Ի՞նչ է բջջային կապը, առանց որի ժամանակակից մարդը չի կարող պատկերացնել կյանքը: Սա կապի այն տեսակն է, որի վերջին ալիքը անլար է: Ցանցը բաշխված է բջիջներ կոչվող ցամաքային տարածքների վրա, որոնցից յուրաքանչյուրը սպասարկվում է առնվազն մեկ ֆիքսված տեղակայման հաղորդիչով, բայց առավել հաճախ երեք բջջային կամ բազային հաղորդիչ կայաններով: Նրանք բջջայինին ապահովում են ցանցային ծածկույթ, որը կարող է օգտագործվել ձայն, տվյալներ և այլ տեսակի բովանդակություն տեղափոխելու համար:
Ինչպե՞ս է այն աշխատում:
Ի՞նչ է բջջայինը գործողության մեջ: Բջիջը սովորաբար օգտագործում է հարևաններից տարբեր հաճախականություններ՝ միջամտությունից խուսափելու և յուրաքանչյուր բջիջում ծառայության երաշխավորված որակ ապահովելու համար (բջջային սկզբունք): Երբ միավորվում են, այս բջիջները ապահովում են ռադիոծածկույթ ընդլայնված աշխարհագրական տարածաշրջանում: Սա թույլ է տալիս զգալի թվով շարժական փոխանցիչներ (օրինակ՝ շարժականհեռախոսներ, պլանշետներ և նոթբուքեր, որոնք հագեցած են շարժական լայնաշերտ մոդեմներով, փեյջերներով և այլն) հաղորդակցվում են միմյանց հետ և ֆիքսված հաղորդիչների և հեռախոսների հետ ցանցի ցանկացած կետում բազային կայանների միջոցով, նույնիսկ եթե որոշ հաղորդիչներ փոխանցման ընթացքում անցնում են բազմաթիվ բջիջներով:
Բջջային կապն ունի մի շարք օգտակար հատկություններ.
- Մեկ մեծ հաղորդիչից ավելի բարձր հզորություն, քանի որ նույն հաճախականությունը կարող է կիրառվել մի քանի ալիքների վրա, եթե դրանք տարբեր բջիջներում են:
- Բջջային սարքերը սպառում են ավելի քիչ էներգիա, քան երբ միացված են մեկ հաղորդիչին կամ արբանյակին, քանի որ բջջային աշտարակները ավելի մոտ են:
- Ավելի մեծ ծածկույթ, քան մեկ ցամաքային հաղորդիչ, քանի որ լրացուցիչ բջջային աշտարակները կարող են անորոշ ժամանակով ավելացվել և տեսանելիությամբ սահմանափակված չեն:
Որքանո՞վ է սա զարգացած այսօր:
Հեռահաղորդակցության ծառայությունների խոշոր մատակարարները բջջային ցանցեր են տեղակայել ձայնի և բովանդակության փոխանցման համար Երկրի բնակեցված տարածքի մեծ մասում: Սա թույլ է տալիս բջջային հեռախոսներին և հաշվողական սարքերին միանալ ստանդարտ հեռախոսային ցանցին և հանրային ինտերնետին:
Բջջային օպերատորների տարածաշրջանները կարող են տարբեր լինել՝ երկրի տարածքից մինչև փոքր օբյեկտ։ Մասնավոր բջջային ցանցերը կարող են օգտագործվել հետազոտությունների կամ խոշոր կազմակերպությունների և զբոսայգիների համար, օրինակ՝ զանգեր ուղարկելու տեղական հասարակական անվտանգության գործակալություններին կամ տաքսի ընկերություններին:
Ո՞ր բջջային օպերատորն է այսօր առաջատարը: Այսօր յուրաքանչյուր երկիր ունի իր մատակարարները: Ռուսաստանում ՄՏՍ-ն ու Մեգաֆոնը տարածվածությամբ առաջին տեղն են զբաղեցնում։
Հայեցակարգ
