Jak funguje drátový telefon? Jak funguje mobilní komunikace?

Telefonní přístroje určené pro provoz v telefonních sítích obsahují tyto povinné prvky: mikrofon a telefon sdružený ve sluchátko, vyzváněcí zařízení, transformátor, oddělovací kondenzátor, volič a pákový spínač. Na schématech elektrických obvodů je telefonní přístroj označen písmenem E.

Podívejme se krátce na účel hlavních prvků telefonu.

Mikrofon se používá k převodu zvukových vibrací řeči a elektrického signálu zvukové frekvence. Mikrofony mohou být uhlíkové, kondenzátorové, elektrodynamické, elektromagnetické, piezoelektrické. Lze je rozdělit na aktivní a pasivní. Aktivní mikrofony přímo přeměňují zvukovou energii na elektrickou energii. U pasivních mikrofonů se zvuková energie přeměňuje na změnu některého parametru (nejčastěji kapacity a odporu). Pro provoz takového mikrofonu je nutný pomocný zdroj energie.

V sériově vyráběných telefonních přístrojích se zpravidla používají uhlíkové mikrofony, u kterých se vlivem zvukových vln mění elektrický odpor uhlíkového prášku umístěného pod membránou. Nejpoužívanějšími mikrofonními kapslemi jsou typy MK-10, MK-16, které mají dosti vysokou citlivost (popsaná zařízení využívají především uhlíkové mikrofony). Na schématech zapojení je mikrofon označen latinskými písmeny VM.

Je třeba poznamenat, že v poslední době je řada telefonních přístrojů vybavena také kondenzátorovými mikrofony typu MKE-3, KM-4, KM-7.

Telefon je zařízení určené k přeměně elektrických signálů na zvuk a je navrženo tak, aby fungovalo v podmínkách namáhání lidského ucha. Podle konstrukčních vlastností se telefony dělí na elektromagnetické, elektrodynamické, s diferenciálně magnetickým systémem a piezoelektrické. V telefonních přístrojích jsou nejrozšířenější telefony elektromagnetického typu. V takových telefonech jsou cívky pevné. Vlivem proudu tekoucího v cívkách vzniká střídavé magnetické pole pohánějící pohyblivou membránu, která vydává zvukové vibrace. V moderních telefonních přístrojích se používají v

hlavně telefonní kapsle typu TK-67 a v zařízeních zastaralých konstrukcí - také TK-47 a TA-4.

Provozní frekvenční pásmo pro mikrofony a telefony používané v telefonních přístrojích je přibližně 300...3500 Hz. Na schématech obvodů je telefon označen latinskými písmeny BF.

Pro snadné použití jsou mikrofon a telefon spojeny ve sluchátku.

Vyzváněcí zařízení slouží k převodu AC vyzváněcího signálu na audio signál. Používají se elektromagnetická nebo elektronická vyzváněcí zařízení. Prvním z nich je zvonek s jednou nebo dvojitou cívkou. Zvukový signál se tvoří jako výsledek úderu úderníku do zvonových pohárků. Proud tekoucí v cívkách o frekvenci 16...50 Hz vytvoří střídavé magnetické pole, které uvádí do pohybu kotvu s úderníkem. Telefonní hovory zpravidla využívají permanentní magnety, které vytvářejí určitou polaritu magnetického obvodu, proto se takové hovory nazývají polarizované. Odpor vinutí zvonu proti stejnosměrnému proudu je 1,5...3 kOhm, provozní napětí je 30...50 V. Na schématech zapojení je zvonek označen latinskými písmeny HA.

Elektronické vyzváněcí zařízení převádí vyzváněcí signál na zvukový tón, který dokáže napodobit například ptačí zpěv. Jako akustický zářič je použit telefon nebo piezoelektrické vyzváněcí zařízení VP-1. Takováto vyzváněcí zařízení se používají např. v moderních telefonních přístrojích TA-1131 "Lana", TA-1165 "Stella" atd. Elektronická vyzváněcí zařízení jsou vyrobena pomocí tranzistorů.

