Вряд ли возможно сегодня найти человека, который бы никогда не пользовался сотовым телефоном. Но каждый ли понимает, как работает сотовая связь? Как устроено и работает то, к чему мы все давно привыкли? Передаются ли сигналы от базовых станций про проводам или все это действует как-то иначе? А может быть вся сотовая связь функционирует лишь за счет радиоволн? На эти и другие вопросы попробуем дать ответ в нашей статье, оставив описание стандарта GSM за ее рамками.
В момент, когда человек пытается совершить вызов со своего мобильного телефона, или когда начинают звонить ему, телефон посредством радиоволн подключается к одной из базовых станций (наиболее доступной), к одной из ее антенн. Базовые станции можно наблюдать то там, то тут, взглянув на дома наших городов, на крыши и на фасады промышленных зданий, на высотки, наконец на специально возведенные для станций мачты красно-белого цвета (особенно вдоль автострад).
Станции эти выглядят как прямоугольные коробки серого цвета, из которых в разные стороны торчат разнообразные антенны (обычно до 12 антенн). Антенны здесь работают как на прием, так и на передачу, и принадлежат они оператору сотовой связи. Антенны базовой станции направлены во всевозможные стороны (сектора), чтобы обеспечить «покрытие сетью» абонентам со всех сторон на расстоянии до 35 километров.
Антенна одного сектора в состоянии обслуживать одновременно до 72 звонков, и если антенн 12, то представьте себе: 864 звонка способна в принципе обслужить одна крупная базовая станция одновременно! Хотя обычно ограничиваются 432 каналами (72*6). Каждая антенна соединена кабелем с управляющим блоком базовой станции. А уже блоки нескольких базовых станций (каждая станция обслуживает свою часть территории) присоединяются к контроллеру. К одному контроллеру присоединяется до 15 базовых станций.
Базовая станция в принципе способна функционировать на трех диапазонах: сигнал 900 МГц лучше проникает внутрь зданий и сооружений, распространяется дальше, поэтому именно данный диапазон часто используют в деревнях и на полях; сигнал на частоте 1800 МГц распространяется не так далеко, но на одном секторе устанавливают больше передатчиков, поэтому в городах ставят чаще именно такие станции; наконец 2100 МГц — это сеть 3G.
Контроллеров, конечно, в населенном пункте или районе, может быть несколько, поэтому контроллеры, в свою очередь, присоединяются кабелями к коммутатору. Задача коммутатора — связать сети операторов мобильной связи друг с другом и с городскими линиями обычной телефонной связи, междугородной связи и международной связи. Если сеть небольшая, то достаточно одного коммутатора, если крупная — используются два и более коммутаторов. Коммутаторы объединяются между собой проводами.
В процессе перемещения человека, разговаривающего по мобильнику, по улице, например: идет он пешком, едет в общественном транспорте, или передвигается на личном авто, - его телефон не должен ни на мгновение потерять сеть, нельзя оборвать разговор.
Непрерывность связи получается благодаря способности сети базовых станций очень оперативно переключать абонента с одной антенны на другую в процессе его перемещения от зоны действия одной антенны — в зону действия другой (от соты к соте). Абонент сам не замечает, как перестает быть связан с одной базовой станцией, и подключен уже к другой, как переключается от антенны — к антенне, от станции — к станции, от контроллера — к контроллеру…
При этом коммутатор обеспечивает оптимальное распределение нагрузки по многоуровневой схеме сети, чтобы снизить вероятность выхода оборудования из строя. Многоуровневая сеть строится так: сотовый телефон — базовая станция — контроллер — коммутатор.
Допустим, мы совершаем вызов, и вот сигнал уже добрался до коммутатора. Коммутатор передает наш звонок в сторону абонента назначения — в городскую сеть, в сеть международной или междугородней связи, либо на сеть другого мобильного оператора. Все это происходит очень быстро с использованием высокоскоростных оптоволоконных кабельных каналов.
Далее наш звонок поступает на коммутатор, что расположен на стороне принимающего звонок (вызываемого нами) абонента. В «приемном» коммутаторе уже есть данные о том, где находится вызываемый абонент, в какой зоне действия сети: какой контроллер, какая базовая станция. И вот, с базовой станции начинается опрос сети, находится адресат, и на его телефон «поступает вызов».
Вся цепочка описанных событий, с момента набора номера до момента раздавшегося на принимающей стороне звонка, длится обычно не более 3 секунд. Так мы можем сегодня звонить в любую точку мира.
