Comunicazione cellulare mobile. Come funzionano le reti GSM

Sai cosa succede dopo aver composto il numero di un amico sul tuo cellulare? Come fa la rete cellulare a trovarlo sulle montagne dell'Andalusia o sulla costa della lontana Isola di Pasqua? Perché la conversazione a volte si interrompe improvvisamente? La scorsa settimana ho visitato Beeline e ho cercato di capire come funziona la comunicazione cellulare...

Una vasta area della parte popolata del nostro paese è coperta da Stazioni Base (BS). In campo sembrano torri bianche e rosse, in città si nascondono sui tetti di edifici non residenziali. Ciascuna stazione riceve un segnale dai telefoni cellulari a una distanza massima di 35 chilometri e comunica con un telefono cellulare tramite servizi o canali vocali.

Dopo aver composto il numero di un amico, il telefono contatta la stazione base (BS) più vicina tramite un canale di servizio e ti chiede di assegnare un canale vocale. La stazione base invia la richiesta al controller (BSC), che la inoltra allo switch (MSC). Se il tuo amico è sulla stessa rete cellulare, lo switch controllerà l'Home Location Register (HLR), scoprirà dove si trova attualmente la parte chiamata (a casa, in Turchia o in Alaska) e trasferirà la chiamata allo switch appropriato dove inoltra al controllore e poi alla stazione base. La stazione base contatterà il telefono cellulare e ti collegherà con un amico. Se il tuo amico è abbonato a un'altra rete o chiami un telefono fisso, il tuo switch contatterà lo switch corrispondente di un'altra rete. Difficile? Diamo un'occhiata più da vicino. La stazione base è una coppia di armadietti di ferro chiusi in una stanza ben climatizzata. Dato che a Mosca c'erano +40 per strada, volevo vivere in questa stanza per un po'. Solitamente, la Stazione Base si trova o nella soffitta dell'edificio o in un container sul tetto:

2.

L'antenna della stazione base è divisa in diversi settori, ognuno dei quali "brilla" nella propria direzione. L'antenna verticale comunica con i telefoni, quella rotonda collega la Base Station con il controller:

3.

Ciascun settore può servire fino a 72 chiamate contemporaneamente, a seconda dell'impostazione e della configurazione. Una stazione base può essere composta da 6 settori, quindi una stazione base può servire fino a 432 chiamate, tuttavia, di solito ci sono meno trasmettitori e settori installati nella stazione. Gli operatori cellulari preferiscono installare più BS per migliorare la qualità della comunicazione. La Stazione Base può operare in tre bande: 900 MHz - il segnale a questa frequenza si diffonde ulteriormente e penetra meglio all'interno degli edifici 1800 MHz - il segnale si diffonde su distanze più brevi, ma consente di installare più trasmettitori su 1 settore 2100 MHz - Rete 3G Questo ecco come appare l'armadio con apparecchiature 3G:

4.

I trasmettitori a 900 MHz sono installati nelle stazioni base nei campi e nei villaggi, e in città, dove le stazioni base sono infilate come aghi in un riccio, la comunicazione viene effettuata principalmente a una frequenza di 1800 MHz, sebbene possano essere presenti trasmettitori di tutte e tre le bande in qualsiasi stazione base contemporaneamente.

5.

6.

Un segnale a 900 MHz può raggiungere fino a 35 chilometri, anche se la "portata" di alcune Stazioni Base lungo le rotte può arrivare fino a 70 chilometri, riducendo della metà il numero di abbonati serviti contemporaneamente alla stazione. Di conseguenza, il nostro telefono, con la sua piccola antenna incorporata, può anche trasmettere un segnale fino a 70 chilometri... Tutte le stazioni base sono progettate per fornire una copertura radio ottimale a livello del suolo. Pertanto, nonostante la portata di 35 chilometri, il segnale radio semplicemente non viene inviato all'altitudine dell'aeromobile. Tuttavia, alcune compagnie aeree hanno già iniziato a installare stazioni base a bassa potenza sui loro aerei che forniscono copertura all'interno dell'aeromobile. Tale BS è collegato alla rete cellulare terrestre tramite un canale satellitare. Il sistema è completato da un pannello di controllo che consente all'equipaggio di attivare e disattivare il sistema, nonché alcuni tipi di servizi, come la disattivazione della voce sui voli notturni. Il telefono può misurare la potenza del segnale da 32 stazioni base contemporaneamente. Invia informazioni sui 6 migliori (per livello di segnale) tramite il canale di servizio e il controller (BSC) decide quale BS trasmettere la chiamata corrente (Handover) se sei in movimento. A volte il telefono potrebbe commettere un errore e trasferirti a un BS con un segnale peggiore, nel qual caso la conversazione potrebbe essere interrotta. È anche possibile che sulla stazione base selezionata dal telefono tutte le linee vocali siano occupate. In questo caso, anche la conversazione verrà interrotta. Mi è stato anche detto del cosiddetto "problema all'ultimo piano". Se vivi in ​​un attico, a volte, quando ti sposti da una stanza all'altra, la conversazione potrebbe essere interrotta. Questo perché in una stanza il telefono può "vedere" un BS, e nella seconda - un altro, se va dall'altra parte della casa, e, allo stesso tempo, queste 2 stazioni base sono a grande distanza da tra loro e non sono registrati come "vicini" da un operatore di telefonia mobile. In questo caso, il trasferimento di una chiamata da una BS all'altra non avverrà:

La comunicazione in metropolitana avviene allo stesso modo di quella su strada: stazione base - controllore - switch, con l'unica differenza che lì vengono utilizzate piccole stazioni base, e nel tunnel la copertura è fornita non da una normale antenna, ma da un speciale cavo radiante. Come ho scritto sopra, una BS può effettuare fino a 432 chiamate contemporaneamente. Di solito questo potere è sufficiente per gli occhi, ma, ad esempio, durante alcune vacanze, il BS potrebbe non essere in grado di far fronte al numero di persone che vogliono chiamare. Questo di solito accade a Capodanno, quando tutti iniziano a congratularsi a vicenda. Gli SMS vengono trasmessi attraverso i canali di servizio. L'8 marzo e il 23 febbraio le persone preferiscono congratularsi a vicenda via SMS, inviando divertenti rime, e spesso i telefoni non riescono a concordare con le BS sull'assegnazione di un canale vocale. Mi è stata raccontata una storia interessante. Da un distretto di Mosca, gli abbonati hanno iniziato a provenire lamentele sul fatto che non potevano passare da nessuna parte. I tecnici cominciarono a capire. La maggior parte dei canali vocali erano gratuiti e tutti i canali di servizio erano occupati. Si è scoperto che accanto a questo BS c'era un istituto dove si svolgevano gli esami e gli studenti si scambiavano costantemente messaggi di testo. Il telefono divide gli SMS lunghi in più SMS brevi e li invia separatamente. Si consiglia ai dipendenti del servizio tecnico di inviare tali congratulazioni tramite MMS. Sarà più veloce ed economico. Dalla stazione base, la chiamata va al controller. Sembra noioso come lo stesso BS - è solo un set di armadi:

7.

A seconda dell'apparecchiatura, il controller può servire fino a 60 stazioni base. La comunicazione tra il BS e il controller (BSC) può essere effettuata tramite un canale di relè radio o tramite l'ottica. Il controller controlla il funzionamento dei canali radio, incl. controlla il movimento dell'abbonato, la trasmissione del segnale da una BS all'altra. L'interruttore sembra molto più interessante:

8.

9.

Ogni interruttore serve da 2 a 30 controller. Occupa già una grande sala piena di vari armadi con attrezzature:

10.

11.

12.

L'interruttore esegue il controllo del traffico. Ricordi i vecchi film in cui le persone prima chiamavano la "ragazza" e poi li collegava con un altro abbonato, ricablando i cavi? Gli interruttori moderni fanno lo stesso:

13.

Per controllare la rete, Beeline ha diverse auto, che chiamano affettuosamente "ricci". Si muovono per la città e misurano il livello del segnale della propria rete, nonché il livello della rete dei colleghi dei "Tre Grandi":

14.

