Телефонний зв'язок – це передача мовної інформації далекі відстані. За допомогою телефонії люди мають можливість спілкуватись у режимі реального часу.

Якщо в момент виникнення технології спосіб передачі даних існував тільки один - аналоговий, то зараз успішно застосовуються різні системи комунікації. Телефонний, супутниковий та мобільний зв'язок, а також IP-телефонія забезпечують надійний контакт між абонентами, навіть у різних кінцях земної кулі. Як працює телефонний зв'язок під час використання кожного з методів?

Стара добра дротова (аналогова) телефонія

Під терміном «телефонний» зв'язок найчастіше розуміють аналоговий зв'язок, спосіб передачі даних, що став звичними за майже півтора століття. При використанні такої інформації інформація передається безперервно, без проміжного кодування.

З'єднання двох абонентів регулюється набором номера, а потім спілкування ведеться за допомогою передачі сигналу від людини до людини по дротах у буквальному значенні цього слова. З'єднують абонентів вже не телефоністки, а роботи, що значно спростило та здешевило процес, проте принцип роботи аналогових мереж зв'язку залишився незмінним.

Мобільний (стільниковий) зв'язок

Абоненти операторів стільникового зв'язку помилково вважають, що «перерізали провід», який з'єднує їх із телефонними станціями. На вигляд все так і є - людина може пересуватися куди завгодно (в рамках покриття сигналом), не перериваючи розмову і не втрачаючи контакт із співрозмовником, та й<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Однак якщо розібратися, як працює мобільний зв'язок, ми виявимо не так багато відмінностей від роботи аналогових мереж. Сигнал насправді «витає в повітрі», ось тільки від телефону він потрапляє на приймач, який, у свою чергу, пов'язується з найближчим до абонента, що викликається, аналогічним обладнанням ... за допомогою оптиковолоконних мереж.

Етап радіопередачі даних охоплює лише шлях сигналу від телефону до найближчої базової станції, що з іншими комунікаційними мережами цілком традиційним способом. Як працює стільниковий зв'язок, зрозуміло. Які ж її плюси та мінуси?

Технологія забезпечує більшу мобільність у порівнянні з аналоговою передачею даних, проте несе в собі ті ж ризики небажаних перешкод і можливості прослуховування ліній.

Шлях стільникового сигналу

Розглянемо докладніше, яким саме способом сигнал досягає абонента, що викликається.

1. Користувач набирає номер.
2. Його телефон встановлює радіозв'язок із найближчою базовою станцією. Вони розташовані на висотних будинках, промислових спорудах та вежах. Кожна станція складається з приймально-передаючих антен (від 1 до 12) та блоку управління. Базові станції, що обслуговують одну територію, з'єднані з контролером.
3. Від блоку управління базової станції сигнал кабелю передається на контролер, а звідти, теж кабелем, - на комутатор. Цей пристрій забезпечує вхід та вихід сигналу на різні лінії зв'язку: міжміський, міський, міжнародний, інших мобільних операторів. Залежно від розмірів мережі, у ній можуть бути задіяні як один, так і кілька комутаторів, з'єднаних між собою за допомогою проводів.
4. Від «свого» комутатора сигнал високошвидкісними кабелями передається на комутатор іншого оператора, причому останній легко визначає, в зоні дії якого контролера знаходиться абонент, якому адресований дзвінок.
5. Комутатор викликає потрібний контролер, який пересилає сигнал на базову станцію, яка «опитує» мобільний телефон.
6. Викликаний абонент надходить вхідний дзвінок.

Така багатошарова структура мережі дозволяє рівномірно розподілити навантаження між її вузлами. Тим самим зменшується ймовірність відмови обладнання та забезпечується безперебійний зв'язок.

Як працює стільниковий зв'язок, зрозуміло. Які ж її плюси та мінуси? Технологія забезпечує більшу мобільність у порівнянні з аналоговою передачею даних, проте несе в собі ті ж ризики небажаних перешкод і можливості прослуховування ліній.

Супутниковий зв'язок

Давайте подивимося, як працює супутниковий зв'язок, вищий на сьогоднішній день рівень розвитку радіорелейного зв'язку. Ретранслятор, поміщений на орбіту, здатний охоплювати величезну площу поверхні планети поодинці. Мережа базових станцій, як у випадку зі стільниковим зв'язком, вже не потрібна.

Абонент-фізична особа отримує можливість подорожувати практично без обмежень, залишаючись на зв'язку навіть у тайзі чи джунглях. Абонент–особа юридична може прив'язати до однієї антени-ретранслятора (це «тарілка», що вже стала звичною) цілу міні-АТС, проте при цьому слід враховувати обсяг вхідних і вихідних, а також розмір файлів, які необхідно переслати.

Мінуси технології:

• серйозна метеозалежність. Магнітна буря чи інший катаклізм здатні надовго залишити абонента без зв'язку.
• якщо щось фізично зламалося на супутниковому ретрансляторі, термін, який пройде до відновлення функціональності, розтягнеться дуже надовго.
• вартість послуг зв'язку без кордонів найчастіше перевищує звичні рахунки. Вибираючи спосіб зв'язку, важливо врахувати, наскільки необхідний саме такий функціональний зв'язок.

Супутниковий зв'язок: за та проти

Головна особливість супутника полягає в тому, що він забезпечує абонентам незалежність від наземних ліній зв'язку. Переваги такого підходу є очевидними. До них відносяться:

• мобільність обладнання. Його можна розгорнути у дуже короткі терміни;
• можливість швидко створювати великі мережі, що охоплюють великі території;
• зв'язок із важкодоступними та віддаленими територіями;
• резервування каналів, які можна використовувати у разі поломки наземного зв'язку;
• гнучкість технічних характеристик мережі, що дозволяють адаптувати її під будь-які вимоги.

Мінуси технології:

• серйозна метеозалежність. Магнітна буря чи інший катаклізм здатні надовго залишити абонента без зв'язку;
• якщо щось фізично вийшло з ладу на супутниковому ретрансляторі, термін, що пройде до відновлення функціональності системи, розтягнеться надовго;
• вартість послуг зв'язку без кордонів найчастіше перевищує звичні рахунки.

Вибираючи спосіб зв'язку, важливо врахувати, наскільки необхідний саме такий функціональний зв'язок.

Найпоширенішим на сьогодні видом мобільного зв'язку є стільниковий зв'язок. Послуги мобільного зв'язку надаються абонентам компаніями-операторами.

Бездротовий зв'язок мобільному телефону надає мережу базових станцій.

Кожна станція забезпечує доступ до мережі на обмеженій території, площа та конфігурація якої залежить від рельєфу місцевості та інших параметрів. Зони покриття, що перекриваються, створюють структуру, схожу на бджолині стільники; від цього образу і походить термін «стільниковий зв'язок». При переміщенні абонента його телефон обслуговується то однією, то іншою базовою станцією, причому перемикання (зміна стільники) відбувається в автоматичному режимі, абсолютно непомітно для абонента, і ніяк не впливає на якість зв'язку. Такий підхід дозволяє, використовуючи радіосигнали малої потужності, покривати мережею мобільного зв'язку великі території, що забезпечує цьому виду комунікацій, крім ефективності, ще й високий рівень екологічності.

Компанія-оператор не тільки технічно забезпечує мобільний зв'язок, а й вступає в економічні взаємини з абонентами, які набувають у неї певного набору основних та додаткових послуг. Оскільки видів послуг досить багато, ціни на них об'єднують у комплекти, іменовані тарифними планами. Обчисленням вартості наданих кожному абоненту послуг займається білінгова система (програмно-апаратна система, яка веде облік наданих абоненту послуг та сервісів).