Transformátor telefonního přístroje je určen k propojení jednotlivých prvků mluvící části a přizpůsobení jejich odporů vstupnímu odporu účastnické linky. Navíc umožňuje eliminovat tzv. lokální efekt, o kterém bude řeč níže. Transformátory se vyrábějí se samostatnými vinutími nebo ve formě autotransformátorů.

Oddělovací kondenzátor slouží jako prvek pro připojení volajícího zařízení k účastnické lince v pohotovostním režimu a režimu příjmu hovoru. Tím je zajištěna téměř nekonečně vysoká odolnost telefonu vůči stejnosměrnému proudu a nízká odolnost vůči střídavému proudu. V telefonních přístrojích se používají oddělovací kondenzátory typu MBM a K73-P s kapacitou 0,25...1 µF a jmenovitým napětím 160...250 V.

Komunikátor dodává na účastnickou linku volicí impulsy za účelem navázání požadovaného spojení. Impulsy se používají k periodickému zavírání a otevírání linky. Moderní telefony používají mechanické a elektronické komunikátory. Otočný mechanický číselník má kotouč s deseti otvory. Při otáčení kotouče ve směru hodinových ručiček se pružina mechanismu voliče navine. Po uvolnění kotouče se působením pružiny otočí opačným směrem a kontakty, které spínají účastnickou linku, se periodicky otevírají. Požadované rychlosti a rovnoměrnosti otáčení disku je dosaženo přítomností odstředivého regulátoru nebo třecího mechanismu. Vytváření pulzů s volným pohybem kotouče zajišťuje jejich stabilní frekvenci a požadovaný interval mezi balíčky pulzů odpovídající dvěma sousedním číslicím voleného čísla. Potřebný interval je zajištěn díky tomu, že počet rozepnutí pulzních kontaktů je zvolen vždy o jeden až dva více, než kolik pulzů je potřeba dodat do linky. To zajišťuje zaručenou pauzu mezi shluky pulzů (0,2...0,8 s). V tomto případě tyto extra impulsy nevstupují do linky, protože v tomto okamžiku jsou impulsní kontakty přeřazeny jednou ze skupin kontaktů komunikátoru. Nechybí ani kontakty, které při vytáčení čísla zavřou telefon, aby eliminovaly nepříjemné cvakání. Frekvence pulzů generovaných dialerem by měla být (10±1) pulzů/s. Počet vodičů spojujících komunikátor s ostatními prvky telefonu může být 3 - 5.

Elektronické dialery, kterými je vybaveno mnoho moderních telefonních přístrojů (například TA-5, TA-7, TA-101), jsou vyrobeny na integrovaných obvodech a tranzistorech. Číslo se vytáčí stisknutím tlačítek klávesnice - tzv. keypad. Protože rychlost stisku tlačítek může být libovolně vysoká, ušetří se v průměru 0,5 sekundy při vytočení jedné číslice čísla. Kromě toho numerické klávesnice poskytují uživatelům různé vymoženosti, které šetří čas:

zapamatování posledního volaného čísla, schopnost zapamatovat si několik desítek čísel atd. Elektronické komunikátory jsou napájeny jak z účastnické linky, tak ze sítě 220 V přes napájecí zdroj.

Pákový spínač zajišťuje připojení k účastnické lince telefonního vyzváněcího zařízení v nefunkčním stavu (sluchátko je zapnuto) a konverzačních okruhů nebo komunikátoru v pracovním stavu (sluchátko je vyvěšené). Pákový spínač je skupina několika spínacích kontaktů, které se aktivují při zvednutí telefonu.

Kromě uvedených prvků jsou součástí telefonního přístroje také odpory, kondenzátory, diody a tranzistory, které tvoří hlasový obvod zařízení.

Uvažujme zařízení telefonního přístroje (TA) jako celek.