L'intero tetto di una macchina del genere è costellato di antenne:

15.

Al suo interno sono presenti apparecchiature che effettuano centinaia di chiamate e acquisiscono informazioni:

16.

Il controllo 24 ore su 24 su switch e controller viene effettuato dal Mission Control Center del Network Control Center (NCC):

17.

Ci sono 3 aree principali per il monitoraggio della rete cellulare: tasso di incidenti, statistiche e feedback degli abbonati. Proprio come negli aeroplani, tutte le apparecchiature di rete cellulare hanno sensori che inviano un segnale all'MCC e inviano informazioni ai computer degli spedizionieri. Se alcune apparecchiature sono fuori servizio, la luce sul monitor "lampeggia". L'MSC tiene anche traccia delle statistiche per tutti gli interruttori e i controller. Lo analizza confrontandolo con periodi precedenti (ora, giorno, settimana, ecc.). Se le statistiche di uno dei nodi iniziano a differire notevolmente dagli indicatori precedenti, la luce sul monitor ricomincia a "lampeggiare". Il feedback viene ricevuto dagli operatori del servizio di abbonamento. Se non riescono a risolvere il problema, la chiamata viene trasferita a uno specialista tecnico. Se risulta essere impotente, viene creato un "incidente" nell'azienda, che viene risolto dagli ingegneri coinvolti nel funzionamento dell'attrezzatura corrispondente. Gli interruttori sono monitorati 24 ore su 24 da 2 ingegneri:

18.

Il grafico mostra l'attività degli interruttori di Mosca. Si vede chiaramente che quasi nessuno chiama di notte:

19.

Il controllo sui controllori (scusate la tautologia) viene effettuato dal secondo piano del Centro di Controllo della Rete:

22.

21.

Il principio della comunicazione radio

La radio (lat.radio-emit, emit rays raggi-beam) è un tipo di comunicazione senza fili in cui le onde radio che si propagano liberamente nello spazio vengono utilizzate come portanti del segnale.

Principio di funzionamento
La trasmissione avviene nel modo seguente: sul lato trasmittente si forma un segnale con le caratteristiche richieste (frequenza e ampiezza del segnale). Inoltre, il segnale trasmesso modula un'oscillazione di frequenza più alta (portante). Il segnale modulato ricevuto viene irradiato dall'antenna nello spazio. Sul lato ricevente dell'onda radio, un segnale modulato viene indotto nell'antenna, dopodiché viene demodulato (rilevato) e filtrato da un filtro passa-basso (eliminando così la componente portante ad alta frequenza). il segnale viene irradiato dall'antenna nello spazio.
Sul lato ricevente dell'onda radio, un segnale modulato viene indotto nell'antenna, dopodiché viene demodulato (rilevato) e filtrato da un filtro passa-basso (eliminando così la componente portante ad alta frequenza). In questo modo viene estratto il segnale utile. Il segnale ricevuto può differire leggermente da quello trasmesso dal trasmettitore (distorsione dovuta a interferenze e interferenze).

Bande di frequenza
La griglia di frequenza utilizzata nelle comunicazioni radio è suddivisa condizionatamente in intervalli:

• Onde lunghe (LW) - f = 150-450 kHz (l = 2000-670 m)
• Onde medie (MW) - f = 500-1600 kHz (l = 600-190 m)
• Onde corte (HF) - f \u003d 3-30 MHz (l \u003d 100-10 m)
• Onde ultracorte (VHF) - f = 30 MHz - 300 MHz (l = 10-1 m)
• Alte frequenze (HF - gamma centimetrica) - f \u003d 300 MHz - 3 GHz (l \u003d 1-0,1 m)
• Frequenze estremamente alte (gamma EHF-millimetrica) - f \u003d 3 GHz - 30 GHz (l \u003d 0,1-0,01 m)
• Frequenze iperalte (gamma HHF-micrometrica) - f = 30 GHz - 300 GHz (l = 0,01-0,001 m)

A seconda della portata, le onde radio hanno le proprie caratteristiche e leggi di propagazione:

• I DW sono fortemente assorbiti dalla ionosfera; le onde di terra, che si propagano intorno alla terra, sono di primaria importanza. La loro intensità diminuisce in modo relativamente rapido con l'aumentare della distanza dal trasmettitore.
• I SW sono fortemente assorbiti dalla ionosfera durante il giorno e l'area d'azione è determinata dall'onda di superficie, la sera sono ben riflessi dalla ionosfera e l'area d'azione è determinata dall'onda riflessa.
• Le HF si propagano esclusivamente per riflessione da parte della ionosfera, quindi c'è una cosiddetta zona di silenzio radio attorno al trasmettitore. Le onde più corte (30 MHz) si propagano meglio durante il giorno, quelle più lunghe (3 MHz) di notte. Le onde corte possono propagarsi su lunghe distanze con una bassa potenza del trasmettitore.
• Le VHF si propagano in modo rettilineo e, di regola, non vengono riflesse dalla ionosfera. Piegati facilmente intorno agli ostacoli e ha un alto potere di penetrazione.
• HF non aggirare gli ostacoli, spargersi all'interno della linea di vista. Utilizzato in Wi-Fi, comunicazioni cellulari, ecc.
• Gli EHF non aggirano gli ostacoli, vengono riflessi dalla maggior parte degli ostacoli e si propagano all'interno della linea di vista. Utilizzato per le comunicazioni satellitari.
• Le frequenze iperalte non aggirano gli ostacoli, vengono riflesse come la luce e si propagano all'interno della linea di vista. L'uso è limitato.

Propagazione delle onde radio
Le onde radio si propagano nel vuoto e nell'atmosfera; il firmamento terreno e l'acqua sono per loro opachi. Tuttavia, a causa degli effetti della diffrazione e della riflessione, la comunicazione è possibile tra punti della superficie terrestre che non hanno una linea di vista diretta (in particolare, situati a grande distanza).
La propagazione delle onde radio da una sorgente a un ricevitore può avvenire in diversi modi contemporaneamente. Questa propagazione è chiamata multipath. A causa del multipath e dei cambiamenti nei parametri dell'ambiente, si verifica lo sbiadimento: un cambiamento nel livello del segnale ricevuto nel tempo. Con il multipath, si verifica una variazione del livello del segnale a causa dell'interferenza, ovvero nel punto di ricezione il campo elettromagnetico è la somma delle onde radio spostate nel tempo nell'intervallo.

Radar

Radar- il campo della scienza e della tecnologia, combinando metodi e mezzi di rilevamento, misurando le coordinate e determinando le proprietà e le caratteristiche di vari oggetti in base all'uso delle onde radio. Un termine correlato e in qualche modo sovrapponibile è la radionavigazione, ma nella radionavigazione un ruolo più attivo è svolto dall'oggetto le cui coordinate vengono misurate, molto spesso questa è la determinazione delle proprie coordinate. Il principale dispositivo tecnico del radar è una stazione radar (eng. Radar).

Distinguere tra attivo, semi-attivo, attivo con una risposta passiva e RL passivo. Sono suddivisi in base alla gamma di onde radio utilizzate, in base al tipo di segnale di rilevamento, al numero di canali utilizzati, al numero e al tipo di coordinate misurate e alla posizione del radar.

