Как работи и работи мобилната клетъчна комуникация

Днес едва ли е възможно да се намери човек, който никога не би използвал мобилен телефон. Но всички разбират ли как работят клетъчните комуникации? Как става това, което всички свикваме да работим и работим? Предават ли се сигнали от базовите станции за проводници или всичко работи по някакъв начин по различен начин? Или може би всички клетъчни комуникационни функции се дължат само на радиовълни? Ще се опитаме да отговорим на тези и други въпроси в нашата статия, оставяйки описанието на стандарта GSM извън обхвата му.

В момента, в който човек се опитва да се обади от мобилния си телефон или когато те започнат да му се обаждат, телефонът е свързан чрез радиовълни към една от базовите станции (най-достъпната), към една от антените му. Базовите станции могат да се видят тук и там, като се гледат къщите на нашите градове, покривите и фасадите на промишлени сгради, високи сгради и накрая на мачтите, специално изградени за гарите в червено и бяло (особено по магистралите).

Тези станции изглеждат като правоъгълни кутии със сив цвят, от които различни антени стърчат в различни посоки (обикновено до 12 антени). Антените тук работят както на приемане, така и на предаване и принадлежат на мобилния оператор. Антените на базовата станция са насочени във всички възможни посоки (сектори), за да осигурят „мрежово покритие“ на абонатите от всички страни на разстояние до 35 километра.

Една антена от един сектор е в състояние да обслужва до 72 разговора едновременно и ако има 12 антени, представете си: 864 разговора могат да бъдат обслужвани основно от една голяма базова станция наведнъж! Въпреки че обикновено са ограничени до 432 канала (72 * 6). Всяка антена е свързана по кабел към контролния блок на базовата станция. И вече блокове от няколко базови станции (всяка станция обслужва своята част от територията) са свързани към контролера. До 15 базови станции са свързани към един контролер.

Базовата станция по принцип е в състояние да работи в три диапазона: сигнал от 900 MHz прониква по-добре в сгради и структури, разпространява се по-нататък, поради което тази лента често се използва в села и полета; сигнал с честота 1800 MHz не се разпространява досега, но повече предаватели са инсталирани в един сектор, следователно, такива станции често се инсталират в градовете; накрая 2100 MHz е 3G мрежа.

Разбира се, в населено място или район може да има няколко контролера, следователно контролерите от своя страна са свързани с кабели към превключвателя. Задачата на комутатора е да свързва мрежите на мобилните оператори помежду си и с градски линии на обикновени телефонни, междуселищни и международни комуникации. Ако мрежата е малка, тогава е достатъчен само един превключвател, ако се използват големи, два или повече комутатора. Превключвателите са свързани помежду си с проводници.

В процеса на придвижване на човек, който говори по мобилен телефон по улицата, например: ходи, вози се в градския транспорт или се движи в личен автомобил, телефонът му не бива да губи мрежата за миг, не можете да прекратите разговора.

Непрекъснатостта на комуникацията се получава поради способността на мрежата на базовата станция много бързо да превключва абонат от една антена на друга, докато се движи от зоната на покритие на една антена към зоната на покритие на друга (от клетка в клетка). Самият абонат не забелязва как престава да бъде свързан към една базова станция и вече е свързан с друга, как превключва от антената към антената, от станцията към станцията, от контролера към контролера ...

В същото време превключвателят осигурява оптимално разпределение на натоварването според многостепенна мрежова схема, за да се намали вероятността от повреда на оборудването. Многоетажна мрежа е изградена, както следва: мобилен телефон - базова станция - контролер - превключвател.

Да предположим, че се обаждаме и сега сигналът вече е достигнал до превключвателя. Превключвателят предава нашето обаждане до абоната на местоназначение - към градската мрежа, към международната или междуселищна комуникационна мрежа или към мрежата на друг мобилен оператор. Всичко това се случва много бързо, като се използват високоскоростни оптични кабелни канали.

Освен това нашето обаждане пристига до превключвателя, който се намира отстрани на абоната, който получава повикването (повиква се от нас). Превключвателят „приемане“ вече съдържа данни за това къде се намира нареченият абонат, в коя зона на покритие на мрежата: кой контролер, коя базова станция. И така, мрежата започва да анкетира от базовата станция, адресатът е разположен и на телефона му „пристига повикване“.

Цялата верига от описани събития, от момента на набиране до момента на звънене на приемащата страна на разговора, обикновено трае не повече от 3 секунди. Така че днес можем да се обадим навсякъде по света.