Білінгова система оператора взаємодіє з аналогічними системами інших компаній, наприклад, які надають абоненту послуги роумінгу (можливість користуватися мобільним зв'язком в інших містах та країнах). Усі взаєморозрахунки за мобільний зв'язок, у тому числі й у роумінгу, абонент здійснює зі своїм оператором, який є для нього єдиним розрахунковим центром.

Роумінг – доступ до сервісів мобільного зв'язку за межами зони покриття мережі домашнього оператора, з яким у абонента укладено контракт.

Перебуваючи в роумінгу, абонент зазвичай зберігає свій телефонний номер, продовжує користуватися своїм стільниковим телефоном, здійснюючи та приймаючи дзвінки так само, як і в домашній мережі. Усі необхідні для цього дії, включаючи міжоператорський обмін трафіком та залучення при необхідності ресурсів інших комунікаційних компаній (наприклад, що забезпечують трансконтинентальний зв'язок), виробляються автоматично та не вимагають від абонента додаткових дій. Якщо домашня та гостьова мережі надають послуги зв'язку в різних стандартах, роумінг все одно можливий: абоненту на час поїздки можуть видати інший апарат, зберігаючи його телефонний номер і автоматично маршрутизуючи дзвінки.

Історія стільникового зв'язку.

Роботи зі створення цивільних систем мобільного зв'язку розпочалися у 1970-х. До цього моменту розвиток звичайних телефонних мереж у європейських країнах досяг такого рівня, що наступним кроком в еволюції комунікацій могла стати лише доступність телефонного зв'язку скрізь.

Мережі на першому цивільному стандарті стільникового зв'язку - NMT-450 - з'явилися в 1981. Хоча найменування стандарту є скороченням слів Nordic Mobile Telephony ("мобільна телефонія північних країн"), перша на планеті стільникова мережа була розгорнута в Саудівській Аравії. У Швеції, Норвегії, Фінляндії (та інших країнах Північної Європи) мережі NMT запрацювали на кілька місяців пізніше.

Через два роки – у 1983 – на території США було запущено першу мережу стандарту AMPS (Advanced Mobile Phone Service), створеного в дослідному центрі Bell Laboratories.

Стандарти NMT та AMPS, які прийнято відносити до першого покоління систем стільникового зв'язку, передбачали передачу даних в аналоговій формі, що не дозволяло забезпечити належний рівень стійкості до перешкод і захисту від несанкціонованих підключень. Згодом вони з'явилися удосконалені з допомогою використання цифрових технологій модифікації, наприклад, DAMPS (перша буква абревіатури своєю появою зобов'язана слову Digital – «цифровий»).

Стандарти другого покоління (так званого 2G) – GSM, IS-95, IMT-MC-450 та ін., спочатку створені на основі цифрових технологій, перевершували стандарти першого покоління за якістю звуку та захищеності, а також, як з'ясувалося згодом, по закладеному стандарт потенціалу розвитку.

Вже в 1982 р. Європейська Конференція Адміністрацій Пошт і Електрозв'язку (CEPT) створила групу для розробки єдиного стандарту цифрового стільникового зв'язку. Дітищем цієї групи став GSM (Global System for Mobile Communications).

Перша мережа GSM була запущена в експлуатацію в Німеччині в 1992 році. Сьогодні GSM є панівним стандартом стільникового зв'язку як в Росії, так і в усьому світі. У 2004 році в нашій країні GSM-мережі обслуговували понад 90% абонентів стільникового зв'язку; у світі GSM використало 72% абонентів.

Для роботи обладнання стандарту GSM виділено кілька діапазонів частот – на них вказують числа у назвах. У європейському регіоні в основному використовуються GSM 900 і GSM 1800, в Америці - GSM 950 і GSM 1900 (на момент затвердження стандарту в США «європейські» частоти там зайняті іншими службами).

Популярність стандарту GSM забезпечили його значущі для абонентів особливості:

– захищеність від перешкод, перехоплення та «двійників»;

- Наявність великої кількості додаткових сервісів;

– можливість за наявності «надбудов» (таких як GPRS, EDGE та ін.) забезпечувати передачу даних з високими швидкостями;

– наявність на ринку великої кількості телефонних апаратів, що працюють у мережах стандарту GSM;

- Простота процедури зміни одного апарату на інший.

У процесі розвитку стільникові мережі стандарту GSM придбали можливості розширення за рахунок деяких надбудов над діючою інфраструктурою, що забезпечують швидкісну передачу даних. GSM-мережі з підтримкою GPRS (General Packet Radio Service) отримали назву 2,5G, а GSM-мережі з підтримкою стандарту EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) іноді називають мережами 2,75G.

Наприкінці 1990-х у Японії та Південній Кореї з'явилися мережі третього покоління (3G). Основна відмінність стандартів, на яких побудовано мережі 3G, від попередників – розширені можливості швидкісної передачі даних, що дозволяє реалізовувати в таких мережах нові сервіси, зокрема відеотелефонію. У 2002–2003 перші комерційні мережі 3G почали працювати у деяких країнах Західної Європи.

Хоча в даний час мережі 3G існують лише в низці регіонів світу, в інженерно-технічних лабораторіях найбільших компаній вже ведуться роботи зі створення стандартів стільникового зв'язку четвертого покоління. На чільне місце при цьому ставиться не тільки подальше збільшення швидкості передачі даних, але і підвищення ефективності використання пропускної спроможності частотних діапазонів, виділених для мобільного зв'язку, щоб отримувати доступ до сервісів могла велика кількість абонентів, що знаходяться на обмеженій території (що особливо актуально для мегаполісів) .

Інші системи мобільного зв'язку.

Окрім стільникового зв'язку, сьогодні існують і інші цивільні комунікаційні системи, що також забезпечують мобільний зв'язок по радіоканалах, але побудовані на інших технічних принципах та орієнтовані на інші абонентські термінали. Вони менш поширені, ніж стільниковий зв'язок, але знаходять застосування, коли використання стільникових телефонів утруднено, неможливо чи економічно невигідно.

Стає все популярнішим стандарт мікростільникового зв'язку DECT, який використовується для комунікацій на обмеженій території. Базова станція стандарту DECT здатна забезпечувати трубкам (їх може обслуговуватись до 8 одночасно) зв'язок між собою, переадресацію викликів, а також вихід у телефонну мережу загального користування. Потенціал стандарту DECT дозволяє забезпечувати мобільний зв'язок у межах міських мікрорайонів, окремих компаній чи квартир. Вони виявляються оптимальними в регіонах із малоповерховою забудовою, абоненти яких потребують лише голосового зв'язку та можуть обходитися без мобільної передачі даних та інших додаткових сервісів.

У супутниковій телефонії базові станції мають у своєму розпорядженні на супутниках, що знаходяться на навколоземних орбітах. Супутники забезпечують зв'язок там, де розгортання звичайної стільникової мережі неможливе чи нерентабельне (у морі, на великих малонаселених територіях тундри, пустель тощо.).

Транкінгові мережі, що забезпечують абонентським терміналам (їх прийнято називати не телефонами, а радіостанціями) зв'язок у межах певної території, є системами базових станцій (ретрансляторів), які здійснюють передачу радіосигналу від одного терміналу до іншого при їх значному видаленні один від одного. Оскільки транкінгові мережі зазвичай забезпечують зв'язок співробітникам відомств (МВС, МНС, «Швидка допомога» тощо) чи технологічних майданчиках великого розміру (вздовж автотрас, на будівництві, біля заводів тощо.), то транкінгові термінали не мають розважальних можливостей та дизайнерських вишукувань в оформленні.

