Základy mobilní sítě

Základy mobilních telekomunikací zahrnují:
Co je to mobilní komunikace Koncepce mobilního systému Techniky vícenásobného přístupu Duplexní techniky Co je uvnitř mobilního telefonu Předávání přenosu Přenosová síť

Síť tvoří srdce každého mobilního telefonního systému. Mobilní síť splňuje mnoho požadavků. Mobilní síť umožňuje nejen směrování hovorů do mobilních telefonů a z nich a také zachování hovorů při přechodu mobilního telefonu z jedné buňky do druhé, ale umožňuje také další nezbytné operace, jako je přístup k síti, účtování, zabezpečení a mnoho dalšího. Pro splnění všech těchto požadavků se mobilní síť skládá z mnoha prvků, z nichž každý má svou vlastní funkci.

Nejviditelnější součástí mobilní sítě je základnová stanice. Antény a související zařízení, často umístěné v kontejneru pod nimi, jsou vidět rozeseté po celé zemi, a to zejména u dálnic a rychlostních silnic. Za touto sítí se však skrývá více, protože systém musí mít prvky centrálního řízení a musí být také propojen se systémem pevných linek PSTN, aby bylo možné volat z a do telefonů na bázi drátů nebo mezi sítěmi.

Různé mobilní standardy často používají mírně odlišné přístupy k požadované mobilní síti. Navzdory rozdílům mezi různými celulárními systémy jsou základní koncepty velmi podobné. Navíc celulární systémy, jako je GSM, mají dobře definovanou strukturu, a to znamená, že výrobky výrobců mohou být standardizovány.

Základní struktura buňkové sítě

Celá buňková síť obsahuje řadu různých prvků od samotné základnové vysílací stanice (BTS) s anténou zpět přes řídicí jednotku základnové stanice (BSC) a mobilní ústřednu (MSC) až po lokalizační registry (HLR a VLR) a spojení s veřejnou komutovanou telefonní sítí (PSTN).

Z jednotek v rámci buňkové sítě zajišťuje BTS přímou komunikaci s mobilními telefony. Může existovat malý počet základnových stanic, které jsou pak propojeny s řídicí jednotkou základnové stanice. Tato jednotka funguje jako malé centrum, které směruje hovory na požadovanou základnovou stanici, a také činí některá rozhodnutí o tom, která ze základnových stanic je pro konkrétní hovor nejvhodnější. Spojení mezi BTS a BSC může využívat buď pevné linky, nebo dokonce mikrovlnné spoje. Anténní věže BTS často podporují také malou mikrovlnnou anténu používanou pro spojení s BSC. BSC je často umístěn společně s BTS.

BSC má rozhraní s mobilní ústřednou. To umožňuje rozsáhlejší volby o směrování volání a rozhraní s PSTN založenou na pevných linkách i s HLR a VLR.

Základní vysílací stanice, BTS

Základní vysílací stanice nebo systém, BTS se skládá z řady různých prvků. Prvním je část elektroniky, která je obvykle umístěna v kontejneru na základně anténní věže. Ta obsahuje elektroniku pro komunikaci s mobilními telefony a zahrnuje vysokofrekvenční zesilovače, rádiové vysílače, vysokofrekvenční slučovače, ovládání, komunikační spojení s BSC a napájecí zdroje se zálohováním.

Druhou částí BTS je anténa a napáječ pro připojení antény k vlastní základnové vysílací stanici. Tyto antény jsou viditelné na vrcholcích stožárů a vysokých budov, což jim umožňuje pokrýt požadovanou oblast. Nakonec je zde rozhraní mezi základnovou stanicí a její řídicí jednotkou dále v síti. To se skládá z řídicí logiky a softwaru a také z kabelového spojení s řídicí jednotkou.

BTS se zřizují na různých místech. Ve městech se charakteristické antény často objevují na střechách budov, zatímco na venkově se používají samostatné stožáry. Pro zajištění požadovaného pokrytí je důležité správné umístění, výška a orientace. Pokud je anténa umístěna příliš nízko nebo na špatném místě, bude pokrytí nedostatečné a vznikne „díra“ v pokrytí. Naopak pokud je anténa příliš vysoko a nesprávně nasměrovaná, signál bude slyšet daleko za hranicemi buňky. To může mít za následek rušení s jinou buňkou používající stejné frekvence.

Antenové systémy používané u základnových stanic mají často dvě sady přijímacích antén. Ty zajišťují takzvaný diverzitní příjem, který umožňuje vybrat nejlepší signál a minimalizovat tak účinky vícecestného šíření. Přijímací antény jsou připojeny k nízkoztrátovému kabelu, který směruje signály dolů k multicoupleru v kontejneru základnové stanice. Zde multicoupler rozděluje signály pro napájení různých přijímačů potřebných pro všechny RF kanály. Podobně je vysílaný signál ze slučovače veden nahoru k vysílací anténě pomocí nízkoztrátového kabelu, aby byl zajištěn optimální vysílaný signál.

Mobilní ústředna (MSC)

Mobilní ústředna (MSC) je řídicím centrem mobilního systému, které koordinuje činnost BSC, zajišťuje celkové řízení a funguje jako přepínač a připojení do veřejné telefonní sítě. Jako takové do něj vede řada komunikačních spojů, které budou zahrnovat optické spoje, jakož i některé mikrovlnné spoje a některé kabely z měděných drátů. Ty mu umožňují komunikovat s BSC, směrovat na ně hovory a podle potřeby je ovládat. Obsahuje také domovský registr a registr polohy návštěvníků, což jsou databáze s údaji o poslední známé poloze mobilních telefonů. Obsahuje také zařízení pro autentizační centrum, které umožňuje mobilním telefonům vstup do sítě. Kromě toho bude obsahovat také zařízení pro generování fakturačních informací pro jednotlivé účty.

S ohledem na důležitost MSC obsahuje mnoho záložních a duplicitních okruhů, aby se zajistilo, že nedojde k jeho výpadku. Je zřejmé, že záložní napájecí systémy jsou nezbytným prvkem, který chrání před možností velkého výpadku napájení, protože pokud by MSC přestal fungovat, celá síť by se zhroutila.

Ačkoli mobilní síť není pro okolní svět viditelná a její fungování je pro mnohé záhadou, mobilní síť je samotným centrem celého mobilního systému a úspěch celého koncového systému závisí do značné míry na její výkonnosti.

Bezdrátové připojení & Kabelové připojení Témata:
Základy mobilní komunikace 2G GSM 3G UMTS 4G LTE 5G WiFi IEEE 802.15.4 DECT bezdrátové telefony NFC- Near Field Communication Základy sítí Co je to cloud Ethernet Sériová data USB SigFox LoRa VoIP SDN NFV SD-WAN
Zpět na bezdrátové připojení & Kabelové připojení