Малко тъжно е, че по-голямата част от хората отговарят на въпроса: "Как работи клетъчната комуникация?", Отговарят "по въздуха" или като цяло - "Не знам".

В продължение на тази тема имах един забавен разговор с приятел на тема мобилни комуникации. Това се случи точно няколко дни преди да бъде отпразнуван от всички сигналисти и телеком оператори честване на деня на радиото.Случи се така, че поради пламенната си позиция в живота моят приятел повярва в това мобилната комуникация работи без кабели изобщо чрез сателит. Изключително благодарение на радиовълните. Отначало не успях да го убедя. Но след кратък разговор всичко си дойде на мястото.

След тази приятелска "лекция" дойде идеята да напиша на прост език за това как работят клетъчните комуникации. Всичко е както е.

Когато наберете номер и започнете да се обаждате, добре, или някой ви се обади, тогава вашият мобилен телефон комуникира чрез радиоот една от антените на най-близката базова станция. Къде са тези базови станции, ще попитате?

обръщам внимание на индустриални сгради, градски небостъргачи и специални кули. Върху тях има големи сиви правоъгълни блокове с изпъкнали антени с различни форми. Но тези антени не са телевизионни или сателитни, а трансивъримобилни оператори. Те са насочени в различни посоки, за да осигурят комуникация на абонатите от всички посоки. В крайна сметка не знаем откъде ще дойде сигналът и къде ще доведе „нещастния абонат“ със слушалка? На професионален жаргон антените се наричат ​​още "сектори". Като правило те се инсталират от един до дванадесет.

От антената сигналът се предава по кабел директно към контролния блок на станцията. Заедно те образуват базовата станция [антени и контролен блок]. Няколко базови станции, чиито антени обслужват отделна зона, например градска зона или малък град, са свързани към специално звено - контролер. Към един контролер обикновено се свързват до 15 базови станции.

От своя страна контролерите, които също могат да бъдат няколко, са свързани с кабели към "мозъчния тръст" - превключвател. Превключвателят осигурява изход и вход на сигнали към градски телефонни линии, към други клетъчни оператори, както и междуградски и международни оператори.

В малките мрежи се използва само един комутатор, в по-големите мрежи, обслужващи повече от милион абонати наведнъж, могат да се използват два, три или повече комутатора, отново свързани помежду си с кабели.

Защо такава сложност? Читателите ще попитат. Изглежда, че можете просто да свържете антените към превключвателя и всичко ще работи. И тогава има базови станции, комутатори, куп кабели ... Но не всичко е толкова просто.

Когато човек се движи по улицата пеша или с кола, влак и др. и в същото време говори по телефона, важно е да се гарантира непрекъснатост на комуникацията.Сигналистите наричат ​​процеса на предаване в мобилните мрежи термин предаване.Необходимо е телефонът на абоната да се превключва своевременно от една базова станция към друга, от един контролер към друг и т.н.

Ако базовите станции бяха директно свързани към комутатора, тогава всички тези превключването трябва да се контролира от превключвателя. И той "беден" и така има какво да се прави. Многостепенната мрежова схема дава възможност за равномерно разпределение на натоварването върху хардуера. Това намалява вероятността от повреда на оборудването и в резултат на това загуба на комуникация. В крайна сметка ние всички заинтересованив непрекъсната комуникация, нали?

И така, достигайки превключвателя, нашето обаждане се превеждапо-нататък - към мрежата на друг оператор на мобилни, градски междуградски и международни комуникации. Разбира се, това се случва по високоскоростни кабелни комуникационни канали. Обаждането пристига на комутаторадруг оператор. В същото време последният „знае“ на коя територия [в обхвата на кой контролер] в момента се намира желаният абонат. Превключвателят прехвърля телефонно обаждане към определен контролер, който съдържа информация коя базова станция е в зоната на покритие на получателя на обаждането. Контролерът изпраща сигнал до тази единична базова станция, а тя от своя страна „анкетира“, тоест се обажда на мобилния телефон. Тръба започва да звъни странно.

Целият този дълъг и сложен процес всъщност отнема 2-3 секунди!

По същия начин се провеждат телефонни разговори с различни градове на Русия, Европа и света. Контакт комутаторите на различни телекомуникационни оператори използват високоскоростни оптични комуникационни канали. Благодарение на тях телефонният сигнал преодолява стотици хиляди километри за секунди.

Благодаря на великия Александър Попов, че даде на света радио!Ако не беше той, може би сега щяхме да сме лишени от много от благата на цивилизацията.

Телефонната комуникация е предаване на речева информация на големи разстояния. Телефонията позволява на хората да общуват в реално време.

Ако по време на появата на технологията имаше само един метод за предаване на данни - аналогов, тогава в момента успешно се използват различни комуникационни системи. Телефонните, сателитните и мобилните комуникации, както и IP-телефонията осигуряват надежден контакт между абонатите, дори ако те се намират в различни части на света. Как работи телефонната комуникация при използване на всеки метод?

Добрата стара жична (аналогова) телефония

Терминът "телефонна" комуникация най-често се разбира като аналогова комуникация, метод за предаване на данни, познат от почти век и половина. Когато се използва това, информацията се предава непрекъснато, без междинно кодиране.

Връзката на двама абонати се регулира чрез набиране, а след това комуникацията се осъществява чрез предаване на сигнал от човек на човек по кабели в най-буквалния смисъл на думата. Абонатите вече не се свързват от телефонни оператори, а от роботи, което значително опрости и намали цената на процеса, но принципът на работа на аналоговите комуникационни мрежи остана същият.

Мобилна (клетъчна) комуникация

Абонатите на клетъчни оператори погрешно вярват, че те "прерязват жицата", свързваща ги с телефонни централи. На външен вид всичко е така - човек може да се движи навсякъде (в рамките на покритието на сигнала), без да прекъсва разговора и без да губи контакт със събеседника, и<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Въпреки това, ако разберем как работят мобилните комуникации, няма да открием толкова много разлики от работата на аналоговите мрежи. Сигналът всъщност "витае във въздуха", само от телефона на обаждащия се стига до трансивъра, който от своя страна комуникира с подобно оборудване, най-близко до викания абонат ... чрез оптични мрежи.

Сцената за радио предаване на данни покрива само пътя на сигнала от телефона до най-близката базова станция, която е свързана с други комуникационни мрежи по напълно традиционен начин. Как работи клетъчната комуникация е ясно. Какви са неговите плюсове и минуси?

Технологията осигурява по-голяма мобилност от аналоговото предаване на данни, но носи същите рискове от нежелани смущения и възможност за прослушване на линии.

Път на клетъчния сигнал

Нека разгледаме по-подробно как точно сигналът достига до извикания абонат.

