Het principe van cellulaire communicatie. Hoe mobiele communicatie werkt

Mobiele mobiele communicatie

mobiel- een van de soorten mobiele radiocommunicatie, die is gebaseerd op: cellulair netwerk... Het belangrijkste kenmerk is dat het totale dekkingsgebied is verdeeld in cellen (cellen), bepaald door het dekkingsgebied van individuele basisstations (BS). De honingraten overlappen elkaar gedeeltelijk en vormen samen een netwerk. Op een ideaal (zelfs en zonder gebouw) oppervlak is het dekkingsgebied van één BS een cirkel, daarom lijkt het netwerk dat daaruit bestaat op honingraten met zeshoekige cellen (honingraten).

Het is opmerkelijk dat in de Engelse versie de communicatie "cellulair" of "cellulair" (cellulair) wordt genoemd, wat geen rekening houdt met de zeshoekige aard van de honingraat.

Het netwerk bestaat uit op afstand van elkaar geplaatste zendontvangers die in hetzelfde frequentiebereik werken, en schakelapparatuur waarmee de huidige locatie van mobiele abonnees kan worden bepaald en de continuïteit van de communicatie kan worden gegarandeerd wanneer een abonnee zich van het dekkingsgebied van een zendontvanger naar het dekkingsgebied van een ander.

Geschiedenis

Het eerste gebruik van mobiele telefonie in de Verenigde Staten dateert uit 1921: de politie van Detroit gebruikte eenrichtingsverkeer in de 2 MHz-band om informatie van een centrale zender naar ontvangers in voertuigen te verzenden. In 1933 begon de politie van New York een tweerichtingsradiosysteem voor mobiele telefoons te gebruiken, ook in de 2 MHz-band. In 1934 wees de Amerikaanse Federal Communications Commission 4 kanalen toe voor telefonische radiocommunicatie in het bereik van 30 ... 40 MHz, en in 1940 maakten al ongeveer 10 duizend politievoertuigen gebruik van telefoonradiocommunicatie. Al deze systemen gebruikten amplitudemodulatie. Frequentiemodulatie begon te worden gebruikt in 1940 en in 1946 volledig vervangen amplitudemodulatie. De eerste openbare mobiele radiotelefoon verscheen in 1946 (St. Louis, VS; Bell Telephone Laboratories) die gebruikmaakte van de 150 MHz-band. In 1955 begon een 11-kanaals systeem te werken in het 150 MHz-bereik en in 1956 - een 12-kanaals systeem in het 450 MHz-bereik. Beide systemen waren simplex en gebruikten handmatig schakelen. Automatische duplexsystemen begonnen te werken in respectievelijk 1964 (150 MHz) en 1969 (450 MHz).

In de USSR In 1957 creëerde een Moskouse ingenieur L. I. Kupriyanovich een prototype van een draagbare automatische duplex mobiele radiotelefoon LK-1 en een basisstation ervoor. De mobiele radiotelefoon woog ongeveer drie kilogram en had een bereik van 20-30 km. In 1958 creëerde Kupriyanovich verbeterde modellen van het apparaat met een gewicht van 0,5 kg en de grootte van een sigarettendoos. In de jaren '60 demonstreert Hristo Bochvarov in Bulgarije zijn prototype van een zakmobiele radiotelefoon. Op de Interorgtechnika-66-tentoonstelling presenteert Bulgarije een set voor het organiseren van lokale mobiele communicatie vanaf zakmobiele telefoons RAT-0.5 en ATRT-0.5 en een basisstation RATTs-10, dat verbinding biedt voor 10 abonnees.

Aan het einde van de jaren 50 begon de ontwikkeling van het Altai-autoradiotelefoonsysteem in de USSR, dat in 1963 in proef werd genomen. Het Altai-systeem werkte aanvankelijk op een frequentie van 150 MHz. In 1970 werkte het Altai-systeem in 30 steden van de USSR en werd er een 330 MHz-band voor toegewezen.

Evenzo, met natuurlijke verschillen en op kleinere schaal, heeft de situatie zich in andere landen ontwikkeld. Zo wordt in Noorwegen sinds 1931 openbare telefoonradiocommunicatie gebruikt als maritieme mobiele communicatie; in 1955 waren er 27 kustradiostations in het land. Terrestrische mobiele communicatie begon zich na de Tweede Wereldoorlog te ontwikkelen in de vorm van met de hand geschakelde particuliere netwerken. Zo was in 1970 de radiocommunicatie via mobiele telefoons enerzijds al behoorlijk wijdverbreid, maar aan de andere kant kon het duidelijk niet voldoen aan de snel groeiende behoeften, met een beperkt aantal kanalen in strikt gedefinieerde frequentiebanden. Een oplossing werd gevonden in de vorm van een cellulair communicatiesysteem, waarmee de capaciteit drastisch kon worden vergroot door frequenties in een cellulair systeem te hergebruiken.

Natuurlijk, zoals gewoonlijk het geval is in het leven, bestonden er voorheen individuele elementen van het cellulaire communicatiesysteem. In het bijzonder werd in 1949 in Detroit (VS) enige schijn van een mobiel systeem gebruikt door een taxidienst - met het hergebruik van frequenties in verschillende cellen met handmatige kanaalwisseling door gebruikers op vooraf bepaalde locaties. De architectuur van het systeem dat tegenwoordig bekend staat als het cellulaire communicatiesysteem werd echter pas geschetst in het technische rapport van het bedrijf Bell System dat in december 1971 bij de Amerikaanse FCC werd ingediend. En vanaf die tijd begint de ontwikkeling van cellulaire communicatie zelf, wat is echt triomfantelijk geworden sinds 1985 g., in de afgelopen tien jaar en een beetje.