Андрей Повный
Основой каждой сети сотовой связи является ячейка (сота) в центральной части которой находится базовая станция (БС). Размер ячейки зависит от вида сети, мощности БС и других факторов. Радиус соты составляет от 0,5 до 10 километров. Благодаря такому расположению, абонент, еще не выйдя из зоны действия одной БС, попадает в зону действия другой БС, и так до прекращения зоны действия сети.
Мощность базовой станции сотовой связи
Всем известно, что радиус действия базовой станции ограничен, соответственно мощность работы передатчиков относительно невысока. Мощность базовой станции зависит от размера соты, применяемого стандарта и места, где она установлена. Находится эта величина в диапазоне от 5 Вт до 20 Вт.
Мощность базовой станции, находящейся в городе и покрывающей зону радиусом в 2 километра, составляет около 10 Вт. Но такая величина только на выходе передатчиков, потому что из-за направленного действия антенн мощность излучения может достигать 100 Вт. В сельской местности мощность может быть еще больше, из-за установленных усилителей.
Самая большая мощность на выходе передатчика может достигать до 30 Вт, но из-за воздействия различных препятствий (железобетонные строения, кроны деревьев) сигнал ослабевает.
Исходя из того, что условия распространения сигналов разнообразны, было принято решение, что мощность базовых передатчиков будет адаптироваться к условиям (мощность может увеличиваться и уменьшаться).
Антенны для базовой станции сотовой связи
Антенна является элементом базовой станции, именно это устройство принимает и передает сигнал от одного абонента другому. Антенна является важной частью БС, от нее во многом зависит качество связи.
В настоящее время для сетей GSM/UMTS/4G используют панельные антенны с кроссполяризацией и антенны с вертикальной поляризацией.
Антенны с кроссполяризацией применяют для открытого пространства, а с вертикальной поляризацией — внутри помещения.
Специфика сетей UMTS заключается в изменении площади покрытия в зависимости от нагрузки, а самым эффективным инструментом оптимизации площади покрытия является регулировка антенны. В антеннах UMTS можно менять угол наклона, как механической, так и электрической регулировкой.
Размещение базовых станций сотовой связи
Существует несколько типов базовых станций: макро, микро, пико.
- Макросота — это стандартная базовая станция, которую применяют мобильные сети. Радиус покрытия этой станции составляет до 100 километров, вес около 300 кг. Такие базовые станции размещают в нежилых помещениях.
- Микросота — это компактная базовая станция, распространенная в сетях операторов. От стандартной станции она отличается излучаемой мощностью и количеством поддерживаемых абонентов. Радиус покрытия достигает до 5 километров, вес — до 50 кг. Станцию размещают в контейнере и крепят к столбу.
- Пикосота — это базовая станция малой мощности, которая принадлежит оператору и используется в качестве сети. Такая станция устанавливается в местах наибольшего скопления пользователей. Размерами напоминает ноутбук.
Базовые станции могут располагаться на крышах зданий, фонарных столбах. Внутри помещений (торговые центры, развлекательные центры) применяют пикосоты.
Строительство базовых станций сотовой связи
Территория города оптимально подходит для возведения БС сотовой связи, благодаря плотной застройке высокими зданиями. Но есть и ряд неудобств: железобетонные здания мешают эффективности сигнала, либо место, выделенное под строительство станции, сложно монтирования конструкции.
За чертой города, как правило, отсутствуют объекты, подходящие для установки станции. В этом случае требуется возвести антенно - мачтовое сооружение.
Станции размещают не только на вышках сотовой связи и высотках, но и на таких сооружениях, как трубы и элеваторы. Благодаря тому, что задействуют площади высотных конструкций, происходит существенная экономия на строительстве вышки, ведь порой высота вышки достигает 85 метров. Да и не всегда можно получить разрешение на строительство в желаемом районе.
Более простым и экономически выгодным остается вариант размещения специальной конструкции для установки базовой станции на готовом высотном объекте.
Монтаж и обслуживание базовых станций сотовой связи
Базовые станции сотовой связи - важнейший этап построения всей системы сотовой связи для передачи сигнала на заданной территории. Для обеспечения бесперебойной работы требуется правильно расположить и смонтировать базовую станцию. Этот процесс можно доверить только настоящим профессионалам своего дела.
Компании, обслуживающие станции сотовой связи
При выборе компании, обслуживающей станции сотовой связи, следует отдать предпочтение, тем, кто уже много лет работает в этой сфере.
