Noções básicas de rede celular

Noções básicas de rede celular / telecomunicações móveis Inclui:
O que é comunicação celular Conceito de sistema celular Técnicas de acesso múltiplo Técnicas duplex O que está dentro de um Backhaul de Handover celular

A rede forma o coração de qualquer sistema de telefonia celular. A rede celular preenche muitos requisitos. A rede celular não só permite que as chamadas sejam encaminhadas de e para os telefones celulares, como também permite que as chamadas sejam mantidas à medida que o celular se desloca de uma célula para outra, mas também permite outras operações essenciais como acesso à rede, cobrança, segurança e muito mais. Para cumprir todos estes requisitos a rede celular compreende muitos elementos, cada um tendo sua própria função a completar.

A parte mais óbvia da rede celular é a estação base. As antenas e os equipamentos associados muitas vezes localizados em um container abaixo são vistos pontilhados ao redor do país, e especialmente na lateral de rodovias e auto-estradas. No entanto, há mais coisas na rede por trás disso, pois o sistema precisa ter elementos de controle central e também precisa se conectar com o sistema de telefonia fixa da RTPC para permitir que as chamadas sejam feitas de e para os telefones com fio, ou entre redes.

Diferentes padrões de celular muitas vezes tomam abordagens ligeiramente diferentes para a rede celular necessária. Apesar das diferenças entre os diferentes sistemas de celular, os conceitos básicos são muito semelhantes. Além disso, sistemas celulares como o GSM têm uma estrutura bem definida, o que significa que os produtos dos fabricantes podem ser padronizados.

Estrutura de rede celular básica

Uma rede celular global contém uma série de elementos diferentes da própria estação transmissora base (BTS) com sua antena de volta através de um controlador de estação base (BSC), e um centro de comutação móvel (MSC) para os registros de localização (HLR e VLR) e o link para a rede telefônica comutada pública (PSTN).

Das unidades dentro da rede celular, a BTS fornece a comunicação direta com os telefones celulares. Pode haver um pequeno número de estações rádio-base então ligadas a um controlador de estação rádio-base. Esta unidade atua como um pequeno centro para encaminhar chamadas para a estação rádio-base necessária, e também toma algumas decisões sobre qual da estação rádio-base é mais adequada para uma chamada específica. As ligações entre a BTS e a BSC podem utilizar qualquer uma das linhas terrestres até mesmo de ligações de microondas. Muitas vezes as torres de antenas BTS também suportam uma pequena antena parabólica de microondas usada para a ligação com o BSC. A BSC é frequentemente co-localizada com uma BTS.

A BSC faz interface com o centro de comutação móvel. Isto faz escolhas mais generalizadas sobre o encaminhamento de chamadas e interfaces para a PSTN baseada na linha terrestre, bem como o HLR e VLR.

Estação transceptora base, BTS

A estação ou sistema transceptor base, BTS consiste em uma série de elementos diferentes. O primeiro é a seção eletrônica normalmente localizada em um container na base da torre da antena. Este contém a parte eletrônica para comunicação com os aparelhos móveis e inclui amplificadores de radiofreqüência, transceptores de rádio, combinadores de radiofreqüência, controle, links de comunicação com o BSC e fontes de alimentação com backup.

A segunda parte do BTS é a antena e o alimentador para conectar a antena à própria estação transceptora base. Estas antenas são visíveis no topo de mastros e edifícios altos, permitindo-lhes cobrir a área necessária. Finalmente há a interface entre a estação base e seu controlador mais acima na rede. Isto consiste de lógica e software de controle, bem como a ligação do cabo ao controlador.

BTSs são configurados em uma variedade de lugares. Nas cidades e vilas as antenas características são frequentemente vistas no topo dos edifícios, enquanto que no campo são utilizados mastros separados. É importante que a localização, altura e orientação sejam todas corretas para garantir a cobertura necessária. Se a antena estiver muito baixa ou em um local pobre, não haverá cobertura suficiente e haverá um “buraco” de cobertura. Por outro lado, se a antena estiver muito alta e mal orientada, então o sinal será ouvido muito além dos limites da célula. Isto pode resultar em interferência com outra célula usando as mesmas freqüências.

Os sistemas de antenas usados com estações rádio-base geralmente têm dois conjuntos de antenas de recepção. Estes fornecem o que muitas vezes é chamado de recepção de diversidade, permitindo que o melhor sinal seja escolhido para minimizar os efeitos da propagação multicaminhos. As antenas receptoras são conectadas a um cabo de baixa perda que encaminha os sinais para um acoplador múltiplo no recipiente da estação base. Aqui um multiacoplador divide os sinais para alimentar os vários receptores necessários para todos os canais de RF. Da mesma forma, o sinal transmitido do combinador é encaminhado até a antena de transmissão usando o cabo de baixa perda para garantir o sinal transmitido ideal.

Centro de comutação móvel (MSC)

O MSC é o centro de controle do sistema celular, coordenando as ações dos BSCs, fornecendo o controle geral e atuando como o comutador e a conexão na rede telefônica pública. Como tal, tem uma variedade de ligações de comunicação que incluirão ligações de fibra óptica, bem como algumas ligações de microondas e alguns cabos de fios de cobre. Estes permitem-lhe comunicar com os BSCs, encaminhar chamadas para eles e controlá-los conforme necessário. Contém também os Registos de Localização de Casa e de Visitantes, as bases de dados que detalham os últimos locais conhecidos dos telemóveis. Contém também as instalações para o Centro de Autenticação, permitindo que os telemóveis entrem na rede. Além disso, também contém as facilidades para gerar as informações de faturamento para as contas individuais.

Em vista da importância do MSC, ele contém muitos circuitos de backup e duplicação para garantir que ele não falhe. Obviamente os sistemas de energia de backup são um elemento essencial para evitar a possibilidade de uma grande falha de energia, pois se o MSC se tornar inoperante, toda a rede entrará em colapso.

Embora a rede celular não seja vista pelo mundo exterior e seu funcionamento seja um mistério para muitos, a rede celular está no centro de todo o sistema celular e o sucesso de todo o sistema ponta a ponta depende em grande parte de seu desempenho.

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