มือถือคืออะไร? เป็นระบบที่ใช้เครื่องส่งสัญญาณไร้สายพลังงานต่ำจำนวนมากเพื่อสร้างเซลล์ ซึ่งเป็นพื้นที่ครอบคลุมทางภูมิศาสตร์หลักของระบบสื่อสารไร้สาย ระดับพลังงานที่เปลี่ยนแปลงได้ทำให้สามารถกำหนดขนาดเซลล์ได้ตามความหนาแน่นของสมาชิกและความต้องการของภูมิภาค
เมื่อผู้ใช้มือถือย้ายจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่ง การสนทนาของพวกเขาจะถูก "โอน" ระหว่างพื้นที่เหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าบริการจะไม่หยุดชะงัก ช่อง (ความถี่) ที่ใช้ในหน่วยดังกล่าวสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในระยะหนึ่ง
เซลลูลาร์คือ…
Cellular หมายถึง Enhanced Mobile Phone Service (AMPS) ซึ่งแบ่งพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ออกเป็นพื้นที่ที่เรียกว่าเซลล์ จุดประสงค์ของการแยกนี้คือการใช้ความถี่ในการส่งให้เกิดประโยชน์สูงสุด
Cellular เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารรูปแบบหนึ่งที่ช่วยให้สามารถใช้โทรศัพท์มือถือได้
มือถือเป็นวิทยุสองทิศทางที่ให้การส่งและรับพร้อมกัน
การสื่อสารผ่านมือถือขึ้นอยู่กับส่วนทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ครอบคลุมการสื่อสาร แต่ละเซลล์จะได้รับการจัดสรรความถี่ (หรือช่อง) จำนวนหนึ่ง ซึ่งช่วยให้สมาชิกจำนวนมากสามารถสนทนาพร้อมกันได้
องค์ประกอบทั่วไปของเทคโนโลยีการสื่อสารเคลื่อนที่ทุกรุ่นคือการใช้คลื่นความถี่วิทยุ (RF) และการนำความถี่มาใช้ซ้ำ สิ่งนี้ทำให้คุณสามารถให้บริการแก่สมาชิกจำนวนมากในขณะที่ลดจำนวนช่องสัญญาณ (แบนด์วิดท์) นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณสร้างเครือข่ายที่กว้างขวางด้วยการผสานรวมความสามารถของโทรศัพท์มือถือขั้นสูงอย่างเต็มรูปแบบ
ความต้องการและการบริโภคที่เพิ่มขึ้นตลอดจนการพัฒนาบริการประเภทต่างๆ ได้เร่งการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วของเครือข่ายที่ทันสมัยตลอดจนการพัฒนาอุปกรณ์มือถืออย่างต่อเนื่อง
การสื่อสารเคลื่อนที่ทำงานอย่างไร
โทรศัพท์มือถือแต่ละเครื่องใช้สถานีวิทยุชั่วคราวแยกต่างหากเพื่อสื่อสารกับไซต์ของเซลล์ ไซต์นี้สนับสนุนการสื่อสารกับโทรศัพท์หลายเครื่องพร้อมกันโดยใช้ช่องทางเดียวต่อโทรศัพท์หนึ่งเครื่อง ช่องสัญญาณใช้ความถี่เซลลูลาร์คู่หนึ่ง:
- สายตรงสำหรับส่งจากเว็บไซต์เซลล์
- กลับสายเพื่อให้เซลล์ไซต์สามารถรับสายจากผู้ใช้ได้
พลังงานวิทยุกระจายไปตามระยะทาง ดังนั้นโทรศัพท์มือถือต้องอยู่ใกล้กับสถานีฐานเพื่อติดต่อกัน โครงสร้างพื้นฐานของมือถือเครือข่ายรวมถึงระบบโทรศัพท์และบริการวิทยุ
