От чего работает интернет вышки

Простыми словами: из чего состоит базовая станция сотовой связи?

Сотовая связь использует радиоволны для соединения смартфонов с сетью. Базовые станции делают это соединение возможным. Конечно же, главный её элемент — это антенны. Но это далеко не всё оборудование. Расскажу что ещё необходимо для нормальной работы базовой станции.

Антенны

Антенны лишь передают и принимают сигнал. Главная их задача передать сигнал в заданном направлении, чтобы сота с одной стороны имела достаточно широкий охват, но при этом не мешала соседним станциям.

С другой стороны, антенны должны принимать сигнал от смартфонов. Главная сложность состоит в том, что уровень этого сигнала очень мал: это миллионные доли ватта. Это примерно как разглядывать звёзды в дневном небе — нужно приложить изрядные усилия.

Антенны сотовой связи, которые ещё называют панельными или секторными , легко увидеть на зданиях и сотовых вышках. Это серые вертикальные прямоугольники. Хотя спектр окраса таких антенн можно охарактеризовать как «50 оттенков серого»: от белого до тёмно-серого. Как говорится, на скорость это не влияет. Это вопрос эстетики 🙂

Радиомодули

Но антенны сотовой связи не работают сами по себе. Чтобы обработать принятый сигнал, а также создать его для передачи к смартфонам нужны радиомодули или, по-другому, радиоблоки .

Главная задача этого элемента — перенос сигнала в нужный частотный диапазон. Не только разные операторы, но и разные стандарты сотовой связи работают параллельно друг с другом. Чтобы не мешать «соседям», каждый должен работать в своей полосе — частотном канале.

Радиомодуль должен перенести сигнал сотовой связи в точно заданный участок частотного спектра. В сторону приёма радимодуль также переносит сигнал из заданного частотного диапазона. Также он выполняет задачи по фильтрации и восстановлению формы сигнала.

Радимодуль по-другому можно назвать приёмо-передатчиком . Это связной мира проводов и радиоэфира. Он связывает две среды передачи информации.

Системный модуль

Кроме антенн и радиомодулей в классической базовой станции в обязательном порядке присутствует системный блок . Его основная задача сформировать сигнал передаваемый в эфир, а также выделить из принятого антенной и радиомодулем сигнала переданную смартфоном информацию.

Кроме того, системный модуль выполняет множество других задач. Например, он управляет передачей служебной информации к центру сети и смартфонам, занимается шифрованием сигнала, применяет различные техники повышающие помехоустойчивость радиопередачи.

Ещё одна важная задача — это взаимодействие со следующими в иерархии элементами сотовой сети. В 2G и 3G — это был контроллер базовых станций, а в 4G — непосредственно ядро сети.

Системный модуль часто играет роль транспортного оборудования. К нему могут подключаться кабель или оптоволоконной линии связи, или радиорелейной линии связи, в зависимости от того как организована транспортная сеть конкретно к этой станции.

Вспомогательное оборудование

Также на базовой станции могут присутствовать другие дополнительные элементы и системы. Их набор сильно зависит от того как устроена аппаратная базовой станции и есть ли она вообще.

Чаще всего, на базовой станции присутствует оборудование электроснабжения и транспортной сети. Также, в большинстве случаев, можно встретить комплект аккумуляторных батарей. Дополнительно может быть установлено оборудования УЗО — красные огни для обозначения габаритов сотовой вышки.

Если подвести итог, базовая станция — это многокомпонентный узел. Каждый его элемент по отдельности относительно прост, но сложную задачу выполнить можно лишь сообща. Всё как в мире людей 🙂

Ставьте 👍 и подписывайтесь в Пульсе , Дзен и Telegram

Источник

Как работают вышки сотовой связи?

Мобильная связь позволяет соединять между собой абонентов сети, находящихся в любой точке. Вся территория покрытия оператора разделена на небольшие ячейки, обслуживаемые конкретной базовой станцией. В каждой сети предусмотрено огромное количество ячеек, причем сами абоненты не замечают никаких изменений при перемещении между ячейками.

Что такое сотовая связь?

Сотовая связь – это мобильная сеть, состоящая из сот или ячеек, которые обеспечивают работу мобильной сети при перемещении абонентов. Принцип работы сети заключается в следующем:

• Включенный мобильный телефон постоянно находится в режиме ожидания.
• Когда на телефон поступает входящий вызов или абонент набирает номер, телефон отыскивает ближайшую к нему базовую станцию и посылает на нее сигнал идентификации.
• Станция принимает этот сигнал и обрабатывает его, после чего перенаправляет его в центр коммуникации для определения оператора мобильной сети и переключения разговора на ближайшую к абоненту базовую станцию с самым сильным сигналом оператора.

Сотовой связь называется из-за того, что ячейки, обеспечивающие покрытие, выглядят как пчелиные соты.

Принципы работы мобильной связи

Для работы мобильных телефонов в сети определенного оператора есть свои отдельные радиоканалы для каждого телефона. Радиоканалы обеспечивают два основных типа соединений:

• Обратная линия – для приема сотовым узлом вызовов.
• Прямая линия – для передачи исходящей информации.

Сотовая сеть обеспечивает соединение сигналов от мобильных телефонов посредством ближайших к абонентам базовых станций. Связь между телефоном и базовой станцией есть постоянно. Именно поэтому соединение происходит быстро. При движении и переходе между базовыми станциями, сотовый телефон быстро устанавливает соединение.

Архитектура

Первоначально система мобильной связи была построена на использовании мощного передатчика, радиус действия которого составлял 50 км. Его располагали на самой высокой точке. Но такой тип построения сети оказался неэффективным, так как при выходе из строя датчика без связи оставались все абоненты, находящиеся в зоне покрытия. Поэтому стали использовать несколько не самых мощных передатчиков, размещенных по всей площади покрытия.

Чем больше в сети мобильных телефонов, используемых для связи одни и те же датчики, тем не стабильнее работает связь. На датчики повышается нагрузка. Чтобы избежать этого, некоторые операторы уменьшают размеры ячеек, обеспечивая стабильную работу только близко расположенных абонентов. При этом датчикам нет необходимости работать на предельных нагрузках, обеспечивая связь для далеко расположенных абонентов.

Принципы построения современной сотовой сети

Для построения современной мобильной сети используются группы ячеек. При этом ячейки располагаются по определенным правилам, и в каждой ячейке каждый отдельный канал не может использоваться повторно.

Перегрузка зон обслуживания чаще всего встречается в городском секторе, где расположено большое количество абонентов.

Основные компоненты сотовой сети

Для обеспечения эффективной работы сотовой сети необходимо наличие четырех основных компонентов:

• Стационарная телефонная сеть – необходима для соединения абонентов и передачи данных
• Мобильная телефонная станция – для соединения сотовых абонентов.
• Сотовый сайт с антенной системой – для контроля работы системы сотовой связи.
• Мобильный абонентский пункт – ПО, обеспечивающее стабильную работу оператора при помощи защищенных каналов.

Для приема и передачи сигналов мобильной сети используют специальное устройство – мобильный телефон. Он рассчитан на работу в разных частотных диапазонах.

Вред от вышек мобильной связи

Постоянная работа вышек сотовой связи обеспечивает беспрерывную передачу информации с использованием микроволн, что может негативно сказываться на здоровье людей, вызывая головные боли, проблемы в работе сердечно-сосудистой системы, потерю памяти, различные опухоли.

Источник

Как соединены сотовые станции с центром сети? Рассказывает радиоинженер

Сотовая сеть состоит не из одних только базовых станциях, которые создают покрытие. Немаловажную роль играет ядро сети, организующее слаженную работу всей системы и отвечающее за непрерывную и качественную связь. Поэтому очень важно, чтобы каждая сотовая станция была связана с центром не только надёжным, но и достаточно быстрым транспортом . Расскажу о 3-х основных видах транспорта в сотовой связи.

РРЛ

Радиорелейные линии (РРЛ) — это самый распространённый способ организации связи базовых станций с центром. Многих удивляет, но даже современные станции LTE чаще всего подключаются именно с помощью РРЛ антенн , а всё потому что это очень быстрый ⌛ и относительно не дорогой способ организации широкополосного доступа . Да-да. Именно широкополосного, так как современные радиорелейные пролёты работают на скоростях 300-500 Мбит/сек и даже более 1Гб/сек 😲

Для создания радиорелейного канала связи необходимы две круглые антенны на обоих концах. После выставления нужных параметров частоты и скорости, а также юстировки (обе антенны смотрят друг на друга) уже можно передавать данные. Весь процесс может занять менее одного рабочего дня.

ВОЛС

Не смотря на все преимущества, с помощью РРЛ стараются не делать каналы связи более одного пролёта. Объемы данных постоянно увеличиваются и 2-3 идущие подряд станции 3G+4G быстро перегрузят транспортную линию. Поэтому лучшим способом организации связи к базовым станциям считаются волоконнооптические линии связи ( ВОЛС ).

Оптика даёт намного большие скорости: десятки и сотни Гб/сек 🏎 Именно с помощью ВОЛС организуются магистральные и региональные транспортные сети операторов. Всё больше конечных станций подключаются при помощи оптоволокна, так как это самый надёжный и высокоскоростной вид связи на сегодняшний момент .

Минусы ВОЛС заключаются в сложности и дороговизне строительства. Но тем не менее, за эти видом связи будущее.

Спутниковые каналы

Во многих странах о таком виде связи и не задумываются, но размеры нашей страны и обилие отдалённых мест где живут и работают люди делают спутниковые каналы 📡 востребованными . Даже в европейской части России (республика Коми, Архангельская область), а также в горах Кавказа этот вид связи встречается, а что уж говорить про бескрайние просторы Дальнего востока и Сибири.

Спутниковые каналы — это дорого и ненадёжно. Но благодаря ним сотовая связь есть в отдалённых уголках России

Про спутниковые каналы хочется рассказывать только минусы . Это очень дорого, так как за каждую станцию нужно платить десятки тысяч рублей 💰 аренды. Скорости доступа в интернет на таких станциях очень низкие.

Спутниковые каналы не надёжные: в пургу и сильный дождь 🌧 они теряются. Еще существенный недостаток — это большие задержки. Они на столько большие, что даже ощущаются во время телефонного разговора, не говоря уже про пакетную передачу.

Другое

Выше перечислены основные 3 вида связи базовых станций с ядром в нашей стране. Встречаются и другие альтернативные: например, точка-мультиточка, беспроводные оптические каналы связи и т.п. Но они применяются крайне редко, обычно, в виде экспериментов. Если Вы о таких знаете — поделитесь в комментариях!

Источник