1. Потребителят набира номер.
2. Телефонът му установява радиовръзка с най-близката базова станция. Те са разположени на високи сгради, промишлени сгради и кули. Всяка станция се състои от предавателна и приемна антени (от 1 до 12) и блок за управление. Към контролера са свързани базови станции, които обслужват една зона.
3. От контролния блок на базовата станция сигналът се предава по кабел към контролера, а оттам също по кабел към комутатора. Това устройство осигурява вход и изход на сигнал към различни комуникационни линии: междуградски, градски, международни и други мобилни оператори. В зависимост от размера на мрежата, тя може да включва един или няколко комутатора, свързани помежду си чрез кабели.
4. От „техния“ централа сигналът се предава по високоскоростни кабели към централата на друг оператор, като последният лесно определя в кой контролер се намира абонатът, към когото е адресирано обаждането.
5. Превключвателят извиква желания контролер, който изпраща сигнал до базовата станция, която "разпитва" мобилния телефон.
6. Извиканата страна получава входящо повикване.

Такава многослойна структура на мрежата ви позволява да разпределите равномерно натоварването между всичките й възли. Това намалява възможността от повреда на оборудването и осигурява непрекъсната комуникация.

Как работи клетъчната комуникация е ясно. Какви са неговите плюсове и минуси? Технологията осигурява по-голяма мобилност от аналоговото предаване на данни, но носи същите рискове от нежелани смущения и възможност за прослушване на линии.

Сателитна връзка

Нека да видим как работят сателитните комуникации, най-високото ниво на развитие на радиорелейните комуникации днес. Ретранслатор, поставен в орбита, е в състояние сам да покрие огромна площ от повърхността на планетата. Вече не е необходима мрежа от базови станции, както в случая с клетъчните комуникации.

Индивидуален абонат получава възможност да пътува практически без ограничения, оставайки свързан дори в тайгата или джунглата. Абонат на юридическо лице може да свърже цяла мини телефонна централа към една ретранслаторна антена (това е вече познатата „чиния“), но трябва да вземете предвид обема на входящите и изходящите, както и размера на файловете, които се нуждаят да бъде изпратено.

Минуси на технологията:

• сериозна зависимост от времето. Магнитна буря или друг катаклизъм може да остави абоната без комуникация за дълго време.
• ако нещо физически се повреди на сателитен транспондер, периодът, който ще измине преди пълното възстановяване на функционалността, ще продължи много дълго време.
• цената на комуникационните услуги без граници често надвишава по-обичайните сметки. При избора на метод за комуникация е важно да прецените доколко имате нужда от такава функционална връзка.

Сателитни комуникации: плюсове и минуси

Основната характеристика на "сателита" е, че осигурява на абонатите независимост от стационарни линии. Предимствата на такъв подход са очевидни. Те включват:

• мобилност на оборудването. Може да се внедри за много кратко време;
• способността за бързо създаване на обширни мрежи, покриващи големи площи;
• комуникация с труднодостъпни и отдалечени територии;
• резервиране на канали, които могат да се използват в случай на прекъсване на наземните комуникации;
• гъвкавостта на техническите характеристики на мрежата, което позволява да се адаптира към почти всякакви изисквания.

Минуси на технологията:

• сериозна зависимост от времето. Магнитна буря или друг катаклизъм може да остави абоната без комуникация за дълго време;
• ако нещо физически не работи на сателитния транспондер, периодът, който ще измине до пълното възстановяване на функционалността на системата, ще продължи дълго време;
• цената на комуникационните услуги без граници често надвишава по-обичайните сметки.

При избора на метод за комуникация е важно да прецените доколко имате нужда от такава функционална връзка.

Едва ли е възможно днес да се намери човек, който никога да не използва мобилен телефон. Но дали всички разбират как работи клетъчната комуникация? Как е устроено и как работи това, с което всички отдавна сме свикнали? Сигналите от базовите станции предават ли се по кабели или всичко работи по друг начин? Или може би цялата клетъчна комуникация функционира само благодарение на радиовълните? Ще се опитаме да отговорим на тези и други въпроси в нашата статия, оставяйки описанието на стандарта GSM извън неговия обхват.

В момента, в който човек се опита да се обади от мобилния си телефон или когато започнат да му звънят, телефонът се свързва чрез радиовълни с една от базовите станции (най-достъпната), с една от антените си. Базови станции могат да се наблюдават тук и там, гледайки къщите на нашите градове, покривите и фасадите на промишлени сгради, небостъргачите и накрая червено-белите мачти, специално издигнати за станции (особено покрай магистралите).

Тези станции изглеждат като правоъгълни сиви кутии, от които в различни посоки стърчат различни антени (обикновено до 12 антени). Антените тук работят както за приемане, така и за предаване и са на мобилния оператор. Антените на базовите станции са насочени във всички възможни посоки (сектори), за да осигурят „мрежово покритие“ на абонати от всички страни на разстояние до 35 километра.

Една антена от един сектор може да обслужва до 72 повиквания едновременно, а ако има 12 антени, представете си: 864 повиквания могат по принцип да бъдат обслужени от една голяма базова станция едновременно! Въпреки че обикновено е ограничен до 432 канала (72 * 6). Всяка антена е свързана с кабел към контролния блок на базовата станция. И вече блокове от няколко базови станции (всяка станция обслужва своята част от територията) са прикрепени към контролера. Към един контролер могат да бъдат свързани до 15 базови станции.

Базовата станция по принцип може да работи на три ленти: сигналът от 900 MHz прониква по-добре в сгради и конструкции, разпространява се по-нататък, така че тази конкретна лента често се използва в села и полета; сигналът на честота от 1800 MHz не се разпространява досега, но в един сектор са инсталирани повече предаватели, така че такива станции се инсталират по-често в градовете; накрая 2100 MHz е 3G мрежа.

Разбира се, в едно населено място или квартал може да има няколко контролера, така че контролерите от своя страна са свързани с кабели към комутатора. Задачата на комутатора е да свързва мрежите на мобилните оператори помежду си и с градските линии за редовна телефонна комуникация, комуникация на дълги разстояния и международна комуникация. Ако мрежата е малка, тогава е достатъчен един комутатор, ако е голяма, се използват два или повече комутатора. Превключвателите са свързани помежду си с проводници.

В процеса на придвижване на човек, който говори по мобилен телефон по улицата, например: той върви пеша, вози се в градския транспорт или се движи в личен автомобил, телефонът му не трябва да губи мрежата за момент, не можете да прекъсвате разговор.

Непрекъснатостта на комуникацията се получава благодарение на способността на мрежата на базовата станция много бързо да превключва абоната от една антена към друга в процеса на преминаване от зоната на покритие на една антена към зоната на покритие на друга (от клетка към клетка). Самият абонат не забелязва как престава да бъде свързан с една базова станция и вече е свързан с друга, как превключва от антена на антена, от станция на станция, от контролер на контролер ...

В същото време превключвателят осигурява оптимално разпределение на натоварването върху многослойна мрежова схема, за да се намали вероятността от повреда на оборудването. Многостепенна мрежа е изградена по следния начин: мобилен телефон - базова станция - контролер - комутатор.

Да кажем, че се обаждаме и сега сигналът вече е достигнал превключвателя. Превключвателят прехвърля нашето обаждане към целевия абонат - към градската мрежа, към международната или междуградската комуникационна мрежа или към мрежата на друг мобилен оператор. Всичко това се случва много бързо с помощта на високоскоростни оптични кабелни канали.