หลักการสื่อสารเคลื่อนที่ (สำหรับหุ่น)
กระบวนการเริ่มต้นด้วยการเปิดใช้งานชิปโดยป้อนรหัส PIN ของซิมการ์ดที่ใส่ จากนั้นสัญญาณมือถือจะถูกส่งไปยังช่องควบคุม คำตอบของหมายเลขที่โทรจะถูกส่งผ่านช่องสัญญาณควบคุมฟรีไปยังเสาอากาศของสถานีฐาน จากนั้นจะถูกส่งไปยังศูนย์สวิตช์มือถือ
ศูนย์สวิตชิ่งกำลังมองหาสถานีฐานที่มีความแรงสัญญาณโทรศัพท์มือถือสูงสุดของสมาชิกมือถือและสลับการสนทนาไปที่สถานีฐาน
สถาปัตยกรรมยุคต้นของระบบโทรศัพท์
บริการมือถือแบบดั้งเดิมมีโครงสร้างคล้ายกับการออกอากาศทางโทรทัศน์: เครื่องส่งที่ทรงพลังมากเครื่องหนึ่งซึ่งตั้งอยู่ที่จุดสูงสุดในพื้นที่ จะออกอากาศในรัศมีสูงสุดห้าสิบกิโลเมตร
โครงข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่แตกต่างกัน แทนที่จะใช้เครื่องส่งกำลังแรงเพียงเครื่องเดียว เครื่องส่งสัญญาณกำลังต่ำจำนวนมากได้ถูกวางไว้ทั่วพื้นที่ครอบคลุมของเซลลูลาร์
ตัวอย่างเช่น การแบ่งพื้นที่ออกเป็นหนึ่งร้อยส่วน (เซลล์) ด้วยเครื่องส่งกำลังต่ำโดยใช้การสนทนาสิบสองช่อง (ช่องสัญญาณ) ความจุของระบบในทางทฤษฎีจะเพิ่มขึ้นจากการสนทนาหรือช่องเสียงสิบสองช่องโดยใช้เครื่องส่งอันทรงพลังเครื่องเดียวเป็นสิบสอง ร้อยบทสนทนา (ช่อง) โดยใช้เครื่องส่งกำลังต่ำหนึ่งร้อยเครื่อง
เมืองที่กำหนดค่าเป็นแบบดั้งเดิมเครือข่ายโทรศัพท์มือถือที่มีเครื่องส่งที่มีประสิทธิภาพเพียงเครื่องเดียว
ระบบสื่อสารเคลื่อนที่โดยใช้แนวคิดแบบเซลลูลาร์
ปัญหาการรบกวนที่เกิดจากอุปกรณ์มือถือที่ใช้ช่องสัญญาณเดียวกันในพื้นที่ใกล้เคียงได้พิสูจน์แล้วว่าทุกช่องไม่สามารถใช้ซ้ำได้ในทุกเซลล์ แม้ว่าจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของแนวคิดเดิม แต่การใช้ความถี่ซ้ำได้กลายเป็นวิธีแก้ไขปัญหาของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ได้
วิศวกรพบว่าผลกระทบของการรบกวนไม่เกี่ยวข้องกับระยะห่างระหว่างโซน แต่กับอัตราส่วนของระยะทางต่อกำลัง (รัศมี) ของเครื่องส่งสัญญาณโซน โดยการลดรัศมีของโซนลงห้าสิบเปอร์เซ็นต์ ผู้ให้บริการสามารถเพิ่มจำนวนผู้มีโอกาสเป็นลูกค้าในโซนได้สี่เท่า
ระบบตามพื้นที่ที่มีรัศมีหนึ่งกิโลเมตรจะมีช่องสัญญาณมากกว่าระบบร้อยเท่าตามพื้นที่ที่มีรัศมีสิบกิโลเมตร การเก็งกำไรนำไปสู่ข้อสรุปว่าการลดรัศมีของโซนลงเหลือไม่กี่ร้อยเมตรทำให้สามารถให้บริการการโทรได้หลายล้านครั้ง
แนวคิดเกี่ยวกับระบบเซลลูลาร์ใช้ระดับพลังงานต่ำที่ปรับเปลี่ยนได้ ทำให้เซลล์สามารถจับคู่กับความหนาแน่นของสมาชิกและความต้องการของพื้นที่ เมื่อจำนวนประชากรเพิ่มขึ้น เซลล์ก็สามารถเพิ่มเพื่อรองรับการเติบโตนี้ได้
