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Comment est la communication cellulaire

Savez-vous ce qui se passe après avoir composé le numéro d'un ami sur votre téléphone mobile? Comment le réseau cellulaire le trouve-t-il dans les montagnes d'Andalousie ou sur la côte de la lointaine île de Pâques? Pourquoi la conversation est-elle parfois interrompue?

Как устроена сотовая связь

Une grande partie de la partie peuplée 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 bâtiments non résidentiels. Chaque station capte un signal provenant de téléphones mobiles à une distance maximale de 35 kilomètres et communique avec un téléphone mobile via des canaux professionnels ou vocaux.

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Après avoir 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 de sélectionner un canal vocal. La station de base envoie une demande au contrôleur (BSC), qui la redirige vers le commutateur (MSC). Si votre ami est abonné au même réseau cellulaire, le commutateur vérifiera avec le Home Location Register (HLR), découvrira où se trouve actuellement l'abonné appelé (à la maison, en Turquie ou en Alaska) et transférera l'appel vers le commutateur correspondant, d'où vient-il sera transmis au contrôleur, puis à la station de base. La station de base contactera votre téléphone portable et vous connectera avec un ami. Si votre ami est abonné à un autre réseau ou si vous appelez un téléphone fixe, votre commutateur contactera le commutateur correspondant d'un autre réseau.

Est-ce difficile? Examinons de plus près. La station de base est une paire d'armoires en fer enfermées dans une pièce bien climatisée. Étant donné qu'à Moscou, il faisait +40 dans la rue, je voulais vivre un peu dans cette pièce. En règle générale, la station de base est située soit dans le grenier du bâtiment, soit 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. Une antenne verticale communique avec les téléphones, une antenne ronde relie la station de base au contrôleur.

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Chaque secteur peut servir jusqu'à 72 appels simultanément, selon les paramètres et la configuration. Une station de base peut se composer de 6 secteurs, de sorte qu'une station de base peut servir jusqu'à 432 appels, cependant, généralement un plus petit nombre d'émetteurs et de secteurs sont 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 gammes:

  • 900 MHz - le signal à cette fréquence se propage davantage et pénètre mieux dans les bâtiments;
  • 1800 MHz - le signal se propage sur des distances plus courtes, mais vous permet d'installer un plus grand nombre d'émetteurs dans 1 secteur;
  • 2100 MHz - Réseau 3G

Voici à quoi ressemble une armoire avec un équipement 3G .

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Des émetteurs 900 MHz sont installés dans les stations de base dans les champs et les villages , et dans la ville où les stations de base sont coincées comme des aiguilles de hérisson, la communication est principalement effectuée à une fréquence de 1800 MHz, bien que des émetteurs des trois bandes puissent être présents dans n'importe quelle station de base.

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Un signal d'une fréquence de 900 MHz peut battre jusqu'à 35 kilomètres , bien que la "portée" de certaines stations de base le long des itinéraires puisse atteindre jusqu'à 70 kilomètres, en divisant par deux le nombre d'abonnés simultanément desservis à la station. En conséquence, notre téléphone avec sa petite antenne intégrée peut également transmettre un signal jusqu'à 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 kilomètres, le signal radio n'est tout simplement pas envoyé à l'altitude de l'avion. Cependant, certaines compagnies aériennes ont déjà commencé à installer des stations de base de faible puissance sur leurs avions, qui offrent une couverture à l'intérieur de l'avion. Une telle BS est connectée à un réseau cellulaire terrestre à l'aide d'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, par exemple, d'éteindre la voix sur les vols de nuit.

Le téléphone peut mesurer la force du signal de 32 stations de base simultanément . Il envoie des informations sur les 6 meilleurs (par niveau de signal) via le canal de service, et déjà le contrôleur (BSC) décide quelle BS pour transférer l'appel en cours (transfert) si vous êtes en déplacement. Parfois, le téléphone peut faire une erreur et vous transférer vers le BS avec le pire signal, dans ce cas, la conversation peut être interrompue. Il peut également s'avérer qu'à la station de base que votre téléphone a sélectionnée, toutes les lignes vocales sont occupées. Dans ce cas, la conversation sera également interrompue.

