Почему сотовый. Номофобия или зависимость от телефона
Развитие сотовой связи получило свое начало еще в 1888 году. Именно тогда Генрихом Герцем была придумана установка, а затем с ее помощью доказан факт существования электромагнитных волн, а также возможности их обнаружения.
Затем уже 25 апреля 1895 года Александром Степановичем Поповым был сделал доклад, посвящённый возможности использования электромагнитных волн для передачи сигнала. Им же тогда и было впервые продемонстрировано устройство, используемое для регистрации электрических колебаний – когерер. Конечно же, до современных технологий, позволяющих применять их для тарифов с безлимитным трафиком, еще было далеко, однако старт был дан.
В то же время, в том же 1895 году, исследователь Гульельмо Маркони провел опыт с электромагнитными волнами. Его целью на тот момент была возможность создания устройства для передачи сообщений. В марте 1896 года Попов, при помощи того самого прибора собственной конструкции, сумел передать на расстояние в 250 метров короткую радиограмму, состоявшую всего из двух слов: «Генрих Герц».
Чуть позже, в 1897 году, Маркони стал обладателем патента на устройство, очень похожее на прибор Попова. Затем Маркони в 1901 году установил на борт парового автомобиля «Торнисрофт» своеобразное радио и провел, таким образом, первую «мобильную» связь. Именно с того времени и началось поистине бурное развитие радиосвязи, и, прежде всего, эти достижения вовсю использовались на военном флоте.
Резкий и значительный перелом в истории становления современной сотовой связи произошел в 1946 году в США. Тогда фирмой AT&T услуга мобильной связи была впервые предоставлена частным лицам. Тогда сотовый телефон располагался только в автомобиле, весил он около 12 килограммов (26,5 фунтов), и, по сути, объединял в себе как телефон, так и приемопередатчик, причем в нем прием и передача велись на совершенно разных радиочастотах. Связь, таким образом, осуществлялась через ретранслятор или же базовую станцию.
Канал «базовая станция – телефон» назывался «uplink» (то есть «восходящая связь»), а вот сам канал «телефон – базовая станция» именовался «downlink» (иными словами, «нисходящая связь»).
При такой радиотелефонной системе весь город обслуживался одной антенной, укрепленной на башне, и, таким образом, было доступно около 25 каналов. Для автомобильной антенны был необходим передатчик волн, который был бы способен передавать радиоволну на расстояние до 70 километров. Таким образом, при такой системе насладиться мобильным общением могли не все желающие – ведь на всех каналов попросту не хватало бы.
А вот устройство, известное ныне, как рация – это уже полудуплексный прибор. Такая система означает, что если на одной и той же радиоволне (то есть, на радиоволне одной частоты) общаются два человека, то разговаривать они могут только лишь по очереди. Ну а мобильный телефон, в свою очередь – это полнодуплексная сеть. Такая система означает, что для разговора вами будет использоваться одна частота, а когда вы слушаете, то другая. При таком порядке вещей оба собеседника, разумеется, могут разговаривать одновременно.
Идея же сотового принципа связи по своей сути подразумевает следующее:
Базовые станции всеми своими зонами покрытия образуют своего рода соты, размер которых уже определяется, в свою очередь, территориальной плотностью абонентов сети. К примеру, в сети, охватывающей, целую страну, количество сот может быть действительно очень большим.
Так, антенна помещается в центре каждой такой соты. Для того, чтобы снизить интерференционные помехи, в соседних сотах используются разные частоты. Именно поэтому одинаковые частоты могут использоваться только в сотах, расположенных на достаточном удалении одна о другой. Группа из семи сот называется «кластер». Кроме этого, максимальный радиус соты ограничен его техническими возможностями и составляет 35 километров (приблизительно 22 мили).
Таким образом, размер соты в реальной сети может зависеть от некоторых следующих факторов:
Во-первых, это географическое положение. Разумеется, что радиус сот на возвышенностях и на равнинной местности немного больше, чем на холмистой местности.
Во-вторых, число пользователей. Понятно, что телефонная нагрузка на один и тот же узел сотовой связи ограничивается пропускной способностью этого узла, потому как существует конечное число вызовов, которые он способен обрабатывать одновременно.
Кроме этого, частотные каналы, которые используются для работы одной из базовых станций сети, могут быть использованы также и другими базовыми станциями этой сети.
Помимо всего прочего, подразумевается еще и понятие «handoff». Это означает, что абонент сети, например Билайн , перемещаясь из одной зоны действия базовой станции в другую, будет способен поддерживать постоянную, непрерывную связь, причем, как с подвижным абонентом, так и с абонентом стационарной, проводной сети.
