Енциклопедія пожежної безпеки

Як позбутися лінощів професійна порада психолога. Змова від лінощів — як позбутися лінощів і почати діяти. План як спосіб структурувати свій час

Трохи сумно, що переважна більшість людей на запитання: «Як працює стільниковий зв'язок?», відповідають «по повітрю» чи взагалі – «не знаю».

Продовжуючи цю тему, у мене вийшла одна кумедна розмова з другом на тему роботи мобільного зв'язку. Сталося це якраз за пару днів до відзначеного всіма зв'язківцями та телекомщиками свята "Дня радіо".Так уже склалося, що в силу своєї затятої життєвої позиції, мій друг вважав, що мобільний зв'язок працює взагалі без дротів через супутник. Виключно за рахунок радіохвиль. Спочатку мені не вдавалося переконати його. Але після нетривалої розмови все стало на свої місця.

Після цієї дружньої "лекції" з'явилася ідея написати простою мовоюпро те, як працює стільниковий зв'язок. Все як є.

Коли ви набираєте номер і починаєте дзвонити, ну, або вам хтось дзвонить, то ваш мобільний телефон по радіоканалу зв'язуєтьсяз однією з антен найближчої базової станції. Де ж ці базові станції, запитаєте ви?

Зверніть увагу на промислові будівлі, міські висотки та спеціальні вишки. На них і розташовуються великі сірі прямокутні блоки з антенами, що стирчать. різних форм. Але ці антени не телевізійні і не супутникові, а приймально-передаючіоператорів стільникового зв'язку. Вони направлені в різні сторони, щоб забезпечити зв'язком абонентів з усіх боків. Адже ми не знаємо, звідки надходитиме сигнал і куди занесе «горе-абонента» з телефонною трубкою? На професійному жаргоні антени також називають секторами. Як правило, вони встановлюються від однієї до дванадцятої.

Від антени сигнал кабелю передається безпосередньо в керуючий блок станції. Разом вони і утворюють базову станцію [антени та керуючий блок]. Декілька базових станційчиї антени обслуговують окрему територію, наприклад, район міста або невеликий населений пункт, приєднані до спеціального блоку - контролеру. До одного контролера зазвичай підключається до 15 базових станцій.

У свою чергу, контролери, яких також може бути кілька, кабелями підключено до «мозкового центру». комутатору. Комутатор забезпечує вихід та вхід сигналів на міські телефонні лінії, на інших операторів стільникового зв'язку, а також операторів міжміського та міжнародного зв'язку.

У невеликих мережах використовується тільки один комутатор, у більших, що обслуговують відразу більше мільйона абонентів, можуть використовуватися два, три і більше комутаторів, об'єднаних між собою знову проводами.

Навіщо така складність? Запитають читачі. Здавалося б, можна антени просто підключити до комутатора і все буде працювати. А тут базові станції, комутатори, купа кабелів… Але не все так просто.

Коли людина пересувається вулицею пішки або йде автомобілем, поїздом і т.д. і при цьому ще й розмовляє телефоном, важливо забезпечити безперервність зв'язку.Зв'язківці процес естафетної передачі обслуговування у мобільних мережах називають терміном "handover".Необхідно вчасно перемикати телефон абонента з однієї базової станції на іншу, від одного контролера до іншого тощо.

Якби базові станції були безпосередньо підключені до комутатора, то всіма цими перемиканнями довелося б керувати комутатору. А йому «бідному» і так є чим зайнятися. Багаторівнева схема мережі дає можливість рівномірно розподілити навантаження на технічні засоби . Це знижує ймовірність відмови обладнання та, як наслідок, втрати зв'язку. Адже всі ми зацікавленіу безперебійному зв'язку, чи не так?

Отже, досягнувши комутатора, наш дзвінок перекладається далеє - на мережу іншого оператора мобільного, міського міжміського та міжнародного зв'язку. Звичайно ж, це відбувається за високошвидкісним кабельним каналамзв'язку. Дзвінок надходить на комутаторіншого оператора. При цьому останній знає, на якій території [в області дії, якого контролера] зараз знаходиться потрібний абонент. Комутатор передає телефонний виклик конкретному контролеру, в якому міститься інформація, в зоні дії якої базової станції знаходиться адресат дзвінка. Контролер посилає сигнал цієї єдиної базової станції, а вона своєю чергою «опитує», тобто викликає мобільний телефон. Трубка починає химерно дзвонити.