In 1974 besloot de FCC om een ​​frequentieband van 40 MHz toe te wijzen voor cellulaire communicatie in het 800 MHz-bereik; in 1986 werd er nog eens 10 MHz aan toegevoegd in hetzelfde bereik. In 1978 begonnen in Chicago de tests van het eerste prototype van een mobiel communicatiesysteem voor 2000 abonnees. Daarom kan 1978 worden beschouwd als het jaar van het begin van de praktische toepassing van cellulaire communicatie. Het eerste automatische commerciële mobiele systeem werd in oktober 1983 in Chicago in gebruik genomen door American Telephone and Telegraph (AT&T). In Canada wordt mobiele communicatie gebruikt sinds 1978, in Japan - sinds 1979, in de Scandinavische landen (Denemarken, Noorwegen, Zweden, Finland) - sinds 1981, in Spanje en Engeland - sinds 1982. Vanaf juli 1997 g. actief in meer dan 140 landen van alle continenten, met meer dan 150 miljoen abonnees.

Het eerste commercieel succesvolle mobiele netwerk was het Finse Autoradiopuhelin (ARP) netwerk. Deze naam is in het Russisch vertaald als "Autoradiotelefoon". Gelanceerd in de stad, heeft het 100% dekking van het grondgebied van Finland bereikt c. De celgrootte was ongeveer 30 km en in de stad waren er meer dan 30 duizend abonnees. Ze werkte op een frequentie van 150 MHz.

Het principe van cellulaire communicatie

De belangrijkste componenten van een mobiel netwerk zijn mobiele telefoons en basisstations... Basisstations bevinden zich meestal op daken en torens. Wanneer ingeschakeld, luistert de mobiele telefoon naar de lucht en vindt een signaal van het basisstation. De telefoon stuurt dan zijn unieke identificatiecode naar het station. De telefoon en het station onderhouden constant radiocontact en wisselen periodiek pakketjes uit. De telefoon kan communiceren met het station via een analoog protocol (NMT-450) of digitaal (DAMPS, GSM, eng. overhandigen).

Mobiele netwerken kunnen bestaan ​​uit basisstations met verschillende standaarden, waardoor u de netwerkprestaties kunt optimaliseren en de dekking kunt verbeteren.

Mobiele netwerken van verschillende operators zijn met elkaar verbonden, evenals met het vaste telefoonnetwerk. Hierdoor kunnen abonnees van de ene operator bellen naar abonnees van een andere operator, van mobiele telefoons naar vaste lijnen en van vaste lijnen naar mobiele telefoons.

Operators uit verschillende landen kunnen roamingovereenkomsten afsluiten. Dankzij dergelijke overeenkomsten kan een abonnee in het buitenland bellen en gebeld worden via het netwerk van een andere operator (zij het tegen hogere tarieven).

Mobiele communicatie in Rusland

In Rusland begon de introductie van mobiele communicatie in 1990, het commerciële gebruik begon op 9 september 1991, toen het eerste mobiele netwerk in Rusland in St. Petersburg werd gelanceerd door Delta Telecom (het werkte in de NMT-450-standaard) en de eerste een symbolische oproep van de burgemeester van St. Petersburg, Anatoly Sobchak. In juli 1997 was het totale aantal abonnees in Rusland ongeveer 300 duizend. Voor 2007 zijn de belangrijkste mobiele communicatieprotocollen die in Rusland worden gebruikt, GSM-900 en GSM-1800. Daarnaast werkt UMTS. In het bijzonder werd het eerste fragment van het netwerk van deze standaard in Rusland op 2 oktober 2007 in St. Petersburg door het bedrijf MegaFon in gebruik genomen. De regio Sverdlovsk blijft een DAMPS mobiel netwerk exploiteren dat eigendom is van de MOTIV Cellular Communications Company.

In december 2008 waren er 187,8 miljoen mobiele gebruikers in Rusland (op basis van het aantal verkochte simkaarten). De penetratiegraad van mobiele communicatie (het aantal simkaarten per 100 inwoners) bedroeg op die datum 129,4%. In de regio's, met uitzondering van Moskou, bedroeg de penetratiegraad meer dan 119,7%.

Het marktaandeel van de grootste mobiele operators in december 2008 was 34,4% voor MTS, 25,4% voor VimpelCom en 23,0% voor MegaFon.

In december 2007 steeg het aantal mobiele gebruikers in Rusland tot 172,87 miljoen abonnees, in Moskou - tot 29,9 miljoen, in St. Petersburg - tot 9,7 miljoen. De penetratiegraad in Rusland - tot 119,1%, in Moskou - 176 %, Sint-Petersburg - 153%. Het marktaandeel van de grootste mobiele operators in december 2007 was: MTS 30,9%, VimpelCom 29,2%, MegaFon 19,9%, overige operators 20%.

Volgens het Britse onderzoeksbureau Informa Telecoms & Media voor 2006 bedroegen de gemiddelde kosten van een minuut mobiele communicatie voor een consument in Rusland $ 0,05 - dit is het laagste cijfer van de G8-landen.

IDC concludeerde op basis van een onderzoek naar de Russische mobiele markt dat in 2005 de totale duur van gesprekken op een mobiele telefoon van inwoners van de Russische Federatie 155 miljard minuten bedroeg en dat er 15 miljard sms-berichten werden verzonden.

Volgens een studie van J'son & Partners bedroeg het aantal geregistreerde simkaarten in Rusland eind november 2008 183,8 miljoen.

zie ook

Bronnen van

Links

• Informatiesite over generaties en standaarden van mobiele communicatie.
• Mobiele communicatie in Rusland 2002-2007, officiële statistieken

Het is een beetje triest dat de overgrote meerderheid van de mensen antwoord geeft op de vraag: "Hoe werkt mobiele communicatie?"

