Стандарты сотовых сетей и их различия

Схемы построения сетей различных стандартов в самых общих чертах напоминают одна другую. Во всех них, как это уже было показано выше, базовые станции, обслуживающие абонентские трубки в конкретной соте через контроллеры замыкаются на центры коммутации, а уже через последние осуществляется выход в различного типа внешние сети связи. Данная схема приведена на Рис.  2 .6. В ней использованы наиболее часто используемые английские аббревиатуры.

Рис. 2.6. Схема построения сотовой сети

где,

BTS (Base Transceiver Station) — базовая приемопередающая станция

SU (Select Unit) — устройство оценки качества и выбора кадров для сетей связи стандарта CDMA

BSC (Base Station Controller) — контроллер базовой станции

OMC (Operations and Maintenance Center) — центр управления и обслуживания

MSC (Mobile Switching Center) — центр коммутации подвижной связи

DB (Data Base) — база данных

PSTN (Public Switching Telephone Network) — телефонная сеть общего пользования

ISDN (Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией служб

PDN (Packet Data Network) — сеть пакетной передачи

Ниже будут рассмотрены стандарты, которые используются на территории России: NMT, AMPS/D-AMPS, GSM, CDMA.

Аналоговые стандарты первого поколения

Во всех аналоговых стандартах применяется частотная модуляция (FM) для передачи информации и частотная манипуляция для передачи информации управления или сигнализации. Для передачи информации — применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA). Крупнейшим, по числу абонентов, аналоговым стандартом сотовой связи является скандинавский стандарт NMT-450.

Стандарт nmt-450 (450mHz)

Аналоговая сотовая система подвижной радиосвязи NMT-450 Скандинавских стран (The Nordic Mobile Telephone System), разработан совместно Администрациями связи Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции. Старейший сотовый стандарт, применяемый на территории России.

Коммерческая эксплуатация сетей на основе стандарта NMT-450 началась в Скандинавских странах с 1981 года в диапазоне 450-467 МГц. В основе этого стандарта лежит множественный доступ с частотным разделением (FDMA) — наиболее простой из трёх методов множественного доступа, как по своей идее, так и по возможности реализации.

Система снабжена четырьмя типами абонентских подвижных станций:

• обычные подвижные станции

• подвижные станции с приоритетом

• портативные подвижные станции

• подвижные станции — таксофоны.

Система обеспечивает:

• вхождение в связь и регистрацию стоимости разговора как из ПС, так и наоборот, в автоматическом режиме;

• возможность организации связи между ПС и любым абонентом стационарной телефонной сети или любой другой ПС, включенной в систему, независимо от страны;

• возможность автоматического поиска подвижного абонента в пределах объединенных сетей (например, Скандинавских стран).

Принцип работы подвижной системы радиосвязи основан на взаимодействии с фиксированной телефонной сетью. Каналы связи каждой БС подразделяются и каналы управления (вызова). По КУ передается специальный сигнал опознавания. По свободным разговорным каналам транслируется другой сигнал опознавания, подтверждающий, что канал свободен и может быть использован для ведения переговоров. Все ПС, находящиеся в зоне действия БС, постоянно работают на прием на частоте КУ.

К недостаткам NMT-450 можно также отнести высокую мощность телефона (до 2 Вт), что оказывает негативное воздействие на организм человека с одной стороны, и ведет к быстрому разряду батареи с другой. Но основным недостатком NMT-450 при эксплуатации в России стало появление “двойников”, т.е. сканировался номер и идентификатор телефона и программировался параллельный телефон. Для борьбы с двойниками, по заказу компании МСС, в Швеции была разработана новая модификация стандарта, получившая индекс “i”.

В стандарте NMT-450i используется механизм SIS (Subscriber Identity Security). В каждом телефоне NMT есть микросхема SIS-процессор. В каждой такой микросхеме прошито 18-значное число (SIS-код) — как бы алгоритм обработки. Этот SIS-код уникален и двух одинаковых не существует. Есть всемирный банк данных в Швеции, который распределяет между производителями эти SIS-кода.

Также в NMT есть понятие RID — радиоидентификатор — это семизначный номер, также уникальный во всем мире. За Россией закреплены RIDы, начинающиеся с 0 и с 4.

Когда телефон хочет выйти на станцию, то он сначала передает свой RID, станция идентифицирует его номер и для проверки подлинности высылает телефону произвольное число. SIS-процессор обрабатывает это число и высылает ответ на станцию. Коммутатор сравнивает это число со своей обработкой и если числа совпадают, то устанавливает связь, если не совпадают, то дает отбой телефону.

К достоинствам данного стандарта можно отнести:

• большой радиус покрытия одной базовой станции (до 45 км);

• относительная дешевизна базовых станций.