Обращаясь к нам с просьбой подобрать усилитель сотового сигнала, многие сообщают о том, на каком расстоянии находится их дом или объект от базовой станции. Немедленно за этим следует вопрос о том, сможет ли репитер «зацепить» сигнал на таком расстоянии.
Фактически это является заблуждением о принципе работы антенн, подключаемых к репитерам, которые не притягивают сигнал, а принимают поступающий на них и, как воронка, направляют по кабелю на блок усилителя.
Не смотря на недопонимание, информация о дальности расположения базовой станции даёт существенную информацию по частоте и возможном уровне сигнала.
Базовые станции сотовых операторов представляют собой набор антенн, раздающих сигнал в различных направлениях.
Антенны могут быть широко- и узкополосными, работая на нескольких или одном частотном диапазоне. Чем больше расстояние от принимающего устройства до вышки, тем ниже уровень сигнала.
Максимальная дальность распространения сигнала в первую очередь зависит от физических характеристик самих радиоволн: чем больше длина волны, тем ниже частота, тем больше расстояние она может покрыть.
Таким образом, зная расстояние до ближайшей базовой станции, можно понимать, на каких частотах вы получаете сотовый сигнал.
Максимальная дальность распространения мобильных частот:
- 800 МГц (4G LTE) — до 45-50 км;
- 900 МГц (2G, 3G) — до 40 км;
- 1 800 МГц (2G, 4G) — до 5-8 км;
- 2 100 МГц (3G, 4G) — до 3-5 км.
Следует обратить внимание на то, что выше указаны именно максимальные показатели, не всегда они соответствуют фактическим показателям по ряду причин, который мы сейчас затронем.
Физические ограничения распространения сотового сигнала
Сигнал от базовой станции распространяется по прямой в зоне видимости, соответственно, любое препятствие на пути радиоволны снижает радиус действия. Насколько «ослабевает» сигнал зависит от частоты и её свойств проходимости и типа препятствия.
Сигнал более низких частот гораздо лучше проходит препятствия. В то же время металлические и бетонные конструкции, горы и холмы практически не пропускают волны даже низких частот вплоть до их полного отражения.
Именно поэтому в монолитных зданиях, паркингах и цокольных этажах зданий наблюдается либо очень слабый сотовый сигнал, либо его полное отсутствие.
Также на дальность влияет высота размещения сотовой вышки. Чем выше она расположена, тем больше зона её видимости и дальность покрытия. Однако это может иметь и обратный эффект, который наблюдается в низинах. В этих случаях приёмные устройства находятся настолько ниже антенн базовых станций, что сигнал просто пролетает мимо.
Организационные ограничения
Вещание на радиочастотах на больших расстояниях является лицензируемой деятельностью. Для размещения базовой станции, оператору мобильной сети необходимо прежде всего получить разрешение на использование конкретных частотных полос в конкретных локациях.
Исходя из этого мощность антенн, распространяющих сигнал, регулируется для соответствия установленным разрешениям, что может заметно снизить её зону покрытия.
Абонентские ограничения
Каждый частотный диапазон имеет определённую ёмкость, максимальное число абонентов, которое может обслуживать одна базовая станция. Чем выше частота, тем больше устройств могут ею пользоваться. В зависимости от плотности населения на участке устанавливается определённое количество базовых станций.
Для обеспечения большого количества пользователей в густозаселённых участках, таких как центры мегаполисов, деловые районы и т.п., базовые станции размещаются с большей плотностью, чем позволяют возможности распространения частот.
Чтобы расположенные близко антенны одной частотной полосы не создавали помех друг другу, их выходные мощности также регулируются.
Для того, чтобы подобрать усилитель сотовой связи важно понимание не только расстояния до базовой станции, но в первую очередь рабочую частоту и уровень получаемого сигнала. Основываясь на все эти данные возможен подбор репитера для установки в ваш дом, офис или иной объект и получения наилучшего результата.
За консультацией по подбору усилителя или определения уровня сигнала вы всегда можете обратиться к специалистам нашей компании.
Мобильные телефоны
Причиной возникновения разного рода домыслов и вымыслов является элементарное незнание. Ведь далеко не многие из нас даже сегодня могут похвастаться тем, что в полной мере знакомы с принципами работы сотовых сетей, а также с особенностями функционирования собственного мобильного телефона.