Als vervolg op dit onderwerp had ik een grappig gesprek met een vriend over het onderwerp mobiele communicatie. Het gebeurde precies een paar dagen voor het evenement dat werd gevierd door alle communicatie- en telecomoperators vakantie "Radio Dag". Het gebeurde zo dat mijn vriend, vanwege zijn vurige positie in het leven, geloofde dat mobiele communicatie werkt helemaal draadloos via satelliet... Uitsluitend door radiogolven. Eerst kon ik hem niet overtuigen. Maar na een kort gesprek viel alles op zijn plek.

Na deze vriendelijke "lezing" ontstond het idee om in eenvoudige taal te schrijven over hoe cellulaire communicatie werkt. Alles is zoals het is.

Wanneer u een nummer kiest en begint te bellen, nou ja, of iemand belt u, dan is uw de mobiele telefoon communiceert via de radio van een van de antennes van het dichtstbijzijnde basisstation. Waar bevinden deze basisstations zich, vraag je?

Let op industriële gebouwen, stedelijke wolkenkrabbers en speciale torens... Daarop staan ​​grote grijze rechthoekige blokken met uitstekende antennes in verschillende vormen. Maar deze antennes zijn geen televisie of satelliet, maar zendontvanger mobiele operators. Ze zijn in verschillende richtingen gericht om van alle kanten communicatie te bieden aan abonnees. We weten immers niet waar het signaal vandaan komt en waar het de "ongelukkige abonnee" met een telefoonhoorn naartoe brengt? Antennes worden in vakjargon ook wel "sectoren" genoemd. Meestal zijn ze ingesteld van één tot twaalf.

Vanaf de antenne wordt het signaal via de kabel rechtstreeks naar de besturingseenheid van het station verzonden... Samen vormen ze het basisstation [antennes en besturingseenheid]. Verschillende basisstations, waarvan de antennes een afzonderlijk gebied bedienen, bijvoorbeeld een stadsdistrict of een kleine stad, zijn verbonden met een speciaal blok - controleur... Op één controller zijn doorgaans maximaal 15 basisstations aangesloten.

Op hun beurt zijn de controllers, die ook meerdere kunnen zijn, bekabeld naar de "denktank" - schakelaar... De switch levert output en input van signalen naar stadstelefoonlijnen, naar andere mobiele operators, maar ook naar operators van langeafstands- en internationale communicatie.

In kleine netwerken wordt slechts één switch gebruikt, in grotere netwerken die meer dan een miljoen abonnees tegelijk bedienen, kunnen twee, drie of meer switches worden gebruikt, die weer met elkaar verbonden zijn door draden.

Waarom zoveel complexiteit? Lezers zullen vragen. Het lijkt erop dat, je kunt de antennes gewoon op de schakelaar aansluiten en alles werkt... En dan zijn er nog basisstations, switches, een heleboel kabels... Maar niet alles is zo eenvoudig.

Wanneer een persoon zich te voet of met de auto, trein, enz. over straat verplaatst. terwijl u ook aan de telefoon praat, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat: continuïteit van de communicatie. Communicatiemedewerkers noemen het overdrachtsproces in mobiele netwerken met de term Overhandigen. Het is noodzakelijk om de telefoon van de abonnee op tijd van het ene basisstation naar het andere te schakelen, van de ene controller naar de andere, enzovoort.

Als de basisstations rechtstreeks op de switch waren aangesloten, dan zijn al deze schakelaars zouden door de schakelaar moeten worden beheerd... En hij "arm" en dus is er wat te doen. Het netwerkschema op meerdere niveaus maakt het mogelijk om de belasting op de technische middelen gelijkmatig te verdelen... Dit verkleint de kans op uitval van apparatuur en, als gevolg daarvan, verlies van communicatie. We zijn tenslotte allemaal geïnteresseerd in een naadloze verbinding, toch?

Dus bij het bereiken van de schakelaar, onze oproep wordt doorgeschakeld naar verder - naar het netwerk van een andere aanbieder van mobiele, stedelijke interlokale en internationale communicatie. Dit gebeurt natuurlijk via supersnelle kabelcommunicatiekanalen. Er komt een oproep binnen bij de schakelaar een andere exploitant. In dit geval "weet" deze laatste in welk gebied [in het werkgebied, welke controller] de gewenste abonnee zich nu bevindt. De switch zet het telefoongesprek door naar een specifieke controller, die informatie bevat over in welk basisstation de ontvanger van het gesprek zich bevindt. De controller stuurt een signaal naar dit enkele basisstation, dat op zijn beurt "pollen", dat wil zeggen, de mobiele telefoon bellen. Een buis begint bizar te rinkelen.

Dit hele lange en complexe proces duurt in werkelijkheid 2-3 seconden!

Op dezelfde manier worden er telefoontjes gepleegd naar verschillende steden in Rusland, Europa en de wereld. Voor communicatie switches van verschillende telecomoperators maken gebruik van high-speed glasvezelcommunicatiekanalen... Dankzij hen overwint het telefoonsignaal in enkele seconden honderdduizenden kilometers.

Dank aan de geweldige Alexander Popov voor het geven van de wereld van radio! Als hij er niet was geweest, zouden we nu misschien veel voordelen van de beschaving zijn ontnomen.

Telefonie is de overdracht van spraakinformatie over lange afstanden. Met behulp van telefonie kunnen mensen realtime communiceren.

