Celluláris hálózat alapjai

Celluláris / mobiltávközlés alapjai Tartalmazza:
Mi a cellás kommunikáció A cellás rendszer fogalma Többszörös hozzáférési technikák Duplex technikák Mi van a mobiltelefonban Handover Backhaul

A hálózat képezi minden cellás telefonrendszer szívét. A cellás hálózat számos követelményt teljesít. A cellahálózat nemcsak a mobiltelefonokba irányuló és onnan indított hívások továbbítását teszi lehetővé, valamint a hívások fenntartását, amikor a mobiltelefon egyik cellából a másikba mozog, hanem más alapvető műveleteket is lehetővé tesz, például a hálózathoz való hozzáférést, a számlázást, a biztonságot és még sok mást. Mindezen követelmények teljesítése érdekében a mobilhálózat számos elemet tartalmaz, amelyek mindegyike saját funkciót lát el.

A mobilhálózat legnyilvánvalóbb része a bázisállomás. Az antennák és a hozzájuk tartozó, gyakran egy alatta lévő konténerben elhelyezett berendezések országszerte szétszórva láthatók, különösen az autópályák és autóutak mentén. A hálózat mögött azonban ennél több van, mivel a rendszernek rendelkeznie kell a központi vezérlés elemeivel, és kapcsolódnia kell a PSTN vezetékes rendszerhez is, hogy lehetővé tegye a hívások indítását a vezetékes telefonokra és azokról, illetve a hálózatok között.

A különböző cellás szabványok gyakran kissé eltérő megközelítést alkalmaznak a szükséges cellás hálózat tekintetében. A különböző cellás rendszerek közötti különbségek ellenére az alapkoncepciók nagyon hasonlóak. Emellett az olyan cellás rendszerek, mint a GSM, jól meghatározott struktúrával rendelkeznek, és ez azt jelenti, hogy a gyártók termékei szabványosíthatók.

A cellás hálózat alapvető felépítése

A teljes cellás hálózat számos különböző elemet tartalmaz, magától a bázis adó-vevő állomástól (BTS) és annak antennájától kezdve a bázisállomás vezérlőn (BSC) és a mobil kapcsoló központon (MSC) keresztül a helymeghatározó regiszterekig (HLR és VLR) és a nyilvános kapcsolt telefonhálózattal (PSTN) való kapcsolatig.

A cellás hálózaton belüli egységek közül a BTS biztosítja a közvetlen kommunikációt a mobiltelefonokkal. Ezután kisszámú bázisállomás lehet, amely egy bázisállomás-vezérlőhöz kapcsolódik. Ez az egység egy kis központként működik, amely a hívásokat a kívánt bázisállomásra irányítja, és néhány döntést is hoz arról, hogy melyik bázisállomás a legalkalmasabb egy adott hívásra. A BTS és a BSC közötti kapcsolatok használhatnak vezetékes vagy akár mikrohullámú kapcsolatokat is. Gyakran a BTS antennatornyok egy kis mikrohullámú parabolaantennát is hordoznak, amelyet a BSC-vel való összeköttetéshez használnak. A BSC gyakran együtt van elhelyezve egy BTS-szel.

A BSC interfész a mobil kapcsolóközponttal. Ez szélesebb körű döntéseket hoz a hívások útválasztásáról, és interfészeket hoz létre a vezetékes PSTN-hez, valamint a HLR-hez és a VLR-hez.

Bázis adó-vevő állomás, BTS

A bázis adó-vevő állomás vagy rendszer, BTS több különböző elemből áll. Az első az elektronikai rész, amely általában az antennatorony tövében lévő konténerben található. Ez tartalmazza a mobiltelefonokkal való kommunikációhoz szükséges elektronikát, és magában foglalja a rádiófrekvenciás erősítőket, a rádióadó-vevőket, a rádiófrekvenciás kombinátorokat, a vezérlést, a BSC-vel való kommunikációs kapcsolatokat és a tartalék tápegységeket.

