشترك استخدام التجوال مع هذا المشغل؟ إذا كانت الإجابة بنعم، ثم IMSIمسجل مع VLRالمشغل الضيف، وفي HLRالصفحة الرئيسية - رابط لنفس الضيف VLRلمعرفة مكان البحث عن المشترك.

الوضع مع شطب الأموال في الفواتير ليس بسيطًا جدًا أيضًا. نظرًا لأن المكالمات تتم معالجتها بواسطة مفتاح الضيف، إلا أن مفتاح "المنزل" يحسب الأموال الفواتير، من الممكن تمامًا حدوث تأخيرات كبيرة في خصم الأموال - تصل إلى شهر. على الرغم من وجود أنظمة، على سبيل المثال، “ الجمل2"، والتي حتى في التجوال تعمل على مبدأ الدفع المسبق، أي أنها تشطب الأموال في الوقت الفعلي.

وهنا يطرح سؤال آخر - ما هو المال الذي تم شطبه؟ التجوال؟ إذا كان كل شيء واضحًا في المنزل - فهناك خطط تعريفة محددة بوضوح، فإن الوضع مختلف أثناء التجوال - يتم شطب الكثير من الأموال وليس من الواضح السبب. حسنًا، دعنا نحاول معرفة ذلك:

الجميع اتصالات هاتفيةفي التجوال تنقسم إلى 3 فئات رئيسية:

المكالمات الواردة - في هذه الحالة، تتكون تكلفة المكالمة من:

تكلفة مكالمة دولية من المنزل إلى منطقة الضيف
+
تكلفة مكالمة واردة من مشغل ضيف
+
بعض الرسوم الإضافية تعتمد على المشغل الضيف المحدد

مكالمة منزلية صادرة:

تكلفة المكالمة الدولية من منطقة الضيف إلى المنزل
+
تكلفة مكالمة صادرة من مشغل ضيف

المكالمة الصادرة إلى منطقة الضيف:

تكلفة مكالمة صادرة من مشغل ضيف
+
بعض الرسوم الإضافية تعتمد على المشغل المحدد

كما ترون، فإن تكلفة المكالمات في التجوال تعتمد فقط على شيئين - المشغل الذي يتصل به المشترك في المنزل والمشغل الذي يستخدمه المشترك عندما يكون بعيدًا. يكشف هذا عن شيء مهم للغاية - تكلفة الدقيقة في التجوال لا تعتمد على الإطلاق على خطة التعريفة التي اختارها المشترك.

أود إضافة ملاحظة أخرى - إذا كان هاتفان من مشغل واحد يتجولان مع مشغل آخر (حسنًا، على سبيل المثال، ذهب صديقان في إجازة)، فسيكون التحدث مع بعضهما البعض مكلفًا للغاية - المتصل يدفع كما لو كان خارج المنزل، ويدفع المتلقي المكالمة مثل شخص قادم من المنزل. يعد هذا أحد عيوب معيار GSM - حيث يمر الاتصال في هذه الحالة عبر المنزل. على الرغم من أنه من الممكن تقنيًا ترتيب الاتصال "مباشرة"، فمن هو المشغل الذي سيفعل ذلك إذا كان بإمكانك ترك كل شيء كما هو وكسب المال؟

سؤال آخر، في مؤخراغالبًا ما يهتم أصحاب أكثر من هاتف محمول بالسؤال التالي: ما هي تكلفة المكالمة المعاد توجيهها من هاتف إلى آخر؟ ومن الممكن تمامًا الإجابة على هذا السؤال:

لنفترض أنه تم ضبط تحويل المكالمات من الهاتف "ب" إلى الهاتف "ج". ويتم إجراء مكالمة من الهاتف "أ" إلى الهاتف "ب" - وبالتالي، يتم إعادة توجيه المكالمة إلى الهاتف "ج". وفي هذه الحالة، يدفعون:

الهاتف أ - أما بالنسبة للهاتف الصادر ب
(في الواقع، هذا منطقي، ففي نهاية المطاف، هذا ما يسميه)
الهاتف ب – يدفع سعر إعادة التوجيه
(عادة بضعة سنتات في الدقيقة)
+
تكلفة المكالمة الدولية من المنطقة حيث تم تسجيل B إلى المنطقة حيث تم تسجيل C
(إذا كانت الهواتف من نفس المنطقة فإن هذا المكون صفر).
الهاتف C - يدفع مقابل المكالمات الواردة من الهاتف A