Als er ten tijde van de opkomst van technologie maar één methode voor gegevensoverdracht was - analoog, dan worden op dit moment verschillende communicatiesystemen met succes gebruikt. Telefoon-, satelliet- en mobiele communicatie, evenals IP-telefonie zorgen voor betrouwbaar contact tussen abonnees, zelfs als ze zich in verschillende delen van de wereld bevinden. Hoe werkt telefonie bij elke methode?

Goede oude bedrade (analoge) telefonie

De term 'telefoon'-communicatie wordt meestal begrepen als analoge communicatie, een methode van gegevensoverdracht die al bijna anderhalve eeuw bekend is. Bij gebruik hiervan wordt informatie continu verzonden, zonder tussentijdse codering.

De verbinding van twee abonnees wordt geregeld door een nummer te kiezen, en vervolgens wordt de communicatie uitgevoerd door een signaal van persoon tot persoon over draden in de meest letterlijke zin van het woord te verzenden. Abonnees zijn niet langer verbonden door telefoonoperators, maar door robots, wat het proces aanzienlijk vereenvoudigde en goedkoper maakte, maar het principe van de werking van analoge communicatienetwerken bleef hetzelfde.

Mobiele (mobiele) communicatie

Abonnees van mobiele operators denken ten onrechte dat ze de draad hebben doorgesneden om hen met telefooncentrales te verbinden. Het lijkt erop dat een persoon overal kan bewegen (binnen het signaalbereik) zonder het gesprek te onderbreken en zonder het contact met de gesprekspartner te verliezen, en<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Als we echter kijken naar hoe mobiele communicatie werkt, vinden we niet zo veel verschillen met het werk van analoge netwerken. Het signaal is eigenlijk "in de lucht", maar vanaf de telefoon van de beller komt het bij de transceiver, die op zijn beurt communiceert met de soortgelijke apparatuur die zich het dichtst bij de gebelde abonnee bevindt ... via glasvezelnetwerken.

Het stadium van radiotransmissie van gegevens bestrijkt alleen het signaalpad van de telefoon naar het dichtstbijzijnde basisstation, dat op een volledig traditionele manier is verbonden met andere communicatienetwerken. Hoe cellulaire communicatie werkt, is duidelijk. Wat zijn de voor- en nadelen?

De technologie biedt meer mobiliteit in vergelijking met analoge datatransmissie, maar brengt dezelfde risico's van ongewenste interferentie en de mogelijkheid van afluisteren met zich mee.

Cel signaal pad

Laten we in meer detail bekijken hoe het signaal de gebelde abonnee bereikt.

1. De gebruiker kiest het nummer.
2. Zijn telefoon maakt radiocontact met het dichtstbijzijnde basisstation. Ze bevinden zich in hoogbouw, industriële gebouwen en torens. Elk station bestaat uit zend-ontvangantennes (van 1 tot 12) en een besturingseenheid. Basisstations die hetzelfde gebied bedienen zijn aangesloten op de controller.
3. Vanuit de besturingseenheid van het basisstation wordt het signaal via de kabel naar de controller gestuurd en vandaar ook via de kabel naar de switch. Dit apparaat levert invoer en uitvoer van een signaal naar verschillende communicatielijnen: langeafstands-, stads-, internationale en andere mobiele operators. Afhankelijk van de grootte van het netwerk kan het gaan om één of meerdere schakelaars die met draden met elkaar zijn verbonden.
4. Vanaf een "eigen" telefooncentrale wordt het signaal via hogesnelheidskabels naar de telefooncentrale van een andere telefoniste gestuurd, die eenvoudig bepaalt in welk dekkingsgebied de abonnee de oproep is.
5. De switch roept de gewenste controller op, die het signaal doorstuurt naar het basisstation, dat de mobiele telefoon "pollt".
6. De gebelde abonnee ontvangt een inkomende oproep.

Met een dergelijke meerlagige netwerkstructuur kunt u de belasting gelijkmatig over al zijn knooppunten verdelen. Dit verkleint de kans op uitval van apparatuur en zorgt voor een ononderbroken communicatie.

Hoe cellulaire communicatie werkt, is duidelijk. Wat zijn de voor- en nadelen? De technologie biedt meer mobiliteit in vergelijking met analoge datatransmissie, maar brengt dezelfde risico's van ongewenste interferentie en de mogelijkheid van afluisteren met zich mee.

Satellietverbinding

Laten we eens kijken hoe satellietcommunicatie werkt, de hoogste fase in de ontwikkeling van radiorelaiscommunicatie van vandaag. Een repeater die in een baan om de aarde wordt geplaatst, kan op eigen kracht een enorm gebied van het oppervlak van de planeet bestrijken. Een netwerk van basisstations, zoals in het geval van mobiele communicatie, is niet langer nodig.

Een individuele abonnee krijgt de mogelijkheid om praktisch zonder beperkingen te reizen en zelfs in de taiga of in de jungle contact te houden. Een legale abonnee kan een hele mini-automatische telefooncentrale aan één repeaterantenne binden (dit is een bekend "schoteltje"), maar men moet rekening houden met het volume van inkomende en uitgaande, evenals de grootte van bestanden die moeten worden worden verzonden.

Nadelen van technologie:

• ernstige weersafhankelijkheid. Een magnetische storm of andere ramp kan een abonnee lange tijd zonder communicatie achterlaten.
• als er fysiek iets kapot gaat aan de satelliettransponder, duurt het erg lang voordat de volledige functionaliteit is hersteld.
• de kosten van communicatiediensten zonder grenzen zijn vaak hoger dan de meer gebruikelijke rekeningen. Bij het kiezen van een communicatiemethode is het belangrijk om te overwegen hoeveel je zo'n functionele verbinding nodig hebt.

