Қазіргі адам онсыз өмірді елестете алмайтын ұялы байланыс дегеніміз не? Бұл соңғы арна сымсыз қосылым түрі. Желі ұяшықтар деп аталатын құрлық аймақтарына таратылады, олардың әрқайсысына кем дегенде бір тіркелген орны бар қабылдағыш қызмет көрсетеді, бірақ көбінесе үш ұялы немесе базалық қабылдағыш станциялары арқылы қызмет етеді. Олар ұяшықты дауысты, деректерді және басқа мазмұн түрлерін тасымалдау үшін пайдалануға болатын желі қамтуымен қамтамасыз етеді.
Бұл қалай жұмыс істейді?
Ұялы байланыс дегеніміз не? Кедергілерді болдырмау және әрбір ұяшықта кепілдендірілген қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету үшін ұяшық әдетте көрші жиіліктерден басқа жиіліктер жинағын пайдаланады (ұяшық принципі). Біріктірілген кезде бұл ұяшықтар кеңейтілген географиялық аймақта радиоқамтуды қамтамасыз етеді. Бұл портативті трансиверлердің айтарлықтай санына мүмкіндік береді (мысалы, мобильдіұялы кең жолақты модемдермен, пейджерлермен және т.б. жабдықталған телефондар, планшеттер және ноутбуктер) бір-бірімен және желідегі кез келген жерде тіркелген қабылдағыштармен және телефондармен базалық станциялар арқылы, тіпті кейбір қабылдағыштар жіберу кезінде бірнеше ұяшықтар арқылы өтсе де байланысады.
Ұялы байланыстың бірқатар пайдалы мүмкіндіктері бар:
- Сыйымдылығы бір үлкен таратқышқа қарағанда жоғары, өйткені олар әртүрлі ұяшықтарда болса, бірдей жиілікті бірнеше арнаға қолдануға болады.
- Ұялы құрылғылар бір таратқышқа немесе спутникке қосылғаннан гөрі аз қуат тұтынады, себебі ұяшық мұнаралары жақынырақ.
- Қосымша ұяшық мұнараларын шексіз қосуға болады және көріну шектелмейді. Жалғыз жерүсті таратқышқа қарағанда үлкенірек қамту.
Бұл бүгін қаншалықты дамыған?
Негізгі телекоммуникациялық қызмет провайдерлері Жердің елді мекендерінің көп бөлігінде дауыс пен мазмұнды тасымалдау үшін ұялы желілерді орналастырды. Бұл ұялы телефондар мен есептеу құрылғыларына стандартты телефон желісіне және жалпыға қолжетімді интернетке қосылуға мүмкіндік береді.
Ұялы байланыс операторларының аймақтары әртүрлі болуы мүмкін - ел аумағынан шағын нысанға дейін. Жеке ұялы желілерді зерттеу үшін немесе жергілікті қоғамдық қауіпсіздік агенттіктеріне немесе такси компаниясына қоңыраулар жіберу сияқты ірі ұйымдар мен саябақтар үшін пайдалануға болады.
Бүгінгі таңда қай ұялы байланыс операторы көшбасшы? Бүгінде әр елдің өз провайдерлері бар. Ресейде МТС пен Мегафон таралу бойынша бірінші орында.
Тұжырымдама
Ұялы байланыс дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді? Ұялы радиобайланыс жүйесінде осы қызметпен қамтамасыз етілетін жер аумағы рельефке және қабылдау сипаттамаларына байланысты үлгіде ұяшықтарға бөлінеді. Ол шамамен алтыбұрышты, шаршы, дөңгелек немесе басқа қалыпты пішін болуы мүмкін, бірақ алтыбұрышты ұяшықтар стандартты болып табылады. Осы ұяшықтардың әрқайсысына тиісті радиобазалық станцияларда болатын жиіліктер жинағы (f1 - f6) тағайындалған. Ұқсас жиіліктер көрші ұяшықтарда қайта пайдаланылмаса, жиіліктер тобын басқа ұяшықтарда қайта қолдануға болады, себебі бұл ортақ арнаның кедергісін тудыруы мүмкін.
