Сотовая связь

Главной особенностью сотовой мобильной связи является то, что вся зона покрытия делится на соты зон покрытия набора базовых станций. Сотовая связь используется не только по прямому назначению — для аудио- и видеосвязи, текстового общения через SMS и в мессенджерах, мультимедийных сообщений, передачи файлов. Сотовая связь делится на разные стандарты 5G, 4G, 3G, CSD, GPRS, EDGE, EV-DO, GSM, HSPA, UMTS, LTE, LTE Advanced и многие другие. Эта беспроводная технология позволяет улучшать GPS, открывать GSM-замки, использовать сигнализации и другие GSM-устройства, подключать GPRS/EDGE-модемы, пульты управления, устройства удаленного мониторинга и обслуживания, а также другие мобильные гаджеты.

Что такое современный сотовый телефон

Современный сотовый телефон, как правило, смартфон, представляет собой сложное устройство, включающее в себя несколько модулей. Сотовый радиомодуль отвечает за подключение к сотовой сети, прием и совершение звонков, отправку сообщений. Модуль Wi-Fi и модуль Bluetooth отвечают за подключение к устройствам и сетям. Множество датчиков, таких как GPS, гироскоп, акселерометр и другие, отвечают за информацию о положении, движении и окружающей среде устройства, отвечают за автоповорот и другие функции.

Помимо непосредственного обеспечения связи, мощный процессор, память и хранилище справляются с обработкой и хранением данных, а также обеспечивают работу приложений. Большой экран с подсветкой и датчиком обеспечивают связь. Камера позволяет снимать фото и видео. Мощный аккумулятор позволяет работать без подзарядки целый день.

Как работает сотовая связь

Сотовая связь — это вид подвижной радиосвязи. Ее преимущество в том, что периметр связи разделен на своего рода соты, за каждую из которых отвечает базовая станция. Радиусы связи каждой станции частично перекрываются, что схематически выглядит как шестиугольные соты, которые образуют непрерывную сеть, охватывающую определенную территорию.

Оборудование базовой станции позволяет определять местоположение абонентов мобильной связи, идентифицируя абонента по SIM-карте или устройству связи. Взаимодействие базовых станций обеспечивает непрерывность связи при перемещении абонента из одной соты в зону покрытия другой соты.

При включении сотовый телефон находит сигнал от ближайшей базовой станции, телефон отправляет на базовую станцию ​​свой уникальный номер, она ее идентифицирует, и устанавливается соединение. После набора номера телефон по служебному каналу отправляет запрос на базовую станцию ​​для выделения голосового канала. Станция отправляет запрос в Mobile Switching Center (MSC), коммутатор сверяется с Home Location Register (HLR), выясняет местоположение абонента и переводит вызов на соответствующий коммутатор, а затем на базовую станцию ​​вызываемого абонента. Станция связывается с телефоном абонента.

Сотовый телефон может принимать и передавать сигнал на расстоянии до 70 километров. На автомагистралях и в высотных зданиях при смене местоположения соединение может прерываться. Проблема возникает из-за того, что телефон подключен к одной базовой станции, а при смене местоположения переключается на вторую. В ситуации, когда эти две базовые станции находятся далеко друг от друга и не являются соседями в сотовой сети, вызов может не передаваться. Соединение будет прерываться.

История мобильной связи

Мобильная радиосвязь впервые появилась в 1921 году в Детройте (США), а к 1950 году доступ к сотовой радиосвязи Детройта получили полиция, такси и другие городские службы. В конце 1970-х годов в Чикаго (США) началось внедрение сотовой связи для нескольких тысяч абонентов. В это же время сотовая связь аналогового стандарта 1G внедрялась в Канаде, Японии, Дании, Норвегии, Швеции, Финляндии, Испании, Великобритании и других странах.

К концу ХХ века сотовая связь стандарта 2G с мультимедийными сообщениями и скоростью передачи данных до 14,4 кбит/с охватывала около 150 стран с почти 200 миллионами пользователей. Появился роуминг — подключение к другим операторам за пределами покрытия вашей сотовой сети.

В 2001 году пришло третье поколение мобильной связи. Поколение 3G научилось полноценно выходить в Интернет на скорости 2048 кбит/с для стационарных пользователей и до 144 кбит/с для тех, кто движется со скоростью до 120 км/ч. Основной технологией, используемой в сетях 3G, является широкополосный кодовый множественный доступ (WCDMA), обеспечивающий высокую скорость передачи данных и улучшенные меры безопасности.

Основной технологией в сетях 4G стала технология Long-Term Evolution (LTE), основанная на пакетных протоколах передачи данных. В 2009 году 4G предлагала высокую, 100 Мбит/с, скорость передачи данных, широкий спектр услуг и более надежную связь. Высокоскоростной доступ в Интернет позволяет не только обмениваться голосовыми сообщениями, графической и видеоинформацией в HD-качестве, но и комфортно играть в онлайн-игры и многое другое.

Технология мобильной связи 5G new radio (NR) работает на частотах миллиметровых волн, использует многоканальный вход и многоканальный выход (MIMO) и увеличивает скорость передачи данных до 10 Гбит/с со сверхнизкой задержкой.