Satellietcommunicatie: voor- en nadelen

Het belangrijkste kenmerk van de "satelliet" is dat het abonnees onafhankelijk maakt van vaste lijnen. De voordelen van deze aanpak zijn duidelijk. Waaronder:

• mobiliteit van apparatuur. Het kan in zeer korte tijd worden ingezet;
• het vermogen om snel uitgebreide netwerken te creëren die grote gebieden bestrijken;
• communicatie met moeilijk bereikbare en afgelegen gebieden;
• redundantie van kanalen die kunnen worden gebruikt in het geval van een storing in de grondcommunicatie;
• flexibiliteit van de technische kenmerken van het netwerk, waardoor het aan bijna elke behoefte kan worden aangepast.

Nadelen van technologie:

• ernstige weersafhankelijkheid. Een magnetische storm of andere ramp kan een abonnee lange tijd zonder communicatie achterlaten;
• als er iets fysiek niet in orde is op de satellietrepeater, duurt het lang voordat het systeem volledig is hersteld;
• de kosten van communicatiediensten zonder grenzen zijn vaak hoger dan de meer gebruikelijke rekeningen.

Bij het kiezen van een communicatiemethode is het belangrijk om te overwegen hoeveel je zo'n functionele verbinding nodig hebt.

In dit artikel zullen we u vertellen over de geschiedenis van de opkomst van mobiele communicatie

Het eerste verscheen in 1946 in de VS - St. Louis. Radiotelefoons werkten op vaste frequenties en werden handmatig geschakeld. In de Sovjet-Unie verscheen in 1959 radiotelefoniecommunicatie en werd het het Altai-systeem genoemd. Het was natuurlijk niet publiekelijk beschikbaar, maar werd gebruikt als overheidsverbinding en speciale diensten. In 1990-1994, tijdens de ineenstorting van de USSR, werd door de Sovjet-onderzoeksinstituten een groot aantal geheime ontwikkelingen, waaronder de ontwikkeling van multifrequentie, multi-base radiotelefoniecommunicatie, "gratis" uit het cordon gehaald. En in 1991 verscheen in de Verenigde Staten, en later in de Russische Federatie, een nieuwe standaard voor radiotelefonie - mobiele communicatie NMT-450 ("Sotel"). Er werd een analoog signaal gebruikt. Vervolgens verschenen digitale standaarden - GSM-900 en GSM-1800.

Met de voortschrijdende ontwikkeling van cellulaire communicatie zijn mobiele telefoons op grote schaal beschikbaar gekomen. Een mobiele telefoon (hierna MTA) kan in de regel werken op een afstand van maximaal 1500 m van het basisstation.

Zoals u weet, krijgt elk mobiel apparaat zijn eigen elektronische serienummer (ESN) toegewezen, dat tijdens de fabricage van de telefoon in de microchip van de telefoon wordt gecodeerd. Door het activeren van de SIM-kaart (Subscriber Identity Module) - een microchip waarin het abonneenummer is "gestikt", krijgt de mobiele telefoon een mobiel identificatienummer (MIN).

Het gebied dat wordt bestreken door het GSM-netwerk (Global System for Mobile Communications) is verdeeld in afzonderlijke aangrenzende cellen (cellen) - vandaar de naam "cellulaire communicatie", met in het midden zendontvangerbasisstations. Typisch heeft zo'n station zes zenders, die zich met een 120° stralingspatroon bevinden en zorgen voor een gelijkmatige dekking van het gebied. Een middelgroot modern station kan tegelijkertijd maximaal 1000 kanalen bedienen. Het gebied van de "honingraat" in de stad is ongeveer 0,5-1 km 2, buiten de stad kan het, afhankelijk van de geografische locatie, zowel 20 als 50 km 2 bereiken. De telefooncentrale in elke "cel" wordt bestuurd door het basisstation, dat signalen ontvangt en verzendt in een breed scala aan radiofrequenties (speciaal kanaal - de stap voor elke mobiele telefoon is minimaal). Het basisstation is aangesloten op een bekabeld telefoonnetwerk en uitgerust met apparatuur om een ​​hoogfrequent signaal van een mobiele telefoon om te zetten in een laagfrequent signaal van een bedrade telefoon en vice versa, wat zorgt voor de koppeling van deze twee systemen. Technisch moderne apparatuur van het basisstation beslaat een oppervlakte van 1 ... 3 m 2 en bevindt zich in een kleine ruimte, waar de werking ervan in automatische modus wordt uitgevoerd. Voor de stabiele werking van een dergelijk station is alleen een bekabelde verbinding met een telefooncentrale (ATS) en een 220 V-netvoeding nodig.

In steden en dorpen met een grote congestie van huizen, bevinden de zenders van het basisstation zich direct op de daken van huizen. In de buitenwijken en in open gebieden worden torens in verschillende secties gebruikt (ze zijn vaak te zien langs de snelweg).

Het dekkingsgebied van aangrenzende stations is aaneengesloten. Wanneer de telefoon tussen de dekkingsgebieden van aangrenzende stations beweegt, wordt deze periodiek geregistreerd. Periodiek, met een interval van 10 ... 60 minuten (afhankelijk van de operator), zendt het basisstation een servicesignaal uit. Na ontvangst voegt de mobiele telefoon automatisch zijn MIN- en ESN-nummers eraan toe en zendt de resulterende codecombinatie naar het basisstation. Zo wordt de identificatie van een specifieke mobiele telefoon, het rekeningnummer van de eigenaar en de binding van het apparaat aan een bepaalde zone waarin het zich op een bepaald moment bevindt, uitgevoerd. Dit moment is erg belangrijk - al in dit stadium is het mogelijk om de beweging van dit of dat object te regelen, en wie er baat bij heeft, de vraag is anders - het belangrijkste is dat er een kans is ...