Principio operativo

Il radar si basa sui seguenti fenomeni fisici:

• Le onde radio sono sparse sulle disomogeneità elettriche incontrate sul percorso della loro propagazione (oggetti con altre proprietà elettriche diverse dalle proprietà del mezzo di propagazione). In questo caso, l'onda riflessa, così come la radiazione effettiva del bersaglio, consente di rilevare il bersaglio.
• A grandi distanze dalla sorgente di radiazione, si può presumere che le onde radio si propaghino in modo rettilineo e a velocità costante, grazie alla quale è possibile misurare la portata e le coordinate angolari del bersaglio (Deviazioni da queste regole, che sono valide solo in prima approssimazione, sono studiati da una branca speciale dell'ingegneria radio - Propagazione delle onde radio. Nel radar queste deviazioni portano a errori di misura).
• La frequenza del segnale ricevuto differisce dalla frequenza delle oscillazioni emesse quando i punti di ricezione e di radiazione vengono spostati reciprocamente (effetto Doppler), il che consente di misurare le velocità radiali del bersaglio rispetto al radar.
• Il radar passivo utilizza la radiazione delle onde elettromagnetiche degli oggetti osservati, può essere una radiazione termica inerente a tutti gli oggetti, una radiazione attiva creata dai mezzi tecnici dell'oggetto o una radiazione spuria creata da qualsiasi oggetto con dispositivi elettrici funzionanti.

cellulare

cellulare, rete mobile- uno dei tipi di comunicazione radiomobile su cui si basa rete cellulare. La caratteristica fondamentale è che l'area di copertura totale è suddivisa in celle (celle) determinate dalle aree di copertura delle singole stazioni base (BS). Le celle si sovrappongono parzialmente e insieme formano una rete. Su una superficie ideale (piatta e non sviluppata), l'area di copertura di una BS è un cerchio, quindi la rete composta da esse sembra dei favi con celle esagonali (favi).

La rete è composta da ricetrasmettitori distanziati nello spazio operanti nella stessa gamma di frequenze e apparecchiature di commutazione che consentono di determinare la posizione corrente degli abbonati mobili e garantire la continuità della comunicazione quando un abbonato si sposta dall'area di copertura di un ricetrasmettitore alla copertura zona di un altro.

Il principio di funzionamento della comunicazione cellulare

I componenti principali di una rete cellulare sono telefoni cellulari e stazioni base, che di solito si trovano su tetti e torri. Quando è acceso, il cellulare ascolta l'aria, trovando un segnale dalla stazione base. Il telefono invia quindi il proprio codice identificativo univoco alla stazione. Il telefono e la stazione mantengono un contatto radio costante, scambiandosi periodicamente i pacchetti. Il telefono può comunicare con la stazione utilizzando un protocollo analogico (AMPS, NAMPS, NMT-450) o digitale (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Se il telefono esce dalla portata della stazione base (o si deteriora la qualità del segnale radio del cellulare di servizio), stabilisce la comunicazione con un altro (Ing. devolvere).

Le reti cellulari possono essere costituite da stazioni base di standard diversi, il che consente di ottimizzare la rete e migliorarne la copertura.

Le reti cellulari di diversi operatori sono collegate tra loro, così come alla rete telefonica fissa. Ciò consente agli abbonati di un operatore di effettuare chiamate agli abbonati di un altro operatore, dai telefoni cellulari ai fissi e dai fissi ai cellulari.

Gli operatori possono concludere accordi di roaming tra loro. Grazie a tali contratti, l'abbonato, trovandosi al di fuori dell'area di copertura della propria rete, può effettuare e ricevere chiamate attraverso la rete di un altro operatore. Di norma, questo viene effettuato a tariffe maggiorate. La possibilità di roaming è apparsa solo negli standard 2G ed è una delle principali differenze rispetto alle reti 1G.

Gli operatori possono condividere l'infrastruttura di rete, riducendo l'implementazione della rete ei costi operativi.

Servizi cellulari

Gli operatori di telefonia mobile forniscono i seguenti servizi:

• Chiamata vocale;
• Segreteria telefonica in comunicazione cellulare (servizio);
• Il roaming;
• AON (ID chiamante automatico) e AntiAON;
• Ricezione e invio di brevi messaggi di testo (SMS);
• Ricezione e trasmissione di messaggi multimediali - immagini, melodie, video (servizio MMS);
• Banca mobile (servizio);
• Accesso ad Internet;
• Videochiamata e videoconferenza

tv

tv(greco τήλε - lontano e lat. video- Vedo; dal nuovo latino televisione- visione da lontano) - un insieme di dispositivi per trasmettere un'immagine in movimento e un suono a distanza. Nella vita di tutti i giorni, è anche usato per riferirsi a organizzazioni coinvolte nella produzione e distribuzione di programmi televisivi.

Principi di base

La televisione si basa sul principio della trasmissione sequenziale di elementi dell'immagine utilizzando un segnale radio o un cavo. L'immagine viene scomposta in elementi utilizzando un disco Nipkow, un tubo a raggi catodici o una matrice a semiconduttore. Il numero di elementi dell'immagine viene selezionato in base alla larghezza di banda del canale radio e ai criteri fisiologici. Per restringere la larghezza di banda delle frequenze trasmesse e ridurre la visibilità dello sfarfallio dello schermo TV, viene utilizzato l'interlacciamento. Consente inoltre di aumentare la fluidità della trasmissione del movimento.

Il percorso televisivo in genere comprende i seguenti dispositivi:

1. Telecamera di trasmissione televisiva. Serve per la conversione dell'immagine ricevuta per mezzo di una lente su un bersaglio di un tubo trasmittente o di una matrice a semiconduttore, in un segnale video televisivo.
2. Videoregistratore. Registra e riproduce il segnale video al momento giusto.
3. Commutatore video. Consente di passare da una sorgente di immagine all'altra: videocamere, videoregistratori e altre.
4. Trasmettitore. Il segnale a radiofrequenza è modulato da un segnale video televisivo e trasmesso via radio o filo.
5. Il ricevitore è un televisore. Con l'aiuto degli impulsi di sincronizzazione contenuti nel segnale video, sullo schermo del ricevitore viene riprodotta un'immagine televisiva (cinescopio, LCD, pannello al plasma).

Inoltre, per creare una trasmissione televisiva, viene utilizzato un percorso audio, simile al percorso di trasmissione radio. Il suono viene trasmesso su una frequenza separata, solitamente utilizzando la modulazione di frequenza, utilizzando una tecnologia simile alle stazioni radio FM. Nella televisione digitale, il suono, spesso multicanale, viene trasmesso in un flusso di dati comune con l'immagine.

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Data di creazione della pagina: 11-04-2016

Sai cosa succede dopo aver composto il numero di un amico sul tuo cellulare? Come fa la rete cellulare a trovarlo sulle montagne dell'Andalusia o sulla costa della lontana Isola di Pasqua? Perché la conversazione a volte si interrompe improvvisamente? La scorsa settimana ho visitato Beeline e ho cercato di capire come funziona la comunicazione cellulare...

Una vasta area della parte popolata del nostro paese è coperta da Stazioni Base (BS). In campo sembrano torri bianche e rosse, in città si nascondono sui tetti di edifici non residenziali. Ciascuna stazione riceve un segnale dai telefoni cellulari a una distanza massima di 35 chilometri e comunica con un telefono cellulare tramite servizi o canali vocali.

Dopo aver composto il numero di un amico, il telefono contatta la stazione base (BS) più vicina tramite un canale di servizio e ti chiede di assegnare un canale vocale. La stazione base invia la richiesta al controller (BSC), che la inoltra allo switch (MSC). Se il tuo amico è sulla stessa rete cellulare, lo switch controllerà l'Home Location Register (HLR), scoprirà dove si trova attualmente la parte chiamata (a casa, in Turchia o in Alaska) e trasferirà la chiamata allo switch appropriato dove inoltra al controllore e poi alla stazione base. La stazione base contatterà il telefono cellulare e ti collegherà con un amico. Se il tuo amico è abbonato a un'altra rete o chiami un telefono fisso, il tuo switch contatterà lo switch corrispondente di un'altra rete.

Difficile? Diamo un'occhiata più da vicino.

La stazione base è una coppia di armadietti di ferro chiusi in una stanza ben climatizzata. Dato che a Mosca c'erano +40 per strada, volevo vivere in questa stanza per un po'. Solitamente, la Stazione Base si trova o nella soffitta dell'edificio o in un container sul tetto:

2.

L'antenna della stazione base è divisa in diversi settori, ognuno dei quali "brilla" nella propria direzione. L'antenna verticale comunica con i telefoni, quella rotonda collega la Base Station con il controller:

3.