Дальность связи в стандарте GSM может достигать сотен километров
Максимально возможная дальность связи в стандартной GSM сети не более 35 км. Некоторые GSM операторы на базовых станциях, расположенных на берегу моря, включают специальный режим, благодаря которому связь возможна на расстоянии до 70км. Часто на берегу моря или в горах Вы можете при поиске сети найти новые сети GSM, но зарегистрироваться в них не сможете по причине слишком большого расстояния. В стандартах мобильной связи NMT, СDMA, AMPS лимитов на дальность не существует. То есть связь возможна так далеко, как «добивает» телефон и позволяют другие условия. С использованием внешних антенн и при удачном стечении обстоятельств связь может устанавливаться на расстоянии до 100км. (Например, для NMT или DAMPS)
В пределах обозначенной на карте зоны радиопокрытия сотовый телефон должен функционировать абсолютно везде
В реальности абонентам приходиться сталкиваться с ситуациями, когда телефон «глохнет» и в пределах зоны уверенного приёма! Но таковы уж особенности распространения радиоволн: в неоднородном пространстве они не могут создавать электромагнитное поле с равномерной напряжённостью! Отсюда появление «белых пятен» на карте радиопокрытия, так называемых «зон радиотени». Как правило, это проблема первых этапов развития сотовой сети или её фрагмента. В последующем операторы добиваются выравнивания (на сколько это возможно) зоны покрытия за счёт увеличения числа базовых радиостанций, обслуживающих данную территорию. Но и это не решает проблему окончательно и бесповоротно! В пределах зоны уверенного приёма существуют две «подзоны»: зона вне помещений, так сказать, «на свежем воздухе», и зона внутри помещений (или транспорта). Если с первой всё более или менее понятно, то со второй прямо беда! Здания бывают кирпичные, железобетонные, деревянные и даже металлические (ангары, складские помещения). И во всех случаях условия проникновения радиоволн внутрь строений различны: в одних — волны проникают с незначительными затуханиями, в других — затухания более интенсивны, а в третьих — проникновение радиоволн вообще невозможно с точки зрения физики (металлические ангары и склады, сейфовые комнаты и банковские хранилища).
Местоположение владельца телефона GSM можно отследить с точностью до метра
В стандартной сети GSM реально узнать соту, в которой находится телефон и расстояния до него (не точнее 540 метров), что дает точность, в центре крупного города 500-4000 кв.метров, на окраинах 2-25 кв.километра. Эти данные можно увидеть даже на экране телефонов NOKIA в режиме NETMONITOR. Чтобы повысить точность определения координат, необходимо оператору устанавливать дополнительно дорогостоящее оборудование. В таком случае точность определения повышается до участка 50х50 метров. За границей в некоторых странах подобные услуги предоставляются всем желающим, например, для поиска машины или контроля местоположения ребенка.
Украденный мобильный телефон может навсегда перестать работать спустя какое-то время
Действительно, в состав любой GSM сети входит устройство EIR (регистр идентификации оборудования). В данном устройстве есть несколько списков. Если серийный номер Вашего телефона будет внесен в «черный» список, сеть не даст разрешения на его работу. Очень часто случается так, что работающий в странах СНГ телефон при поездке за границу отказывается регистрироваться в сети, это значит, что он просто внесен в этой стране в «черный» список. Компьютерных баз украденных телефонов не существует. То есть проверить телефон «на угон» невозможно. Серийный номер телефона «зашит» внутри телефона и передается телефоном при каждом звонке для распознавания сетью. Можно ли этот электронный номер внутри телефона хакерским методом изменить? Ответ: Да, но не для всех моделей. В настоящее время специалисты всех производителей телефонов работают над устранением этой возможности.
GSM переговоры возможно прослушать на любительском уровне
Данный миф также не соответствует действительности. Начнем с того, что информация передается в цифровом виде. Если Вы настроите приемник на GSM частоты, то услышите только треск и писк. Так «звучит» цифровой сигнал. Кроме того, на данном участке используются специальные алгоритмы шифрования, например A5.2, A8. Данный алгоритм сложный для описания на пользовательском уровне, речь не просто передается, а еще и кодируется. В большинстве сетей используется функция Frequency Hopping, ее суть в том, что мобилка прыгает между несколькими частотами со скоростью 217 раз в минуту, что еще сильнее затрудняет прослушивание. Когда Вы перемещаетесь по городу, Ваш телефон «прыгает» из соты в соту, что дополнительно усложняет отслеживание Вашего разговора.