Бір таратқыш желімен салыстырғанда ұялы желідегі өткізу қабілетінің артуы Bell Labs қызметкері Амос Джоэл әзірлеген мобильді коммутация жүйесі арқасында болды, бұл бір аймақтағы бірнеше абонентке қоңырауларды ауыстырған кезде бірдей жиілікті пайдалануға мүмкіндік берді. Бір қарапайым таратқыш болса, кез келген берілген жиілікте бір ғана қоңырауды пайдалануға болады. Өкінішке орай, бірдей жиілікті пайдаланатын басқа ұяшықтардың кедергілері сөзсіз болады. Бұл стандартты FDMA жүйесінде бірдей жиілікті қайта пайдаланатын ұяшықтар арасында кемінде бір бос орын болуы керек дегенді білдіреді.
Бұл технология қалай пайда болды?
Алғашқы коммерциялық 1G ұялы байланыс желісін Жапонияда Nippon Telegraph and Telephone (NTT) компаниясы 1979 жылы алғашында Токио астанасында іске қосты. Бес жыл ішінде ол Жапонияның бүкіл халқын қамту үшін кеңейтіліп, бірінші ұлттық 1G желісі болды.
Ұялы кодтау
Ұялы байланыстың не екенін түсіну үшін оның стандарттарын түсіну керек. Сигналдарды бірнеше түрлі таратқыштардан ажырату үшін бірнеше қолжетімділіктің келесі түрлері әзірленді:
- уақыт бойынша бөлу (TDMA);
- жиілік бөлімі (FDMA);
- Код бөлімі (CDMA);
- Ортогональды жиілік бөлімі (OFDMA).
TDMA-да әр ұяшықта әртүрлі пайдаланушылар пайдаланатын жіберу және қабылдау уақыт аралығы әртүрлі.
FDMA-да әр ұяшықтағы әртүрлі пайдаланушылар пайдаланатын жіберу және қабылдау жиіліктері әртүрлі.
CDMA принципі күрделірек, бірақ бірдей нәтижеге жетеді: таратылған трансиверлер бір ұяшықты таңдап, оны тыңдай алады.
TDMA бір ұяшықты қамту аймағында бірнеше арнаны қамтамасыз ету үшін кейбір жүйелерде FDMA немесе CDMA бірге пайдаланылады.
Заманауи тренд
Планшеттегі LTE ұялы байланысы дегеніміз не? Жақында ортогональды жиілікті бөлуге негізделген жүйелер көп қолжетімділік сияқтыLTE, жиілікті қайта пайдалану 1.
Мұндай жүйелер сигналды жиілік диапазонында таратпайтындықтан, ұяшық аралық радиоресурсты басқару әртүрлі ұяшықтар арасындағы ресурстарды бөлуді үйлестіру және ұяшық аралық кедергілерді шектеу үшін маңызды. Стандартта әлдеқашан анықталған жасушааралық кедергілерді үйлестірудің (ICIC) әртүрлі әдістері бар.
Координацияланған жоспарлау, көп сайтты MIMO немесе көп учаскелік сәулені қалыптастыру болашақта стандартталатын ұяшық аралық радиоресурсты басқарудың басқа мысалдары болып табылады.
Тарату хабарлары мен сигналдары
Ұялы телефон дегеніміз не? Анықтамасы жоғарыда берілген. Әрбір дерлік мұндай жүйенің қандай да бір хабар тарату механизмі бар. Бұл ақпаратты бірнеше ұялы телефондарға тарату үшін тікелей пайдалануға болады. Осы мақсатта ұялы күшейткіштер де қолданылады.
Әдетте, мысалы, ұялы телефония жүйелерінде таратылатын ақпаратты ең маңызды пайдалану мобильді қабылдағыш пен базалық станция арасындағы жеке байланыс үшін арналарды орнату болып табылады. Бұл ұялы сигнал деп аталады. Әдетте үш түрлі сигнал беру процедурасы қолданылады: сериялық, параллельді және таңдамалы.
Пейджинг процесінің мәліметтері желіден желіге қарай біршама өзгереді, бірақ әдетте телефон орналасқан ұяшықтардың шектеулі саны бар (бұл топ GSM немесе UMTS жүйесіндегі қамту аймағы немесе маршруттау деп аталады) сеанс қатысса, аймақ).деректер пакеті; LTE жүйесінде ұяшықтар бақылау аймағына топтастырылған).