Ciascun settore può servire fino a 72 chiamate contemporaneamente, a seconda dell'impostazione e della configurazione. Una stazione base può essere composta da 6 settori, quindi una stazione base può servire fino a 432 chiamate, tuttavia, di solito ci sono meno trasmettitori e settori installati nella stazione. Gli operatori cellulari preferiscono installare più BS per migliorare la qualità della comunicazione.

La Stazione Base può operare in tre bande:

900 MHz: il segnale a questa frequenza si diffonde ulteriormente e penetra meglio all'interno degli edifici
1800 MHz - il segnale si estende su distanze più brevi, ma consente di installare più trasmettitori in 1 settore
2100 MHz - Rete 3G

Ecco come appare un armadio con attrezzatura 3G:

4.

I trasmettitori a 900 MHz sono installati nelle stazioni base nei campi e nei villaggi, e in città, dove le stazioni base sono infilate come aghi in un riccio, la comunicazione viene effettuata principalmente a una frequenza di 1800 MHz, sebbene possano essere presenti trasmettitori di tutte e tre le bande in qualsiasi stazione base contemporaneamente.

5.

6.

Un segnale a 900 MHz può raggiungere fino a 35 chilometri, anche se la "portata" di alcune Stazioni Base lungo le rotte può arrivare fino a 70 chilometri, riducendo della metà il numero di abbonati serviti contemporaneamente alla stazione. Di conseguenza, il nostro telefono, con la sua piccola antenna integrata, può anche trasmettere un segnale fino a 70 chilometri ...

Tutte le stazioni base sono progettate per fornire una copertura radio ottimale a livello del suolo. Pertanto, nonostante la portata di 35 chilometri, il segnale radio semplicemente non viene inviato all'altitudine dell'aeromobile. Tuttavia, alcune compagnie aeree hanno già iniziato a installare stazioni base a bassa potenza sui loro aerei che forniscono copertura all'interno dell'aeromobile. Tale BS è collegato alla rete cellulare terrestre tramite un canale satellitare. Il sistema è completato da un pannello di controllo che consente all'equipaggio di attivare e disattivare il sistema, nonché alcuni tipi di servizi, come la disattivazione della voce sui voli notturni.

Il telefono può misurare la potenza del segnale da 32 stazioni base contemporaneamente. Invia informazioni sui 6 migliori (per livello di segnale) tramite il canale di servizio e il controller (BSC) decide quale BS trasmettere la chiamata corrente (Handover) se sei in movimento. A volte il telefono potrebbe commettere un errore e trasferirti a un BS con un segnale peggiore, nel qual caso la conversazione potrebbe essere interrotta. È anche possibile che sulla stazione base selezionata dal telefono tutte le linee vocali siano occupate. In questo caso, anche la conversazione verrà interrotta.

Mi è stato anche detto del cosiddetto "problema all'ultimo piano". Se vivi in ​​un attico, a volte, quando ti sposti da una stanza all'altra, la conversazione potrebbe essere interrotta. Questo perché in una stanza il telefono può "vedere" un BS, e nella seconda - un altro, se va dall'altra parte della casa, e, allo stesso tempo, queste 2 stazioni base sono a grande distanza da tra loro e non sono registrati come "vicini" da un operatore di telefonia mobile. In questo caso, il trasferimento di una chiamata da una BS all'altra non avverrà:

La comunicazione in metropolitana avviene allo stesso modo di quella su strada: stazione base - controllore - switch, con l'unica differenza che lì vengono utilizzate piccole stazioni base, e nel tunnel la copertura è fornita non da una normale antenna, ma da un speciale cavo radiante.

Come ho scritto sopra, una BS può effettuare fino a 432 chiamate contemporaneamente. Di solito questo potere è sufficiente per gli occhi, ma, ad esempio, durante alcune vacanze, il BS potrebbe non essere in grado di far fronte al numero di persone che vogliono chiamare. Questo di solito accade a Capodanno, quando tutti iniziano a congratularsi a vicenda.

Gli SMS vengono trasmessi attraverso i canali di servizio. L'8 marzo e il 23 febbraio le persone preferiscono congratularsi a vicenda via SMS, inviando divertenti rime, e spesso i telefoni non riescono a concordare con le BS sull'assegnazione di un canale vocale.

Mi è stata raccontata una storia interessante. Da un distretto di Mosca, gli abbonati hanno iniziato a provenire lamentele sul fatto che non potevano passare da nessuna parte. I tecnici cominciarono a capire. La maggior parte dei canali vocali erano gratuiti e tutti i canali di servizio erano occupati. Si è scoperto che accanto a questo BS c'era un istituto dove si svolgevano gli esami e gli studenti si scambiavano costantemente messaggi di testo.

Il telefono divide gli SMS lunghi in più SMS brevi e li invia separatamente. Si consiglia ai dipendenti del servizio tecnico di inviare tali congratulazioni tramite MMS. Sarà più veloce ed economico.

Dalla stazione base, la chiamata va al controller. Sembra noioso come lo stesso BS - è solo un set di armadi:

7.

A seconda dell'apparecchiatura, il controller può servire fino a 60 stazioni base. La comunicazione tra il BS e il controller (BSC) può essere effettuata tramite un canale di relè radio o tramite l'ottica. Il controller controlla il funzionamento dei canali radio, incl. controlla il movimento dell'abbonato, la trasmissione del segnale da una BS all'altra.

L'interruttore sembra molto più interessante:

8.

9.

Ogni interruttore serve da 2 a 30 controller. Occupa già una grande sala piena di vari armadi con attrezzature:

10.

11.

12.

L'interruttore esegue il controllo del traffico. Ricordi i vecchi film in cui le persone prima chiamavano la "ragazza" e poi li collegava a un altro abbonato, ricablando i cavi? Gli interruttori moderni fanno lo stesso:

13.

Per controllare la rete, Beeline ha diverse auto, che chiamano affettuosamente "ricci". Si muovono per la città e misurano il livello del segnale della propria rete, nonché il livello della rete dei colleghi dei "Tre Grandi":

14.

L'intero tetto di una macchina del genere è costellato di antenne:

15.

Al suo interno sono presenti apparecchiature che effettuano centinaia di chiamate e acquisiscono informazioni:

16.

Il controllo 24 ore su 24 su switch e controller viene effettuato dal Mission Control Center del Network Control Center (NCC):

17.

Ci sono 3 aree principali per il monitoraggio della rete cellulare: tasso di incidenti, statistiche e feedback degli abbonati.

Proprio come negli aeroplani, tutte le apparecchiature di rete cellulare hanno sensori che inviano un segnale all'MCC e inviano informazioni ai computer degli spedizionieri. Se un'apparecchiatura è fuori servizio, la luce sul monitor inizierà a "lampeggiare".

L'MSC tiene anche traccia delle statistiche per tutti gli interruttori e i controller. Lo analizza confrontandolo con periodi precedenti (ora, giorno, settimana, ecc.). Se le statistiche di alcuni nodi hanno iniziato a differire notevolmente dagli indicatori precedenti, la luce sul monitor inizierà a "lampeggiare" di nuovo.

Il feedback viene ricevuto dagli operatori del servizio di abbonamento. Se non riescono a risolvere il problema, la chiamata viene trasferita a uno specialista tecnico. Se anche lui risulta essere impotente, viene creato un "incidente" nell'azienda, che viene risolto dagli ingegneri coinvolti nel funzionamento dell'attrezzatura corrispondente.

Gli interruttori sono monitorati 24 ore su 24 da 2 ingegneri:

18.

Il grafico mostra l'attività degli interruttori di Mosca. Si vede chiaramente che quasi nessuno chiama di notte:

19.

Il controllo sui controllori (scusate la tautologia) viene effettuato dal secondo piano del Centro di Controllo della Rete:

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Mi risulta che tu abbia ancora molte domande su come funziona la rete cellulare. L'argomento è complesso e ho chiesto a uno specialista di Beeline di aiutarmi a rispondere ai tuoi commenti. L'unica richiesta è di rimanere in tema. E domande come "Ravanelli Beeline. Hanno rubato 3 rubli dal mio account" - rivolgiti al servizio per abbonati 0611.