По-нататък нашето обаждане пристига в централата, която се намира от страната на приемащия повикване (извикан от нас) абонат. Превключвателят "получаващ" вече има данни за това къде се намира извиканият абонат, в каква зона на покритие на мрежата: кой контролер, коя базова станция. И така, мрежовото запитване започва от базовата станция, адресатът се намира и на неговия телефон „получава“ обаждане.

Цялата верига от описани събития, от момента на набиране на номера до момента, в който се чуе обаждането от приемащата страна, обикновено продължава не повече от 3 секунди. Така че вече можем да се обаждаме навсякъде по света.

Андрей Повни

Въведение

Алгоритъм за функциониране на клетъчни комуникационни системи

Инициализация и комуникация

Идентификация и идентификация

Handoff (при маршрутизиране)

Роуминг

GSM услуга за разговори

Заключение

Въведение

Компютъризацията на телекомуникационното оборудване върви успоредно с процесите на приватизация на националните комуникационни системи, появата на големи фирми - оператори на пазара, което води до засилване на конкуренцията. В резултат цените на телекомуникационните услуги намаляват, обхватът им се разширява, а потребителите имат избор.

Повечето индустриализирани страни интензивно преминават към цифров комуникационен стандарт, който ви позволява незабавно да прехвърляте огромни количества информация с висока степен на защита на нейното съдържание. В световните телекомуникации има ясна тенденция към развитие на мрежи с пълно обслужване, изградени на базата на технология за комутиране на пакети.

В момента първите десет страни с най-развити комуникационни и телекомуникационни системи, отговарящи на световните стандарти, включват Сингапур, Швеция, Нова Зеландия, Финландия, Дания, САЩ, Хонконг, Турция, Норвегия и Канада. Казахстан в класацията на страните по отношение на нивото на развитие на телекомуникационните системи отстъпва не само на индустриализираните, но и на много развиващи се страни.

Търсенето на информационни технологии, модерни компютри и офис оборудване през последните години оказва значително влияние върху динамиката и структурата на световната икономика. Истинска революция в областта на информационните технологии беше появата и бързото развитие на клетъчната комуникационна система, която до началото на третото хилядолетие се превърна в един от водещите сектори на световната икономика.

клетъчен роуминг

1. Алгоритъм за функциониране на клетъчни комуникационни системи

Алгоритмите за работа на клетъчни комуникационни системи с различни стандарти са по същество сходни. Когато мобилната станция е в неактивен режим, нейният приемник постоянно сканира или всички канали, или само контролни канали (CC). За да се обадите на абонат, всички BS предават сигнал за повикване по канали за управление. PS на извикания абонат при получаване на този сигнал отговаря на един от безплатните KU. BS, която е получила сигнала за отговор, предава информация за своите параметри към комутационния център (CC), който превключва разговора към BS, където се записва максималното ниво на сигнала на PS на повиквания абонат.

По време на набиране PS заема един от свободните канали, нивото на сигнала на BS в момента е максимално. Когато абонатът се отдалечи от BS или поради влошаване на условията за разпространение на сигнала, абонатът автоматично превключва към друг свободен канал или друга BS. Специална процедура т.нар предаване (Предаване) ви позволява безпроблемно да превключите разговора към безплатен канал на друга BS, в зоната на покритие, на която е абонатът. За да контролира такива ситуации, BS е оборудван със специален приемник, който периодично измерва нивото на сигнала от PS и го сравнява с приемлив праг. (Някои модели PS също периодично измерват нивото на получения сигнал и оценяват неговото качество). Ако нивото на сигнала е по-ниско от прага, тогава информацията за това автоматично се предава към комутационния център чрез комуникационния канал на услугата. Комутационният център издава команда за измерване на сигнала от този абонат към други BS (няколко наведнъж), заобикалящи PS абоната. След получаване на отговор от тези базови станции комутационният център избира най-подходящата базова станция.

Ако всички BS канали са заети с обслужване на абонати и в този момент се получи заявка за услуга от следващия абонат, тогава, като временна мярка(преди освобождаването на един от каналите), е възможно да се използва принципът на предаване дори в рамките на една и съща клетка. Това не блокира повикването, но последователно превключва всички абонати, участващи във връзката, от канал на канал. В такъв процес можете алтернативно да дадете известно време от всички канали на нов абонат. Образува се, така да се каже, "резервен" канал.

Една от най-важните услуги на клетъчната мрежа е предоставянето на набор от услуги за абонат от една и съща мобилна станция (радиотелефон) в други градове, региони и дори други държави, т.нар. роуминг (Роуминг). За да се реализира такава услуга, трябва да има споразумение между операторите на клетъчни мрежи за предоставяне на роуминг на абонати, идващи от райони, обслужвани от други оператори.

2. Инициализация и комуникация

При работата на PS в зоната на обслужване на неговата „собствена“ мрежа могат да се разграничат четири режима, които по същество са сходни за системи с различни стандарти:

· Режим на готовност;

режим на установяване на комуникация (повикване);

режим на комуникация (телефонен разговор).

Ако PS е напълно изключен (дезактивиран), тогава след включване на захранването към PS, процесът се извършва автоматично initialization - първоначално стартиране. По време на този режим PS е конфигуриран да работи като част от системата - според сигналите, редовно предавани от базовите станции чрез канали за управление (CC). След завършване на инициализацията PS преминава в режим на готовност. Конкретното съдържание на операциите по инициализация зависи от стандарта на клетъчната комуникационна система.

В режим на готовност, PS песни:

Промени в информацията от системата, свързани както с промени в работата на системата, така и във връзка с движенията на самата ПС;

системни команди (например потвърждаване на работоспособността, измерване на нивото на получения сигнал и др.);

получаване на обаждане от системата;

инициализация на повикване от собствен абонат.

В допълнение, MS може периодично, например веднъж на всеки 10-15 минути, да потвърди своята работоспособност чрез предаване на подходящи сигнали към BS или да предава други съобщения за системата, независимо от комуникационната сесия. В комутационния център (SC) за всяка от включените PS е фиксирана клетка, в която се „регистрира“, което улеснява организирането на процедурата за повикване на мобилен абонат. Ако PS не потвърди своята работоспособност в рамките на определено време, тогава Централният комитет го счита за изключен и повикването, пристигащо в този PS, не се предава. Следователно захранването на MS обикновено не е изключено и MS е в режим на готовност.

Процедура комуникацияе както следва. Ако от системата или от PSTN мрежата повикване към номера на мобилния абонат пристигне в CC, тогава CC насочва това повикване към BS на клетката, в която е регистрирана MS, или към няколко BS в близост до тази клетка (като се вземе предвид възможното движение на абоната). BS предават повикването по съответните канали за повикване. Ако MS е в режим на готовност, тогава той получава повикването и отговаря на него чрез своята BS, като едновременно с това предава данни за процедурата за удостоверяване. Ако резултатът от удостоверяването е положителен, канал за трафик се присвоява на MS чрез BS и се съобщава номерът на честотния канал. Мобилната станция се настройва на специален канал и заедно с BS извършва необходимите действия за подготовка за комуникационна сесия. На този етап PS, използвайки сигнали за синхронизация, се настройва на даден номер на слот в рамката, определя времето на забавяне, регулира нивото на излъчената мощност и т.н. Изборът на времезакъснение се прави с цел времева координация на слотовете в рамката (за приемане в BS) при организиране на комуникация с мобилни станции, разположени на различни разстояния от BS. В този случай забавянето на пакета, предаван от PS, се регулира от командите на BS.