Сети также охватывают достаточно обширные территории, поэтому абонент, находясь в зоне действия абсолютно любой из подобных базовых станций, может или самостоятельно выйти на связь, или же его может вызвать другой абонент, причем абсолютно независимо от своего местоположения. Именно на этом основывается услуга роуминга, или, к примеру, способность сохранения тех же телефонных номеров Мегафон за пределами страны.
Аспекты современной радиосвязи.
На современном этапе, для мобильных сетей в Европе были выделены следующие диапазоны частот. Так, частоты 890 - 915 МГц (диапазон GSM), 1710 - 1785 МГц (диапазон DCS) используются для установления связи в прямом направлении, то есть от мобильного телефона к базовой станции (иными словами, «восходящий канал»).
А вот частоты 935 - 960 МГц (в диапазоне GSM), 1805 - 1880 МГц (в диапазоне DCS) уже в свою очередь используются для установления связи в обратном направлении, то есть от базовой станции к мобильному телефону (а иначе говоря, «нисходящий канал»). Таким образом, можно считать, что весь диапазон GSM размещен в пределах полосы шириной 2?25 МГц, а диапазон DCS – в пределах полосы 2?75 МГц.
В современных мобильных телефонах используется очень маломощный передатчик. Так, многие аппараты имеют две величины сигнала: 0,6 Вт и 3 Вт (к примеру, большинство радиопередатчиков потребляют от 4 Вт). Из-за того, что мобильные телефоны потребляют невероятно мало энергии, он могут работать преимущественно от батарей. Исходя из того, что маленькая мощность – это маленькие батареи, именно это и делает сотовые телефоны мобильными.
Разумеется, использование сотовой связи требует чрезвычайно большого количества базовых подстанций в любом городе независимо от его размера.
К примеру, в типичном мегаполисе используются сотни подстанций. Это требует достаточных вложений, однако из-за невероятно большого количества людей, пользующихся мобильными телефонами, для одного конкретного человека стоимость связи обходится не очень дорого.
Интернетом через мобильную связь уже давно никого не удивишь. Более того, в некоторых местах это единственный способ более-менее прилично поработать в Интернете. Сотовые операторы это тоже прочувствовали - и продают сотовые модемы(и даже комплекты с ними) - причем, совсем недорого.
НО! Продавая эти модемы операторы рассчитывают на людей неопытных(таких, к сожалению, большинство) и не разбирающихся в принципах распространения радиоволн(таких ещё больше). Реально же сотовый модем(дальше - просто модем) в тех условиях, когда он нужен, работает хуже, чем обычный сотовый телефон. Попробую пояснить почему это происходит всем желающим - и, по возможности, популярно.
1. Стоя или лёжа? Как поляризация влияет на приём
У радиоволн(как и других тоже) есть такое понятие, как поляризация. Грубо говоря, поляризация показывает в какой плоскости происходит колебание. На уроках оптики думаю все видели опыты с поляризационным светофильтром. Поворачивая его легко было видеть, что если свет, например, с горизонтальной поляризацией, то через "вертикально ориентированный" фильтр он не проходит. С радиоволнами дело обстоит то же самое. А поляризация радиоволн определяется тем, как расположена антенна. Вертикально расположенная излучает радиоволны вертикальной поляризации, горизонтально расположенная - горизонтальной.
Классически сложилось, что БС у сотовой связи излучает с вертикальной поляризацией. А почему - легко догадаться по ориентации телефона во время разговора. В большинстве случаев он расположен более-менее вертикально.
Вообще, мы сами можем провести эксперимент, как положение телефона при приёме влияет на уровень сигнала. Возьмем телефон, поместим его вертикально и посмотрим на уровень сигнала. Затем в том же самом месте(почему - будет написано в п.2) повернём его горизонтально. Вы увидите, что в большинстве случаев при горизонтальном положении уровень сигнала будет на одну(или половину) "палку" меньше. А такая разница в местах со слабым приёмом может существенно влиять на качество связи.
А теперь посмотрим на модем - как же он расположен при работе? Горизонтально! Телефон же, связанный по "голубому зубу" с компьютером, мы можем расположить так, как нам больше нравится - хоть горизонтально, хоть вертикально.
Конечно, модем можно подключить кабелем-удлиннителем USB и располагать его тоже как нам нужно. Но если вы попробуете это сделать, то увидите что телефон расположить вертикально гораздо проще, чем модем.
