Все-симки.ру Msc/vlr
MSC — Mobile Switching Center, центр коммутации для мобильных абонентов;
VLR — Visitor Location Register, регистр положения гостевых абонентов.
Логически это 2 раздельных узла, но на практике, это реализовано в одном и том же устройстве.
VLR хранит в себе копию тех данных, которые записаны в HLR с той лишь разницей, что тут уже нет информации о том MSC, в зоне действия которого находится абонент. Здесь хранится информация о том, в зоне действия какого BSC находится данный абонент. Ну и здесь, естественно, хранятся данные только о тех абонентах, которые сейчас находятся в зоне действия того MSC, к которому подключен данный VLR.
MSC — классический коммутатор (конечно, не такой классический, который можно увидеть в музеях, где сидели бабушки и перетыкали проводки). Основные его функции — для исходящего вызова — определить куда переключить вызов, для входящего же соединения — определить на какой BSC отправить вызов.
Для выполнения этих то функций он и обращается в VLR за хранящейся там информацией. Здесь стоит заметить, что это плюс разнесения HLR и VLR — MSC не будет стучаться в HLR каждый раз, когда абоненту что-то нужно, а будет всё делать своими силами. Также MSC собирает данные для биллинга, далее эти данные скармливаются соответствующим системам.
Nodeb
NodeB, базовая станция в UMTS. Аналог BTS в GSM.
В целом, здесь описаны все жизненно важные элементы сети GSM/UMTS. Здесь я не упоминал ещё некоторые узлы, такие как SMS-C (SMS-Center), MMS-C (MMS-Center), WAP-GW (WAP-Gateway).
Если статья вызовет интерес, то в дальнейшем могу рассказать более подробно про сети радиодоступа GERAN и UTRAN, потому что я занимаюсь по большей части именно радийными вещами.
Базовая станция — вид изнутри
Вы, наверное, уже знаете, что я работаю в сотовой компании. Буквально вчера представилась возможность побывать внутри базовой станции и посмотреть как она устроена. Сделал несколько фотографий, решил поделиться с Хабром.
P.S. Если есть на Хабре инженеры-сотовики, то они наверняка дополнят меня спецтерминами, буду им очень благодарен.
Интересно организован вход в помещение базовой станции, в сам вагончик с оборудованием.
Мало того, что внутри установлены датчики движения, температуры, влажности, пожарная сигнализация…
Само помещение ставится на сигнализацию, информация с которой поступает на пульт Центра Управления и Мониторинга (ЦУМ) сотовой сети, как и с остальных датчиков, впрочем. Существует ряд процедур, которые инженер обязан проделать прежде, чем попадет с помещение. Просто так, «с улицы» не войдёшь. 😉
Итак, сами фото, с пояснениями.
Для начала — сама мачта БС с антеннами, их, как можно видеть, 5 штук. Почему так — будет ясно далее.
Крупным планом.
Все процедуры выполнены, идём внутрь.
Это — сердце базовой станции.
Отсюда она связывается с коммутатором, по оптоволокну. Иногда ставится релейка, но не в этом случае, т.к. БС установлена на нашей собственной территории.
Вот этот агрегат называется «кабинетом», это собственно комплекс оборудования, который составляет базовую станцию стандарта 2G.
Таких кабинетов в помещении может быть установлено несколько, в данном случае — их 2. На фото инженер показывает на блок, который связывает оборудование с антеннами, установленными на мачте. Конкретно — с тремя, что расположены выше.
Здесь видно, что в кабинете установлено 3 передатчика, каждый из которых позволяет одновременно общаться 8 абонентам, зарегистрированным на БС.
А это — самое вкусное. Вот этот блок размером с офисный принтер — базовая станция стандарта 3G. Она соединена с нижними 2 антеннами на мачте и обеспечивает скоростным интернетом все близлежащие офисы.
Что ещё располагается в помещении. Обязательно — кондиционер, который круглый год поддерживает одну и ту же температуру воздуха и степень влажности в помещении. Кроме того — шкаф с электрощитом и аккумулятором, который позволяет БС работать автономно от 4 до 8 часов в случае отключения электричества в районе.
Вы наверняка могли видеть, что вагончиков рядом с вышкой бывает 2 — во втором располагается дизельный генератор, который при необходимости также будет обеспечивать работу оборудования.