Для пополнения депозита в припэйд карточках (например Beeplus) используется 14-20-значный код. Возможно подобрать или сгенерировать поддельный код для пополнения депозита
Это не так. Чисто математически комбинации 14-20 цифр дают множество вариантов. Полные номера у операторов генерируются методом случайных чисел. И не имеют никакой закономерности. Угадать номер — вероятность ничтожная.
Возможно переделать телефон или перепрограммировать SIM-карту, чтобы бесплатно пользоваться GSM телефоном
Данные слухи идут из США. Основной стандарт США AMPS действительно при некоторой хитрости позволяет проделывать подобные вещи. По некоторым оценкам до 10 процентов телефонов работающих в США — нелегальные. При гигантском объеме трафика операторы мобильной связи в Америке не считают это серьезной проблемой. К тому же такие телефоны «живут» не долго. В стандарте GSM такие вещи пока невозможны.
Миф о переделке телефона
Расчет количества и длительности звонков происходит не в телефоне или в SIM- карте, как это многие считают, а в коммутаторе GSM (за исключением припэйд карточек одного типа). Расчет стоимости звонков производит биллинговая система, которая берет данные от коммутатора. Мобильный телефон никак не может заставить коммутатор остановить контроль звонков.
Миф о клонировании (создании копии SIM-карты)
Внутри SIM карты содержится различная информация, такая как PIN код, PUK код, записная книжка абонента. Но есть и служебная информация недоступная для пользователя. Основой безопасности SIM-карты является Ki код. Данный код хранится в карточке и у оператора. На основании этого кода происходят хитрые процессы аутентификации (проверки подлинности) абонента, согласно алгоритму A3. Подобрать или считать этот код простому пользователю невозможно. Код хранится в закрытой для чтения области SIM-карты. Кроме этого кода необходимо знать IMSI (опознавательный код) карточки, этот код открыт. Год назад группа западных программистов сумела считать данные кода и сымитировать SIM-карту компьютерной программой. На считывание Ki кода им потребовалось около 6 часов работы с чужой картой. Создать клон (копию) SIM- карты им неудалось. Таким образом, стандарт разработанный в 70-х годах до сих пор обеспечивает надежную защиту.
Телефоны, которые были раскодированы, плохо работают, а со временем могут полностью выйти из строя
Если телефон был раскодирован, Вы лишаетесь гарантийного обслуживания в сервисных центрах, и производитель не несет ответственности за качество работы телефона. В тоже время, как телефон работает после раскодировки, так и будет работать в дальнейшем, и ничего страшного не должно случиться. Иногда после неправильной раскодировки в телефоне отсутствуют некоторые пункты меню, ухудшаются параметры телефона, неправильно работают некоторые функции, это бывает редко.
Если в телефон «залить» более новую версию программного обеспечения, он будет работать лучше
Смена прошивки телефона похожа на смену операционной системы в компьютере. Производитель, создавая модель телефона, создал и программное обеспечение для него. Со временем в телефоне могут обнаруживаться маленькие проблемы, их можно назвать «глюками». Например, в каком-то месте меню Ваш телефон «зависает». Новая, более свежая версия прошивки, устраняет эти недостатки. Иногда же свежая прошивка содержит новые языки, например, русский. В Ericsson T10 зачастую «вливают» прошивку от Ericsson T18, и в телефоне появляется голосовой набор. На параметры приема обычно прошивка не влияет. Если Ваш телефон часто зависает или выключается, прошивку можно поменять. Если же работает нормально, не следует, например, из-за одной новой мелодии апгрейдить софт телефона. Всякое может случиться.
Мобильный телефон вреден для здоровья
Мобильный телефон как передающее устройство излучает радиоволны на частоте около 900 мегагерц. Максимальная мощность портативного телефона колеблется для разных моделей от 1 до 2 ватт. Но GSM телефоны не постоянно излучают данную мощность. Примерно каждые 4-6 секунд (это зависит от установок сети) телефон изменяет выходную мощность. И старается держать ее минимально необходимой для связи. Данная функция экономит вашу батарею, бережет ваше здоровье и улучшает качество сети в целом. Вы, наверное, часто слышали помехи от телефона, например, в колонках или радио. Сделайте звонок и Вы заметите, как помеха постепенно пропадет в течение 10 секунд. Вот вам простое доказательство регулировки мощности. Естественно, мощность 20 милливатт гораздо менее вредная, чем 2 ватта. В более старых стандартах сотовой связи такой функции не было, нет ее и в мощных радио удлинителях.