في الختام، أود أن أذكر نقطة أخرى دقيقة - ما هي تكلفة إعادة التوجيه في التجوال؟ وهنا تبدأ المتعة:

على سبيل المثال، يحتوي الهاتف على ميزة تحويل المكالمات بناءً على ظروف الانشغال رقم البيت. ثم في مكالمة واردةما يسمى " حلقة التجوال" - ستذهب المكالمة إلى هاتف المنزلعبر الضيف يُحوّل، وبالتالي تكلفة هذه المكالمة المعاد توجيهها المتجولسيكون مساوياً لمجموع تكاليف المكالمات الواردة والصادرة إلى المنزل بالإضافة إلى تكلفة إعادة التوجيه نفسها. والأمر المضحك في هذا الأمر هو أن المتجول قد لا يعلم حتى بحدوث مثل هذه المكالمة، فيتفاجأ بعد ذلك عندما يرى فاتورة الاتصال.

يؤدي هذا إلى نصيحة عملية - عند السفر، يُنصح بتعطيل جميع أنواع إعادة التوجيه (يمكنك المغادرة غير المشروطة فقط - في هذه الحالة، لا تعمل "حلقة التجوال")، خاصة إعادة التوجيه إلى البريد الصوتي- وإلا يمكنك أن تتساءل لفترة طويلة لاحقًا - "أين ذهبت هذه الأموال، هاه؟"

قائمة المصطلحات المستخدمة في النص:

AuC– مركز المصادقة، مركز المصادقة، وهو المسؤول عن تشفير المعلومات عند إرسالها عبر الشبكة واستقبالها من الشبكة
الفواتير- الفواتير، نظام المحاسبة النقدية للمشغل
ب.س.- المحطة الأساسية، المحطة الأساسية، عدة هوائيات إرسال واستقبال تنتمي إلى جهاز تحكم واحد.
الجمل2– أحد أنظمة الدفع المسبق والذي يقوم بالخصم الفوري للأموال أثناء التجوال
نسخة- رمز البلد، رمز البلد في معيار GSM (لروسيا - 250)
جي إس إم– النظام العالمي للاتصالات المتنقلة، معيار الاتصالات الخلوية الأكثر انتشارًا في العالم
التسليم - نقل التحكم في سماعة الهاتف من هوائي/محطة قاعدة/LAC إلى أخرى
HLR- سجل موقع المنزل، وهو سجل للمشتركين في المنزل، ويحتوي على معلومات مفصلةحول جميع المشتركين المتصلين بهذا المشغل.
IMEI- التعريف الدولي للمعدات المتنقلة، وهو الرقم التسلسلي الدولي للمعدات في معيار GSM، وهو فريد لكل جهاز
IMSI- التعريف الدولي لمشترك الهاتف المحمول، وهو الرقم التسلسلي الدولي للمشترك في خدمات GSM القياسية، وهو فريد لكل مشترك
L. A. C.– وحدة تحكم المنطقة المحلية، وحدة تحكم المنطقة المحلية، الأجهزة، مدير العملعدد معين من المحطات القاعدية التي تخدم هوائياتها منطقة معينة.
منطقة محلية- المنطقة المحلية، المنطقة التي تخدمها محطات فرعية تشكل جزءًا من منطقة LAC واحدة
ماجستير- مركز تبديل خدمات الهاتف المحمول، مركز التحكم في خدمات الهاتف المحمول، يعتبر المحول هو الرابط المركزي لشبكة GSM.
نورث كارولاينا- رمز الشبكة، رمز الشبكة، رمز مشغل معين في بلد معين وفقًا لمعيار GSM (لـ MTS – 01، BeeLine – 99).
مسبقة الدفع- الدفع المسبق، الدفع المسبق - نظام فواتير يعتمد على الخصم الفوري للأموال.
التجوال- التجوال باستخدام شبكة مشغل "ضيف" آخر.
سيم- وحدة تعريف المشترك، وحدة تعريف المشترك، بطاقة SIM - وحدة إلكترونية يتم إدخالها في الهاتف ويتم تسجيل IMSI الخاص بالمشترك عليها.
VLR- سجل موقع الزائر، وهو سجل للمشتركين النشطين - يحتوي على معلومات حول جميع المشتركين الذين يستخدمون حاليًا خدمات هذا المشغل.

