Все-симки.ру : почему мобильный телефон называют сотовым
Наверняка, вам часто приходится слышать выражение «сотовый телефон». А не задавались ли вы вопросом, почему мобильный телефон называют сотовым? В этом материале мы расскажем об истории возникновения сотовой связи и принципах ее работы.
История появления сотовых телефонов
Американский журналист Роберт Слосс предсказал появление «мобильников» ещё в 1910 году. Первыми новую технологию на вооружение получили полицейские — в 1921 г. стражи правопорядка в Детройте получали информацию от диспетчеров по радиосвязи в диапазоне 2 МГц, а уже к 1940 году мобильные телефоны работали уже в 10 000 полицейских машинах по всей стране. А в 1946 г. в Сент-Луисе появился первый общественный подвижной радиотелефон. Связь осуществлялась по двум диапазонам — 150 и 450 МГц. В 1957 г. московский инженер Куприянович представил мобильный телефон ЛК-1. Прототип «мобильника» весил три килограмма и позволял звонить на 25-30 км в округе.
Уже в следующем году Куприянович представил заметно более усовершенствованную модель ЛК-1 — весом всего в полкилограмма и размером с коробку папирос.
Примерно в то же время специалисты Воронежского НИИ Связи разработали первую в мире систему автоматической (до этого абонентов соединяли вручную) мобильной связи «Алтай». К 1970 г она работала в 30 городах СССР на частоте в 150 и 330 мегагерц. Каждый город обслуживала одна базовая станция, радиус действия составлял от 50 до 100 км, звонили на аппараты «Алтай», городские и междугородные / международные номера.
Современные системы сотовой связи появились в США в 1978 году, когда в Чикаго начались испытания первой такой системы для 2 тыс. абонентов в диапазоне 800 МГц. Первую коммерческую систему сотовой связи жители города получили в октябре 1983 года от компании AT&T. А первой коммерчески успешной сетью сотовой связи стала финская Autoradiopuhelin (ARP, «Автомобильный радиотелефон»). К 1986 году ей пользовались более 30 тыс. абонентов.
Как работает сотовая связь
Современная сотовая сеть состоит из базовых станций — многочастотных УКВ-приемопередатчиков, равномерно распределенных по всей зоне покрытия. Внешне они выглядят как огромные вышки красного или белого цвета со специальным оборудованием.
Вертикальные части антенны отвечают за мобильную связь, круглые — обеспечивают связь с контроллером. Радиус действия базовой станции — 35 километров (но это не предел, см. далее). Каждая базовая станция имеет шесть секторов обслуживания, один сектор принимает до 70 телефонных звонков одновременно. Умножьте 6 на 70 и поймёте, почему на Новый Год никому нельзя дозвониться :). Базовые станции работают в четырех диапазонах:
- 900 МГц. Наименьшее число обслуживаемых абонентов и максимальная зона покрытия. Если в зоне действия базовой станции находится не так много абонентов (например, сельская местность), радиус охвата достигает 70 км.
- 1 800 МГц. Наибольшее число обслуживаемых абонентов, небольшой охват, хорошее проникновение сигнала через толстые стены. Такие станции ставят в городах.
- 2 100 МГц. Станции со связью предыдущего поколения — 3G.
- 2 500 МГц. Станции со связью нового поколения — 4G.
Рядом стоящие станции никогда не работают в одном и том же диапазоне — иначе не избежать интерференционных помех.
Откуда пошло название “сотовая связь”
А что насчет сот? Базовых сетей используется много, круги-радиусы накладываются друг на друга и в совокупности образуют сеть, напоминающую пчелиные соты. Отсюда и название технологии — «сотовая связь». Группу из семи сот называют кластером. Такой подход дает абоненту мобильной связи сразу несколько преимуществ. Во-первых, «плотное» расположение сот-ячеек мобильной связи обеспечивает бесперебойную связь — в отличие от стационарной связи, мы не привязаны к одной линии. Во-вторых, мобильный (он же сотовый) телефон автоматически уходит от станции с наибольшим ослаблением сигнала к наименьшей, т.е. обеспечивает наилучшее качество связи. За «бесшовный» переход от прежней станции к новой отвечает контроллер-хэндовер.