Т.е. у Вас может не работать дома электрочайник и микроволновка, но будет работать телефон, пока не сядет АКБ.
Также побывали на экскурсии в самом ЦУМ, куда стекается вся информация о состоянии базовых станций, но там, к сожалению, пофотографировать не дали.
Если у Вас есть какие-либо вопросы — прошу задавать в комментариях, постараюсь на них ответить.
Базовая станция сотовой связи
На сегодняшний день почти все пользуются мобильной связью. Количество активных sim-карт в 2022 году в РФ составило 255,41 миллиона.
Не все, кто пользуется мобильной связью, понимают, как работает БС. Увидев мачту или вышку с непонятными сооружениями-антеннами, так же непонятный объект на крыше или стене своего дома, а может на столбе, люди задумываются — что это и как оно работает, не вредно ли для нашего организма.
Развеем мифы об опасности базовых станций.
Если у вас на крыше есть такое устройство, то оно безвредно для жителей дома. Антенны базовых станций имеют направленное действие. Под себя они не «светят».
По законам физики излучение угасает пропорционально квадрату расстояния. Тогда, если расстояние от базовой станции увеличилось в 2 раза, то излучение уменьшилось в 4 раза. Базовые станции обычно находятся на определенном расстоянии от жилья. Это исключает воздействие излучения на здоровье человека.
Базовая станция GSM состоит:
Основной блок BTS, блок приемопередатчиков – TRX, антенно-фидерная система связи. Более подробно расположение блоков на схеме базовой станции.
Недостаток базовой станции GSM – это небольшой радиус действия, GSM телефон не может работать при расстоянии от базовой станции в 35 км.
Базовая станция LTE — станция подвижной радиотелефонной сети связи четвертого поколения. На конец первого полугодия 2022 года их количество приблизилось к 200 тысяч. Это примерно третья часть от всего количества базовых станций мобильной связи в России. И лидером выступают «Tele2», которые увеличили количество станций за полгода на 37,2 %.
Базовые станции сотовой связи и их антенная часть
И вновь немного общеобразовательного материала. На этот раз речь пойдет о базовых станциях. Рассмотрим различные технические моменты по их размещению, конструкции и дальности действия, а также заглянем внутрь самого антенного блока.
Базовые станции. общие сведения
Так выглядят антенны сотовой связи, установленные на крышах зданий. Эти антенны являются элементом базовой станции (БС), а конкретно – устройством для приема и передачи радиосигнала от одного абонента к другому, и далее через усилитель к контроллеру базовой станции и другим устройствам.
Являясь наиболее заметной частью БС, они устанавливаются на антенных мачтах, крышах жилых и производственных зданий и даже дымовых трубах. Сегодня можно встретить и более экзотические варианты их установки, в России их уже устанавливают на столбах освещения, а в Египте их даже «маскируют» под пальмы.
Подключение базовой станции к сети оператора связи может производиться по радиорелейной связи, поэтому рядом с «прямоугольными» антеннами блоками БС можно увидеть радиорелейную тарелку:
С переходом на более современные стандарты четвертого и пятого поколений, для удовлетворения их требований подключать станции нужно будет исключительно по волоконной оптике. В современных конструкциях БС оптоволокно становится неотъемлемой средой передачи информации даже между узлами и блоками самой БС.
Оборудование базовой станции располагается в нежилых помещениях здания, либо устанавливается в специализированные контейнеры (закрепленные на стенах или столбах), ведь современное оборудования выполняется довольно компактно и может запросто поместиться в системный блок серверного компьютера.
Часто радиомодуль устанавливают рядом с антенным блоком, это позволяет уменьшить потери и рассеивание передаваемой в антенну мощности. Так выглядят три установленных радиомодуля оборудования базовой станции Flexi Multiradio, закрепленные прямо на мачте:
Как устроена базовая станция сотового оператора
Хотите узнать, как устроена внутри базовая станция на примере «Мегафон»? Вот она, одна из 30 будочек, которые обеспечивают связью Новый город Ульяновска.
