Bu yazıda size mobil iletişimin ortaya çıkış tarihini anlatacağız.

İlk telsiz telefon iletişim sistemi 1946'da ABD'de ortaya çıktı - St. Louis. Telsiz telefonlar sabit frekanslarda çalışıyor ve manuel olarak değiştiriliyordu. Sovyetler Birliği'nde, radyotelefon iletişimi 1959'da ortaya çıktı ve Altay sistemi olarak adlandırıldı. Doğal olarak, halka açık değildi, ancak hükümet bağlantısı ve özel hizmetler olarak kullanıldı. 1990-1994'te, SSCB'nin çöküşü sırasında, Sovyet araştırma enstitülerinden, çok frekanslı, çok tabanlı radyotelefon iletişiminin geliştirilmesi de dahil olmak üzere çok sayıda gizli gelişme, "ücretsiz" kordondan çıkarıldı. . Ve 1991'de Amerika Birleşik Devletleri'nde ve daha sonra Rusya Federasyonu'nda yeni bir radyotelefon standardı ortaya çıktı - hücresel iletişim NMT-450 ("Sotel"). Bir analog sinyal kullanıldı. Daha sonra, dijital standartlar ortaya çıktı - GSM-900 ve GSM-1800.

Hücresel iletişimin ilerleyen gelişimi ile, cep telefonları yaygın olarak kullanılabilir hale geldi. Kural olarak, bir cep telefonu (bundan sonra MTA olarak anılacaktır), baz istasyonundan 1500 m'ye kadar bir mesafede çalışabilir.

Bildiğiniz gibi, her hücresel cihaza, telefonun üretimi sırasında telefonun mikroçipinde kodlanan kendi elektronik seri numarası (ESN) atanır. Abone numarasının "dikildiği" bir mikroçip olan SIM kartı (Abone Kimlik Modülü) etkinleştirerek, cep telefonu bir mobil kimlik numarası (MIN) alır.

GSM (Mobil iletişim için Küresel Sistem) ağının kapsadığı alan, ayrı bitişik hücrelere (hücrelere) bölünmüştür - bu nedenle merkezinde alıcı-verici baz istasyonları bulunan "hücresel iletişim" adı. Tipik olarak, böyle bir istasyon, 120 ° radyasyon modeliyle yerleştirilmiş ve alanın eşit bir şekilde kapsanmasını sağlayan altı vericiye sahiptir. Bir orta modern istasyon aynı anda 1000 kanala kadar hizmet verebilir. Şehirdeki "petek" alanı, şehir dışında, coğrafi konuma bağlı olarak yaklaşık 0,5-1 km 2'dir, hem 20 hem de 50 km 2'ye ulaşabilir. Her bir "hücredeki" telefon santrali, çok çeşitli radyo frekanslarında sinyalleri alan ve ileten baz istasyonu tarafından kontrol edilir (özel kanal - her cep telefonu için adım minimumdur). Baz istasyonu kablolu bir telefon ağına bağlıdır ve bir cep telefonunun yüksek frekanslı sinyalini kablolu telefonun düşük frekanslı sinyaline dönüştürmek için ekipmanla donatılmıştır ve bunun tersi de bu iki sistemin eşleşmesini sağlar. Baz istasyonunun teknik olarak modern ekipmanı 1 ... 3 m 2'lik bir alanı kaplar ve çalışmasının otomatik modda gerçekleştirildiği küçük bir odada bulunur. Böyle bir istasyonun kararlı çalışması için yalnızca telefon santrali (ATS) ve 220 V şebeke beslemesi ile kablolu bir bağlantı gereklidir.

Evlerin yoğun olduğu şehir ve kasabalarda, baz istasyonu vericileri doğrudan evlerin çatılarına yerleştirilmiştir. Banliyölerde ve açık alanlarda, kuleler çeşitli bölümlerde kullanılır (genellikle otoyol boyunca görülebilirler).

Komşu istasyonların kapsama alanı bitişiktir. Bir telefon komşu istasyonların kapsama alanları arasında hareket ettiğinde, periyodik olarak kaydedilir. Periyodik olarak, 10 ... 60 dakikalık aralıklarla (operatöre bağlı olarak), baz istasyonu bir servis sinyali verir. Aldıktan sonra cep telefonu MIN ve ESN numaralarını otomatik olarak ekler ve ortaya çıkan kod kombinasyonunu baz istasyonuna iletir. Böylece, belirli bir cep telefonunun tanımlanması, sahibinin hesap numarası ve cihazın belirli bir zamanda bulunduğu belirli bir bölgeye bağlanması gerçekleştirilir. Bu an çok önemlidir - zaten bu aşamada şu veya bu nesnenin hareketini kontrol etmek mümkündür ve bundan kim yararlanır, soru farklıdır - asıl mesele bir fırsat olmasıdır ...

Bir kullanıcı telefonundan birisiyle bağlantı kurduğunda, baz istasyonu ona bulunduğu bölgenin serbest frekanslarından birini atar, hesabında uygun değişiklikleri yapar (para düşer) ve aramasını hedefe aktarır.

Bir mobil kullanıcı görüşme sırasında bir iletişim bölgesinden diğerine geçerse, terk edilen bölgenin (hücrenin) baz istasyonu iletişim sinyalini otomatik olarak bitişik bölgenin (hücrenin) serbest frekansına aktarır.

Analog cep telefonları, devam eden müzakerelerin dinlenmesi (telefon dinleme) olasılığı açısından en savunmasız olanlardır. Bölgemizde (St. Petersburg), yakın zamana kadar böyle bir standart mevcuttu - bu NMT450 standardıdır (Belarus Cumhuriyeti'nde de mevcuttur). Bu tür sistemlerde güvenli iletişim ve baz istasyonundan uzaklığı doğrudan verici cep telefonunun radyasyon gücüne bağlıdır.

Analog bilgi iletimi ilkesi, dijital olmayan bir radyo sinyalinin havaya yayılmasına dayanır, bu nedenle, böyle bir iletişim kanalının karşılık gelen frekansına ayarlandıktan sonra, konuşmayı dinlemek teorik olarak mümkündür. Bununla birlikte, "özellikle sıcak kafaları soğutmaya" değer - bu standardın hücresel iletişimini dinlemek o kadar kolay değil, çünkü bunlar şifreli (bozuk) ve doğru konuşma tanıma için uygun bir kod çözücüye ihtiyaç var. Bu standardın görüşülmesi, örneğin cep telefonlarının dijital kod biçiminde bilgi ilettiği ve aldığı GSM-dijital hücresel iletişim standardından daha kolay bir yön bulmaktır. Hücresel iletişim gerçekleştiren sabit veya sabit nesnelerin bulunması en kolay olanıdır, mobil olanlar ise daha zordur, çünkü konuşma sırasında bir abonenin hareketine sinyal gücünde bir azalma ve diğer frekanslara geçiş eşlik eder (bir bazdan bir sinyal iletirken) komşu bir istasyona).

Yön bulma yöntemleri

Her ailede hücresel iletişimin gelişi (bugün okul çocukları da bu tür hediyeler alıyor) zamanın bir gerçeği, konfor zaten yeri doldurulamaz hale geliyor. Bir cep telefonunun varlığı, kullanıcının hem mevcut anda hem de bundan önceki tüm hareketlerini tanımlamasına olanak tanır. Mevcut konum iki şekilde tanımlanabilir.

Birincisi, çalışan bir vericinin yönünü üç ila altı noktadan belirleyen ve radyo sinyali kaynağının konumunun bir kesişimini veren bir cep telefonunun hedeflenen yön bulma yöntemidir. Bu yöntemin özelliği, birinin emriyle, örneğin yasayla yetkilendirilmiş kuruluşlarda uygulanabilmesidir.