2. Многолучевой приём и слабый сигнал
Думаю те, кто внимательно смотрел за уровнем сигнала в телефоне, замечали, что часто уровень сигнала может очень сильно меняться при небольших перемещениях в пространстве. Почему же это происходит?
А всё дело в том, что сигналы от одной(а, тем более, разных) БС могут приходить к телефону разным путями(это и называется "многолучевой приём"). И, естественно, у каждого луча в каждой точке своя амплитуда и своя фаза. А это приводит к тому, что сигналы разных лучей могут как складываться - так и вычитаться в разных местах.
Тут мы видим что телефон, подключенный по "голубому зубу" тоже имеет своё преимущество. Мы можем потаскать его по помещению и найти то место, где сигнал будет самый сильный. Таскать же компьютер с модемом гораздо мене удобно, тем более что максиумы и миниумы приёма обычно "плавают" в пространстве.
Опять, как и в прошлом примере, модему может помочь USB-удилиннительный кабель. Но даже в этом случае телефон с "голубым зубом" оказывается "вдвое лучше" чем модем с USB. Всё очень просто - длина кабеля USB по стандарту не может быть более 5м., в то время как "голубой зуб" категории II работает на 10м. Конечно, посредине можно поставить USB-хаб и удлинить "радиус доступности" до 10м. - но это получается достаточно громоздкая конструкция, да и не всегда возможно физически, а телефон может находиться в другом помещении и даже на улице для уверенного приёма. А отверстий для того чтобы протянуть USB-кабель может и не быть.
Статья обсуждается на Всеобщем форуме
Помимо прямых функций – связь с окружающими, смартфон может заменить фотоаппарат, видеокамеру, игровую приставку, книгу. И трудно представить – как же еще несколько десятков лет назад люди обходились без него? Впрочем, у этих «отношений» есть и обратная сторона.
Наверняка, вы иногда замечали, как вместо того, чтобы внимательно слушать вас, . А может лично вас охватывает паника при мысли о том, что мобильник мог остаться дома, и, невзирая ни на что, вы готовы вернуться за ним?
Термин «номофобия» возник относительно недавно. Он происходит от английского «no mobile phobia» (можно перевести и как «нетмофобия») и был введен специалистами для описания состояния беспокойства и даже паники у человека, который по тем или иным причинам потерял возможность с помощью смартфона поддерживать контакт с людьми. Казалось бы, это абсолютно банальная и рядовая ситуация, когда разряжается аккумулятор, отсутствует связь или деньги на счету, или происходит столкновение с ворами, незаметно вытащившими телефон. Однако результаты проведенного в Великобритании социологического исследования говорят о другом. 53% жителей этой страны страдают от номофобии из-за панического страха . А источником страха становится молчащий телефон. 48% опрошенных женщин и 58% мужчин отметили, что испытывают тревогу, когда в их телефоне садится батарея, заканчиваются деньги на счете или нет зоны покрытия сети. Каждый второй респондент никогда не выключает свой телефон. Каждый десятый отметил постоянную необходимость быть на связи в силу своего рода деятельности и 9% заявили, что в те моменты, когда их смартфон отключен, они чувствуют тревогу.
Со страхом оторваться от телефона, пожалуй, соперничает страх набрать лишний вес – две эти фобии стали настоящими болезнями века. Смотрите видео!..
А вот результаты еще одного исследования, в рамках которого опросили 1000 человек: две трети из них признались, что боятся потерять мобильник, 41% заявили, что на всякий случай носят с собой два телефона. При этом женщины больше подвержены страху остаться без связи, чем мужчины (70% против 61%), но мужчины чаще носят с собой два телефона (47% против 36%). Более всего зависимыми от смартфона оказались молодые люди в возрасте от 18 до 24 лет. Страдающие номофобией не расстаются с телефоном даже в местах, где он совершенно неуместен – ванная и туалет.
Психологи часто сравнивают зависимость от телефона с : лишение телефона, так же, как и алкоголя, вызывает панику и синдром отмены, или абстинентный синдром. Хотя номофобия не вызывает угрозы для здоровья и жизни человека , однако ее влияние на повседневную жизнь может быть достаточно серьезным. Симптоматика номофобии заключается в панических атаках, головокружениях, недостатке кислорода, тошноте, потливости, учащенном сердцебиении, треморе и боли в груди. Признаки номофобии резко обостряются, когда человек вдруг обнаруживает, что не может найти свой телефон. Они заключаются в том, что больной приходит в возбужденное состояние, становится раздражен, суетлив. На какое-то время человек перестает . Он может нервно разбрасывать вещи, переворачивать все в доме в поисках средства связи. Ощущение крайнего дискомфорта не покинет его, пока он не выяснит, куда же запропастился телефон.