يعد الهاتف المحمول جزءًا لا يتجزأ من المجتمع الحديث والمتقدم تقنيًا. على الرغم من القواسم المشتركة والبساطة الواضحة لهذا الجهاز، إلا أن قلة قليلة من الناس يعرفون كيفية عمله. تليفون محمول.

جهاز الهاتف المحمول

تتيح لنا التقنيات الحديثة والتقدم المستمر للأمام إنشاء هواتف بها عدد كبير من الوظائف والإمكانيات. مع كل طراز جديد، تصبح الهواتف أرق وأكثر جمالاً وبأسعار معقولة. على الرغم من التنوع الكبير في النماذج والشركات المصنعة، فقد تم تصميم جميع هذه الأجهزة على نفس المبدأ.

في الأساس، الهاتف المحمول هو جهاز استقبال وإرسال يحتوي على جهاز استقبال وجهاز إرسال وهوائي راديو في جسمه. يستقبل جهاز الاستقبال إشارة راديو ويحولها إلى نبضات كهربائية ويرسلها إلى مكبر صوت هاتفك على شكل موجات كهربائية. يقوم مكبر الصوت بتحويل هذه النبضات الكهربائية إلى الصوت الذي نسمعه عند التحدث مع الشخص الآخر.

يلتقط الميكروفون كلامك ويحوله إلى إشارات كهربائية ويرسله إلى جهاز الإرسال المدمج. ومهمة المرسل هي تحويل النبضات الكهربائية إلى موجات راديوية ونقلها إلى أقرب محطة عبر هوائي. يعمل الهوائي على تعزيز استقبال ونقل موجات الراديو من الهاتف إلى أقرب محطة خلوية.

كيف يعمل الهاتف الثابت؟

لا يختلف تصميم الهاتف الثابت كثيرًا عن الهاتف المحمول. في الهاتف الثابتليست هناك حاجة لتحويل النبضات الكهربائية إلى موجات راديو، حيث يتم الاتصال بالمشترك عبر كابل الهاتف من خلال مقسم الهاتف التلقائي (ATS). لا تحتاج المحطة إلى البحث عن جهاز ضمن منطقة التغطية الخاصة بها، وعندما تطلب رقماً، تقوم تلقائياً بتوصيلك بجهاز الهاتف المسجل عليه هذا الرقم.

كيف تعمل الاتصالات المتنقلة؟

يتمتع كل واحد منا بفرصة مراقبة عدد كبير من أبراج الراديو الموجودة فيه بصريًا اجزاء مختلفةمدن. يتم تثبيت هذه الأبراج، كقاعدة عامة، على أعلى الأماكن الممكنة، على أسطح المباني الشاهقة، على هياكل الاتصالات الأخرى أو على الأبراج الثابتة الخاصة بها. تسمى أبراج الراديو هذه بالمحطات الأساسية (BS). قد تلاحظ أنه يتم تركيب مثل هذه المحطات في المدن أكثر بكثير من المناطق بين المدن. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه يوجد في البيئات الحضرية الكثير من التداخلات الطبيعية في شكل مباني خرسانية وهياكل معدنية مختلفة، مما يؤدي إلى تدهور جودة الإشارة بشكل كبير. في الوقت نفسه، يتركز عدد أكبر من المشتركين في المدن، مما يخلق عبئا ثقيلا على الشبكة الخلوية ومن أجل الحفاظ على جودة اتصالات جيدة، يلزم زيادة التغطية.

يمتلك هاتفك تعريفًا خاصًا به على شكل رقم هاتفك المحمول بطاقات SIM. عند تشغيله، يقوم الهاتف المحمول بمسح المنطقة باستمرار بحثًا عن شبكة ويختار تلقائيًا المحطة الأساسية التي توفر أفضل جودة للإشارة. وفي الوقت نفسه، يقوم بإبلاغ المحطة بموقعها وحالتها، وبالتالي، يعرف الكمبيوتر المركزي للمشغل الخلوي دائمًا المحطة الأساسية التي يغطيها الهاتف وما إذا كان جاهزًا لاستقبال إشارة اتصال. بمجرد أن يتصل شخص آخر برقمك، يكتشف الكمبيوتر موقعك ويرسل إشارة رنين إلى هاتفك. إذا تم إيقاف تشغيل الهاتف أو لم يكن ضمن نطاق أقرب محطة أساسية، فسيخبرك الكمبيوتر بأن المشترك خارج التغطية ولا يمكنه استقبال مكالمة.