Носімі радіостанції встановлюють зв'язок один з одним безпосередньо без проміжних комунікаційних систем. Мобільний зв'язок такого типу віддають перевагу як державним (міліція, пожежна охорона тощо) і відомчим структурам (для комунікацій у межах складського комплексу, паркінгу або будівництва), так і приватним особам (грибники, мисливці-рибалки або туристи), в ситуаціях , коли простіше і дешевше використовувати для зв'язку між собою кишенькові радіостанції, ніж стільникові телефони (наприклад, у віддалених районах, де немає покриття стільникових мереж).

Пейджингова зв'язок забезпечує отримання коротких повідомлень абонентські термінали – пейджери. В даний час пейджингові комунікації у цивільному зв'язку практично не використовуються, через свої обмеження вони витіснені в область вузькоспеціалізованих рішень (наприклад, служать для оповіщення персоналу у великих медичних установах, передачі даних на інформаційні електронні табло тощо).

З 2004 року все більш широке поширення набуває нового підвиду мобільного зв'язку, що надає можливість високошвидкісної передачі даних по радіоканалу (у більшості випадків для цього використовується протокол Wi-Fi). Зони з Wi-Fi-покриттям, доступним для публічного використання (платного або безкоштовного), називаються хот-спотами. Абонентськими терміналами в цьому випадку є комп'ютери як ноутбуки, так і КПК. Вони можуть забезпечувати і двосторонній голосовий зв'язок через Інтернет, але ця можливість використовується вкрай рідко, в основному з'єднання застосовується для доступу до найпоширеніших інтернет-сервісів – електронної пошти, веб-сайтів, систем миттєвого обміну повідомленнями (наприклад, ICQ) тощо. .

Куди рухається мобільний зв'язок.

У розвинених регіонах основним напрямом розвитку мобільного зв'язку на найближче майбутнє є конвергенція: забезпечення абонентським терміналам автоматичного перемикання з однієї мережі в іншу з метою найбільш ефективного використання можливостей усіх комунікаційних систем. Заощаджувати кошти абонентів та покращувати якість зв'язку дозволить автоматичне перемикання, наприклад, з GSM на DECT (і назад), із супутникового зв'язку на «наземну», а при забезпеченні бездротової передачі даних – між GPRS, EDGE, Wi-Fi та іншими стандартами, багато хто з яких (наприклад, WiMAX) тільки очікують свого часу.

Місце мобільного зв'язку у світовій економіці.

Комунікації є галуззю світової економіки, що найбільш динамічно розвивається. Але мобільні комунікації навіть у порівнянні з іншими напрямками телекома розвиваються випереджаючими темпами.

Ще 2003 року загальна кількість мобільних телефонів на планеті перевищила кількість стаціонарних апаратів, підключених до провідних мереж загального користування. У деяких країнах кількість абонентів мобільного зв'язку вже в 2004 була більша за кількість жителів. Це означає, що деякі люди використовували більше одного «мобільного» – наприклад, два стільникові телефони, що обслуговуються у різних операторів, або телефон для голосового зв'язку та бездротовий модем для мобільного доступу до Інтернету. З іншого боку, дедалі більше модулів бездротового зв'язку потрібно забезпечення технологічних комунікацій (у разі абонентами є люди, а спеціалізовані комп'ютери).

В даний час оператори стільникового зв'язку забезпечують повне покриття території всіх економічно розвинених регіонів планети, проте екстенсивний розвиток мереж продовжується. Нові базові станції встановлюються для покращення прийому в тих місцях, де наявна мережа з якихось причин стійкий прийом забезпечити не може (наприклад, у довгих тунелях, біля метрополітену тощо). Крім того, стільникові мережі поступово проникають у регіони з низьким рівнем доходів населення. Розвиток технологій мобільного зв'язку, що супроводжується різким здешевленням обладнання та послуг, робить стільникові послуги доступними дедалі більшій кількості людей на планеті.

Виробництво стільникових телефонів є одним з напрямків індустрії високих технологій, що найбільш динамічно розвиваються.

Швидко зростає та індустрія обслуговування мобільних телефонів, що пропонує аксесуари для персоніфікації апаратів: від оригінальних дзвінків (рингтонів) до брелоків, графічних заставок, наклейок на корпус, змінних панелей, чохлів та шнурків для носіння апарата.

Види телефонів.

Стільниковий (мобільний) телефон – абонентський термінал, що працює в мережі. По суті, кожен стільниковий телефон є спеціалізованим комп'ютером, який орієнтований насамперед на забезпечення (в зоні покриття домашньої або гостьової мережі) голосового спілкування абонентів, але також підтримує обмін текстовими та мультимедійними повідомленнями, забезпечений модемом та спрощеним інтерфейсом. Передачу голосу та даних сучасні мобільні телефони забезпечують у цифровій формі.

Раннє поділ апаратів, що існував, на «недорогі», «функціональні», «бізнес-» і «іміджеві» моделі все більше втрачає сенс – бізнес-апарати набувають рис іміджевих моделей і розважальні функції, в результаті використання аксесуарів недорогі телефони стають іміджевими, а у іміджевих швидко зростає функціональність.

Мініатюризація трубок, пік якої припав на 1999–2000, завершилася цілком об'єктивними причинами: апарати досягли оптимального розміру, подальше їх зменшення робить незручним натискання кнопок, читання тексту на екрані і т.д. Зате мобільний телефон став справжнім предметом мистецтва: до розробки зовнішнього вигляду апаратів залучають провідних дизайнерів, а власникам надаються широкі можливості персоніфікувати свої апарати самостійно.

В даний час виробники приділяють особливу увагу функціональності мобільних телефонів, причому як основним (збільшується час автономної роботи, покращуються екрани і т.д.), так і додатковим можливостям (в апарати вбудовують цифрові фотокамери, диктофони, МР3-плеєри та інші «супутні»). » Пристрої).

Практично всі сучасні апарати, крім деяких моделей нижнього цінового діапазону, дозволяють завантажувати програми. Більшість апаратів може виконувати Java-додатки, збільшується кількість телефонів, що використовують операційні системи, успадковані від КПК або портовані з них: Symbian, Windows Mobile for Smartphones і т.д. Телефони з вбудованими операційними системами називають смартфонами (від комбінації англійських слів "smart" та "phone" - "розумний телефон").

Як абонентські термінали сьогодні можуть використовуватися також комунікатори – кишенькові комп'ютери, забезпечені модулем з підтримкою GSM/GPRS, а іноді EDGE та стандартів третього покоління.

Неголосові послуги стільникових мереж.

Абонентам стільникових мереж доступна ціла низка неголосових сервісів, «асортимент» яких залежить від можливостей конкретного телефону та від спектру пропозицій компанії-оператора. Перелік сервісів у домашній мережі може відрізнятись від списку послуг, доступних у роумінгу.

Сервіси можуть бути комунікаційними (що забезпечують різні форми зв'язку з іншими людьми), інформаційними (наприклад, що повідомляють про прогноз погоди або ринкові котирування), що забезпечують доступ до Інтернету, комерційними (для оплати з телефонів різних товарів та послуг), розважальними (мобільні ігри, вікторини) , казино та лотереї) та іншими (сюди відноситься, наприклад, мобільне позиціонування). Сьогодні з'являється все більше сервісів, що знаходяться на стику, наприклад, більшість ігор і лотерей є платними, з'являються ігри, що використовують технології мобільного позиціонування, і т.д.