След това BS издава съобщение за повикване (повикване), което се потвърждава от мобилната станция и повикващият абонат чува тон на звънене. Когато извиканият абонат отговори на повикването ("вдигне телефона"), MS издава заявка към BS за прекратяване на връзката. Със завършването на връзката започва и самата комуникационна сесия (разговор).

По време на разговора PS обработва предаваните и приети речеви сигнали, както и управляващите сигнали, предавани едновременно с речта. В края на разговора между MS и BS се обменят служебни съобщения (заявка или команда за изключване с потвърждение), след което PS предавателят се изключва и станцията преминава в режим на готовност (режим на готовност).

Ако повикването е инициирано от MS, т.е. абонатът на PS набира повиквания номер, проверява дисплея за правилно набиране и натиска съответния бутон за повикване на PS панела, след което PS изпраща съобщение чрез своята BS, посочващо номера на повиквания абонат и данни за автентификация на станцията. След успешно удостоверяване BS определя канал за трафик. Следващите стъпки за подготовка на комуникационна сесия се извършват по същия начин, както при получаване на повикване от системата.

Ако се установи връзка между двама мобилни абонати, тогава процедурата за установяване на връзка практически не се различава от установяването на връзка с абонати на мрежата PSTN, тъй като всички връзки се установяват чрез превключвателя за мобилни комуникации CC (MSC). Ако и двата мобилни абоната принадлежат към една и съща клетъчна система, тогава комуникацията се установява през CC без достъп до комутаторите на PSTN мрежата.

3. Удостоверяване и идентификация

Процедурите за удостоверяване и идентификация се извършват при всяко установяване на връзка. Удостоверяване -процедурата за потвърждаване на автентичността (валидност, законност, наличие на права за използване на услугите на клетъчна мрежа) на абонат. Идентификацияе процедурата за идентифициране на мобилната единица (т.е. мобилна станция). В същото време се определя принадлежността на PS към една от групите с определени характеристики, както и се идентифицират дефектни и откраднати устройства.

Идеята на процедурата за удостоверяване в цифрова система е да се криптират някои пароли за идентифициране, като се използват квазислучайни числа, периодично предавани на PS от Централния комитет и индивидуален алгоритъм за криптиране за всеки PS. Такова криптиране с помощта на едни и същи първоначални данни и алгоритми се извършва както в PS, така и в Централния комитет (или в центъра за удостоверяване). Удостоверяването се счита за успешно, ако и двата резултата съвпадат.

4. Предаване (при маршрутизиране)

Базовата станция, разположена приблизително в центъра на клетката, обслужва всички MS в нейната клетка. Когато MS се премести от една клетка в друга, нейната услуга съответно се прехвърля към друга BS. Процесът на предаване протича без прекъсване на комуникацията, т.е. продължава предаванеобслужване. Ако MS се премести от една клетка в друга в режим на готовност, тя просто проследява тези движения според системната информация, предадена по контролните канали, и в подходящия момент преминава към по-силен сигнал от друга BS.

Решението за предаване се взема от комутационния център. Команда за предаване се изпраща от комутационния център към „новата“ BS, за да може тази BS да разпредели необходимите канали, след което необходимите команди се предават към PS през „старата“ BS, показвайки новия честотен канал , номер на работещ слот и др. PS автоматично се преконфигурира на нов канал и се конфигурира да работи заедно с новата BS. Процесът на възстановяване отнема част от секундата и остава невидим за абоната.

5. Роуминг

Роуминг- това е функция или процедура за предоставяне на услуги на клетъчна комуникационна система на абонат на един оператор в системата на друг оператор (разбира се, в съвместими стандарти). Когато абонат се премести в друга мрежа и се свърже, централният превключвател на новата мрежа изисква (чрез специални комуникационни канали) информация за абоната от оригиналната мрежа, в която е регистриран потребителят. Ако абонатът има потвърждение за правомощия, новата мрежа го регистрира при себе си. Данните за местоположението на абоната се актуализират постоянно в оригиналната мрежа и всички входящи повиквания там автоматично се пренасочват към мрежата, в която се намира абонатът в момента.

За да се организира роуминг, мрежите, участващи в такова споразумение, трябва да са със съвместими стандарти. Комутационните центрове на всички мрежи трябва да бъдат свързани помежду си чрез специални комуникационни канали (жични линии, телефонни линии, радиокомуникации и др.) за обмен на служебни данни.

Има три вида роуминг: ръчен, полуавтоматичен и автоматичен. При ръчен роуминг може да няма сервизни връзки между CC. Просто когато абонатът се премести в друга мрежа, той сменя своя радиотелефон с друг, свързан към новата система. При полуавтоматичната опция абонатът трябва първо да информира своя оператор за преминаването към системата за обслужване на друга мрежа.

При автоматичен роуминг трябва да се извършват много по-сложни операции. Абонат на клетъчна мрежа, който се намира на територията на друга мрежа, инициира повикване по обичайния начин, както в собствената си мрежа. CC на новата мрежа, след като се увери, че този абонат не фигурира в домашния си регистър HLR, го възприема като роумър и го въвежда в регистъра за гости VLR. В същото време (или с известно закъснение) той изисква от HLR на "родната" система на роумера свързана с него информация, необходима за организиране на услугата (специализирани видове услуги, пароли, шифри), както и доклади, в които система, в която роумърът се намира в момента. Новото местоположение е фиксирано в HLR на "родната" система. След това роумърът използва клетъчна комуникация в новата система като у дома. Обажданията, идващи от него, се обработват по обичайния начин, с единствената разлика, че информацията, свързана с него, не се записва в HLR. И във VLR. Обажданията към номера на „домашната“ мрежа на роумър се пренасочват от „домашната“ мрежа към системата, където гостува роумърът. Когато роумърът се върне у дома, адресът на системата, в която се намира роумърът, се изтрива в HLR на „домашната“ система и информацията за роумъра се изтрива във VLR на тази система.

В стандарта GSM процедурата за роуминг е заложена като задължителен елемент. Освен това стандартът GSM има възможност за роуминг със SIM карти с пренареждането на тези карти от едно устройство на друго, за да поддържа различни версии на стандарта GSM (GSM-900, GSM-1800? GSM-1900), тъй като и трите версиите на стандарта използват унифицирани SIM карти. Процедурата за роуминг в стандарта GSM става още по-удобна с появата на двурежимни, а в бъдеще и трирежимни абонатни терминали, които осигуряват работа във всички GSM честотни ленти.