Мобильные телефоны вызывают рак
Исследование, опубликованное Королевским научным обществом Канады, содержит вывод о том, что разговоры по сотовому телефону не могут вызвать рак или другие заболевания. Группа их восьми ученых рассмотрела многочисленные исследования, касающиеся безопасности пользования сотовыми телефонами, и не нашла свидетельств в пользу появления заболеваний, связанных с облучением радиоволнами. Ученые установили, что свидетельства «не поддерживают заключение, что облучение радиочастотными полями того типа и интенсивности, которое создается устройствами радиосвязи, способствует появлению или развитию опухолей у животных или людей». В отчете Британской независимой экспертной группы по мобильным телефонам также признается маловероятным, что мобильные телефоны могут вызвать рак или какие-либо иные заболевания.
Мобильные телефоны влияют на работу кардиостимулятора
В мире более 1 миллиона человек живут с имплантированными кардиостимуляторами. В случаях, когда собственный ритм сердца прерывист или слишком слаб, этот прибор посылает электрические импульсы, необходимые для нормальной работы сердца. Немецкие ученые изучали, может ли сотовый телефон вызвать сбой в работе сердечного стимулятора. Тестировались три стандарта сотовой связи: C-net (NMT 450), D-net (GSM 900) и E-net (GSM 1800). В экспериментах тестировали 231 кардиостимулятор различных фирм-производителей. Результаты таковы: 31% стимуляторов испытывали помехи от излучения телефонов стандарта C-net и 34% — от D-net. При использовании телефонов, работающих в стандарте E-net, сбоев в работе кардиостимуляторов не было. Несмотря на приведенные выше данные, не рекомендуется носить мобильный телефон рядом с кардиостимулятором, тем более нельзя приближать к этому устройству терминал, работающий в активном режиме (т.е. во время разговора). Впрочем, об этом, как и о том, что телефон надо выключать при входе в медицинские учреждения, сказано в инструкции на любой мобильный терминал.
Мобильные телефоны вызывают взрывы на автозаправках
Опасность связана с возможностью взрыва, который может произойти в результате сбоя в работе электронного оборудования АЗС под влиянием магнитного поля сотового телефона, а также взрыва паров бензина от возможного возникновения искры в случае падения аппарата на землю. Основанием для опасений послужил взрыв на бензозаправочной станции компании Esso в Малайзии. Необходимое уточнение: до сих пор не доказана прямая связь между катастрофой и использованием мобильных телефонов. В момент взрыва многие люди, находившиеся на территории АЗС, разговаривали именно по ним. Поскольку другого объяснения взрыва так и не нашли, руководство большинства автозаправочных станций решило принять меры предосторожности и запретило пользоваться на своей территории мобильными телефонами.
Мобильные телефоны создают помехи навигационному оборудованию самолетов
Согласно исследованиям, проведенным производителями самолетов Boeing и Airbus, запрет на использование мобильных телефонов в самолетах не имеет под собой никаких научных обоснований. К такому же заключению пришли представители американской и британской служб гражданской авиации. Исследования, проведенные компанией Boeing, показали, что 20 мобильных телефонов, работающих в салоне Boeing 737, не создают никаких помех. Аналогичные исследования проводил и Airbus. Анализ 70 000 отчетов экипажей воздушных судов не выявил ни одного случая возникновения помех, связанных с использованием мобильных телефонов. Несмотря на это, ни одна авиакомпания мира не разрешает пользование сотовым телефоном на борту своих лайнеров.
Лекция:
Принципы работы сотовой связи. Стандарты,
способы реализации и перспективы
развития. (4 часа)
Содержание:
2)
История стандартов сотовой связи
3)
Стандарты сотовой связи. Перспективы
4)
Топология сотовой сети на примере сети
GSM
1)Принцип
работы сотовой связи
Основой
любой сотовой сети является сота
(ячейка), в центре которой находится
базовая станция. При вызове, поступающем
с базовой станции, сотовый телефон
соединяется с ней и ему выделяется
специальный радиоканал для разговора.
