Kas ir mobilais tālrunis? Tā ir sistēma, kas izmanto lielu skaitu mazjaudas bezvadu raidītāju, lai izveidotu šūnas, kas ir bezvadu sakaru sistēmas galvenā ģeogrāfiskā pārklājuma zona. Mainīgi jaudas līmeņi ļauj noteikt šūnu izmērus atbilstoši abonentu blīvumam un reģionālajām vajadzībām.
Kad mobilo sakaru lietotāji pārvietojas no vienas šūnas uz citu, viņu sarunas tiek "pārsūtītas" starp šīm zonām, lai nodrošinātu nepārtrauktu pakalpojumu. Kanālus (frekvences), kas tiek izmantoti vienā šādā vienībā, var atkārtoti izmantot citā ierīcē zināmā attālumā.
Mobilais ir…
Cellular attiecas uz uzlaboto mobilo tālruņu pakalpojumu (AMPS), kas sadala ģeogrāfisko reģionu apgabalos, ko sauc par šūnām. Šī sadalījuma mērķis ir maksimāli izmantot ierobežoto pārraides frekvenču skaitu.
Mobilais ir sakaru tehnoloģijas veids, kas ļauj izmantot mobilos tālruņus.
Mobilais tālrunisir divvirzienu radio, kas nodrošina vienlaicīgu pārraidi un uztveršanu.
Šūnu mobilo sakaru pamatā ir sakaru pārklājuma zonas ģeogrāfiskais sadalījums. Katrai šūnai ir piešķirts noteikts frekvenču (vai kanālu) skaits, kas ļauj lielam abonentu skaitam vienlaikus vadīt sarunas.
Visu mobilo sakaru tehnoloģiju paaudžu kopīgs elements ir noteiktu radiofrekvenču (RF) izmantošana, kā arī frekvenču atkārtota izmantošana. Tas ļauj nodrošināt pakalpojumus lielam skaitam abonentu, vienlaikus samazinot kanālu skaitu (joslas platumu). Tas arī ļauj izveidot plašus tīklus, pilnībā integrējot uzlabotas mobilā tālruņa iespējas.
Pieprasījuma un patēriņa pieaugums, kā arī dažāda veida pakalpojumu attīstība ir paātrinājusi moderno tīklu straujo tehnoloģisko attīstību, kā arī pašu mobilo ierīču nepārtrauktu pilnveidošanu.
Kā darbojas mobilie sakari
Katrs mobilais tālrunis izmanto atsevišķu pagaidu radio kanālu, lai sazinātos ar mobilā tālruņa vietni. Šī vietne atbalsta saziņu ar daudziem tālruņiem vienlaikus, izmantojot vienu kanālu katram tālrunim. Kanāli izmanto mobilo frekvenču pāri:
- Tiešā līnija pārraidei no mobilās vietnes.
- Apgrieztā līnija, lai mobilā vietne varētu saņemt zvanus no lietotājiem.
Radio enerģija izkliedējas attālumā, tāpēc mobilajiem tālruņiem ir jāpaliek tuvu bāzes stacijai, lai varētu sazināties. Mobilā tālruņa pamatstruktūratīkli ietver telefonu sistēmas un radio pakalpojumus.
Šūnu sakaru princips (manekeniem)
Process sākas ar mikroshēmas aktivizēšanu, ievadot ievietotās SIM kartes PIN kodu. Pēc tam šūnu signāls tiek pārraidīts pa vadības kanāliem. Izsauktā numura atbilde pa brīvu vadības kanālu tiek pārraidīta uz bāzes stacijas antenu, no kurienes tā tiek pārraidīta uz mobilo sakaru komutācijas centru.
Pārslēgšanās centrs meklē bāzes staciju ar maksimālo mobilā tālruņa signāla stiprumu mobilo sakaru abonentam un pārslēdz sarunu uz to.
Agrīna tālruņu sistēmas arhitektūra
Tradicionālais mobilais pakalpojums tika strukturēts līdzīgi televīzijas apraidei: viens ļoti jaudīgs raidītājs, kas atrodas apgabala augstākajā punktā, pārraidītu līdz pat piecdesmit kilometru rādiusā.