كم منا يتساءل ماذا يحدث بعد أن نضغط على زر الاتصال في هاتفنا المحمول؟ كيف تعمل الشبكات الخلوية؟

على الأرجح لا. في أغلب الأحيان، نطلب الرقم الفيدرالي للمحاور على آلة أوتوماتيكية، كقاعدة عامة، في العمل، فما هو موجود وكيف يعمل لا يهمنا في لحظة معينة من الزمن. لكن هذه أشياء مذهلة. كيف يمكنك استدعاء شخص في الجبال أو في وسط المحيط؟ لماذا يمكن أن نسمع بعضنا البعض بشكل سيئ أثناء المحادثة، أو حتى أن تتم مقاطعتنا تمامًا؟ ستحاول مقالتنا تسليط الضوء على مبدأ تشغيل الاتصالات الخلوية.

لذلك، فإن معظم الأراضي ذات الكثافة السكانية العالية في روسيا مغطاة بما يسمى BS، والتي تسمى بدون اختصار المحطات الأساسية. يمكن للكثيرين أن ينتبهوا إليهم أثناء السفر بين المدن. في الحقول المفتوحة، تكون المحطات الأساسية أشبه بالأبراج ذات اللونين الأحمر والأبيض. ولكن في المدينة، يتم وضع مثل هذه BS بشكل مدروس على أسطح المباني الشاهقة غير السكنية. هذه الأبراج قادرة على التقاط الإشارة من أي هاتف محمول يقع ضمن دائرة نصف قطرها لا يزيد عن 35 كيلومترا. يتم "الاتصال" بين BS والهاتف من خلال خدمة خاصة أو قناة صوتية.

بمجرد قيام الشخص بطلب الرقم الذي يحتاجه على جهاز محمول، يجد الجهاز المحطة الأساسية الأقرب إليه لقناة خدمة خاصة ويطلب منه تخصيص قناة صوتية. بعد تلقي طلب من الجهاز، يرسل البرج طلبًا إلى ما يسمى بوحدة التحكم، والتي سنسميها اختصارًا BSC. تقوم وحدة التحكم نفسها بإعادة توجيه الطلب إلى المحول. سيحدد المفتاح الذكي MSC المشغل الذي يتصل به المشترك المتصل.

إذا اتضح أنه تم إجراء مكالمة إلى هاتف داخل شبكة واحدة، على سبيل المثال، من مشترك الخط المباشر إلى مشترك آخر في هذا المشغل، أو داخل MTS، داخل Megafon، وما إلى ذلك، سيبدأ التبديل في معرفة الموقع للمشترك المدعو . بفضل تسجيل موقع المنزل، سيجد المفتاح مكان وجود الشخص الذي تحتاجه. يمكن أن يكون في أي مكان، في المنزل، في العمل، في دارشا أو حتى في بلد آخر. لن يمنع هذا المحول من تحويل المكالمة إلى المحول المناسب. وبعد ذلك سيبدأ "التشابك" في "الاسترخاء". أي أن المكالمة من مفتاح "المستجيب" ستنتقل إلى وحدة التحكم "المستجيب"، ثم إلى المحطة الأساسية الخاصة بها وإلى الهاتف المحمول، على التوالي.

إذا اكتشف المحول أن المشترك الذي تم الاتصال به ينتمي إلى مشغل آخر، فسوف يرسل طلبًا إلى المحول الخاص بشبكة مختلفة.
موافق، المخطط بسيط للغاية، ولكن من الصعب تخيله. كيف تعثر محطة أساسية "ذكية" على هاتف، وترسل طلبًا، ويحدد المحول نفسه المشغل والمفتاح الآخر. ما هي المحطة الأساسية بالضبط؟ اتضح أن هذه عبارة عن العديد من الخزانات الحديدية الموجودة إما تحت سطح المبنى أو في العلية أو في حاوية خاصة. الشرط الرئيسي هو أن الغرفة يجب أن تكون مكيفة بشكل جيد.

ومن المنطقي أن تحتوي محطة BS على هوائي يساعدها على "التقاط" الاتصالات. يتكون هوائي المحطة القاعدة من عدة أجزاء (قطاعات)، كل منها مسؤول عن المنطقة. جزء الهوائي الموجود عموديًا مسؤول عن الاتصال بالهواتف المحمولة، والجزء المستدير مخصص للتواصل مع وحدة التحكم.

قطاع واحد قادر على استقبال المكالمات من سبعين جهاز هاتف في وقت واحد. إذا أخذنا في الاعتبار أن محطة BS الواحدة يمكن أن تتكون من ستة قطاعات، فيمكنها في نفس الوقت التعامل بسهولة مع 6*72=432 مكالمة.

كقاعدة عامة، هذه القوة للمحطة الأساسية كافية. بالطبع، تحدث المواقف عندما يبدأ جميع سكان بلدنا في الاتصال ببعضهم البعض في نفس الوقت. هذا السنة الجديدة. بالنسبة للبعض، يكفي مجرد نطق العبارة العزيزة "سنة جديدة سعيدة!"، والبعض الآخر على استعداد للتحدث على مدار الساعة مع تعريفة غير محدودة من شركة الاتصالات، ومناقشة الضيوف والخطط طوال الليل.

ومع ذلك، بغض النظر عن مدة المحادثة، لا تستطيع المحطات الأساسية التعامل مع الأمر، وقد يكون من الصعب جدًا الوصول إلى المشترك. ولكن في أيام الأسبوع، معظم أيام العام، يكون BS المكون من ستة قطاعات كافيًا تمامًا، خاصة وأن المشغل يختار المحطات وفقًا لسكان المنطقة لتحقيق عبء العمل الأمثل. يعطي بعض المشغلين الأفضلية للمحطات الأساسية الكبيرة من أجل تحسين جودة الاتصالات المقدمة.

هناك ثلاثة نطاقات يمكن أن تعمل فيها محطة القاعدة والتي تحدد عدد الأجهزة المدعومة والمسافة المغطاة. في نطاق 900 ميجاهرتز، تكون المحطة قادرة على تغطية مساحة كبيرة، ولكن في نطاق 1800 ميجاهرتز ستنخفض المسافة بشكل كبير، لكن عدد أجهزة الإرسال المتصلة سيزداد. النطاق الثالث عند 2100 ميجا هرتز يفترض بالفعل جيلًا جديدًا من الاتصالات - 3G.
من الواضح أنه في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة يكون من الأفضل تركيب محطة أساسية بتردد 900 ميجاهرتز، ولكن في المدينة يكون التردد 1800 ميجاهرتز مناسبًا لاختراق الجدران الخرسانية السميكة بشكل أفضل، وسوف تحتاج إلى عشرة أضعاف هذه المحطات الأساسية أكثر من تلك الموجودة في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة. في قرية. لاحظ أن محطة BS واحدة يمكنها دعم ثلاثة نطاقات في وقت واحد.

تغطي المحطات في وضع 900 ميجاهرتز مساحة يبلغ نصف قطرها 35 كم، ولكن إذا كانت تخدم عددًا قليلاً من الهواتف في الوقت الحالي، فيمكنها "اختراق" ما يصل إلى 70 كم. وبطبيعة الحال، يمكن لهواتفنا المحمولة "العثور" على BS حتى على مسافة 70 كم. تم تصميم المحطات الأساسية لتغطية سطح الأرض قدر الإمكان وتزويد عدد كبير من الأشخاص بالاتصالات على الأرض، لذلك، في حين أنه من الممكن التقاط الإشارات على مسافة لا تقل عن 35 كيلومترًا، وهي نفس المسافة، ولكن في السماء، المحطات الأساسية لا "تخترق".

من أجل تزويد ركابها بالاتصالات الخلوية، بدأت بعض شركات الطيران في وضع محطات صغيرة على متن الطائرات. يتم الاتصال بين المحطة الأساسية "السماوية" والمحطة الأساسية "الأرضية" باستخدام قناة فضائية. منذ العمل أجهزة محمولةيمكن أن تتداخل مع عملية الطيران، ويمكن بسهولة تشغيل/إيقاف تشغيل BS الموجود على متن الطائرة، ولديها عدة أوضاع تشغيل، حتى تعطيل إرسال الرسائل الصوتية تمامًا. أثناء الرحلة، قد يتم نقل هاتفك عن طريق الخطأ إلى محطة أساسية ذات إشارة أسوأ أو لا توجد قنوات مجانية. في هذه الحالة، سيتم مقاطعة المكالمة. كل هذه هي التفاصيل الدقيقة لكيفية عمل الاتصالات الخلوية في السماء أثناء التنقل.

بالإضافة إلى الطائرات، يواجه سكان البنتهاوس أيضًا بعض المشاكل. حتى تعريفة غير محدودةو VIP - لن تساعد شروط المشغل الخلوي في حالة وجود محطات خدمة مختلفة. ساكن شقة في طابق مرتفع، ينتقل من غرفة إلى أخرى، سيفقد الاتصال. يمكن أن يحدث هذا بسبب حقيقة أن الهاتف الموجود في إحدى الغرف "يرى" أحد BS، وفي غرفة أخرى "يكتشف" الآخر. لذلك، أثناء المحادثة، ينقطع الاتصال، حيث أن هذه المحطات الأساسية تقع على مسافة نسبية من بعضها البعض ولا تعتبر حتى "مجاورة" من قبل مشغل واحد.

جميعنا نستخدم الهواتف المحمولة، ولكن نادرًا ما يفكر أحد في كيفية عملها؟ سنحاول في هذه المقالة فهم كيفية عمل الاتصال فعليًا مع مشغل الهاتف المحمول الخاص بك.

عندما تقوم بإجراء مكالمة مع محاورك، أو يتصل بك أحد الأشخاص، يتم توصيل هاتفك عبر قناة راديو بأحد هوائيات الجهاز المجاور المحطة الأساسية (BS، BS، المحطة الأساسية)تتضمن كل محطة قاعدة خلوية (في اللغة الشائعة - الأبراج الخلوية) من جهاز إرسال إلى اثني عشر جهاز إرسال واستقبال. هوائيات، وجود اتجاهات في اتجاهات مختلفة من أجل توفير اتصالات عالية الجودة للمشتركين ضمن نطاقها. الخبراء في مصطلحاتهم يسمون مثل هذه الهوائيات "القطاعات"وهي عبارة عن هياكل مستطيلة باللون الرمادي يمكنك رؤيتها كل يوم تقريبًا على أسطح المباني أو الصواري الخاصة.

يتم توفير الإشارة من هذا الهوائي عبر الكابل مباشرة إلى وحدة التحكم في المحطة الأساسية. المحطة الأساسية عبارة عن مجموعة من القطاعات ووحدة التحكم. في هذه الحالة، يتم خدمة جزء معين من المستوطنة أو الإقليم بواسطة عدة محطات أساسية متصلة بوحدة خاصة - وحدة تحكم المنطقة المحلية(مختصر يعنيLAC وحدة تحكم المنطقة المحليةأو ببساطة "وحدة التحكم"). كقاعدة عامة، وحدة تحكم واحدة توحد ما يصل إلى 15 محطة أساسية في منطقة معينة.

من جانبها، ترتبط وحدات التحكم (قد يكون هناك أيضًا العديد منها) بالكتلة الرئيسية - مركز تحويل خدمات الهاتف المحمول (MSC)، والتي عادة ما تسمى ببساطة لتبسيط الإدراك "يُحوّل". يوفر المحول بدوره الإدخال والإخراج لأي خطوط اتصال - خلوية وسلكية.

إذا قمت بعرض ما هو مكتوب على شكل رسم تخطيطي، تحصل على ما يلي:
يمكن لشبكات GSM صغيرة الحجم (الإقليمية عادةً) استخدام محول واحد فقط. تستخدم الشركات الكبيرة، مثل مشغلي "الثلاثة الكبار" MTS أو Beeline أو MegaFon، الذين يخدمون ملايين المشتركين في نفس الوقت، العديد من أجهزة MSC المترابطة.

دعونا نتعرف على سبب الحاجة إلى مثل هذا النظام المعقد ولماذا يستحيل توصيل هوائيات المحطة الأساسية بالمحول مباشرة؟ للقيام بذلك، عليك أن تتحدث عن مصطلح آخر يسمى باللغة التقنية سلم. وهو يميز تسليم الخدمات في شبكات الهاتف المحمول على أساس الترحيل. بمعنى آخر، عندما تتحرك في الشارع سيرًا على الأقدام أو في سيارة وتتحدث على الهاتف، حتى لا تتم مقاطعة محادثتك، يجب عليك على الفور تحويل جهازك من قطاع BS إلى آخر، من منطقة التغطية ​​من محطة أساسية أو منطقة تحكم محلية إلى أخرى، وما إلى ذلك. وبالتالي، إذا كانت قطاعات المحطة الأساسية متصلة مباشرة بالمحول، فسيتعين عليه تنفيذ هذا الإجراء لتسليم جميع المشتركين فيه بنفسه، ويكون لدى المحول بالفعل مهام كافية. لذلك، لتقليل احتمالية فشل المعدات المرتبطة بالأحمال الزائدة، يتم تنفيذ تصميم شبكات GSM الخلوية وفقًا لمبدأ متعدد المستويات.

ونتيجة لذلك، إذا انتقلت أنت وهاتفك من منطقة الخدمة لأحد قطاعات BS إلى منطقة التغطية لقطاع آخر، فسيتم تنفيذ هذه الحركة بواسطة وحدة التحكم في هذه المحطة الأساسية، دون لمس المزيد من "عالية" أجهزة "التصنيف" - LAC وMSC. إذا حدث التسليم بين وحدات أساسية مختلفة، فإن LAC تتولى المسؤولية، وما إلى ذلك.

التبديل ليس أكثر من "العقل" الرئيسي لشبكات GSM، لذلك ينبغي النظر في تشغيله بمزيد من التفصيل. يتولى محول الشبكة الخلوية نفس المهام تقريبًا التي يقوم بها PBX في شبكات مشغلي الخطوط السلكية. هو الذي يفهم أين تتصل أو من يتصل بك، وينظم تشغيل الخدمات الإضافية، وفي الواقع، يقرر ما إذا كان يمكنك إجراء مكالمتك حاليًا أم لا.

الآن دعونا نتعرف على ما يحدث عند تشغيل هاتفك أو هاتفك الذكي؟

لذلك قمت بالضغط على الزر السحري وتم تشغيل هاتفك. يوجد رقم خاص على بطاقة SIM الخاصة بمشغل الهاتف المحمول الخاص بك يسمى IMSI - رقم تعريف المشترك الدولي. إنه رقم فريد لكل بطاقة SIM، ليس فقط لمشغل MTS، Beeline، MegaFon، وما إلى ذلك، ولكنه رقم فريد لجميع شبكات الهاتف المحمول في العالم! هذه هي الطريقة التي يميز بها المشغلون المشتركين عن بعضهم البعض.

في اللحظة التي تقوم فيها بتشغيل الهاتف، يرسل جهازك رمز IMSI هذا إلى المحطة الأساسية، والتي تنقله أيضًا إلى LAC، والتي بدورها ترسله إلى المحول. وفي الوقت نفسه، يتم تشغيل جهازين إضافيين متصلين مباشرة بالمفتاح - HLR (تسجيل موقع المنزل)و VLR (تسجيل موقع الزائر). وترجمتها إلى اللغة الروسية، وفقًا لذلك، تسجيل المشتركين في المنزلو سجل المشتركين الضيف. تقوم HLR بتخزين IMSI لجميع المشتركين على شبكتها. يحتوي VLR على معلومات حول هؤلاء المشتركين الذين يستخدمون حاليًا شبكة هذا المشغل.

يتم إرسال رقم IMSI إلى HLR باستخدام نظام تشفير (جهاز آخر مسؤول عن هذه العملية AuC - مركز المصادقة). في الوقت نفسه، يتحقق HLR مما إذا كان المشترك برقم معين موجود في قاعدة البيانات الخاصة به، وإذا تم تأكيد حقيقة وجوده، فإن النظام ينظر إلى ما إذا كان يمكنه حاليًا استخدام خدمات الاتصالات أو، على سبيل المثال، لديه كتلة مالية. إذا كان كل شيء طبيعيا، فسيتم إرسال هذا المشترك إلى VLR وبعد ذلك يحصل على فرصة إجراء مكالمات واستخدام خدمات الاتصالات الأخرى.

وللتوضيح، نعرض هذا الإجراء باستخدام رسم تخطيطي:

وهكذا، وصفنا بإيجاز مبدأ تشغيل شبكات GSM الخلوية. في الواقع، هذا الوصف سطحي للغاية، لأنه... إذا قمت بالتعمق في التفاصيل الفنية بمزيد من التفصيل، فستكون المادة أكثر ضخامة عدة مرات وأقل قابلية للفهم بالنسبة لمعظم القراء.

في الجزء الثاني، سنواصل التعرف على تشغيل شبكات GSM وننظر في كيفية ولماذا يقوم المشغل بخصم الأموال من حسابنا.

يتم الاتصال بين الهواتف المحمولة، أو الهواتف المحمولة كما يطلق عليها أيضًا، ليس باستخدام الأسلاك، كما هو الحال في نظام الهاتف التقليدي، ولكن من خلال موجات الراديو. للاتصال بالهاتف المحمول، تحتاج إلى طلب الرقم كالمعتاد. وهكذا تصل الرسالة اللاسلكية إلى محطة أساسية تسيطر عليها شركة الهاتف الخلوي.

في المحطة التي تخدم جميع المكالمات داخل نصف قطر أو منطقة معينة، يكتشف جهاز التحكم مكالمة على قناة راديو مفتوحة. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يرسل إشارة إلى مقسم الهاتف التلقائي للشبكة الخلوية. من خلال قراءة الرموز الخاصة المرسلة عبر الهاتف،

يقوم المقسم الهاتفي الآلي بمراقبة حركة السيارة في منطقة المحطة الأولى. إذا مرت السيارة بمنطقة أثناء المكالمة وانتهى بها الأمر في المنطقة التالية، فسيتم تحويل المكالمة تلقائيًا إلى المحطة الأساسية العاملة في تلك المنطقة. عند إجراء مكالمة على هاتف محمول، يتصل المتصل بمقسم هاتف خلوي تلقائي، والذي يحدد موقع الهاتف المحمول، ويطلب قناة راديو مفتوحة من وحدة التحكم في الدائرة ويتواصل - من خلال المحطة الأساسية - مع الرقم المطلوب. ثم يرن الهاتف الخليوي. عندما يلتقط السائق الهاتف، تكتمل الدائرة.

تشغيل المحطة الأساسية

تستقبل كل محطة أساسية الإشارات المنبعثة ضمن دائرة نصف قطرها ثلاثة إلى ستة أميال. لتجنب الضوضاء، يجب أن تعمل المحطات الأساسية ذات الحدود المتزامنة على قنوات تردد مختلفة. ولكن حتى داخل نفس المدينة، يمكن للمحطات البعيدة جدًا عن بعضها البعض أن تعمل بسهولة على نفس القناة.

يعتمد نظام الهاتف المحلي، الذي يخدم المنازل والشركات على حد سواء، على أسلاك تمتد تحت الأرض وفوق الأرض ومتصلة بمبدل آلي.

الموقع والقناة

تلقائي تبادل الهاتفيحدد موقع السيارة المتحركة أثناء قيام وحدة التحكم بالدائرة بتوجيه المكالمة إلى قناة الاتصال.

منطقة الاتصال

عندما تتحرك السيارة خارج نطاق المحطة الأساسية الأبعد، لن يتمكن السائق من استخدام الاتصالات الخلوية. إذا تم إجراء مكالمة في الطريق إلى حافة المنطقة، تصبح الإشارة أضعف وأضعف وتختفي تمامًا في النهاية.

في الطريق من محطة إلى محطة

خلال كامل مدة المكالمة المتنقلة، يقوم مقسم هاتفي تلقائي للاتصالات الخلوية بتسجيل موقع السيارة المتحركة بناءً على قوة إشارات الراديو المنبعثة منها. عندما تصبح الإشارة ضعيفة للغاية، يقوم مقسم الهاتف التلقائي بتنبيه المحطة الأساسية، والتي بدورها تقوم بتحويل المكالمة إلى محطة قريبة للخدمة.