Размеры соты определяются максимальной
дальностью связи телефона с базовой
станцией, типом сети, мощностью базовой
станции и рядом других факторов.
Максимальная дальность — радиус соты —
может быть в диапазоне от нескольких
метров до многих десятков километров.
Телефон
и мобильный пользователь, еще не выйдя
из зоны действия одной базовой станции,
попадают в зону действия следующей, и
так далее, пока совсем не выйдет из зоны
обслуживания сети. Сотовая связь совсем
не обязательно должна быть мобильной:
на сегодня большое распространение
получает так называемая стационарная
сотовая связь. Такое решение часто
является удобным и экономически выгодным
— отпадает необходимость в дорогостоящей
прокладке телефонного кабеля, а одной
мощной базовой станции вполне достаточно
для телефонизации целого микрорайона.
На предприятиях и больших фирмах возможна
установка собственных микросотовых
систем связи стандарта DECT.
1.1)Аналоговая сотовая связь
На
начальном этапе развития сотовой связи
важнее всего было обеспечить максимально
возможную зону охвата при минимально
возможном количестве базовых станций.
С этой задачей успешно справлялись
аналоговые системы стандарта AMPS (Advanced
Mobile Phone Service), в которых каждому абоненту
на время разговора выделялась определенная
полоса частот. При небольшом числе
абонентов это было удобно и не вызывало
проблем-свободных частот хватало на
всех, а базовые аналоговые станции
диапазона 450 Мгц можно было размещать
на значительном (порядка десятков
километров) расстоянии друг от друга.
Первые сотовые телефоны весили чуть ли
не пять килограммов, имели форму
небольшого чемодана и стоили достаточно
дорого. Однако по мере роста числа
абонентов начали возникать проблемы
перегрузки сети, так как ограниченного
диапазона частот перестало хватать на
всех абонентов, которые желали поговорить
одновременно в зоне действия одной и
той же базовой станции.
Основой
любой сотовой системы связи является
обеспечение «многостанционного
(множественного) доступа». Это означает,
что система поддерживает одновременную
работу в сети нескольких абонентов. В
аналоговой же сотовой связи значительное
количество абонентов делят между собой
ограниченное число радиоканалов. Канал
в этой ситуации может рассматриваться
как часть ограниченного частотного
диапазона, выделенного для данной сети
связи.
1.2)Цифровая сотовая связь.
Интенсивный
процесс развития новых технологий
мобильной телефонной связи можно считать
начавшимся с того момента, когда рост
числа абонентов сотовых сетей связи
натолкнулся на нехватку частот. Несмотря
на значительные усовершенствования,
стандарт аналоговой передачи AMPS начал
отживать свое, и начался переход на
цифровые стандарты, позволяющие при
прочих равных условиях кардинально
увеличить количество одновременно
разговаривающих абонентов.
В
разных системах сотовой связи используются
разные технологии множественного
доступа. Традиционные аналоговые системы
сотовой связи, основанные на стандартах
AMPS и TACS (Total Access Communications System), используют
технологию частотного разделения
каналов. AMPS — системы делят частотный
диапазон на участки шириной 30 КГц на
канал, узкополосные системы AMPS (NAMPS)
используют участки спектра 10 КГц на
каждый канал, а системы TACS — участки
спектра 25 КГц.
Новую
струю в развитие сотовой связи внесли
цифровые системы. Самой распространенной
является технологией многостанционного
доступа с временным разделением каналов
(TDMA — Time Division Multiple Access). В группу стандартов
цифровой связи TDMA входят Североамериканская
цифровая сотовая связь (известная также
под именем используемого ею стандарта
IS-54/IS-136), Глобальная система мобильной
связи (GSM — Global System for Mobile Communications) и
Персональная цифровая сотовая связь
(PDC — Personal Digital Cellular). Стандарт IS-54, в
настоящее время IS-136, разработан в 1990
году для стран Северной Америки. Эта
технология, которую еще называют D-AMPS
(Цифровая AMPS), разрабатывалась для
увеличения емкости существующих
аналоговых сетей AMPS, для которых уже не
хватало частот в условиях быстрого
роста числа абонентов. Одновременно в
США начала быстрыми темпами развиваться
еще одна система сотовой цифровой связи,
основанная на технологии кодового
разделения каналов — стандарт CDMA.
Соседние файлы в предмете Сети и Телекоммуникации
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #