6 Сотовые сети связи
Сотовая связь – это общедоступная (если не считать цены) телефонная связь, рассчитанная на обслуживание подвижных абонентов, предоставляющая все виды услуг обычной телефонной связи.
Идея сотовой связи относится к 1921 г., когда для полиции г. Детройта разрабатывалась диспетчерская связь.
Первый радиотелефон разработан в 1946г. в США фирмой Белл.
Система сотовой связи – это сложная и гибкая техническая система, допускающая большое разнообразие, как по вариантам, так и по наборам выполняемых функций. Система строится в виде совокупности ячеек, покрывающих обслуживаемую территорию. Сеть представляет собой центр коммутации (ЦК) количество которых один или два, множество ячеек (сот) радиусом от 500 метров до 35 км, в каждой из которых размещена базовая станция (БС).
Общие принципы построения ССС;
|
|
|
|
Подключение ячеек к ЦК;
|
|
|
|
Ячейка с БС и оконечными терминалами.
Ниже представлена схема подключения подвижных оконечных терминалов через один или два центра коммутации:
|
|
|
|
При перемещении абонента его оконечный терминал обслуживается разными ячейками, т.е. по мере приближения к границам ячеек уровень сигнала от базовой станции ячейки А уменьшается и после пересечения границы ячеек терминал начинает обслуживаться базовой станцией соседней ячейки В (рис. ниже)
С целью увеличения емкости сотовой сети связи может быть использован принцип повторного использования спектра частот.
Спектры частот ячеек обозначены буквами А, В, С, Е, К и т.д. Стрелками показана замена одной полосы частот на другую.
|
|
|
|
Сотовые сети связи используют разные стандарты:
- GSM – 900, 1800, 1900 мГц с шириной канала 200кГц, с возможностью организации шести цифровых каналов;
- АМРS и D-AMPS - 840 мГц с шириной канала 30 кГц с возможностью организации трех цифровых каналов;
- стандарт IMT , будет использоваться с 2000 года;
- UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), будет использоваться с 2002 года.
Рассмотрим схему установления соединения и укрупненный алгоритм при организации связи от абонента ССС к абоненту сети общего пользования.
Вызов – запрос закрепленного канала для установления соединения.
Контроллер базовой станции назначает канал.
Станция через назначенный канал проводит аутентификацию (подтверждение подлинности абонента системы подвижной связи) и выдает запрос на вызов (с номером вызываемого абонента).
ЦК выдает к5оманду на назначение канала трафика ТСН.
ЦК выдает номер вызываемого абонента на сеть общего пользования, после ответа абонента завершает соединение.
Популярность сотовой сети связи на 1.01.91г.:
Количество терминалов Швеция - 482.200.
США - 5.100.000
Канада - 532.000
Югославия - 100
Япония - 787.900
Финляндия - 226.000
Количество терминалов на 1000 жителей - США/Канада - 28
- Скандинавия - 50 (и это мах)
- Япония - 10
В последнее десятилетие на территории РУз получила свое развитие сотовая сеть связи несколькими фирмами в разной территорией охвата. Это Уздунробита и Рубикон, использующие стандарты АМРS / D-AMPS., Коском, Бузтел, Узмаком, ДЭУ Юнител, использующие стандарты GSM.
Наибольшее количество терминалов включено в сеть Уздунробиты – 28.000 из них 20.000 в Ташкентской зоне, остальные в других зонах (данные на 1.01.99г.). По общему количеству терминалов сетей следом идет ДЭУ Юнител и т.д,
Система персонального ручного телефона РНS (Personal Handy phone System) – радиосеть с малыми микро сотами 100 – 300 м, в которой абонентам организуется связь между соседними сотами без коммутационного центра и поэтому бесплатно. Базовые станции подключаются к существующей стационарной сети непосредственно или через промежуточные коммутаторы. Сеть характеризуется спектром частот 1895 – 1918 МГц, спектр канала 300кГц, число частотных каналов . Сеть в силу своей простоты и дешевизны получила массовое развитие в Японии. За период 1995 – 1997г.г. сеть увеличилась с нуля до 6,9 млн. терминалов.
Сети персонального радиовызова (пейджинг) - это сеть передачи коротких сообщений из центра системы на приемные терминалы (пейджеры).
Сообщения могут быть 4-х видов: тональные, цифровые, буквенно-цифровые, речевые.
Информация передается асинхронно, т.е. по очереди, происходит сдвиг по времени. В терминалах предусматривают дополнительные устройства: часы, календарь, регулировка частоты и громкости звукового сигнала и т.д. Терминалы работают только в режиме приема.
Беспроводный телефон и локальные беспроводные сети (ЛБС) это терминалы использования в квартирах и офисах. При множестве терминалов на сети (больше единицы) необходимо устанавливать коммутатор в квартире или офисе. На всем участке коммутатор ЛБС – оконечный терминал может отсутствовать шнур. Частотный диапазон сети на европейской территории – 900мГц при 40 частотных каналах и полосе 50кГц. В Америке это 1,7 МГц, каналов по 20кГц от БС к терминалам, а в обратном направлении 47,5мГц при 8 каналах по 12,5кГц.