Grundlæggende om cellulære netværk

Grundlæggende om cellulær / mobil telekommunikation omfatter:
Hvad er cellulær kommunikation Begrebet cellulært system Multiple access-teknikker Duplex-teknikker Hvad der er inde i en mobiltelefon Handover Backhaul

Nettet udgør hjertet af ethvert cellulært telefonsystem. Det cellulære netværk opfylder mange krav. Ikke alene gør det cellulære netværk det muligt at videresende opkald til og fra mobiltelefonerne samt at opretholde opkaldet, når mobiltelefonen bevæger sig fra en celle til en anden, men det muliggør også andre vigtige operationer såsom adgang til nettet, fakturering, sikkerhed og meget mere. For at opfylde alle disse krav består det cellulære netværk af mange elementer, der hver især har deres egen funktion.

Den mest indlysende del af det cellulære netværk er basisstationen. Antennerne og det tilhørende udstyr, der ofte befinder sig i en container nedenfor, ses spredt rundt om i landet, og især ved siden af motorveje og motorveje. Der er imidlertid mere til netværket bag dette, da systemet skal have elementer af centralstyring, og det skal også forbindes med PSTN fastnettelefonsystemet for at gøre det muligt at foretage opkald til og fra trådbaserede telefoner eller mellem netværk.

De forskellige cellulære standarder har ofte lidt forskellige tilgange til det krævede cellulære netværk. På trods af forskellene mellem de forskellige cellulære systemer er de grundlæggende koncepter meget ens. Desuden har cellulære systemer som f.eks. GSM en veldefineret struktur, og det betyder, at producenternes produkter kan standardiseres.

Grundlæggende struktur for cellulære netværk

Et samlet cellulært netværk indeholder en række forskellige elementer fra selve basistransceiverstationen (BTS) med dens antenne tilbage gennem en basisstationscontroller (BSC) og et mobilt omstillingscenter (MSC) til lokaliseringsregistrene (HLR og VLR) og forbindelsen til det offentlige telefonnet (PSTN).

Af enhederne i det cellulære netværk er det BTS’en, der sørger for den direkte kommunikation med mobiltelefonerne. Der kan være et lille antal basisstationer, som så er forbundet med en basisstationscontroller. Denne enhed fungerer som et lille center, der videresender opkald til den ønskede basisstation, og den træffer også nogle beslutninger om, hvilken af basisstationerne der er bedst egnet til et bestemt opkald. Forbindelserne mellem BTS’en og BSC’en kan enten være via landlinjer eller endda via mikrobølgeforbindelser. Ofte understøtter BTS-antennetårnene også en lille mikrobølgeantenne, der bruges til forbindelsen til BSC. BSC’en er ofte placeret sammen med en BTS.

BSC’en har grænseflade med mobilcentralen. Det træffer mere udbredte valg om viderestilling af opkald og har grænseflader til det fastnetbaserede PSTN samt HLR og VLR.

Base transceiverstation, BTS

Base transceiverstation eller system, BTS, består af en række forskellige elementer. Det første er elektronikdelen, der normalt er placeret i en container i bunden af antennetårnet. Den indeholder elektronikken til kommunikation med mobiltelefonen og omfatter radiofrekvensforstærkere, radiotransceivere, radiofrekvenskombinatorer, styring, kommunikationsforbindelser til BSC og strømforsyninger med backup.

Den anden del af BTS’en er antennen og den feeder, der forbinder antennen med selve basistransceiverstationen. Disse antenner er synlige på toppen af master og høje bygninger, hvilket gør det muligt for dem at dække det nødvendige område. Endelig er der grænsefladen mellem basestationen og dens controller længere oppe i nettet. Denne består af styrelogik og software samt kabelforbindelsen til controlleren.

BTS’er opstilles forskellige steder. I byerne ses de karakteristiske antenner ofte på toppen af bygninger, mens der på landet anvendes separate master. Det er vigtigt, at placering, højde og orientering er korrekt for at sikre, at den ønskede dækning opnås. Hvis antennen er for lav eller placeret forkert, vil der ikke være tilstrækkelig dækning, og der vil være et “hul” i dækningen. Omvendt, hvis antennen er for høj og rettet forkert, vil signalet kunne høres langt ud over cellegrænserne. Dette kan resultere i interferens med en anden celle, der bruger de samme frekvenser.

De antennesystemer, der anvendes med basisstationer, har ofte to sæt modtageantenner. Disse giver det, der ofte betegnes diversitetsmodtagelse, og gør det muligt at vælge det bedste signal for at minimere virkningerne af multipathudbredelse. Modtagerantennerne er forbundet til et kabel med lavt tab, der leder signalerne ned til en multikobler i basisstationsbeholderen. Her opdeler en multikobler signalerne for at fodre de forskellige modtagere, der er nødvendige for alle RF-kanalerne. På samme måde ledes det transmitterede signal fra combinereren op til sendeantennen ved hjælp af kabel med lavt tab for at sikre det optimale transmissionssignal.

Mobile switching centre (MSC)

M MSC er kontrolcenteret for det cellulære system, der koordinerer BSC’ernes handlinger, sørger for den overordnede kontrol og fungerer som switch og forbindelse til det offentlige telefonnet. Som sådan har det en række kommunikationsforbindelser ind til det, som vil omfatte fiberoptiske forbindelser samt nogle mikrobølgeforbindelser og nogle kobberkabler. Disse gør det muligt for den at kommunikere med BSC’erne, videresende opkald til dem og styre dem efter behov. Den indeholder også Home og Visitor Location Registers, som er databaser med oplysninger om mobilernes sidst kendte placering. Det indeholder også faciliteterne til autentifikationscentret, der giver mobiler adgang til nettet. Desuden vil det også indeholde faciliteterne til at generere faktureringsoplysninger for de enkelte konti.

I betragtning af MSC’s betydning indeholder det mange backup- og duplikatkredsløb for at sikre, at det ikke svigter. Det er klart, at backup-strømforsyningssystemer er et væsentligt element i dette for at sikre mod muligheden for et større strømsvigt, for hvis MSC’en blev ude af drift, ville hele nettet bryde sammen.

Mens det cellulære net ikke ses af omverdenen, og dets funktion er et mysterium for mange, er det cellulære net selve centrum for det samlede cellulære system, og hele det samlede systems succes afhænger i høj grad af dets ydeevne.

Trådløs & Kablet forbindelse Emner:
Grundlæggende om mobilkommunikation 2G GSM GSM 3G UMTS 4G LTE 5G WiFi IEEE 802.15.4 DECT trådløse telefoner NFC- Near Field Communication Grundlæggende om netværkssamarbejde Hvad er cloud Ethernet Seriel data USB SigFox LoRa VoIP SDN NFV SD-WAN
Vend tilbage til trådløs & kablet forbindelse