Практично всіма операторами та більшістю сучасних апаратів підтримуються такі сервіси:

– SMS – Short Message Service – передача коротких текстових повідомлень;

– MMS – Multimedia Messaging Service – передача мультимедіа-повідомлень: фотографій, відеороликів тощо;

– автоматичний роумінг;

- Визначення номера абонента;

- замовлення та отримання різних засобів персоніфікації безпосередньо по каналах стільникового зв'язку;

– вихід в Інтернет та перегляд спеціалізованих (WAP) сайтів;

- Закачування рингтонів, картинок, інформаційних матеріалів зі спеціалізованих ресурсів;

– передача даних за допомогою вбудованого модему (вона може здійснюватись за різними протоколами залежно від того, які технології підтримує конкретний апарат).

Мобільний зв'язок у Росії.

У СРСР цивільних систем мобільного зв'язку був. З деякою натяжкою «цивільною» можна назвати систему мобільної телефонії «Алтай», побудовану на базі стандарту МРТ-1327, яка на рубежі 1970–80-х років створювалася для забезпечення зв'язком представників партійного, державного та господарського керівництва. «Алтай» успішно експлуатується й досі. Зрозуміло, він може конкурувати зі стільниковими мережами, але знаходить застосування вирішення деяких вузькоспеціалізованих завдань: забезпечення зв'язком мобільних підрозділів міських аварійних служб, телефонізації літніх кафе тощо.

Перші комерційні мережі, побудовані за стандартом NMT, були створені в Росії восени 1991. Піонерами мобільної телефонії в нашій країні були компанії «Дельта Телеком» (Санкт-Петербург) і «Московський стільниковий зв'язок». Перший дзвінок по стільниковому телефону було зроблено 9 вересня 1991 року в Санкт-Петербурзі: Анатолій Собчак, який тоді обіймав посаду мера міста, дзвонив своєму колегі - меру Нью-Йорка.

У липні 1992 року перші дзвінки були здійснені в AMPS-мережі «БіЛайн».

Перша російська мережа стандарту GSM, створена компанією МТС, розпочала підключення абонентів у липні 1994 року.

У 2005 в Росії існують три федеральні оператори стільникового зв'язку, що надають послуги в стандарті GSM: МТС, "Білайн" і "Мегафон". Спектр та якість пропонованих ними телекомунікаційних послуг, а також розцінки на них приблизно однакові. До 2005 р. кількість базових станцій у мережах провідних столичних операторів у Москві та найближчому Підмосков'ї склала близько 3000, а площа зони покриття перевищила площі більшості європейських держав. Крім них, існують і ефективно працюють численні локальні оператори – як дочірні структури «великої трійки», так і самостійні компанії.

Оператори активно розвивають ринок, збільшуючи покриття своїх мереж і популяризуючи мобільний зв'язок серед різних верств населення. Якщо в середині 1990-х стільниковий телефон був доступний лише представникам найзабезпеченіших верств населення, то сьогодні мобільним зв'язком може користуватися практично кожен. Російські оператори впроваджують у своїх мережах новітні сервіси та пропонують побудовані на їх основі послуги, нерідко навіть випереджаючи більшість європейських компаній. В даний час всі три федеральні GSM-оператори ведуть підготовчу роботу до розгортання комерційних мереж третього покоління.

Крім GSM-мереж федеральних та локальних операторів стільникового зв'язку в Росії продовжують експлуатуватися мережі інших стандартів: DAMPS, IS-95, NMT-450, DECT та IMT-MC-450. Останній стандарт має статус федерального, і побудовані на його базі мережі (наприклад, SkyLink) розвиваються дуже активно. Однак ні за площею покриття, ні за кількістю абонентів мережі всіх стандартів, відмінних від GSM, помітну конкуренцію провідній трійці федеральних операторів створити не можуть.

Література:

Маляревський А., Олевська Н. Ваш мобільний телефон(популярний самовчитель). М, "Пітер", 2004
Закіров З.Г., Надєєв А.Ф., Файзуллін Р.Р. Стільниковий зв'язок стандарту GSM. Сучасний стан, перехід до мереж третього покоління("Бібліотека МТС"). М., "Еко-Трендз", 2004
Попов В.І. Основи стільникового зв'язку стандарту GSM(«Інженерна енциклопедія ПЕК»). М., "Еко-Трендз", 2005



Вступ

Алгоритм функціонування систем стільникового зв'язку

Ініціалізація та встановлення зв'язку

Аутентифікація та ідентифікація

Передача обслуговування (при маршрутизації)

Роумінг

Обслуговування дзвінків у стандарті GSM

Висновок

Вступ

Комп'ютеризація телекомунікаційного устаткування йде паралельно з процесами приватизації національних систем зв'язку, появою над ринком великих фірм - операторів, що зумовлює посилення конкурентної боротьби. В результаті знижуються розцінки на телекомунікаційні послуги, розширюється асортимент, а користувачі мають можливість вибору.

Більшість промислово розвинених країн інтенсивно переходить на цифровий стандарт зв'язку, що дозволяє миттєво передавати колосальні обсяги інформації з високим ступенем захисту її змісту. У світових телекомунікаціях чітко проявляється тенденція розвитку повносервісних мереж, побудованих з урахуванням технології комутації пакетів послуг.

В даний час до першої десятки країн, які мають найрозвиненіші системи зв'язку та телекомунікацій, що відповідають світовим стандартам, входять Сінгапур, Швеція, Нова Зеландія, Фінляндія, Данія, США, Гонконг, Туреччина, Норвегія та Канада. Казахстан у рейтингу країн за рівнем розвитку телекомунікаційних систем поступається не тільки промислово розвиненим, а й багатьом державам, що розвиваються.

Попит на інформаційні технології, сучасні комп'ютери та офісне обладнання в останні роки істотно впливає на динаміку та структуру світової економіки. Справжньою революцією у сфері інформаційних технологій стала поява та бурхливий розвиток системи стільникового зв'язку, що сформувалася на початок третього тисячоліття в одну з провідних галузей світової економіки.

стільниковий зв'язок роумінг

1. Алгоритм функціонування систем стільникового зв'язку

Алгоритми функціонування систем стільникового зв'язку різних стандартів переважно схожі. Коли рухома станція знаходиться в режимі очікування, його приймальний пристрій постійно сканує всі канали, або тільки канали управління (КУ). Для виклику абонента всіма БС каналами управління передається сигнал виклику. ПС абонента, що викликається, при отриманні цього сигналу відповідає по одному з вільних КУ. БС, що прийняла сигнал у відповідь, передає інформацію про його параметри на центр комутації (ЦК), який перемикає розмову на ту БС, де зафіксовано максимальний рівень сигналу ПС абонента.

Під час набору номера ПС займає один із вільних каналів, рівень сигналу БС у якому на даний момент максимальний. У міру віддалення абонента від БС або у зв'язку з погіршенням умов розповсюдження сигналу абонент автоматично перемикається на інший вільний канал або іншу БС. Спеціальна процедура, яка називається естафетною передачею (Handover) дозволяє безперервно переключити розмову на вільний канал іншої БС, у зоні дії якої опинився абонент. Для контролю таких ситуацій БС забезпечена спеціальним приймачем, який періодично вимірює рівень сигналу від ПС і порівнює його з допустимим порогом. (У деяких моделях ПС також проводиться періодичний вимір рівня сигналу, що приймається, і оцінюється його якість). Якщо рівень сигналу менший за пороговий, то інформація про це автоматично передається на центр комутації по службовому каналу зв'язку. Центр комутації видає команду вимірювання сигналу від цього абонента інші БС (відразу кілька), оточуючі абонента ПС. Після отримання відповіді цих БС центр комутації вибирає найбільш підходящу БС.

Якщо всі канали БС зайняті обслуговуванням абонентів і в цей час надходить заявка на обслуговування від чергового абонента, то, як тимчасовий захід(До звільнення одного з каналів), можливе використання принципу естафетної передачі навіть усередині однієї стільники. При цьому відбувається не блокування виклику, а здійснюється почергове перемикання всіх абонентів, що беруть участь у зв'язку з каналу на канал. У такому процесі можна по черзі віддавати деякий час від усіх каналів новому абоненту. Утворюється хіба що «запасний» канал.

Одна з найважливіших послуг мережі стільникового зв'язку - надання набору послуг для абонента з однієї і тієї ж рухомої станції (радіотелефону) в інших містах, регіонах та інших країнах, так званий роумінг (Roaming). Для здійснення такої послуги між операторами мереж стільникового зв'язку має бути договір на надання роумінгу абонентам, які приїжджають із районів, які обслуговують інші оператори.

2. Ініціалізація та встановлення зв'язку

У роботі ПС у зоні обслуговування «своїй» мережі можна виділити чотири режими, подібні по суті для систем різних стандартів:

· режим очікування;

· Режим встановлення зв'язку (дзвінка);

· Режим ведення зв'язку (телефонної розмови).

Якщо ПС повністю вимкнено (знеструмлено), то після включення живлення на ПС автоматично проводиться процес ініціалізації -початкового запуску. Протягом цього режиму відбувається налаштування ПС на роботу у складі системи - за сигналами, які регулярно передаються базовими станціями по каналах управління (КУ). Після ініціалізації ПС перетворюється на режим очікування. Конкретний зміст операцій із ініціалізації залежить від стандарту системи стільникового зв'язку.

В режимі очікування, ПС відстежує:

· Зміни інформації з боку системи, пов'язані як зі змінами в роботі системи, так і у зв'язку з переміщеннями самої ПС;

команди системи (наприклад, підтвердити працездатність, виміряти рівень сигналу тощо);

· Отримання виклику з боку системи;

· Ініціалізацію виклику з боку власного абонента.

Крім того, ПС може періодично, наприклад, раз на 10-15 хвилин підтверджувати свою працездатність, передаючи відповідні сигнали на БС або передавати інші повідомлення для системи незалежно від ведення сеансу зв'язку. У центрі комутації (ЦК) кожної з включених ПС фіксується осередок, у якому вона «зареєстрована», що полегшує організацію процедури виклику мобільного абонента. Якщо ПС не підтверджує свою працездатність протягом певного часу, то ЦК вважає її вимкненою і виклик, що надходить на цю ПС, не передається. Тому харчування ПС зазвичай не вимикається і ПС перебуває у режимі чергового прийому.

Процедура встановлення зв'язкуполягає в наступному. Якщо з боку системи або з мережі ТФОП надходить на ЦК виклик номера мобільного абонента, то ЦК направляє цей виклик на БС того осередку, в якому було зареєстровано ПС, або на кілька БС в околиці цього осередку (з урахуванням можливого переміщення абонента). БС передають виклик відповідними каналами виклику. Якщо ПС перебуває у режимі очікування, вона приймає виклик і відповідає нього через свою БС, передаючи одночасно дані щодо процедури аутентифікації. При позитивному результаті аутентифікації через БС для ПС призначається канал трафіку та повідомляється номер частотного каналу. Рухлива станція налаштовується на виділений канал разом із БС виконує необхідні дії з підготовки до сеансу зв'язку. На цьому етапі ПС за сигналами синхронізації налаштовується на заданий номер слота в кадрі, уточнює затримку в часі, підлаштовує рівень потужності, що випромінюється, і т.п. Вибір тимчасової затримки проводиться з метою тимчасового узгодження слотів у кадрі (на прийом до БС) при організації зв'язку з рухомими станціями, що знаходяться на різних дальностях від БС. При цьому тимчасова затримка пачки, що передається ПС, регулюється за командами БС.

Потім БС видає повідомлення про подачу виклику (дзвінка), яке підтверджується рухомою станцією, і абонент, що викликає, чує сигнал виклику. Коли абонент відповідає на виклик («знімає трубку»), ПС видає на БС запит на завершення з'єднання. З завершенням з'єднання починається сам сеанс зв'язку (розмова).

У процесі розмови ПС виробляє обробку сигналів мови, що передаються і приймаються, а також передаються одночасно з промовою сигналів управління. Після закінчення розмови відбувається обмін службовими повідомленнями між ПС та БС (запит або команда на відключення з підтвердженням), після чого передавач ПС вимикається та станція переходить у черговий режим (режим очікування).

Якщо виклик ініціюється із боку ПС, тобто. абонент ПС набирає номер, що викликається, переконується по дисплею в правильності набору і натискає відповідну кнопку виклику на панелі ПС, то ПС передає через свою БС повідомлення із зазначенням номера абонента і даними для аутентифікації станції. Після успішної аутентифікації БС призначає канал трафіку. Наступні кроки з підготовки сеансу зв'язку здійснюються так само, як і при надходженні виклику з боку системи.

Якщо зв'язок встановлюється між двома мобільними абонентами, процедура встановлення зв'язку практично нічим не відрізняється від встановлення зв'язку з абонентами мережі ТФОП, оскільки всі з'єднання встановлюються через комутатор мобільного зв'язку ЦК (MSC). Якщо обидва мобільні абоненти відносяться до однієї і тієї ж стільникової системи, то зв'язок встановлюється через ЦК без виходу на комутатори мережі ТФОП.

3. Аутентифікація та ідентифікація

Процедури автентифікації та ідентифікації виконуються під час кожного встановлення зв'язку. Аутентифікація -процедура підтвердження справжності (дійсності, законності, наявності прав користування послугами мережі стільникового зв'язку) абонента. Ідентифікація- Це процедура ототожнення мобільного апарату (тобто рухомий станції). При цьому визначається належність ПС до однієї з груп, що мають певні ознаки, а також виявляються несправні та вкрадені апарати.

Ідея процедури аутентифікації в цифровій системі полягає у шифруванні деяких паролів-ідентифікаторів з використанням квазівипадкових чисел, що періодично передаються на ПС з ЦК, та індивідуального для кожної ПС алгоритму шифрування. Таке шифрування з використанням одних і тих самих вихідних даних та алгоритмів, проводиться як на ПС так і в ЦК (або в центрі аутентифікації). Аутентифікація вважається успішною, якщо обидва результати збігаються.

4. Передача обслуговування (при маршрутизації)

Базова станція, що знаходиться приблизно в центрі стільники, обслуговує всі ПС в межах свого осередку. При переміщенні ПС з одного осередку до іншого, її обслуговування відповідно передається на іншу БС. Процес передачі обслуговування відбувається без переривання зв'язку, тобто. відбувається естафетна передачаобслуговування. Якщо ПС переміщається з однієї стільники в іншу в режимі очікування, вона просто відстежує ці переміщення за інформацією системи, що передається каналами управління, і в потрібний момент перебудовується на сильніший сигнал інший БС.

Рішення про передачу обслуговування приймає центр комутації. З центру комутації на «нову» БС йде команда передачі обслуговування з метою, щоб ця БС могла виділити необхідні канали, та був на ПС через «стару» БС передаються необхідні команди із зазначенням нового частотного каналу, номери робочого слота тощо. ПС автоматично перебудовується на новий канал та налаштовується на спільну роботу з новою БС. Процес перебудови займає частки секунди і залишається непомітним абоненту.