Вот они, «палочки» направленных (для связи сотовых телефонов с базовой станцией) и «бочки» релейных (для связи между базовыми станциями, если они не связаны оптикой) антенн:
По поводу вредности антенн: мощность сигнала принимающей антенны равна мощности самого передатчика, то есть вашего телефона 🙂 Чем ближе ваш телефон находится к базовой станции, тем меньшей мощности сигнал ему нужно генерировать — антенна же близко, зачем.
Другое дело, что антенна все же держит связь со многими телефонами, поэтому обниматься с ней все же не стоит. Зачастую антенны ставят прямо на крыши жилых домов, что вызывает беспокойства у жителей. Но в России нормы СанПин одни из самых жёстких в мире — ЭМП в доступных для населения местах обычно не превышает установленных предельно допустимых значений. Но тараканы всё же куда-то делись. 🙂
Опорная сеть
Опорная сеть — ядро сетей сотовой связи. Название опорная — мой вольный перевод, в GSM эту часть сети называют сетью коммутации, в UMTS — Core Network, что по сути можно перевести как ядро сети. К этому ядру, как периферийные устройства к системному блоку, могут подключаться различные сети радиодоступа.
Опорная сеть на приведённой выше картинке разделена на 2 части — верхняя правая часть отвечает за голосовые соединения, или CS-соединения (Circuit Switch), нижняя правая часть отвечает за пакетные соединения, или же PS-соединения (Packet Switch).
Опорная сеть сосредоточена в одном или нескольких зданий, принадлежащих оператору сотовой связи, в больших машинных залах — проще говоря огроменнейшая серверная, где стоит большое количество шкафов оборудования, их ещё холодильниками иногда называют, потому что с виду очень похожи 🙂
Сеть радиодоступа
Существующие сети радиодоступа у наших операторов — продукт долгой эволюции, поэтому они состоят из сети радиодоступа к GSM (GERAN — GSM EDGE Radio Access Network) и сеть радиодоступа к UMTS (UTRAN — UMTS Terrestrial Radio Access Network). Сверху слева на картинке вы видите GERAN, внизу слева, соответственно UTRAN.
Сеть радиодоступа — эта та паутина, которой охвачены огромные территории городов и открытых местностей, за счёт неё как раз и обеспечивается то огромное погрытие, которое предоставляют сети сотовой связи.
Сотовая связь. часть 1 базовая станция.
Устройство базовых станций сотовой связи
Как известно, покрытие любой сети сотовой связи представляет собой ячеистую (сотовую) структуру, образованную с помощью базовых станций (БС). Каждая базовая станция может обслуживать одну и более сот в зависимости от конфигурации сети и потребности в емкости и качестве покрытия в заданной области. Оборудование базовой станции в наиболее общем случае может быть разделено на 3 составляющих: приемопередатчики, антенно-фидерное устройство (АФУ) и вспомогательное оборудование (системы кондиционирования, электроснабжения, пожаротушения, охранный комплекс и др.). Возможных способов реализации БС не счесть. В зависимости от поколения, емкости, используемого стандарта, области покрытия БС может быть выполнена как в отдельно стоящем контейнере в сочетании с 72-х метровой мачтой, так и в виде небольшого компактного кейса для покрытия внутри зданий – femto сота. Рассмотрим наиболее типичные случаи реализации полномасштабных БС для покрытия как в городских условиях, так и за городом.
Самым типичным способом размещения оборудования БС является установка специальной башни или мачты, у подножия которой располагаются один или несколько контейнеров для приемопередающего оборудования. Основная цель установки антенно-мачтового сооружения является размещение антенно-фидерного устройства. Оно включает в себя комплекс антенн для создания радио покрытия всенаправленного, но чаще секторного типа, а также фидеров, которые связывают антенны с приемопередающим оборудованием. Кроме того, в загородной местности часто вместе с антеннами используются усилители сигнала в направлении uplink – МШУ (малошумящие усилители), которые расширяют зону действия БС. Также башня необходима для размещения транспортного оборудования, если используются РРЛ (радиорелейные линии связи). В их состав обычно входит направленная параболическая антенна, радио модуль, преобразующий низкочастотный сигнал в высокочастотный для передачи к удаленной стороне и отдельный фидер, передающий низкочастотный сигнал от оборудования БС или отдельного транспортного модуля внутри аппаратной.