İkinci yöntem, herhangi bir konuşma yapmasa bile, belirli bir zamanda belirli bir abonenin nerede olduğunu otomatik olarak kaydeden bir hücresel operatör aracılığıyladır. Bu kayıt, cep telefonu tarafından baz istasyonuna otomatik olarak iletilen hizmet sinyallerini tanımlayarak otomatik olarak gerçekleşir (bu daha önce tartışılmıştır). Abonenin konumunu belirlemenin doğruluğu bir dizi faktöre bağlıdır: alanın topografyası, binalardan parazit ve sinyal yansımasının varlığı, baz istasyonlarının konumu ve bunların tıkanıklığı (operatörün aktif cep telefonlarının sayısı). belirli bir hücre), hücrenin boyutu. Bu nedenle, bir şehirdeki hücresel abonenin yerini belirleme doğruluğu, açık bir alana göre belirgin şekilde daha yüksektir ve birkaç yüz metrelik bir noktaya ulaşabilir. Bir abonenin çeşitli baz istasyonlarıyla (aramanın hangi istasyondan ve hangi istasyona yapıldığı, aramanın saati vb.) iletişim oturumlarına ilişkin verilerin analizi, abonenin geçmişteki tüm hareketlerinin bir resmini geri yüklemenizi sağlar. Bu tür hizmetler için ödeme iletişim sisteminin kullanım süresine dayandığından, veriler otomatik olarak mobil operatöre kaydedilir (sadece faturalandırma için değil ...). Bu veriler birkaç yıl boyunca saklanabilir ve bu kez henüz federal yasalarla düzenlenmemiştir, yalnızca departman yasaları tarafından düzenlenmektedir.
Sonuç olarak - gizlilik sağlanır, ancak herkes için değil. Konuşmalarınızı dinlemeniz veya konumunuzu belirlemeniz gerekiyorsa, hemen hemen her "donanımlı" özel servis veya suç topluluğu bunu hiçbir çaba harcamadan yapabilir.

Hareket halindeki bir araçtan yapılıyorsa konuşmayı kesmek daha zordur. cep telefonu kullanıcısı ile yön bulma ekipmanı arasındaki mesafe (analog iletişim söz konusu olduğunda) sürekli değişmektedir ve bu nesneler özellikle evler arasındaki engebeli arazide birbirinden uzaklaşırsa sinyal zayıflar. Hızlı hareket ederken, sinyal bir baz istasyonundan diğerine aktarılırken aynı anda çalışma frekansını değiştirir - bu, tüm konuşmanın bir bütün olarak kesilmesini zorlaştırır (telekom operatörünün katılımıyla kasıtlı olarak gerçekleştirilmezse), çünkü yeni bir frekans bulmak zaman alıyor.

Bundan kendiniz sonuçlar çıkarabilirsiniz. Konumunuzun bilinmesini istemiyorsanız cep telefonunuzu kapatın.

aslan 2 Şubat 2016'da yazıldı

Hücresel iletişim son zamanlarda günlük hayatımızda o kadar sağlam bir şekilde yerleşmiştir ki, modern toplumu onsuz hayal etmek zor. Diğer birçok büyük icat gibi, cep telefonu da hayatımızı büyük ölçüde etkiledi ve birçok alanında. Bu uygun iletişim biçimi olmasaydı geleceğin nasıl olacağını söylemek zor. Muhtemelen uçan arabaların, uçan kaykayların ve çok daha fazlasının olduğu, ancak hücresel bağlantının olmadığı "Geleceğe Dönüş-2" filmindekiyle aynıdır!

Ancak bugün özel bir raporda gelecek hakkında değil, modern hücresel iletişimin nasıl düzenlendiği ve çalıştığı hakkında bir hikaye olacak.

3G / 4G formatında modern hücresel iletişim çalışmaları hakkında bilgi edinmek için yeni federal operatör Tele2'yi ziyaret etmeyi istedim ve bütün günü bana cep telefonlarımız aracılığıyla veri iletiminin tüm inceliklerini açıklayan mühendisleriyle geçirdim. .

Ama önce, size hücresel iletişimin ortaya çıkış tarihinden biraz bahsedeceğim.

Kablosuz iletişim ilkeleri neredeyse 70 yıl önce test edildi - ilk halka açık mobil radyotelefon 1946'da ABD'nin St. Louis kentinde ortaya çıktı. Sovyetler Birliği'nde, 1957'de bir mobil radyotelefon prototipi oluşturuldu, daha sonra diğer ülkelerden bilim adamları farklı özelliklere sahip benzer cihazlar yarattılar ve Amerika'da sadece geçen yüzyılın 70'lerinde modern hücresel iletişim ilkeleri belirlendi, ardından gelişimi başladı.

Martin Cooper - Motorola DynaTAC taşınabilir cep telefonunun prototipinin mucidi 1.15 kg ağırlığında ve 22.5x12.5x3.75 cm boyutlarında

Batı ülkelerinde, geçen yüzyılın 90'lı yıllarının ortalarında, nüfusun çoğu tarafından hücresel iletişim yaygınlaştı ve kullanıldıysa, o zaman Rusya'da sadece görünmeye başladı ve 10 yıldan biraz daha uzun bir süre önce herkes tarafından kullanılabilir hale geldi.

Birinci ve ikinci nesil formatlarda çalışan hantal tuğla benzeri cep telefonları tarihe geçerek yerini 3G ve 4G, daha iyi sesli iletişim ve yüksek internet hızına sahip akıllı telefonlara bıraktı.

Bağlantı neden hücresel olarak adlandırılıyor? Çünkü iletişimin sağlandığı bölge, merkezinde baz istasyonlarının (BS) bulunduğu ayrı hücrelere veya hücrelere bölünmüştür. Her "hücrede" abone, belirli bölgesel sınırlar içinde aynı hizmetleri alır. Bu, bir "hücreden" diğerine geçerken abonenin bölgesel bağlılık hissetmediği ve iletişim hizmetlerini özgürce kullanabileceği anlamına gelir.

Hareket halindeyken bağlantının devamlılığının olması çok önemlidir. Bu, abone tarafından kurulan bağlantının röle üzerindeki komşu hücreler tarafından alındığı ve abonenin sosyal ağlarda konuşmaya veya kazmaya devam ettiği sözde devir ile sağlanır.

Tüm ağ iki alt sisteme bölünmüştür: bir baz istasyonu alt sistemi ve bir anahtarlama alt sistemi. Şematik olarak, şöyle görünür:

Bir "hücrenin" ortasında, yukarıda bahsedildiği gibi, genellikle üç "hücreye" hizmet eden bir baz istasyonu bulunur. Baz istasyonundan gelen radyo sinyali, her biri kendi "hücresine" yönlendirilen 3 sektör anteni aracılığıyla yayılır. Öyle olur ki, bir baz istasyonunun birkaç anteni aynı anda bir "hücreye" yönlendirilir. Bunun nedeni, hücresel ağın birkaç bantta (900 ve 1800 MHz) çalışmasıdır. Ek olarak, bu baz istasyonu aynı anda birkaç nesil iletişim (2G ve 3G) ekipmanına sahip olabilir.

Ancak BS Tele2 kulelerinde sadece üçüncü ve dördüncü nesil - 3G / 4G ekipmanı var, çünkü şirket eski formatları yenileri lehine terk etmeye karar verdi, bu da sesli iletişimde kesintileri önlemeye ve daha istikrarlı bir İnternet sağlamaya yardımcı oldu. Günümüzde internet hızının çok önemli olduğu, birkaç yıl önce olduğu gibi artık 100-200 kb/sn yeterli olmadığı için sosyal ağların müdavimleri bana destek olacaktır.

BS için en yaygın yer, onun için özel olarak inşa edilmiş bir kule veya direktir. Kırmızı ve beyaz BS kulelerini konutlardan uzakta (bir tarlada, bir tepede) veya yakınlarda yüksek binaların olmadığı yerlerde görebiliyordunuz. Benim penceremden görünen bu gibi.

Ancak, kentsel alanlarda büyük bir yapı için yer bulmak zordur. Bu nedenle büyük şehirlerde baz istasyonları binaların üzerine yerleştirilmiştir. Her istasyon, 35 km'ye kadar mesafedeki cep telefonlarından bir sinyal alır.

Bunlar antenlerdir, BS ekipmanının kendisi tavan arasında veya bir çift demir dolap olan çatıdaki bir kapta bulunur.

Bazı baz istasyonları tahmin bile edemeyeceğiniz yerlerde bulunur. Bu otoparkın çatısında olduğu gibi.

BS anteni, her biri kendi yönünde bir sinyal alan / gönderen birkaç sektörden oluşur. Dikey anten telefonlarla iletişim kuruyorsa, yuvarlak anten BS'yi kontrolöre bağlar.