Když telefon pracuje v konverzačním režimu, dochází k místnímu efektu, tzn. poslech vlastní řeči na telefonu. Místní efekt se vysvětluje tím, že proud protékající mikrofonem teče nejen do účastnické linky, ale i do vašeho vlastního telefonu. K odstranění tohoto nežádoucího jevu se v moderních telefonních přístrojích používají antilokální zařízení.

Existují různé typy takových zařízení. Uvažujme jeden z nich – antilokální zařízení můstkového typu (obr. 1).

Mikrofon VM1, telefon BF1, symetrický obvod Zb a vedení Zl jsou propojeny vinutími transformátoru T1: lineární I, symetrický II a telefon III. Během konverzace, kdy se mění odpor mikrofonu, proudí konverzační audiofrekvenční proudy dvěma obvody: lineárním a vyváženým. Z diagramu je zřejmé, že proudy protékající vinutím I a II se sčítají s opačnými znaménky, proto nebude ve vinutí 111 žádný proud, pokud jsou proudy v lineárním a vyváženém vinutí stejné velikosti. Toho je dosaženo vhodnou volbou prvků bilančního obvodu Zb, jejichž parametry závisí na parametrech vedení Zl. Linkový odpor obsahuje aktivní a kapacitní součástky, takže symetrický obvod je tvořen rezistory a kondenzátory.

Úplné eliminace lokálního efektu je dosaženo pouze na jedné konkrétní frekvenci a určitých parametrech linky, což je v reálných podmínkách nemožné, protože řečový signál obsahuje široký rozsah frekvencí a parametry linky se velmi liší (v závislosti na vzdálenosti účastníka od telefonní ústředny, přechodové odpory a kapacity v kabelech apod.), proto v praxi není lokální efekt zcela zničen, ale pouze oslaben.

Uvažujme schéma telefonního přístroje TA-72M-5 (obr. 2), určeného pro provoz v městských sítích. Jeho spínací a vyvolávací část se skládá z pákového spínače SA1, zvonku HA1, oddělovacího kondenzátoru C1 a voliče SA2. Mluvící část telefonu tvoří telefon BF1, mikrofon VM 1, transformátor T 1, symetrický obvod (kondenzátory C1 a C2, odpory R1-R3) a omezovací diody VD1, VD2. Mluvící část je vyrobena podle schématu typu protimůstek.

Ve výchozím stavu kontaktů pákového spínače SA1 a voliče SA2, znázorněném na schématu, jsou zvonek HA1 a kondenzátor C1 zapojené do série připojeny k lince a mluvící část je vypnuta. Když se na svorkách 1 a 4 telefonního přístroje objeví vyzváněcí napětí, proud protéká obvodem: svorka 1 - propojka - svorka 3 - vinutí zvonku - spínací kontakty SA1.2 pákového spínače - kondenzátor C1 - svorka 4. směr proudu se volí podmíněně - tím by se dalo uvažovat i o proudění ze svorky 4 na svorku 1.) Po vyslyšení hovoru účastník zvedne telefon. V tomto případě se kontakty SA1.1 a SA1.2 přepnou do jiné polohy, vypnou volací obvod a připojí hovorový obvod k lince. Stejnosměrný odpor mezi svorkami 1 a 4 kolísá od velmi vysokého (stovky kiloohmů - megaohmů) po relativně malý (stovky ohmů), toto zaznamenají zařízení telefonní ústředny a přepnou do hovorového režimu.

Při vytáčení čísla jsou kontakty SA2.1 komunikátoru při otáčení kotouče vpřed i vzad v sepnutém stavu, což zajišťuje obcházení konverzačního okruhu a eliminuje možnost poslechu kliknutí na telefonu. Při zpětném otočení komunikátoru kontakty SA2.2 přeruší lineární obvod a stanice stanice zaznamenají číslo volaného účastníka na základě počtu takových přerušení.

Diody VD1 a VD2 omezují napěťové rázy na vinutí telefonu a eliminují ostré zvuky, které jsou pro ucho nepříjemné.