Ի՞նչ է բջջային կապը և ինչպե՞ս է այն աշխատում: Բջջային ռադիոկապի համակարգում այս ծառայությանը տրամադրվող հողատարածքը բաժանված է բջիջների՝ կախված տեղանքից և ընդունման առանձնահատկություններից: Այն կարող է լինել մոտավորապես վեցանկյուն, քառակուսի, կլոր կամ որևէ այլ կանոնավոր ձև, թեև վեցանկյուն մեղրախորիսխները ստանդարտ են: Այս բջիջներից յուրաքանչյուրին վերագրվում է մի շարք հաճախականություններ (f1 - f6), որոնք ունեն համապատասխան ռադիոբազային կայանները: Հաճախականությունների խումբը կարող է կրկին կիրառվել այլ բջիջներում, պայմանով, որ նմանատիպ հաճախականությունները չօգտագործվեն հարևան բջիջներում, քանի որ դա կարող է առաջացնել համատեղ ալիքի միջամտություն:
Բջջային ցանցի թողունակության ավելացումը՝ համեմատած մեկ հաղորդիչ ցանցի հետ, պայմանավորված էր Amos Joel-ի կողմից մշակված Bell Labs-ի կողմից մշակված բջջային կապի համակարգով, որը թույլ էր տալիս միևնույն տարածքում գտնվող մի քանի բաժանորդներին օգտագործել նույն հաճախականությունը զանգերը փոխարկելիս: Եթե կա մեկ պարզ հաղորդիչ, ցանկացած հաճախականության վրա կարող է օգտագործվել միայն մեկ զանգ: Ցավոք սրտի, կա անխուսափելիորեն որոշակի մակարդակի միջամտություն այլ բջիջներից, որոնք օգտագործում են նույն հաճախականությունը: Սա նշանակում է, որ ստանդարտ FDMA համակարգում պետք է լինի առնվազն մեկ բաց բջիջների միջև, որոնք նորից օգտագործում են նույն հաճախականությունը:
Ինչպե՞ս առաջացավ այս տեխնոլոգիան:
Առաջին առևտրային 1G բջջային ցանցը գործարկվել է Ճապոնիայում Nippon Telegraph and Telephone-ի (NTT) կողմից 1979 թվականին, սկզբում Տոկիոյի մետրոպոլիայի տարածքում: Հինգ տարվա ընթացքում այն ընդլայնվեց՝ ընդգրկելով Ճապոնիայի ողջ բնակչությանը՝ դառնալով առաջին համազգային 1G ցանցը։
Բջջային կոդավորում
Որպեսզի հասկանաք, թե ինչ է բջջային կապը, դուք պետք է հասկանաք դրա չափանիշները: Մի քանի տարբեր հաղորդիչներից ազդանշանները տարբերելու համար մշակվել են բազմակի մուտքի հետևյալ տեսակները՝
- ժամանակային բաժանում (TDMA);
- հաճախականության բաժանում (FDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Օրթոգոնալ հաճախականության բաժին (OFDMA).
TDMA-ում յուրաքանչյուր բջջի տարբեր օգտատերերի կողմից օգտագործվող փոխանցման և ընդունման ժամանակային հատվածները տարբեր են:
FDMA-ում յուրաքանչյուր բջիջում տարբեր օգտվողների կողմից օգտագործվող փոխանցման և ընդունման հաճախականությունները տարբեր են:
CDMA սկզբունքն ավելի բարդ է, բայց հասնում է նույն արդյունքին. բաշխված հաղորդիչները կարող են ընտրել մեկ բջիջ և լսել այն:
TDMA-ն օգտագործվում է FDMA-ի կամ CDMA-ի հետ համատեղ որոշ համակարգերում՝ մեկ բջջային ծածկույթի տարածքում մի քանի ալիք տրամադրելու համար:
Ժամանակակից միտում
Ի՞նչ է LTE բջջային կապը պլանշետում: Վերջերս համակարգեր, որոնք հիմնված են ուղղանկյուն հաճախականության բաժանման բազմակի հասանելիության վրա, ինչպիսիք ենLTE, հաճախականության կրկնակի օգտագործում 1.
