Принцип работы сотовой связи

Основные принципы сотовой телефонии довольно просты. Первоначально Федеральная комиссия по связи установила географические зоны покрытия сотовых радиосистем на основе измененных данных переписи 1980 г. Идея сотовой связи состоит в том, что каждая зона подразделяется на ячейки шестиугольной формы, которые, совмещаясь, образуют структуру, напоминающую пчелиные соты, как показано на рисунке 6.1, а. Шестиугольная форма была выбрана потому, что она обеспечивает наиболее эффективную передачу, приблизительно соответствуя круговой диаграмме направленности и при этом устраняя щели, которые всегда возникают между соседними окружностями.

Сота определяется своими физическими размерами, численностью населения и структурой трафика. Федеральная комиссия по связи не регламентирует количеств сот в системе и их размер, предоставляя операторам возможность установить эти параметры в соответствии с ожидаемой структурой трафика. Каждой географической области выделяется фиксированное количество сотовых речевых каналов. Физические размеры соты зависят от абонентской плотности и структуры вызовов. Например, крупные соты (макросоты) обычно имеют радиус от 1,6 до 24 км при мощности передатчика базовой станции от 1 Вт до 6 Вт. Самые маленькие соты (микросоты) обычно имеют радиус 460 м или меньше при мощности передатчика базовой станции от 0,1 Вт до 1 Вт. На рисунке 6.1, б показана сотовая конфигурация с сотами двух размеров.

Рисунок 6.1. – Сотовая структура ячеек а);сотовая структура с сотами двух размеров б) классификация сот в)

Микросоты чаще всего используются в регионах с высокой плотностью населения. В силу своего небольшого радиуса действия микросоты менее подвержены воздействиям, ухудшающим качество передачи, например, отражениям и задержкам сигнала.

Макросота может накладываться на группу микросот, при этом микросоты обслуживают медленно перемещающиеся мобильные аппараты, а макросота – быстро перемещающиеся аппараты. Мобильный аппарат способен определять скорость своего перемещения как быструю или медленную. Это позволяет уменьшить число переходов из одной соты в другую и коррекции данных о месте нахождения.

Алгоритм перехода из одной соты в другую может быть изменен при малых расстояниях между мобильным аппаратом и базовой станцией микросоты.

Иногда радиосигналы в соте слиш­ком слабы, чтобы обеспечить надеж­ную связь внутри помещений. Осо­бенно это касается хорошо экрани­рованных участков и зон с высоким уровнем помех. В таких случаях ис­пользуются очень маленькие соты – пикосоты. Пикосоты внутри помеще­ний могут использовать те же час­тоты, что и обычные соты данного региона, особенно при благоприятной окружающей среде, как, например, в подземных тоннелях.

При планировании систем, использующих соты шестиугольной формы, передатчики базовой станции могут раз­мещаться в центре соты, на ребре соты или в вер­шине соты (рисунок 6.2 а, б, в соответственно). В сотах с передатчиком в центре используются обычно всенаправленные антенны, а в сотах с передатчиками на ребре или в вершине – секторные направленные антенны.

Всенаправленные антенны излучают и принимают сигналы одинаково во всех направлениях.

Рисунок 6.2 – Размещение передатчиков в сотах: в центре а); на ребре б); в вершине в)

В системе сотовой связи одна мощная стационарная базовая станция, расположенная высоко над центром города, может заменяться многочисленными одинаковыми маломощными станциями, которые устанавливаются в зоне покрытия на площадках, расположенных ближе к земле..

Соты, использующие одну и ту же группу радиоканалов, могут избежать взаимных влияний, если они правильно разнесены. При этом наблюдается повторное использование частот. Повторное использование частот – это выделение одной и той же группы частот (каналов) нескольким сотам при условии, что эти соты разделены значительны­ми расстояниями. Повторному использованию частот способствует уменьшение зоны обслуживания каждой соты. Базовой станции каждой соты выделяется группа рабочих частот, отличающихся от частот соседних сот, а антенны базовой станции выбираются таким образом, чтобы охватить желаемую зону обслуживания в пределах своей соты. Поскольку зона обслуживания ограничена границами одной соты, различные соты могут использовать одну и ту же группу рабочих частот без взаимных влияний при условии, что две таких соты находятся на достаточном расстоянии друг от друга.

Географическая зона обслуживания сотовой системы, содержащая несколько групп сот делится на кластеры (рисунок 6.3). Каждый кластер состоит из семи сот, которым выделяется одинаковое количество полнодуплексных каналов связи. Соты с одинаковыми буквенными обозначениями используют одну и ту же группу рабочих частот. Как видно из рисунка, одинаковые группы частот используются во всех трех кластерах, что позволяет в три раза увеличить количество доступных каналов мобильной связи. Буквы A , B , C , D , E , F и G обозначают семь групп частот.


Рисунок 6.3 – Принцип повторного использования частот в сотовой связи

Рассмотрим систему с фиксированным количеством полнодуплексных каналов, доступных в некоторой области. Каждая зона обслуживания разделя­ется на кластеры и получает группу каналов, которые распределяются между N сотами кластера, группируясь в неповторяющиеся комбинации. Все соты имеют одинаковое количество каналов, но при этом они могут обслуживать зоны раз­ового размера.

Таким образом, общее число каналов сотовой связи, доступных в кластере, можно представить выражением:

F = GN (6.1)

где F – число полнодуплексных каналов сотовой связи, доступных в кластере;

G – число каналов в соте;

N – число сот в кластере.

Если кластер «копируется» в пределах заданной зоны об­служивания m раз, то суммарное число полно дуплексных каналов составит:

C = mGN = mF (6.2)

где С – суммарное число каналов в заданной зоне;

m – число кластеров в заданной зоне.

Из выражений (6.1) и (6.2) видно, что суммарное число каналов в сотовой телефонной системе прямо пропорционально количеству «повторений» кластера в заданной зоне обслуживания. Если размер кластера уменьшается, а размер соты остается неизменным, то для покрытия заданной зоны обслуживания потребуется больше кластеров, и суммарное число каналов в системе возрастет.

Число абонентов, которые могут одновременно использовать одну и ту же группу частот (каналов), находясь не в соседних ячейках небольшой зоны об­служивания (например, в пределах города), зависит от общего числа ячеек в данной зоне. Обычно число таких абонентов равно четырем, однако в густона­селенных регионах оно может быть значительно больше. Это число называют коэффициентом повторного использования частот или FRF – Frequency reuse factor . Математически его можно выразить отношением:

(6.3)

где N – общее число полно дуплексных каналов в зоне обслуживания;

С – общее число полнодуплексных каналов в соте.

В условиях прогнозируемого увеличения трафика сотовой связи возросший спрос на обслуживание удовлетворяют путем уменьшения размера соты, раз­деляя ее на несколько сот, каждая из которых имеет свою базовую станцию. Эффективное разделение сот позволяет системе обрабатывать больше вызовов при условии, что соты не будут слишком маленькими. Если диаметр соты стано­вится меньше 460 м, то базовые станции соседних ячеек будут влиять друг на друга. Соотношение между повторным использованием частот и размером кластера определяет, как можно изменить масштаб сотовой системы в случае увеличения абонентской плотности. Чем меньше сот в кластере, тем больше вероятность взаимных влияний между каналами.

Поскольку соты имеют шестиугольную форму, каждая из них всегда имеет шесть равноудаленных соседних сот, и углы между линиями, соединяющими центр любой соты с центрами соседних сот, кратны 60°. Поэтому число возмож­ных размеров кластера и схем размещения сот ограничено. Для соединения сот между собой без пробелов (мозаичным способом) геометрические размеры ше­стиугольника должны быть такими, чтобы число сот в кластере удовлетворяло условию:

(6.4)

где N – число сот в кластере; i и j – неотрицательные целые числа.

Отыскание маршрута к ближайшим сотам с совмещенным каналом (так называемым сотам первого яруса) происходит следующим образом:

Перемещение на i сот (через центры соседних сот):

Перемещение на j сот вперед (через центры соседних сот).

Например, число сот в кластере и место­положение сот первого яруса для следующих значений: j = 2. i = 3 будет определяться из выражения 6.4 (рисунок 6.4) N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

На рисунке 6.5 показаны шесть ближайших сот, использующих те же каналы, что и сота А .


Процесс передачи обслуживания из одной соты в другую, т.е. когда мобильный аппарат удаляется от базовой станции 1 к базовой станции 2 (рисунок 6.6) включает четыре основных этапа:

1) инициирование – мобильный аппарат или сеть выявляет необходимость в передаче обслуживания и инициирует необходимые сетевые процедуры;

2) резервирование ресурсов – с помощью соответствующих сетевых проце­урр резервируются ресурсы сети, необходимые дляпередачи обслуживания (речевой канал и канал управления);

3) исполнение – непосредственная передача управления от одной базовой станции к другой;

4) окончание – излишние сетевые ресурсы освобождаются, становясь доступ­ными другим мобильным аппаратам.

Рисунок 6.6 – Передача обслуживания

FAQ по мобильной связи

В этой статье я попробую дать ответы на вопросы, которые возникают как у пользователей мобильной связи, так и у тех, кто только собирается приобрести сотовый телефон. Если у вас появятся новые вопросы, пишите на e-mail , попробую найти ответ. Если вы захотите дополнить (вопрос-ответ) FAQ, пишите на тот же e-mail. Обращаю внимание на то, что данный материал предназначен для людей из разных социальных слоев общества. Например, первый вопрос для кого-то уже давно не актуален.

Нужна ли мобильная связь?

Как ни странно, но задают и такие вопросы. Решать вам. Но раз вы спрашиваете, значит, сомневаетесь: так ли необходим мобильный телефон. Много ли было ситуаций, когда вы думали: «Вот сейчас бы позвонить…» Но дальше вспомните следующее: что произошло (или могло произойти), когда вы не смогли позвонить. Иными словами, проанализируйте свою повседневную жизнь и сделайте вывод самостоятельно. Здесь не всегда действует правило: «Раз есть у других, то должно быть и у меня ». Пока что не каждый может позволить себе иметь сотовый телефон. Поэтому подумайте: сможете ли вы оплачивать расходы на мобильную связь. Я знаком с немалым числом людей, которые, купив мобильник, отказались от его использования, потому что не смогли оплачивать все связанные с ним расходы.

Что лучше купить: пейджер или сотовый телефон?

Снижение тарифов на услуги сотовой связи позволило значительной массе людей отказаться от пейджера и перейти на сотовый телефон. Развитие сервиса SMS тоже сыграло свою роль. Но пейджер жив! Определенному кругу пользователей больше подходит именно пейджер, а не сотовый телефон. Например, работник какой-нибудь курьерской службы принимает заказы на пейджер, и ему вовсе не нужен сотовый телефон. Некоторые ошибочно полагают, что SMS полностью может заменить услуги пейджинговых компаний, но это не так. На пейджер можно послать сообщение с любого телефона, а SMS можно отправить только с сотового или с компьютера, подключенного к Интернету. Но, что ни говори, пейджер все сильнее вытесняется с рынка услуг мобильной связи. Пользуются услугами пейджинговых компаний в основном курьеры или работники ремонтных служб по вызову. Таким образом, ваш выбор будет зависеть от специфики вашей деятельности.

К какому оператору подключиться?

Если вы живете в Москве, то прочитайте . Если в Санкт-Петербурге - . Не верьте тем, кто говорит: «Подключайся к такому-то оператору: он лучший, у него больше всего абонентов». Больше - не значит лучше. Вы должны определить лучшего оператора самостоятельно. Для начала оцените его по таким параметрам, как зона покрытия и тарифы. Возможно, выбор сразу станет очевидным. Далее ответьте на следующие вопросы: какие дополнительные услуги предоставляет оператор и нужны ли они мне, с какими странами и городами обеспечивается роуминг, какие телефоны можно использовать в сетях данного оператора? Если по всем этим параметрам вам подходят несколько операторов, то обратите внимание на стандарты, в которых они работают. Стандарт GSM-900/1800 может оказаться оптимальным для больших промышленных городов, в то время как NMT-450 покажет себя во всей красе за городом.

Какой стандарт лучше?

Можно с уверенностью сказать, что лучшего стандарта не существует, как не существует лучшей марки автомобиля. Все относительно. Я уже упомянул два стандарта - GSM и NМT, один цифровой, другой аналоговый. У каждого есть свои преимущества и недостатки. О них я не буду рассказывать, этот вопрос уже много раз обсуждался. Дополнительную информацию по стандартам вы можете получить, прочитав соответствующие статьи в разделе « » на этом сайте. Какой стандарт считают лучшим пользователи сотовой связи, вы можете узнать из опроса . Имейте в виду, что это лишь общественное мнение.

Какой телефон лучше купить?

Разумеется, однозначного ответа в данном случае быть не может. Прежде чем купить телефон, нужно ответить на несколько основных вопросов: зачем мне нужен телефон и в каких условиях он будет эксплуатироваться. Чтобы узнать, на что обращают внимание при покупке сотового телефона, посмотрите . Оставив в стороне цену и дизайн, перейдем к практической стороне вопроса. Если телефон будет эксплуатироваться в экстремальных условиях, внимательно присмотритесь к таким моделям, как , или другим аппаратам подобного класса. Если вы собираетесь пользоваться мобильной связью в зонах неуверенного приема, то выбирайте телефон с мощным передатчиком. Решите, насколько важна для вас функция вибровызова. Мода на миниатюризацию прошла. Не стоит гнаться за маленькими и неудобными телефонами. В большой мужской руке вряд ли будет удобно лежать дюймовочка Nokia 8210. Надеюсь, на меня не обидятся мужчины, имеющие этот телефон. А для девушки такой телефон может оказаться вполне удобным.

Есть ли смысл покупать дешевый залоченный телефон у европейского оператора, чтобы потом его разблокировать и пользоваться у нас?

Желание русского человека сэкономить известно. Порой это желание очень сильно. Когда дело касается покупки сотового телефона, разница в пять-десять долларов может кому-то показаться значительной. Некоторых привлекает возможность купить по дешевке залоченный телефон за границей и привезти его в Россию, где умельцы разлочат его за 15-25$. Учитывая, что новые дорогие модели в Европе лочат нечасто, скорее всего это будет недорогая трубка, и вы сэкономите всего долларов 20-40. При этом нет гарантии, что после разлочки телефон будет стабильно работать. В действительности значительная часть сотовых телефонов, продающихся даже в салонах сотовой связи, ранее были залочены на других операторов. Так что вряд ли вам станет точно известно прошлое купленного телефона. Покупать залоченный телефон или нет, решайте сами: вам нести ответственность за ваш выбор.

Правда ли, что у телефонов со встроенной антенной качество приема хуже?

Среди абонентов сложилось такое мнение: раз у телефона нет внешней антенны, то как он может осуществлять качественный прием! До некоторой степени такое мнение оправданно. Наружная антенна обеспечивает практически круговую диаграмму направленности. Таким образом, положение мобильного телефона в пространстве не сказывается на качестве приема. Запрятанная же в корпус антенна может превратить диаграмму направленности в эллиптическую, тогда качество связи будет зависеть от положения телефона по отношению к базовой станции. К тому же корпус аппарата может играть отрицательную роль экрана. Но в большинстве своем эти проблемы остались в прошлом! Технологии не стоят на месте. Посмотрите на такого гиганта сотовой индустрии, как Nokia . Столь крупная компания не стала бы выпускать телефоны со встроенной антенной, если бы они имели неудовлетворительные характеристики по качеству связи. Модель Nokia 8210 в свое время была признана лучшей по качеству приема. Так что можете смело приобретать мобильник со встроенной антенной. Кстати, у таких телефонов есть преимущество: отсутствуют выступающие части (собственно антенна), что очень удобно.

Почему у операторов стандарта NMT (Московская сотовая связь, Дельта Телеком, Сотел-Нижний Новгород и др.) такие большие и дорогие трубки и могу ли я найти маленькую NMT-трубку?

Миниатюризация телефонов стандарта NMT дается с трудом. Причиной тому особенности конструкции антенны (да и всей «начинки» аппарата) для аналогового стандарта, коим является NMT-450. Миниатюризация обходится недешево, что и объясняет высокие цены на NMT-телефоны (по сравнению с GSM-трубками), отчасти это связано также с отсутствием конкуренции Производителей NMT-телефонов практически только два - Nokia и Benefon . Покупатель просто вынужден покупать их телефонные аппараты, если хочет подключиться к оператору стандарта NMT - значит, можно и цену завысить. Хотя очень маленький NMT-аппарат создать довольно сложно, определенные успехи в этом направлении видны. Самая маленькая и самая современная трубка стандарта NTM - весит всего 109 грамм. Но цена…

Почему в различных магазинах и салонах сотовой связи такой большой разброс цен на одинаковые телефоны?

Существует понятие «серого» импорта. Как уже было сказано выше, некоторые магазины торгуют дешевыми разлоченными телефонами, или телефонами, доставленными в Россию нелегально. По данным некоторых исследований, объем «серого» импорта составляет около 80-90% от общего числа телефонов. Естественно, такие аппараты стоят дешевле, чем те, что пришли в Россию легальным путем с заводского конвейера.

Вреден ли сотовый телефон для здоровья?

Это очень спорный вопрос. Одни ученые приводят факты, подтверждающие, что излучение сотового телефона вредно для здоровья, другие опровергают подобные утверждения. Некоторые скандинавские ученые даже считают, что сотовые телефоны не влияют на качество работы навигационных приборов в самолетах или медицинских - в больницах. Поэтому в ряде финских клиник был снят запрет на использование мобильных телефонов, а на борту самолетов некоторых авиакомпаний разрешено пользоваться телефонами. Что думают по этому поводу пользователи мобильной связи, вы можете узнать из данных опроса . Какие бы споры ни велись, можно точно сказать, что некоторые испытывают на себе последствия частых и продолжительных разговоров по мобильному телефону: обычно это головная боль или бессонница. Доподлинно неизвестно, могут ли быть последствия более серьезными.

Я часто езжу в командировки. Что легче и дешевле: пользоваться услугами нескольких операторов или роумингом?

Легче роуминг : заказали и пользуетесь. Но это не всегда дешевле, а порой значительно дороже. Чтобы пользоваться услугами нескольких операторов, необходимо подключиться к каждому из них. Если вы хотите реально сэкономить, то необходимо провести тщательный расчет. Что нужно рассчитывать? Поясню на примере жителя Петербурга, который часто ездит в Москву. Абонент подключен к какому-либо питерскому оператору. Находясь в Петербурге, такой абонент будет звонить по городу (плата за исходящий звонок) и в Москву (плата за межгород), также ему могут звонить из Москвы (плата за входящий звонок). Абонент отправился в Москву и подключил роуминг (платная услуга). Все звонки (входящие из Петербурга, исходящие в Петербург, входящие/исходящие по Москве) будут тарифицироваться по тарифам роуминга. Абонент может поступить и по-другому — подключиться к какому-либо московскому оператору, то есть, находясь в Москве, он будет пользоваться услугами этого оператора. Да, ему необходимо будет вносить ежемесячную абонентскую плату, но он сможет значительно экономить на звонках по Москве и входящих звонках из Петербурга. В действительности стоит учесть еще много других моментов, но в целом такой принцип подсчета применим. Считайте, что для вас дешевле… Абонентам Северо-Западного GSM с 1 июня 2001 г. не нужно вносить ежемесячную плату за роуминг. Несомненно, многие питерцы перестанут пользоваться услугами московского оператора, находясь в Москве. Ведь теперь можно платить только за минуты разговора!

В Европе широко распространены prepaid-карты для GSM. Требуется ли для их использования какое-нибудь подключение или она просто вставляется в любой GSM-телефон?

В телефон вставляется SIM-карта, а является «носителем услуги». Ее нельзя вставить в телефон. Чтобы использовать prepaid-карту, вам необходимо подключиться к европейскому оператору, который предлагает такую услугу.

Почему у Васи мобильник работает в деревне «Простоквашино», а у меня нет?

Существует такое понятие, как зона покрытия, то есть территория, на которой оператор предоставляет свои услуги. Другими словами, это местность (города, деревни, поселки, дороги), где ваш телефон будет работать. У каждого оператора своя зона покрытия. Вполне возможно, что у Васи телефон от другого оператора, а ваш оператор не обеспечивает связь в деревне Простоквашино.

Но не исключен и другой вариант. Каждый телефон обладает определенной мощностью передатчика. Чем передатчик мощнее, тем лучше прием в удаленных местах (зонах неуверенного приема). Может быть, у вашего телефона слабый передатчик. Если вам так важна связь в деревне Простоквашино, купите телефон как у Васи или даже помощнее.

Почему большинству людей не нравится федеральный номер?

А с чего вы взяли, что «большинству»? Например, по данным опроса многие считают, что федеральный номер (номер через «восьмерку» часто называют «кривым») не является признаком несолидности. Такой номер обеспечивает невысокие тарифы (иногда даже тарифы без абонентской платы). Да, звонить на такой номер не всегда удобно: необходимо набирать дополнительные четыре цифры. Не всегда дома или на работе имеется выход на межгород. С реальной трудностью дозвона на такой номер я столкнулся в Москве. С монеточных таксофонов я так и не смог дозвониться на «кривой» номер МТС — пришлось идти на телеграф. Но в целом федеральный номер не считают чем-то непрестижным. Если вы не согласны, выразите свое мнение в указанном выше опросе — с интересом прочитаю.

Дополнительно

Многие ли из нас задумываются, что происходит после того, как мы нажимаем кнопку вызова на мобильном телефоне? Как работают сотовые сети ?

Скорее всего, нет. Чаще всего мы набираем федеральный номер собеседника на автомате, как правило, по делу, поэтому что там и как устроено нас не интересует в конкретный момент времени. А ведь это удивительные вещи. Как можно позвонить человеку, находящемуся в горах или посреди океана? Почему во время разговора мы можем плохо слышать друг друга, а то и вовсе прерваться. Наша статья попробует пролить свет на принцип работы сотовой связи.

Итак, большая часть плотно заселенной территории России, покрыта так называемыми БС, что без сокращения именуются Базовыми Станциями. Многие могли обращать на них свое внимание, путешествуя между городами. В открытом поле, Базовые станции больше похожи на вышки, которые имеют красный и белый цвет. А вот в городе такие БС продуманно размещены на крышах нежилых высоток. Эти вышки способны поймать сигнал от любого сотового телефона, находящегося территориально в радиусе не более, чем 35 километров. "Общение" между БС и телефоном происходит через специальный служебный или голосовой канал.

Как только человек набирает нужный ему номер на мобильном устройстве, аппарат находит самую близко расположенную к нему Базовую Станцию поэтому специальному служебному каналу и просит у нее выделить голосовой канал. Вышка после получения запроса от устройства отправляет запрос на так называемый контроллер, который сокращенно будем называть BSC. Этот самый контроллер перенаправляет запрос уже на коммутатор. "Умный" коммутатор MSC определит, к какому оператору подключен вызываемый абонент.

Если оказывается, что звонок совершается на телефон внутри одной сети, например от абонента Билайн другому абоненту этого оператора, или внутри МТС, внутри Мегафон и так далее, то коммутатор начнет выяснять местоположение вызываемого абонента. Благодаря Home Location Register коммутатор найдет, где находится необходимый человек. Он может быть где угодно, дома, на работе, на даче или вообще в другой стране. Это не помешает коммутатору перевести звонок на соответствующий коммутатор. И тут "клубок" начнет "разматываться". То есть звонок от коммутатора - "ответчика" пойдет на контроллер - "ответчика", затем на его Базовую Станцию и на мобильный телефон соответственно.

