Технології стільникових мереж - Безпровідні мережі

Стільникові мережі використовують наявну інфраструктуру стільникової телефонії. Вони працюють в особливо важких умовах великих завад, періодичного зникнення сигналу. Стільникові технології пройшли декілька етапів розвитку:

    1G технології. Початок 80 - х рр. Перша генерація стільникових мереж використовувала аналогові технології. В таких мережах передавали тільки телефонні розмови; 2G технології. Середина 90 - х рр. Цифрове кодування та передавання мовлення та коротких тестових повідомлень; 2,5G технології. 2001 рік. Цифрові мережі з передаванням мовлення, тексту, приєднання до Internet. 3G технології. Технології наступної генерації. Швидкість передавання до 2 Мбіт/с. Передавання мультимедійних даних.

Ці технології можна розглядати згідно з протокольними рівнями.

На фізичному та канальному рівнях визначають різноманітні методи доступу, які відображені у різноманітних технологіях. Серед методів доступу виділяють аналогові та цифрові.

Головний ресурс стільникової мережі - це виділений для неї діапазон частот. Аналогові методи доступу виділяють для кожного передавання окремий канал - смугу частот у визначеному для мережі діапазоні. У цьому випадку сусідні стільникові комірки не можуть працювати в одному й тому ж діапазоні частот (інакше передавання в сусідніх комірках заважали б одне одному). Частотний діапазон поділяють на сім частин (рис. 3).

Серед методів доступу, які використовують цифрове передавання, популярні різні модефікації TDMA (Time Division Multiple Access). Вони застосовують відомий принцип розподілу часу передавання на окремі часові слоти. До цієї групи методів належать AMPS(Advanced Mobile Phone Service) (частотні канали в 30 кГц поділяють на три часові слоти), NAMPS, PDC (канали по 25 кГц, три слоти), GSM (діапазони 200 кГц, вісім слотів).

Найпопулярнішими сьогодні є технології GSM та CDMA ( Code Division Multiple Access ), що використовують цифрове передавання.

Технологія GSM

Технологія мобільної телефонії GSM почала розроблятися на початку 80- х рр. минулого сторіччя, коли група європейських країн та мобільних операторів створила робочу групу Group Special Mobile для розробки загальноєвропейського стандарту цифрової стільникової телефонії. Перші комерційні версії GSM зявилися на початку 90- х рр. завдяки своїй цифровій природі мережі GSM з самого початку були пристосовані для передавання не тільки мови, але й даних.

Принцип роботи та архітектура

Стільникова мережа GSM складається з декількох головних компонентів (рис 4).

Стільниковий телефон (MS - Mobile Station) використовується для організації доступу абонента до мережі. Телефон безпосередньо підтримує зв'язок з базовою станцією (BTS - Base Tranciver Station).

Складається з двох частин - власне телефону та модулю ідентифікації абонента (SIM - Subscriber Identification module). SIM модуль виконано у вигляді смарт - карти. Кожен телефон також має унікальний ідентифікатор мобільного обладнання (IMEI - International Mobile Eqipment Identity). Використання модулю SIM дозволяє переносити інформацію про абонента та послуги, на які він підписаний на інший телефон, просто переставляючи SIM - карту.

Базова приймально - передавальна станція відповідає за організацію зв'язку з мобільними телефонами у своєму радіусі зв'язку. Радіус зв'язку обирається виходячи з очікуваної кількості абонентів у сфері дії станції.

Контролер базових станцій узгоджує та координує роботу базових станцій. Він забезпечує передавання мобільних користувачів під час їх переміщення між окремими стільниками, регулює несучі частоти для зменшення інтерференції між окремими передаваннями.

Сукупність базових станцій та контролер утворюють підсистему базових станцій (Base Station Subsystem, BSS).

Комутаційний центр мобільних послуг (Mobile services Switching Center - MSC) ідентифікує та реєструє абонентів, маршрутизує потоки даних, реалізує сполучення зі звичайними телефонними мережами. При цьому використовуються такі бази даних:

Домашній реєстр абонентів(HLR - Location Register);

Реєстр абонентів - гостей (Visitor Location Register - VLR);

Реєстр обладнання (Equipment Identity Register - EIR);

Індетифікаційний центр (Authentication Center - AuC).

Структура каналів та метод доступу

Мережа GSM використовує комбінацію методів доступу з частотним розподілом ( Frequency Division Multiplexing, FDM) та методу доступу з розподілом часу (Time Division Multiplexing, TDM).

Наприклад, мережі GSM 900 призначено частотний діапазон 890 - 960 МГц. Він поділений на два під діапазони, один з яких використовується для передавання від мобільного телефону до базової станції, а інший - у зворотному напрямку. Кожний з піддіапазонів у свою чергу поділяється на канали по 20 КГц, так що загалом GSM працює з 124-ма повнодуплексними каналами. Для збільшення кількості передавань кожен канал поділено ще на вісім часових інтервалів.

Роумінг

Підтримка можливості встановити сполучення з мобільного телефону незалежно від місця знаходження абонента називають роумінгом. Процедура роумінгу реалізується по-різному коли абонент дзвонить, або отримує дзвінок.

Декілька близько розташованих стільників об'єднуються у т. зв. область знаходження (location area). Коли робиться телефонний дзвінок при зміні області знаходження абонента, телефон реєструється у Реєстрі абонентів - гостей. Комутаційний центр передає інформацію про дзвінок до Домашнього реєстру абонента. Домашній реєстр повертає дані про послуги, на які підписаний абонент та тимчасово відміняє його реєстрацію у Домашньому реєстрі. Після цього абонент отримує можливість отримати ті ж послуги, що і раніше.

При отриманні дзвінка виклик передається на комутаційний центр - шлюз. Шлюз запитує у Домашньому реєстрі про розташування абонента. Домашній реєстр повідомляє відповідний Реєстр абонентів - гостей про дзвінок і телефону - адресату тимчасово присвоюють номер, якій передається шлюзу. Після цього шлюз має всю інформацію для спрямування виклику.

Похожие статьи




Технології стільникових мереж - Безпровідні мережі

Предыдущая | Следующая