Компания «Интеграция» на рынке строительства сетей с 2012 года. Компания устанавливает и обслуживает базовые станции в городе и за городом. Компания монтирует антенно - мачтовые сооружения, строит радиорелейные линии связи. При монтаже станции на жилых домах или высотных сооружениях выполняет согласование с жильцами и контролирующими органами.
Компания «Передовые технологии связи» - подразделение крупнейшего в России телекоммуникационного холдинга. Компания выполняет проектирование, монтаж, сервисное, гарантийное обслуживание и ремонт объектов. Заказчиками компании являются - «МТС», «МегаФон», «Tele2».
Производители и поставщики комплектующих для станций сотовой связи
Некоторые компании по производству комплектующих для станций сотовой связи сами занимаются проектированием и монтажом станций.
Компания «Телеконта» основана в 2001 году. Располагает собственным лабораторно - измерительным комплексом и производственной базой, где производит элементы антенно - фидерного тракта. Обладает патентами на антенны. Клиентами «Телеконта» являются - «МТС», «Мегафон», «СМАРТС» и другие компании.
ООО «ГРАУНДТЕХ» - производит и поставляет системы молниезащиты, аппаратов для бесперебойной передачи электрической энергии.
ООО «ГРАУНДТЕХ» является дистрибьютором Словенской компании производящей устройства защиты от импульсных перенапряжений.
В последнее время буквально на каждом московском перекрестке появились странные столбы, увешанные антеннами и другими устройствами связи. Москвичи все чаще жалуются на плохое самочувствие. Корреспонденты «МН» попытались разобраться, действительно ли техника может серьезно подорвать здоровье горожан и почему столичные власти игнорируют требования людей убрать эти вышки.
Когда в районе Отрадное появилась первая вышка, обвешанная передающим оборудованием, местные жители даже обрадовались. Мобильные телефоны во многих домах работали из рук вон плохо, поэтому стремление властей исправить ситуацию вызвало у москвичей только одобрение. Но не прошло и полугода, как вся территория около метро буквально покрылась новыми вышками. Передающее оборудование нависало над детскими площадками, одна опора появилась прямо около входа в молочную кухню, к тому же внимательные горожане заметили, что связисты успели разместить свое оборудование на крыше детской поликлиники. Иногда расстояние между мачтами составляло не больше тридцати метров. А люди стали жаловаться на головные боли, скачки давления, у кого-то начались сердечные боли.
В прошедшем сентябре недовольство жителей переросло в акции протеста. На улице Санникова люди вышли на улицу, чтобы не дать рабочим повесить свои устройства на очередной столб. Когда стало ясно, что между враждующими сторонами скоро завяжется драка, кто-то вызвал полицию и представителей управы. Оказалось, что у пришельцев нет ни договоров на аренду столба, ни разрешительных документов.
«Потом приехали специалисты, стали замерять излучение. Причем делали это на столбе, где висели еще неподключенные устройства. Вскоре мы получили официальный ответ о том, что превышений норм излучения не обнаружено», – рассказываетчлен общественного совета при управе района Отрадное Светлана Балашова .
Жители Тверского района тоже долго верили, что мачту на пересечении Лесной и Новолесной улиц уберут сразу после того, как специалисты зафиксируют здесь опасный фон. После нескольких жалоб в префектуру и другие надзорные органы москвичам пришло ответное письмо.
«Это был стандартный ответ, что превышения около нашей вышки нет. Только потом оказалось, что она по документам числится в другом месте. Там, должно быть, и замеряли. Конечно, никаких излучений в том месте не обнаружили», – говорит член сообщества жильцов Лесной улицы Лариса Разумовская и приводит цифры, которые стали известны в результате независимой экспертизы, проведенной жителями Тверского района. Нормы радиомагнитных излучений были нарушены в несколько раз. Именно поэтому заявления о том, что в 2015 году из 366 жалоб москвичей обоснованной оказалась только одна, москвичи выслушивают со скептическими улыбками. И уж точно пострадавшие жители не верят заверениям чиновников, что базовые станции, расположенные на вышках, дают меньше 1 процента от общего фона. Остальные вредные излучения якобы дают сотовые телефоны, электроприборы и интернет.
КАК ФОНАРНЫЕ СТОЛБЫ СТАЛИ ЗОЛОТЫМИ
Почти три года назад появилось распоряжение премьера Дмитрия Медведева улучшить информационное обеспечение столицы, и у связистов немедленно появилась новая головная боль. Ставить базовые станции на крышах жилых домов оказалось дорого и затруднительно. Дело в том, что Гражданский кодекс предписывает сначала получить разрешение жильцов на размещение оборудования.