Весь цей довгий і складний процес насправді займає 2-3 секунди!

Так само відбуваються телефонні дзвінкиу різні міста Росії, Європи та світу. Для зв'язку комутаторів різних операторів зв'язку використовуються високошвидкісні оптоволоконні канали зв'язку. Завдяки їм сотні тисяч кілометрів телефонний сигнал долає за лічені секунди.

Дякую великому Олександру Попову за те, що він дав світові радіо!Якби не він, можливо, ми зараз були б позбавлені багатьох благ цивілізації.

Чи багато хто з нас замислюється, що відбувається після того, як ми натискаємо кнопку виклику на мобільному телефоні? Як працюють стільникові мережі?

Скоріш за все ні. Найчастіше ми набираємо федеральний номер співрозмовника на автоматі, як правило, у справі, тому що там і як влаштовано нас не цікавить у конкретний момент часу. Адже це дивовижні речі. Як можна зателефонувати людині, яка перебуває в горах чи серед океану? Чому під час розмови ми можемо погано чути один одного, а то й зовсім перерватися. Наша стаття спробує пролити світло на принцип роботи стільникового зв'язку.

Отже, більшість щільно заселеної території Росії, покрита так званими БС, що скорочення називаються Базовими Станціями. Багато хто міг звертати на них свою увагу, мандруючи між містами. У відкритому полі, Базові станції більше схожі на вишки, які мають червоний і білий колір. А ось у місті такі БС продумано розміщені на дахах нежилих висоток. Ці вишки здатні зловити сигнал від будь-якого стільникового телефону, що знаходиться територіально в радіусі не більше 35 кілометрів. "Спілкування" між БС та телефоном відбувається через спеціальний службовий або голосовий канал.

Як тільки людина набирає потрібний йому номер на мобільному пристрої, апарат знаходить найближчу до нього Базову Станцію тому спеціальному службовому каналу і просить у неї виділити голосовий канал. Вишка після отримання запиту від пристрою надсилає запит на так званий контролер, який будемо скорочено називати BSC. Цей контролер перенаправляє запит вже на комутатор. "Розумний" комутатор MSC визначить, до якого оператора підключений абонент.

Якщо виявляється, що дзвінок здійснюється на телефон всередині однієї мережі, наприклад від абонента Білайн іншому абоненту цього оператора, або всередині МТС, всередині Мегафон і так далі, то комутатор почне з'ясовувати розташування абонента, що викликається. Завдяки Home Location Register комутатор знайде, де знаходиться потрібна людина. Він може бути будь-де, вдома, на роботі, на дачі або взагалі в іншій країні. Це не завадить комутатору перевести дзвінок на відповідний комутатор. І тут "клубок" почне "розмотуватися". Тобто дзвінок від комутатора – "відповідача" піде на контролер – "відповідача", потім на його Базову Станцію та на мобільний телефон відповідно.

Якщо ж комутатор з'ясує, що абонент належить іншому оператору, то відправить запит на комутатор вже іншої мережі.
Погодьтеся, схема досить проста, але важко уявити. Як "розумна" Базова Станція знаходить телефон, відправляє запит, а комутатор сам визначає оператора та іншого комутатора. Що таке базова станція насправді? Виявляється, це кілька залізних шаф, які розташовуються абор під самим дахом будівлі, на горищі або у спеціальному контейнері. Головна умова - приміщення має добре кондиціонуватися.

Логічно, що БС є антена, яка і допомагає їй "ловити" зв'язок. Антена БС складається з кількох частин (секторів), кожен з яких відповідає за територію. Частина антени, яка розташована вертикально, відповідає за зв'язок з мобільними телефонами, а кругла призначені для зв'язку з контролером.

Один сектор може одночасно приймати дзвінки від сімдесяти телефонних апаратів. Якщо врахувати, що одна БС може складатися із шести секторів, то одночасно вона спокійно обслуговує 6*72=432 дзвінки.

Як правило, такої потужності Базової станції вистачає "з головою". Звичайно, трапляються ситуації, коли все населення нашої країни починає одночасно дзвонити одне до одного. Це новий рік. Деяким достатньо лише вимовити в слухавку заповітну фразу «З Новим Роком!», інші готові промовляти годинник з безлімітним тарифом від "Корпорації Зв'язку", обговорюючи гостей і плани на всю ніч.