Šūnu tīkla koncepcija telefona tīklu strukturēja atšķirīgi. Tā vietā, lai izmantotu vienu jaudīgu raidītāju, mobilā tīkla pārklājuma zonā ir izvietoti daudzi mazjaudas raidītāji.
Piemēram, sadalot apgabalu simts dažādās zonās (šūnās) ar mazjaudas raidītājiem, izmantojot divpadsmit sarunas (kanālus), sistēmas jaudu teorētiski varētu palielināt no divpadsmit sarunām vai balss kanāliem, izmantojot vienu jaudīgu raidītāju, līdz divpadsmit. simts sarunu (kanālu), izmantojot simts mazjaudas raidītājus.
Pilsētas zona ir konfigurēta kā tradicionālamobilo tālruņu tīkls ar vienu jaudīgu raidītāju.
Mobilo sakaru sistēma, izmantojot mobilo sakaru koncepciju
Traucējumu problēmas, ko rada mobilās ierīces, kas izmanto vienu un to pašu kanālu blakus esošajās zonās, ir pierādījušas, ka visus kanālus nevar izmantot atkārtoti katrā šūnā. Lai gan tas ietekmēja sākotnējās koncepcijas efektivitāti, frekvenču atkārtota izmantošana ir kļuvusi par dzīvotspējīgu risinājumu mobilās telefonijas sistēmu problēmām.
Inženieri atklāja, ka traucējumu ietekme nebija saistīta ar attālumu starp zonām, bet gan ar attāluma attiecību pret zonu raidītāju jaudu (rādiusu). Samazinot zonas rādiusu par piecdesmit procentiem, pakalpojumu sniedzēji var četrkāršot potenciālo klientu skaitu zonā.
Sistēmām, kuru pamatā ir apgabali ar viena kilometra rādiusu, būs simts reižu vairāk kanālu nekā sistēmām, kuru pamatā ir apgabali ar desmit kilometru rādiusu. Spekulācijas ļāva secināt, ka, samazinot zonas rādiusu līdz dažiem simtiem metru, bija iespējams apkalpot miljoniem zvanu.
Šūnu sakaru koncepcijā tiek izmantoti mainīgi zemas jaudas līmeņi, ļaujot šūnām pielāgot abonentu blīvumu un platības vajadzības. Pieaugot populācijai, var pievienot šūnas, lai pielāgotos šim pieaugumam.
Šūnu frekvences, kas tiek izmantotas vienā šūnu klasterī, var atkārtoti izmantot citās šūnās. Sarunas var pārsūtīt no šūnas uz šūnu, lai saglabātu konstantitālruņa savienojums, kad lietotājs pārvietojas starp tiem.
Šūnu radio aprīkojums (bāzes stacija) var sazināties ar mobilajiem tālruņiem, ja vien tie atrodas darbības zonā. Radio enerģija izkliedējas attālumā, tāpēc mobilajiem tālruņiem jāatrodas bāzes stacijas darbības diapazonā. Tāpat kā sākotnējā mobilā radio sistēma, bāzes stacija sazinās ar mobilajiem tālruņiem, izmantojot kanālu.
Kanāls sastāv no divām frekvencēm: viena pārraidei uz bāzes staciju un otra informācijas saņemšanai no bāzes stacijas.
Šūnu sistēmas arhitektūra
Pieaugošais pieprasījums un esošo pakalpojumu sliktā kvalitāte ir mudinājusi mobilo sakaru pakalpojumu sniedzējus izpētīt veidus, kā uzlabot pakalpojumu kvalitāti un atbalstīt vairāk lietotāju savās sistēmās. Tā kā mobilo mobilo sakaru izmantošanai pieejamā frekvenču spektra apjoms bija ierobežots, sakaru nodrošināšanai bija nepieciešams efektīvi izmantot nepieciešamās frekvences.
Mūsdienu mobilajā telefonijā lauku un pilsētu teritorijas ir sadalītas zonās saskaņā ar īpašiem pakalpojumu noteikumiem. Izvietošanas parametrus, piemēram, sadalījumu skaitu un šūnu izmērus nosaka inženieri, kuriem ir pieredze mobilo sakaru arhitektūrā.