Pro provoz v sítích manuálních telefonních ústředen se používají telefonní přístroje bez komunikátoru. Schéma jednoho z těchto zařízení (typ TA-68CB-2) je na Obr. 3. Jeho hlavním rozdílem od předchozího zařízení je absence kontaktů číselníku a jedné skupiny kontaktů pákového spínače, díky čemuž zvonek a kondenzátor C1 zůstávají připojeny k lince v režimu hovoru. Na provoz telefonu v tomto režimu však nemají prakticky žádný vliv.

V telefonních komunikačních zařízeních popsaných v této knize můžete použít průmyslově vyráběné telefonní přístroje jak s dialerem (TA-68, TA-72M-5, TA-1146 atd.), tak bez něj (TA-68CB-2 a další podobný). Ale telefony bez dialeru jsou vhodné pouze pro ruční telefonní ústředny. Pokud má radioamatér k dispozici telefonní přístroj, ve kterém funguje pouze sluchátko a zvonek, lze jej také použít. V tomto případě jsou prvky připojeny podle schématu na obr. 4. Kondenzátor C1 - typ K73-17, MBM, MBGO. Je třeba poznamenat, že v takovém telefonním přístroji se plně projeví místní efekt, ale kvůli jednoduchosti můžete obětovat určité pohodlí.

Podívejme se krátce na to, jak se přepojují telefonní linky v městských PBX. Od roku 1876, kdy Skot A.G.Bell vynalezl první dvoudrátový telefon na světě, nedoznal princip telefonní komunikace výraznějších změn.

Schéma organizace telefonní komunikace mezi dvěma účastníky je na Obr. 5. Napájecí proud pro telefonní přístroje El, E2 pro-

prochází tlumivkami L1 a L2. Tlumivky jsou nezbytné pro zabránění zkratu hovorového (střídavého) proudu přes stejnosměrný napájecí zdroj Upit, jehož vnitřní odpor je velmi malý a činí zlomky ohmů. Zdroj stejnosměrného proudu se obvykle nazývá centrální baterie (CB). Tlumivky L1 a L2 mají relativně nízký stejnosměrný odpor (obvykle ne více než 1 kOhm). Indukčnost tlumivek je poměrně velká a ve frekvenčním rozsahu hovorových proudů (300...3500 Hz) vytvoří hovorovému (střídavému) proudu tak výrazný odpor, že se prakticky nevětví do centrální banky a teče v obvod mezi zařízeními E1 a E2. Na automatických telefonních ústřednách se jako tlumivky obvykle používají vinutí dvouvinutí relé a tato relé současně slouží k příjmu signálu o volání do stanice účastníkem a signálu k ukončení hovoru (zavěšení).

Induktor generuje střídavé vyzváněcí napětí o frekvenci 16...50 Hz, které aktivuje vyzváněcí zařízení požadovaného telefonního přístroje.

Přepínání účastníka se zpočátku provádělo ručně na ústředně, pak se začaly používat krokové vyhledávače a v současnosti se přepojování provádí kvazielektronicky nebo elektronicky. Spínací zařízení PBX řízená impulsem

stejnosměrné signály, které jsou vytvářeny telefonním komunikátorem, když účastník volí číslice čísla volaného účastníka.

Obrázek 6 znázorňuje nejjednodušší princip navázání spojení na PBX. Telefonní přístroj prvního účastníka E1 je připojen k centrální bance (Upit) přes vinutí dvouvinutí relé K1. Když první účastník zvedne sluchátko zařízení E1, relé K1 se aktivuje a kontakty K 1.2 napájí vinutí relé K2. Toto relé je konstruováno tak, že kotva není uvolněna ihned po odpojení napětí z jejího vinutí, ale s určitým zpožděním (v tomto případě je toto zpoždění cca 0,1 s). Kontakty relé K2.2 připravují silový obvod pro krokový detektor zkratu. Když účastník E1 vytočí číslo volaného účastníka, dojde k přerušení silového obvodu vinutí relé K1 kontakty komunikátoru telefonního přístroje E1 (k tomu dochází při pohybu ciferníku zpět). Kontakty K1.1 dodávají silové impulsy do vinutí krokového detektoru poruch podle čísla volaného účastníka. Po dokončení rotace telefonního komunikátoru E1 kontakty vyhledávače kroků spojí linku volajícího s linkou volaného, ​​po čemž budou účastníci moci pokračovat v konverzaci.