Сигнал осы ұяшықтардың барлығына таратылатын хабар жіберу арқылы жүзеге асады. Ақпаратты жеткізу үшін сигналдық хабарламаларды пайдалануға болады. Бұл пейджерлерде, SMS хабарламаларын жіберуге арналған CDMA жүйелерінде және пакеттік қосылымдарда төмен төмен кідіріске мүмкіндік беретін UMTS жүйесінде орын алады.
Ұяшықтар арасындағы қозғалыс және деректерді жіберу
Ұялы байланыстың қазіргі түрі дегеніміз не? Ұялы байланыс жүйесінде үздіксіз байланыс кезінде бөлінген мобильді қабылдағыштар ұяшықтан ұяшыққа ауысқанда, бір ұяшық жиілігінен екіншісіне ауысу үзіліссіз және базалық станция операторынсыз немесе қолмен ауыстырып қосылмай электронды түрде жүзеге асырылады. Бұл мобильді деректер деп аталады. Әдетте, жаңа арна мобильді құрылғы үшін оған қызмет көрсететін жаңа базалық станцияда автоматты түрде таңдалады. Содан кейін құрылғы ағымдағы арнадан жаңасына автоматты түрде ауысады және байланыс жалғасады.
Ұялы байланысты бір базалық станциядан екіншісіне жылжытудың нақты мәліметтері жүйеден жүйеге айтарлықтай өзгереді.
GSM желінің архитектурасы
Ұялы желінің ең көп тараған мысалы – мобильді (ұялы) телефон желісі. Бұл ұялы сайт (база) немесе тарату мұнарасы арқылы қоңырауларды қабылдайтын немесе жасайтын портативті телефон. Радиотолқындар ұялы телефонға немесе ұялы телефоннан сигнал жіберу үшін пайдаланылады.
ЗаманауиҰялы желілер ұяшықтарды пайдаланады, себебі радиожиіліктер шектеулі жалпы ресурс болып табылады. Ұялы байланыс станциялары мен телефондары компьютердің басқаруымен жиілікті өзгертеді және аз қуатты таратқыштарды пайдаланады, осылайша радиожиіліктердің әдетте шектеулі санын көптеген абоненттер бір уақытта аз кедергімен пайдалана алады.
Байланыс қалай жұмыс істейді
Ұялы желіні ұялы байланыс операторы өз абоненттерінің қамту және сыйымдылығына қол жеткізу үшін пайдаланады. Үлкен географиялық аймақтар көру желісіндегі сигналдың жоғалуын болдырмау және сол аймақтағы белсенді телефондардың көп санын қолдау үшін кішірек ұяшықтарға бөлінген. Барлық қамту аймақтары телефон станцияларына (немесе коммутаторларға) қосылған, олар өз кезегінде жалпыға ортақ телефон желісіне қосылған.
Модем ретінде ұялы байланыс дегеніміз не? Шын мәнінде, бұл Интернет арқылы ақпарат пакеттерін жіберетін ұқсас қосылым.
Қалаларда әрбір ұяшық учаскесінің қашықтығы шамамен 0,80 км-ге дейін болуы мүмкін, ал ауылдық жерлерде бұл ауқым 8 км-ге дейін болуы мүмкін. Ашық жерлерде пайдаланушы ұяшық сайтынан сигналдарды 40 км-ге дейінгі қашықтықта қабылдауы мүмкін.
Ұялы телефондардың барлығы дерлік GSM, CDMA және AMPS ұялы байланысын пайдаланатындықтан, «ұялы телефон» термині «ұялы телефон» деген сөздің орнына қолданылады. Бірақ бұл құрылғылар арасындағы кейбір айырмашылықтарды қарастырған жөн.
Ұялы байланыс дегеніміз неiPhone-да? Бұл бір уақытта екі стандартты – GSM және CDMA арқылы желіге қосылу мүмкіндігі. Дегенмен, спутниктік телефондар жердегі ұялы байланыс мұнарасымен тікелей байланыспайтын, бірақ спутник арқылы жанама түрде байланыса алатын мобильді құрылғылар болып табылады.