Katra reģiona nodrošināšana tiek plānota saskaņā ar inženiertehnisko plānu, kas ietver šūnas, kopas, frekvenču atkārtotu izmantošanu un nodošanu.
Šūna ir šūnu sistēmas ģeogrāfiskā pamatvienība. Tās ir bāzes stacijassignāla pārraide caur maziem ģeogrāfiskiem apgabaliem, kas ir attēloti kā sešstūri. Katra izmērs mainās atkarībā no ainavas. Dabiskā reljefa un mākslīgo struktūru radīto ierobežojumu dēļ šūnu patiesā forma nav ideāls sešstūris.
Klasteris ir šūnu grupa. Klasterī netiek atkārtoti izmantots neviens kanāls.
Tā kā mobilajām sistēmām bija pieejams tikai neliels skaits radiofrekvenču, inženieriem bija jāatrod veids, kā atkārtoti izmantot radio kanālus, lai vienlaikus pārraidītu vairāk nekā vienu sarunu. Nozares pieņemtais lēmums tika saukts par plānošanu vai frekvences atkārtotu izmantošanu. Frekvenču atkārtota izmantošana tika realizēta, pārstrukturējot mobilo telefonu sistēmas arhitektūru par mobilo sakaru koncepciju.
Šūnu standarti ir šādi: frekvenču atkārtotas izmantošanas koncepcija ir balstīta uz radio kanālu grupas piešķiršanu katrai šūnai, ko izmanto nelielā ģeogrāfiskā apgabalā. Šūnām tiek piešķirta kanālu grupa, kas pilnībā atšķiras no blakus esošajām līdzīgām vienībām. To pārklājuma zonu sauc par nospiedumu. Šo nospiedumu ierobežo robeža, lai vienu un to pašu kanālu grupu varētu izmantot dažādās šūnās, kas atrodas pietiekami tālu viena no otras, lai to frekvences netraucētu.
Šūnām ar vienādu numuru ir vienāda frekvenču kopa. Ja pieejamo frekvenču skaits ir 7, frekvences atkārtotas izmantošanas koeficientsvienāds ar 1/7. Tas nozīmē, ka katra šūna izmanto 1/7 no pieejamajiem mobilo sakaru kanāliem.
Šķēršļi mobilo sakaru attīstībā
Diemžēl ekonomisku apsvērumu dēļ ideja par pilnīgu sistēmu izveidi ar daudzām mazām platībām kļuva nepraktiska. Lai pārvarētu šīs grūtības, sistēmu operatori izstrādāja ideju par šūnu sadalīšanu. Kad apkalpošanas apgabals kļūst pilns ar lietotājiem, šī pieeja tiek izmantota, lai sadalītu vienu apgabalu mazākos. Tādējādi pilsētu centrus var iedalīt tik daudzās zonās, cik nepieciešams, lai nodrošinātu pieņemamu pakalpojumu līmeni intensīvas satiksmes reģionos, savukārt lielākas, lētākas šūnas var izmantot, lai segtu nomaļus lauku apvidus.
Pēdējais šķērslis mobilā tīkla attīstībā ir saistīts ar problēmu, kas radās, kad mobilā tālruņa abonents sarunas laikā pārcēlās no vienas šūnas uz otru. Tā kā blakus esošie apgabali neizmanto vienus un tos pašus radio kanālus, zvans ir vai nu jāpārtrauc, vai jāpārsūta no viena radio kanāla uz citu, kad lietotājs šķērso līniju starp blakus esošajām šūnām.
Tā kā zvanu pārtraukšana nav atļauta, ir izveidots pārejas process. Nodošana notiek, kad mobilo tālruņu tīkls automātiski pārsūta zvanu uz citu radio kanālu, kad mobilā ierīce šķērso blakus esošās šūnas.
Sarunas laikā abas puses ir vienā balss kanālā. Kad mobilā ierīce atstāj šīs pārklājuma zonušūnu vietā, uztveršana kļūst vāja. Šajā brīdī izmantotā šūnas vietne pieprasa nodošanu. Sistēma pārslēdz zvanu uz augstākas frekvences kanālu jaunajā vietnē, nepārtraucot zvanu vai nebrīdinot lietotāju. Zvans turpinās tik ilgi, kamēr lietotājs runā un zvanītājs nepamana pārsūtīšanu.