«Это очень сложно, поэтому принято было техническое решение использовать столбы освещения, которые находятся на балансе ГУП «Моссвет». По состоянию на январь нынешнего года было установлено 2170 опор», – рассказал руководитель направления по работе с операторами сотовой связи Департамента информационных технологий Москвы Виктор Баранцев .
Операторы сотовой связи были очень довольны таким положением дел. Для того чтобы арендовать крышу жилого дома, надо не только пройти долгую процедуру сбора подписей жителей, но и платить приличные деньги – в среднем 80 тысяч рублей в месяц. А аренда места на фонарном столбе обойдется в 20 тысяч. Именно поэтому их оккупировали все признанные «монстры» на рынке мобильных услуг. Часто на одном столбе висит больше 30 высокочастотных приборов.
Координатор протестной группы из районов Нагатино и Сабурово Антон Скуратов потратил полгода, чтобы разобраться в кухне этого бизнеса.
«После 2013 года чиновники бросились выполнять распоряжение Медведева. Теперь Департамент информационных технологий собирает у операторов данные по «дыркам» в покрытии их сетей. В этих местах специальные организации делают опоры двойного назначения, то есть готовят вышки к подключению оборудования. Затем они передаются на баланс ГУП «Моссвет», которое отвечает за все фонарные столбы города. Таким образом, свои проблемы решили практически все. Операторы рады платить «Моссвету» совсем небольшие по сравнению с арендой чердаков жилых домов суммы.
«Моссвет» рад тому, что деньги приносит буквально каждый столб. Чиновники рады, что выполнили еще одно распоряжение премьера. Не рады только мы, жители, но наше мнение, как водится, не учитывается», – размышляет Скуратов. Он сомневается и в объективности замеров. «Не может 20-30-ваттная антенна в радиусе 30 метров укладываться в нормы. Но формально вам скажут, что все в порядке. Какая-нибудь онкология проявится лет через пять, а тогда уже будет не до норм», – размышляет активист.
Депутат Мосгордумы Елена Шувалова предполагает, что в проекте участвуют очень высокопоставленные и заинтересованные чиновники.
«Московское правительство отменило согласование с муниципальными депутатами работы по проводке коммуникаций. И сразу же строители перерыли всю Москву – новый кабель прокладывали. Есть подозрение, что он предназначался именно для опор двойного назначения. Значит, люди на очень высоком уровне кровно заинтересованы в этом проекте, здесь их материальные интересы. Надо было не просто провести кабель, а еще добиться, чтобы эти работы не согласовывались с общественностью. Это не всякий сможет», – говорит Шувалова.
РАДИАЦИЯ УБИЛА ТАРАКАНОВ
Врач-онколог Анатолий Хаустов из района Тропарево-Никулино тоже участвует в движении против опор двойного назначения. Он говорит, что специалисты знают о влиянии электромагнитных излучений на организм человека, но до конца это явление не изучено. Самое простое нарушение, которое может «подарить» появившаяся по соседству вышка, – это бессонница и головная боль. Затем возникают вегетососудистая дистония, гипертонические болезни, кардиосклерозы. Некоторые специалисты подозревают, что излучение может вызвать онкологическое заболевание но пока связь между базовыми станциями и возникновением этого диагноза не доказана.
Самое безопасное расстояние от источника радиосигнала до жилого дома – 200 метров. Московские чиновники придерживаются других стандартов – 65 метров. На практике это расстояние чаще всего не превышает 40 метров. Доктор медицинских наук Светлана Никитина утверждает, что раньше базовые станции размещали только на крышах многоэтажек, чтобы квартиры не попадали в зону основного луча. «В последнее время мы видим, что антенны поползли вниз. Часто они расположены на двухэтажных постройках, на высоте всего нескольких метров от земли. Таким образом, излучение направлено на жилые дома. Однажды в такой квартире мы замеряли показатели. Оказалось, они в 50 раз превышали нормативы», – рассказывает Никитина.
Между тем москвичи уже успели заметить, что вскоре после появления вышек из столичных квартир исчезли тараканы. Встретить некогда вездесущего воробья – это уже большая редкость. Муниципальный депутат Александра Андреева с ужасом говорит о деятельности Департамента культуры – чиновники установили Wi-Fi в большинстве столичных парков. «Там же не останется ни одного насекомого!» – возмущается она.