Když na konci hovoru účastník přiloží sluchátko na zařízení E1, relé K1 se uvolní, jeho kontakty K 1.2 rozpojí silový obvod relé K2, které se také po 0,1 s rozepne. V tomto případě bude přes kontakty K2.1, KZ.4 a KZ.3 napájeno vinutí krokového detektoru zkratu. Kontakt KZ.4 klouže po pevné lamele hledače a otevírá se, až když se hledač schodů vrátí do výchozího stavu. Kontakt KZ.3 je samopřerušovací kontakt krokového vyhledávače, který při přitahování kotvy k jádru přeruší napájecí obvod vinutí krokového vyhledávače.

nick. Díky tomuto kontaktu se na vinutí nakrátko vytvoří série impulsů, které postupně nastaví kontakty nakrátko.1 a zkrat.2 do původní polohy.

Přesnost činnosti účastnických relé a vyhledávače kroků závisí na době otevření kontaktů komunikátoru, která by neměla přesáhnout 0,1 s. V opačném případě při rozepnutí kontaktů K 1.2 nebude relé K2 schopno držet kotvu a ke spojení nedojde. Parametry telefonních číselníků proto musí splňovat následující požadavky:

1) frekvence pulsů voliče 10±1 puls/s;

2) perioda opakování pulzu 0,95...0,105 s;

3) pauza mezi sériemi impulsů alespoň 0,64 s;

4) poměr doby rozepnutí k době sepnutí pulsního kontaktu komunikátoru, nazývaný koeficient pulsu, v závislosti na typu telefonní ústředny 1.3...1.9.

Centrální baterie telefonní ústředny napájí účastnické linky konstantním napětím Upit = 60 V. Při sejmutí sluchátka telefonního přístroje dochází k zatěžování vedení telefonní ústředny vnitřním odporem telefonního přístroje, následkem čehož je napětí na svorkách linky klesne na 10...20 V (v závislosti na vzdálenosti účastníka v závislosti na telefonní ústředně a typu použitého zařízení). Vnitřní odpor telefonního přístroje při zvednutém sluchátku může být 200...800 Ohmů a provozní (hovorový) proud zařízením může být 20...40 mA. Odpor telefonní ústředny přivedený do účastnických zásuvek, který zahrnuje odpor vedení, vinutí relé K1 (viz obr. 5) a vnitřní odpor centrální baterie, se může pohybovat od 600 Ohmů do 2 kOhmů.

U telefonu s otočným voličem se vytáčení účastnického čísla provádí následovně: otáčením

vytočte po směru hodinových ručiček až na doraz, kontakty číselníku linku uzavřou a při zpětném otáčení se linka otevře tolikrát, kolikrát odpovídá volené číslici. Na Obr. Obrázek 7 ukazuje časový diagram provozu telefonu.

Pobočková ústředna používá jako vyzváněcí signál střídavé napětí 80...120 V s frekvencí 16...30 Hz.

V telefonních komunikačních zařízeních popsaných v knize se pro připojení telefonních linek používají dva způsoby: paralelní a sériové (obr. 8).

Obvod s paralelním zapojením telefonních přístrojů byl diskutován výše (obr. 5). Rozdíl mezi diagramem na Obr. 8a je, že místo dvou induktorů je zapnut proudový stabilizátor CT, tzn. dvousvorková síť, jejíž proud zůstává nezměněn, když se parametry vnějšího obvodu mění v určitých mezích.