Теперь посмотрим на то, как всё работает со стороны абонента. Исправный сотовый телефон всегда сканирует эфир на предмет сигнала базовой станции. Когда сигнал найден, сотовый отправляет на станцию свой уникальный идентификационный код. Далее начинается периодический обмен радиопакетами через аналоговый или цифровой протокол (например, CDMA, GSM, UMTS). Канал связи от станции до абонента называется DownLink («даунлинк»), от абонента до станции — UpLink («аплинк») Когда вы кому-то звоните, телефон связывается со станцией и просит выделить голосовой канал. Станция переправляет сигнал на контроллер, тот — на коммутатор. Если абонент пользуется другим оператором сотовой связи, запрос идет на «его» коммутатор, если он находится в той же сети, что и вы, коммутатор найдет абонента сам и направит звонок на него. Взято с
yablyk.com
Источник: http://portaltele.com.ua/equipment/mobile-technology/pochemu-mobilnyj-telefon-nazyvayut-sotovym.html
Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.
А если одна станция сломается?
На самом деле такое иногда случается – станции мобильной связи, как и вся прочая техника, иногда выходят из строя, на них проводятся профилактические работы с отключением станций и т.д. Но абоненты, как правило, не замечают этого, потому что соты расположены очень продуманным образом, и зоны их покрытия частично перекрывают друг друга.
Поэтому, если одна из станций сотовой связи выходит из строя или отключается, ее функции сразу перехватывают соседние соты. Пользователи, как правило, даже не замечают, когда это происходит.
Как работает сотовая система связи?
На основе сотового принципа организованы все современные системы мобильной связи. Сегодня практически все территории, достаточно плотно населенные людьми, покрыты сетью сотовых станций. Эти станции работают как ретрансляторы – принимают сигнал от наших телефонов и передают его другим станциям.
Пройдя через несколько сотовых ретрансляторов, сигнал попадает в телефон второго абонента, и мы слышим голос своего знакомого или близкого человека.
Зона действия одной станции ограничена мощностью ретрансляционной аппаратуры и составляет круг радиусом примерно 30 километров, если поблизости нет возвышенностей или высотных зданий, преграждающих путь сигналам.
В пределах крупных городов с высотной застройкой базовые станции приходится располагать гораздо ближе друг к другу из-за высокого уровня помех, создаваемых застройкой, линиями электропередачи, работающей техникой и т.д.
Откуда взялось название «сотовая связь»?
Оптимальное расположение станций, обеспечивающее их минимальное количество при максимуме покрываемого пространства, напоминает рисунок пчелиных сот – правильные шестигранники. Поэтому мобильную связь раньше, в самом начале ее распространения, называли сотовой связью.
На самом деле это самая обычная и привычная для нас мобильная связь, которой мы пользуемся с помощью наших мобильных телефонов. Но если бы вдруг исчезли все соты, то связь сразу перестала бы работать, потому что без сотовых станций телефоны не смогут передавать сигналы и принимать их с других телефонов.
Развитие сотовой связи в нашей стране
Сотовая (мобильная) связь – недешевое удовольствие, так как, прежде чем предлагать услуги связи населению, оператор должен построить систему сот, покрыв ими достаточно большую площадь страны. В самом начале строительства покрытие было ограничено территориями Санкт-Петербурга (здесь сотовая связь появилась в 1991 году) и Москвы.
Постепенно покрытие расширялось, росло количество ретрансляционных станций-сот, и с ростом числа станций услуги связи становились все дешевле и дешевле. По сравнению с развитыми странами Россия сегодня показывает наиболее высокую динамику развития мобильной связи и беспроводного интернета, а стоимость звонков у нас одна из самых низких в мире.
Интересно, что прообраз сотовой связи появился у нас еще в 50-е годы. Тогда были построены несколько ретрансляционных станций, связь с которыми осуществлялась с помощью специальных раций. Поскольку проект требовал крупных вложений, а качество связи было не слишком высоким, дальнейшего развития он тогда не получил.
В начале 90-х годов компания «КБ Импульс», ныне известная как ВымпелКом, заказала разработку базовых станций в московском радиотехническом институте. Построенные нашими учеными станции, причем не скопированные, а разработанные «с нуля», ни в чем не уступали аналогам, ввозимым из-за рубежа.
У России был огромный шанс создания своей промышленной базы мобильной связи, который, к сожалению, тогда так и не был полностью реализован.