Рассказывают, что несколько лет назад житель Подмосковья заставил чиновников убрать столб от своего коттеджа. Этому человеку удалось убедить судью, что агрегат нарушает его конституционное право на благоприятную окружающую среду. У москвичей успехи скромнее – никому из них так и не удалось добиться ликвидации вышки с передающими устройствами у себя под окнами. На все их жалобы столичные чиновники отвечают стандартными отписками.
Наталья Пуртова
Фото REX/FOTODOM, PHOTOXPRESS
- МЕЖДУ ТЕМ
Большая часть территории России плотно покрыта так называемыми базовыми станциями. В открытом поле они больше похожи на вышки красного и белого цвета. А вот в городе они размещались на крышах высоток. Эти станции способны поймать сигнал от любого сотового телефона, находящегося в радиусе не более чем 35 километров.
Специалисты говорят, что антенны «светят» туда, куда они направлены, поэтому опасности для жителей дома, на крыше которого они установлены, нет. Они «поймают» радиацию только в том случае, если излучатели направлены вниз. Тот же принцип действует и на вышках, расположенных в открытом поле или на улице. В этом случае меньше всего рискуют люди, проживающие в непосредственной близости от мачты. Повод волноваться может появиться у обитателей районов, куда направлен «луч», идущий от вышки. Эксперты утверждают, что именно места, находящиеся на небольшом удалении от базовой станции, нуждаются в постоянном контроле. Там уровень излучения может превысить допустимые нормы.
https://mirnov.ru
Во всем мире сейчас так же активно устанавливаются вышки «сотовой» связи, а скорее всего эти вышки многофункциональные и, по одной из версий, предназначены для считывая информации с чипов, которыми хотят напичкать всё человечество. В некоторых странах поднимаются протесты против установки этих вышек, так как на физическом уровне люди чувствуют опасное воздействие на их организм. Чтобы снизить градус конфликта правительства с народом, некоторые станы идут на хитрость, они маскируют вышки «сотовой» связи под окружающую природу. Например, вот так:
.
.
.
Вышки сотовой связи устанавливаются на открытой местности для того, чтобы на них можно было смонтировать базовые станции. Базовыми станциями называют совокупность приборов, отвечающую за прием, передачу и обработку сигнала сотовой связи.
Несмотря на то, что распространение мобильных способов общения в России идет интенсивным путем, многие города, села оказываются без этого вида коммуникаций.
Вышки операторов сотовой связи
Вышки сотовой связи используются вдали от городских массивов. В мегаполисах базовые станции размещают на крышах домов. Радиус их действия достигает 3-5 километров. А вокруг дорог, возле сельских поселений устанавливаются специальные вышки. Как правило, это бело-красные столбы, башни, на вершине которых смонтирована базовая станция. Когда на пути сигнала нет лесных массивов или железобетонных конструкций, вышки можно размещать на расстоянии 10-15 км друг от друга.
Поскольку рынок сдачи мачт в аренду растет, условия существования на нем быстро меняются.
Вышки сотовой связи МТС
Компания «МТС» занимает второе место по числу базовых станций среди крупных операторов сотовой связи в России. В 2016 году было установлено около 137 тысяч единиц. Эта компания первой стала сдавать свои вышки в аренду конкурентам и другим предприятиям, предлагая довольно льготные условия в виде отсутствия штрафов за досрочное расторжение контракта и отказа от скрытых и дополнительных платежей.
Вышки сотовой связи Билайн
Компания «Билайн» в 2016 году имела около 96 тысяч установленных базовых станций. Динамика их увеличения относительно скромная: в год появляется по 4,5 тысячи новых станций. Хотя именно установка новых вышек позволила компании предлагать 4G интернет во многих областях России.
Вышки сотовой связи Мегафон
По состоянию на 2016 год у компании «Мегафон» было установлено больше всего базовых станций: около 164 тысяч. В год эта компания увеличивает их число на 14-15 тысяч.
Вышка сотовой связи Теле2
Оператор «Теле 2» растет динамично. В 2016 году у него было около 96 тысяч базовых станций, что сравнимо по охвату с «Билайном». Это предприятие устанавливает или арендует по 12 тысяч новых вышек и станций в год. Есть основания полагать, что при таком темпе развития, этот оператор вскоре займет более прочное положение в четверке лидеров.
Как установить вышки сотовой связи, и какая цена?