Özelliklerine bağlı olarak, her sektör aynı anda 72 çağrıya kadar işleyebilir. BS 6 sektörden oluşabilir ve 432 çağrıya kadar hizmet verebilir, ancak genellikle istasyonlarda daha az verici ve sektör kurulur. Tele2 gibi hücresel operatörler, iletişim kalitesini artırmak için daha fazla baz istasyonu kurmayı tercih ediyor. Bana söylendiği gibi, burada en modern ekipman kullanılıyor: Ericsson baz istasyonları, ulaşım ağı - Alcatel Lucent.

Baz istasyonu alt sisteminden sinyal, abonenin istediği yönde bağlantının kurulduğu anahtarlama alt sistemine iletilir. Anahtarlama alt sistemi, aboneler hakkında bilgi depolayan bir dizi veri tabanına sahiptir. Ayrıca, bu alt sistem güvenlikten sorumludur. Basitçe söylemek gerekirse, anahtar gerçekleştirir Sizi aboneye elle bağlayan kadın operatörlerle aynı işlevlere sahiptir, ancak şimdi tüm bunlar otomatik olarak gerçekleşir.

Bu baz istasyonunun donanımı bu demir dolapta gizlidir.

Konvansiyonel kulelerin yanı sıra kamyonlara yerleştirilen baz istasyonlarının mobil versiyonları da bulunmaktadır. Doğal afetlerde veya kalabalık yerlerde (futbol stadyumları, merkez meydanlar) tatillerde, konserlerde ve çeşitli etkinliklerde kullanıma çok uygundur. Ancak ne yazık ki mevzuattaki sorunlar nedeniyle henüz geniş bir uygulama alanı bulamamışlardır.

Yer seviyesinde bir radyo sinyali ile optimum kapsama alanı sağlamak için baz istasyonları, 35 km'lik bir menzile rağmen özel bir şekilde tasarlanmıştır. sinyal, uçağın uçuş yüksekliği için geçerli değildir. Bununla birlikte, bazı havayolları uçaklarına, uçak içinde hücresel iletişim sağlayan küçük baz istasyonları kurmaya başlamışlardır. Böyle bir BS, bir uydu bağlantısı kullanarak karasal bir hücresel ağa bağlanır. Sistem, gece uçuşlarında sesi kapatmak gibi belirli hizmet türlerinin yanı sıra, mürettebatın sistemi açıp kapatmasını sağlayan bir kontrol paneli ile tamamlanmaktadır.

Ayrıca uzmanların hücresel iletişimin kalitesini nasıl kontrol ettiğini görmek için Tele2 ofisine baktım. Birkaç yıl önce böyle bir oda, ağ verilerini (tıkanıklık, ağ arızaları, vb.) gösteren monitörlerle tavana asılmış olsaydı, zamanla bu kadar çok sayıda monitöre olan ihtiyaç ortadan kalktı.

Teknolojiler zaman içinde büyük ölçüde gelişti ve birkaç uzmana sahip bu kadar küçük bir oda, Moskova'daki tüm ağın çalışmasını izlemek için yeterli.

Tele2 ofisinden birkaç görüntü.

Şirket çalışanlarının toplantısında, başkenti ele geçirme planları tartışılıyor) İnşaatın başlangıcından bugüne kadar, Tele2 tüm Moskova'yı ağıyla kapsamayı başardı ve Moskova bölgesini yavaş yavaş fethediyor, haftada 100'den fazla baz istasyonu başlatıyor . Artık bölgede yaşadığım için bu benim için çok önemli. Böylece bu ağ şehrime olabildiğince çabuk gelsin.

Şirket, 2016 yılı için tüm istasyonlarda metroda yüksek hızlı iletişim sağlamayı planlıyor, 2016 yılının başında Tele2 iletişimi 11 istasyonda mevcut: Borisovo metrosunda 3G / 4G iletişimi, Delovoy Tsentr, Kotelniki, Lermontovsky Prospekt , Troparevo, Shipilovskaya, Zyablikovo, 3G: Belorusskaya (Koltsevaya), Spartak, Pyatnitskoe shosse, Zhulebino.

Yukarıda söylediğim gibi, Tele2, GSM formatını üçüncü ve dördüncü nesil standartlar - 3G / 4G lehine terk etti. Bu, daha istikrarlı iletişim ve yüksek mobil hız sağlamak için daha yüksek frekanslı (örneğin, Moskova Çevre Yolu içinde, BS'ler birbirinden yaklaşık 500 metre mesafede durur) 3G / 4G baz istasyonlarının kurulmasını mümkün kılar. İnternet, önceki formatların ağlarında durum böyle değildi.

Şirketin ofisinden, mühendisler Nikifor ve Vladimir şirketinde iletişim hızını ölçmeleri gereken noktalardan birine gidiyorum. Nikifor, iletişim ekipmanının kurulu olduğu direklerden birinin karşısında duruyor. Yakından bakarsanız, biraz daha solda, diğer hücresel operatörlerin ekipmanlarıyla birlikte böyle bir başka direk göreceksiniz.

İşin garibi, ancak hücresel operatörler çoğu zaman rakiplerinin antenleri yerleştirmek için kule yapılarını kullanmalarına izin verir (elbette, karşılıklı olarak faydalı koşullarda). Bunun nedeni, bir kule veya direk inşa etmenin pahalı olması ve size çok para kazandırabilmesidir!

Biz iletişim hızını ölçerken, Nikifor yoldan geçen büyükanneler ve amcalar casus olup olmadığını sordu)) "Evet, Radio Liberty'yi karıştırıyoruz!).

Ekipman aslında olağandışı görünüyor, görünüşünden her şeyi varsayabilirsiniz.

Şirketin uzmanlarının çok işi var, Moskova ve bölgede şirketin 7 binden fazla olduğu göz önüne alındığında. baz istasyonları: bunların yaklaşık 5 bini. 3G ve yaklaşık 2 bin. LTE baz istasyonları ve son zamanlarda BS sayısı yaklaşık bin arttı.
Sadece üç ayda, operatörün bölgedeki toplam yeni baz istasyonu sayısının %55'i Moskova bölgesinde yayına alındı. Şu anda şirket, Moskova ve Moskova bölgesinin nüfusunun% 90'ından fazlasının yaşadığı bölgenin yüksek kaliteli kapsamını sağlıyor.
Bu arada, Aralık ayında 3G Tele2 ağı tüm büyükşehir operatörleri arasında kalite açısından en iyisi olarak kabul edildi.

Ancak Tele2'nin bağlantısının ne kadar iyi olduğunu şahsen kontrol etmeye karar verdim, bu yüzden Voykovskaya metro istasyonundaki en yakın alışveriş merkezinden 299 ruble (400 sms / dakika ve 4 GB) için en basit "Çok siyah" tarife ile bir SIM kart satın aldım. Bu arada, 100 ruble daha pahalı olan benzer bir Beeline tarifem vardı.

Hızı yerinde kontrol ettim. Alım - 6.13 Mbps, iletim - 2.57 Mbps. Bir alışveriş merkezinin merkezinde durduğumu düşünürsek, bu iyi bir sonuç, Tele2 iletişimi büyük bir alışveriş merkezinin duvarlarından iyi geçiyor.

Metro Tretyakovskaya'da. Sinyal alımı - 5,82 Mbps, iletim - 3,22 Mbps.

Ve Krasnogvardeyskaya metro istasyonunda. Alım - 6.22 Mbps, iletim - 3.77 Mbps. Metro çıkışında ölçtüm. Bunun Moskova'nın eteklerinde olduğunu hesaba katarsanız, çok iyi. İletişimin oldukça kabul edilebilir olduğunu düşünüyorum, Tele2'nin Moskova'da sadece birkaç ay önce ortaya çıktığını düşünürsek, bunun istikrarlı olduğunu güvenle söyleyebiliriz.

Tele2'nin başkentte istikrarlı bir bağlantısı var, bu iyi. Umarım en kısa sürede bölgeye gelirler ve bağlantılarından tam olarak yararlanırım.

Artık hücresel iletişimin nasıl çalıştığını biliyorsunuz!

Okurlarımıza anlatmak istediğiniz bir üretim veya hizmetiniz varsa bana yazın - Aslan ( [e-posta korumalı] ) ve sadece topluluğun okuyucuları tarafından değil, aynı zamanda http://ikaketosdelano.ru sitesi tarafından da görülecek en iyi raporu yapacağız.