Wanneer een gebruiker verbinding maakt met iemand op zijn telefoon, wijst het basisstation hem een ​​van de vrije frequenties toe van de zone waarin hij zich bevindt, brengt het de nodige wijzigingen aan op zijn rekening (tegoeden af) en zet zijn oproep door naar de bestemming.

Als een mobiele gebruiker tijdens een gesprek van de ene communicatiezone naar de andere gaat, stuurt het basisstation van de verlaten zone (cel) het communicatiesignaal automatisch door naar de vrije frequentie van de aangrenzende zone (cel).

Het meest kwetsbaar vanuit het oogpunt van de mogelijkheid van onderschepping van lopende onderhandelingen (aftappen) zijn analoge mobiele telefoons. In onze regio (St. Petersburg) was tot voor kort zo'n standaard aanwezig - dit is de NMT450-standaard (deze is ook aanwezig in de Republiek Wit-Rusland). Vertrouwde communicatie en de afstand tot het basisstation in dergelijke systemen zijn rechtstreeks afhankelijk van het stralingsvermogen van de zendende mobiele telefoon.

Het analoge principe van informatieoverdracht is gebaseerd op het uitzenden van een niet-digitaal radiosignaal in de lucht, dus na afgestemd te zijn op de corresponderende frequentie van een dergelijk communicatiekanaal, is het theoretisch mogelijk om naar het gesprek te luisteren. Het is echter de moeite waard om "vooral hete hoofden af ​​te koelen" - het is niet zo eenvoudig om naar mobiele communicatie van deze standaard te luisteren, omdat ze gecodeerd (vervormd) zijn en een geschikte decoder nodig is voor nauwkeurige spraakherkenning. Onderhandelen over deze standaard is gemakkelijker om richting te vinden dan bijvoorbeeld de GSM-digitale cellulaire communicatiestandaard, waarvan de mobiele telefoons informatie verzenden en ontvangen in de vorm van een digitale code. Stationaire of stationaire objecten die cellulaire communicatie uitvoeren, zijn het gemakkelijkst te vinden, terwijl mobiele moeilijker zijn, omdat de beweging van een abonnee tijdens een gesprek gepaard gaat met een afname van het signaalvermogen en een overgang naar andere frequenties (bij het verzenden van een signaal van een basisstation naar een naburig station).

Methoden voor het vinden van richtingen

De komst van mobiele communicatie in elk gezin (tegenwoordig krijgen schoolkinderen ook dergelijke geschenken) is een realiteit van deze tijd, comfort wordt nu al onvervangbaar. De aanwezigheid van een mobiele telefoon stelt de gebruiker in staat om zijn locatie te identificeren, zowel op het huidige moment als al zijn eerdere bewegingen daarvoor. De huidige positie kan op twee manieren worden geïdentificeerd.

De eerste is een methode van gerichte richtingbepaling van een mobiele telefoon, die de richting naar een werkende zender bepaalt van drie tot zes punten en een kruising geeft van de locatie van de radiosignaalbron. Het bijzondere van deze methode is dat deze kan worden toegepast op iemands bevel, bijvoorbeeld bij wettelijk bevoegde instanties.

De tweede methode is via een mobiele operator, die automatisch constant registreert waar deze of gene abonnee zich op een bepaald moment bevindt, ook als hij geen gesprekken voert. Deze registratie vindt automatisch plaats volgens de identificerende dienstsignalen die automatisch door de mobiele telefoon naar het basisstation worden verzonden (dit werd eerder besproken). De nauwkeurigheid van het bepalen van de locatie van de abonnee hangt af van een aantal factoren: topografie van het gebied, de aanwezigheid van interferentie en signaalreflectie van gebouwen, de positie van basisstations en hun werklast (het aantal actieve mobiele telefoons van de operator in een bepaalde cel), de grootte van de cel. Daarom is de nauwkeurigheid van het bepalen van de locatie van een mobiele abonnee in een stad merkbaar hoger dan in een open gebied, en kan een plek van enkele honderden meters bereiken. Analyse van gegevens over communicatiesessies van een abonnee met verschillende basisstations (vanuit en naar welk station de oproep werd gedaan, tijdstip van de oproep, enz.) stelt u in staat om een ​​beeld te herstellen van alle bewegingen van de abonnee in het verleden. De gegevens worden automatisch geregistreerd bij de mobiele operator (voor facturering en niet alleen ...), aangezien de betaling voor dergelijke diensten gebaseerd is op de duur van het gebruik van het communicatiesysteem. Deze gegevens kunnen meerdere jaren worden bewaard, en deze tijd is nog niet gereguleerd door de federale wet, alleen door departementale wetten.
U kunt concluderen: vertrouwelijkheid is geboden, maar niet voor iedereen. Als het nodig is om uw gesprekken af ​​te luisteren of uw locatie te bepalen, kan bijna elke "uitgeruste" speciale dienst of criminele gemeenschap dit zonder enige moeite doen.

Het is moeilijker om een ​​gesprek te onderscheppen als het wordt gevoerd vanuit een rijdend voertuig. de afstand tussen de gebruiker van de mobiele telefoon en de richtingbepalingsapparatuur (als het gaat om analoge communicatie) verandert voortdurend, en als deze objecten van elkaar weg bewegen, vooral in ruw terrein tussen huizen, verzwakt het signaal. Wanneer het snel beweegt, wordt het signaal overgedragen van het ene basisstation naar het andere, terwijl tegelijkertijd de werkfrequentie wordt gewijzigd - dit maakt het moeilijk om het hele gesprek als geheel te onderscheppen (als het niet doelbewust wordt uitgevoerd met de deelname van de telecomoperator), omdat het tijd kost om een ​​nieuwe frequentie te vinden.