Еще несколько проявлений номофобии
1. Тяга к новой информации
Когда человек каждую минуту тянется к телефону, переворачивая сумки или карманы вверх дном, дабы не пропустить ничего важного и вовремя ответить на сообщение.
2. Зависимость от внешнего вида аппарата
Человек всегда стремится к новому. Мобильные телефоны не исключение. Всегда хочется купить последнюю модель, украсить телефон всевозможными аксессуарами, как-то , подчеркнуть социальный статус.
3. Галлюцинации
Еще одно проявление зависимости – звуковые галлюцинации. Зачастую людям начинает казаться, что они слышат звук мобильного, хотя в действительности аппарат не звонил, а то и вовсе не был включен. У некоторых на этой почве развивается мания звонка.
Почему это происходит?
1. Боязнь остаться наедине с собой
В эксперименте петербургского психолога Екатерины Мурашовой добровольно приняли участие 68 подростков в возрасте от 12 до 18 лет. По условиям эксперимента участник соглашался провести непрерывно , не пользуясь никакими средствами коммуникации (телефоном, интернетом), не включая компьютер или другие гаджеты, а также радио и телевизор. Все остальные человеческие занятия – игра, чтение, письмо, ремесло, рисование, лепка, пение, музицирование, прогулки и т. д., были разрешены. При возникновении сильного напряжения или других беспокоящих симптомов эксперимент следовало немедленно прекратить. Довели эксперимент до конца всего 3 подростка из 68.
Причины прерывания участники объясняли весьма однообразно: «Я больше не мог». Прекратив эксперимент, молодые люди полезли в социальные сети, стали звонить приятелям и родителям, пошли к друзьям, погрузились в компьютерные игры, включили телевизор или плеер. сразу после прекращения эксперимента. И это касается не только молодых людей.
2. Стремление быть нужным
Особенно ярко оно прослеживается в том случае, когда человек был публичной персоной, получал тысячи звонков, сообщений, кучу приглашений на различные мероприятия, а когда все это заканчивалось, внезапная тишина и максимум пара-тройка звонков и даже не в день, а в неделю. Человек чувствует, что он выпал из жизни, что он никому не нужен. У людей, известностью не обремененных, стремление быть в курсе всех событий выражается в , звонках на работу в период болезни, а также звонках «ни о чем» друзьям и знакомым. Сейчас модно вести активный образ жизни и одновременно решать несколько задач, причем чаще всего удаленно. А когда двигаешься и вообще что-то делаешь, ты всем нужен. Каждый стремится к востребованности и хочет испытывать чувство собственной значимости. И телефон является большим помощником в этом отношении.
3. Возможность отойти от привычных способов общения
У некоторых людей сотни, а то и тысячи «друзей» в социальных сетях. Создается иллюзия очень широкого круга общения, которого у прежних поколений не было. Но на самом деле это общение суррогатное – формальное, не межличностное, не эмоциональное, несмотря на смайлики. В нем нет барьеров, которые в личном общении обычно сдерживают . Можно не испытывать , когда рвешь отношения с помощью всего лишь одного сообщения, потому что при встрече тет-а-тет это потребовало бы определенной доли мужества. Природная стеснительность, мешающая в реальности быстро и емко ответить на шутку собеседника или серьезный выпад оппонента, уже не будет препятствием, так как письменный ответ позволяет обдумать сказанное и взять некоторую паузу.
Как избавиться?
1. Честно спросите себя, почему вам так необходим смартфон, без которого еще 20-30 лет назад человечество прекрасно обходилось. Естественно, вы найдете тысячу причин. Самое время вспомнить про эксперимент Е. Мурашовой и отключить телефон, хотя бы в выходной. Удивитесь, но количество пропущенных звонков будет явно меньше, чем вы ожидали, либо их просто не будет.
2. Если вам тяжело вот так сразу с места в карьер, поупражняйтесь в том, чтобы представить себя без телефона, желательно в деталях: где вы находитесь, что делаете, кого видите и что чувствуете. Как только подобные игры с воображением перестанут быть для вас травматичными, отключите телефон для начала на час. С каждым днем можно добавлять к этому времени по 5 минут.
3. Есть такие места, где телефонная связь отсутствует напрочь. Почему бы не съездить на озеро, или просто в лес? Смартфон будет с вами, только сети не будет. Вот к этому и нужно привыкнуть.