Gruplarımıza da abone olun facebook, vkontakte,sınıf arkadaşları ve google + artı topluluktan en ilginçlerinin nerede yayınlanacağı, ayrıca burada olmayan materyaller ve dünyamızda işlerin nasıl yürüdüğüne dair videolar.

Simgeye tıklayın ve abone olun!

Telefon, sesli bilgilerin uzak mesafelere iletilmesidir. Telefon sayesinde insanlar gerçek zamanlı olarak iletişim kurabilirler.

Teknolojinin ortaya çıktığı sırada yalnızca bir veri iletim yöntemi varsa - analog, o zaman şu anda çeşitli iletişim sistemleri başarıyla kullanılmaktadır. Telefon, uydu ve mobil iletişim ile IP telefon, dünyanın farklı yerlerinde olsalar bile aboneler arasında güvenilir iletişim sağlar. Telefon her yöntemle nasıl çalışır?

İyi eski kablolu (analog) telefon

"Telefon" iletişimi terimi, çoğunlukla, yaklaşık bir buçuk yüzyıldır aşina olunan bir veri iletim yöntemi olan analog iletişim olarak anlaşılır. Böyle kullanıldığında, bilgi, ara kodlama olmadan sürekli olarak iletilir.

İki abonenin bağlantısı bir numara çevrilerek düzenlenir ve daha sonra kelimenin tam anlamıyla kişiden kişiye kablolar üzerinden bir sinyal iletilerek iletişim gerçekleştirilir. Aboneler artık telefon operatörleri tarafından değil, süreci büyük ölçüde basitleştiren ve daha ucuz hale getiren robotlarla bağlanıyor, ancak analog iletişim ağlarının çalışma prensibi aynı kaldı.

Mobil (hücresel) iletişim

Mobil operatörlerin aboneleri yanlışlıkla kendilerini telefon santrallerine bağlayan “kabloyu kestiklerine” inanırlar. Öyle görünüyor - bir kişi konuşmayı kesmeden ve muhatap ile teması kaybetmeden herhangi bir yere (sinyal kapsamı içinde) hareket edebilir ve<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Ancak, mobil iletişimin nasıl çalıştığına bakarsak, analog ağların çalışmasından pek bir fark olmadığını görürüz. Sinyal aslında "havadadır", ancak arayanın telefonundan alıcı-vericiye ulaşır ve bu da fiber optik ağlar aracılığıyla aranan aboneye en yakın benzer ekipmanla iletişim kurar.

Radyo veri aşaması, yalnızca telefondan diğer iletişim ağlarına oldukça geleneksel bir şekilde bağlanan en yakın baz istasyonuna giden sinyal yolunu kapsar. Hücresel iletişimin nasıl çalıştığı açıktır. Artıları ve eksileri nelerdir?

Teknoloji, analog veri iletimine kıyasla daha fazla hareketlilik sağlar, ancak aynı istenmeyen parazit ve telefon dinleme olasılığı risklerini taşır.

Hücre sinyal yolu

Sinyalin aranan aboneye nasıl ulaştığını daha ayrıntılı olarak ele alalım.

1. Kullanıcı numarayı çevirir.
2. Telefonu en yakın baz istasyonuyla telsiz bağlantısı kuruyor. Yüksek binalarda, endüstriyel binalarda ve kulelerde bulunurlar. Her istasyon verici-alıcı antenlerden (1'den 12'ye kadar) ve bir kontrol ünitesinden oluşur. Aynı bölgeye hizmet veren baz istasyonları kontrolöre bağlanır.
3. Sinyal, baz istasyonunun kontrol ünitesinden kablo aracılığıyla kontrolöre ve oradan da kablo aracılığıyla anahtara iletilir. Bu cihaz, çeşitli iletişim hatlarına bir sinyalin giriş ve çıkışını sağlar: uzun mesafe, şehir, uluslararası ve diğer mobil operatörler. Ağın boyutuna bağlı olarak, kablolarla birbirine bağlanan bir veya birkaç anahtar dahil edilebilir.
4. "Kendi" santralinden, sinyal, yüksek hızlı kablolar aracılığıyla başka bir operatörün santraline iletilir ve ikincisi, çağrının yönlendirildiği abonenin hangi kontrolörün kapsama alanı olduğunu kolayca belirler.
5. Anahtar, sinyali cep telefonunu "yoklayan" baz istasyonuna ileten istenen denetleyiciyi çağırır.
6. Aranan abone gelen bir aramayı alır.

Böyle çok katmanlı bir ağ yapısı, yükü tüm düğümleri arasında eşit olarak dağıtmanıza olanak tanır. Bu, ekipman arızası olasılığını azaltır ve kesintisiz iletişim sağlar.

Hücresel iletişimin nasıl çalıştığı açıktır. Artıları ve eksileri nelerdir? Teknoloji, analog veri iletimine kıyasla daha fazla hareketlilik sağlar, ancak aynı istenmeyen parazit ve telefon dinleme olasılığı risklerini taşır.

Uydu bağlantısı

Bugün radyo röle iletişiminin geliştirilmesinde en yüksek aşama olan uydu iletişiminin nasıl çalıştığını görelim. Yörüngeye yerleştirilmiş bir tekrarlayıcı, gezegen yüzeyinin büyük bir alanını kendi başına kaplayabilir. Hücresel iletişim durumunda olduğu gibi bir baz istasyonları ağına artık ihtiyaç yoktur.

Bireysel bir abone, taygada veya ormanda bile iletişim halinde kalarak, kısıtlama olmaksızın pratik olarak seyahat etme fırsatı elde eder. Yasal bir abone, tüm mini ATS'yi tek bir tekrarlayıcı antene bağlayabilir (bu tanıdık bir "çanak"), ancak gelen ve giden hacmin yanı sıra gönderilmesi gereken dosyaların boyutunu da hesaba katmalıdır. .

Teknolojinin eksileri:

• ciddi hava bağımlılığı. Bir manyetik fırtına veya başka bir afet, aboneyi uzun süre iletişimsiz bırakabilir.
• uydu transponderinde fiziksel olarak bir şey bozulursa, tam işlevsellik geri yüklenene kadar geçecek süre çok uzun bir süre uzayacaktır.
• sınırları olmayan iletişim hizmetlerinin maliyeti genellikle daha olağan faturaları aşıyor. Bir iletişim yöntemi seçerken, böyle işlevsel bir bağlantıya ne kadar ihtiyacınız olduğunu düşünmek önemlidir.

Uydu iletişimi: artıları ve eksileri

"Uydunun" ana özelliği, abonelere sabit hatlardan bağımsızlık sağlamasıdır. Bu yaklaşımın avantajları açıktır. Bunlar şunları içerir:

• ekipman hareketliliği Çok kısa sürede konuşlandırılabilir;
• geniş alanları kapsayan geniş ağları hızlı bir şekilde oluşturma yeteneği;
• ulaşılması zor ve uzak alanlarla iletişim;
• yer iletişim arızası durumunda kullanılabilecek kanalların yedekliliği;
• ağın teknik özelliklerinin esnekliği, hemen hemen her gereksinime uyarlanmasına izin verir.

Teknolojinin eksileri:

• ciddi hava bağımlılığı. Bir manyetik fırtına veya başka bir afet, aboneyi uzun süre iletişimsiz bırakabilir;
• uydu transponderinde fiziksel olarak bozuk bir şey varsa, sistemin tamamen geri yüklenmesine kadar geçen süre uzun bir süre uzayacaktır;
• sınırları olmayan iletişim hizmetlerinin maliyeti genellikle daha olağan faturaları aşıyor.

Bir iletişim yöntemi seçerken, böyle bir işlevsel bağlantıya ne kadar ihtiyacınız olduğunu düşünmek önemlidir.

Bilgi kaynağı veya alıcısı (veya her ikisi) uzayda hareket ederse iletişim mobil olarak adlandırılır. Kuruluşundan bu yana, radyo iletişimi mobil olmuştur. Yukarıda, üçüncü bölümde, ilk radyo istasyonlarının mobil nesnelerle - gemilerle iletişim için tasarlandığı gösterilmiştir. Sonuçta, ilk radyo iletişim cihazlarından biri olan A.S. Popov, "Amiral Apraksin" savaş gemisine kuruldu. Ve onunla telsiz iletişimi sayesinde, 1899-1900 kışında Baltık Denizi'nin buzunda kaybolan bu gemi kurtarıldı. Bununla birlikte, o yıllarda, bu "mobil iletişim", özel müşteriler bir yana, Silahlı Kuvvetlerde bile çok ihtiyaç duyulan bireysel radyo iletişiminin geliştirilmesine katkıda bulunmayan hacimli radyo alıcı-vericileri gerektiriyordu.