Однак, незалежно від тривалості розмови, Базові станції не справляються, і додзвонитися до абонента буває дуже складно. Але в будні дні більшу частину року БС із шести секторів цілком достатньо, тим більше для оптимальної завантаженості оператору підбирають Станції відповідно до заселеності території. Деякі оператори віддають свою перевагу великим БС з метою поліпшення якості зв'язку, що надається.

Існує три діапазони, в яких може працювати БС і які визначають кількість підтримуваних апаратів і відстань, що охоплюється. У діапазоні 900 МГЦ станція здатна охопити велику територію, а ось в діапазоні 1800 МГц відстань істотно скоротиться, зате збільшиться кількість передавачів, що підключаються. Третій діапазон 2100 МГц передбачає вже зв'язок нового покоління - 3G.
Зрозуміло, що в малонаселених пунктах доцільніше встановити Базову Станцію на 900 МГц, а ось у місті підійде 1800 МГц, щоб краще проникати крізь товсті бетонні стіни, причому знадобиться цих БС удесятеро більше, ніж у селищі. Зазначимо, що одна БС може підтримувати три діапазони одразу.

Станції в режимі 900 МГц охоплюють територію радіусом 35 км, проте якщо в Наразівона обслуговує мало телефонів, то може "пробити" і до 70 км. Звичайно, наші мобільні телефониможуть "знаходити" БС навіть з відривом 70 км. Базові станції розроблені так, щоб максимально покривати земну поверхню та забезпечувати велика кількістьлюдей зв'язком саме на землі, тому за можливості ловити сигнали на відстані щонайменше 35 кілометрів, на таку ж відстань, але в небо, Базові Станції не "пробивають".

Для того щоб забезпечити своїх пасажирів стільниковим зв'язком, деякі авіакомпанії починають розміщувати маленькі БС на бортах літаків. Зв'язок "небесної" Базової Станції із "земною" здійснюється за допомогою супутникового каналу. Оскільки робота мобільних пристроївможе перешкодити процесу польоту, бортові БС легко можуть включатися/вимикатися, мають кілька режимів роботи, аж до повного відключення передачі голосових повідомлень. Під час польоту телефон може бути випадково переведений на базову станцію з гіршим сигналом або без вільних каналів. У такому разі дзвінок перерветься. Все це тонкощі роботи стільникового зв'язку в небі у русі.

Крім літаків деякі проблеми виникають і у жителів пентхаусів. Навіть безлімітний тариф та ВІП – умови у оператора стільникового зв'язку не допоможуть у разі різних БС. Мешканець квартири на високому поверсі, переходячи з однієї кімнати в іншу, втратить зв'язок. Це може статися через те, що телефон в одній кімнаті "бачить" одну БС, а в іншій він "виявляє" іншу. Тому під час розмови зв'язок переривається, оскільки ці БС перебувають у відносній відстані друг від друга і навіть вважаються " сусідніми " в одного оператора.

GSM включає три основні частини:
  • мобільні станції (MS), що переміщуються з абонентом;
  • підсистему базових станцій (BSS), яка керує радіолінією зв'язку з мобільною станцією;
  • підсистему мережі (NSS), головна частина якої - центр комутації мобільного зв'язку (MSC) - виконує комутацію між мобільними станціями та між мобільними або стаціонарними мережевими користувачами. MSC також керує роботою, пов'язаною з пересуванням абонента.

На базовій приймальної станції розміщується приймач, який для однієї певної стільники реалізує протоколи радіолінії з пересувною станцією. У великому місті зазвичай розміщено велику кількість BTS. Тому основні вимоги до BTS - міцність, надійність, портативність та мінімальна вартість.

Контролер базової станції керує радіоресурсами для одного або більше BTS: вибором та встановленням з'єднання по радіоканалу, стрибком частоти та хендовером (перемиканням), як це буде показано нижче. BSC підключається між базовою приймальною станцією (BTS) і центром комутації мобільного зв'язку (MSC).

1.3.3. Комутаційна підсистема мережі

Центр комутації мобільного зв'язку (MSC)

Центральний компонент підсистеми мережі – центр комутації мобільного зв'язку (MSC). Він працює як звичайний вузол комутації загальнодоступної телефонної мережі (PSTN - Public Switched Telephone Network) або цифрової мережі інтегрального обслуговування (ISDN - Integrated Service Digital Network). Додатково він забезпечує всі функціональні можливості мобільного абонента, такі як реєстрація, автентифікація, оновлення розташування, передача з'єднання (хендовер) та маршрутизація виклику під час пересування абонента. Ці функції забезпечуються кількома функціональними об'єктами, які разом формують підсистему мережі. MSC забезпечує підключення до фіксованих мереж (наприклад, загальнодоступна телефонна мережа PSTN або цифрова мережа інтегрального обслуговування ISDN). Передача сигналів між функціональними об'єктами в підсистемі мережі використовує ГКС № 7 ( SS7 ) - окремий канал сигналізації, такий, як застосовується для обміну в ISDN і в мережах загального користування.