ความถี่เซลลูลาร์ที่ใช้ในคลัสเตอร์หนึ่งเซลล์สามารถนำมาใช้ซ้ำในเซลล์อื่นได้ การสนทนาสามารถส่งผ่านจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งเพื่อรักษาค่าคงที่การเชื่อมต่อโทรศัพท์เมื่อผู้ใช้ย้ายไปมาระหว่างพวกเขา
อุปกรณ์วิทยุเคลื่อนที่ (สถานีฐาน) สามารถสื่อสารกับโทรศัพท์มือถือได้ตราบเท่าที่อยู่ในระยะ พลังงานวิทยุกระจายไปตามระยะทาง ดังนั้นโทรศัพท์มือถือต้องอยู่ภายในช่วงการทำงานของสถานีฐาน เช่นเดียวกับระบบวิทยุเคลื่อนที่ในยุคแรก สถานีฐานจะสื่อสารกับโทรศัพท์มือถือผ่านช่องสัญญาณ
ช่องสัญญาณประกอบด้วยสองความถี่: หนึ่งสำหรับส่งไปยังสถานีฐานและอีกช่องสำหรับรับข้อมูลจากสถานีฐาน
สถาปัตยกรรมระบบเซลล์
ความต้องการที่เพิ่มขึ้นและคุณภาพต่ำของบริการที่มีอยู่ได้กระตุ้นให้ผู้ให้บริการมือถือสำรวจวิธีการปรับปรุงคุณภาพการบริการและสนับสนุนผู้ใช้เพิ่มเติมในระบบของพวกเขา เนื่องจากจำนวนคลื่นความถี่ที่ใช้ได้สำหรับการใช้มือถือมีจำกัด การใช้ความถี่ที่ต้องการอย่างมีประสิทธิภาพจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ครอบคลุมการสื่อสาร
ในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ในปัจจุบัน พื้นที่ชนบทและในเมืองถูกแบ่งออกเป็นพื้นที่ตามกฎบริการเฉพาะ พารามิเตอร์การปรับใช้ เช่น จำนวนดิวิชั่นและขนาดเซลล์กำหนดโดยวิศวกรที่มีประสบการณ์ด้านสถาปัตยกรรมเซลลูลาร์
การจัดสรรสำหรับแต่ละภูมิภาคมีการวางแผนตามแผนทางวิศวกรรม ซึ่งรวมถึงเซลล์ คลัสเตอร์ ความถี่ที่ใช้ซ้ำ และการส่งมอบ
เซลล์เป็นหน่วยทางภูมิศาสตร์พื้นฐานของระบบเซลลูลาร์ นี่คือสถานีฐานส่งสัญญาณผ่านพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ขนาดเล็กซึ่งแสดงเป็นรูปหกเหลี่ยม ขนาดของแต่ละคนแตกต่างกันไปตามภูมิประเทศ เนื่องจากข้อจำกัดที่กำหนดโดยภูมิประเทศตามธรรมชาติและโครงสร้างเทียม รูปร่างที่แท้จริงของเซลล์จึงไม่ใช่รูปหกเหลี่ยมที่สมบูรณ์แบบ
คลัสเตอร์คือกลุ่มของเซลล์ ไม่มีช่องสัญญาณถูกใช้ซ้ำในคลัสเตอร์
เนื่องจากมีความถี่วิทยุเพียงเล็กน้อยสำหรับระบบมือถือ วิศวกรจึงต้องหาวิธีนำช่องวิทยุกลับมาใช้ใหม่เพื่อสนทนามากกว่าหนึ่งครั้งในแต่ละครั้ง การตัดสินใจของอุตสาหกรรมนี้เรียกว่าการจัดตารางเวลาหรือการใช้ความถี่ซ้ำ การนำความถี่มาใช้ซ้ำได้เกิดขึ้นจากการปรับโครงสร้างสถาปัตยกรรมของระบบโทรศัพท์มือถือให้เป็นแนวคิดของการสื่อสารเคลื่อนที่
มาตรฐานเซลลูลาร์มีดังนี้: แนวคิดของการใช้ความถี่ซ้ำนั้นขึ้นอยู่กับการกำหนดกลุ่มช่องสัญญาณวิทยุที่ใช้ภายในพื้นที่ขนาดเล็กแต่ละเซลล์ เซลล์ถูกกำหนดกลุ่มแชนเนลที่แตกต่างจากยูนิตใกล้เคียงกันโดยสิ้นเชิง พื้นที่ครอบคลุมของพวกเขาเรียกว่าสำนักพิมพ์ รอยเท้านี้ถูกล้อมรอบด้วยขอบเขตเพื่อให้สามารถใช้กลุ่มช่องเดียวกันในเซลล์ต่าง ๆ ที่ห่างกันมากพอที่ความถี่จะไม่รบกวน
เซลล์ที่มีหมายเลขเดียวกันมีชุดความถี่เดียวกัน หากจำนวนความถี่ที่ใช้ได้คือ 7 ตัวประกอบความถี่ที่ใช้ซ้ำเท่ากับ 1/7 นั่นคือแต่ละเซลล์ใช้ 1/7 ของช่องสัญญาณมือถือที่มีอยู่
อุปสรรคในการพัฒนาการสื่อสารเคลื่อนที่
แต่น่าเสียดายที่การพิจารณาทางเศรษฐกิจทำให้แนวคิดในการสร้างระบบที่สมบูรณ์โดยมีพื้นที่ขนาดเล็กจำนวนมากไม่สามารถทำได้ เพื่อเอาชนะความยากลำบากนี้ ผู้ปฏิบัติงานระบบได้พัฒนาแนวคิดเรื่องการแยกเซลล์ เมื่อพื้นที่ให้บริการเต็มไปด้วยผู้ใช้ วิธีการนี้จะใช้เพื่อแบ่งพื้นที่หนึ่งออกเป็นพื้นที่ที่เล็กกว่า ดังนั้น ใจกลางเมืองจึงสามารถแบ่งย่อยออกเป็นพื้นที่ต่างๆ ได้มากเท่าที่จำเป็นเพื่อให้บริการในระดับที่ยอมรับได้ในพื้นที่ที่มีการจราจรหนาแน่น ในขณะที่เซลล์ขนาดใหญ่และราคาไม่แพงก็สามารถนำมาใช้เพื่อครอบคลุมพื้นที่ชนบทรอบนอกได้
อุปสรรคสุดท้ายในการพัฒนาเครือข่ายเซลลูลาร์นั้นเกี่ยวข้องกับปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อสมาชิกระบบเซลลูลาร์ย้ายจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งในระหว่างการโทร เนื่องจากพื้นที่ที่อยู่ติดกันไม่ได้ใช้ช่องสัญญาณวิทยุเดียวกัน จะต้องวางสายหรือโอนสายจากสถานีวิทยุหนึ่งไปยังอีกช่องหนึ่งเมื่อผู้ใช้ข้ามเส้นแบ่งระหว่างเซลล์ที่อยู่ติดกัน
เนื่องจากไม่อนุญาตให้วางสาย จึงได้มีการสร้างกระบวนการส่งมอบ การส่งมอบเกิดขึ้นเมื่อเครือข่ายโทรศัพท์มือถือโอนสายไปยังสถานีวิทยุอื่นโดยอัตโนมัติเมื่ออุปกรณ์เคลื่อนที่เคลื่อนผ่านเซลล์ที่อยู่ติดกัน
ระหว่างการสนทนา ทั้งสองฝ่ายอยู่ในช่องเสียงเดียวกัน เมื่อเครื่องมือถือออกจากพื้นที่ครอบคลุมนี้เซลล์ไซต์ การรับสัญญาณอ่อนลง ณ จุดนี้ ไซต์เซลล์ที่ใช้งานอยู่ร้องขอการส่งมอบ ระบบจะสลับการโทรไปยังช่องสัญญาณความถี่ที่สูงกว่าที่ไซต์ใหม่โดยไม่ต้องวางสายหรือแจ้งเตือนผู้ใช้ การโทรจะดำเนินต่อไปตราบเท่าที่ผู้ใช้กำลังพูดและผู้โทรไม่สังเกตเห็นการแฮนด์ออฟ
ส่วนประกอบระบบเซลลูลาร์
ระบบเซลลูลาร์ให้บริการแลกเปลี่ยนโทรศัพท์มือถือและโทรศัพท์เคลื่อนที่แบบเดียวกับการแลกเปลี่ยนแบบตายตัวบนลูปแบบมีสายทั่วไป สามารถรองรับสมาชิกได้หลายหมื่นรายในเมืองใหญ่ ระบบการสื่อสารเคลื่อนที่ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสี่ประการที่ทำงานร่วมกันเพื่อให้บริการโทรศัพท์มือถือแก่สมาชิก:
- เครือข่ายโทรศัพท์สลับสาธารณะ (PSTN).
- แลกเปลี่ยนโทรศัพท์เคลื่อนที่ (MTSO).