17 Haziran 1946'da ABD, St. Louis'de telefon iş dünyası liderleri AT&T ve Southwestern Bell ilk özel telsiz telefon ağını başlattı. Ekipmanın temel temeli tüp elektronik cihazlardı, bu nedenle ekipman çok hantaldı ve sadece arabalara kurulum için tasarlandı. Güç kaynağı olmayan ekipmanın ağırlığı 40 kg idi. Buna rağmen, mobil iletişimin popülaritesi hızla artmaya başladı. Bu, ağırlık ve boyutlardan daha yeni, daha ciddi bir sorun yarattı. Sınırlı bir frekans kaynağına sahip radyo tesislerinin sayısındaki artış, frekansa yakın kanallarda çalışan radyo istasyonları için güçlü karşılıklı etkileşime yol açtı ve bu da iletişim kalitesini önemli ölçüde bozdu. Tekrarlayan frekanslarda karşılıklı paraziti ortadan kaldırmak için, iki radyo sistemi grubu arasında uzayda en az yüz kilometrelik bir boşluk sağlamak gerekiyordu. Bu nedenle mobil iletişim temel olarak özel hizmetlerin ihtiyaçları için kullanılmıştır. Kitlesel uygulama için, yalnızca ağırlık ve boyutları değil, aynı zamanda iletişim düzenleme ilkesini de değiştirmek gerekiyordu.

Yukarıda belirtildiği gibi, 1947'de elektronik tüplerin işlevlerini yerine getiren ancak çok daha küçük bir boyuta sahip bir transistör icat edildi. Telsiz telefon iletişiminin daha da geliştirilmesi için büyük önem taşıyan transistörlerin ortaya çıkışıydı. Elektronik tüplerin transistörlerle değiştirilmesi, bir cep telefonunun yaygın olarak tanıtılması için ön koşulları yarattı. Ana caydırıcı, karşılıklı müdahalenin etkisini ortadan kaldıracak veya en azından azaltacak olan iletişim organizasyonu ilkesiydi.

Geçen yüzyılın 40'lı yıllarında gerçekleştirilen ultra kısa dalga boyu dalga aralığı çalışmaları, kısa dalgalara - geniş bant, yani yüksek frekans kapasitesi ve ana dezavantajı - radyo dalgalarının güçlü emilimi üzerindeki ana avantajını ortaya çıkarmayı mümkün kılmıştır. yayılma ortamı. Bu menzildeki radyo dalgaları dünya yüzeyinin etrafında bükülemez, bu nedenle iletişim menzili sadece görüş hattında sağlandı ve verici gücüne bağlı olarak maksimum 40 km sağlandı. Bu dezavantaj, kısa süre sonra, hücresel telefonun aktif olarak kitlesel olarak benimsenmesine ivme kazandıran bir avantaja dönüştü.

1947'de Amerikan şirketi Bell Laboratories'in bir çalışanı olan D. Ring, iletişimi organize etmek için yeni bir fikir önerdi. Alanı (bölgeyi) küçük alanlara bölmekten - 1-5 kilometre yarıçaplı hücreler (veya hücreler) ve bir hücre içindeki radyo iletişimini (kullanılan iletişim frekanslarının rasyonel tekrarı ile) hücreler arasındaki iletişimden ayırmaktan oluşuyordu. Frekans tekrarı, frekans kaynağı kullanım sorunlarını önemli ölçüde azaltmıştır. Bu, uzayda dağılmış farklı hücrelerde aynı frekansların kullanılmasını mümkün kıldı. Her hücrenin ortasına, hücre içinde tüm abonelerle radyo iletişimi sağlayan bir radyo istasyonu alıcı ve verici istasyonunun yerleştirilmesi önerildi. Hücrenin boyutu, radyotelefon cihazının baz istasyonu ile maksimum iletişim aralığı ile belirlendi. Bu maksimum aralığa hücre yarıçapı denir. Görüşme sırasında, hücresel radyotelefon, telefon görüşmesinin iletildiği bir radyo kanalı ile baz istasyonuna bağlanır. Her abonenin kendi mikro radyo istasyonu - "cep telefonu" - telefon, alıcı-verici ve mini bilgisayardan oluşan bir kombinasyonu olmalıdır. Aboneler, birbirlerine bağlı baz istasyonları ve genel telefon şebekesi aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurarlar.

Bir abone bir bölgeden diğerine geçtiğinde kesintisiz iletişim sağlamak için abone tarafından yayılan telefon sinyali üzerinden bilgisayar kontrolü kullanılması gerekiyordu. Bir cep telefonunu bir ara vericiden diğerine saniyenin binde biri kadar bir sürede değiştirmeyi mümkün kılan bilgisayar kontrolüydü. Her şey o kadar hızlı gerçekleşir ki, abone bunu fark etmez. Bu nedenle, bilgisayarlar bir mobil iletişim sisteminin merkezi parçasıdır. Herhangi bir hücrede bir abone ararlar ve onu telefon şebekesine bağlarlar. Bir abone bir hücreden (hücre) diğerine geçtiğinde, bilgisayarlar aboneyi bir baz istasyonundan diğerine aktarıyor ve "yabancı" hücresel şebekenin abonesini "kendi" şebekesine bağlıyor gibi görünüyor. Bu, “yabancı” abonenin yeni baz istasyonunun kapsama alanında olduğu anda gerçekleşir. Böylece, dolaşım gerçekleştirilir (ki bu İngilizce'de "gezinme" veya "serserilik" anlamına gelir).

Yukarıda belirtildiği gibi, modern mobil iletişim ilkeleri, 40'lı yılların sonunda zaten bir başarıydı. Ancak o günlerde bilgisayar teknolojisi hala öyle bir seviyedeydi ki, telefon iletişim sistemlerinde ticari kullanımı zordu. Bu nedenle, hücresel iletişimin pratik uygulaması ancak mikroişlemcilerin ve entegre yarı iletken mikro devrelerin icadından sonra mümkün oldu.

İlk cep telefonu Martin Cooper (Motorola, ABD) tarafından tasarlandı.

1973 yılında New York'ta Motorola tarafından 50 katlı bir binanın tepesine, liderliğinde dünyanın ilk hücresel baz istasyonu kuruldu. 30'dan fazla aboneye hizmet veremez ve onları sabit hatlara bağlayabilirdi.

3 Nisan 1973'te Martin Cooper patronunun numarasını çevirdi ve şu sözleri söyledi: “Bir düşün Joel, seni dünyanın ilk cep telefonundan aradığımı. Elimde var ve New York Caddesi boyunca yürüyorum. "

Martin'in aradığı telefonun adı Dyna-Tac'tı. Boyutları 225 × 125 × 375 mm idi ve ağırlığı 1,15 kg'dan biraz daha az değildi, ancak bu, kırklı yılların 30 kilogramlık cihazlarından çok daha az. Cihazın yardımıyla bir abone ile görüşmek, bir sinyal aramak ve almak mümkün oldu. Bu telefonda 10'u abonenin numarasını çevirmek için sayısal olmak üzere 12 tuş vardı ve diğer ikisi görüşmeyi başlatıp aramayı kesiyordu. Dyna-Tac pilleri yaklaşık yarım saat konuşma süresi sağlıyordu ve şarj olmaları 10 saat sürdü.

Gelişimin çoğu Amerika Birleşik Devletleri'nde gerçekleşse de, ilk ticari hücresel ağ Mayıs 1978'de Bahreyn'de başlatıldı. 400 MHz bandında 20 kanallı iki hücre 250 aboneye hizmet vermiştir.

Kısa bir süre sonra, hücresel iletişim dünya çapında muzaffer yürüyüşüne başladı. Giderek daha fazla ülke, bunun getirebileceği faydaları ve rahatlığı anladı. Bununla birlikte, zaman içinde frekans aralığının kullanımı için tek bir uluslararası standardın olmaması, bir eyaletten diğerine hareket eden bir cep telefonu sahibinin cep telefonu kullanamamasına neden oldu.

Yetmişli yılların sonlarından itibaren bu büyük eksikliği gidermek için İsveç, Finlandiya, İzlanda, Danimarka ve Norveç ortak bir standart geliştirmek için ortak araştırmalara başlamışlardır. Araştırmanın sonucu, 450 MHz aralığında çalışması amaçlanan NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) iletişim standardı oldu. Bu standart ilk olarak 1981'de Suudi Arabistan'da ve sadece bir ay sonra Avrupa'da kullanıldı. NMT-450'nin çeşitli versiyonları Avusturya, İsviçre, Hollanda, Belçika, Güneydoğu Asya ve Orta Doğu'da benimsenmiştir.

1983 yılında, Bell Laboratories tarafından geliştirilen AMPS (Gelişmiş Cep Telefonu Hizmeti) ağı Chicago'da başlatıldı. 1985'te İngiltere'de, Amerikan AMPS'nin bir varyasyonu olan TACS (Toplam Erişim İletişim Sistemi) standardı kabul edildi. İki yıl sonra, abone sayısındaki keskin artış nedeniyle, yeni frekanslar ekleyerek ve selefinin eksikliklerini kısmen düzelterek HTACS (Gelişmiş TACS) standardı kabul edildi. Fransa ise herkesten ayrı durdu ve 1985 yılından itibaren kendi Radiocom-2000 standardını kullanmaya başladı.

Bir sonraki, 900 MHz aralığının frekanslarını kullanan NMT-900 standardıydı. Yeni sürüm 1986'da tanıtıldı. Abone sayısını artırmaya ve sistemin kararlılığını iyileştirmeye izin verdi.

Ancak bu standartların tümü analogdur ve hücresel iletişim sistemlerinin ilk nesline aittir. Geleneksel radyo istasyonlarında olduğu gibi, frekans (FM) veya faz (PM) modülasyonu kullanarak bilgi iletmek için analog bir yöntem kullanırlar. Bu yöntemin, başlıcaları diğer abonelerin konuşmalarını dinleme yeteneği ve abone hareket ettiğinde ve ayrıca alanın ve binaların peyzajının etkisi altında sinyal zayıflamasıyla mücadelenin imkansızlığı olan bir dizi önemli dezavantajı vardır. Frekans bantlarının tıkanıklığı, konuşmalarda parazite neden oldu. Bu nedenle, 1980'lerin sonunda, dijital sinyal işleme yöntemlerine dayanan ikinci nesil hücresel iletişim sistemlerinin oluşturulması başladı.

Daha önce, 1982'de, 26 ülkeyi birleştiren Avrupa Posta ve Telekomünikasyon İdareleri Konferansı (CEPT), Groupe Special Mobile adlı özel bir grup oluşturmaya karar verdi. Amacı, dijital hücresel iletişim için tek bir Avrupa standardı geliştirmekti. Yeni iletişim standardının geliştirilmesi sekiz yıl sürdü ve ilk olarak 1990'da, standardın spesifikasyonlarının önerildiği zaman duyuruldu. Özel grup başlangıçta 900 MHz bandını tek bir standart olarak kullanmaya karar verdi ve daha sonra Avrupa'da ve dünyada hücresel iletişimin gelişmesi için beklentileri dikkate alarak 1800 MHz bandını yeni standart için tahsis etmeye karar verdi. .

Yeni standart GSM - Mobil İletişim için Global Sistem olarak adlandırıldı. GSM 1800 MHz, DCS-1800 (Dijital Hücresel Sistem 1800) olarak da adlandırılır. GSM standardı, hücresel iletişim için dijital bir standarttır. Zaman bölmeli çoğullamayı (TDMA - zaman bölmeli çoklu erişim, mesaj şifreleme, blok kodlama ve GMSK modülasyonu) (Gauss Minimum Shift Keying) uygular.

Bir GSM şebekesi kuran ilk ülke, bu standardı 1992 yılında ticari kullanıma sunan Finlandiya'dır. Ertesi yıl, ilk DCS-1800 One-2-One ağı İngiltere'de başlatıldı. Bu andan itibaren, GSM standardının tüm dünyaya yayılması başlar.

GSM'den sonraki adım, kod bölme kullanımı nedeniyle daha hızlı ve daha güvenilir iletişim sağlayan CDMA standardıdır. Bu standart 1990 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde ortaya çıkmaya başladı. 1993 yılında Amerika Birleşik Devletleri 800 MHz frekans aralığında CDMA (veya IS-95) kullanmaya başladı. Aynı zamanda, DCS-1800 One-2-One ağı İngiltere'de piyasaya sürüldü.

Genel olarak, birçok iletişim standardı vardı ve doksanların ortalarında uygar ülkelerin çoğu sorunsuz bir şekilde dijital özelliklere geçiyordu. Birinci nesil ağlar sadece sesin iletilmesine izin verirken, ikinci nesil hücresel iletişim sistemleri olan GSM, diğer ses dışı servislerin de sağlanmasına izin verir. SMS hizmetine ek olarak, ilk GSM telefonları diğer ses dışı verilerin de iletilmesine izin verdi. Bunun için CSD (Circuit Switched Data) adı verilen bir veri aktarım protokolü geliştirilmiştir. Bununla birlikte, bu standart çok mütevazı özelliklere sahipti - maksimum veri aktarım hızı saniyede sadece 9600 bitti ve daha sonra kararlı iletişim koşuluyla. Ancak, bu hızlar bir faks mesajının iletilmesi için oldukça yeterliydi.

90'ların sonlarında internetin hızlı gelişimi, birçok hücresel kullanıcının cep telefonlarını modem olarak kullanmak istemesine ve mevcut hızların bunun için açıkça yeterli olmamasına yol açtı.
Mühendisler, müşterilerinin İnternet erişimi ihtiyacını bir şekilde karşılamak için WAP protokolünü icat eder. WAP, kablosuz uygulama erişim protokolü anlamına gelen Kablosuz Uygulama Protokolü'nün kısaltmasıdır. Prensipte, WAP, standart İnternet protokolü HTTP'nin basitleştirilmiş bir versiyonu olarak adlandırılabilir, yalnızca küçük ekran boyutları, telefon işlemcilerinin düşük performansı ve mobil ağlarda düşük veri aktarım hızları gibi sınırlı cep telefonları kaynakları için uyarlanmıştır. Ancak bu protokol standart internet sayfalarının görüntülenmesine izin vermemiş, cep telefonlarına uyarlanmış WML ile yazılmalıdır. Sonuç olarak, hücresel ağların aboneleri İnternet'e erişebilse de, bunun çok "kısılmış" ve çok az ilgi çekici olduğu ortaya çıktı. Ayrıca, WAP sitelerine erişmek için ses iletimi ile aynı iletişim kanalı kullanıldı, yani siz sayfayı indirirken veya görüntülerken iletişim kanalı meşgul ve konuşma sırasındaki kişisel hesaptan aynı para çekildi . Sonuç olarak, oldukça ilginç bir teknoloji bir süredir pratik olarak gömüldü ve çeşitli operatörlerin hücresel ağlarının aboneleri tarafından çok nadiren kullanıldı.
Hücresel ekipman üreticileri, veri aktarım hızını artırmanın yollarını acilen aramak zorunda kaldı ve sonuç olarak, oldukça kabul edilebilir bir hız sağlayan HSCSD (Yüksek Hızlı Devre Anahtarlamalı Veri) teknolojisi doğdu - saniyede 43 kilobit'e kadar. Bu teknoloji, belirli bir kullanıcı çevresi arasında popülerdi. Ancak yine de, bu teknoloji selefinin ana dezavantajını kaybetmedi - veriler hala bir ses kanalı üzerinden iletildi. Geliştiriciler yine özenli bir araştırma yapmak zorunda kaldılar. Mühendislerin çabaları boşuna değildi ve son zamanlarda GPRS (Genel Paket Radyo Servisleri) adı verilen bir teknoloji ortaya çıktı - bu isim bir paket radyo veri iletim sistemi olarak çevrilebilir. Bu teknoloji, ses ve veri iletimi için kanal ayırma ilkesini kullanır. Sonuç olarak, abone bağlantı süresi için değil, yalnızca iletilen ve alınan veri miktarı için ödeme yapar. Ek olarak, GPRS'nin mobil veri iletimi için önceki teknolojilere göre başka bir avantajı daha vardır - GPRS bağlantısı sırasında telefon hala aramaları ve SMS mesajlarını alabilir. Şu anda piyasadaki modern telefon modelleri, arama yaparken, arama sonunda otomatik olarak devam eden GPRS bağlantısını askıya alıyor. Bu tür cihazlar B sınıfı GPRS terminali olarak sınıflandırılır, aynı anda veri indirecek ve bir muhatap ile görüşme yapacak A sınıfı terminallerin üretilmesi planlanmaktadır. Sadece veri iletimi için tasarlanmış özel cihazlar da vardır ve bunlara GPRS modemler veya C sınıfı terminaller denir.Teorik olarak GPRS, saniyede 115 kilobit hızında veri iletebilir, ancak şu anda çoğu telekom operatörü, saniyede 48 kilobite kadar hız geliştirmenizi sağlayan iletişim kanalı. Bu öncelikle operatörlerin kendi ekipmanlarından ve bunun sonucunda piyasada daha yüksek hızları destekleyen cep telefonlarının bulunmamasından kaynaklanmaktadır.