6. GSM разговорна услуга

Когато се разглеждат клетъчни телефонни мрежи в рамките на глобалната мрежа, трябва да се има предвид, че абонатът е свързан не само към комутатор за мобилна комуникация, а директно към мрежа, която може да комбинира не само няколко клетъчни мрежи в рамките на една страна, но и мрежи от много държави. Като цяло могат да се разграничат следните зони на обслужване на глобалната телефонна мрежа:

пчелна пита (клетка);

местоположение или зона за търсене (Location Area);

зона на обслужване на централното табло за мобилни комуникации (MSC Service Area);

· зона на обслужване на клетъчна телефонна мрежа (STS) за общо ползване с няколко комутационни центъра (PLMN Service Area);

· Зона на обслужване на глобалната система (обслужваща зона на GSM).

Клетка тук се разбира като зона на обслужване на тази BS (BTS). Зоната за местоположение или търсене комбинира няколко клетки, контролирани от един или повече контролери (BSC), но в рамките на един и същ мобилен комутатор (MSC). В същото време, в рамките на зоната на местоположение, абонатът може да се движи свободно, без да актуализира данните в регистъра на гостите (VLR). Освен това в рамките на тази зона на обслужване се предава адрес за търсене на конкретна MS.

Зоната за обслужване на комутационния център (MSC) е част от цялостната система. Абонатът е регистриран във VLR на конкретен SC и той може свободно да се движи в рамките на тази зона на обслужване, без да прехвърля своите абонатни данни към друг VLR и да актуализира данните в HLR.

Зоната на обслужване на обществените клетъчни комуникационни системи се определя от зоните на обслужване на всеки комутационен център, включен в тази система и чрез който се осигурява достъп до други телекомуникационни мрежи, включително други зони на обслужване на обществени клетъчни телефонни мрежи.

Зоната на обслужване на глобалната клетъчна телефонна мрежа включва всички зони на обслужване на националните клетъчни телефонни мрежи. Това означава, че всички национални клетъчни мрежи трябва да бъдат изградени в съответствие със стандарта GSM.

Този подход към функционалната организация на глобалната мрежа по зони определя и системата за номериране на мрежата. Като се има предвид, че GSM клетъчната телефонна мрежа може да осигури комуникация между PS и абонатите на фиксираната PSTN (в бъдеще ISDN) и чрез нея с абонати на други телекомуникационни мрежи, тя трябва да бъде включена в общия номерационен план на фиксираната PSTN мрежа в съответствие с препоръките на CCITT E.164.

В същото време номерът на мобилната станция в общия MSISDN номерационен план (ISDN номер на мобилна станция) съдържа: код на държава, код на мрежата, абонатен номер.За Русия такъв номер ще бъде представен под формата: 7ABSavxxxxxx. GSM STS обаче е специализирана и може да обедини STS на различни страни. Следователно, в съответствие с препоръките на стандарта GSM, е прието единно номериране в рамките на GSM мрежата и по време на регистрацията на абоната се присвоява единен международен IMSI номер, чиято дължина не трябва да надвишава 15 цифри. Структурата на IMSI номера е подобна на структурата на MSISDN номера, но за кода на държавата в GSM мрежата са отделени 3 цифри; под кода на мрежата 1-2 цифри; абонатен номер до 11 цифри. Освен това възниква проблем при маршрутизиране на входящи повиквания към CC от PSTN мрежата поради факта, че MS, движейки се свободно, може да промени зоните на обслужване (и например да се окаже в зоната на друга PBX с различна номерация). В резултат на това, за разлика от фиксираните телефонни мрежи, номерът в указателя (MSIDN IMSI) не може да съдържа код за логическа посока, който уникално идентифицира MSC, в чиято зона на обслужване в момента се намира извиканата MS. За да осигури възможност за маршрутизиране, всеки MSC (VLR) има на свое разположение набор от MSRNs, които се предоставят при поискване на главния MSC (ако системата има множество MSC) само докато повикването се насочва към определен MSC. Като се има предвид това, MSRN номерът, за разлика от MSISDN номера, не съдържа абонатен номер, а номер, който идентифицира MSC. В MSC (VLR), присвоеният MSRN е едно към едно с IMSI на извиканата MS. За определяне на зоната за търсене (локация) в GSM мрежата се използва LAI номерът, който се различава от IMSI номера по това, че тук вместо абонатния номер се посочва кодът на местоположението.

Наред с разглежданите номера, използвани в процеса на маршрутизиране на повикванията, стандартът GSM предоставя номер за идентификация на оборудването IMEI и временен абонатен номер TMSI, използван за осигуряване на конфиденциалност. IMEI номерът включва кодове за вида на оборудването и производителя, сериен номер. TMSI номерът се определя от мрежовата администрация и не трябва да бъде по-дълъг от 4 байта.

Удостоверяване на абонати, идентификация на оборудването на мобилни станции и затваряне на информация

За да се осигури удостоверяване и близка информация по време на регистрация, на абоната се присвоява не само IMSI номер, но и индивидуален абонатен ключ Ki, който се съхранява в Центъра за удостоверяване (AUC), както и в оборудването на мобилната станция. Ключът на абоната Ki в центъра за удостоверяване се използва за формиране на триплет: ключът за затваряне на информация Kc, етикетираният отговор SRES и произволното число RAND (фиг. 1). Първо се генерира произволно число RAND. RAND и Ki са началните данни за изчисляване на Kc и SRES. В този случай се използват два различни алгоритъма за изчисление. Генерираните тройки за всеки от абонатите, регистрирани в GSM мрежата, се прехвърлят в HLR регистъра и при необходимост се предоставят на гост регистъра на комутационния център. Алгоритъмът за изчисление за Kc и SRES се изпълнява не само в центъра за удостоверяване, но и в мобилната станция.

Ориз. 1. Образуване на Kc, SRES, RAND

В стандарта GSM процедурата за удостоверяване е свързана с използването на модул за идентификация на абоната (SIM). SIM модулът е подвижна пластмасова карта, поставена в слота на абонатното устройство. Тази карта има електронен чип, в който е "зашита" цялата необходима информация. SIM модулът ви позволява да провеждате разговор от всяко устройство със същия стандарт, включително телефонен автомат. Модулът съдържа ПИН на абоната, IMSI идентификатор, ключ Ki, индивидуален алгоритъм за удостоверяване на абоната A3 и алгоритъм за изчисляване на ключ за криптиране A8. Уникалният IMSI за текущата задача се заменя с временен TMSI, присвоен на машината, когато се регистрира за първи път в определен регион, идентифициран от LAI, и се нулира, когато машината напусне този регион. PIN идентификаторът е код, известен само на абоната, който трябва да служи за защита срещу неразрешено използване на SIM картата. Например, когато се загуби. След три неуспешни опита за набиране на ПИН - кода, SIM картата се блокира. Блокирането може да бъде премахнато или чрез набиране на допълнителен код (известен само на абоната) - персонален деблокиращ код (PUK), или чрез команда от комутационния център.