4. Общение в соцсетях – это прекрасно. Правда, попытка вспомнить, а как, собственно, выглядят ваши близкие друзья, может закончиться фиаско. Самое время договориться о встрече. Телефон опять же возьмите с собой, вот только оставьте его в кармане одежды или в сумке, дабы не отвлекал, и наконец-то послушайте, чем живет и дышит друг или подруга. Удивитесь, как много нового узнаете, потому что в живом общении мы раскрываемся по-другому.
5. Если симптомы сохраняются, то лучше все-таки обратиться к специалисту, потому что тогда боязнь расстаться с телефоном будет являться симптомом чего-то большего.
И главное помнить, что не человек создан для техники, а техника для человека.
Сотовая связь считается одним из самых полезных изобретений человечества - наряду с колесом, электричеством, интернетом и компьютером. И лишь за несколько десятилетий эта технология пережила целый ряд революций. С чего начиналось беспроводное общение, как работают соты и какие возможности откроет новый мобильный стандарт 5G?
Первое использование подвижной телефонной радиосвязи относится к 1921 году - тогда в США полиция Детройта использовала одностороннюю диспетчерскую связь в диапазоне 2 МГц для передачи информации от центрального передатчика к приемникам в автомобилях полицейских.
Как появилась сотовая связь
Впервые идея сотовой связи была выдвинута в 1947 году - над ней работали инженеры из Bell Labs Дуглас Ринг и Рэй Янг. Однако реальные перспективы ее воплощения стали вырисовываться только к началу 1970-х годов, когда сотрудники компании разработали рабочую архитектуру аппаратной платформы сотовой связи.
Так, американские инженеры предложили размещать передающие станции не в центре, а по углам «ячеек», а чуть позже была придумана технология, позволяющая абонентам передвигаться между этими «сотами», не прерывая связи. После этого осталось разработать действующее оборудование для такой технологии.
Задачу успешно решила компания Motorola - ее инженер Мартин Купер 3 апреля 1973 года продемонстрировал первый работающий прототип мобильного телефона. Он позвонил начальнику исследовательского отдела компании-конкурента прямо с улицы и рассказал ему о собственных успехах.
Руководство Motorola немедленно вложило в перспективный проект 100 миллионов долларов, однако на коммерческий рынок технология вышла только через десять лет. Такая задержка связана с тем, что сначала требовалось создать глобальную инфраструктуру базовых станций сотовой связи.
На территории США этой работой занялась компания AT&T - телекоммуникационный гигант добился от федерального правительства лицензирования нужных частот и построил первую сотовую сеть, которая охватила крупнейшие американские города. В качестве первого мобильника выступила знаменитая модель Motorola DynaTAC 8000.
В продажу первый сотовый телефон поступил 6 марта 1983 года. Он весил почти 800 граммов, мог работать на одном заряде 30 минут в режиме разговора и заряжался около 10 часов. При этом аппарат стоил 3995 долларов - баснословную сумму по тем временам. Несмотря на это, мобильник мгновенно стал популярен.
Почему связь называется сотовой
Принцип мобильной связи прост - территория, на которой обеспечивается соединение абонентов, разбивается на отдельные ячейки или «соты», каждую из которых обслуживает базовая станция. При этом в каждой «соте» абонент получает идентичные услуги, поэтому сам он никак не чувствует пересечения этих виртуальных границ.
Обычно базовая станция в виде пары железных шкафов с оборудованием и антенн размещается на специально построенной вышке, однако в городе их нередко размещают на крышах высотных зданий. В среднем каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров.
Для улучшения качества обслуживания операторы также устанавливают фемтосоты - маломощные и миниатюрные станции сотовой связи, предназначенные для обслуживания небольшой территории. Они позволяют резко улучшить покрытие в тех местах, где это необходимо.Сотовую связь в России объединят с космосом
Находящийся в сети мобильник прослушивает эфир и находит сигнал базовой станции. В современную SIM-карту, кроме процессора и оперативки, вшит уникальный ключ, позволяющий авторизоваться в сотовой сети. Связь телефона со станцией может осуществляться по разным протоколам - например, цифровым DAMPS, CDMA, GSM, UMTS.
Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Если телефон выходит из поля действия базовой станции, аппарат налаживает связь с другими - установленное абонентом соединение незаметно передается другим «сотам», что обеспечивает непрерывную связь при перемещениях.
В России для вещания сертифицированы три диапазона - 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. Диапазон 1800 МГц считается самым популярным в мире, так как сочетает высокую емкость, большой радиус действия и высокую проникающую способность. Именно в нем сейчас работают большинство мобильных сетей.
Какие стандарты мобильной связи бывают
Первые мобильники работали с технологий 1G - это самое первое поколение сотовой связи, которое опиралось на аналоговые телекоммуникационные стандарты, главным из которых стал NMT - Nordic Mobile Telephone. Он предназначался исключительно для передачи голосового трафика.
К 1991 году относят рождение 2G - главным стандартом нового поколения стал GSM (Global System for Mobile Communications). Данный стандарт поддерживается до сих пор. Связь в этом стандарте стала цифровой, появилась возможность шифрования голосового трафика и отправки СМС.
Скорость передачи данных внутри GSM не превышала 9,6 кбит/с, что делало невозможной передачу видео или высококачественного звука. Проблему был призван решить стандарт GPRS, известный как 2.5G. Он впервые позволил пользоваться сетью Интернет владельцам мобильных телефонов.
Такой стандарт уже обеспечил скорость передачи данных до 114 Кбит/c. Однако вскоре он также перестал удовлетворять постоянно растущие запросы пользователей. Для решения этой проблемы в 2000 году был разработан стандарт 3G, который обеспечивал доступ к услугам Сети на скорости передачи данных в 2 Мбита.
Еще одним отличием 3G стало присвоение каждому абоненту IP-адреса, что позволило превратить мобильники в маленькие компьютеры, подключенные к интернету. Первая коммерческая сеть 3G была запущена 1 октября 2001 года в Японии. В дальнейшем пропускная способность стандарта неоднократно увеличивалась.
Наиболее современный стандарт - связь четвертого поколения 4G, которая предназначена только для высокоскоростных сервисов передачи данных. Пропускная способность сети 4G способна достигать 300 Мбит/сек, что дает пользователю практически неограниченные возможности работы в интернете.
Сотовая связь будущего
Стандарт 4G заточен на непрерывную передачу гигабайтов информации, в нем даже отсутствует канал для передачи голоса. За счет чрезвычайно эффективных схем мультиплексирования загрузка фильма высокого разрешения в такой сети займет у пользователя 10-15 минут. Однако даже его возможности уже считаются ограниченными.
В 2020 году ожидается официальный запуск нового поколения связи стандарта 5G, который позволит передачу больших объемов данных на сверхвысоких скоростях до 10 Гбит/сек. Кроме этого, стандарт позволит подключить к высокоскоростному интернету до 100 миллиардов устройств.
Именно 5G позволит появиться настоящему интернету вещей - миллиарды устройств будут обмениваться информацией в реальном времени. По оценке экспертов, сетевой трафик скоро вырастет на 400%. Например, автомобили начнут постоянно находиться в глобальной Сети и получать данные о дорожной обстановке.
Низкая степень задержки обеспечит связь между транспортными средствами и инфраструктурой в режиме реального времени. Ожидается, что надежное и постоянно действующее соединение впервые откроет возможность для запуска на дорогах полностью автономных транспортных средств.
Российские операторы уже экспериментируют с новыми спецификациями - например, работы в этом направлении ведет «Ростелеком». Компания подписала соглашение о строительстве сетей 5G в инновационном центре «Сколково». Реализация проекта входит в государственную программу «Цифровая экономика», недавно утвержденную правительством.
February 2nd, 2016Сотовая связь с недавних пор так прочно вошла в нашу повседневную жизнь, что трудно представить современное общество без нее. Как и многие другие великие изобретения мобильный телефон сильно повлиял на нашу жизнь, и на многие ее сферы. Трудно сказать каким было бы будущее, если бы не этот удобный вид связи. Наверняка таким же, как и в фильме "Назад в Будущее-2", где есть летающие авто, ховерборды, и многое другое, но нет сотовой связи!
Но сегодня в специальном репортаже для kak_eto_sdelano будет рассказ не о будущем, а о том, как устроена и работает современная сотовая связь.
Для того, чтобы узнать о работе современной сотовой связи в формате 3G/4G, я напросился в гости к новому федеральному оператору Tele2 и провел целый день с их инженерами, которые объяснили мне все тонкости передач данных через наши мобильные телефоны.
Но расскажу вначале немного об истории возникновения сотовой связи.
Принципы работы беспрводной связи были опробованы почти 70 лет назад - первый общественный подвижный радиотелефон появился в 1946 г. в Сент-Луисе, США. В Советском союзе опытный образец мобильного радиотелефона был создан в 1957 году, потом ученые других стран создавали подобные устройства с различными характеристиками, и только в 70-х годах прошлого века в Америке были определены современные принципы работы сотовой связи, после чего и началось ее развитие.
Мартин Купер - изобретатель прототипа портативного сотового телефона Motorola DynaTAC весом в 1,15 кг и размерами 22,5х12,5х3,75 см
Если в западных странах к середине 90-х годов прошлого века сотовая связь была распространена повсеместно и ей пользовалась большая часть населения, то в России она только начала появляться, и стала доступной для всех чуть более 10 лет назад.
Громоздкие кирпичеобразные мобильники работавшие в форматах первого и второго поколений ушли в историю, уступив место смартфонам с 3G и 4G, лучшей голосовой связью и высокой скоростью интернета.
Почему связь называется сотовой? Потому что территория, на которой обеспечивается связь, разбивается на отдельные ячейки или соты, в центре которых располагаются базовые станции (БС). В каждой "соте" абонент получает одинаковый набор услуг в определенных территориальных границах. Это означает, что перемещаясь от одной "соты" к другой, абонент не чувствует территориальной привязанности и может свободно пользоваться услугами связи.
Очень важно, чтобы была непрерывность соединения при перемещении. Это обеспечивается благодаря так называемому хэндовер (Handover), при котором соединение установленное абонентом как бы подхватывается соседними сотами по эстафете, а абонент продолжает разговаривать или копаться в соцсетях.
Вся сеть делиться на две подсистемы: подсистема базовых станций и подсистема коммутации. Схематически это выглядит так:
В середине "соты", как было сказано выше находится базовая станция, которая обычно обслуживает три "соты". Радиосигнал от базовой станции излучается через 3 секторные антенны, каждая из которых направлена на свою "соту". Бывает так, что на одну "соту" направлены сразу несколько антенн одной базовой станции. Это связано с тем, что сеть сотовой связи работает в нескольких диапазонах (900 и 1800 МГц). Кроме того, на данной базовой станции может присутствовать оборудование сразу нескольких поколений связи (2G и 3G).
Но на вышках БС Tele2 стоит оборудование только третьего и четвертого поколения - 3G/4G, так как компания решила отказаться от старых форматов в пользу новых, которые помогают избегать обрывов голосовой связи и обеспечивают более стабильный интернет. Завсегдатаи соцсетей поддержат меня в том, что в наше время скорость интернета очень важна, 100-200 кб/с уже не достаточно, как это было пару-тройку лет назад.
Наболее привычным местом размещения БС является башня или мачта, построенная специально для нее. Наверняка вы могли видеть красно-белые вышки БС где-то в отдаленности от жилых домов (в поле, на холме), или там, где поблизости нет высоких зданий. Как вот эта, которая видна из моего окна.
Однако, в условиях городской местности трудно найти место под размещение массивного сооружения. Поэтому в крупных городах базовые станции размещаются на зданиях. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 км.
Это антенны, само оборудование БС находится на чердаке, или в контейнере на крыше, которое представляет из себя пару железных шкафов.
Некоторые базовые станции расположены там, где вы даже не догадаетесь. Как например на крыше этой парковки.
Антенна БС состоит из нескольких секторов, каждый из которых принимает/отправляет сигнал в свою сторону. Если вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, то круглая соединяет БС с контроллером.
В зависимости от характеристик, каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно. БС может состоять из 6 секторов, и обслуживать до 432 звонков, однако обычно на станциях устанавливают меньше передатчиков и секторов. Сотовые операторы, такие как Tele2, предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи. Как мне сказали, здесь используется самое современное оборудование: базовые станции Ericsson, транспортная сеть - Alcatel Lucent.
От подсистемы базовых станций сигнал передается в сторону подсистемы коммутации, где и происходит установление соединения с нужным абоненту направлением. В подсистеме коммутации есть ряд баз данных, в которых хранятся сведения об абонентах. Кроме того эта подсистема отвечает за безопасность. Если сказать проще, то коммутатор выполняет те же функции, что и девушки операторы, которые раньше руками соединяли вас с абонентом, только сейчас все это происходит автоматически.
Оборудование для этой базовой станции спрятано в этом железном шкафу.
Кроме обычных вышек есть также и мобильные варианты базовых станций, размещенные на грузовиках. Их очень удобно использовать во время стихийных бедствий или в местах массового скопления людей (футбольные стадионы, центральные площади) на время праздников, концертов и различных мероприятий. Но, к сожалению, из-за проблем в законодательстве широкого применения они пока не нашли.
Для обеспечения оптимального покрытия радиосигналом на уровне земли, базовые станции проектируются специальным образом, потому несмотря на дальность в 35 км. сигнал не распространяется на высоту полета самолетов. Однако некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих бортах небольшие базовые станции, обеспечивающие сотовую связь внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах.
Также я заглянул в офис Tele2, чтобы увидеть как специалисты контролируют качество сотовой связи. Если несколько лет назад такая комната была бы увешана до потолка мониторами показывающими данные сети (загруженность, аварии сети, и т.п.) то со временем надобность в таком количестве мониторов отпала.
Технологии со временем сильно развились и достаточно вот такой небольшой комнаты с несколькими специалистами, чтобы наблюдать за работой всей сети в Москве.
Немного видов из офиса Tele2.
На совещании сотрудников компании обсуждаются планы по захвату столицы) С начала стройки до сегодняшнего дня Tele2 успел покрыть своей сетью всю Москву, и постепенно завоевывает Подмосковье, запуская более 100 базовых станций еженедельно. Так как я живу теперь в области, мне очень важно. чтобы эта сеть как можно быстрее пришла в мой городок.
В планах компании на 2016 г. обеспечение высокоскоростной связи в метро на всех станциях, на начало 2016 связь Tele2 присутствует на 11 станциях: связь стандарта 3G/4G на метро «Борисово», «Деловой центр», «Котельники», «Лермонтовский проспект», «Тропарево», «Шипиловская», «Зябликово», 3G: «Белорусская» (Кольцевая), «Спартак», «Пятницкое шоссе», «Жулебино».
Как я говорил выше, Tele2 отказалась от формата GSM в пользу стандартов третьего и четвертого поколения - 3G/4G. Это позволяет устанавливать базовые станции 3G/4G с большей частотой (например, внутри МКАД БС стоят на расстоянии около 500 метров друг от друга), чтобы обеспечивать более стабильную связь и высокую скорость мобильного интернета, чего не было в сетях предыдущих форматов.
Из офиса компании я в компании инженеров Никифора и Владимира отправляюсь на одну из точек, где им нужно замерить скорость связи. Никифор стоит напротив одной из мачт, на которой установлено оборудование для обеспечения связи. Если приглядитесь, то заметите чуть далее слева еще одну такую мачту, с оборудованием других сотовых операторов.
Как это ни странно, но сотовые операторы часто разрешают своим конкурентам использовать свои башенные сооружения для размещения антенн (естественно на взаимовыгодных условиях). Это вызвано тем, что строительство башни или мачты - дорогое удовольствие, и такой обмен позволяет сэкономить немало средств!
Пока мы замеряли скорость связи, Никифора несколько раз прохожие бабушки и дядьки спросили не шпион ли он)) "Да, глушим радио "Свобода"!).
Оборудование на самом деле выглядит необычно, по его виду можно предположить все что угодно.
У специалистов компании немало работы, если учесть, что в Москве и области у компании более 7тыс. базовых станций: из них порядка 5тыс. 3G и около 2тыс. базовых станций LTE, а за последнее время количество БС увеличилось еще примерно на тысячу.
Всего за три месяца в Подмосковье было выведено в эфир 55% от общего количества новых базовых станций оператора в регионе. В настоящий момент компания обеспечивает качественное покрытие территории, на которой проживает более 90% населения Москвы и Московской области.
Кстати, в декабре сеть 3G Tele2 была признана лучшей по качеству среди всех столичных операторов.
Но я решил лично проверить насколько хороша связь у Tele2, потому приобрел симку в ближайшем ко мне торговом центре на м.Войковская, с самым простым тарифом "Очень черный" за 299 р (400 смс/минут и 4 ГБ). Кстати, у меня был подобный билайновский тариф, который на 100 рублей дороже.
Проверил скорость не отходя далеко от кассы. Прием - 6.13 мб, передача - 2.57 мб. Учитывая, что я стою в центре торгового центра это неплохой результат, связь Tele2 хорошо проникает сквозь стены большого ТЦ.
На м.Третьяковская. Прием сигнала - 5.82 мб, передача - 3.22 мб.
И на м.Красногвардейская. Прием - 6.22 мб, передача - 3.77 мб. Замерил у выхода из метро. Если принять во внимание, что это окраина Москвы, очень даже прилично. Считаю, что вполне приемлемая связь, уверенно можно сказать, что стабильная, если учитывать, что Tele2 появилась в Москве всего пару месяцев назад.
В столице стабильная связь Tele2 есть, это хорошо. Очень надеюсь, что они побыстрее придут в область и я смогу в полной мере пользоваться их связью.
Теперь и вы знаете как работает сотовая связь!
Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите пишите мне - Аслан ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта http://ikaketosdelano.ru
Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс , где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.
Жми на иконку и подписывайся!
