Сотовая связь. Как это работает?

После набора номера абонентом и посыла вызова, его телефон связывается с ближайшей базовой станцией, используя служебный канал и запрашивает выделение голосового канала.

Базовая станция посылает запрос на контроллер, а тот, в свою очередь, производит его переадресацию на коммутатор. Если вызываемый номер является абонентом той же сети, то коммутатор выяснит его местоположение, сверяясь с Home Location Register, и сделает перевод звонка на соответствующий коммутатор. Тот перенаправит его на контроллер, а затем на соответствующую базовую станцию.

Базовая станция осуществит соединение с вызываемым абонентом. В случае если набранный номер является абонентом другой сети, то первый коммутатор переведет запрос на соответствующий коммутатор нужной сети. Оборудование базовой станции размещают в хорошо кондиционируемом помещении. В городских условиях это может быть чердачное помещение или специальный контейнер на крыше здания. Антенна станции состоит из нескольких секторов, направленных в разные стороны. Каждый сектор может одновременно обслуживать до семидесяти двух звонков.

На базовых станциях устанавливают передатчики, работающие на частотах 900 МГц, 1800МГц и 2100МГц. Передатчики 900 МГц устанавливают преимущественно в сельской местности. На этой частоте сигнал распространяется дальше и хорошо проникает внутрь зданий. Частоту 1800 МГц используют в городских условиях. Сигнал распространяется на меньшее расстояние, но позволяет установить больше передатчиков на один сектор. Частота 2100 МГц используется для 3G сети. Дальность сигнала 900 МГц достигает 35 километров. Но станции находящиеся вдоль дорог могут передавать сигнал на расстояние до семидесяти километров, вследствие снижения числа одновременно обслуживаемых абонентов.

Если абонент находится в движении, телефон постоянно измеряет уровень сигнала от нескольких ближайших базовых станций одновременно. Во время звонка он посылает по служебному каналу информацию о шести лучших. Контроллер определяет, какой из них передать звонок. Иногда происходят сбои, и сигнал перебрасывается на станцию с худшим уровнем сигнала. В этом случае связь может прерваться. Кроме того, может оказаться, что на станции, которую выбрал телефон, может не оказаться свободных голосовых линий. В этом случае связь также прервется. Еще существует так называемая «проблема последних этажей». Если абонент находится на верхнем этаже многоэтажки и во время разговора перейдет из одной комнаты в другую, то может произойти прерывание связи. Это обусловлено тем, что в одной комнате телефон может видеть одну базовую станцию, а в другой вторую.

Причем эти станции расположены далеко друг от друга и не прописаны у оператора сотовой связи как соседние. Связь в метро обеспечивается по тому же принципу, что и на улице. Разница стоит в том, что в метрополитене используются маленькие базовые станции. А в тоннелях покрытие обеспечивает специальный излучающий кабель. Каждая базовая станция может обслуживать одновременно до 432 звонков. Как правило, этого ресурса вполне достаточно. Но во время праздников, таких как Новый Год или 8 марта, абоненты начинают поздравлять друг друга, и станция может не справиться с большим количеством желающих позвонить. Базовая станция переводит входящий звонок на контроллер, который, в зависимости от оборудования, может обслуживать одновременно до 60 станций. Связь между контроллером и базовой станцией осуществляется по радиоканалу или по оптоволоконному кабелю. Контроллер управляет работой радиоканалов, следит за передвижением абонента и, при необходимости, перекидывает сигнал с одной базовой станции на другую. Функцию управления трафиком выполняет коммутатор.

Каждый коммутатор может обслуживать от двух до тридцати контроллеров. За работой коммутаторов круглосуточно следят сотрудники компании. Чтобы контролировать сеть, компания сотовой связи имеет специально оборудованные автомобили. Автомобили передвигаются по городу, а обслуживающий персонал производит измерения уровня сигнала сети. Круглосуточное слежение за работой всей сети осуществляется из Центра Контроля Сети. Контроль осуществляется по трем направлениям: статистика, аварийность и обратная связь. Специалисты Центра Контроля Сети отслеживают статистику по всем контроллерам и коммутаторам, анализируя и сравнивая ее с предыдущим периодом.

Если показатели статистики какого-либо узла стали резко отличаться от показателей предыдущего периода, то на монитор диспетчера поступает тревожный сигнал. При выходе оборудования из строя, контролирующие датчики также посылают сигнал на компьютер диспетчера. Если абонент сталкивается с неразрешимой проблемой, он может позвонить оператору абонентской службы. В случае если оператор не может помочь в ее решении, он переводит звонок на технического специалиста. Если и ему окажется не под силу решить вопрос, проблемой займутся инженеры компании, которые эксплуатируют соответствующее оборудование.