5. Роумінг

Роумінг- це функція або процедура надання послуг системи мобільного зв'язку абоненту одного оператора в системі іншого оператора (зрозуміло в сумісних стандартах). При переміщенні абонента в іншу мережу та виході на зв'язок, центральний комутатор нової мережі запитує (спеціальними каналами зв'язку) інформацію про абонента з початкової мережі, де зареєстрований користувач. За наявності підтвердження повноважень абонента нова мережа реєструє його в себе. Дані про місцезнаходження абонента постійно оновлюються в початковій мережі і всі виклики, що надходять туди, автоматично переадресовуються в ту мережу, де в даний момент знаходиться абонент.

Для організації роумінгу мережі, що беруть участь у такому договорі, повинні бути сумісних стандартів. Центри комутації всіх мереж мають бути з'єднані між собою спеціальними каналами зв'язку (провідні лінії, телефонні лінії, радіозв'язок тощо) для обміну службовими даними.

Розрізняють три види роумінгу: ручний, напівавтоматичний та автоматичний. При ручному вигляді роумінгу службових з'єднань між ЦК може бути. Просто при переході абонента до іншої мережі він обмінює свій радіотелефон на інший, підключений до нової системи. При напівавтоматичному варіанті абонент повинен попередньо повідомити свого оператора про перехід в систему обслуговування іншої мережі.

Набагато складніші операції доводиться робити при автоматичному роумінгу. Абонент мережі, який опинився на території іншої мережі, ініціює виклик звичайним чином, як і у своїй мережі. ЦК нової мережі, переконавшись, що у його домашньому регістрі HLR цей абонент не значиться, сприймає його як роумера і заносить у гостьовий регістр VLR. Одночасно (або з деякою затримкою) він запитує в HLR «рідної» системи роумера відомості, необхідні для організації обслуговування (обумовлені види послуг, паролі, шифри), а також повідомляє, в якій системі роумер знаходиться в даний час. Нове місце фіксується в HLR «рідної» системи. Після цього роумер користується стільниковим зв'язком у новій системі, як і вдома. Виклики, що виходять від нього, обслуговуються звичайним чином, з тією лише різницею, що відомості, що відносяться до нього, фіксуються не в HLR. А у VLR. Дзвінки, які надходять на номер роумера в його «домашній» мережі, переадресуються «домашньою» мережею на систему, де роумер гостює. Після повернення роумера додому в HLR «рідної» системи стирається адреса тієї системи, де роумер перебував, а VLR тієї системи, у свою чергу, стираються відомості про роумер.

У стандарті GSM процедуру роумінгу закладено як обов'язковий елемент. Крім того, у стандарті GSM є можливість роумінгу з SIM-картами з перестановкою цих карт з одного апарата в інший для підтримки різних варіантів стандарту GSM (GSM-900, GSM-1800? GSM-1900), оскільки у всіх трьох варіантах стандарту використовуються уніфіковані SIM – картки. Процедура роумінгу в стандарті GSM стає ще зручнішою з появою дворежимних, а в перспективі і трирежимних абонентських терміналів, що забезпечують роботу в усіх діапазонах частот GSM.

6. Обслуговування дзвінків у стандарті GSM

При розгляді стільникових телефонних мереж у рамках глобальної мережі слід враховувати, що абонентська підключається не просто до комутатора мобільного зв'язку, а безпосередньо в мережу, яка може об'єднувати не лише кілька стільникових мереж у межах однієї країни, а й мережі багатьох країн. Загалом можна виділити такі зони обслуговування глобальної мережі телефонного зв'язку:

· стільника (Cell);

· Зона місцезнаходження або пошуку (Location Area);

· Зона обслуговування центральним комутатором мобільного зв'язку (MSC Service Area);

· Зона обслуговування стільникової телефонної мережі (СТС) загального користування з кількома центрами комутації (PLMN Service Area);

· Зона обслуговування глобальної системи (GSM service Area).

Під стільником тут розуміють зону обслуговування цієї БС (BTS). Зона місцезнаходження або пошуку поєднує ряд сотень контрольованих одним або декількома контролерами (BSC), але в межах одного комутатора мобільного зв'язку (MSC). При цьому в межах зони місцезнаходження абонент може вільно переміщатися без оновлення даних у гостьовому регістрі (VLR). Крім того, у межах цієї зони обслуговування здійснюється передача адреси для пошуку конкретної ПЗ.

Зона обслуговування центру комутації (MSC) є частиною загальної системи. Абонент зареєстрований у VLR конкретного ЦК і він може вільно переміщатися в межах даної зони обслуговування без передачі його абонентських даних до іншої VLR та оновлення даних у HLR.

Зона обслуговування систем стільникового зв'язку загального користування визначається зонами обслуговування кожного центру комутації, що входить до цієї системи і через які здійснюється вихід на інші мережі електрозв'язку, у тому числі до інших зон обслуговування стільникових телефонних мереж загального користування.

Зона обслуговування глобальної стільникової телефонної мережі поєднує всі зони обслуговування національних стільникових телефонних мереж. При цьому мається на увазі, що всі національні мережі мають бути побудовані відповідно до стандарту GSM.

Такий підхід до функціональної організації глобальної мережі за зонами визначає систему нумерації мережі. Враховуючи, що стільникова телефонна мережа GSM може забезпечити зв'язок ПС з абонентами стаціонарної ТФОП (у перспективі ISDN), а через неї та з абонентами інших мереж електрозв'язку, вона повинна входити до загального плану нумерації стаціонарної мережі ТФОП відповідно до рекомендацій МККТТ Е.164.

При цьому номер рухомої станції в загальному плані нумерації MSISDN (Mobile Station ISDN Number) містить: код країни, код мережі, номер абонента.Для Росії такий номер буде представлений у вигляді: 7АВСавххххх. Однак СТС GSM є виділеним і може об'єднувати СТС різних країн. Тому відповідно до рекомендацій стандарту GSM у межах мережі GSM прийнято єдину нумерацію, і при реєстрації абоненту присвоюється єдиний міжнародний номер IMSI, довжина якого не повинна перевищувати 15 цифр. Структура номера IMSI аналогічна структурі номера MSISDN, але під код країни мережі GSM відводиться 3 цифри; під код мережі 1-2 цифри; під номер абонента максимум 11 цифр. Крім того, виникає проблема при маршрутизації викликів, що входять до ЦК, від мережі ТФОП через те, що ПС, вільно переміщаючись, може змінити зони обслуговування (і, наприклад, опинитися в зоні іншої АТС з іншою нумерацією). Внаслідок чого, на відміну від стаціонарних телефонних мереж, у списковому номері (MSIDN IMSI) не може бути закладений код логічного напряму зв'язку, що однозначно визначає MSC, в зоні обслуговування якого в даний момент знаходиться ПС. Щоб забезпечити можливість маршрутизації, кожен MSC (VLR) має у своєму розпорядженні сукупність номерів MSRN, які на вимогу надаються головному MSC (якщо система має кілька MSC) лише на час маршрутизації виклику до конкретного MSC. З огляду на це номер MSRN на відміну від номера MSISDN містить не номер абонента, а номер, що ідентифікує MSC. У MSC (VLR) виділений номер MSRN ставиться у однозначне відповідність з номером IMSI викликаної ПС. Для визначення зони пошуку (місцезнаходження) в мережі GSM використовується номер LAI, який відрізняється від номера IMSI тим, що замість номера абонента вказується код зони місцезнаходження.