U kunt hier zelf conclusies uit trekken. Zet je mobiele telefoon uit als je niet wilt dat je locatie bekend is.

Weet je wat er gebeurt nadat je het nummer van een vriend hebt gekozen op je mobiele telefoon? Hoe vindt het mobiele netwerk het in de bergen van Andalusië of aan de kust van het verre Paaseiland? Waarom wordt het gesprek soms onverwacht onderbroken? Vorige week bezocht ik het bedrijf Beeline en probeerde te achterhalen hoe de mobiele communicatie werkt ...

Een groot deel van het bevolkte deel van ons land wordt bestreken door Base Stations (BS). In het veld lijken ze op rood-witte torens, maar in de stad zijn ze verborgen op de daken van utiliteitsgebouwen. Elk station pikt een signaal op van mobiele telefoons op een afstand van maximaal 35 kilometer en communiceert met een mobiele telefoon via service- of spraakkanalen.

Nadat u het nummer van een vriend hebt gekozen, neemt uw telefoon via het servicekanaal contact op met het dichtstbijzijnde basisstation (BS) en vraagt ​​u een spraakkanaal toe te wijzen. Het basisstation stuurt een verzoek naar de controller (BSC), en die stuurt het door naar de switch (MSC). Als uw vriend een abonnee is van hetzelfde mobiele netwerk, controleert de switch het Home Location Register (HLR), zoekt uit waar de gebelde abonnee zich momenteel bevindt (thuis, in Turkije of in Alaska) en zal de oproep naar de juiste schakelaar, waar hij vandaan komt. zal doorsturen naar de controller en vervolgens naar het basisstation. Het basisstation maakt verbinding met uw mobiele telefoon en verbindt u met een vriend. Als uw vriend een abonnee is van een ander netwerk of u belt naar een vaste telefoon, dan schakelt uw switch naar de corresponderende switch van het andere netwerk.

Moeilijk? Laten we dat eens van dichterbij bekijken.

Het basisstation is een paar ijzeren kasten die zijn opgesloten in een goed geklimatiseerde kamer. Aangezien het in Moskou +40 op straat was, wilde ik een beetje in deze kamer wonen. Meestal bevindt het basisstation zich ofwel op de zolder van een gebouw of in een container op het dak:

2.

De antenne van het basisstation is verdeeld in verschillende sectoren, die elk in hun eigen richting "schijnen". De verticale antenne communiceert met telefoons, de ronde antenne verbindt het basisstation met de controller:

3.

Elke sector kan tot 72 oproepen tegelijk afhandelen, afhankelijk van de setup en configuratie. Een basisstation kan 6 sectoren hebben, dus één basisstation kan tot 432 oproepen afhandelen, maar er zijn meestal minder zenders en sectoren op het station geïnstalleerd. Mobiele operators installeren liever meer basisstations om de kwaliteit van de communicatie te verbeteren.

Het basisstation kan in drie banden werken:

900 MHz - het signaal op deze frequentie reist verder en dringt beter door in gebouwen
1800 MHz - het signaal verspreidt zich over kortere afstanden, maar u kunt meer zenders per sector installeren
2100 MHz - 3G-netwerk

Zo ziet een kast met 3G-apparatuur eruit:

4.

900 MHz-zenders zijn geïnstalleerd bij basisstations in de velden en dorpen, en in de stad, waar de basisstations vastzitten als de naalden van een egel, in principe wordt de communicatie uitgevoerd op een frequentie van 1800 MHz, hoewel zenders van alle drie de banden kunnen tegelijkertijd op elk basisstation aanwezig zijn.

5.

6.

Een 900 MHz-signaal kan tot 35 kilometer bereiken, hoewel het "bereik" van sommige basisstations langs de routes kan oplopen tot 70 kilometer, door het aantal gelijktijdig bediend abonnees op het station met de helft te verminderen. Dienovereenkomstig kan onze telefoon, met zijn kleine ingebouwde antenne, ook een signaal verzenden over een afstand tot 70 kilometer ...

Alle basisstations zijn ontworpen om een ​​optimale RF-dekking op grondniveau te bieden. Daarom wordt het radiosignaal ondanks het bereik van 35 kilometer eenvoudigweg niet naar de vlieghoogte van het vliegtuig gestuurd. Sommige luchtvaartmaatschappijen zijn echter al begonnen met het installeren van basisstations met een laag vermogen op hun vliegtuigen die dekking in het vliegtuig bieden. Zo'n BS maakt verbinding met een terrestrisch mobiel netwerk met behulp van een satellietkanaal. Het systeem wordt aangevuld met een bedieningspaneel waarmee de bemanning het systeem kan in- en uitschakelen, evenals bepaalde soorten diensten, zoals het uitschakelen van de stem op nachtvluchten.

De telefoon kan de signaalsterkte van 32 basisstations tegelijk meten. Het verzendt informatie over de top 6 (op signaalsterkte) via het servicekanaal en de controller (BSC) beslist welke BS de huidige oproep moet verzenden (Handover) als u onderweg bent. Soms kan de telefoon een fout maken en u doorverbinden naar het basisstation met het slechtste signaal, in welk geval het gesprek kan worden onderbroken. Het kan ook zijn dat alle spraaklijnen bezet zijn op het basisstation dat uw telefoon heeft geselecteerd. In dit geval wordt het gesprek ook onderbroken.