- เซลล์ที่มีระบบเสาอากาศ
- สถานีสมาชิกมือถือ (MSU).
PSTN ประกอบด้วยเครือข่ายท้องถิ่น เครือข่ายพื้นที่แลกเปลี่ยน และเครือข่ายทางไกลที่เชื่อมต่อโทรศัพท์และอุปกรณ์สื่อสารอื่นๆ ทั่วโลก
MTSO เป็นสำนักงานกลางของการสื่อสารเคลื่อนที่ ประกอบด้วยศูนย์เปลี่ยนการสื่อสาร (MSC) ระบบควบคุมภาคสนาม และสถานีถ่ายทอดเพื่อสลับการโทรจากไซต์เซลล์เป็นสำนักงานกลางแบบมีสาย (PSTN)
คำว่า "ไซต์เซลล์" ใช้เพื่ออ้างถึงตำแหน่งทางกายภาพของอุปกรณ์วิทยุที่ให้ความคุ้มครองเซลล์ รายการฮาร์ดแวร์ที่ไซต์เซลล์ประกอบด้วยอุปกรณ์จ่ายไฟอุปกรณ์เชื่อมต่อ เครื่องส่งและรับสัญญาณ RF และระบบเสาอากาศ
หน่วยสมาชิกมือถือประกอบด้วยหน่วยควบคุมและตัวรับส่งสัญญาณที่ส่งและรับการส่งสัญญาณวิทยุไปและกลับจากไซต์เซลล์ มี MSU สามประเภทให้เลือก:
- โทรศัพท์มือถือ (กำลังส่งทั่วไป 4.0W).
- พกพา (กำลังส่งทั่วไป 0.6W).
- เคลื่อนย้ายได้ (กำลังส่งทั่วไปคือ 1.6W).
เสาเซลล์อันตราย
การสื่อสารผ่านมือถือเป็นความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในยุคนั้น ซึ่งไม่ได้ไร้ซึ่งผลลัพธ์ที่ตามมา อุตสาหกรรมโทรศัพท์มือถือยังคงอ้างว่าเสาสัญญาณไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ แต่มีผู้คนจำนวนน้อยลงที่เชื่อว่าทุกวันนี้
เสาสัญญาณมีอันตรายหรือไม่? ขออภัย คำตอบที่ถูกต้องคือใช่ ไมโครเวฟอาจรบกวนสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในร่างกายของคุณ ทำให้เกิดปัญหาสุขภาพมากมาย:
- ปวดหัว.
- ความจำเสื่อม
- ความเครียดหัวใจและหลอดเลือด
- จำนวนอสุจิน้อย
- พิการแต่กำเนิด
- มะเร็ง.
มีหลักฐานชัดเจนว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากหอคอยเป็นอันตรายต่อสุขภาพ
ตัวอย่าง: การศึกษาผลกระทบของหอคอยกรงต่อฝูงโคนมได้ดำเนินการโดยรัฐบาลของรัฐบาวาเรียในเยอรมนี ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในปี 2541 การสร้างหอทำให้เกิดผลเสียต่อสุขภาพ ส่งผลให้ตกลงมาผลผลิตนม การเคลื่อนย้ายวัวคืนผลผลิตน้ำนม การย้ายพวกมันกลับไปที่ทุ่งหญ้าเดิมทำให้เกิดปัญหาขึ้นใหม่
การสื่อสารเคลื่อนที่ในรัสเซีย
จาก 100 รหัสมือถือของรัสเซียที่เป็นไปได้ 79 รหัสถูกใช้และ 21 รหัสฟรี รหัสฟรีอยู่ในการจองและยังไม่ได้เป็นของผู้ให้บริการใดๆ
บริษัทสื่อสารเคลื่อนที่กว่า 80 แห่งจดทะเบียนในสหพันธรัฐรัสเซีย โดยให้บริการในประเทศ ผู้ให้บริการมือถือมีรหัสการโทรในรูปแบบ 9xx หมายเลขโทรศัพท์มือถือเป็นตัวเลขสิบหลักและขึ้นต้นด้วย +79xx หรือ 89xx
ผู้ให้บริการที่ใหญ่ที่สุด ได้แก่ MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile) โอเปอเรเตอร์บิ๊กทรี (MTS, Beeline และ MegaFon) เป็นเจ้าของตัวเลขทั้งชุด