Cellulaire netwerkgrondbeginselen

Cellulaire / mobiele telecommunicatiegrondbeginselen Bevat:
Wat is cellulaire communicatie Concept van cellulair systeem Meervoudige toegangstechnieken Duplextechnieken Wat zit er in een cellulaire telefoon Handover Backhaul

Het netwerk vormt het hart van elk cellulair telefoonsysteem. Het cellulaire netwerk voldoet aan vele eisen. Het cellulaire netwerk zorgt er niet alleen voor dat oproepen van en naar de mobiele telefoons kunnen worden gerouteerd en dat gesprekken kunnen worden gehandhaafd wanneer de mobiele telefoon zich van de ene cel naar de andere beweegt, maar het maakt ook andere essentiële operaties mogelijk, zoals toegang tot het netwerk, facturering, beveiliging en nog veel meer. Om aan al deze eisen te voldoen bestaat het cellulaire netwerk uit vele elementen, die elk hun eigen functie hebben.

Het meest voor de hand liggende onderdeel van het cellulaire netwerk is het basisstation. De antennes en de bijbehorende apparatuur, die zich vaak in een container beneden bevinden, zijn overal in het land te zien, en vooral langs de snelwegen en autowegen. Er zit echter meer achter het netwerk, aangezien het systeem elementen van centrale controle moet hebben en het ook moet worden gekoppeld aan het vaste PSTN-systeem om oproepen mogelijk te maken van en naar de draadgebaseerde telefoons, of tussen netwerken.

Verschillende cellulaire normen hebben vaak een enigszins verschillende aanpak voor het vereiste cellulaire netwerk. Ondanks de verschillen tussen de verschillende cellulaire systemen, zijn de basisconcepten zeer vergelijkbaar. Bovendien hebben cellulaire systemen zoals GSM een welomschreven structuur, en dit betekent dat producten van fabrikanten kunnen worden gestandaardiseerd.

Basisstructuur van het cellulaire netwerk

Een cellulair netwerk als geheel bevat een aantal verschillende elementen, van het basisstation (BTS) zelf met zijn antenne via een basisstationcontroller (BSC) en een mobiel schakelcentrum (MSC) tot de locatieregisters (HLR en VLR) en de verbinding met het openbare geschakelde telefoonnet (PSTN).

Van de eenheden binnen het cellulaire netwerk zorgt het BTS voor de rechtstreekse communicatie met de mobiele telefoons. Er kan dan een klein aantal basisstations zijn dat is verbonden met een basisstationcontroller. Deze eenheid fungeert als een klein centrum om oproepen naar het vereiste basisstation te routeren, en neemt ook enkele beslissingen over welk basisstation het meest geschikt is voor een bepaalde oproep. Voor de verbindingen tussen het BTS en het BSC kan gebruik worden gemaakt van landlijnen of zelfs microgolfverbindingen. Vaak ondersteunen de BTS-antennemasten ook een kleine microgolfschotelantenne die voor de verbinding met het BSC wordt gebruikt. Het BSC is vaak samen met een BTS geplaatst.

Het BSC heeft een interface met het mobiele schakelcentrum. Dit maakt op grotere schaal keuzes over de routering van oproepen en interfaces met het vaste telefoonnet, alsmede met de HLR en VLR.

Basistransceiverstation, BTS

Het basistransceiverstation of -systeem, BTS bestaat uit een aantal verschillende elementen. Het eerste is het elektronicagedeelte dat zich gewoonlijk in een container aan de voet van de antennetoren bevindt. Dit bevat de elektronica voor de communicatie met de mobiele handsets en omvat radiofrequentieversterkers, radiozendontvangers, radiofrequentie combiners, besturing, communicatieverbindingen met het BSC, en stroomvoorzieningen met back up.

Het tweede deel van het BTS is de antenne en de feeder om de antenne te verbinden met het basiszendontvangstation zelf. Deze antennes zijn zichtbaar op de top van masten en hoge gebouwen, zodat zij het vereiste gebied kunnen bestrijken. Tenslotte is er de interface tussen het basisstation en de controller verderop in het netwerk. Deze bestaat uit besturingslogica en software, alsmede uit de kabelverbinding met de controller.

BTS’en worden op verschillende plaatsen opgesteld. In steden zijn de karakteristieke antennes vaak te zien op de top van gebouwen, terwijl op het platteland aparte masten worden gebruikt. Het is belangrijk dat de plaats, hoogte en oriëntatie correct zijn om de vereiste dekking te bereiken. Als de antenne te laag staat of zich op een slechte plaats bevindt, zal er onvoldoende dekking zijn en zal er een “gat” in het bereik ontstaan. Omgekeerd, als de antenne te hoog is en verkeerd is gericht, zal het signaal tot ver buiten de grenzen van de cel te horen zijn. Dit kan resulteren in interferentie met een andere cel die dezelfde frequenties gebruikt.

De antennesystemen die bij basisstations worden gebruikt, hebben vaak twee sets ontvangstantennes. Deze zorgen voor wat vaak diversiteitsontvangst wordt genoemd, waardoor het beste signaal kan worden gekozen om de effecten van multipath-propagatie tot een minimum te beperken. De ontvangstantennes zijn verbonden met een verliesarme kabel die de signalen naar een multikoppelaar in de container van het basisstation leidt. Hier splitst een multicoupler de signalen om de verschillende ontvangers te voeden die nodig zijn voor alle RF-kanalen. Op dezelfde wijze wordt het uitgezonden signaal van de combiner omhoog geleid naar de zendantenne met gebruikmaking van een verliesarme kabel om een optimaal uitgezonden signaal te garanderen.

Mobiel schakelcentrum (MSC)

De MSC is het controlecentrum voor het cellulaire systeem, dat de acties van de BSC’s coördineert, de algehele controle verzorgt en optreedt als de schakelaar en de verbinding met het openbare telefoonnet. Als zodanig beschikt het over een verscheidenheid van communicatieverbindingen, waaronder glasvezelverbindingen, microgolfverbindingen en koperdraadkabels. Hierdoor kan de centrale communiceren met de BSC’s, oproepen naar hen routeren en hen indien nodig besturen. Het bevat ook de Home en Visitor Location Registers, de databases met de laatst bekende locaties van de mobiele telefoons. Het bevat ook de faciliteiten voor het Authenticatiecentrum, dat mobiele telefoons op het netwerk toelaat. Daarnaast bevat het ook de faciliteiten om de factureringsinformatie voor de individuele rekeningen te genereren.

Met het oog op het belang van het MSC, bevat het vele back-up- en duplicatiecircuits om ervoor te zorgen dat het niet uitvalt. Vanzelfsprekend zijn backup-voedingssystemen een essentieel onderdeel hiervan als bescherming tegen de mogelijkheid van een grote stroomstoring, want als het MSC buiten werking zou raken, zou het hele netwerk instorten.

Hoewel het cellulaire netwerk door de buitenwereld niet wordt gezien en de werking ervan voor velen een mysterie is, staat het cellulaire netwerk centraal in het totale cellulaire systeem en is het succes van het gehele end-to-end systeem grotendeels afhankelijk van de prestaties ervan.

Wireless & Wired Connectivity Onderwerpen:
Mobile Communications basics 2G GSM 3G UMTS 4G LTE 5G WiFi IEEE 802.15.4 DECT draadloze telefoons NFC- Near Field Communication Networking fundamentals Wat is de Cloud Ethernet Seriële data USB SigFox LoRa VoIP SDN NFV SD-WAN
Terug naar Draadloos & Wired Connectivity