Քանի որ նման համակարգերը չեն տարածում ազդանշանը հաճախականության տիրույթում, միջբջջային ռադիոռեսուրսների կառավարումը կարևոր է տարբեր բջիջների միջև ռեսուրսների բաշխումը համակարգելու և միջբջջային միջամտությունը սահմանափակելու համար: Կան միջբջջային միջամտության համակարգման (ICIC) տարբեր մեթոդներ, որոնք արդեն սահմանված են ստանդարտում:
Համակարգված պլանավորումը, բազմաբնակարան MIMO-ն կամ բազմաբնակարան ճառագայթային ձևավորումը միջբջջային ռադիոռեսուրսների կառավարման այլ օրինակներ են, որոնք կարող են ստանդարտացվել ապագայում:
Հաղորդագրություններ և ազդանշաններ
Ի՞նչ է բջջային հեռախոսը: Սահմանումը տրված է վերևում: Գրեթե յուրաքանչյուր նման համակարգ ունի հեռարձակման ինչ-որ մեխանիզմ։ Սա կարող է ուղղակիորեն օգտագործվել բազմաթիվ բջջային հեռախոսներին տեղեկատվություն տարածելու համար: Այդ նպատակով օգտագործվում են նաև բջջային ուժեղացուցիչներ։
Սովորաբար, օրինակ, բջջային հեռախոսակապի համակարգերում հեռարձակման տեղեկատվության ամենակարևոր օգտագործումը բջջային հաղորդիչի և բազային կայանի միջև մեկ առ մեկ հաղորդակցության համար ալիքներ ստեղծելն է: Սա կոչվում է բջջային ազդանշան: Սովորաբար օգտագործվում են ազդանշանային երեք տարբեր ընթացակարգեր՝ սերիական, զուգահեռ և ընտրովի:
Էջավորման գործընթացի մանրամասները որոշակիորեն տարբերվում են ցանցից ցանց, սակայն սովորաբար կա սահմանափակ թվով բջիջներ, որոնցում գտնվում է հեռախոսը (այս խումբը կոչվում է ծածկույթի տարածք GSM կամ UMTS համակարգում կամ երթուղի: տարածք, եթե ներգրավված է նիստ):տվյալների փաթեթ; LTE-ում բջիջները խմբավորվում են հետևող տարածքի մեջ):
Ազդանշանը տեղի է ունենում այս բոլոր բջիջներին հեռարձակման հաղորդագրություն ուղարկելով: Ազդանշանային հաղորդագրությունները կարող են օգտագործվել տեղեկատվության փոխանցման համար: Դա տեղի է ունենում փեյջերներում, SMS հաղորդագրություններ ուղարկելու CDMA համակարգերում և UMTS համակարգում, որտեղ այն թույլ է տալիս ցածր ներքևի հապաղում փաթեթային կապերում:
Շարժում բջիջների և տվյալների փոխանցման միջև
Ի՞նչ է բջջային կապի ժամանակակից տեսակը: Բջջային կապի համակարգում, երբ բաշխված բջջային հաղորդիչները շարժվում են բջիջից բջիջ շարունակական հաղորդակցության ընթացքում, մի բջջային հաճախականությունից մյուսին անցումը կատարվում է էլեկտրոնային եղանակով, առանց ընդհատումների և առանց բազային կայանի օպերատորի կամ ձեռքով միացման: Սա կոչվում է բջջային տվյալներ: Սովորաբար, բջջային սարքի համար ավտոմատ ընտրվում է նոր ալիք նոր բազային կայանում, որը կսպասարկի այն: Այնուհետև սարքն ավտոմատ կերպով անցնում է ընթացիկ ալիքից նորին, և կապը շարունակվում է:
Բջջային կապի մի բազային կայանից մյուսը տեղափոխելու ճշգրիտ մանրամասները զգալիորեն տարբերվում են համակարգից համակարգ:
GSM ցանցի ճարտարապետություն
Բջջային ցանցի ամենատարածված օրինակը բջջային (բջջային) հեռախոսային ցանցն է: Սա շարժական հեռախոս է, որը ստանում կամ զանգեր է կատարում բջջային կայքի (բազայի) կամ փոխանցման աշտարակի միջոցով: Ռադիոալիքները օգտագործվում են ազդանշաններ փոխանցելու համար բջջային հեռախոս կամ հեռախոսից:
ԺամանակակիցԲջջային ցանցերն օգտագործում են բջիջներ, քանի որ ռադիոհաճախականությունները սահմանափակ ընդհանուր ռեսուրս են: Բջջային կայանները և հեռախոսները փոխում են հաճախականությունը համակարգչային հսկողության ներքո և օգտագործում են ցածր էներգիայի հաղորդիչներ, այնպես որ շատ բաժանորդների կողմից կարող են օգտագործվել սահմանափակ քանակությամբ ռադիոհաճախականություններ միաժամանակ՝ ավելի քիչ միջամտությամբ:
Ինչպես է աշխատում կապը
Բջջային ցանցն օգտագործվում է բջջային օպերատորի կողմից՝ իր բաժանորդների համար և՛ ծածկույթի, և՛ հզորության հասնելու համար: Խոշոր աշխարհագրական տարածքները բաժանված են ավելի փոքր բջիջների՝ տեսադաշտի ազդանշանի կորստից խուսափելու և այդ տարածքում մեծ թվով ակտիվ հեռախոսներ աջակցելու համար: Ծածկույթի բոլոր տարածքները միացված են հեռախոսային կայաններին (կամ անջատիչներին), որոնք, իրենց հերթին, միացված են հանրային հեռախոսային ցանցին:
Ի՞նչ է բջջայինը որպես մոդեմ: Փաստորեն, սա նմանատիպ կապ է, որը տեղեկատվության փաթեթներ է փոխանցում ինտերնետի միջոցով:
Քաղաքներում յուրաքանչյուր բջջային տեղամաս կարող է ունենալ մոտավորապես 0,80 կմ հեռավորություն, մինչդեռ գյուղական վայրերում այդ միջակայքը կարող է լինել մինչև 8 կմ: Հնարավոր է, որ բաց տարածքներում օգտատերը կարողանա ազդանշաններ ստանալ բջջային տեղամասից մինչև 40 կմ հեռավորության վրա:
Քանի որ գրեթե բոլոր բջջային հեռախոսներն օգտագործում են GSM, CDMA և AMPS բջջային կապ, «բջջային հեռախոս» տերմինն օգտագործվում է «բջջային» բառի հետ փոխադարձաբար: Բայց արժե հաշվի առնել որոշ տարբերություններ այս սարքերի միջև:
Ի՞նչ է բջջային կապըiPhone-ի վրա? Սա ցանցին միանալու հնարավորությունն է՝ օգտագործելով միաժամանակ երկու ստանդարտներ՝ GSM և CDMA: Այնուամենայնիվ, արբանյակային հեռախոսները շարժական սարքեր են, որոնք ուղղակիորեն չեն շփվում ցամաքային բջջային աշտարակի հետ, բայց կարող են դա անել անուղղակիորեն արբանյակի միջոցով:
Ի՞նչ հաղորդակցման ձևաչափեր կարելի է օգտագործել:
Կան մի շարք տարբեր թվային բջջային տեխնոլոգիաներ, այդ թվում՝
- Բջջային հաղորդակցության գլոբալ համակարգ (GSM).
- Ընդհանուր փաթեթային ռադիոծառայություն (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 տվյալների օպտիմիզացված (EV-DO).
- Ընդլայնված տվյալների փոխարժեքներ GSM-ի համար (EDGE):
- Շարժական հեռահաղորդակցության ունիվերսալ համակարգ (UMTS).
- Թվային ընդլայնված անլար հաղորդակցություն (DECT).
- Թվային AMPS (IS-136 / TDMA).
- Ինտեգրված թվային ընդլայնված ցանց (iDEN).