Поряд із розглянутими номерами, що використовуються в процесі маршрутизації дзвінків, стандартом GSM передбачено номер для ідентифікації обладнання IMEI та тимчасовий номер абонента TMSI, який використовується для забезпечення конфіденційності. Номер IMEI включає коди типу обладнання і заводу виробника, серійний номер. Номер TMSI визначається адміністрацією мережі, і його довжина має становити трохи більше 4 байт.

Аутентифікація абонентів, ідентифікація обладнання рухомої станції та закриття інформації

Для забезпечення аутентифікації та закриття інформації при реєстрації абоненту присвоюється не тільки номер IMSI, а й індивідуальний абонентський ключ Ki, який зберігається в центрі аутентифікації (AUC), а також в рухомому станції. Абонентський ключ Ki у центрі аутентифікації використовується для формування триплету: ключа закриття інформації Кc, маркованого відгуку SRES та випадкового числа RAND (рис. 1). Спочатку генерується випадкове число RAND. RAND та Ki є вихідними даними для обчислення Кс та SRES. При цьому використовуються два різні алгоритми обчислення. Сформовані триплети для кожного із зареєстрованих у мережі GSM абонентів передаються до регістра HLR, а за потреби надаються гостьовому регістру центру комутації. Алгоритм обчислення Кс і SRES реалізовані у центрі аутентифікації, а й у рухомий станції.

Мал. 1. Формування Kc, SRES, RAND

У стандарті GSM процедура аутентифікації пов'язані з використанням модуля ідентифікації абонента (SIM). Модуль SIM - це пластикова картка, що вставляється в гніздо абонентського апарату. У цій картці є електронний чіп, у якому "зашита" вся необхідна інформація. Модуль SIM дозволяє розмовляти з будь-якого апарату однотипного стандарту, у тому числі телефонного. Модуль містить PIN абонента, ідентифікатор IMSI, ключ Ki, індивідуальний алгоритм автентифікації абонента А3 алгоритм А8 обчислення ключа шифрування. Унікальний ідентифікатор IMSI для поточної роботи замінюється тимчасовим ідентифікатором TMSI, що присвоюється апарату при його першій реєстрації в конкретному регіоні, що визначається ідентифікатором LAI, та скидається при виході апарату за межі цього регіону. Ідентифікатор PIN - це код, відомий лише абоненту, який має бути захистом від несанкціонованого використання SIM картки. Наприклад, за її втрати. Після трьох невдалих спроб набору PIN-коду SIM-картка блокується. Блокування може бути зняте або набором додаткового коду (відомого лише абоненту) - персонального коду розблокування (PUK), або за командою з центру комутації.

Процедура автентифікації відбувається так. При запиті ПС доступу до мережі центр автентифікації AUC через центр комутації MSC передає ПС випадкове число RAND. Рухома станція, отримавши число RAND і використовуючи абонентський ключ Ki, що зберігається у неї, за допомогою алгоритму А3 обчислює маркований відгук SRES. Сформувавши SRES, рухома станція передає його MSC, де відбувається порівняння прийнятого SRES зі SRES, обчисленим мережею. При збігу їх для ПЗ дозволяється доступ до мережі. Процедура аутентифікації здійснюється під час реєстрації ПС, спроби встановлення з'єднання, оновлення даних, а також при активації та дезактивації додаткових видів обслуговування. Процедуру автентифікації наведено на рис. 2.

Мал. 2. Принцип аутентифікації

Ідентифікація обладнання користувача починається з запиту у ПС номера IMEI. Центр комутації (MSC) отриманий номер IMEI передає до регістра ідентифікації обладнання EIR (Equipment Identity Register), де є три списки обладнання ПС: дозволені до використання, заборонені для використання в системі зв'язку та несправні. З інформації списків визначається, якої групи належить ПС з номером IMEI). Результати направляються до центру комутації, де й приймається рішення про доступ обладнання користувача до роботи в мережі.

Закриття інформації, що передається по радіоканалу, здійснюється в БС і в ПС. В обох застосовуються одні й ті ж алгоритми зашифрування повідомлень, що передаються. Для закриття інформації користувача використовуються номер циклу доступу і ключ закриття інформації Кс. У БС використовується ключ Кс з триплети, а ПС він обчислюється на підставі отриманого випадкового числа RAND і абонентського ключа Ki за алгоритмом А8.

Алгоритм А8 використовується для обчислення для обчислення ключа шифрування повідомлень і зберігається у модулі SIM. Після прийому RAND рухома станція обчислює, крім відгуку SRAS, також ключ шифрування Кс, використовуючи RAND, Ki і алгоритм А8 згідно з рис. 2. Крім RAND, мережа посилає ПС числову послідовність ключа шифрування. Це число пов'язане зі значенням Кс і дозволяє уникнути формування неправильного ключа. Значення Кс зберігається в ПС і міститься у кожному першому повідомленні, що передається до мережі.

Мал. 3. Встановлення режиму шифрування

Для встановлення режиму шифрування мережа передає на ПС команду CMC (Ciphering Mode Command) на перехід у режим шифрування, після чого Пс використовуючи ключ Кс приступає до шифрування та дешифрування повідомлень. Потік даних, що передаються шифрують біт за бітом або потоковим шифром, використовуючи алгоритм шифрування А5 і ключ Кс. Процедуру встановлення режиму шифрування представлено на рис. 3.

Висновок

У кожній країні управління телекомунікаційною галуззю має власну специфіку. Однак поява цифрових технологій та масове впровадження послуг з надання доступу до мережі Інтернет призвели до того, що сьогодні практично будь-який оператор зв'язку працює не лише на локальному (регіональному чи загальнонаціональному), а й на світовому ринку телекомунікаційних послуг.

Поява цифрових технологій сприяла радикальним змінам у телекомунікаційній галузі. Послуги традиційного голосового зв'язку почали витіснятися інтерактивними послугами, такими як Інтернет, передачі даних, мобільний зв'язок.

Але незважаючи на зміни, вітчизняний ринок послуг зв'язку залишається досить замкнутим. З одного боку, це обумовлено величезними масштабами території країни, завдяки яким формуються основні доходи операторів зв'язку. З іншого боку, Казахстан поки що знаходиться поза світовим ринком міжнародного трафіку, що досі було наслідком недостатньо високого рівня цифровізації основних каналів і нижчої якості зв'язку в порівнянні зі світовими стандартами. зростати.

Незважаючи на високі темпи впровадження сучасних технологій, відсоток охоплення населення РК новими видами зв'язку, такими як стільниковий зв'язок, пейджинг, Інтернет залишається низьким.

Список використаних джерел

1. Ю.А. Громаків. Структура TDMA кадрів та формування сигналів у стандарті GSM. "Електрозв'язок". N 10. 1993. с. 9-12.

M.Mouly, M.B.Pautet. The GSM System for Mobile Communications. 1992. p.p. 702.

A. Mehrotra. Cellular Radio: Analog and Digital Systems. Artech House, Boston-London. 1994.p.p.460.

4. Ю.А. Громаків. Структура TDMA кадрів і формування сигналів у стандарті GSM. "Електрозв'язок". N10.1993.

5. W. Heger. GSM vs. CDMA. GSM Global System for Mobile Communications. Proceedings of the GSM Promotion Seminar 1994 GSM MoU Group in Cooperation with ETSI GSM Members. 15 December 1994. pp. 3.1-1 – 3.1-18.