A BTS második része az antenna és az antenna és maga a bázis adó-vevőállomás összekötésére szolgáló tápegység. Ezek az antennák az árbocok és magas épületek tetején láthatóak, lehetővé téve a kívánt terület lefedését. Végül ott van az interfész a bázisállomás és a hálózatban feljebb lévő vezérlője között. Ez a vezérlő logikából és szoftverből, valamint a vezérlőhöz vezető kábeles kapcsolatból áll.

A bázisállomás-állomásközpontokat különböző helyeken helyezik el. A városokban a jellegzetes antennák gyakran az épületek tetején láthatók, míg vidéken különálló árbocokat használnak. Fontos, hogy az elhelyezés, a magasság és a tájolás megfelelő legyen a kívánt lefedettség eléréséhez. Ha az antenna túl alacsonyan vagy rossz helyen van, akkor nem lesz elégséges a lefedettség, és “lyuk” keletkezik a lefedettségben. Ezzel szemben, ha az antenna túl magasan van, és rosszul van irányítva, akkor a jel jóval a cella határain túl is hallható lesz. Ez interferenciát eredményezhet egy másik, azonos frekvenciákat használó cellával.

A bázisállomásoknál használt antennarendszerek gyakran két vételi antennával rendelkeznek. Ezek biztosítják az úgynevezett diverzitásos vételt, amely lehetővé teszi a legjobb jel kiválasztását a többutas terjedés hatásainak minimalizálása érdekében. A vevőantennák kis veszteségű kábelhez vannak csatlakoztatva, amely a jeleket a bázisállomás tartályában lévő multikuplerhez vezeti le. Itt egy többszörös csatoló osztja szét a jeleket az összes rádiófrekvenciás csatornához szükséges különböző vevőkészülékek táplálására. Hasonlóképpen a kombinátorból az átvitt jelet kis veszteségű kábel segítségével vezetik fel az adóantennához az optimális átvitt jel biztosítása érdekében.

Mobil kapcsolóközpont (MSC)

Az MSC a cellás rendszer vezérlőközpontja, amely koordinálja a BSC-k tevékenységét, általános vezérlést biztosít, valamint kapcsolóként és a nyilvános telefonhálózathoz való csatlakozásként működik. Mint ilyen, különféle kommunikációs kapcsolatokkal rendelkezik, amelyek között üvegszálas, mikrohullámú és rézvezetékes összeköttetések is vannak. Ezek lehetővé teszik a BSC-kkel való kommunikációt, a hívások átirányítását és szükség szerinti vezérlésüket. Tartalmazza továbbá az otthoni és a látogatói helyregisztereket, a mobiltelefonok utolsó ismert helyét tartalmazó adatbázisokat. Tartalmazza továbbá a hitelesítési központ eszközeit, amely lehetővé teszi a mobilok hálózatra való belépését. Ezen túlmenően tartalmazza az egyes számlák számlázási információinak létrehozására szolgáló eszközöket is.

Az MSC fontosságára való tekintettel számos tartalék és duplikált áramkört tartalmaz, hogy biztosítsa a meghibásodás elkerülését. Nyilvánvalóan a tartalék áramellátó rendszerek alapvető elemei ennek, hogy megóvjanak egy nagyobb áramkimaradás lehetőségétől, mert ha az MSC működésképtelenné válik, akkor az egész hálózat összeomlik.

Míg a cellás hálózatot a külvilág nem látja, és működése sokak számára rejtély, a cellás hálózat a teljes cellás rendszer középpontjában áll, és az egész végponttól végpontig tartó rendszer sikere nagyban függ a teljesítményétől.

Vezeték nélküli & Vezetékes kapcsolat témakörök:
Mobilkommunikáció alapjai 2G GSM 3G UMTS 4G LTE 5G WiFi IEEE 802.15.4 DECT vezeték nélküli telefonok NFC- Near Field Communication Hálózati alapok Mi az a felhő Ethernet Soros adatok USB SigFox LoRa VoIP SDN NFV SD-WAN
Vissza a vezeték nélküli & Vezetékes kapcsolathoz

.