Вышки сотовой связи используются там, где нет никаких иных вариантов размещения базовых станций. Даже вокруг деревень можно найти высокие конструкции, на которые смонтировать антенны будет дешевле, чем ставить вышку. Это могут быть трубы, элеваторы и другие варианты построек высокого типа.
Требования к установке вышки довольно непростые:
- высота оригинальной вышки должна составлять от 72 до 100 метров;
- желательно выбирать самое высокое место в округе, годятся любой холм, возвышенность;
- необходим доступ к электричеству. Если его нет, нужно устанавливать отдельный трансформатор;
- вышку надо устанавливать вблизи от населенных пунктов или дорог с большой пропускной способностью.
Интенсивность строительства вышек высока, например, в Подмосковье их устанавливают несколько десятков в течение теплого сезона.
Стоимость строительства одной вышки сотовой связи составляет около 5 миллионов рублей. В последнее время под такие конструкции принято арендовать землю не только у юридических, но и у физических лиц. Правда, ставки для частных землевладельцев являются чисто символическими - несколько сотен рублей в год.
Какая стоимость аренды вышки сотовой связи?
Большая четверка операторов сотовой связи владеет лишь 70% вышек. Даже такие компании, как «МТС», «Билайн», «Теле 2» и «Мегафон», арендуют часть мощностей у предприятий, которые специализируются на строительстве вышек. К ним относятся такие игроки, как:
- «Русская башня» (1,7 тысяч вышек);
- «Вертикаль» (1,6 тысяч вышек).
Аренда вышки сотовой связи стоит относительно недорого. У разных компаний цена может колебаться от 15 до 30 тысяч рублей в месяц.
Производители и поставщики вышек сотовой связи
Большинство задач по строительству вышек сотовой связи можно решить силами российских компаний и поставщиков.
Есть несколько предприятий, которые зарекомендовали себя в этой сфере:
- ООО «Металл-Система»: компания производит башни, мачты, трубостойки для крепления базовых станций на крышах зданий.
- ООО «Алтайстройдиагностика» помогает построить вышку на основе мачты или башни с соблюдением всех технических и законодательных требований. Эксперты компании знают, как правильно установить опоры, обеспечить бесперебойную работу оборудования.
- Завод металлоконструкций «Спецстройкомплект» может произвести вышку по стандартным чертежам или с учетом пожеланий заказчика. Здесь можно заказать дополнительные опции для вышки: молниеотвод, площадку для технического персонала.
- Компания МКТЭК считается одним из самых дешевых производителей вышек сотовой связи. Монтируемые этой фирмой вышки имеют секционное строение. В зависимости от необходимой высоты мачты или башни можно выбрать разное количество секций. Это позволяет экономить средства тем заказчикам, которые планируют поставить вышку на возвышенности, и которым не нужна максимальная высота сооружения.
Общее количество предприятий в России, которые производят и поставляют оборудование для установки вышек сотовой связи, составляет несколько десятков компаний. Рынок развит настолько, что у потребителей есть возможность выбирать фирму, которая устроит их по срокам изготовления и монтажа вышки, по стоимости работ, по особенностям технического оснащения вышки.
Обслуживание вышек
Обслуживание вышек - дело недешевое. Оборудование приходится менять с неопределенной частотой. Одни вышки дольше работают в неизменном состоянии, другие быстро выходят из строя. Это зависит от типа оборудования, средней загрузки соты.
Иногда владельцы вышек заменяют оборудование на более современное. Сети формата 4G постепенно распространяются по всей России. За этой простой фразой стоит огромный труд по модернизации оборудования.
Простое обслуживание вышек без модернизации обходится примерно в 5% стоимости в год, то есть в 250 тысяч рублей.
План:
1. Построение сотовой связи.
2. Структура сотовой связи.
3. История развития сотовой связи.
Сотовая связь - это наиболее современная и быстро развивающаяся область телекоммуникаций. Сотовой она называется потому, что территория, на которой обеспечивается связь, разбивается на отдельные ячейки или соты.
Как правило, в каждой соте абонент получает одинаковый набор услуг и в определенных территориальных границах получает эти услуги по равной цене. Таким образом, перемещаясь от одной соты к другой абонент не чувствует территориальной привязанности и может свободно пользоваться услугами связи. Также важным моментом является непрерывность соединения.
Перемещаясь соединение, установленное абонентом (голосовой звонок, пакетная передача данных) не должны прерываться. Это обеспечивается багодаря так называемому хэндовеу (Handover). Соединение установленное абонентом как бы похватывается соседними сотами по эстафете, а абонент продолжает неподозревая разговаривать или путешествовать по просторам сети Интернет.