Сукачов Е.А. Стільникові мережі радіозв'язку з рухомими об'єктами: Навчальний посібник. - Вид. 2-ге, испр. та доповн. – Одеса: УДАС, 2000. – 119с

Ю.А. Громаків. Стільникові системи рухомого радіозв'язку. Технології електронних комунікацій. Том 48. "Еко-трендз". Москва. 1994.

Сьогодні мобільний інтернет став звичним для користувачів мобільного зв'язку. Такі можливості з'явилися завдяки її прогресу, який у хронологічному порядку можна так:

1984 – 1G – аналоговий стандарт, який забезпечує лише голосовий зв'язок при швидкості передачі – 1,9 кбіт/с;
1991 – 2G – це вже цифрові стандарти, забезпечують швидкістю 9,6 кбіт/с, можливий обмін SMS повідомленнями (найпоширеніші – CDMA, GSM);
1999 – стандарт GPRS, проміжний, є продовження GSM, реалізована пакетна передача цифрової інформації, і дозволяє використовувати інтернет з теоретичною швидкістю понад 100 кбіт/с, реально – у 2–3 рази повільніше через завантаженість мережі;
2003 – удосконалена технологія EDGE для мереж GSM та TDMA зі швидкістю до 384 кбіт/с;
2002 – 3G, представлена ​​стандартами – UMTS, продовженням GSM, та CDMA2000, завдяки швидкості до 2 Мбіт/с забезпечує відеозв'язок та перегляд відео;
2008–2010 – поява технології 4G, яка орієнтована саме на передачу мегаоб'ємів даних на швидкості до 1Гіт/с, її найпоширеніші стандарти WiMAX та LTE сьогодні забезпечують 100–300 Мбіт/с на прийом.

Які технології використовують російські оператори мобільного зв'язку

Нині у Росії найкраще розвинені мережі покоління 2G, використовують EDGE і GPRS. Вони забезпечують практично повне покриття території РФ і надають інтернет-доступ, можливість голосового зв'язку та обміну СМС. З найбільших провайдерів, що працюють у 2G, більшість використовує стандарт GSM, а СКАЙЛІНК – CDMA.

Мережі 3G працюють за технологією WCDMA, забезпечуючи швидкість близько 10 Мбіт/сек, достатню для відеодзвінків. Таку послугу надають багато великих операторів, забезпечуючи покриття у великих містах.

Мережа 4G першою з'явилася у Новосибірську. Сьогодні мережі 4G працюють у 79 регіонах РФ. Дану послугу надають оператори Yota Freshtel, МТС, Білайн, Мегафон. Технологія LTE у Росії використовується тільки для виходу в інтернет, не для голосового зв'язку. При цьому потрібна спеціальна SIM-картка та мобільний пристрій нового покоління.

При виборі смартфона враховують, у якому стандарті працює оператор, послугою якого користуєтеся. Зазвичай для розмови дешевше коштують тарифи мереж 2G, але для інтернету вони надто повільні. Тому вигідно використовувати смартфон, що підтримує потрібні стандарти, на 2 SIM карти: одна – для розмови, друга – для інтернету.

Навряд чи можливо сьогодні знайти людину, яка б ніколи не користувалася стільниковим телефоном. Але чи кожен розуміє, як працює стільниковий зв'язок? Як влаштовано та працює те, до чого ми всі давно звикли? Чи передаються сигнали від базових станцій про дроти чи все це діє якось інакше? А можливо весь стільниковий зв'язок функціонує лише за рахунок радіохвиль? На ці та інші питання спробуємо дати відповідь у нашій статті, залишивши опис стандарту GSM за її межами.

У момент, коли людина намагається здійснити виклик зі свого мобільного телефону, або коли починають дзвонити йому, телефон за допомогою радіохвиль підключається до однієї з базових станцій (найбільш доступної), до однієї з її антен. Базові станції можна спостерігати то там, то тут, глянувши на будинки наших міст, на дахи та на фасади промислових будівель, на висотки, нарешті на спеціально зведені для станцій щогли червоно-білого кольору (особливо вздовж автострад).

Ці станції виглядають як прямокутні коробки сірого кольору, з яких в різні боки стирчать різноманітні антени (зазвичай до 12 антен). Антени тут працюють як на прийом, так і на передачу, і вони належать оператору стільникового зв'язку. Антени базової станції направлені у всілякі сторони (сектори), щоб забезпечити «покриття мережею» абонентам з усіх боків на відстані до 35 кілометрів.

Антена одного сектора може обслуговувати одночасно до 72 дзвінків, і якщо антен 12, то уявіть собі: 864 дзвінка здатна в принципі обслужити одна велика базова станція одночасно! Хоча зазвичай обмежуються 432 каналами (72*6). Кожна антена з'єднана кабелем із керуючим блоком базової станції. А вже блоки кількох базових станцій (кожна станція обслуговує свою частину території) приєднуються до контролера. До одного контролера приєднується до 15 базових станцій.

Базова станція в принципі здатна функціонувати на трьох діапазонах: сигнал 900 МГц краще проникає всередину будівель та споруд, поширюється далі, тому саме даний діапазон часто використовують у селах та на полях; сигнал на частоті 1800 МГц поширюється негаразд далеко, але у одному секторі встановлюють більше передавачів, у містах ставлять частіше саме такі станції; нарешті 2100 МГц – це мережа 3G.

Контролерів, звісно, ​​у населеному пункті чи районі, може бути кілька, тому контролери, у свою чергу, приєднуються кабелями до комутатора. Завдання комутатора — зв'язати мережі операторів мобільного зв'язку один з одним та з міськими лініями звичайного телефонного зв'язку, міжміського та міжнародного зв'язку. Якщо мережа невелика, достатньо одного комутатора, якщо велика — використовуються два і більше комутаторів. Комутатори поєднуються між собою проводами.

У процесі переміщення людини, яка розмовляє мобільним телефоном, вулицею, наприклад: йде вона пішки, їде в громадському транспорті, або пересувається на власному авто, - її телефон не повинен ні на мить втратити мережу, не можна обірвати розмову.

Безперервність зв'язку виходить завдяки можливості мережі базових станцій дуже оперативно перемикати абонента з однієї антени на іншу в процесі його переміщення від зони дії однієї антени - в зону дії іншої (від стільника до соті). Абонент сам не помічає, як перестає бути пов'язаний з однією базовою станцією, і вже підключений до іншої, як перемикається від антени — до антени, від станції — до станції, від контролера — до контролера…

При цьому комутатор забезпечує оптимальне розподілення навантаження за багаторівневою схемою мережі, щоб знизити ймовірність виходу обладнання з ладу. Багаторівнева мережа будується так: стільниковий телефон – базова станція – контролер – комутатор.

Припустимо, ми здійснюємо виклик, і ось сигнал уже дістався комутатора. Комутатор передає наш дзвінок у бік абонента призначення — до міської мережі, до мережі міжнародного чи міжміського зв'язку, або до мережі іншого мобільного оператора. Все це відбувається дуже швидко з використанням високошвидкісних оптоволоконних кабельних каналів.

Далі наш дзвінок надходить на комутатор, що розташований на стороні абонента, що приймає дзвінок (викликається нами). У «приймальному» комутаторі вже є дані про те, де знаходиться абонент, в якій зоні дії мережі: який контролер, яка базова станція. І ось, з базової станції починається опитування мережі, знаходиться адресат, і на його телефон надходить виклик.

Весь ланцюжок описаних подій, з моменту набору номера до моменту дзвінка, що пролунав на стороні, триває зазвичай не більше 3 секунд. Так ми можемо сьогодні дзвонити до будь-якої точки світу.

Андрій Повний