Транспортная сеть населенного пункта с населением до 50 тыс. человек​ для сотового оператора Челябинская область город Аша

Транспортная сеть населенного пункта с населением до 50 тыс. человек​ для сотового оператора Челябинская область город Аша

Глава 1. Теоретические основы различных сетей связи

1.1 Принцип организации систем сотовой связи

Основной принцип сотовой связи заключается в разделении всей зоны охвата телефонной связью на ячейки, называемые сотами. В центре каждой соты находится базовая станция (БС), поддерживающая связь с мобильными абонентами (сотовыми телефонами), находящимися в зоне её охвата. Базовые станции обычно располагают на крышах зданий и специальных вышках. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг (рис. 1,а), диаметр которого не превышает 10-20 км. Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть (рис. 1,б), которая для простоты обычно изображается в виде множества шестиугольных сот (рис. 1,в).

[pic 1]

Рисунок 1 – Ячейки сотовой связи

Каждая сота работает на своих частотах, не пересекающихся с соседними (рис.2). Все соты одного размера и объединены в группы по 7 сот. Каждая из букв (А, В, С, D, Е, F, G) соответствует определённому диапазону частот, используемому в пределах одной соты. Соты с одинаковыми диапазонами частот разделены сотами, работающими на других частотах. Небольшие размеры сот обеспечивают ряд преимуществ по сравнению с традиционной наземной беспроводной связью, а именно [9]:

- большое количество пользователей, которые одновременно могут работать в сети в разных частотных диапазонах (в разных сотах);

- небольшая мощность приемно-передающего оборудования, обусловленная небольшим размером сот (выходная мощность телефонных трубок составляет десятые доли ватт);

- меньшая стоимость устройств сотовой связи как маломощных устройств.

[pic 2]

Рисунок 2 – Сотовая структура

Если в какой-то соте количество пользователей оказывается слишком большим, то она может быть разбита на соты меньшего размера, называемые микросотами, как это показано на рис.3.

[pic 3]

Рисунок 3 – Микросоты

Базовая станция, в общем случае, содержит приёмопередатчик (ПП), поддерживающий связь с мобильными телефонами, и компьютер, реализующий протоколы беспроводной мобильной связи (рис.4).

[pic 4]

Рисунок 4 – Базовая станция

В небольших сетях все базовые станции соединены с коммутатором MSC (Mobile Switching Center - мобильный коммутационный центр) и имеют выход в телефонную сеть общего пользования (ТфОП), обеспечивающий связь мобильных телефонов со стационарными (рис. 5).

[pic 5]

Рисунок 5 – Соединения в сети

В больших сетях коммутаторы 1-го уровня (MSC) соединяются с коммутатором 2-го уровня (рис. 6) и т.д., при этом все MSC имеют выход в ТфОП напрямую, либо через коммутатор более высокого уровня (см. рис. 6).

[pic 6]

Рисунок 6 – Двухуровневая сеть

Связанные таким образом базовые станции и коммутаторы образуют сеть сотовой связи, административно подчиняющиеся одному оператору, предоставляющему услуги мобильной связи.

Базовые станции совместно с коммутационным оборудованием реализуют функции по определению текущего местоположения подвижных пользователей и обеспечивают непрерывность связи при перемещении пользователей из зоны действия одной БС в зону действия другой БС. При включении сотовый телефон ищет сигнал базовой станции и посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и БС поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь служебными данными. При выходе телефона из зоны действия БС (или ослаблении радиосигнала) устанавливается связь с другой БС. Для этого базовая станция, фиксирующая ослабление сигнала, опрашивает все окружающие БС с целью выявить станцию, которая принимает наиболее мощный сигнал от мобильного телефона. Затем БС передаёт управление данным телефоном базовой станции той соты, в которую переместился мобильный телефон. После этого, телефону посылается информация о переходе в новую соту и предлагается переключиться на новую частоту, которая используется в этой соте. Этот процесс называется передачей и длится доли секунды.