Domani ci sarà un post su come una balena è saltata fuori davanti a me e non ho avuto il tempo di fotografarla. Rimani sintonizzato!

La comunicazione è chiamata mobile se la fonte dell'informazione o il suo destinatario (o entrambi) si spostano nello spazio. La comunicazione radio è stata mobile sin dal suo inizio. Sopra, nel terzo capitolo, viene mostrato che le prime stazioni radio erano destinate alla comunicazione con oggetti in movimento: le navi. Dopotutto, uno dei primi dispositivi di comunicazione radio A.S. Popov fu installato sulla corazzata "Admiral Apraksin". E fu grazie alla comunicazione radio con lui che nell'inverno 1899-1900 questa nave, che era stata spazzata via dai ghiacci del Mar Baltico, fu salvata. Tuttavia, in quegli anni, questa "comunicazione mobile" richiedeva ingombranti ricetrasmettitori radio, che non contribuivano allo sviluppo delle tanto necessarie comunicazioni radio individuali anche nelle Forze Armate, per non parlare dei clienti privati.

Il 17 giugno 1946 a St. Louis, USA, il leader del settore telefonico, AT&T e Southwestern Bell, lanciano la prima rete radiotelefonica per clienti privati. L'elemento base dell'attrezzatura era costituito da dispositivi elettronici a tubo, quindi l'attrezzatura era molto ingombrante ed era destinata solo all'installazione in auto. Il peso dell'apparecchiatura senza alimentazione era di 40 kg. Nonostante ciò, la popolarità delle comunicazioni mobili iniziò a crescere rapidamente. Ciò ha creato un nuovo problema più serio rispetto agli indicatori di peso e dimensioni. L'aumento del numero di impianti radiofonici, con una limitata risorsa di frequenza, ha comportato forti interferenze reciproche per le stazioni radio operanti su canali vicini per frequenza, che ha peggiorato notevolmente la qualità della comunicazione. Per eliminare le interferenze reciproche a frequenze ripetute, era necessario prevedere una distanza minima di cento chilometri nello spazio tra due gruppi di sistemi radio. Ecco perché le comunicazioni mobili sono state fondamentalmente utilizzate per le esigenze di servizi speciali. Per un'implementazione di massa, è stato necessario modificare non solo gli indicatori di peso e dimensioni, ma anche il principio stesso dell'organizzazione delle comunicazioni.

Come notato sopra, nel 1947 viene inventato un transistor che svolge le funzioni dei tubi elettronici, ma ha dimensioni molto più ridotte. Fu l'aspetto dei transistor ad essere di grande importanza per l'ulteriore sviluppo delle comunicazioni radiotelefoniche. La sostituzione dei tubi elettronici con i transistor ha creato i presupposti per l'introduzione diffusa del telefono cellulare. Il principale fattore limitante era il principio dell'organizzazione della comunicazione, che avrebbe eliminato o almeno ridotto l'effetto dell'interferenza reciproca.

Gli studi sulla gamma di onde ultracorte, condotti negli anni '40 del secolo scorso, hanno permesso di rivelare il suo principale vantaggio rispetto alle onde corte: ampia gamma, ovvero grande capacità di frequenza e principale svantaggio: forte assorbimento delle onde radio dal mezzo di propagazione. Le onde radio di questa gamma non sono in grado di aggirare la superficie terrestre, quindi il raggio di comunicazione è stato fornito solo sulla linea di vista e, a seconda della potenza del trasmettitore, è stato fornito un massimo di 40 km. Questa mancanza si è presto trasformata in un vantaggio, che ha dato impulso all'introduzione di massa attiva delle comunicazioni telefoniche cellulari.

Nel 1947, un dipendente della società americana Bell Laboratories, D. Ring, propose una nuova idea per organizzare le comunicazioni. Consisteva nella divisione dello spazio (territorio) in piccole sezioni - celle (o celle) con un raggio di 1-5 chilometri e nella separazione delle comunicazioni radio all'interno di una cella (mediante ripetizione razionale delle frequenze di comunicazione utilizzate) dalla comunicazione tra cellule. La ripetizione delle frequenze ha notevolmente ridotto i problemi di utilizzo della risorsa di frequenza. Ciò ha permesso di utilizzare le stesse frequenze in celle diverse distribuite nello spazio. Al centro di ciascuna cella, è stato proposto di posizionare una stazione radio ricetrasmittente di base, che fornisse comunicazioni radio all'interno della cella con tutti gli abbonati. Le dimensioni delle celle sono state determinate dalla portata massima di comunicazione del radiotelefono con la stazione base. Questo intervallo massimo è chiamato raggio della cella. Durante una conversazione, il radiotelefono cellulare è collegato alla stazione base tramite un canale radio sul quale viene trasmessa la conversazione telefonica. Ogni abbonato deve avere la propria microstazione - "telefono cellulare" - una combinazione di telefono, ricetrasmettitore e mini-computer. Gli abbonati comunicano tra loro attraverso stazioni base, che sono collegate tra loro e alla rete telefonica pubblica della città.

Per garantire una comunicazione ininterrotta durante il passaggio dell'abbonato da una zona all'altra, era necessario utilizzare il controllo del computer sul segnale telefonico emesso dall'abbonato. È stato il controllo del computer che ha permesso di passare un telefono cellulare da un trasmettitore intermedio a un altro in appena un millesimo di secondo. Tutto accade così velocemente che l'abbonato semplicemente non se ne accorge. Pertanto, i computer sono la parte centrale del sistema di comunicazione mobile. Cercano un abbonato situato in una qualsiasi delle celle e lo collegano alla rete telefonica. Quando un abbonato si sposta da una cella (cella) a un'altra, i computer sembrano trasferire l'abbonato da una stazione base a un'altra e collegare l'abbonato di una rete cellulare "estranea" alla propria rete. Ciò accade nel momento in cui l'abbonato "straniero" si trova nell'area di copertura della nuova stazione base. Pertanto, effettuano il roaming (che in inglese significa "vagabondaggio" o "vagabondaggio").

Come notato sopra, i principi della moderna comunicazione mobile erano un risultato già alla fine degli anni '40. Tuttavia, a quei tempi, la tecnologia informatica era ancora a un livello tale che il suo uso commerciale nei sistemi telefonici era difficile. Pertanto, l'uso pratico della comunicazione cellulare è diventato possibile solo dopo l'invenzione dei microprocessori e dei circuiti integrati a semiconduttore.

Il primo telefono cellulare, prototipo di un dispositivo moderno, è stato progettato da Martin Cooper (Motorola, USA).

Nel 1973, a New York, in cima a un edificio di 50 piani di Motorola, sotto la sua guida, fu installata la prima stazione base cellulare al mondo. Poteva servire non più di 30 abbonati e collegarli a telefoni fissi.

Il 3 aprile 1973, Martin Cooper compose il numero del suo capo e disse le seguenti parole: “Immagina, Joel, che ti sto chiamando dal primo cellulare del mondo. Ce l'ho tra le mani e sto camminando per una strada di New York".

Il telefono da cui Martin ha chiamato si chiamava Dyna-Tac. Le sue dimensioni erano 225 × 125 × 375 mm e il peso era di appena 1,15 kg, che, tuttavia, è molto inferiore ai 30 kg dei dispositivi della fine degli anni Quaranta. Con l'aiuto del dispositivo è stato possibile chiamare e ricevere un segnale, negoziare con l'abbonato. Questo telefono ospitava 12 tasti, di cui 10 digitali per comporre il numero dell'abbonato, e gli altri due fornivano l'inizio di una conversazione e interrompevano la chiamata. Le batterie Dyna-Tac consentivano circa mezz'ora di conversazione e ci sono volute 10 ore per caricarle.

Nonostante i principali sviluppi siano stati effettuati negli Stati Uniti, la prima rete cellulare commerciale è stata lanciata nel maggio 1978 in Bahrain. Due celle con 20 canali nella banda 400 MHz hanno servito 250 abbonati.