Қандай байланыс пішімдерін пайдалануға болады?
Бірнеше түрлі сандық ұялы байланыс технологиялары бар, соның ішінде:
- Ұялы байланыстың жаһандық жүйесі (GSM).
- Жалпы пакеттік радио қызметі (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 деректері оңтайландырылған (EV-DO).
- GSM (EDGE) үшін жақсартылған деректер жылдамдығы.
- Әмбебап мобильді телекоммуникация жүйесі (UMTS).
- Цифрлық жақсартылған сымсыз байланыс (DECT).
- Сандық күшейткіш (IS-136 / TDMA).
- Біріктірілген цифрлық жетілдірілген желі (iDEN).
Қолданыстағы аналогтық стандарттан сандық стандартқа көшу Еуропа мен АҚШ-та мүлдем басқаша болды. Нәтижесінде АҚШ-та көптеген цифрлық стандарттар пайда болды, ал Еуропа мен көптеген елдер GSM-ге жақындады. Бұл iPhone телефондарының желідегі жұмысының ерекшелігін түсіндіреді.
Ұялы желі құрылымы
Ұялы желінің радиобайланыс тұрғысынан қарапайым көрінісі келесідей элементтерден тұрады:
- Базалық станцияның ішкі жүйесін құрайтын радио базалық станциялар желісі.
- Дыбыстық және мәтіндік қоңырауларды өңдеуге арналған негізгі коммутацияланған желі.
- Ұялы деректерді өңдеуге арналған пакеттік коммутация желісі.
- Абоненттерді кеңірек телефон желісіне қосуға арналған жалпыға ортақ телефон желісі.
Бұл желі GSM жүйесінің негізі болып табылады. Ол тұтынушылардың қажетті қызметті алуын қамтамасыз ету үшін көптеген функцияларды орындайды, соның ішінде ұтқырлықты басқару, тіркеу, қоңырауды реттеу және тапсыру.
Әр телефон желіге сәйкес ұяшықтың секторындағы RBS (радио базалық станция) арқылы қосылады, ол өз кезегінде Мобильді коммутация орталығына (MSC) қосылады. MSC жалпыға қолжетімді телефон желісіне (PSTN) қосылады. Телефоннан RBS байланысы жоғары сілтеме ретінде анықталады, ал қайтару жолы төмен сілтеме ретінде анықталады.
Деректер қалай жіберіледі?
Радиоарналар келесі бірнеше қатынау және мультиплекстеу схемаларын пайдалану арқылы тарату ортасын тиімді пайдаланады:
- жиілік бөлімі (FDMA);
- уақыт бойынша бөлу (TDMA);
- Код бөлімі (CDMA);
- Ғарыш бөлімі (SDMA).
Қамту аймағы базалық станцияларға қарағанда кішірек ұяшықтар келесідей жіктеледі:
- Microcell - 2 километрден аз.
- Picocell - 200 метрден аз.
- Femtocell - шамамен 10 метр.
Балалар үшін ұялы байланыс дегеніміз не? Бұл термин әдетте арнайы қызмет пакеттері бар арнайы "балалар" тарифтері ретінде түсініледі.
Желілердегі ұялы байланысұялы байланыс
Телефон пайдаланушысы қоңырау кезінде бір ұяшық аймағынан екіншісіне ауысқанда, мобильді станция қоңырауды үзбеу үшін қосылу үшін жаңа арнаны іздейді. Ол табылғаннан кейін желі мобильді құрылғыға жаңа арнаға ауысуды және бір уақытта қоңырауды соған ауыстыруды тапсырады.
CDMA пішімімен бірнеше телефон белгілі бір радио арнасын ортақ пайдаланады. Сигналдар әрбір құрылғыға тән жалған шу коды (PN коды) арқылы бөлінеді. Пайдаланушы бір ұяшықтан екіншісіне ауысқан кезде телефон бір уақытта бірнеше орынмен (немесе бір орынның секторларымен) радиобайланысты орнатады. Бұл «жұмсақ тапсыру» деп аталады, өйткені дәстүрлі ұялы технологиялардан айырмашылығы, телефонның жаңа ұяшыққа ауысатын жалғыз анықталған нүктесі жоқ. Сондықтан осы стандартты қолдану кезінде ұялы байланыс және интернет күшейткіштері пайдаланылады.
