Co to jest telefon komórkowy? Jest to system, który wykorzystuje dużą liczbę nadajników bezprzewodowych małej mocy do tworzenia komórek, głównego obszaru zasięgu geograficznego systemu komunikacji bezprzewodowej. Zmienne poziomy mocy umożliwiają określenie rozmiaru komórek zgodnie z gęstością abonentów i potrzebami regionalnymi.
Kiedy użytkownicy mobilni przenoszą się z komórki do komórki, ich rozmowy są „przenoszone” między tymi obszarami, aby zapewnić nieprzerwaną obsługę. Kanały (częstotliwości) używane w jednym takim urządzeniu mogą być ponownie wykorzystane w innym w pewnej odległości.
Sieć komórkowa to…
Cellular odnosi się do rozszerzonej usługi telefonii komórkowej (AMPS), która dzieli region geograficzny na obszary zwane komórkami. Celem tego podziału jest maksymalne wykorzystanie ograniczonej liczby częstotliwości transmisji.
Komórka to forma technologii komunikacyjnej, która umożliwia korzystanie z telefonów komórkowych.
Telefon komórkowyto dwukierunkowe radio, które zapewnia jednoczesną transmisję i odbiór.
Komórkowa komunikacja mobilna opiera się na podziale geograficznym obszaru zasięgu komunikacji. Każdej komórce przydzielona jest określona liczba częstotliwości (lub kanałów), które pozwalają dużej liczbie abonentów na jednoczesne prowadzenie rozmów.
Wspólnym elementem wszystkich generacji technologii komunikacji mobilnej jest wykorzystanie określonych częstotliwości radiowych (RF) oraz ponowne wykorzystanie częstotliwości. Pozwala to na świadczenie usług dużej liczbie abonentów przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby kanałów (przepustowości). Umożliwia także tworzenie szerokich sieci dzięki pełnej integracji zaawansowanych funkcji telefonów komórkowych.
Wzrost popytu i konsumpcji, a także rozwój różnego rodzaju usług przyspieszył szybki rozwój technologiczny nowoczesnych sieci, a także ciągłe doskonalenie samych urządzeń komórkowych.
Jak działa komunikacja mobilna
Każdy telefon komórkowy używa oddzielnego tymczasowego kanału radiowego do komunikacji z witryną komórki. Ta strona obsługuje komunikację z wieloma telefonami jednocześnie za pomocą jednego kanału na telefon. Kanały wykorzystują parę częstotliwości komórkowych:
- Bezpośrednia linia do transmisji z lokalizacji komórki.
- Odwróć linię, aby witryna komórki mogła odbierać połączenia od użytkowników.
Energia radiowa rozprasza się na odległość, więc telefony komórkowe muszą znajdować się blisko stacji bazowej, aby pozostać w kontakcie. Podstawowa struktura telefonu komórkowegosieci obejmują systemy telefoniczne i usługi radiowe.
Zasada komunikacji komórkowej (dla manekinów)
Proces rozpoczyna się od aktywacji chipa poprzez wprowadzenie kodu PIN włożonej karty SIM. Następnie sygnał komórkowy jest przesyłany kanałami kontrolnymi. Odpowiedź na wybrany numer jest transmitowana przez wolny kanał kontrolny do anteny stacji bazowej, skąd jest transmitowana do ruchomej centrali telefonicznej.
Centrum przełączania szuka stacji bazowej o maksymalnej sile sygnału telefonu komórkowego abonenta komórkowego i przełącza na nią rozmowę.
Wczesna architektura systemu telefonicznego
Tradycyjna usługa mobilna miała strukturę podobną do transmisji telewizyjnej: jeden bardzo potężny nadajnik, umieszczony w najwyższym punkcie obszaru, nadawał w promieniu pięćdziesięciu kilometrów.
Koncepcja komórkowa inaczej ustrukturyzowała sieć telefoniczną. Zamiast używać jednego potężnego nadajnika, wiele nadajników małej mocy zostało umieszczonych na całym obszarze zasięgu sieci komórkowej.