Итак, рассмотрим из чего же состоит сеть сотовой связи. Вся сеть делиться на две подсистемы: подсистема базовых станций и подсистема коммутации.
Основными элементами подсистемы базовых станций (как не трудно догадаться) являются сами базовые станции (BTS ). Они то как раз и создают те соты, о которых говорилось в начале. Каждая базовая станция, как правило, обслуживает три соты. Радиосигнал от базовой станции излучается через 3 секторные антенны, каждая из которых направлена на свою соту. Иногда можно встретить ситуацию, когда на одну соту направлены сразу несколько антенн одной базовой станции. Это связано с тем, что сеть сотовой связи работает в нескольких диапазонах (900 и 1800). Кроме того, на данной базовой станции может присутствовать оборудование сразу нескольких поколений связи (2G и3G ).
Наболее привычным местом размещения базовой станции является башня или мачта, построенная специально для нее. Однако, в условиях городской местности трудно найти место под размещение массивного сооружения. Поэтому в крупных городах базовые станции размещаются на зданиях. Кроме того, в последнее время появляются мобильные варианты базовых станций, размещенных на грузовиках. Их очень удобно использовать во время стихийных бедствий или во местах массового собрания людей (футбольные стадионы, центральные площади) на время праздников, концертов, футбольных матчей. Но, к сожалению, из-за проблем в законодательстве широкого применения они пока не нашли.
Базовая станция на башне
Базовая станция на крыше здания
Мобильная базовая станция
Как это ни странно, но сотовые операторы часто разрешают своим конкурентам использовать свои башенные сооружения для размещения антенн (Естественно на взаимовыгодных условиях). Это вызвано тем, что строительство башни или мачты - это дорогое удовольствие, и такой обмен позволяет сэкономить не мало средств!
От подсистемы базовых станций сигнал передается в сторону подсистемы коммутации, где и происходит установление соединения с нужным абоненту направлением. В подсистеме коммутации есть ряд баз данных, в которых хранятся сведения об абонентах. Кроме того эта подсистема отвечает за безопасность.
Мы рассмотрели основные элементы сети сотовой связи. Здесь конкретно применялись термины стандарта GSM . Однако, и в предыдущих, и в последующих стандартах присутствуют аналогичные элементы и функции, лишь под другими названиями
Радиосвязь организуется не только с помощью сетей фиксированной радиосвязи, но и с использованием сетей с подвижными объектами (СРПО).
Сеть радиосвязи с подвижными объектами – это совокупность технических средств, с помощью которых можно предоставлять подвижным объектам связь между собой и с абонентами телефонной сети. Она предназначена для обслуживания абонентов при международном, национальном и региональном передвижениях (роуминг) и позволяет обеспечивать связь между абонентами при пересечении ими границ разных географических зон.
Сети радиосвязи с подвижными объектами классифицируются по нескольким признакам (рис. 3.8) . Технологические СРПО принадлежат определённым ведомствам и службам (газовая промышленность, железнодорожный транспорт, скорая помощь, пожарная охрана и др.). Они предназначены для предоставления услуг радиосвязи ограниченному контингенту физических и юридических лиц.
|
|
Классификация сетей радиосвязи с подвижными объектами
Технологические СРПО подразделяются на диспетчерские, транкинговые и радиосети передачи данных. Диспетчерские СРПО предназначены для радиотелефонной связи должностных лиц органов управления с подчинёнными подвижными объектами, а также абонентов между собой.
Сотовые СРПО относятся к общедоступным сетям наземной радиосвязи с подвижными объектами, которые предоставляют абонентам все виды услуг обычной телефонной связи. Они построены в виде совокупности сетей, покрывающих обслуживаемую территорию, в которых для обеспечения эффективного использования выделенного частотного ресурса и высокой ёмкости сети применяется повторное использование частот.
Транкинговые (радиальные и радиально-зоновые) сети предназначены для предоставления услуг связи в основном абонентам ведомственных сетей на базе реализации многостанционного доступа к небольшому числу радиоканалов с ограниченным выходом или без выхода на телефонную сеть общего пользования. Транкинговые сети позволяют заменить сети радиосвязи с фиксированным распределением частот и осуществить интеграцию в рамках одной сети связи различных групп пользователей с целью повышения эффективности применения радиочастотного спектра.