Если же коммутатор выяснит, что вызываемый абонент принадлежит другому оператору, то отправит запрос на коммутатор уже другой сети.
Согласитесь, схема достаточно простая, но трудно представима. Как "умная" Базовая Станция находит телефон, отправляет запрос, а коммутатор сам определяет оператора и другого коммутатора. Что такое Базовая станция на самом деле? Оказывается, это несколько железных шкафов, которые располагаются либор под самой крышей здания, на чердаке или в специальном контейнере. Главное условие - помещение должно отлично кондиционироваться.

Логично, что у БС есть антенна, которая и помогает ей "ловить" связь. Антенна у БС состоит из нескольких частей (секторов), каждый из которых отвечает за территорию. Часть антенны, которая расположена вертикально отвечает за связь с мобильными телефонами, а круглая предназначены для связи с контроллером.

Один сектор способен одновременно принимать звонки от семидесяти телефонных аппаратов. Если учесть, что одна БС может состоять из шести секторов, то одновременно она спокойно обслужит 6*72=432 звонка.

Как правило, такой мощности Базовой станции хватает "с головой". Конечно, случаются ситуации, когда все население нашей страны начинает одновременно звонить друг другу. Это новый Год. Некоторым достаточно лишь произнести в трубку заветную фразу «С Новым Годом!», другие же готовы проговаривать часы с безлимитным тарифом от "Корпорации Связи" , обсуждая гостей и планы на всю ночь.

Однако вне зависимости от продолжительности разговора, Базовые станции не справляются, и дозвониться до абонента бывает очень сложно. Но в будние дни большую часть года БС из шести секторов вполне достаточно, тем более для оптимальной загруженности оператору подбирают Станции в соответствии с заселенностью территории. Некоторые операторы отдают свое предпочтение большим БС в целях улучшения качества предоставляемой связи.

Существует три диапазона, в которых может работать БС и которые определяют количество поддерживаемых аппаратов и охватываемое расстояние. В диапазоне 900 МГЦ станция способна охватить большую территорию, а вот в диапазоне 1800 МГц расстояние существенно сократится, зато увеличится число подключаемых передатчиков. Третий диапазон в 2100 МГц предполагает уже связь нового поколения - 3G.
Понятно, что в малонаселенных пунктах целесообразнее установить Базовую Станцию на 900 МГц, а вот в городе подойдет 1800 МГц, чтобы лучше проникать сквозь толстые бетонные стены, причем понадобится этих БС в десять раз больше, чем в поселке. Отметим, что одна БС может поддерживать три диапазона сразу.

Станции в режиме 900 МГц охватывают территорию радиусом в 35 км, однако если в данный момент она обслуживает мало телефонов, то может "пробить" и до 70 км. Естественно, наши мобильные телефоны могут "находить" БС даже на расстоянии 70 км. Базовые Станции разработаны так, чтобы максимально покрывать земную поверхность и обеспечивать большое количество людей связью именно на земле, поэтому при возможности ловить сигналы на расстоянии минимум 35 километров, на такое же расстояние, но в небо, Базовые Станции не "пробивают".

Для того, чтобы обеспечить своих пассажиров сотовой связью, некоторые авиакомпании начинают размещать маленькие БС на бортах самолетов. Связь "небесной" Базовой Станции с "земной" осуществляется с помощью спутникового канала. Так как работа мобильных устройств может помешать процессу полета, бортовые БС легко могут включаться / выключаться, имеют несколько режимов работы, вплоть до полного отключения передачи голосовых сообщений. Во время полета телефон может случайно быть переведен на базовую станцию с худшим сигналом или без свободных каналов. В таком случае звонок прервется. Все это тонкости работы сотовой связи в небе в движении.

Помимо самолетов, некоторые проблемы возникают и у жителей пентхаусов. Даже безлимитный тариф и ВИП - условия у оператора сотовой связи не помогут в случае разных БС. Житель квартиры на высоком этаже, переходя из одной комнаты в другую, потеряет связь. Это может произойти из-за того, что телефон в одной комнате "видит" одну БС, а в другой он "обнаруживает" другую. Поэтому при разговоре связь прерывается, так как эти БС находятся на относительном расстоянии друг от друга и даже не считаются "соседними" у одного оператора.


При выборе мобильного оператора обратите внимание на следующие нюансы:

  • Зона покрытия. Посетите сайт компании и посмотрите территории, на которых осуществляется прием-передача сигнала. Учитывайте это во время поездок в другие регионы;

  • Частота перегрузки сети. Соберите информацию о том, насколько часто случается у того или иного оператора перегрузка сети;

  • Удобство использования. Оператор должен предложить достаточное количество тарифных планов, чтобы было из чего выбрать, как по качеству, так и по цене;

  • Объем услуг. Хорошо, если у поставщика сотовой связи есть много различных услуг, например, «Позвони мне», «Любимый номер», мобильный платеж «Ростелеком» и т.п.