Ils m'ont également parlé du soi-disant « problème des étages supérieurs ». Si vous vivez dans un penthouse, alors parfois, lorsque vous passez d'une pièce à une autre, la conversation peut être interrompue. En effet, le téléphone peut «voir» un BS dans une pièce, et l'autre dans la seconde s'il va de l'autre côté de la maison, et en même temps, ces 2 stations de base sont situées à une grande distance l'une de l'autre et ne sont pas enregistrées comme « voisin "chez l'opérateur mobile. Dans ce cas, le transfert de l'appel d'un BS à un autre n'aura pas lieu.

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

Comme je l'ai écrit ci-dessus, un BS peut effectuer jusqu'à 432 appels simultanément. Habituellement, ce pouvoir est suffisant pour les yeux, mais, par exemple, pendant certains jours fériés, le BS peut ne pas gérer le nombre de personnes qui veulent appeler. Cela se produit généralement le soir du Nouvel An, lorsque tout le monde commence à se féliciter.

Les SMS sont transmis via les canaux de service . Le 8 mars et le 23 février, les gens préfèrent se féliciter mutuellement par SMS, en envoyant des rimes ridicules, et les téléphones ne peuvent souvent pas être d'accord avec la BS sur l'attribution d'une chaîne vocale.

On m'a raconté un cas intéressant. Dans un district de Moscou, les abonnés ont commencé à recevoir des plaintes qu'ils ne pouvaient transmettre 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, il y avait un institut dans lequel des examens avaient lieu et les étudiants échangeaient continuellement des SMS.

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

Depuis la station de base, l'appel atteint le contrôleur. Il a l'air aussi ennuyeux que le BS lui-même - c'est juste un ensemble d'armoires.

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Selon l'équipement, le contrôleur peut desservir jusqu'à 60 stations de base . La communication entre la BS et le contrôleur (BSC) peut être effectuée via un canal de relais radio ou via des optiques. Le contrôleur contrôle le fonctionnement des canaux radio, y compris contrôle le mouvement de l'abonné, la transmission du signal d'un BS à l'autre.

Le commutateur semble beaucoup plus intéressant.

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Chaque commutateur sert de 2 à 30 contrôleurs. Il occupe déjà une grande salle, encombrée de divers armoires avec équipement.

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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 déjà connectés à un autre abonné, en passant par le câblage? Les commutateurs modernes font de même.

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Pour contrôler le réseau, l'entreprise dispose de plusieurs voitures, qu'ils appellent affectueusement « hérissons ». Ils se déplacent dans la ville et mesurent le niveau du signal de leur propre réseau, ainsi que le niveau du réseau de collègues des Trois Grands.

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Tout le toit d'une telle voiture est parsemé d'antennes

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À l'intérieur se trouve un équipement qui fait des centaines d'appels et prend des informations.

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Le contrôle 24h / 24 des commutateurs et des contrôleurs est effectué à partir du Flight Control Center du Network Control Center (CCS) .

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Il existe 3 principaux domaines de surveillance du réseau cellulaire : le taux d' accidents, les statistiques et les commentaires des abonnés .

Tout comme dans les avions, il y a des capteurs sur tous les équipements du réseau cellulaire qui envoient un signal au centre de communication central et transmettent des informations aux ordinateurs du répartiteur. Si certains équipements ne fonctionnent pas, la lumière clignote sur le moniteur.

Le CCC suit également les statistiques de tous les commutateurs et contrôleurs. Il l'analyse, le compare aux périodes précédentes (heure, jour, semaine, etc.). Si les statistiques de l'un des nœuds ont commencé à différer fortement des indicateurs précédents, la «lampe clignotera» à nouveau sur le moniteur.

Les commentaires sont acceptés par les opérateurs du service d'abonnement. S'ils ne peuvent pas résoudre le problème, l'appel est transféré au spécialiste technique. S'il s'avère également impuissant, un «incident» est créé dans l'entreprise, qui est décidé par les ingénieurs impliqués dans le fonctionnement de l'équipement correspondant.

Les commutateurs sont surveillés par 2 ingénieurs 24h / 24.

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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 contrôleurs (désolé pour la tautologie) sont contrôlés depuis le deuxième étage du Centre de contrôle réseau.

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