Процедурата за удостоверяване е както следва. Когато MS поиска достъп до мрежата, Центърът за удостоверяване AUC, чрез MSC (комутационен център), предава произволно число RAND към MS. Мобилната станция, след като получи RAND номера и използва съхранения от нея абонатен ключ Ki, използва алгоритъма A3, за да изчисли етикетирания отговор SRES. След като генерира SRES, мобилната станция го предава на MSC, където получената SRES се сравнява със SRES, изчислена от мрежата. Ако съвпадат, MS получава достъп до мрежата. Процедурата за удостоверяване се извършва при регистрация на MS, опит за установяване на връзка, актуализиране на данни, както и при активиране и деактивиране на допълнителни услуги. Процедурата за удостоверяване е показана на фиг. 2.

Ориз. 2. Принцип на удостоверяване

Самото идентифициране на потребителското оборудване започва с искане от PS за IMEI номер. Комутационният център (MSC) прехвърля получения IMEI номер в регистъра за идентификация на оборудването EIR (Equipment Identity Register), където има три списъка на PS оборудване: разрешено за използване, забранено за използване в комуникационната система и дефектно. Въз основа на информацията в списъка се определя към коя група принадлежи PS с IMEI номер). Резултатите се изпращат до комутационния център, където се взема решение за достъп на потребителското оборудване до мрежата.

Затварянето на потребителска информация, предавана по радиоканала, се извършва в BS и в PS. И двете използват едни и същи алгоритми за криптиране за предадени съобщения. За затваряне на потребителската информация се използват номерът на цикъла на достъп и ключът Kc за затваряне на информация. В BS се използва ключът Kc от триплета, а в PS се изчислява на базата на полученото произволно число RAND и абонатния ключ Ki по алгоритъм A8.

Алгоритъм A8 се използва за изчисляване на ключа за криптиране на съобщението и се съхранява в SIM модула. След получаване на RAND, мобилната станция изчислява, в допълнение към SRAS отговора, също и ключа за криптиране Kc, използвайки RAND, Ki и алгоритъм A8 съгласно фиг. 2. В допълнение към RAND, мрежата изпраща на MS цифрова последователност от ключа за криптиране. Това число е свързано със стойността на Kc и избягва образуването на неправилен ключ. Стойността на Kc се съхранява в MS и се съдържа във всяко първо съобщение, изпратено до мрежата.

Ориз. 3. Задаване на режим на криптиране

За да зададе режим на криптиране, мрежата изпраща команда CMC (Ciphering Mode Command) към PS за превключване в режим на криптиране, след което PS, използвайки ключа Kc, продължава да криптира и декриптира съобщенията. Потокът от данни се криптира бит по бит или с поточен шифър, използвайки алгоритъма за криптиране A5 и ключа Kc. Процедурата за настройка на режима на криптиране е показана на фиг. 3.

Заключение

Във всяка страна управлението на телекомуникационния бранш има своя специфика. Появата на цифровите технологии и масовото въвеждане на услуги за достъп до Интернет обаче доведоха до факта, че днес почти всеки телеком оператор оперира не само на местния (регионален или национален), но и на глобалния пазар на телекомуникационни услуги.

Навлизането на цифровите технологии допринесе за радикални промени в телекомуникационната индустрия. Традиционните услуги за гласова комуникация започнаха да се заменят от интерактивни услуги като интернет, предаване на данни и мобилни комуникации.

Но въпреки промените вътрешният пазар на комуникационни услуги остава доста затворен. От една страна, това се дължи на огромния мащаб на територията на страната, поради което се формират основните доходи на телекомуникационните оператори. От друга страна, Казахстан все още е извън световния пазар за международен трафик, което досега се дължи на недостатъчно високо ниво на цифровизация на основните канали и по-ниско качество на комуникацията в сравнение със световните стандарти. нараства.

Въпреки високите темпове на въвеждане на съвременни технологии, процентът на покритие на населението на Република Казахстан с нови видове комуникация, като клетъчна комуникация, пейджинг, интернет, остава нисък.

Списък на използваните източници

1. Ю.А. Громаков. Структурата на TDMA кадрите и формирането на сигнали в стандарта GSM. "Електросъобщения". N 10. 1993. стр. 9-12.

M. Mouly, M. B. Pautet. GSM система за мобилни комуникации. 1992.p.p. 702.

А. Мехротра. Клетъчно радио: аналогови и цифрови системи. Artech House, Бостън-Лондон. 1994.p.p.460.

4. Ю.А. Громаков. Структурата на TDMA фреймовете и формирането на сигнали в стандарта GSM.“Електросъобщения”.N10.1993.p.9-12.

5. В. Хегер. GSM срещу. CDMA. GSM глобална система за мобилни комуникации. Сборник на семинара за популяризиране на GSM 1994 GSM MoU Group в сътрудничество с членовете на ETSI GSM. 15 декември 1994 г. п.п. 3.1-1 - 3.1-18.

Сукачев Е.А. Клетъчни радиомрежи с подвижни обекти: Учебник. - Ед. 2-ро, рев. и допълнителни - Одеса: UGAS, 2000. - 119s

Ю.А. Громаков. Клетъчни системи за мобилна радиокомуникация. Технологии на електронните комуникации. Том 48. Еко-тенденции. Москва. 1994 г.

15.09.2011

Историята на формирането и развитието на мобилните комуникации в Русия и света

Когато започнах да обмислям идеята за статия за миналото на клетъчните комуникации, първото нещо, което ми хрумна беше една история, случила се на 3 април 1973 г. Именно на този ден Мартин Купър, ръководител на подразделението за мобилни комуникации на американската компания Motorola, проведе първия в света разговор по мобилен телефон. И именно тази дата се счита за рождения ден на мобилните комуникации във формата, в която всички сме свикнали. Но всичко започна много по-рано.

Когато се говори за историята на клетъчната комуникация, на първо място се помни 3 април 1973 г. На този ден Мартин Купър, ръководител на отдела за мобилни комуникации на американската компания Motorola, направи първия в света мобилен телефонен разговор. И сега се смята за рождения ден на мобилните комуникации във формата, с която сме свикнали. Но нейната история започва много по-рано.

Началото на пътя

Може би първата и най-важна дата в историята на мобилните комуникации трябва да се счита за 7 май 1895 г., когато известният руски учен Александър Степанович Попов демонстрира устройство, предназначено да записва електромагнитни вълни. Интересното е, че първоначално Попов не е планирал да създава никакви средства за радиокомуникация, а е разработил „детектор на мълния“, устройство за запис на мълния. Но всъщност устройството на Попов стана първият в света радиоприемник, източникът на сигнал за който беше мълния. По-късно, през септември 1895 г., вместо метрологичен рекордер, Попов свързва морзов телеграфен апарат към своя „детектор на мълнии“, което го доближава още повече до средство за безжично предаване на информация.

Следващата стъпка към мобилната комуникация бяха безжичните телеграфни сесии, проведени от Гулиелмо Маркони. Освен това, ако през 1896 г. информацията е била предадена на разстояние от няколко километра, то до края на 1901 г. съобщението на Маркони е получено от другата страна на Атлантическия океан. Фактът, че Маркони имаше търговски нюх, също изигра роля, благодарение на която разработената от него технология стана търговски успешна, а Маркони и Ко станаха известни по целия свят.

