Aproape toată lumea a folosit un telefon mobil, dar puțini oameni s-au gândit cum funcționează totul? În această opusă literară vom încerca să luăm în considerare modul în care se produce comunicarea din punctul de vedere al operatorului dumneavoastră de telecomunicații.

Când formați un număr și începeți să sunați sau când cineva vă sună, dispozitivul dvs. comunică prin radio cu una dintre antenele celei mai apropiate stații de bază.

Fiecare dintre stațiile de bază conține de la una până la douăsprezece antene transceiver direcționate în interior laturi diferite pentru a asigura comunicarea abonaților din toate direcțiile. În jargonul profesional, antenele sunt numite și „sectoare”. Probabil că tu însuți le-ai văzut de multe ori - blocuri dreptunghiulare mari, gri.

De la antenă, semnalul este transmis prin cablu direct către unitatea de control a stației de bază. Setul de sectoare și un bloc de control este de obicei numit - BS, stație de bază, stație de bază. Mai multe stații de bază, ale căror antene deservesc un anumit teritoriu sau zonă a orașului, sunt conectate la o unitate specială - așa-numita LAC, Local Area Controller, adesea numit simplu controlor. Până la 15 stații de bază sunt de obicei conectate la un controler.

La rândul lor, controlerele, dintre care pot fi și mai multe, sunt conectate la unitatea centrală „creier” - MSC, Centru de comutare pentru servicii mobile, Centru de control pentru servicii mobile, cunoscută popular ca comutator. Comutatorul oferă acces (și intrare) la liniile telefonice ale orașului și la alți operatori comunicatii celulareși așa mai departe.

Adică, în cele din urmă, întreaga schemă arată cam așa:

Rețelele GSM mici folosesc un singur comutator, care deservesc mai mult de un milion de abonați, pot folosi doi, trei sau mai mulți M.S.C., unite între ele.

De ce o asemenea complexitate? S-ar părea că ați putea conecta pur și simplu antenele la comutator - și asta este tot, nu ar fi probleme... Dar nu este atât de simplu. Este vorba despre un simplu cuvânt englezesc - predare. Acest termen se referă la transferul în rețelele celulare. Adică atunci când mergi pe stradă sau conduci o mașină (tren, bicicletă, patine cu rotile, pavatoare de asfalt...) și în același timp vorbești la telefon, atunci pentru ca legătura să nu fie întreruptă (și nu este întrerupt), trebuie să comutați la timp telefonul Dvs. de la un sector la altul, de la o BS la alta, de la o zonă locală la alta și așa mai departe. În consecință, dacă sectoarele ar fi conectate direct la comutator, atunci toate aceste comutări ar trebui să fie gestionate de comutator, care are deja ceva de făcut. Un design de rețea pe mai multe niveluri face posibilă distribuirea uniformă a sarcinii, ceea ce reduce probabilitatea defecțiunii echipamentului și, ca urmare, pierderea comunicării.

Exemplu - dacă dvs. și telefonul dvs. vă mutați din zona de acoperire a unui sector în zona de acoperire a altuia, atunci unitatea de control BS se ocupă de transferul telefonului, fără a afecta dispozitivele „superioare” - L.A.C.Şi M.S.C.. În consecință, dacă tranziția are loc între diferite B.S., atunci este controlat L.A.C.și așa mai departe.

Funcționarea comutatorului ar trebui luată în considerare puțin mai detaliat. Un comutator într-o rețea celulară îndeplinește aproape aceleași funcții ca un PBX în rețelele de telefonie cu fir. El este cel care stabilește unde suni, cine te sună, este responsabil pentru operarea serviciilor suplimentare și, în cele din urmă, determină în general dacă poți suna sau nu.

Să ne oprim la ultimul punct - ce se întâmplă când porniți telefonul?

Aici, porniți telefonul. Cartela dvs. SIM are număr special, așa-numitul IMSI – Număr internațional de identificare a abonatului. Acest număr este unic pentru fiecare cartelă SIM din lume și tocmai prin acest număr operatorii disting un abonat de altul. Când porniți telefonul, acesta trimite acest cod, stația de bază îl transmite către LAC, LAC– la comutator, la rândul său. Două lucruri intră în joc aici module suplimentare asociat cu comutatorul - HLR, Registrul locației acasăŞi VLR, Registrul locației vizitatorilor. Respectiv, Registrul abonaților de acasăŞi Registrul abonaților invitați. ÎN HLR sunt stocate IMSI toți abonații care sunt conectați la acest operator. ÎN VLR la rândul său, conține date despre toți abonații care folosesc în prezent rețeaua al acestui operator. IMSI transferat la HLR(desigur, într-o formă foarte criptată; nu vom intra în detalii despre caracteristicile criptării, vom spune doar că un alt bloc este responsabil pentru acest proces - AuC, Centru de autentificare), HLR, la rândul său, verifică dacă are un astfel de abonat și, dacă da, dacă este blocat, de exemplu, pentru neplată. Dacă totul este în ordine, atunci acest abonat este înregistrat în VLR si de acum incolo pot efectua apeluri. Operatorii mari pot avea nu unul, ci mai mulți lucrând în paralel HLRŞi VLR. Acum să încercăm să afișăm toate cele de mai sus în figură:

Aici ne-am uitat pe scurt la modul în care funcționează rețeaua celulară. De fapt, totul acolo este mult mai complicat, dar dacă descriem totul așa cum este în detaliu, atunci această prezentare poate depăși volumul „Război și pace”.

În continuare, ne vom uita la modul în care (și cel mai important, de ce!) operatorul debitează bani din contul nostru. După cum probabil ați auzit deja, planuri tarifare sunt trei diferite tipuri– așa-numitele „credit”, „advance” și „prepaid”, din engleză Plătit anticipat, adică preplătit. Care este diferența? Să ne uităm la modul în care banii pot fi anulați în timpul unei conversații:

Să presupunem că ai sunat undeva. S-a înregistrat la centrală că abonatul așa și așa a sunat acolo și a vorbit, să zicem, patruzeci și cinci de secunde.

Primul caz este că aveți un sistem de credit sau de plată în avans. În acest caz, se întâmplă următoarele: datele despre apelurile dvs. și nu numai despre apelurile dvs. sunt acumulate în comutator și apoi, în ordinea cozii generale, sunt transferate într-un bloc special numit Facturare, din engleză to bill - a plăti facturile. Facturare este responsabil pentru toate problemele legate de banii abonaților - calculează costul apelurilor, anulează taxele de abonament, anulează banii pentru servicii și așa mai departe.

Viteza transferului de informații de la M.S.C. V Facturare depinde de câtă putere de calcul ai facturare, sau, cu alte cuvinte, cât de repede reușește să convertească datele tehnice despre apelurile efectuate în bani direcți. În consecință, cu cât abonații vorbesc mai mult sau cu cât facturarea este mai „lentă”, cu atât coada se va mișca mai lent și, în consecință, cu atât mai mare este întârzierea dintre conversația în sine și debitarea efectivă a banilor pentru această conversație. Acest fapt este asociat cu nemulțumirea exprimată adesea de unii abonați - „Spun că fură bani! Nu am vorbit timp de două zile - o anumită sumă a fost anulată...” Dar nu ține cont deloc de faptul că pentru conversațiile care au avut loc, de exemplu, acum trei zile, banii nu au fost anulați imediat... Oamenii încearcă să nu observe lucruri bune... Și în zilele noastre, de exemplu, facturarea pur și simplu nu putea funcționa - din cauza unui accident sau pentru că a fost cumva modernizată.

În sens invers - de la facturare la M.S.C.- mai este o coadă în care facturare informează centrala despre starea conturilor abonaților. Din nou, un caz destul de obișnuit - datoria pe cont poate ajunge la câteva zeci de dolari, dar puteți în continuare să efectuați apeluri telefonice - asta tocmai pentru că coada „inversă” nu a sosit încă și centrala nu știe încă că sunteți un implicit rău intenționat și ar fi trebuit să fii blocat cu mult timp în urmă.

Tarifele în avans diferă de tarifele de credit numai în modul de decontare cu abonatul - în primul caz, o persoană depune o anumită sumă în cont, iar banii pentru apeluri sunt deduși treptat din această sumă. Această metodă este convenabilă deoarece vă permite să vă planificați și să vă limitați într-o oarecare măsură costurile de comunicare. A doua opțiune este creditul, în care costul total al tuturor apelurilor pentru orice perioadă („ ciclu de facturare"), de obicei pe lună, se emite sub forma unei facturi pe care abonatul trebuie să o plătească. Sistemul de creditare este convenabil pentru că te asigură împotriva acelor cazuri când ai nevoie urgent să dai un apel, dar banii din contul tău se epuizează brusc și telefonul tău este blocat.

Preplătitele sunt concepute complet diferit:

În prepaide facturare ca atare se numește de obicei „ Platforma Pripad».

Imediat în momentul începerii conexiunii telefonice, se stabilește o conexiune directă între comutatorŞi platformă preplătită. Fără cozi, datele sunt transmise în ambele sensuri direct în timpul conversației, în timp real. În legătură cu aceasta, plățile anticipate au următoarele caracteristici - absența unei taxe de abonament (din moment ce nu există așa ceva ca perioada de facturare), o gamă limitată de servicii suplimentare (sunt greu de încărcat din punct de vedere tehnic în „timp real”), incapacitatea de a „trece în roșu” - conversația va fi pur și simplu întreruptă de îndată ce banii din cont se epuizează. Demnitate clară preipede este capacitatea de a controla cu exactitate suma de bani din cont și, ca urmare, cheltuielile dvs.

ÎN preipede uneori se observă un fenomen amuzant – dacă platformă preplătită dintr-un anumit motiv refuză să lucreze, de exemplu, din cauza supraîncărcării, apoi, în consecință, pentru abonați tarife plătite în avansîn acest moment toate apelurile devin absolut gratuite. Ceea ce, de fapt, îi face pe ei – abonații – fericiți.

Dar cum se calculează banii noștri când vorbim în timp ce ne aflăm roaming? Și cum funcționează, în general, telefonul în roaming? Ei bine, să încercăm să răspundem la aceste întrebări:

Număr IMSI este format din 15 cifre, iar primele 5 cifre, așa-numitele СС – Codul țării(3 cifre) și NC – Cod de rețea(5 cifre) – caracterizați clar operatorul la care sunteți conectat acest abonat. Conform acestor cinci numere VLR găsește operatorul invitat HLR operator de domiciliu și caută în el - dar, de fapt, acest abonat poate folosi roamingul cu acest operator? Dacă da, atunci IMSI este înregistrată cu VLR operator invitat și în HLR acasă - link către același oaspete VLR sa stii unde sa cauti abonatul.

Situația cu anularea banilor în facturare nu este, de asemenea, foarte simplă. Datorită faptului că apelurile sunt procesate de comutatorul pentru oaspeți, dar comutatorul „acasă” numără banii facturare, întârzierile mari în debitarea fondurilor sunt destul de posibile - până la o lună. Deși există sisteme, de exemplu, „ Cămilă2”, care chiar și în roaming funcționează pe principiul preplătit, adică scot bani în timp real.

Aici apare o altă întrebare - pentru ce sunt anulați banii? roaming? Dacă „acasă” totul este clar - există planuri tarifare clar definite, atunci cu roaming situația este diferită - mulți bani sunt anulați și nu este clar de ce. Ei bine, hai să încercăm să ne dăm seama:

Toate apelurile telefonice în roaming sunt împărțite în 3 categorii principale:

Apeluri primite – în acest caz, costul apelului constă în:

Costuri apel internaţional de acasă la regiunea oaspeților
+
Costul unui apel primit de la un operator invitat
+
O taxă suplimentară în funcție de operatorul oaspete specific

Apel de ieșire acasă:

Costul unui apel internațional din regiunea oaspeților către casă
+
Costul unui apel de ieșire de la un operator invitat

Apel de ieșire către regiunea invitată:

Costul unui apel de ieșire de la un operator invitat
+
O taxă suplimentară în funcție de operatorul specific

După cum puteți vedea, costul apelurilor în roaming depinde doar de două lucruri - de la ce operator este conectat abonatul acasă și de ce operator îl folosește abonatul când este plecat. Acest lucru dezvăluie un lucru foarte important - costul unui minut în roaming nu depinde absolut de planul tarifar ales de abonat.

Aș dori să mai adaug o remarcă - dacă două telefoane ale unui operator sunt în roaming împreună cu un alt operator (de exemplu, doi prieteni au plecat în vacanță), atunci va fi foarte scump pentru ei să vorbească între ei - apelantul plătește ca pentru plecarea acasă, iar destinatarul plătește apelul este ca cineva care vine de acasă. Acesta este unul dintre dezavantajele standardului GSM - că comunicarea în acest caz trece prin casă. Deși din punct de vedere tehnic este foarte posibil să aranjați o conexiune „direct”, care operator va face acest lucru dacă puteți lăsa totul așa cum este și puteți face bani?

Încă o întrebare, în în ultima vreme posesorii mai multor telefoane mobile sunt adesea interesați – cât va costa un apel redirecționat de la un telefon la altul? Și este foarte posibil să răspunzi la această întrebare:

Să presupunem că redirecționarea apelurilor este setată de la telefonul B la telefonul C. Un apel este efectuat de la telefonul A la telefonul B - în consecință, apelul este redirecționat către telefonul C. În acest caz, ei plătesc:

Telefonul A - ca și pentru ieșirea către telefonul B
(de fapt, acest lucru este logic - la urma urmei, așa numește el)
Telefonul B – plătește prețul de expediere
(de obicei câțiva cenți pe minut)
+
costul unui apel internațional din regiunea în care B este înregistrat în regiunea în care este înregistrat C
(dacă telefoanele sunt din aceeași regiune, atunci această componentă este zero).
Telefonul C – plătește ca pentru apelurile primite de la telefonul A

În concluzie, aș dori să menționez încă un punct subtil - cât va costa redirecționarea în roaming? Și aici începe distracția:

De exemplu, telefonul are o redirecționare a apelurilor în funcție de condițiile de ocupat către numărul de acasă. Apoi la apel primit așa-numitul „ buclă de roaming" - apelul va merge la telefon de acasă prin invitat comutator, în consecință, costul unui astfel de apel redirecționat pentru roamer va fi egală cu suma costurilor apelurilor primite și efectuate către domiciliu plus costul redirecționării în sine. Și ceea ce este amuzant este că roamerul poate nici măcar să nu știe că a avut loc un astfel de apel și, ulterior, să fie surprins când vede factura pentru comunicare.

Urmează sfaturi practice– atunci când călătoriți, este recomandabil să dezactivați toate tipurile de redirecționare (puteți lăsa doar necondiționat - în acest caz, o „buclă de roaming” nu funcționează), în special redirecționarea către mesageria vocală- altfel, mai târziu te poți întreba mult timp - „Unde s-au dus acești bani, nu?”

Lista termenilor folosiți în text:

AuC– Centrul de autentificare, Centrul de autentificare, este responsabil pentru codificarea informațiilor atunci când sunt transmise prin rețea și primite din rețea
Facturare– Facturare, sistemul de contabilitate de numerar al operatorului
B.S.– Stație de bază, stație de bază, mai multe antene transceiver aparținând unui singur dispozitiv de control.
Cămilă2– unul dintre sistemele Preplătite, care implementează debitarea instantanee a fondurilor în roaming
CC– Cod de țară, cod de țară în standardul GSM (pentru Rusia – 250)
GSM– Global System for Mobile Communications, cel mai răspândit standard de comunicare celulară din lume
Handover – transferul controlului receptorului de la o antenă/stație de bază/LAC la alta
HLR– Home Location Register, un registru al abonaților de acasă, conține informatii detaliate despre toți abonații conectați la acest operator.
IMEI– International Mobile Equipment Identification, numărul de serie internațional al echipamentului în standardul GSM, unic pentru fiecare dispozitiv
IMSI– International Mobile Subscriber Identification, numărul de serie internațional al unui abonat pentru serviciile standard GSM, este unic pentru fiecare abonat
L.A.C.– Controler de zonă locală, Controler de zonă locală, dispozitive, sef de munca un anumit număr de stații de bază ale căror antene deservesc o anumită zonă.
Zona Locală– Zona locală, o zonă deservită de BS care fac parte din același LAC
M.S.C.- Centrul de comutare a serviciilor mobile, Centrul de control al serviciilor mobile, comutatorul este legătura centrală a rețelei GSM.
NC– Network Code, Network Code, codul unui anumit operator dintr-o țară dată în standardul GSM (pentru MTS – 01, BeeLine – 99).
Plătit anticipat– Preplătit, plată anticipată – un sistem de facturare bazat pe debitarea instantanee a fondurilor.
Roaming– Roaming, folosind rețeaua altui operator „oaspete”.
SIM– Modul de identificare a abonatului, Modul de identificare a abonatului, cartela SIM – o unitate electronică introdusă în telefon pe care este înregistrat IMSI-ul abonatului.
VLR– Visitor Location Register, registrul abonaților activi – conține informații despre toți abonații care folosesc în prezent serviciile acestui operator.

Telefonul mobil este o parte integrantă a unei societăți moderne, avansate din punct de vedere tehnologic. În ciuda caracterului comun și simplității aparente a acestui dispozitiv, foarte puțini oameni știu cum funcționează. telefon mobil.

Dispozitiv de telefon mobil

Tehnologiile moderne și progresul în continuă mișcare fac posibilă crearea de telefoane cu un număr mare de funcții și capacități. Cu fiecare model nou, telefoanele devin mai subțiri, mai frumoase și mai accesibile. În ciuda varietății uriașe de modele și producători, toate aceste dispozitive sunt proiectate după același principiu.

În esență, un telefon mobil este un dispozitiv de recepție și transmisie care are în corpul său un receptor, un transmițător și o antenă radio. Receptorul primește un semnal radio, îl transformă în impulsuri electrice și îl trimite la difuzorul telefonului tău sub formă de unde electrice. Difuzorul transformă aceste impulsuri electrice în sunetul pe care îl auzim când vorbim cu cealaltă persoană.

Microfonul vă preia vorbirea, o convertește în semnale electrice și o trimite la transmițătorul încorporat. Sarcina emițătorului este să transforme impulsurile electrice în unde radio și să le transmită la cea mai apropiată stație printr-o antenă. Antena servește la îmbunătățirea recepției și transmiterii undelor radio de la telefon la cea mai apropiată stație celulară.

Cum funcționează un telefon fix?

Designul unui telefon fix nu este foarte diferit de cel al unui telefon mobil. ÎN telefon fix nu este nevoie de a converti impulsurile electrice în unde radio, deoarece contactul cu abonatul are loc prin cablu telefonic printr-o centrală telefonică automată (ATS). Stația nu trebuie să caute un dispozitiv în aria sa de acoperire, iar atunci când formați un număr, vă conectează automat la telefonul la care este înregistrat acest număr.

Cum funcționează comunicația mobilă?

Fiecare dintre noi are posibilitatea de a observa vizual un număr mare de turnuri radio situate în diferite părți orase. Aceste turnuri, de regulă, sunt instalate pe cele mai înalte locuri posibile, pe acoperișurile clădirilor înalte, pe structuri de alte comunicații sau pe propriile turnuri staționare. Aceste turnuri radio sunt numite stații de bază (BS). Este posibil să observați că în orașe astfel de stații sunt instalate mult mai des decât în ​​zonele interurbane. Acest lucru se datorează faptului că în mediile urbane există o mulțime de interferențe naturale sub formă de clădiri din beton și diferite structuri metalice, care degradează semnificativ calitatea semnalului. În același timp, un număr mai mare de abonați este concentrat în orașe, ceea ce creează o sarcină mare a rețelei celulare și pentru a menține o bună calitate a comunicațiilor este necesară o acoperire sporită.

Telefonul dvs. are propria sa identificare sub forma numărului dvs. de mobil Cartele SIM. Când este pornit, telefonul mobil scanează în mod constant zona în căutarea unei rețele și selectează automat stația de bază care oferă cea mai bună calitate a semnalului. În același timp, informează stația despre locația și starea acesteia, astfel, computerul central al operatorului de telefonie mobilă știe întotdeauna în ce stație de bază este acoperit telefonul și dacă este gata să primească un semnal de apel. De îndată ce o altă persoană vă sună numărul, computerul vă detectează locația și trimite un semnal de apel către telefon. Dacă telefonul este oprit sau nu se află în raza de acțiune a celei mai apropiate stații de bază, atunci computerul vă spune că abonatul nu este acoperit și nu poate primi un apel.

Câți dintre noi se întreabă ce se întâmplă după ce apăsăm butonul de apel de pe telefonul mobil? Cum funcționează rețelele celulare?

Cel mai probabil nu. Cel mai adesea, formăm numărul federal al interlocutorului pe o mașină automată, de regulă, în afaceri, așa că ce este acolo și cum funcționează nu ne interesează la un anumit moment în timp. Dar acestea sunt lucruri uimitoare. Cum poți numi o persoană care se află în munți sau în mijlocul oceanului? De ce ne putem auzi prost unul pe altul în timpul unei conversații sau chiar să fim întrerupți complet? Articolul nostru va încerca să facă lumină asupra principiului de funcționare a comunicațiilor celulare.

Deci, cea mai mare parte a teritoriului dens populat al Rusiei este acoperită cu așa-numitele BS, care fără abreviere sunt numite stații de bază. Mulți le-ar putea acorda atenția în timp ce călătoresc între orașe. Într-un câmp deschis, stațiile de bază sunt mai mult ca niște turnuri roșii și albe. Dar în oraș, astfel de BS sunt amplasate atent pe acoperișurile clădirilor înalte nerezidențiale. Aceste turnuri sunt capabile să capteze un semnal de la orice telefon mobil situat pe o rază de cel mult 35 de kilometri. „Comunicația” între BS și telefon are loc printr-un serviciu special sau canal vocal.

De îndată ce o persoană formează numărul de care are nevoie pe un dispozitiv mobil, dispozitivul găsește stația de bază cea mai apropiată de el pentru un canal de serviciu special și îi cere să aloce un canal de voce. După ce primește o solicitare de la dispozitiv, turnul trimite o solicitare așa-numitului controler, pe care îl vom numi pe scurt BSC. Același controler redirecționează cererea către comutator. Comutatorul inteligent MSC va determina la ce operator este conectat abonatul apelat.

Dacă se dovedește că se efectuează un apel către un telefon din aceeași rețea, de exemplu de la un abonat Beeline către un alt abonat al acestui operator, sau în cadrul MTS, în Megafon și așa mai departe, atunci comutatorul va începe să afle locația abonatului apelat. Datorită Registrului de locație de acasă, comutatorul va găsi unde se află persoana de care aveți nevoie. Poate fi oriunde, acasă, la serviciu, la dacha sau chiar în altă țară. Acest lucru nu va împiedica comutatorul să transfere apelul către comutatorul corespunzător. Și apoi „încurcarea” va începe să se „desface”. Adică, un apel de la comutatorul „responder” va merge la controlerul „responder”, apoi la stația sa de bază și, respectiv, la telefonul mobil.

Dacă comutatorul află că abonatul apelat aparține altui operator, va trimite o cerere către comutatorul unei alte rețele.
De acord, schema este destul de simplă, dar greu de imaginat. Cum o stație de bază „inteligentă” găsește un telefon, trimite o solicitare, iar comutatorul în sine determină operatorul și celălalt comutator. Ce este mai exact o stație de bază? Se pare că acestea sunt mai multe dulapuri din fier, care sunt situate fie chiar sub acoperișul clădirii, în pod sau într-un container special. Condiția principală este ca camera să fie bine condiționată.

Este logic ca BS să aibă o antenă, care îl ajută să „prindă” comunicațiile. Antena BS este formată din mai multe părți (sectoare), fiecare dintre acestea fiind responsabilă pentru teritoriul. Partea antenei care este situată vertical este responsabilă pentru comunicarea cu telefoanele mobile, iar cea rotundă este destinată comunicării cu controlerul.

Un sector este capabil să primească simultan apeluri de la șaptezeci de telefoane. Dacă luăm în considerare faptul că un BS poate fi format din șase sectoare, atunci în același timp poate gestiona cu ușurință 6*72=432 de apeluri.

De regulă, această putere a stației de bază este suficientă. Desigur, se întâmplă situații când întreaga populație a țării noastre începe să se sune în același timp. Acest Anul Nou. Pentru unii, este suficient doar să rostească în telefon draga frază „La mulți ani!”, în timp ce alții sunt gata să vorbească cu un tarif nelimitat de la Communications Corporation, discutând despre oaspeți și planuri pentru întreaga noapte.

Oricum, indiferent de durata conversației, stațiile de bază nu pot face față și poate fi foarte dificil să ajungi la abonat. Dar în zilele lucrătoare, cea mai mare parte a anului, este suficient un BS de șase sectoare, mai ales că pentru volumul de muncă optim operatorul selectează Stațiile în funcție de populația teritoriului. Unii operatori preferă BS mari pentru a îmbunătăți calitatea comunicațiilor furnizate.

Există trei intervale în care poate funcționa BS și care determină numărul de dispozitive acceptate și distanța parcursă. În intervalul de 900 MHz, stația este capabilă să acopere o suprafață mare, dar în intervalul de 1800 MHz distanța se va reduce semnificativ, dar numărul emițătorilor conectați va crește. A treia bandă la 2100 MHz presupune deja o nouă generație de comunicații - 3G.
Este clar că în zonele slab populate este mai oportun să instalați o stație de bază la 900 MHz, dar într-un oraș 1800 MHz este potrivit pentru a pătrunde mai bine prin ziduri groase de beton și veți avea nevoie de de zece ori mai multe din aceste BS decât într-un sat. Rețineți că un BS poate suporta trei benzi deodată.

Stațiile în modul 900 MHz acoperă o zonă cu o rază de 35 km, dar dacă în momentul de față deservește puține telefoane, poate „pătrunde” până la 70 km. Desigur, telefoanele noastre mobile pot „găsi” BS chiar și la o distanță de 70 km. Stațiile de bază sunt proiectate să acopere suprafața pământului cât mai mult posibil și să ofere un număr mare de persoane cu comunicații la sol, prin urmare, în timp ce este posibil să se capteze semnale la o distanță de cel puțin 35 de kilometri, aceeași distanță, dar în cerul, stațiile de bază nu „sparge”.

Pentru a oferi pasagerilor lor comunicații celulare, unele companii aeriene încep să plaseze mici BS la bordul aeronavelor. Comunicarea între stația de bază „cerească” și stația de bază „pământească” se realizează folosind un canal prin satelit. De la muncă dispozitive mobile poate interfera cu procesul de zbor, BS la bord poate fi ușor pornit/dezactivat, are mai multe moduri de funcționare, până la dezactivarea completă a transmiterii mesajelor vocale. În timpul unui zbor, telefonul dvs. poate fi transferat accidental la o stație de bază cu un semnal mai slab sau fără canale libere. În acest caz, apelul va fi întrerupt. Toate acestea sunt subtilitățile comunicării celulare pe cerul în mișcare.

Pe lângă avioane, locuitorii penthouse-urilor se confruntă și cu unele probleme. Chiar tarif nelimitatși VIP - condițiile operatorului celular nu vor ajuta în cazul diferitelor BS. Un rezident al unui apartament de la un etaj superior, care se mută dintr-o cameră în alta, va pierde contactul. Acest lucru se poate întâmpla din cauza faptului că telefonul dintr-o cameră „vede” un BS, iar în alta „detectează” altul. Prin urmare, în timpul unei conversații, conexiunea este întreruptă, deoarece aceste BS sunt situate la o distanță relativă unele de altele și nici măcar nu sunt considerate „învecinate” de către același operator.

Cu toții folosim telefoane mobile, dar rareori se gândește cineva la modul în care funcționează? În acest articol vom încerca să înțelegem cum funcționează de fapt comunicarea cu operatorul dvs. de telefonie mobilă.

Când dai un apel către interlocutorul tău sau te sună cineva, telefonul tău este conectat printr-un canal radio la una dintre antenele vecinului. stație de bază (BS, BS, stație de bază).Fiecare stație de bază celulară (în limbajul comun - turnuri celulare) include de la unul la douăsprezece transceiver antene, având indicații în direcții diferite pentru a oferi comunicații de înaltă calitate abonaților din raza lor. Experții în jargonul lor numesc astfel de antene "sectoare", care sunt structuri dreptunghiulare de culoare gri pe care le puteți vedea aproape în fiecare zi pe acoperișurile clădirilor sau catarge speciale.

Semnalul de la o astfel de antenă este transmis prin cablu direct către unitatea de control a stației de bază. Stația de bază este o colecție de sectoare și o unitate de control. În acest caz, o anumită parte a unei așezări sau a unui teritoriu este deservită de mai multe stații de bază conectate la o unitate specială - controler de zonă local(abreviat LAC, Local Area Controller sau pur și simplu „controller”). De regulă, un controler unește până la 15 stații de bază într-o anumită zonă.

La rândul lor, controlerele (pot fi și mai multe dintre ele) sunt conectate la blocul principal - Centrul de comutare a serviciilor mobile (MSC), care, pentru a simplifica percepția, se numește de obicei simplu "comuta". Comutatorul, la rândul său, oferă intrare și ieșire oricăror linii de comunicație - atât celulare, cât și prin cablu.

Dacă afișați ceea ce este scris sub forma unei diagrame, obțineți următoarele:
Rețelele GSM la scară mică (de obicei regionale) pot folosi doar un comutator. Cei mari, precum operatorii noștri „Big Three” MTS, Beeline sau MegaFon, care deservesc milioane de abonați simultan, folosesc mai multe dispozitive MSC interconectate.

Să ne dăm seama de ce este nevoie de un sistem atât de complex și de ce este imposibil să conectați direct antenele stației de bază la comutator? Pentru a face acest lucru, trebuie să vorbiți despre un alt termen numit în limbaj tehnic predare. Caracterizează predarea serviciilor în rețelele mobile pe bază de releu. Cu alte cuvinte, atunci când vă deplasați pe stradă pe jos sau într-un vehicul și vorbiți la telefon, pentru ca conversația să nu fie întreruptă, ar trebui să treceți prompt dispozitivul de la un sector BS la altul, din zona de acoperire a ​o stație de bază sau o zonă locală de controler la alta etc. În consecință, dacă sectoarele stației de bază ar fi conectate direct la comutator, acesta ar trebui să efectueze ea însăși această procedură de predare a tuturor abonaților săi, iar comutatorul are deja suficiente sarcini. Prin urmare, pentru a reduce probabilitatea defecțiunilor echipamentelor asociate cu supraîncărcările sale, proiectarea rețelelor celulare GSM este implementată conform unui principiu cu mai multe niveluri.

Ca urmare, dacă dvs. și telefonul dvs. vă mutați din zona de serviciu a unui sector BS în zona de acoperire a altuia, atunci această mișcare este efectuată de unitatea de control a acestei stații de bază, fără a atinge mai mult „înalt- dispozitive de clasare – LAC și MSC. Dacă predarea are loc între diferite BS, atunci LAC preia controlul etc.

Comutatorul nu este altceva decât „creierul” principal al rețelelor GSM, așa că funcționarea sa ar trebui luată în considerare mai detaliat. Un comutator de rețea celulară îndeplinește aproximativ aceleași sarcini ca un PBX în rețelele operatorilor de linii fir. El este cel care înțelege unde sunați sau cine vă sună, reglementează funcționarea serviciilor suplimentare și, de fapt, decide dacă în prezent puteți efectua apelul sau nu.

Acum să ne dăm seama ce se întâmplă când porniți telefonul sau smartphone-ul?

Deci, ați apăsat „butonul magic” și telefonul s-a pornit. Există un număr special pe cartela SIM a operatorului dvs. de telefonie mobilă numit IMSI - Număr internațional de identificare a abonatului. Este un număr unic pentru fiecare cartelă SIM nu numai pentru operatorul dumneavoastră MTS, Beeline, MegaFon etc., ci un număr unic pentru toate rețelele mobile din lume! Acesta este modul în care operatorii diferențiază abonații unul de celălalt.

În momentul în care porniți telefonul, dispozitivul dvs. trimite acest cod IMSI la stația de bază, care îl transmite mai departe către LAC, care, la rândul său, îl trimite la comutator. În același timp, intră în joc două dispozitive suplimentare conectate direct la comutator - HLR (Registrul locației de acasă)Şi VLR (Registrul locației vizitatorilor). Tradus în rusă, acesta este, în consecință, Registrul de abonat la domiciliuŞi Înregistrare abonat invitat. HLR stochează IMSI-ul tuturor abonaților din rețeaua sa. VLR conține informații despre acei abonați care folosesc în prezent rețeaua acestui operator.

Numărul IMSI este transmis către HLR utilizând un sistem de criptare (un alt dispozitiv este responsabil pentru acest proces AuC - Centru de autentificare). Totodată, HLR verifică dacă în baza sa de date există un abonat cu un anumit număr, iar dacă se confirmă existența acestuia, sistemul se uită dacă acesta poate folosi în prezent servicii de comunicații sau, să zicem, are un bloc financiar. Dacă totul este normal, atunci acest abonat este trimis la VLR și după aceea are posibilitatea de a efectua apeluri și de a utiliza alte servicii de comunicație.

Pentru claritate, afișăm această procedură folosind o diagramă:

Astfel, am descris pe scurt principiul de funcționare al rețelelor celulare GSM. De fapt, această descriere este destul de superficială, deoarece... Dacă am aprofunda detaliile tehnice mai detaliat, materialul s-ar dovedi a fi de multe ori mai voluminos și mult mai puțin de înțeles pentru majoritatea cititorilor.

În a doua parte, vom continua cunoștințele noastre cu funcționarea rețelelor GSM și vom analiza cum și pentru ce operatorul debitează fonduri din contul nostru.

Comunicarea între telefoanele mobile, sau telefoanele celulare, așa cum sunt numite și ele, se realizează nu folosind fire, ca într-un sistem telefonic convențional, ci prin unde radio. Pentru a apela un telefon mobil, trebuie să formați numărul ca de obicei. Astfel, mesajul radio ajunge la o stație de bază controlată de compania de telefonie celulară.

La o stație care deservește toate apelurile într-o anumită rază sau zonă, dispozitivul de control detectează un apel pe un canal radio deschis. În plus, trimite un semnal către centrala telefonică automată a rețelei celulare. Citind coduri speciale transmise de telefon,

Centrala telefonică automată monitorizează mișcarea vehiculului în zona primei stații. Dacă în timpul unui apel mașina trece de o zonă și ajunge în următoarea, apelul este transferat automat către stația de bază care operează în acea zonă. La apelarea unui telefon mobil, apelantul se conectează la o centrală telefonică mobilă automată, care localizează telefonul mobil, solicită un canal radio deschis de la controlerul de circuit și comunică - prin stația de bază - cu numărul dorit. Apoi sună telefonul mobil. Când șoferul ridică telefonul, circuitul este finalizat.

Funcționarea stației de bază

Fiecare stație de bază primește semnale emise pe o rază de trei până la șase mile. Pentru a evita zgomotul, stațiile de bază cu granițe coincidente trebuie să funcționeze pe canale de frecvență diferite. Dar chiar și în cadrul aceluiași oraș, stațiile destul de îndepărtate una de cealaltă pot funcționa cu ușurință pe același canal.

Sistemul de telefonie locală, care deservește atât locuințe, cât și afaceri, se bazează pe fire care circulă sub pământ și deasupra pământului și sunt conectate la o centrală automată.

Locație și canal

Automat centrala telefonica determină locația vehiculului în mișcare în timp ce controlerul de circuit direcționează apelul către canalul de comunicație.

Zona de apeluri

Când vehiculul se deplasează în afara razei de acțiune a celei mai îndepărtate stații de bază, șoferul nu mai poate utiliza comunicațiile celulare. Dacă se face un apel în drum spre marginea zonei, semnalul devine din ce în ce mai slab și în cele din urmă dispare complet.

Pe drum de la stație la gară

Pe parcursul unui apel mobil, o centrală telefonică automată pentru comunicații celulare înregistrează locația unei mașini în mișcare pe baza puterii semnalelor radio emanate de aceasta. Când semnalul devine prea slab, centrala telefonică automată alertează stația de bază, care la rândul său transferă apelul către o stație din apropiere pentru service.