IS-95 жиілікаралық ауысуларда және NMT сияқты ескі аналогтық жүйелерде әдетте байланыс кезінде мақсатты арнаны тікелей тексеру мүмкін емес. Бұл жағдайда ИС-95-тегі басқару маяктары сияқты басқа әдістерді қолдану қажет. Бұл дегеніміз, жаңа арнаны іздеген кезде, ескі арнаға күтпеген жерден қайта оралу қаупі бар дерлік байланыста қысқа үзіліс болады.
Тұрақты байланыс болмаса немесе ол үзілсе, мобильді құрылғы өздігінен бір ұяшықтан екіншісіне ауысуы мүмкін, содан кейін ең күшті сигналы бар базалық станцияға хабарлауы мүмкін.
Таңдауұялы желілердегі ұялы байланыс жиіліктері
Жиіліктің ұяшықты қамтуға әсері әртүрлі жиіліктердің әртүрлі мақсаттарға жақсырақ сәйкес келетінін білдіреді. 450 МГц NMT сияқты төмен жиіліктер ауылды қамту үшін өте жақсы қызмет етеді. GSM 900 (900 МГц) шағын қалалық қамту үшін қолайлы шешім болып табылады.
GSM 1800 (1,8 ГГц) құрылымдық қабырғалармен шектеле бастады. 2,1 ГГц жиіліктегі UMTS қамту жағынан GSM 1800-ге өте ұқсас. Аймақтың ерекшеліктеріне байланысты ұялы байланыс операторлары әртүрлі қамту аймақтары мен жиіліктерін орнатады.
Жоғары жиіліктер қамтуға қатысты кемшілік, бірақ өткізу қабілетіне қатысты шешуші артықшылық. Мысалы, ғимараттың бір қабатын жабатын шағын ұяшықтар мүмкін болады және сол жиілікті іс жүзінде көрші ұяшықтар үшін пайдалануға болады.
Қамту және қызмет көрсету аймақтары
Ұяшықтың қызмет көрсету аймағы оның ішіндегі және айналасындағы жіберу жүйелерінің кедергілеріне байланысты өзгеруі мүмкін. Бұл әсіресе CDMA негізіндегі жүйелерге қатысты. Ресиверге белгілі бір сигнал-шуыл қатынасы қажет және таратқыш басқа таратқыштарға кедергі жасамас үшін тым жоғары қуатта жібермеуі керек.
Таратқыштан алынатын қуаттың артуына байланысты кедергі (шу) ұлғайған сайын сигнал бұзылып, сайып келгенде жарамсыз болып қалады. CDMA негізіндегі жүйелерде бір ұяшықтағы басқа мобильді таратқыштардың кедергілердің қамту аймағына әсері өте байқалады.
Қаптау мысалдарыҰялы қамтуды нақты провайдерлер веб-сайттарындағы кейбір қамту карталарын қарау немесе OpenSignal сияқты тәуелсіз краудсорсинг карталарын қарау арқылы көруге болады. Олар белгілі бір аумақта қандай ұялы байланыс операторы жұмыс істейтінін көрсетеді. Кейбір жағдайларда олар таратқыштың орнын белгілеуі мүмкін, басқаларында ол ең үлкен қамту нүктесін анықтау арқылы есептелуі мүмкін.
Ұялы қайталағыш ұяшықтың қамту аймағын үлкен аумақта кеңейту үшін қолданылады. Олар тұрғын үй мен кеңседе пайдалануға арналған кең жолақты қайталағыштардан бастап өнеркәсіптік пайдалануға арналған смарт немесе цифрлық қайталағыштарға дейін ауытқиды.
Әр ұялы байланыс провайдерінде әдетте код бойынша ерекшеленетін өз сандар диапазоны болады. Оны қоңырау шалушының қай аймақ және ұялы байланыс операторы бар екенін анықтау үшін пайдалануға болады.