"Мълниепоказателят" на Попов е устройството, което стартира
безжично радио

Не по-малко важен беше преходът от използването на абстрактни "точки-тирета" към предаване на жив човешки глас. За радиоинженерите от онези години това беше една от най-неотложните задачи, в процеса на решаването на които бяха проведени стотици изследвания и бяха получени десетки патенти. Но Реджиналд Фесенден постигна най-голям успех, през 1900 г. за първи път предаде гласа си по радиоканала и до 1903 г. получи доста приемливо качество. Датата на "мобилизирането" на безжичната радиокомуникация е 1901 г., когато Маркони инсталира приемо-предавател на парен автомобил Tonycroft.

Ето как изглеждаше първата кола
оборудван с мобилна радиосистема

Следващата ключова година е 1921 г., когато в Детройт, САЩ, стартира първата в света мобилна телеграфна диспечерска система, предназначена за нуждите на местната полиция. Обменът на информация бил едностранен - ​​при получен сигнал (с морзова азбука) полицаите се свързали с участъка по обикновения телефон. Всъщност системата, построена в Детройт, беше прототипът на пейджинг, вече забравен от мнозина. Двупосочната мобилна радиостанция в помощ на полицията се появява през 1933 г. в Ню Йорк. Освен това вече не беше телеграф, а глас, въпреки че работеше в полудуплексен режим, т.е. за да превключите между приемане и предаване, трябваше да натиснете бутон.

Америка и Европа

Мобилните радиокомуникации станаха достъпни за частни клиенти за първи път на 17 юни 1946 г., когато стандартната мрежа MTS, работеща на честота от 150 MHz, беше пусната в Сейнт Луис, Мисури, САЩ, съвместно от AT&T и Bell Telephone Laboratories. Принципът на работа на мрежата MTS се различаваше от съвременните мобилни комуникации - един мощен предавател беше използван за покриване на определена зона, а мрежа от приемници беше използвана за регистриране на сигнал от абонатни устройства. Обаждането в мрежата на MTS се извършва в ръчен режим - първо абонатът избира безплатен канал и след това установява връзка с оператора, свързвайки го с желания абонат. Освен това първоначално мрежата на MTS работеше в полудуплексен режим, което направи възможно решаването на проблема с ехото. Пълният дуплексен режим (т.е. както в конвенционалния телефон) и автоматичният избор на канал се появяват едва през 1964 г. Между другото, до края на 40-те години. на миналия век AT&T и Bell Telephone Laboratories не са от най-напредналите - през 1948 г. Radiotelephone Company от Ричмънд (Индиана) пуска напълно автоматична мобилна радиосистема, в която абонатът се обажда без помощта на оператор.

Едно от първите автомобилни радиостанции

Всички първи мобилни радиосистеми от онези години имаха сериозно ограничение под формата на честотен ресурс с ограничен брой канали. Това затрудняваше пълното покритие на голяма територия и не позволяваше две мрежи да работят в един и същи честотен диапазон - минималното разстояние между две радиосистеми трябваше да бъде поне 100 км. Решението на този проблем беше намерено от служителя на Bell Laboratories Д. Ринг, който предложи да се раздели цялата зона на покритие на клетки (клетки), образувани от базови станции, работещи в различни честотни ленти. И това е клетъчният принцип, който се превърна в основен за съвременните мобилни мрежи. Практическата реализация на идеята се появява през 1969 г. във влаковете на Metroliner, които се движат между Ню Йорк и Вашингтон - целият маршрут на влака (255 мили) е разделен на девет зони, всяка от които има шест канала с честота 450 MHz, а контролът централната система беше във Филаделфия.

Схематично представяне на клетъчна мрежа

Едновременно със Съединените щати мобилните радиосистеми се развиват в Европа, където основната работа се извършва от Ericsson и Marconi. Първите тестове на европейските радиокомуникационни системи са проведени през 1951 г., а японските - през 1967 г. Между другото, именно японците са установили, че в градските райони за мобилна радиокомуникация най-подходящи са обхватите около 400 и 900 MHz. Сред европейските страни, първата комерсиално успешна клетъчна мрежа е разгърната във Финландия през 1971 г., а до 1978 г. тя покрива цялата територия на страната. Естествено, говорихме за автомобилно радио, което дори беше отразено в името му - Autoradiopuhelin (ARP, "Car radio telephone"). Мрежата на Autotel беше позиционирана по подобен начин. Въпреки това, въпреки аналоговото гласово предаване, в стандарта Autotel цялата служебна информация, за разлика от други мобилни радиокомуникационни системи от онези години, вече се предава в цифрова форма.

Имаше и разработки в областта на мобилните радиокомуникации у нас, но те ще бъдат обсъдени малко по-късно, но засега нека се върнем в Съединените щати, където се разгърна ожесточена борба между AT&T Bell Labs и Motorola, които се стремят да станат лидери на нововъзникващия пазар на мобилни комуникации. Освен това AT&T Bell Labs разчитат на автомобилни радиостанции, а Motorola - на компактни устройства, които можете да носите със себе си. Конкуренцията беше доста тежка, дори бяха направени опити за използване на административния ресурс, представляван от FCC (Федералната комисия по комуникациите). Motorola излезе победител в битката, а основната посока за по-нататъшното развитие на мобилните комуникации беше създаването на компактни устройства, които просто могат да се носят със себе си. Търговска мрежа, базирана на принципите на Motorola, стартира през 1983 г., десетилетие след това историческо обаждане.

Първият мобилен телефон Motorola DynaTAC 8000X
(Динамично адаптивно покритие на обща площ)

Ако обсъдим стандартите за клетъчна комуникация от онези години, тогава трябва да припомним, че в Америка аналоговият стандарт AMPS (Advanced mobile phones service - усъвършенствана мобилна телефонна услуга) започна да набира популярност, по-късно надграден до цифров D-AMPS. В Европа се появи цял набор от различни несъвместими стандарти, като скандинавските NMT (Северна мобилна телефония) и TACS (комуникационна система за пълен достъп, аналогична на AMPS), разгърнати в редица европейски страни, станаха най-разпространени. В Япония най-популярни са NTT (телефонна и телеграфна система Nippon) и модифицирана версия на TACS, наречена JTACS (NTACS). Всички тези стандарти, както и AMPS, бяха аналогови, а изградените мрежи принадлежаха към първото поколение мобилни комуникации.

Едновременно с нарастването на броя на абонатите на мобилните мрежи европейците са изправени пред въпроса за създаване на единен стандарт за мобилни комуникации, за което през 1982 г. е създадена групата Groupe Spécial Mobile, която включва 26 европейски телефонни компании. Разработването на едноименния стандарт отне девет години - първата му спецификация беше публикувана през 1991 г., а първата в света комерсиална GSM мрежа стартира през 1992 г. във Финландия. Алтернатива на GSM стана стандартът CDMA, разпространен в САЩ и азиатските страни. Първата комерсиална CDMA мрежа се появява през 1995 г. в Хонг Конг, а първата комерсиална сателитна комуникационна система (базирана на технологията CDMA Omni TRACKC) стартира през 1980 г. Между другото, теоретичните основи на CDMA са положени през 1935 г. от руския учен Д. В Агеев.

нашата история

Клетъчните комуникации в съвременния смисъл на думата дойдоха в нашата страна през 1991 г., когато Delta Telecom разгърна мрежата NMT-450i, а първият разговор, използващ нея, се проведе на 9 септември 1991 г. Първата руска GSM мрежа стартира през 1994 г., едновременно с появата на оператора "Северо-Запад GSM".

Историята на развитието на мобилните комуникации у нас обаче има по-дълбоки корени. Всичко започна с факта, че по време на Великата отечествена война съветският учен Георгий Илич Бабат предложи идеята за устройство, наречено "монофон", което беше преносим телефон, работещ в напълно автоматичен режим. Работният честотен диапазон на устройството трябваше да бъде в района на 1-2 GHz, но за разлика от съвременните клетъчни комуникации, беше планирано да се използва не радиоканал, а обширна мрежа от вълноводи в "монофона" за предаване на глас .

Г.И. Бабат, изобретател на "монофона"

Следващата стъпка към вътрешната мобилна комуникация беше направена от Г. Шапиро и И. Захарченко, които през 1946 г. предложиха система за автомобилна радиотелефонна комуникация. Принципът му беше прост и гениален - градските телефонни централи трябваше да бъдат допълнени с радиоприемно оборудване, а всяка кола, оборудвана с радиокомуникации, трябваше да получи индивидуални позивни. За да се обадите, беше достатъчно да излъчите вашите позивни, след което автоматично се включи телефонът, монтиран в колата, който можеше да се използва като обикновен телефон. При постъпване на входящо обаждане на номера на мобилния абонат комуникацията с него също се осъществявала с позивни. Първоначално дори обхватът на системата Шапиро-Захарченко беше около 20 км, но по-късно изобретателите успяха да го увеличат до 150 км, а самото устройство беше много компактно. Първоначално системата Шапиро-Захарченко трябваше да се използва за координиране на работата на полицията, пожарникарите, лекарите и други служби за спешна помощ. Идеята обаче не се утвърди първоначално поради нежеланието на тези услуги да бъдат обвързани с градската телефонна мрежа.

Но може да се счита за наистина сензационно, че през 1957 г. Л. И. Куприянович създава прототип на мобилен телефон, който получава името LK-1. Интересното е, че преди разработването на LK-1 сферата на дейност на Куприянович беше създаването на преносими радиостанции, точно както неговия задграничен колега Мартин Купър. Сдвояването на LK-1 с градската телефонна мрежа се извършва чрез „Автоматичната телефонна радиостанция“ (ATR), с която „мобилната“ слушалка е свързана чрез четири честотни канала: приемане на звук, предаване на звук, предаване на сигнали за набиране и изпращане сигнал за край на разговора. Освен това беше обмислен и въпросът за масовото използване на LK-1 - в този случай контролните сигнали се различаваха по тон и за предаване на глас бяха използвани различни честотни канали. Обхватът на апарата беше няколко десетки километра.

Бележка в сп. "Наука и живот", бр.10, 1958г.

Моля, имайте предвид, че в СССР първоначално фокусът беше върху създаването на мобилни радиокомуникационни системи, чието използване е възможно най-подобно на използването на обикновените градски телефони и тези системи трябваше да бъдат възможно най-лесни за интегриране със съществуващата градска телефонна мрежа. Значението на компактните размери също беше разбрано - ако първите версии на LK-1 тежаха около 3 кг (нека ви напомня, теглото на автомобилните радиотелефони беше 10-20 кг.), Тогава още през 1958 г. Куприянович успя да направи телефон с тегло само 500 грама. И през 1959 г. той представи предложение за инсталиране на ATP на задача на голяма надморска височина, т.е. прилагат същото нещо, което направи Мартин Купър 14 години по-късно. Но изобретението на L.I. Куприянович не получи ход и до 1960-1961 г. в статиите си той говори за уоки-токита и новини в електрониката, но не споменава нито дума за радиотелефона.

И това не е случайно – в края на 50-те. на миналия век, по заповед на висшето ръководство на страната в СССР, започна разработването на мобилната автоматична радиокомуникационна система Алтай. Освен това едно от основните изисквания беше използването му да бъде възможно най-подобно на използването на конвенционална телефонна мрежа, т.е. ръчното превключване на канала и необходимостта от обаждане на диспечера бяха елиминирани. И тази задача беше решена - още през 1963 г. системата беше пусната в опитна експлоатация на територията на Москва. Работният диапазон на "Алтай" беше в района на 150 MHz, а по-късно беше включен и диапазонът от 330 MHz. До средата на 70-те години 114 града на СССР вече са обхванати от тази система, а на Олимпиадата през 1980 г. тя се превръща в основно средство за комуникация за журналистите, които я отразяват. Освен това качеството на комуникацията в Алтай не беше по-лошо от това на най-добрите кабелни телефонни линии и проблеми с комуникацията възникваха доста рядко. В разцвета си той става достъпен не само за партийни и държавни служители, но и за бизнес лидери - до началото на 80-те години. използван е от около 25 хиляди абонати. За висшето ръководство на страната и нуждите на специалните служби е създадена и Rosa, която е вариант на Altai, допълнена със средства за криптиране.

Абонатно оборудване "Алтай" проба от 60-те години

СССР също имаше планове за разгръщане на мобилна комуникационна мрежа, достъпна за обикновения човек. В началото на 80-те години на миналия век започва работа по системата VoleMoT, чието име се състои от първите букви на градовете, в които е разработена: Воронеж, Ленинград, Молодечно, Тернопол. Освен това първоначално системата включваше възможност за използване на множество базови станции с цел покриване на цялата територия на страната и поддръжка за автоматичен преход между базовите станции без прекъсване на разговора. По този начин "VoleMoT" може да се превърне в пълноценна клетъчна мрежа и ако не бяха бюрократични забавяния и недостатъчно финансиране за работа, тогава тя щеше да бъде пусната в средата на 80-те години. Като работен обхват беше планирано да се използва честота от 330 MHz, което направи възможно покриването на големи разстояния с една базова станция. Между другото, системата беше пусната в експлоатация в някои градове, но това се случи едва в средата на 90-те години, когато технологичното лидерство беше загубено и пазарът беше доминиран от NMT и GSM мрежи.

Резюме

Историята няма подчинително наклонение. Пропуснахме възможността да станем лидери в изграждането на мобилни мрежи, но страната ни имаше шансове за това. През 1959 г. българският учен Христо Бъчваров създава мобилен телефон, концептуално подобен на L.I. Куприянович и получи съответния патент. Освен това на изложението Interorgtehnika-66 бяха показани PAT-0.5 и ATRT-0.5, компактни мобилни телефони от промишлено производство, както и базова станция RATC-10, способна едновременно да свърже шест мобилни абоната към градската телефонна мрежа. Но всички тези разработки никога не влизат в поредица и всички признават 3 април 1973 г. за рожден ден на мобилните комуникации, когато Мартин Купър прави своето историческо обаждане.

Как се роди връзката