GPRS'nin ortaya çıkmasıyla, WAP protokolünü tekrar hatırladılar, çünkü şimdi, yeni teknolojinin yardımıyla, küçük hacimli WAP sayfalarına erişim, CSD ve HSCSD günlerinden çok daha ucuz hale geldi. Ayrıca, birçok telekom operatörü, küçük bir aylık abonelik ücreti karşılığında WAP ağ kaynaklarına sınırsız erişim sağlar.
GPRS'nin ortaya çıkmasıyla, hücresel ağlar ikinci nesil ağlar - 2G olarak adlandırılmaya son verdi. Şu anda 2.5G çağındayız. Ses dışı hizmetler giderek daha fazla talep görüyor, cep telefonu, bilgisayar ve İnternet birleşiyor. Geliştiriciler ve operatörler bize giderek daha farklı katma değerli hizmetler sunuyor.
Böylece, GPRS'nin yeteneklerini kullanarak, SMS'den farklı olarak, bir cep telefonundan yalnızca metin değil, aynı zamanda çeşitli multimedya bilgilerini de göndermenize izin veren MMS (Multimedya Mesajlaşma Servisi) adı verilen yeni bir mesajlaşma formatı oluşturuldu. , ses kayıtları, fotoğraflar ve hatta video klipler. Ayrıca, bu formatı destekleyen başka bir telefona veya bir e-posta kutusuna MMS mesajı gönderilebilir.
Telefonların işlemci gücünün artması artık üzerinde çeşitli programları indirip çalıştırmanıza olanak sağlıyor. Bunları yazmak için çoğunlukla Java2ME dili kullanılır. Çoğu modern telefonun sahipleri artık Java2ME uygulama geliştiricileri sitesine bağlanmakta ve telefonlarına örneğin yeni bir oyun veya diğer gerekli programı indirmekte zorluk çekmiyor. Ayrıca, çoğu zaman ahizeyle birlikte verilen özel bir yazılım kullanarak bir adres defterini veya düzenleyiciyi bir PC'ye kaydetmek veya düzenlemek için telefonu kişisel bir bilgisayara bağlama olasılığına hiç kimse şaşırmayacaktır; yoldayken, cep telefonu + dizüstü bilgisayar kombinasyonunu kullanarak tam teşekküllü İnternet'e gidin ve e-postanızı görüntüleyin. Ancak ihtiyaçlarımız sürekli artıyor, iletilen bilgilerin hacmi neredeyse her gün artıyor. Ve cep telefonlarına giderek daha fazla talep geliyor ve bunun sonucunda mevcut teknolojilerin kaynakları artan taleplerimizi karşılamak için yetersiz kalıyor.

Veri iletiminin ses servisleri üzerinde hakim olduğu, oldukça yakın zamanda oluşturulmuş üçüncü nesil 3G ağlarının amaçlandığı bu talepleri ele almaktır. 3G bir iletişim standardı değil, mevcut ağlardan büyüyecek ve büyümekte olan tüm yüksek hızlı hücresel ağların genel adıdır. Büyük veri aktarım hızları, yüksek kaliteli video görüntülerini doğrudan telefonunuza aktarmanıza, İnternet ve yerel ağlarla sürekli bağlantı kurmanıza olanak tanır. Yeni, geliştirilmiş güvenlik sistemlerinin kullanılması, günümüzde telefonun çeşitli finansal işlemleri gerçekleştirmek için kullanılmasına izin veriyor - bir cep telefonu, bir kredi kartını değiştirme konusunda oldukça yetenekli.

Üçüncü nesil ağların hücresel iletişimin geliştirilmesinde son aşama olmayacağı oldukça doğaldır - dedikleri gibi, ilerleme kaçınılmazdır. Çeşitli iletişim türlerinin (hücresel, uydu, televizyon vb.) Devam eden entegrasyonu, cep telefonu, PDA, video kamera dahil olmak üzere hibrit cihazların ortaya çıkması, kesinlikle 4G, 5G ağlarının ortaya çıkmasına yol açacaktır. Ve bugün bilimkurgu yazarlarının bile bu evrimsel gelişimin nasıl son bulacağını söylemeleri pek mümkün değil.

Küresel olarak, şu anda kullanımda olan yaklaşık 2 milyar cep telefonu, bunların üçte ikisinden fazlası GSM standardına bağlı. CDMA ikinci en popüler olanıdır, geri kalanı ise çoğunlukla Asya'da kullanılan belirli standartları temsil eder. Artık gelişmiş ülkelerde talebin artmasının durduğu bir "doyma" durumu var.

Hücresel iletişim nasıl çalışır?

Hücresel telefonun temel prensipleri oldukça basittir. FCC, orijinal olarak, değiştirilmiş 1980 nüfus sayımı verilerine dayalı olarak hücresel radyo sistemleri için coğrafi kapsama alanları oluşturmuştur.Hücresel iletişimin arkasındaki fikir, her alanın, gösterildiği gibi, petek benzeri bir yapı oluşturmak üzere bir araya gelen altıgen hücrelere bölünmesidir. Altıgen şekil, en verimli iletimi sağladığı ve bitişik daireler arasında her zaman meydana gelen boşlukları ortadan kaldırarak dairesel desene yaklaştığı için seçilmiştir.

Bir hücre, fiziksel boyutuna, popülasyonuna ve trafik düzenlerine göre belirlenir. FCC, sistemdeki hücrelerin sayısını ve boyutlarını düzenlemez ve operatörlere bu parametreleri beklenen trafik düzenine göre ayarlama yeteneği verir. Her coğrafi alana sabit sayıda hücresel ses kanalı tahsis edilmiştir. Bir hücrenin fiziksel boyutları, abone yoğunluğuna ve çağrı yapısına bağlıdır. Örneğin, büyük hücreler (makro hücreler) tipik olarak 1,6 ila 24 km yarıçapa sahiptir ve baz istasyonu verici gücü 1 W ila 6 W arasındadır. En küçük hücreler (mikro hücreler) tipik olarak 460 m veya daha az bir yarıçapa sahiptir ve baz istasyonu verici gücü 0,1 W ila 1 W arasındadır. Şekil 6.1b, iki hücre boyutuna sahip bir hücresel konfigürasyonu göstermektedir.

Şekil 6.1. - Hücrelerin hücresel yapısı a); iki boyutta hücreli petek yapısı b) hücrelerin sınıflandırılması c)

Mikrohücreler en çok nüfus yoğunluğunun yüksek olduğu bölgelerde kullanılır. Küçük aralıkları nedeniyle mikro hücreler, yansımalar ve sinyal gecikmeleri gibi iletim bozulma etkilerine karşı daha az hassastır.

Bir makro hücre, yavaş hareket eden mobil cihazlara hizmet eden mikro hücre ve hızlı hareket eden cihazlara hizmet eden makro hücre ile bir grup mikro hücre üzerine bindirilebilir. Mobil cihaz, hareketinin hızını hızlı veya yavaş olarak belirleyebilmektedir. Bu, bir hücreden diğerine atlama sayısını azaltmayı ve konum verilerinin düzeltilmesini mümkün kılar.

Bir hücreden diğerine geçiş algoritması, mobil cihaz ile mikro hücrenin baz istasyonu arasındaki mesafe küçük olduğunda değiştirilebilir.

Bazen bir hücredeki radyo sinyalleri, güvenilir iç mekan iletişimi sağlamak için çok zayıftır. Bu, özellikle iyi korunan alanlar ve yüksek düzeyde parazit bulunan alanlar için geçerlidir. Bu gibi durumlarda çok küçük hücreler kullanılır - pico hücreleri. İç mekan pikoselleri, belirli bir bölgede, özellikle yeraltı tünelleri gibi uygun ortamlarda, geleneksel hücrelerle aynı frekansları kullanabilir.

Altıgen hücre kullanan sistemleri planlarken, baz istasyonu vericileri hücrenin ortasına, hücrenin kenarına veya hücrenin üstüne yerleştirilebilir (sırasıyla Şekil 6.2 a, b, c). Merkezde bir verici bulunan hücreler genellikle çok yönlü antenler kullanır ve vericileri kenarda veya üstte olan hücreler sektör yönlü antenleri kullanır.

Çok yönlü antenler, sinyalleri her yöne aynı şekilde yayar ve alır.

Şekil 6.2 - Vericilerin hücrelere yerleştirilmesi: merkezde a); kenarda b); üstte c)

Hücresel bir sistemde, şehir merkezinin yukarısında bulunan güçlü bir sabit baz istasyonu, yere daha yakın yerlerde kapsama alanına kurulan birden çok, özdeş, düşük güçlü istasyonla değiştirilebilir.

Aynı radyo kanalı grubunu kullanan hücreler, düzgün aralıklarla yerleştirildiğinde paraziti önleyebilir. Bu durumda, frekansın yeniden kullanımı gözlemlenir. Frekans yeniden kullanımı, aynı frekans grubunun (kanalların) birkaç hücreye, bu hücrelerin önemli mesafelerle ayrılması şartıyla tahsis edilmesidir. Frekansın yeniden kullanımı, her hücrenin kapsama alanında bir azalma ile kolaylaştırılır. Her hücrenin baz istasyonuna, komşu hücrelerden farklı bir çalışma frekansı grubu atanır ve baz istasyonu antenleri, hücresinde istenen kapsama alanını kapsayacak şekilde seçilir. Kapsama alanı bir hücrenin sınırları ile sınırlı olduğundan, farklı hücreler, bu tür iki hücrenin birbirinden yeterli uzaklıkta olması şartıyla, karşılıklı etkiler olmaksızın aynı çalışma frekansları grubunu kullanabilir.

Birkaç hücre grubunu içeren hücresel sistemin coğrafi kapsama alanı aşağıdakilere bölünmüştür: kümeler (Şekil 6.3). Her küme, aynı sayıda tam çift yönlü iletişim kanalı tahsis edilen yedi hücreden oluşur. Aynı harf atamalarına sahip hücreler aynı çalışma frekansı grubunu kullanır. Şekilden de görülebileceği gibi, her üç kümede de aynı frekans grupları kullanılmaktadır, bu da mevcut mobil iletişim kanallarının sayısını üç katına çıkarmayı mümkün kılmaktadır. Edebiyat A, B, C, NS, E, F ve G yedi frekans grubunu ifade eder.

Şekil 6.3 - Hücresel iletişimde frekansın yeniden kullanım ilkesi

Bir alanda sabit sayıda tam dupleks kanalı bulunan bir sistem düşünün. Her hizmet alanı kümelere ayrılır ve aralarında dağıtılan bir grup kanal alır. n kümenin hücreleri, tekrarlanmayan kombinasyonlar halinde gruplanır. Tüm hücreler aynı sayıda kanala sahiptir, ancak tek boyutlu bölgelere hizmet edebilirler.

Böylece, kümede mevcut olan toplam hücresel iletişim kanalı sayısı şu ifadeyle gösterilebilir:

F = GN (6.1)

nerede F- kümede bulunan tam çift yönlü hücresel kanalların sayısı;

G- hücredeki kanal sayısı;

n- kümedeki hücre sayısı.

Küme, belirtilen hizmet alanı içinde "kopyalanırsa" m kez, o zaman tam çift yönlü kanalların toplam sayısı:

C = mGN = mF (6.2)

nerede İLE BİRLİKTE- belirli bir bölgedeki toplam kanal sayısı;

m- belirli bir bölgedeki küme sayısı.

(6.1) ve (6.2) ifadelerinden, cep telefonu sistemindeki toplam kanal sayısının, belirli bir hizmet alanındaki kümenin "tekrar" sayısı ile doğru orantılı olduğu görülebilir. Küme boyutu azalır, ancak hücre boyutu değişmezse, belirli bir hizmet alanını kapsamak için daha fazla kümeye ihtiyaç duyulacak ve sistemdeki toplam kanal sayısı artacaktır.

Küçük bir hizmet bölgesinin (örneğin bir şehir içinde) komşu hücrelerinde bulunmayan aynı frekans grubunu (kanalları) aynı anda kullanabilen abone sayısı, bu alandaki toplam hücre sayısına bağlıdır. Genellikle bu tür abonelerin sayısı dörttür, ancak yoğun nüfuslu bölgelerde çok daha yüksek olabilir. Bu numara denir frekans yeniden kullanım faktörü veya FRF – Frekans yeniden kullanım faktörü... Matematiksel olarak, bağıntı ile ifade edilebilir:

(6.3)

nerede n- hizmet alanındaki tam çift yönlü kanalların toplam sayısı;

İLE BİRLİKTE- hücredeki tam çift yönlü kanalların toplam sayısı.

Hücresel trafikte öngörülen artışla, artan hizmet talebi, hücrenin boyutunu küçülterek, her biri kendi baz istasyonuna sahip birkaç hücreye bölerek karşılanır. Etkili hücre bölünmesi, hücrelerin çok küçük olmaması koşuluyla sistemin daha fazla çağrıyı işlemesine olanak tanır. Hücre çapı 460 m'nin altına düşerse komşu hücrelerin baz istasyonları birbirini etkileyecektir. Sıklık yeniden kullanımı ve küme boyutu arasındaki ilişki, ölçek abone yoğunluğunda bir artış olması durumunda hücresel sistem. Bir kümede ne kadar az hücre varsa, kanallar arasında karşılıklı etki olasılığı o kadar fazladır.

Hücreler altıgen olduğundan, her hücre her zaman altı eşit uzaklıkta komşu hücreye sahiptir ve herhangi bir hücrenin merkezini komşu hücrelerin merkezlerine bağlayan çizgiler arasındaki açılar 60 ° 'nin katlarıdır. Bu nedenle, olası küme boyutlarının ve hücre yerleşimlerinin sayısı sınırlıdır. Hücreleri boşluksuz (mozaik bir şekilde) birbirine bağlamak için, altıgenin geometrik boyutları, kümedeki hücre sayısı koşulu sağlayacak şekilde olmalıdır:

(6.4)

nerede n- kümedeki hücre sayısı; ben ve J- negatif olmayan tam sayılar.

Ortak kanallı en yakın hücrelere (birinci katmanın hücreleri olarak adlandırılan) bir yol bulmak aşağıdaki gibidir:

E taşınmak ben hücreler (komşu hücrelerin merkezlerinden):

E taşınmak J hücreler ileri (komşu hücrelerin merkezlerinden).

Örneğin, aşağıdaki değerler için kümedeki hücre sayısı ve ilk katmandaki hücrelerin konumu: j = 2.i = 3 6.4 ifadesinden belirlenecektir (Şekil 6.4) N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

Şekil 6.5, hücreyle aynı kanalları kullanan en yakın altı hücreyi gösterir. A.

Bir hücreden diğerine geçiş süreci, yani E. Mobil cihaz, baz istasyonu 1'den baz istasyonu 2'ye hareket ettiğinde (Şekil 6.6), dört ana adım vardır:

1) başlatma - mobil cihaz veya ağ, bir devir teslim ihtiyacını tespit eder ve gerekli ağ prosedürlerini başlatır;

2) kaynak rezervasyonu - uygun ağ prosedürlerinin yardımıyla, hizmetin aktarılması için gerekli olan ağ kaynakları (ses kanalı ve kontrol kanalı) ayrılır;

3) yürütme - kontrolün bir baz istasyonundan diğerine doğrudan aktarılması;

4) sonlandırma - yedek ağ kaynakları serbest bırakılır ve diğer mobil cihazlar tarafından kullanılabilir hale gelir.

Şekil 6.6 - Devir teslim