Контейнер вмещает приемопередатчики, транспортное оборудование, а также оборудование, предназначенное для обеспечения бесперебойной работы БС и безопасности. Приемопередающее оборудование обычно сочетает в себе блок управления, приемопередатчики (TRX) и комбайнеры, которые сочетают радиосигнал от различных антенн и TRX в разных конфигурациях. В аппаратной может быть расположено оборудование, работающее в нескольких частотных диапазонах или даже различных стандартах и поколениях (2G и 3G). На БС, расположенных вдали от крупных населенных пунктов обычно используют РРЛ для образования транспортных каналов к контроллеру базовых станций. Однако в некоторых случаях используются ВОЛС, электрические проводные линии связи или спутниковую связь. Неотъемлемым элементом оборудования БС является система энергоснабжения. Обычно это специальный источник постоянного тока 48В, запутываемый переменным напряжением 220 или 380В. Он также осуществляет переключение на АКБ (аккумуляторные батареи) в случае пропадания внешнего питания и обеспечивают их подзарядку – после возобновления. Любая аппаратная БС оборудуется системой поддержания рабочих значений температуры и влажности воздуха. Обычно это сплит-система, одна или две работающие либо попеременно, либо как активный/резервный. Обычно любое высотное сооружение должно быть обозначено специальными заградительными огнями, обеспечивающими его обнаружение пилотами авиации в условиях плохой видимости или ночью. Поэтому в аппаратной также можно найти дополнительный источник питания и комплект АКБ для питания системы освещения башни.
Для размещения БС в городах редко устанавливают отдельные башни, т.к. это и дорого, и не эффективно. Поэтому обычно антенны устанавливают на жилых и промышленных зданиях и сооружениях, а также дымовых трубах и других существующих конструкциях башенного типа. Главное требование, что место размещения соответствовало всем гигиеническим нормам установки таких объектов. Такой способ размещения оборудования обычно не меняет состав БС. Контейнер при этом обычно заменяется выгородкой на чердаке или техническом этаже или отдельным помещением в здании, а антенны и фидеры часто маскируются под облик здания, чтобы не портить его внешний вид.
Кроме контейнерного способа размещения оборудования, многие производители предлагают устанавливать специальные outdoor БС. Для их размещения не требуется отдельного помещения, а все оборудование помещается в специальных термобоксах и может крепиться в любом удобном месте: стене, крыше, чердаке и т.п. Это значительно экономит операционные затраты компании. Однако главный минус таких БС заключается в невысокой емкости и сложности расширения их емкости. Поэтому они не находят столь же широко применения как и БС с контейнером.
Также в последнее время многие производители предложили, так называемые, бесфидерные решения. При этом приемопередающее оборудование разделяется на две части: одна устанавливается в контейнере БС и служит основным блоком управления и обработки сигнализации, а также предоставляет интерфейсы к контроллеру базовых станций. Другая часть устанавливается в непосредственной близости от антенн и преобразует сигнал, принятый от блока управления в высокочастотный радио сигнал, передаваемый к антеннам по фидерам. Обе части между собой соединятся обычно с помощью оптического патчкорда или реже витой пары. При этом экономия на длине фидера может достигать десятки раз, что соответственно значительно уменьшает затухание и упрощает прокладку. Особенно широкое распространение такая схема получила для реализации БС 3G.
Читайте также:
И в заключении немного о вреде бс
Порой, базовые станции операторов сотовой связи устанавливают прямо на крышах жилых домов, чем конкретно деморализуют некоторых их обитателей. У хозяев квартир перестают «рожать кошки», а на голове у бабушки начинают быстрее появляться седые волосы. А тем временем, от установленной базовой станции жители этого дома электромагнитного поля почти не получают, ибо «вниз» базовая станция не излучает.
Да и, к слову сказать, нормы СаНПиНа для электромагнитного излучения в РФ на порядок ниже, чем в «развитых» странах запада, и поэтому в черте города базовые станции никогда на полную мощность не работают. Тем самым, вреда от БС нет, если только вы не устраиваетесь позагорать на крыше в паре метров от них.
Зачастую, с десяток точек доступа, установленных в квартирах жителей, а также микроволновые печи и сотовые телефоны (прижатые к голове) оказывают на вас намного большее воздействие, нежели базовая станция, установленная в 100 метрах за пределами здания.
Источник