Գոյություն ունեցող անալոգայինից թվային ստանդարտի անցումը շատ տարբեր էր Եվրոպայում և ԱՄՆ-ում: Արդյունքում, շատ թվային ստանդարտներ հայտնվեցին ԱՄՆ-ում, և Եվրոպան և շատ երկրներ մոտեցան GSM-ին: Սա բացատրում է ցանցում iPhone-ների աշխատանքի առանձնահատկությունը։
Բջջային ցանցի կառուցվածք
Բջջային ցանցի պարզ ներկայացումը ռադիոհաղորդակցության առումով բաղկացած է այնպիսի տարրերից, ինչպիսիք են՝
- Ռադիոկայանների ցանց, որոնք կազմում են բազային կայանի ենթահամակարգ:
- Հիմնական միացվող ցանց, որը գոյություն ունի ձայնային և տեքստային զանգեր սպասարկելու համար:
- Փաթեթային անջատիչ ցանց, որը նախատեսված է բջջային տվյալների մշակման համար:
- Հանրային միացված հեռախոսային ցանց՝ բաժանորդներին ավելի լայն հեռախոսային ցանցին միացնելու համար:
Այս ցանցը GSM համակարգի հիմքն է: Այն իրականացնում է բազմաթիվ գործառույթներ՝ ապահովելու համար, որ հաճախորդները ստանան ցանկալի ծառայությունը, ներառյալ շարժունակության կառավարումը, գրանցումը, զանգերի կարգավորումը և հանձնումը:
Յուրաքանչյուր հեռախոս միանում է ցանցին՝ օգտագործելով RBS (ռադիոբազային կայան) համապատասխան բջջի հատվածում, որն իր հերթին միանում է Բջջային միացման կենտրոնին (MSC): MSC-ը միանում է հանրային անջատված հեռախոսային ցանցին (PSTN): Հեռախոսից դեպի RBS կապը սահմանվում է որպես վերընթաց, իսկ վերադարձի ուղին՝ ներքև:
Ինչպե՞ս են փոխանցվում տվյալները:
Ռադիոալիքները արդյունավետ կերպով օգտագործում են հաղորդման միջավայրը՝ օգտագործելով հետևյալ բազմակի մուտքի և մուլտիպլեքսավորման սխեմաները.
- հաճախականության բաժանում (FDMA);
- ժամանակային բաժանում (TDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Տիեզերական բաժանում (SDMA).
Փոքր բջիջները, որոնք ունեն ավելի փոքր ծածկույթի տարածք, քան բազային կայանները, դասակարգվում են հետևյալ կերպ՝
- Microcell - 2 կիլոմետրից պակաս:
- Picocell - 200 մետրից պակաս:
- Femtocell - մոտ 10 մետր:
Ի՞նչ է բջջային կապը երեխաների համար: Այս տերմինը սովորաբար հասկացվում է որպես հատուկ «մանկական» սակագներ հատուկ ծառայությունների փաթեթներով։
Բջջային փոխանցում ցանցերումբջջային կապ
Երբ զանգի ընթացքում հեռախոսի օգտատերը տեղափոխվում է մի բջջային տարածքից մյուսը, բջջային կայանը կփնտրի նոր կապուղի միանալու համար, որպեսզի չընդհատի զանգը: Երբ այն գտնվի, ցանցը հրահանգում է շարժական սարքին անցնել նոր ալիքին և միաժամանակ միացնել զանգը։
CDMA ձևաչափով մի քանի հեռախոսներ կիսում են որոշակի ռադիոալիք: Ազդանշանները բաժանվում են յուրաքանչյուր սարքի համար հատուկ կեղծ աղմուկի ծածկագրի (PN կոդ) միջոցով: Երբ օգտատերը տեղափոխվում է մի բջիջից մյուսը, հեռախոսը ռադիոկապ է հաստատում մի քանի վայրերով (կամ նույն վայրի հատվածներով) միաժամանակ: Սա հայտնի է որպես «փափուկ հանձնում», քանի որ, ի տարբերություն ավանդական բջջային տեխնոլոգիաների, չկա մեկ սահմանված կետ, որտեղ հեռախոսը անցնում է նոր բջջային: Հետևաբար, այս ստանդարտը կիրառելիս օգտագործվում են բջջային և ինտերնետ ուժեղացուցիչներ:
IS-95 միջհաճախականությունների փոխանցման և հին անալոգային համակարգերում, ինչպիսին է NMT-ը, սովորաբար հնարավոր չէ ուղղակիորեն ստուգել թիրախային ալիքը հաղորդակցության ընթացքում: Այս դեպքում պետք է օգտագործվեն այլ մեթոդներ, ինչպիսիք են IS-95-ի կառավարման փարոսները: Սա նշանակում է, որ նոր ալիք փնտրելիս հաղորդակցության մեջ գրեթե միշտ լինում է կարճ ընդմիջում՝ հինին անսպասելի վերադարձի վտանգով։
Եթե մշտական կապ չկա, կամ այն կարող է ընդհատվել, շարժական սարքը կարող է ինքնաբերաբար տեղափոխվել մի բջիջից մյուսը, այնուհետև ծանուցել բազային կայանին ամենաուժեղ ազդանշանով:
Ընտրությունբջջային հաճախականություններ բջջային ցանցերում
Հաճախականության ազդեցությունը բջջային ծածկույթի վրա նշանակում է, որ տարբեր հաճախականություններն ավելի հարմար են տարբեր նպատակների համար: Ցածր հաճախականությունները, ինչպիսիք են 450 ՄՀց NMT-ը, շատ լավ են ծառայում գյուղական ծածկույթի համար: GSM 900 (900 ՄՀց) հարմար լուծում է փոքր քաղաքային ծածկույթի համար:
GSM 1800 (1,8 ԳՀց) սկսում է սահմանափակվել միայն կառուցվածքային պատերով: UMTS-ը 2,1 ԳՀց-ում ծածկույթով շատ նման է GSM 1800-ին: Կախված տարածաշրջանի բնութագրերից՝ բջջային օպերատորները սահմանում են ծածկույթի տարբեր տարածքներ և հաճախականություններ:
Ավելի բարձր հաճախականությունները թերություն են, երբ խոսքը վերաբերում է ծածկույթին, բայց որոշիչ առավելություն է, երբ խոսքը վերաբերում է թողունակությանը: Փոքր խցերը, որոնք ծածկում են, օրինակ, շենքի մեկ հարկը, հնարավոր են դառնում, և նույն հաճախականությունը կարող է օգտագործվել գործնականում հարևան բջիջների համար:
Ծածկույթի և սպասարկման տարածքներ
Բջջի սպասարկման տարածքը կարող է փոխվել նաև հաղորդիչ համակարգերի միջամտության պատճառով ինչպես դրա ներսում, այնպես էլ դրա շուրջը: Սա հատկապես ճիշտ է CDMA-ի վրա հիմնված համակարգերում: Ստացողին անհրաժեշտ է որոշակի ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցություն, և հաղորդիչը չպետք է փոխանցի չափազանց բարձր հզորությամբ, որպեսզի չխանգարի այլ հաղորդիչներին:
Հաղորդիչից ստացվող հզորության ավելացման պատճառով ինտերֆերենցիան (աղմուկը) մեծանալով, ազդանշանը կոռումպացված է և ի վերջո դառնում անօգտագործելի: CDMA-ի վրա հիմնված համակարգերում նույն խցում գտնվող այլ բջջային հաղորդիչների միջամտության ազդեցությունը ծածկույթի տարածքի վրա շատ նկատելի է:
Ծածկույթի օրինակներԲջջային ծածկույթը կարելի է տեսնել՝ ուսումնասիրելով ծածկույթի որոշ քարտեզներ, որոնք տրամադրվում են իրական մատակարարների կողմից իրենց կայքերում, կամ դիտելով անկախ ամբոխային քարտեզներ, ինչպիսին է OpenSignal-ը: Դրանք ցույց են տալիս, թե որ բջջային օպերատորն է գործում կոնկրետ տարածքում։ Որոշ դեպքերում նրանք կարող են նշել հաղորդիչի գտնվելու վայրը, որոշ դեպքերում այն կարող է հաշվարկվել՝ որոշելով ամենամեծ ծածկույթի կետը:
Բջջային կրկնողն օգտագործվում է բջիջի ծածկույթի տարածքը մեծ տարածքի վրա ընդլայնելու համար: Դրանք տատանվում են բնակելի և գրասենյակային օգտագործման լայնաշերտ կրկնողներից մինչև արդյունաբերական օգտագործման խելացի կամ թվային կրկնողիչներ:
Բջջային կապի յուրաքանչյուր մատակարար ունի թվերի իր տիրույթը, որը սովորաբար տարբերվում է կոդով: Այն կարող է օգտագործվել որոշելու համար, թե որ տարածաշրջանը և բջջային օպերատորն ունի զանգահարողը:
