как придумали мобильный, стандарты связи, как устроена мобильная связь, принцип работы сотовой связи
Введение. Сотовая связь и
принципы ее работы.
Первые системы двусторонней радиосвязи между подвижными объектами появились более
50 лет назад. Связь осуществлялась на фиксированных частотах и предоставлялась
в основном специальным ведомствам. Работа в данных сетях требовала от
пользователя навыков эксплуатации радиопередающих устройств. При этом
существовавшая организация сетей приводила к недостатку частотного диапазона, и
следовательно препятствовала массовости предоставляемых услуг и улучшения их
качества.
В конце 70х-начале 80х годов практическое
решение данной проблемы в ряде стран было реализовано на основе построения
систем сотовой связи.
Сотовая связь – это
мобильная (подвижная) радиотелефонная связь и является самым молодым видом
связи.
СОТОВАЯ СВЯЗЬ (англ. cellular phone), вид
радиотелефонной связи, в которой вся обслуживаемая зона связи разбита на
небольшие участки или ячейки — соты. Каждая сота должна обслуживаться базовым
радиопередатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой.
Это дает возможность повторно использовать ту же частоту в другой соте. Во
время разговора сотовый радиотелефон соединен с базовой станцией радиоканалом,
по которому передается телефонный разговор. Размеры соты определяются
максимальной дальностью связи радиотелефонного аппарата с базовой станцией. Эта
максимальная дальность является радиусом соты.
Идея мобильной сотовой связи
состоит в том, что еще не выйдя из зоны действия одной базовой станции,
радиотелефон попадает в зону действия любой соседней вплоть до наружной границы
всей зоны сети.
В аналоговых системах сотовой связи
используется частотное разделение каналов, а в цифровых — временное и кодовое.
При временном разделении разговоры различных абонентов разделяют на отдельные
«пакеты», передают их по одному каналу по очереди, а затем снова соединяют. В
результате достигается экономия каналов, и это происходит с такой скоростью,
что абоненты это разделения на пакеты не замечают. При кодовом разделении все
телефонные разговоры «перемешиваются» в общем канале, из которого каждый
телефонный аппарат выделяет предназначенную ему часть информации благодаря
присвоенному ему коду.
Все базовые станции
замыкаются на центр коммуникации, или коммутатор с которого имеются выходы на
другие системы связи.
По сравнению с ранее
применявшимся системами подвижной связисотовая связь имеет следующие
преимущества:
-Лучшее качество связи;
-Большее количество пользователей;
-Простота использования;
-Широкий спектр услуг;
-Широкий круг пользователей;
-Доступностьприобретения
-Низкая цена абонентских терминалов
Говоря о сотовой связи,
нельзя не упомянуть о трех основопологающих принципах работы сотовых сетей. Это
частотное, временное и кодовое разделение.
FDMA (Frequency Division Multiple Access) —
множественный доступ с разделением по частотам. Способ использования
радиочастот, когда один радиоканал используется для связи только с одним
абонентом. Разные абоненские терминалы используют для связи разные частоты в
пределах соты. Этот принцип реализован в стандартах AMPS, NAMPS, NMT, ETACS
(американский стандарт), а также в GSM совместно с TDMA. На рисунке можно видеть, как организовано
частотное разделение в сотовой сети.
Каждая цифра – это определенная частота в
пределах коридора, выделенного оператору связи. Повторяющиеся цифры
соответствуют повторяющимся частотам. Из рисунка понятно, что соты с разной
частотой не бывают смежными. Таким образом два абонента, находящихся на сотах с
одинаковой частотой не будут вклиниваться в разговор друг друга из-за
физической удаленности сот. Тем самым достигается зашита от прослушивания при
высокой плотности покрытия сети и удовлетворительном качестве связи на всей
территории работы оператора.
TDMA (Time Division Multiple
Access) — множественный доступ с разделением по времени. Способ совместного
использования радиочастот, когда один частотный канал разделяется на несколько
временных промежутков (тайм-слотов), и в течение каждого промежутка канал
используется для передачи сигнала от одного абонента. Таким образом, несколько
абонентских терминалов могут использовать одну частоту в пределах одной соты.
Временное разделение
радиоканала TDMA используется в стандарте DAMPS (который в некоторых источниках
также называется стандартом TDMA) и GSM, где TDMA используется совместно с
частотным разделением радиоканала FDMA.
CDMA (Code Division Multiple
Access) — множественный доступ с кодовым разделением. Способ использования
радиочастот, при котором сигналы абонентских терминалов одновременно используют
один частотный канал (в отличие от других технологий, где идет разделение по
времени и/или частотам), при этом сигналы кодируются особым способом.
Первоначально технология CDMA использовалась в военной связи США, однако
сегодня она стала известна как глобальный цифровой стандарт для коммерческих
систем коммуникаций.
В технологии CDMA возможно обеспечение высокого качества речи при одновременном
снижении излучаемой мощности и уровне шумов. Это означает, что сотовый телефон,
работающий в стандарте CDMA, во-первых, оказывает меньшее воздействие на
организм человека, а во-вторых, увеличивает продолжительности работы без
подзарядки аккумулятора. По характеристикам качества передачи речи параметры
CDMA сопоставимы с качеством проводных каналов. Кроме этого, система CDMA
обеспечивает меньшую задержку в передаче голосового сообщения, чем другие
системы подвижной_связи.
CDMA — довольно молодая технология, однако уже сегодня она реализована в
нескольких стандартах сотовой связи. На данный момент CDMA считается очень
перспективных для построения сетей сотовой связи третьего поколения, которые
будут позволять передавать данные со скоростями от 2 Мбит/сек. Это
позволит предлагать в таких сетях услуги наподобие видеотелефонии, просмотра
телепередач на экране мобильного телефона, организации высокоскоростного
беспроводного доступа к интернету.
На данный момент стандарты сотовой связи на основе CDMA наиболее распространены
в Америке и в Юго-Восточной Азии. В России на данный момент работают сети в
двух стандартах CDMA — CdmaOne и Cdma2000 1x.
Отправляя детей в школу мы часто для собственного успокоения даем своим детям мобильный телефон. Очень часто дети, не привыкшие еще следить за сохранностью своих вещей, теряют свои телефоны. Наказание детей за подобные проступки - это один из тех моментов в жизни, которые нужно продумать заранее.