С топологической точки зрения сеть сотовой связи строится в виде совокупности ячеек, или сот, покрывающих обслуживаемую территорию. Общая структура сети сотовой радиосвязи с подвижными объектами показана на рис. 3.9 .
Структура сотовой сети радиосвязи
Сотовая структура сети основана на принципе повторного использования частот – главном принципе сотовой сети. Элементами сотовой сети, кроме того, являются:
– центр коммутации;
– базовые станции;
– подвижные станции, или абонентские радиотелефонные аппараты.
Базовая станция (БС) сотовой связи обслуживает все подвижные станции в пределах своей ячейки, при этом ресурс для установления соединений базовая станция предоставляет по требованию подвижных абонентов, как правило, на равноправной основе.
При перемещении абонента из одной ячейки в другую происходит передача его обслуживания от одной базовой станции к другой. Все базовые станции сети, в свою очередь, замыкаются на центр коммутации, с которого имеется выход в единую сеть электросвязи РФ.
В настоящее время широко используется общеевропейский стандарт GSM-900. В этом стандарте передатчики подвижных станций работают в диапазоне частот 890–915 МГц, передатчики базовых станций – в диапазоне 935–960 МГц. Между диапазонами приёма и передачи предусмотрен постоянный разнос в 45 МГц. Каждый из поддиапазонов разбит на 124 частотных канала с шагом 200 кГц. Максимальная дальность связи 35 км.
В стандарте GSMобеспечивается высокая степень безопасности передаваемых сообщений за счёт их шифрования по алгоритму шифрования с открытым ключом. Функциональное сопряжение элементов системы осуществляется рядом интерфейсов.
В технологии построения транкинговой связи используется принцип, при котором конкретный канал закрепляется для каждого сеанса связи индивидуально в зависимости от распределения нагрузки в системе, а трафик нагрузки в основном замыкается внутри сетей. Выход абонентов на сеть телефонной связи общего пользования (ТфОП) ограничен.
В настоящее время используют радиальные и радиально-зоновые транкинговые сети. Такая сеть включает:
– базовую станцию, состоящую из антенно-фидерного устройства, модулей приёмопередатчиков, контроллеров для каждого модуля приёмопередатчика и базового контроллера;
– зоновое оборудование (станцию), состоящее из автономных ретрансляторов, соединительных линий с сетью общего пользования и контроллеров;
– оборудование управления, состоящее из системного терминала «менеджер системы», пультов диспетчера.
В транкинговых сетях, построенных по радиальному принципу, весь канальный ресурс закрепляется за одной центральной базовой станцией (ЦРС). Антенна такой станции размещается в наиболее высокой точке предполагаемого обслуживания рис. 3.10 . Примером такой архитектуры является советская сеть радиосвязи «Антей», созданная в 1960 г.
Структура транкинговой сети, построенной по радиальному принципу
Рассматриваемая схема имеет ряд недостатков, в частности, для расширения зоны обслуживания необходимо увеличить мощность абонентской станции (АС), что соответственно повышает общий уровень помех.
При небольшом количестве абонентов увеличения зоны обслуживания можно добиться, используя радиально-зоновый принцип. Формируется так называемая односотовая сеть с несколькими точками размещения антенн и с вещанием на общей волне. В этом случае наряду с главным пунктом размещения антенны (УКС) имеется ряд вспомогательных пунктов (ЗКС), соединённых линиями связи с главным (рис. 3.11) .
Структура транкинговой сети, построенной по радиально-зоновому принципу
В общем случае технология построения транкинговых сетей предусматривает следующее:
– использование метода свободного выбора незанятого канала радиодоступа из выделенного в каждой зоне обслуживания пучка каналов. Это достигается образованием общего для всех пользователей в каждой зоне служебного (сигнального) канала, по которому в соответствующую базовую станцию поступают сигналы вызовов, включая идентификацию вызываемого абонента, а также номер вызывающего абонента;
– они не обеспечивают непрерывной связи при пересечении абонентами границ зон радиоприкрытия базовых станций. «Эстафетная передача» заменена операцией повторного вхождения в сеть при ухудшении качества связи, обусловленного переходом пользователя из одной зоны в другую;
– наделение базовых станций функциями локального управления сотами путём непосредственного соединения абонентов, находящихся в зоне обеспечения, через локальный коммутатор, а также подключением подвижных пользователей к местной автоматической телефонной станцией (АТС), имеющей прямые выходы на локальный коммутатор базовой станции или через диспетчерский пункт.
