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Comment est la communication cellulaire

Savez-vous ce qui se passe après avoir appelé un ami sur un téléphone portable? Comment le réseau cellulaire le trouve-t-il dans les montagnes andalouses ou sur la côte d'une île lointaine de Pâques? Pourquoi parfois, tout à coup, la conversation est interrompue?

Как устроена сотовая связь

Une grande partie de la partie habitée de notre pays est couverte par des stations de base (BS). Sur le terrain, elles ressemblent à des tours rouges et blanches et, en ville, elles sont cachées sur les toits des maisons non résidentielles. Chaque station capte un signal provenant de téléphones mobiles jusqu'à une distance de 35 kilomètres et communique avec un téléphone mobile via des canaux de service ou vocaux.

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Une fois que vous avez composé le numéro d’un ami, votre téléphone contacte la station de base (BS) la plus proche de vous via le canal de service et vous demande d’attribuer un canal vocal. La station de base envoie une demande au contrôleur (BSC) et la transmet au commutateur (MSC). Si votre ami est abonné du même réseau cellulaire, le commutateur vérifiera auprès du registre de localisation (HLR), localisera l’abonné appelé (à la maison, en Turquie ou en Alaska) et transférera l’appel au commutateur approprié, puis transmettra au contrôleur puis à la station de base. La borne contactera le téléphone mobile et vous mettra en contact avec un ami. Si votre ami est abonné d'un autre réseau ou si vous appelez une ligne terrestre, votre commutateur contactera le commutateur correspondant d'un autre réseau.

Est-ce difficile? Voyons plus en détail. La station de base est une paire d’armoires en fer enfermées dans une pièce bien conditionnée. Considérant qu'à Moscou c'était dans la rue +40, je voulais vivre un peu dans cette pièce. Habituellement, la station de base est située dans le grenier d'un bâtiment ou dans un conteneur sur le toit.

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L'antenne de la station de base est divisée en plusieurs secteurs, chacun "brillant" dans sa propre direction. L'antenne verticale communique avec les téléphones, l'autre ronde relie la station de base au contrôleur.

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Chaque secteur peut traiter jusqu'à 72 appels simultanément, selon la configuration et la configuration. Une station de base peut comporter 6 secteurs. Ainsi, une station de base peut traiter jusqu'à 432 appels. Toutefois, un nombre réduit d'émetteurs et de secteurs sont généralement installés sur la station. Les opérateurs cellulaires préfèrent mettre plus de BS pour améliorer la qualité de la communication.

La station de base peut fonctionner dans trois bandes:

  • 900 MHz - le signal à cette fréquence se propage plus loin et pénètre mieux dans les bâtiments;
  • 1800 MHz - le signal s’étend sur de courtes distances, mais vous permet d’installer un plus grand nombre d’émetteurs sur 1 secteur;
  • 2100 MHz - réseau 3G

Voici à quoi ressemble une armoire avec équipement 3G .

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Des émetteurs 900 MHz sont installés sur les stations de base situées dans des champs et des villages , et dans une ville où les stations de base sont bloquées comme des aiguilles sur un hérisson, la communication s'effectue principalement à 1800 MHz, bien que des émetteurs des trois bandes puissent être présents simultanément sur toutes les stations de base.

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Le signal 900 MHz peut dépasser 35 km , mais la "portée" de certaines stations de base situées le long des voies peut atteindre 70 km en réduisant de moitié le nombre d'abonnés desservis simultanément à la station. En conséquence, notre téléphone avec sa petite antenne intégrée peut également transmettre un signal sur une distance de 70 kilomètres ...

Toutes les stations de base sont conçues pour fournir une couverture radio optimale au niveau du sol. Par conséquent, malgré la portée de 35 km, le signal radio n’est tout simplement pas envoyé à l’altitude de l’avion. Cependant, certaines compagnies aériennes ont déjà commencé à installer sur leurs avions des stations de base de faible puissance assurant une couverture à l'intérieur de l'appareil. Une telle station de base est connectée à un réseau cellulaire terrestre utilisant un canal satellite. Le système est complété par un panneau de commande qui permet à l’équipage d’activer et de désactiver le système, ainsi que certains types de services, tels que la désactivation de la voix sur les vols de nuit.

Le téléphone peut mesurer le niveau de signal de 32 stations de base simultanément . Informations sur les 6 meilleurs signaux (en termes de signal) qu'il envoie sur le canal de service, et le contrôleur (BSC) décide déjà quelle station de base doit transmettre l'appel en cours (transfert intercellulaire) si vous êtes en mouvement. Parfois, le téléphone peut se tromper et vous transférer à la station de base avec le signal le plus mauvais. Dans ce cas, la conversation peut être interrompue. Il se peut également que, sur la station de base choisie par votre téléphone, toutes les lignes téléphoniques soient occupées. Dans ce cas, la conversation est également interrompue.

On m'a également parlé du prétendu " problème des étages supérieurs ". Si vous vivez dans un appartement-terrasse, la conversation peut parfois être interrompue lorsque vous vous déplacez d'une pièce à l'autre. Cela se produit car dans une pièce, le téléphone peut "voir" une station de base, et dans la seconde - une autre, si elle passe de l’autre côté de la maison et, de plus, ces 2 stations de base sont éloignées l’une de l’autre et ne sont pas enregistrées comme " voisin "chez l'opérateur cellulaire. Dans ce cas, la transmission de l'appel d'une station de base à une autre ne se produira pas.

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La communication dans le métro est assurée de la même manière que dans la rue: station de base - contrôleur - commutateur, à la seule différence que de petites stations de base y sont utilisées, et dans le tunnel, la couverture n'est pas assurée par une antenne ordinaire, mais par un câble rayonnant spécial.

Comme je l'ai écrit plus haut, une station de base peut effectuer jusqu'à 432 appels simultanément. Habituellement, ce pouvoir est suffisant pour les yeux, mais, par exemple, pendant les vacances, la station de base ne peut pas gérer le nombre de personnes qui souhaitent appeler. Cela se produit généralement à la veille du Nouvel An, lorsque tout le monde commence à se féliciter.

Les messages SMS sont transmis via les canaux de service . Les 8 mars et 23 février, les gens préfèrent se féliciter par SMS en envoyant des comptines amusantes et leurs téléphones ne peuvent souvent pas se mettre d'accord avec la station de base sur l'attribution d'un canal vocal.

On m'a dit un cas intéressant. D'un district de Moscou, des abonnés se sont plaints qu'ils ne pourraient se rendre nulle part. Les experts techniques ont commencé à comprendre. La plupart des canaux vocaux étaient gratuits et tous les canaux de service étaient occupés. Il s'est avéré qu'à côté de ce BS se trouvait un institut dans lequel des examens étaient organisés et où les étudiants échangeaient constamment des SMS.

Le téléphone divise les longs SMS en plusieurs courts et les envoie séparément. Le personnel technique conseille d'envoyer ces salutations via MMS. Ce sera plus rapide et moins cher.

Depuis la station de base, l'appel est dirigé vers le contrôleur. Cela a l'air aussi ennuyeux que la BS elle-même - c'est juste un ensemble d'armoires.

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En fonction de l'équipement, le contrôleur peut desservir jusqu'à 60 stations de base . La connexion entre la station de base et le contrôleur (BSC) peut être effectuée via un canal hertzien ou optique. Le contrôleur contrôle le fonctionnement des canaux radio, incl. contrôle le mouvement de l'abonné, la transmission du signal d'un BS à un autre.

L'interrupteur semble beaucoup plus intéressant.

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Chaque commutateur sert de 2 à 30 contrôleurs. Il occupe déjà une grande salle remplie de divers placards avec du matériel.

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Le commutateur contrôle le trafic. Rappelez-vous les vieux films, où les gens ont d'abord appelé la "fille", puis elle les a connectés à un autre abonné en inversant le câblage? Les commutateurs modernes font également la même chose.

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Pour contrôler le réseau, la société dispose de plusieurs voitures, qu’ils appellent affectueusement " hérissons ". Ils se déplacent dans la ville et mesurent le niveau de signal de leur propre réseau, ainsi que le niveau de réseau de collègues des Trois Grands.

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Tout le toit d'une telle voiture est équipé d'antennes.

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À l'intérieur, il y a un équipement qui transporte des centaines d'appels et supprime des informations.

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La surveillance des commutateurs et des contrôleurs est assurée 24 heures sur 24 à partir du centre de contrôle de vol du centre de contrôle du réseau (CSC) .

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Il existe 3 principaux domaines de contrôle sur le réseau cellulaire : le taux d' accident, les statistiques et les réactions des abonnés .

Comme dans les avions, tous les équipements du réseau cellulaire sont équipés de capteurs qui envoient un signal au CCX et transmettent des informations aux ordinateurs des régulateurs. Si certains équipements tombent en panne, une lumière clignotera sur le moniteur.

Le NCC suit également des statistiques sur tous les commutateurs et contrôleurs. Il l’analyse en comparant avec les périodes précédentes (heure, jour, semaine, etc.). Si les statistiques de l'un des nœuds ont commencé à différer fortement des indicateurs précédents, alors «l'ampoule» commencera à clignoter à nouveau sur le moniteur.

Les commentaires sont acceptés par les opérateurs de services abonnés. S'ils ne peuvent pas résoudre le problème, l'appel est transféré à un technicien. S'il s'avère impuissant, un «incident» est créé dans l'entreprise, qui est décidé par les ingénieurs qui exploitent l'équipement concerné.

Les commutateurs sont surveillés en permanence par 2 ingénieurs.

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Le graphique montre l'activité des commutateurs de Moscou. On voit clairement que presque personne n'appelle la nuit.

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Les contrôles pour les contrôleurs (désolé pour la tautologie) sont effectués à partir du deuxième étage du centre de contrôle réseau.

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