Na przykład, dzieląc obszar na sto różnych obszarów (komórek) z nadajnikami o małej mocy przy użyciu dwunastu konwersacji (kanałów), pojemność systemu można teoretycznie zwiększyć z dwunastu konwersacji lub kanałów głosowych przy użyciu jednego potężnego nadajnika do dwunastu sto rozmów (kanałów) przy użyciu stu nadajników małej mocy.
Obszar miasta skonfigurowany jako tradycyjnysieć telefonii komórkowej z jednym potężnym nadajnikiem.
System komunikacji mobilnej z wykorzystaniem koncepcji komórkowej
Problemy z zakłóceniami powodowane przez urządzenia mobilne korzystające z tego samego kanału w sąsiednich obszarach dowiodły, że nie można ponownie wykorzystać wszystkich kanałów w każdej komórce. Chociaż wpłynęło to na skuteczność pierwotnej koncepcji, ponowne wykorzystanie częstotliwości stało się realnym rozwiązaniem problemów systemów telefonii komórkowej.
Inżynierowie odkryli, że efekt zakłóceń nie był związany z odległością między strefami, ale ze stosunkiem odległości do mocy (promienia) nadajników strefowych. Zmniejszając promień strefy o pięćdziesiąt procent, usługodawcy mogą czterokrotnie zwiększyć liczbę potencjalnych klientów w strefie.
Systemy oparte na obszarach o promieniu jednego kilometra będą miały sto razy więcej kanałów niż systemy oparte na obszarach o promieniu dziesięciu kilometrów. Spekulacje doprowadziły do wniosku, że zmniejszając promień strefy do kilkuset metrów, można było obsługiwać miliony połączeń.
Koncepcja komórkowa wykorzystuje zmienne poziomy mocy, umożliwiając dopasowanie komórek do gęstości abonenta i potrzeb obszaru. W miarę wzrostu populacji można dodawać komórki, aby dostosować się do tego wzrostu.
Częstotliwości komórkowe używane w jednym skupisku komórek można ponownie wykorzystać w innych komórkach. Rozmowy mogą być przekazywane z komórki do komórki, aby utrzymać stałąpołączenie telefoniczne, gdy użytkownik porusza się między nimi.
Komórkowy sprzęt radiowy (stacja bazowa) może komunikować się z telefonami komórkowymi, o ile znajdują się one w zasięgu. Energia radiowa rozprasza się na odległość, dlatego telefony komórkowe muszą znajdować się w zasięgu działania stacji bazowej. Podobnie jak wczesny mobilny system radiowy, stacja bazowa komunikuje się z telefonami komórkowymi za pośrednictwem kanału.
Kanał składa się z dwóch częstotliwości: jednej do nadawania do stacji bazowej i drugiej do odbierania informacji ze stacji bazowej.
Architektura systemu komórkowego
Rosnący popyt i słaba jakość istniejących usług skłoniły dostawców usług mobilnych do poszukiwania sposobów poprawy jakości usług i obsługi większej liczby użytkowników ich systemów. Ponieważ ilość widma częstotliwości dostępnego do wykorzystania w telefonii komórkowej była ograniczona, efektywne wykorzystanie wymaganych częstotliwości było konieczne do pokrycia komunikacji.
W dzisiejszej telefonii komórkowej obszary wiejskie i miejskie są podzielone na obszary zgodnie z określonymi zasadami świadczenia usług. Parametry wdrożenia, takie jak liczba podziałów i rozmiary komórek, są określane przez inżynierów doświadczonych w architekturze komórkowej.
Udostępnianie dla każdego regionu jest planowane zgodnie z planem inżynieryjnym, który obejmuje komórki, klastry, ponowne wykorzystanie częstotliwości i przekazywanie.