    • Как правильно выбрать тариф?

    При выборе тарифа учитывайте:


    • Объем совершаемых звонков и отсылаемых смс. Подбирайте тариф с учетом этих особенностей;

    • Необходимость общения в роуминге;

    • Объем общения с людьми из других стран;

    • Объем общения с абонентами других операторов;

    • Стоимость тарифов.

    Сегодня популярными являются тарифные пакеты с фиксированной ценой на услуги. Они включают в себя безлимитный выход в интернет, определенное количество смс и минут внутри сети и роуминге.

    Связь «Ростелеком»

    У многих остались вопросы относительно мобильной связи «Ростелеком».


    Сотовая связь «Ростелеком» во многих регионах страны перестала существовать. Абоненты бесплатно были переведены в «Теле-2» с сохранением своих номеров и возможностью пользоваться телефонами в привычном режиме. Все они получили доступ к лучшим тарифам и услугам компании. Преимуществом сотовой связи «Теле2» по сравнению с «Ростелеком» стало то, что этот оператор имеет большую территорию покрытия и с недавних пор появился и в Москве.

    Знаете ли вы, что происходит после того, как вы набрали номер друга на мобильном телефоне? Как сотовая сеть находит его в горах Андалусии или на побережье далекого острова Пасхи? Почему иногда неожиданно разговор прерывается? На прошлой неделе я побывал в компании Beeline и попытался разобраться, как устроена сотовая связь…

    Большая площадь населенной части нашей страны покрыта Базовыми Станциями (БС). В поле они выглядят как красно-белые вышки, а в городе спрятаны на крышах нежилых домов. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров и общается с мобильным телефоном по служебным или голосовым каналам.

    После того, как вы набрали номер друга, ваш телефон связывается с ближайшей к вам Базовой Станцией (БС) по служебному каналу и просит выделить голосовой канал. Базовая Станция отправляет запрос на контроллер (BSC), а тот переадресует его на коммутатор (MSC). Если ваш друг является абонентом той же сотовой сети, то коммутатор сверится с Home Location Register (HLR), выяснит, где в данный момент находится вызываемый абонент (дома, в Турции или на Аляске), и переведет звонок на соответствующий коммутатор, откуда тот его переправит на контроллер и затем на Базовую Станцию. Базовая Станция свяжется с мобильным телефоном и соединит вас с другом. Если ваш друг абонент другой сети или вы звоните на городской телефон, то ваш коммутатор обратится к соответствующему коммутатору другой сети. Сложно? Давайте разберемся подробнее. Базовая Станция представляет из себя пару железных шкафов, запертых в хорошо кондиционируемом помещении. Учитывая, что в Москве было на улице +40, мне захотелось немного пожить в этом помещении. Обычно, Базовая Станция находится либо на чердаке здания, либо в контейнере на крыше:

    2.

    Антенна Базовой Станции разделена на несколько секторов, каждый из которых «светит» в свою сторону. Вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, круглая соединяет Базовую Станцию с контроллером:

    3.

    Каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно, в зависимости от настройки и конфигурации. Базовая Станция может состоять из 6 секторов, таким образом, одна Базовая Станция может обслуживать до 432 звонков, однако, обычно на станции установлено меньшее количество передатчиков и секторов. Сотовые операторы предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи. Базовая Станция может работать в трех диапазонах: 900 МГц — сигнал на этой частоте распространяется дальше и лучше проникает внутрь зданий 1800 МГц — сигнал распространяется на более короткие расстояния, но позволяет установить большее количество передатчиков на 1 секторе 2100 МГц — Сеть 3G Вот так выглядит шкаф с 3G оборудованием:

    4.

    На Базовые Станции в полях и деревнях устанавливают передатчики 900 МГц, а в городе, где Базовые Станции натыканы как иглы у ежика, в основном, связь осуществляется на частоте 1800 МГц, хотя на любой Базовой Станции могут присутствовать передатчики всех трех диапазонов одновременно.

    5.

    6.

    Сигнал частотой 900 МГц может бить до 35 километров, хотя «дальность» некоторых Базовых Станций, стоящих вдоль трасс, может доходить до 70 километров, за счет снижения числа одновременно обслуживаемых абонентов на станции в два раза. Соответственно, наш телефон с его маленькой встроенной антенной также может передавать сигнал на расстояние до 70 километров… Все Базовые Станции проектируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное покрытие радиосигналом на уровне земли. Поэтому, несмотря на дальность в 35 километров, на высоту полета самолетов радиосигнал просто не посылается. Тем не менее, некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих самолетах маломощные базовые станции, которые обеспечивают покрытие внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах. Телефон может измерять уровень сигнала от 32 Базовых Станций одновременно. Информацию о 6-ти лучших (по уровню сигнала) он отправляет по служебному каналу, и уже контроллер (BSC) решает, какой БС передать текущий звонок (Handover), если вы находитесь в движении. Иногда телефон может ошибиться и перебросить вас на БС с худшим сигналом, в этом случае разговор может прерваться. Также может оказаться, что на Базовой Станции, которую выбрал ваш телефон, все голосовые линии заняты. В этом случае разговор также прервется. Еще мне рассказали о так называемой «проблеме верхних этажей». Если вы живете в пентхаусе, то иногда, при переходе из одной комнаты в другую, разговор может прерываться. Это происходит потому, что в одной комнате телефон может «видеть» одну БС, а во второй — другую, если она выходит на другую сторону дома, и, при этом эти 2 Базовые Станции находятся на большом удалении друг от друга и не прописаны как «соседние» у сотового оператора. В этом случае передача звонка с одной БС на другую происходить не будет:

    Связь в метро обеспечивается так же, как и на улице: Базовая Станция – контроллер – коммутатор, с той лишь разницей, что применяются там маленькие Базовые Станции, а в тоннеле покрытие обеспечивается не обычной антенной, а специальным излучающим кабелем. Как я уже писал выше, одна БС может производить до 432 звонков одновременно. Обычно этой мощности хватает за глаза, но, например, во время некоторых праздников БС может не справиться с количеством желающих позвонить. Обычно это случается на Новый Год, когда все начинают поздравлять друг друга. SMS передаются по служебным каналам. На 8 марта и 23 февраля люди предпочитают поздравлять друг друга с помощью SMS, пересылая смешные стишки, и телефоны зачастую не могут договориться с БС о выделении голосового канала. Мне рассказали интересный случай. Из одного района Москвы стали поступать жалобы от абонентов о том, что они не могут никуда дозвониться. Технические специалисты стали разбираться. Большинство голосовых каналов было свободно, а все служебные были заняты. Оказалось, что рядом с этой БС находился институт, в котором шли экзамены и студенты беспрерывно обменивались эсэмэсками. Длинные SMS телефон делит на несколько коротких и отправляет каждое отдельно. Сотрудники технической службы советуют отправлять такие поздравления с помощью MMS. Это будет быстрее и дешевле. С Базовой Станции звонок попадает на контроллер. Выглядит он так же скучно, как и сама БС — это просто набор шкафов:

    7.

    В зависимости от оборудования, контроллер может обслуживать до 60 Базовых Станций. Связь между БС и контроллером (BSC) может осуществляться по радиорелейному каналу либо по оптике. Контроллер осуществляет управление работой радиоканалов, в т.ч. контролирует передвижение абонента, передачу сигнала с одной БС на другую. Гораздо интереснее выглядит коммутатор:

    8.

    9.

    Каждый коммутатор обслуживает от 2 до 30 контроллеров. Он занимает уже большой зал, заставленный различными шкафами с оборудованием:

    10.

    11.

    12.

    Коммутатор осуществляет управление трафиком. Помните старые фильмы, где люди сначала дозванивались до «девушки», а затем она уже соединяла их с другим абонентом, перетыкивая проводки? Этим же занимаются и современные коммутаторы:

    13.

    Для контроля за сетью у Билайна есть несколько автомобилей, которые они ласково называют «ежики». Они передвигаются по городу и измеряют уровень сигнала собственной сети, а также уровень сети коллег из «Большой Тройки»:

    14.

    Вся крыша такого автомобиля утыкана антеннами:

    15.

    Внутри стоит оборудование, осуществляющее сотни звонков и снимающее информацию:

    16.

    Круглосуточный контроль за коммутаторами и контроллерами осуществляется из Центра Управления Полетами Центра Контроля Сети (ЦКС):

    17.

    Существует 3 основных направления по контролю за сотовой сетью: аварийность, статистика и обратная связь от абонентов. Так же, как и в самолетах, на всем оборудовании сотовой сети стоят датчики, которые посылают сигнал в ЦКС и выводят информацию на компьютеры диспетчеров. Если какое-то оборудование вышло из строя, то на мониторе начнет «мигать лампочка». ЦКС также отслеживает статистику по всем коммутаторам и контроллерам. Он анализирует ее, сравнивая с предыдущими периодами (часом, сутками, неделей и т.д.). Если статистика какого-то из узлов стала резко отличаться от предыдущих показателей, то на мониторе опять начнет «мигать лампочка». Обратную связь принимают операторы абонентской службы. Если они не могут решить проблему, то звонок переводится на технического специалиста. Если же и он оказывается бессильным, то в компании создается «инцидент», который решают инженеры, занимающиеся эксплуатацией соответствующего оборудования. За коммутаторами круглосуточно следят по 2 инженера:

    18.

    На графике показана активность московских коммутаторов. Хорошо видно, что ночью практически никто не звонит:

    19.

    Контроль за контроллерами (простите за тавтологию) осуществляется со второго этажа Центра Контроля Сети:

    22.

    21.