Центр комутації рухомого зв'язку обслуговує групу сот і забезпечує всі види з'єднань, яких потребує роботи рухома станція. MSC аналогічний ISDN комутаційної станції і реалізує інтерфейс між фіксованими мережами (PSTN, PDN, ISDN і т. д.) та мережею рухомого зв'язку. Він забезпечує маршрутизацію дзвінків та функції керування дзвінками. Крім виконання функцій звичайної ISDN комутаційної станції MSC покладаються функції комутації радіоканалів. До них відносяться "естафетна передача", в процесі якої досягається безперервність зв'язку при переміщенні рухомої станції з стільника в стільнику, і перемикання робочих каналів у стільнику при появі перешкод або несправності.

Кожен MSC забезпечує обслуговування рухомих абонентів, розташованих у межах певної географічної зони (наприклад, Москва та область). MSC керує процедурами встановлення виклику та маршрутизації. Для телефонної мережі загального користування (PSTN) MSC забезпечує функції сигналізації за протоколом ГКС №7, передачі виклику або підтримки інших видів інтерфейсів відповідно до вимог конкретного проекту.

MSC формує дані, необхідні для виписки рахунків за надані мережею послуги зв'язку, накопичує дані по розмовах, що відбулися, і передає їх у центр розрахунків (білінг-центр). MSC становить також статистичні дані, необхідні контролю роботи та оптимізації мережі. Він же підтримує процедури безпеки, що застосовуються для керування доступом до радіоканалів.

MSC не тільки бере участь в керуванні викликами, але й керує процедурами реєстрації розташування та передачі управління, крім передачі управління в підсистемі базових станцій (BSS). Реєстрація розташування рухомих станцій необхідна для забезпечення доставки виклику рухомим абонентам, що переміщаються, від абонентів телефонної мережі загального користування або інших рухомих абонентів. Процедура передачі дзвінка дозволяє зберігати з'єднання та забезпечувати ведення розмови, коли рухома станція переміщається з однієї зони обслуговування до іншої. Передача дзвінків у стільниках, керованих одним контролером базових станцій (BSC), здійснюється цим BSC. Коли передача викликів відбувається між двома мережами, що керуються різними BSC, то первинне управління здійснюється в MSC. У стандарті GSM також передбачені процедури передачі виклику між мережами (контролерами), що належать до різних MSC. Центр комутації здійснює постійне стеження за рухомими станціями, використовуючи домашній регістр розташування (HLR) та візитний регістр розташування (VLR).

Домашній регістр розташування (HLR - Home Location Register)

У HLR зберігається та частина інформації про місцезнаходження будь-якої рухомої станції, яка дозволяє центру комутації доставити виклик певної мобільної станції. Практично HLR є довідковою базою даних про постійно зареєстрованих у мережі абонентів. У ній містяться розпізнавальні номери та адреси, а також параметри автентичності абонентів, склад послуг зв'язку, спеціальна інформація про маршрутизацію. Ведеться реєстрація даних про зміну розташування та роумінгу ("блукання") абонента, включаючи дані про тимчасовий ідентифікаційний номер рухомого абонента (TMSI - Temporary Mobile Subscriber Identity) та відповідний візитний регістр розташування (VLR). Реєстр HLR містить міжнародний ідентифікаційний номер рухомого абонента (IMSI – International Mobile Subscriber Identity), склад послуг зв'язку, спеціальну інформацію про маршрутизацію. Він використовується для розпізнавання рухомої станції в центрі аутентифікації (AUC - Authentication Center).

Домашній регістр розташування (HLR) разом з MSC забезпечує маршрутизацію виклику та зміни розташування (роумінг) мобільної станції та містить всю адміністративну інформацію кожного абонента, зареєстрованого у відповідній мережі GSM, поряд з поточним місцезнаходженням мобільних станцій. Розташування мобільних станцій знаходиться зазвичай у формі адреси даної мобільної станції VLR. Фактична процедура маршрутизації буде описана пізніше. Логічно існує лише один

Подібні публікації