Komórka jest podstawową jednostką geograficzną systemu komórkowego. To są stacje bazoweprzesyłanie sygnału przez małe obszary geograficzne, które są przedstawiane jako sześciokąty. Rozmiar każdego z nich zmienia się w zależności od krajobrazu. Ze względu na ograniczenia narzucone przez naturalne ukształtowanie terenu i sztuczne konstrukcje, prawdziwy kształt komórek nie jest idealnym sześciokątem.
Klaster to grupa komórek. Żaden kanał nie jest ponownie używany w klastrze.
Ponieważ tylko niewielka liczba częstotliwości radiowych była dostępna dla systemów mobilnych, inżynierowie musieli znaleźć sposób na ponowne wykorzystanie kanałów radiowych do prowadzenia więcej niż jednej rozmowy naraz. Decyzję podjętą przez branżę nazwano planowaniem lub ponownym wykorzystaniem częstotliwości. Ponowne wykorzystanie częstotliwości zostało zrealizowane poprzez przekształcenie architektury systemu telefonii komórkowej w koncepcję komunikacji komórkowej.
Standardy komórkowe są następujące: koncepcja ponownego wykorzystania częstotliwości opiera się na przypisaniu każdej komórce grupy kanałów radiowych używanych na małym obszarze geograficznym. Komórkom przypisywana jest grupa kanałów, która jest zupełnie inna niż sąsiednie podobne jednostki. Ich obszar pokrycia nazywany jest odciskiem. Ten ślad jest ograniczony przez granicę, dzięki czemu ta sama grupa kanałów może być używana w różnych komórkach, które są wystarczająco daleko od siebie, aby ich częstotliwości nie zakłócały.
Komórki o tym samym numerze mają ten sam zestaw częstotliwości. Jeśli liczba dostępnych częstotliwości wynosi 7, współczynnik ponownego wykorzystania częstotliwościrówna się 1/7. Oznacza to, że każda komórka wykorzystuje 1/7 dostępnych kanałów komórkowych.
Przeszkody w rozwoju komunikacji komórkowej
Niestety względy ekonomiczne sprawiły, że koncepcja budowy kompletnych systemów z wieloma małymi obszarami stała się niepraktyczna. Aby przezwyciężyć tę trudność, operatorzy systemów opracowali ideę podziału komórek. Gdy obszar usługowy zapełni się użytkownikami, to podejście służy do podziału jednego obszaru na mniejsze. W ten sposób ośrodki miejskie można podzielić na tyle obszarów, ile potrzeba, aby zapewnić akceptowalny poziom usług w regionach o dużym natężeniu ruchu, podczas gdy większe, tańsze komórki można wykorzystać do objęcia odległych obszarów wiejskich.
Ostatnia przeszkoda w rozwoju sieci komórkowej związana jest z problemem, który pojawia się, gdy abonent komórkowy przechodzi z jednej komórki do drugiej podczas połączenia. Ponieważ sąsiednie obszary nie używają tych samych kanałów radiowych, połączenie musi zostać przerwane lub przeniesione z jednego kanału radiowego do drugiego, gdy użytkownik przekroczy linię między sąsiednimi komórkami.
Ponieważ przerwanie połączenia jest niedozwolone, utworzono proces przekazywania. Przekazanie następuje, gdy sieć telefonii komórkowej automatycznie przenosi połączenie na inny kanał radiowy, gdy urządzenie mobilne przechodzi przez sąsiednie komórki.
Podczas rozmowy obie strony korzystają z tego samego kanału głosowego. Gdy urządzenie mobilne opuści obszar zasięgu tegostrona komórki, odbiór staje się słaby. W tym momencie używana strona komórki prosi o przekazanie. System przełącza połączenie na kanał o wyższej częstotliwości w nowej lokalizacji bez przerywania połączenia lub powiadamiania użytkownika. Połączenie trwa tak długo, jak długo użytkownik mówi, a dzwoniący nie zauważa przełączenia.