Šūnās sistēmas komponenti
Šūnu sistēma piedāvā mobilo un pārnēsājamo telefonu centrāles tādus pašus pakalpojumus kā fiksētās centrāles, izmantojot parastās vadu līnijas. Tas spēj apkalpot desmitiem tūkstošu abonentu lielā metropolē. Mobilo sakaru sistēma sastāv no šādiem četriem galvenajiem komponentiem, kas darbojas kopā, lai abonentiem nodrošinātu mobilo tālruņu pakalpojumus:
- Publiskais komutācijas telefonu tīkls (PSTN).
- Mobilā tālruņa centrāle (MTSO).
- Šūnu vietne ar antenas sistēmu.
- Mobilā abonenta stacija (MSU).
PSTN sastāv no lokālajiem tīkliem, apmaiņas zonas tīkliem un tālsatiksmes tīkliem, kas savieno tālruņus un citas sakaru ierīces visā pasaulē.
MTSO ir mobilo sakaru centrālais birojs. Tajā atrodas sakaru komutācijas centrs (MSC), lauka kontroles un releju stacijas, lai pārslēgtu zvanus no šūnu vietām uz vadu centrālajiem birojiem (PSTN).
Jēdziens "šūnas vietne" tiek lietots, lai apzīmētu radioiekārtas fizisko atrašanās vietu, kas nodrošina šūnu pārklājumu. Šūnas vietā esošās aparatūras sarakstā ir iekļauti barošanas avoti,saskarnes aprīkojums, RF raidītāji un uztvērēji un antenu sistēmas.
Mobilā abonenta bloks sastāv no vadības bloka un raiduztvērēja, kas pārraida un saņem radio pārraides uz un no mobilās vietas. Ir pieejami trīs MSU veidi:
- Mobilais tālrunis (parastā pārraides jauda 4,0 W).
- Pārnēsājams (0,6 W tipiskā pārraides jauda).
- Transportējams (parastā pārraides jauda ir 1,6 W).
Moūnu torņi kaitīgi
Šūnu sakari ir liels sasniegums sava laika zinātnē un tehnoloģijās, kas nebija bez sekām. Mobilo tālruņu industrija turpina apgalvot, ka mobilo sakaru torņi nav bīstami veselībai, taču mūsdienās mazāk cilvēku tam tic.
Vai mobilo sakaru torņi ir kaitīgi? Diemžēl pareizā atbilde ir jā. Mikroviļņi var traucēt jūsu ķermeņa elektromagnētisko lauku darbību, izraisot daudzas iespējamās veselības problēmas:
- Galvassāpes.
- Atmiņas zudums.
- Sirds un asinsvadu stress.
- Zems spermatozoīdu skaits.
- Dzimšanas defekti.
- Vēzis.
Ir pārliecinoši pierādījumi, ka elektromagnētiskais starojums no torņiem ir kaitīgs veselībai.
Piemērs: pētījumu par būra torņa ietekmi uz piena liellopu ganāmpulku veica Bavārijas štata valdība Vācijā, rezultāti tika publicēti 1998. gadā. Torņa uzcelšana radīja nelabvēlīgu ietekmi uz veselību, kā rezultātā notika manāms kritumsizslaukums. Liellopu kustība atjaunoja izslaukumu. Pārvietojot tos atpakaļ uz sākotnējām ganībām, problēma tika atjaunota.
Mobilie sakari Krievijā
No 100 iespējamiem Krievijas mobilo sakaru kodiem tiek izmantoti 79, bet bezmaksas kodi ir 21. Bezmaksas kodi ir rezervē un vēl nepieder nevienam operatoram.
Krievijas Federācijā ir reģistrēti vairāk nekā 80 mobilo sakaru uzņēmumu, kas sniedz savus pakalpojumus valstī. Mobilo sakaru operatoriem ir sastādīšanas kodi 9xx formātā. Mobilo tālruņu numuri sastāv no desmit cipariem un sākas ar +79xx vai 89xx.
Lielākie operatori ir: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). Lielajiem trim operatoriem (MTS, Beeline un MegaFon) pieder vesela skaitļu sērija.