Poco dopo, la comunicazione cellulare iniziò la sua marcia trionfante intorno al mondo. Sempre più paesi si sono resi conto dei vantaggi e della convenienza che può portare. Tuttavia, la mancanza di un unico standard internazionale per l'utilizzo della banda di frequenza, nel tempo, ha portato al fatto che il possessore di un cellulare, spostandosi da uno stato all'altro, non poteva utilizzare il cellulare.

Per eliminare questa principale lacuna, dalla fine degli anni Settanta, Svezia, Finlandia, Islanda, Danimarca e Norvegia hanno avviato ricerche congiunte per sviluppare uno standard unico. Il risultato della ricerca è stato lo standard di comunicazione NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), destinato a funzionare nella banda dei 450 MHz. Questo standard è stato utilizzato per la prima volta nel 1981 in Arabia Saudita e solo un mese dopo in Europa. Varie varianti dell'NMT-450 sono state schierate in Austria, Svizzera, Olanda, Belgio, paesi del sud-est asiatico e del Medio Oriente.

Nel 1983 è stata lanciata a Chicago la rete AMPS (Advanced Mobile Phone Service), sviluppata dai Bell Laboratories. Nel 1985, in Inghilterra, fu adottato lo standard TACS (Total Access Communications System), che era una variazione dell'AMPS americano. Due anni dopo, a causa di un forte aumento del numero di abbonati, è stato adottato lo standard HTACS (Enhanced TACS), aggiungendo nuove frequenze e correggendo parzialmente le carenze del suo predecessore. La Francia, d'altra parte, si è distinta da tutti gli altri e ha iniziato a utilizzare il proprio standard Radiocom-2000 dal 1985.

Lo standard successivo è stato l'NMT-900, che utilizza le frequenze della banda 900 MHz. La nuova versione è entrata in uso nel 1986. Ha permesso di aumentare il numero di abbonati e migliorare la stabilità del sistema.

Tuttavia, tutti questi standard sono analogici e appartengono alla prima generazione di sistemi di comunicazione cellulare. Usano un metodo analogico per trasmettere informazioni utilizzando la modulazione di frequenza (FM) o di fase (FM), come nelle stazioni radio convenzionali. Questo metodo presenta una serie di inconvenienti significativi, i principali dei quali sono la possibilità di ascoltare le conversazioni di altri abbonati e l'incapacità di affrontare lo sbiadimento del segnale quando l'abbonato si muove, nonché sotto l'influenza del terreno e degli edifici. La congestione delle gamme di frequenza ha causato interferenze durante le conversazioni. Pertanto, entro la fine degli anni '80, iniziò la creazione della seconda generazione di sistemi di comunicazione cellulare basati su metodi di elaborazione del segnale digitale.

In precedenza, nel 1982, la Conferenza europea delle amministrazioni postali e delle telecomunicazioni (CEPT), che riunisce 26 paesi, ha deciso di creare un gruppo speciale Groupe Special Mobile. Il suo obiettivo era sviluppare uno standard europeo unico per le comunicazioni cellulari digitali. Il nuovo standard di comunicazione è stato sviluppato in otto anni e per la prima volta è stato annunciato solo nel 1990, quindi sono state proposte le specifiche dello standard. Un apposito gruppo ha inizialmente deciso di utilizzare la banda 900 MHz come standard unico, poi, tenendo conto delle prospettive di sviluppo delle comunicazioni cellulari in Europa e nel mondo, si è deciso di destinare la banda 1800 MHz al nuovo standard.

Il nuovo standard si chiama GSM - Global System for Mobile Communications. GSM 1800 MHz è anche chiamato DCS-1800 (Digital Cellular System 1800). Lo standard GSM è uno standard digitale per le comunicazioni cellulari. Implementa canali a divisione di tempo (TDMA - accesso multiplo a divisione di tempo, crittografia dei messaggi, codifica a blocchi e modulazione GMSK) (Gaussian Minimum Shift Keying).

Il primo paese a lanciare la rete GSM è la Finlandia, che ha lanciato questo standard in operazioni commerciali nel 1992. L'anno successivo, la prima rete DCS-1800 One-2-One è andata online nel Regno Unito. Da questo momento inizia la diffusione globale dello standard GSM nel mondo.

Il passo successivo dopo il GSM è lo standard CDMA, che fornisce comunicazioni più veloci e affidabili attraverso l'uso di canali di divisione del codice. Questo standard iniziò ad emergere negli Stati Uniti nel 1990. Nel 1993 CDMA (o IS-95) iniziò ad essere utilizzato negli Stati Uniti nella gamma di frequenza 800 MHz. Allo stesso tempo, la rete DCS-1800 One-2-One ha iniziato il suo lavoro in Inghilterra.

In generale, c'erano molti standard di comunicazione e, a metà degli anni Novanta, la maggior parte dei paesi civili stava passando senza problemi alle specifiche digitali. Se le reti di prima generazione consentivano solo la trasmissione della voce, la seconda generazione di sistemi di comunicazione cellulare, anch'essa GSM, consentirà la fornitura di altri servizi non vocali. Oltre al servizio SMS, i primi telefoni GSM consentivano la trasmissione di altri dati non vocali. Per questo è stato sviluppato un protocollo di trasferimento dati, chiamato CSD (Circuit Switched Data - trasmissione dati su linee commutate). Tuttavia, questo standard aveva caratteristiche molto modeste: la velocità massima di trasferimento dei dati era di soli 9600 bit al secondo e, anche in questo caso, era soggetta a una connessione stabile. Tuttavia, per la trasmissione di un messaggio fax, tali velocità erano sufficienti.

Il rapido sviluppo di Internet alla fine degli anni '90 ha portato al fatto che molti utenti cellulari desideravano utilizzare i propri telefoni come modem e le velocità esistenti chiaramente non erano sufficienti per questo.
Per soddisfare in qualche modo la necessità dei loro clienti di accedere a Internet, gli ingegneri inventano il protocollo WAP. WAP è l'abbreviazione di Wireless Application Protocol, che si traduce in un protocollo di accesso alle applicazioni wireless. In linea di principio, WAP può essere definito una versione semplificata del protocollo Internet standard HTTP, adattato solo alle risorse limitate dei telefoni cellulari, come display di piccole dimensioni, piccoli processori per telefoni e basse velocità di trasmissione dati nelle reti mobili. Tuttavia, questo protocollo non consentiva la visualizzazione di pagine Internet standard, dovevano essere scritte nel linguaggio WML, adattato per i telefoni cellulari. Di conseguenza, sebbene gli abbonati alle reti cellulari abbiano avuto accesso a Internet, si è rivelato molto "ridotto" e di scarso interesse. Inoltre per accedere ai siti WAP è stato utilizzato lo stesso canale di comunicazione della trasmissione vocale, ovvero mentre si carica o si visualizza una pagina il canale di comunicazione è occupato e sul conto personale viene addebitato lo stesso denaro che durante la conversazione . Di conseguenza, una tecnologia piuttosto interessante è stata praticamente sepolta per qualche tempo ed è stata utilizzata molto raramente dagli abbonati di reti cellulari di vari operatori.
I produttori di apparecchiature cellulari dovevano cercare urgentemente modi per aumentare la velocità di trasferimento dei dati e, di conseguenza, è nata la tecnologia HSCSD (High-Speed ​​​​Circuit Switched Data), che forniva una velocità abbastanza accettabile - fino a 43 kilobit al secondo. Questa tecnologia era popolare tra una certa cerchia di utenti. Tuttavia, questa tecnologia non ha perso lo svantaggio principale del suo predecessore: i dati venivano comunque trasmessi tramite il canale vocale. Gli sviluppatori hanno dovuto fare di nuovo una ricerca meticolosa. Gli sforzi degli ingegneri non sono stati vani e abbastanza recentemente è nata una tecnologia chiamata GPRS (General Packed Radio Services): questo nome può essere tradotto come un sistema di trasmissione di dati radio a pacchetto. Questa tecnologia utilizza il principio della separazione dei canali per la trasmissione di voce e dati. Di conseguenza, l'abbonato paga non per la durata della connessione, ma solo per il volume dei dati trasmessi e ricevuti. Inoltre, GPRS ha un altro vantaggio rispetto alle precedenti tecnologie di dati mobili: durante una connessione GPRS, il telefono è ancora in grado di ricevere chiamate e messaggi SMS. Al momento, i moderni modelli di telefoni in commercio sospendono la connessione GPRS quando si effettua una chiamata, che viene ripresa automaticamente al termine della chiamata. Tali dispositivi sono classificati come terminali GPRS di classe B. È prevista la produzione di terminali di classe A che consentiranno di scaricare contemporaneamente dati e condurre una conversazione con un interlocutore. Esistono anche dispositivi speciali progettati solo per la trasmissione di dati, e sono chiamati modem GPRS o terminali di classe C. Teoricamente, GPRS è in grado di trasmettere dati a una velocità di 115 kilobit al secondo, ma al momento la maggior parte degli operatori di telecomunicazioni fornisce un canale di comunicazione che permette di sviluppare velocità fino a 48 kilobit al secondo. Ciò è dovuto principalmente all'equipaggiamento degli stessi operatori e, di conseguenza, alla mancanza sul mercato di telefoni cellulari che supportino velocità più elevate.

Con l'avvento del GPRS, il protocollo WAP è stato nuovamente ricordato, perché ora, con l'aiuto della nuova tecnologia, l'accesso a piccole pagine WAP è molte volte più economico rispetto ai tempi di CSD e HSCSD. Inoltre, molti operatori di telecomunicazioni forniscono accesso illimitato alle risorse della rete WAP con un piccolo canone mensile.
Con l'avvento del GPRS, le reti cellulari hanno cessato di essere chiamate reti di seconda generazione: 2G. Attualmente siamo nell'era del 2.5G. I servizi non vocali stanno diventando sempre più richiesti, c'è una fusione di telefono cellulare, computer e Internet. Sviluppatori e operatori ci offrono sempre più diversi servizi aggiuntivi.
Quindi, sfruttando le funzionalità del GPRS, è stato creato un nuovo formato di messaggistica, chiamato MMS (Multimedia Messaging Service - Multimedia Messaging Service), che, a differenza degli SMS, consente di inviare non solo testo, ma anche varie informazioni multimediali da un cellulare telefono, ad esempio, registrazioni audio, fotografie e persino videoclip. Inoltre, un messaggio MMS può essere inviato sia a un altro telefono che supporta questo formato, sia a una casella di posta elettronica.
Aumentare la potenza dei processori del telefono ora consente di scaricare ed eseguire vari programmi su di esso. Per la loro scrittura, viene spesso utilizzato il linguaggio Java2ME. Ora è facile per i possessori della maggior parte dei telefoni moderni connettersi al sito degli sviluppatori di applicazioni Java2ME e scaricare, ad esempio, un nuovo gioco o un altro programma necessario sul proprio telefono. Inoltre, nessuno sarà sorpreso dalla possibilità di collegare il telefono a un personal computer per salvare o modificare una rubrica o un organizer su un PC utilizzando un software speciale, il più delle volte fornito con il telefono; mentre sei in viaggio, utilizzando un sacco di telefono cellulare + laptop, accedi a Internet a tutti gli effetti e visualizza la tua e-mail. Tuttavia, le nostre esigenze sono in costante crescita, il volume delle informazioni trasmesse cresce quasi ogni giorno. E sempre più requisiti vengono proposti ai telefoni cellulari, per cui le risorse delle attuali tecnologie non sono sufficienti per soddisfare le nostre crescenti richieste.

È proprio per la soluzione di queste richieste che sono destinate reti di terza generazione 3G di recente realizzazione, in cui la trasmissione dei dati prevale sui servizi voce. 3G non è uno standard di comunicazione, ma un nome generico per tutte le reti cellulari ad alta velocità che cresceranno e stanno già crescendo rispetto a quelle attuali. Le enormi velocità di trasferimento dei dati consentono di trasferire immagini video di alta qualità direttamente sul telefono, per mantenere una connessione costante a Internet e alle reti locali. L'uso di nuovi sistemi di sicurezza migliorati consente oggi di utilizzare il telefono per varie transazioni finanziarie: un telefono cellulare è in grado di sostituire una carta di credito.

È del tutto naturale che le reti di terza generazione non diventino la fase finale dello sviluppo delle comunicazioni cellulari - come si suol dire, il progresso è inesorabile. La continua integrazione di vari tipi di comunicazione (cellulare, satellitare, televisione, ecc.), l'emergere di dispositivi ibridi, tra cui cellulare, palmare, videocamera, porterà sicuramente alla nascita di reti 4G, 5G. E oggi anche gli scrittori di fantascienza difficilmente saranno in grado di raccontare come andrà a finire questo sviluppo evolutivo.

A livello mondiale vengono utilizzati circa 2 miliardi di unità di telefoni cellulari, di cui più di due terzi sono collegati allo standard GSM. Il secondo più popolare è CDMA, mentre il resto rappresenta standard specifici utilizzati principalmente in Asia. Ora nei paesi sviluppati c'è una situazione di "sazietà", quando la domanda smette di crescere.

Cellulare mobile

cellulare- uno dei tipi di comunicazioni radio mobili, su cui si basa rete cellulare. La caratteristica fondamentale è che l'area di copertura totale è suddivisa in celle (celle) determinate dalle aree di copertura delle singole stazioni base (BS). Le celle si sovrappongono parzialmente e insieme formano una rete. Su una superficie ideale (piatta e non sviluppata), l'area di copertura di una BS è un cerchio, quindi la rete composta da esse sembra dei favi con celle esagonali (favi).

È interessante notare che nella versione inglese la connessione è chiamata "cellular" o "cellular" (cellulare), che non tiene conto delle celle esagonali.

La rete è composta da ricetrasmettitori distanziati nello spazio operanti nella stessa gamma di frequenze e apparecchiature di commutazione che consentono di determinare la posizione corrente degli abbonati mobili e garantire la continuità della comunicazione quando un abbonato si sposta dall'area di copertura di un ricetrasmettitore alla copertura zona di un altro.

Storia

Il primo utilizzo della radio per telefoni cellulari negli Stati Uniti risale al 1921: la polizia di Detroit utilizzava una comunicazione unidirezionale nella banda dei 2 MHz per trasmettere le informazioni da un trasmettitore centrale ai ricevitori montati sul veicolo. Nel 1933 il NYPD iniziò a utilizzare un sistema radiotelefonico mobile a due vie, sempre sulla banda dei 2 MHz. Nel 1934, la Commissione federale per le comunicazioni degli Stati Uniti assegnò 4 canali per le comunicazioni radio telefoniche nell'intervallo 30 ... 40 MHz e nel 1940 circa 10mila veicoli della polizia utilizzavano già le comunicazioni radio telefoniche. Tutti questi sistemi utilizzavano la modulazione di ampiezza. La modulazione di frequenza iniziò ad essere utilizzata nel 1940 e nel 1946 aveva completamente soppiantato la modulazione di ampiezza. Il primo radiotelefono mobile pubblico apparve nel 1946 (St. Louis, USA; Bell Telephone Laboratories), utilizzava la banda dei 150 MHz. Nel 1955 iniziò a funzionare un sistema a 11 canali nella banda dei 150 MHz e nel 1956 un sistema a 12 canali nella banda dei 450 MHz. Entrambi questi sistemi erano simplex e utilizzavano la commutazione manuale. I sistemi duplex automatici hanno iniziato a funzionare rispettivamente nel 1964 (150 MHz) e nel 1969 (450 MHz).

In URSS Nel 1957, un ingegnere di Mosca L. I. Kupriyanovich creò un prototipo di un radiotelefono mobile duplex automatico indossabile LK-1 e una stazione base per esso. Il radiotelefono mobile pesava circa tre chilogrammi e aveva una portata di 20-30 km. Nel 1958, Kupriyanovich creò modelli migliorati dell'apparato, del peso di 0,5 kg e delle dimensioni di un portasigarette. Negli anni '60, Christo Bochvarov dimostrò il suo prototipo di radiotelefono mobile tascabile in Bulgaria. Alla mostra Interorgtekhnika-66, la Bulgaria presenta un set per l'organizzazione della comunicazione mobile locale da telefoni cellulari tascabili PAT-0.5 e ATRT-0.5 e una stazione base RATC-10 che collega 10 abbonati.

Alla fine degli anni '50 iniziò in URSS lo sviluppo del sistema radiotelefonico per auto Altai, che fu messo in funzione nel 1963. Il sistema Altai inizialmente operava a una frequenza di 150 MHz. Nel 1970, il sistema Altai operava in 30 città dell'URSS e gli era stata assegnata una banda di 330 MHz.

Allo stesso modo, con differenze naturali e su scala minore, la situazione si è sviluppata in altri paesi. Pertanto, in Norvegia, la radio del telefono pubblico è stata utilizzata come comunicazioni mobili marittime dal 1931; nel 1955 c'erano 27 stazioni radio costiere nel paese. Le comunicazioni mobili terrestri iniziarono a svilupparsi dopo la seconda guerra mondiale sotto forma di reti private commutate a mano. Così, nel 1970, la radiocomunicazione mobile, da un lato, era già diventata abbastanza diffusa, ma dall'altro chiaramente non stava al passo con esigenze in rapida crescita, con un numero limitato di canali in bande di frequenza rigorosamente definite. La soluzione è stata trovata sotto forma di un sistema di comunicazione cellulare, che ha permesso di aumentare notevolmente la capacità grazie al riutilizzo delle frequenze in un sistema a struttura cellulare.

Naturalmente, come di solito accade nella vita, i singoli elementi del sistema di comunicazione cellulare esistevano prima. In particolare, una parvenza di sistema cellulare è stata utilizzata nel 1949 a Detroit (USA) da un servizio di spedizione taxi - con il riutilizzo delle frequenze in diverse celle con cambio manuale dei canali da parte degli utenti in luoghi predeterminati. Tuttavia, l'architettura del sistema che oggi è noto come sistema di comunicazione cellulare è stata delineata solo in un rapporto tecnico della società Bell System, presentato alla Commissione federale per le comunicazioni degli Stati Uniti nel dicembre 1971. E da quel momento, lo sviluppo della comunicazione cellulare vero e proprio, che è diventato veramente trionfante dal 1985 negli ultimi dieci e più anni.

Nel 1974, la Commissione federale per le comunicazioni degli Stati Uniti ha deciso di assegnare una banda di frequenza di 40 MHz per le comunicazioni cellulari nella banda di 800 MHz; nel 1986 gli furono aggiunti altri 10 MHz nella stessa gamma. Nel 1978, Chicago iniziò a testare il primo sistema di comunicazione cellulare sperimentale per 2.000 abbonati. Pertanto, il 1978 può essere considerato l'anno dell'inizio dell'applicazione pratica delle comunicazioni cellulari. Il primo sistema di comunicazione cellulare commerciale automatico è stato anche messo in funzione a Chicago nell'ottobre 1983 da American Telephone and Telegraph (AT&T). La comunicazione cellulare è utilizzata in Canada dal 1978, in Giappone dal 1979, nei paesi scandinavi (Danimarca, Norvegia, Svezia, Finlandia) dal 1981, in Spagna e Inghilterra dal 1982. A partire da luglio 1997 le comunicazioni cellulari operavano in più di 140 paesi su tutti i continenti, servendo più di 150 milioni di abbonati.

La prima rete cellulare di successo commerciale è stata la rete finlandese Autoradiopuhelin (ARP). Questo nome è tradotto in russo come "Autoradiotelefono". Lanciato in città, ha raggiunto il 100% di copertura del territorio della Finlandia nel. La dimensione della cella era di circa 30 km, in città aveva più di 30mila abbonati. Ha lavorato ad una frequenza di 150 MHz.

Il principio di funzionamento della comunicazione cellulare

I componenti principali della rete cellulare sono i telefoni cellulari e stazioni base. Le stazioni base si trovano solitamente sui tetti di edifici e torri. Quando è acceso, il cellulare ascolta l'aria, trovando un segnale dalla stazione base. Il telefono invia quindi il proprio codice identificativo univoco alla stazione. Il telefono e la stazione mantengono un contatto radio costante, scambiandosi periodicamente i pacchetti. La comunicazione tra il telefono e la stazione può avvenire su protocollo analogico (NMT-450) o digitale (DAMPS, GSM, ing. devolvere).

Le reti cellulari possono essere costituite da stazioni base di standard diversi, il che consente di ottimizzare la rete e migliorarne la copertura.

Le reti cellulari di diversi operatori sono collegate tra loro, così come alla rete telefonica fissa. Ciò consente agli abbonati di un operatore di effettuare chiamate agli abbonati di un altro operatore, dai telefoni cellulari ai fissi e dai fissi ai cellulari.

Gli operatori di diversi paesi possono stipulare accordi di roaming. Grazie a tali contratti, l'abbonato, anche all'estero, può effettuare e ricevere chiamate attraverso la rete di un altro operatore (sebbene a tariffe più elevate).

Comunicazione cellulare in Russia

In Russia, la comunicazione cellulare ha iniziato ad essere introdotta nel 1990, l'uso commerciale è iniziato il 9 settembre 1991, quando la prima rete cellulare in Russia è stata lanciata da Delta Telecom a St. una chiamata cellulare simbolica del sindaco di San Pietroburgo, Anatoly Sobchak . Nel luglio 1997, il numero totale di abbonati in Russia era di circa 300.000. Per il 2007, i principali protocolli di comunicazione cellulare utilizzati in Russia sono GSM-900 e GSM-1800. Inoltre, funziona anche UMTS. In particolare, il primo frammento della rete di questo standard in Russia è stato messo in funzione il 2 ottobre 2007 a San Pietroburgo da MegaFon. Nella regione di Sverdlovsk, la rete di comunicazione cellulare standard DAMPS, di proprietà della società Motiv Mobile Communications, continua a funzionare.

Nel dicembre 2008 c'erano 187,8 milioni di utenti cellulari in Russia (secondo il numero di schede SIM vendute). Il tasso di penetrazione delle comunicazioni cellulari (numero di SIM ogni 100 abitanti) a quella data era quindi del 129,4%. Nelle regioni, esclusa Mosca, il tasso di penetrazione ha superato il 119,7%.

La quota di mercato dei maggiori operatori cellulari a dicembre 2008 era: 34,4% per MTS, 25,4% per VimpelCom e 23,0% per MegaFon.

Nel dicembre 2007, il numero di utenti cellulari in Russia è aumentato a 172,87 milioni di abbonati, a Mosca - fino a 29,9, a San Pietroburgo - fino a 9,7 milioni Il livello di penetrazione in Russia - fino al 119,1%, Mosca - 176% , San Pietroburgo - 153%. La quota di mercato dei maggiori operatori cellulari a dicembre 2007 era: MTS 30,9%, VimpelCom 29,2%, MegaFon 19,9%, altri operatori 20%.

Secondo i dati della società di ricerca britannica Informa Telecoms & Media per il 2006, il costo medio di un minuto di comunicazione cellulare per un consumatore in Russia era di $ 0,05: questa è la cifra più bassa tra i paesi del G8.

Sulla base di uno studio sul mercato russo delle comunicazioni cellulari, IDC ha concluso che nel 2005 la durata totale delle conversazioni sul cellulare degli abitanti della Federazione Russa ha raggiunto i 155 miliardi di minuti e sono stati inviati 15 miliardi di messaggi di testo.

Secondo uno studio di J "son & Partners, il numero di carte SIM registrate in Russia alla fine di novembre 2008 ha raggiunto 183,8 milioni.

Guarda anche

Fonti

Collegamenti

• Sito informativo su generazioni e standard di comunicazioni cellulari.
• Comunicazioni cellulari in Russia 2002-2007, statistiche ufficiali