1.12 Мобильные сети

В мобильной (сотовой) сети, помимо обычных АТС, появляются новые узлы – ба­зовые станции. Это стационарные радиостанции, обеспечивающие двустороннюю ра­диосвязь с каждым из абонентов в зоне своего действия. Таким образом, мобильная сеть, включающая большое число базовых станций, каждая из которых обслуживает сравнительно небольшую площадь (соту), в целом может охватывать огромные терри­тории. Абонент мобильной сети может свободно перемещаться по всей этой террито­рии, всегда оставаясь на связи. Поскольку большое количество абонентов совместно используют большое количество базовых станций, себестоимость услуг мобильной связи оказывается вполне приемлемой, что обеспечивает её огромную популярность (рисунок 1.11).

Количество мобильных абонентов во всем мире быстро растет, приближаясь к мил­лиарду, то есть к количеству «проводных» абонентов. Согласно прогнозам, уже к концу 2002 г. мобильных абонентов будет больше, чем обычных.

Рисунок 1.11 - Мобильная сеть

Коммутация звонков в условиях мобильности абонентов сильно отличается от ком­мутации в традиционных сетях. Базовую станцию можно упрощённо представить как набор из большого количества «телефонных розеток», а мобильное абонентское ус­т­ройство – как обычный стационарный телефон, который подключают (по радио, разу­меется) к свободной розетке ближайшей базовой станции. При перемещении из соты в соту телефон автоматически переключается в одну из свободных розеток другой стан­ции (причем сам абонент может даже не догадываться о таких переключениях).

Каждый мобильный телефон имеет свой уникальный номер, который хранится в SIM-карте телефона и используется для идентификации абонента оборудованием сото­вой связи. По этому номеру собственно и определяется, какой из абонентов временно подключился к данной «телефонной розетке» (для этого включённый мобильный теле­фон периодически обменивается специальными радиосообщениями с ближайшей базо­вой станцией сети).

В обычной телефонной сети каждому телефонному номеру соответствует всегда одна и та же линия (или группа линий в случае «многоканального телефона», но всё равно это всегда одна и та же группа). В мобильной же сети соответствие между «лини­ями» и абонентами постоянно меняется, поэтому оборудование АТС должно непре­рывно поддерживать и обновлять специальную базу данных, в которой хранится это соответствие для каждого абонента сети. В результате, в соответствии с постоянно ме­няющейся информацией из этой базы данных, звонки, адресованные одному и тому же абоненту, могут в разное время направляться на разные линии, связывающие АТС и базовые станции.

Абонент может переходить от соты к соте прямо во время разговора. А это значит, что коммутация должна происходить не только на этапе установления соединения, но и непосредственно во время разговора. Она должна производится очень быстро, макси­мально незаметно для разговаривающего абонента.

Процедура переключения звонка между базовыми станциями во время разговора называется хэндовером (hand-over).

Компании-провайдеры сотовой связи могут заключать между собой соглашения о взаимном обслуживании своих абонентов. При этом абонент одной компании может переходить в зону обслуживания другой компании и продолжать принимать входящие и совершать исходящие звонки. Эта услуга называется роумингом.

Например, в сетях стандарта GSM роуминг реализуется следующим образом. Або­нент компании A попадает в зону обслуживания компании Б. Его сотовый телефон пе­редаёт свой уникальный номер, а также код компании А ближайшей базовой стан­ции, которая передаёт запрос в АТС компании Б. Телефон регистрируется в специ­альной «гостевой» базе данных компании Б, затем по специальной сети передачи дан­ных, свя­зывающей А и Б, направляется запрос в базу данных А. В этой базе запомина­ется ин­формация о том, что абонент находится где-то в зоне обслуживания компа­нии Б. Те­перь все входящие звонки, адресованные абоненту, попав в АТС компании А, авто­ма­тически перенаправляются в АТС компании Б, где в соответствии с «гостевой» базой данных отправляются на соответствующую базовую станцию.

Таким образом, для реализации роуминга мобильные сети должны использовать специальные совместимые между собой базы данных и специальную сеть передачи данных для автоматической передачи запросов.

Каждое абонентское устройство (мобильный телефон) должно быть совместимо с оборудованием базовой станции, то есть поддерживать один и тот же стандарт мобиль­ной связи. В настоящее время в мире распространено большое количество таких стан­дартов – DAMPS, NMT, GSM, CDMA и т. д. Все они используют различные радио­час­тоты и способы совместной передачи нескольких одновременных разговоров в преде­лах одной соты (через разделение частот, разделение времени, разделение кода и т. д.), обеспечивают разное качество связи и защищённость, имеют различную слож­ность реализации и, соответственно, себестоимость.

Мобильные сети не обязательно должны охватывать большие территории и обслу­живаться сторонними компаниями-провайдерами. Мобильная сеть может исполь­зо­ваться для собственных нужд как внутренняя телефонная сеть в пределах некоторой организации, охватывая только её внутренние помещения и прилегающие территории. Такая сеть называется микросотовой.

Стандарты, предназначенные для сотовых сетей общего пользования, оказываются нерентабельны в условиях микросотовой сети. Поэтому микросотовую связь обычно реализуют на основе специализированных стандартов, самым распространённым из ко­торых является DECT.

Оборудование DECT включает особые базовые станции, устанавливаемые в поме­щениях организации, и специальные радиотелефоны стандарта DECT. Важно отметить, что фирмы-производители базовых станций и телефонов могут быть разными: любой DECT-телефон может использоваться любой базовой станцией. Некоторые производи­тели даже выпускают комбинированные сотовые телефоны, поддерживающие как GSM, так и DECT.

Каждый DECT-телефон необходимо предварительно регистрировать как «свой» в сети, назначая ему при этом внутренний телефонный номер. Защищённость стандарта DECT обеспечивает достаточный уровень конфиденциальности, необходимый в корпо­ративных сетях.

Телефоны DECT поддерживают все функции современного аналогового телефона, необходимые при эксплуатации во внутренних сетях, включая кнопку «FLASH» и Caller ID.

DECT может поддерживаться как непосредственно оборудованием мини-АТС наря­ду с обычными «стационарными» внутренними линиями, так и с помощью внешнего выносного модуля, подключаемого к мини-АТС через набор внутренних ли­ний. Во втором случае можно использовать «традиционную» мини-АТС и DECT-модуль от различных производителей, однако такое решение может оказаться дороже, чем в случае «встроенной» поддержки DECT внутри самой мини-АТС.

Рисунок 1.17 - Мини-АТС со встроенной поддержкой DECT

Рисунок 1.18 - Реализация DECT через дополнительный модуль

DECT отлично подходит и для домашнего использования в качестве альтернативы для традиционных радиотелефонов, у которых базовая станция и трубка всегда должны быть от одного и того же производителя. Для домашних пользователей выпускаются специальные базовые станции стандарта DECT, подключаемые к городской телефон­ной линии как обычный телефон. Пользователь может докупать по своему желанию и вкусу дополнительные трубки от любых производителей. Кроме того, DECT гаранти­рует защиту от телефонного пиратства – главной проблемы владельцев традиционных радиотелефонов.

2 Расчетная часть

2.1 Построение схемы разговорного тракта между телефонными аппаратами разных местных сетей

Междугородная телефонная сеть включает АМТС, узлы автоматической коммутации первого (УАК I) и второго ( УАК II) класса и пучки телефонных: каналов, связывающие станции и узлы между собой.

Число УАК в соединительном тракте между любыми двумя АМТС не должно превышать четырех. Это требование определено более общим: соединительный тракт на всей коммутируемой сети страны не должен содержать более 11 коммутируемых участков.

Построить схему разговорного тракта между абонентами разных местных сетей. Пусть:

исходящая сеть – районированная ГТС;

входящая сеть - СТС;

междугородная сеть - АМТС - УАК II - - АМТС. Схема разговорного тракта приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Схема разговорного тракта

При распределении величины остаточного затухания следует учитывать следующие рекомендации:

- остаточное затухание междугородного канала между двумя телефонными аппаратами на частоте 800 Гц не должно превышать 30 дБ;

- остаточное затухание четырехпроводной части зонового канала равно 7 дБ, абонентской линии - 4,5 дБ, СЛМ и ЗСЛ - 4 дБ;

- ОС, УС, ЦС, АТС, УИС, УВС, АМТС при двухпроводной коммутации не более 1 дБ, при четырехпроводной – 0 дБ;

- все УАК имеют остаточное затухание 0,5 дБ.