Mij ​​werd ook verteld over het zogenaamde "bovenverdiepingsprobleem". Als je in een penthouse woont, kan het gesprek soms worden onderbroken als je van de ene kamer naar de andere gaat. Dit komt omdat in de ene kamer de telefoon de ene BS kan "zien", en in de tweede - een andere, als deze naar de andere kant van het huis gaat, en tegelijkertijd bevinden deze 2 basisstations zich op grote afstand van elkaar en zijn niet geregistreerd als "naburig" bij de mobiele operator. In dit geval zal het doorverbinden van een oproep van het ene BS naar het andere niet plaatsvinden:

Communicatie in de metro verloopt op dezelfde manier als op straat: basisstation - controller - schakelaar, met als enige verschil dat daar kleine basisstations worden gebruikt, en in de tunnel wordt de dekking niet verzorgd door een gewone antenne, maar door een speciale stralingskabel.

Zoals ik hierboven schreef, kan één BS tot 432 gesprekken tegelijk voeren. Meestal is dit vermogen voldoende voor de ogen, maar bijvoorbeeld tijdens sommige vakanties kan de BS het aantal mensen dat wil bellen niet aan. Dit gebeurt meestal op nieuwjaar, wanneer iedereen elkaar begint te feliciteren.

SMS wordt verzonden via servicekanalen. Op 8 maart en 23 februari feliciteren mensen elkaar het liefst via sms, grappige rijmpjes, en de telefoons kunnen het vaak niet eens zijn met de BS over de toewijzing van een spraakkanaal.

Ik kreeg een interessant geval te horen. Vanuit een district van Moskou begonnen abonnees klachten te ontvangen die ze nergens konden bereiken. De technici begonnen het uit te zoeken. De meeste spraaklijnen waren vrij en alle servicelijnen waren bezet. Het bleek dat er naast deze BS een instituut was waar examens werden afgenomen en studenten constant sms-berichten uitwisselden.

De telefoon verdeelt lange sms'jes in verschillende korte sms'jes en verzendt ze elk afzonderlijk. Het personeel van de technische dienst adviseert om dergelijke begroetingen via MMS te verzenden. Het zal sneller en goedkoper zijn.

Vanaf het basisstation gaat de oproep naar de controller. Het ziet er net zo saai uit als de BS zelf - het is gewoon een set kasten:

7.

Afhankelijk van de apparatuur kan de controller tot 60 basisstations bedienen. Communicatie tussen de BS en de controller (BSC) kan worden uitgevoerd via een radiorelaiskanaal of via optica. De controller regelt de werking van radiokanalen, incl. regelt de beweging van de abonnee, signaaloverdracht van de ene BS naar de andere.

De schakelaar ziet er veel interessanter uit:

8.

9.

Elke schakelaar bedient 2 tot 30 controllers. Hij bezet al een grote hal, gevuld met verschillende kasten met apparatuur:

10.

11.

12.

De switch zorgt voor verkeersmanagement. Herinner je je de oude films, waar mensen eerst naar het 'meisje' belden, en toen verbond ze ze al met een andere abonnee, draden prikken? Moderne schakelaars doen hetzelfde:

13.

Om het netwerk te besturen, heeft Beeline verschillende auto's, die ze liefkozend "egels" noemen. Ze bewegen zich door de stad en meten de signaalsterkte van hun eigen netwerk, evenals het netwerkniveau van collega's uit de Grote Drie:

14.

Het hele dak van zo'n auto is bezaaid met antennes:

15.

Binnen is er apparatuur die honderden telefoontjes pleegt en informatie vastlegt:

16.

De 24-uurs controle over schakelaars en controllers wordt uitgevoerd vanuit het Flight Control Center van het Network Control Center (CCC):

17.

Er zijn 3 belangrijke controlegebieden over het mobiele netwerk: ongevallen, statistieken en feedback van abonnees.

Net als in vliegtuigen heeft alle apparatuur van het mobiele netwerk sensoren die een signaal naar de CCS sturen en informatie doorgeven aan de computers van de coördinator. Als bepaalde apparatuur niet in orde is, begint het lampje op de monitor te knipperen.

CCS houdt ook statistieken bij van alle schakelaars en controllers. Hij analyseert het door het te vergelijken met voorgaande perioden (uur, dag, week, etc.). Als de statistieken van een van de knooppunten sterk beginnen te verschillen van de vorige indicatoren, begint het lampje op de monitor weer te knipperen.

Abonnee service operators ontvangen feedback. Als ze het probleem niet kunnen oplossen, wordt de oproep doorgeschakeld naar een technicus. Als hij ook machteloos blijkt te zijn, ontstaat er een "incident" in het bedrijf, dat wordt beslist door de ingenieurs die betrokken zijn bij de bediening van de bijbehorende apparatuur.

De schakelaars worden 24 uur per dag bewaakt door 2 technici:

18.

De grafiek toont de activiteit van schakelaars in Moskou. Het is duidelijk te zien dat 's nachts bijna niemand belt:

19.

De controle over de controllers (sorry voor de tautologie) wordt uitgevoerd vanaf de tweede verdieping van het Network Control Center:

22.

21.

Ik begrijp dat je nog steeds een heleboel vragen hebt over hoe het mobiele netwerk werkt. Het onderwerp is complex en ik heb een specialist van Beeline gevraagd om mij te helpen reageren op uw opmerkingen. Het enige verzoek is om bij het thema te blijven. En vragen als "Beeline-radijzen. Ze hebben 3 roebel van mijn account gestolen" - richt je op de abonneeservice 0611.

Morgen komt er een post over hoe een walvis voor me sprong, maar ik had geen tijd om hem te fotograferen. Blijf kijken!