Komponenty systemu komórkowego
System komórkowy oferuje mobilnym i przenośnym centralom telefonicznym tę samą usługę, co centrale stacjonarne w konwencjonalnych pętlach przewodowych. Jest w stanie obsłużyć dziesiątki tysięcy abonentów w dużej metropolii. System komunikacji komórkowej składa się z następujących czterech głównych elementów, które współpracują ze sobą w celu świadczenia usług telefonii komórkowej abonentom:
- Publiczna komutowana sieć telefoniczna (PSTN).
- Centrala telefonii komórkowej (MTSO).
- Strona komórkowa z systemem antenowym.
- Mobilna stacja abonencka (MSU).
PSTN składa się z sieci lokalnych, sieci wymiany i sieci na duże odległości, które łączą telefony i inne urządzenia komunikacyjne na całym świecie.
MTSO to centralne biuro komunikacji mobilnej. Mieści centrum łączności (MSC), sterowanie terenowe i stacje przekaźnikowe do przełączania połączeń z lokalizacji komórkowych na centralne biura przewodowe (PSTN).
Termin „lokalizacja komórki” jest używany w odniesieniu do fizycznej lokalizacji sprzętu radiowego zapewniającego zasięg komórki. Lista sprzętu znajdującego się w lokalizacji komórki obejmuje zasilacze,sprzęt interfejsowy, nadajniki i odbiorniki RF oraz systemy antenowe.
Ruchoma jednostka abonencka składa się z jednostki sterującej i nadajnika-odbiornika, który nadaje i odbiera transmisje radiowe do iz lokalizacji komórki. Dostępne są trzy rodzaje jednostek MSU:
- Telefon komórkowy (typowa moc nadawania 4.0W).
- Przenośny (typowa moc transmisji 0,6 W).
- Przenośny (typowa moc transmisji wynosi 1,6 W).
Wieże komórkowe są szkodliwe
Komunikacja komórkowa to wielki przełom w nauce i technologii swoich czasów, który nie pozostał bez konsekwencji. Branża telefonii komórkowej nadal twierdzi, że wieże komórkowe nie stanowią zagrożenia dla zdrowia, ale obecnie coraz mniej osób w to wierzy.
Czy wieże komórkowe są szkodliwe? Niestety poprawna odpowiedź brzmi tak. Mikrofale mogą zakłócać pola elektromagnetyczne organizmu, powodując wiele potencjalnych problemów zdrowotnych:
- Bóle głowy.
- Utrata pamięci.
- Stres sercowo-naczyniowy.
- Niska liczba plemników.
- Wady wrodzone.
- Rak.
Istnieją mocne dowody na to, że promieniowanie elektromagnetyczne z wież jest szkodliwe dla zdrowia.
Przykład: Badanie wpływu wieży klatkowej na stado bydła mlecznego zostało przeprowadzone przez rząd Bawarii w Niemczech, wyniki zostały opublikowane w 1998 roku. Wzniesienie wieży spowodowało niekorzystne skutki zdrowotne, powodując wyczuwalny upadekwydajność mleka. Ruch bydła przywrócił wydajność mleczną. Przeniesienie ich z powrotem na ich pierwotne pastwisko odtworzyło problem.
Komunikacja komórkowa w Rosji
Spośród 100 możliwych rosyjskich kodów komórkowych, 79 jest używanych, a 21 bezpłatnych. Darmowe kody są w rezerwie i nie należą jeszcze do żadnego operatora.
Ponad 80 firm telefonii komórkowej jest zarejestrowanych w Federacji Rosyjskiej, świadczących swoje usługi w tym kraju. Operatorzy komórkowi mają numery kierunkowe w formacie 9xx. Numery telefonów komórkowych składają się z dziesięciu cyfr i zaczynają się od +79xx lub 89xx.
Najwięksi operatorzy to: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). Operatorzy Wielkiej Trójki (MTS, Beeline i MegaFon) posiadają całą serię liczb.