V každém případě platí vztah L1 + L2 = L= const. proto změna proudu v obvodu prvního účastníka způsobí přesně stejnou změnu proudu v obvodu druhého účastníka, ale s opačným znaménkem. Tím je zajištěna nejvyšší možná hlasitost konverzace. V praxi lze v interkomech místo proudového stabilizátoru použít rezistor s odporem 1...5 kOhm, je však třeba počítat s tím, že se hlasitost hovoru poněkud sníží.

Na Obr. 8.6 je schéma sériového zapojení telefonních přístrojů. Při tomto zapojení protéká hovorový proud jednoho zařízení kompletně druhým zařízením, což zajišťuje maximální možnou hlasitost hovoru (za daných podmínek).

Je třeba poznamenat, že v městských pobočkových ústřednách se nepoužívá sériový způsob připojení telefonních linek z důvodu složitosti spínacích zařízení. (V knize je tato metoda používána v domácích telefonech a ručních ústřednách.)

Mobilní telefon je nedílnou součástí moderní, technologicky vyspělé společnosti. Navzdory podobnosti a zdánlivé jednoduchosti tohoto zařízení jen velmi málo lidí ví, jak mobilní telefon funguje.

Zařízení mobilního telefonu

Moderní technologie a neustálý pokrok vpřed umožňují vytvářet telefony s obrovským množstvím funkcí a schopností. S každým novým modelem jsou telefony tenčí, krásnější a dostupnější. Navzdory obrovské rozmanitosti modelů a výrobců jsou všechna tato zařízení navržena podle stejného principu.

Mobilní telefon je v podstatě přijímací a vysílací zařízení, které má ve svém těle přijímač, vysílač a rádiovou anténu. Přijímač přijímá rádiový signál, převádí jej na elektrické impulsy a vysílá je do reproduktoru vašeho telefonu ve formě elektrických vln. Reproduktor převádí tyto elektrické impulsy na zvuk, který slyšíme, když mluvíme s druhou osobou.

Mikrofon zachytí vaši řeč, převede ji na elektrické signály a odešle je do vestavěného vysílače. Vysílač má za úkol převádět elektrické impulsy na rádiové vlny a přes anténu je přenášet na nejbližší stanici. Anténa slouží ke zlepšení příjmu a přenosu rádiových vln z telefonu do nejbližší mobilní stanice.

Jak funguje pevný telefon?

Design pevného telefonu se příliš neliší od mobilního telefonu. V pevném telefonu není potřeba převádět elektrické impulsy na rádiové vlny, protože kontakt s účastníkem probíhá přes telefonní kabel přes Automatic Telephone Exchange (ATS). Stanice nemusí hledat zařízení v oblasti pokrytí a po vytočení čísla vás automaticky spojí s telefonem, ke kterému je toto číslo zaregistrováno.

Jak funguje mobilní komunikace?

Každý z nás má možnost vizuálně pozorovat velké množství rozhlasových věží umístěných v různých částech města. Tyto věže jsou zpravidla instalovány na nejvyšších možných místech, na střechách výškových budov, na konstrukcích jiných komunikací nebo na vlastních stacionárních věžích. Tyto rádiové věže se nazývají základnové stanice (BS). Můžete si všimnout, že ve městech jsou takové stanice instalovány mnohem častěji než v meziměstských oblastech. Je to dáno tím, že v městském prostředí dochází k velkému množství přirozeného rušení v podobě betonových budov a různých kovových konstrukcí, které výrazně zhoršují kvalitu signálu. Současně se ve městech soustřeďuje větší počet účastníků, což značně zatěžuje celulární síť a pro udržení dobré kvality komunikace je nutné zvýšené pokrytí.

Váš telefon má svou vlastní identifikaci ve formě mobilního čísla vaší SIM karty. Po zapnutí mobilní telefon neustále prohledává oblast při hledání sítě a automaticky vybírá základní stanici, která poskytuje nejlepší kvalitu signálu. Zároveň informuje stanici o její poloze a stavu, centrální počítač mobilního operátora tak vždy ví, na které základnové stanici se telefon nachází a zda je připraven přijmout signál volání. Jakmile na vaše číslo zavolá jiná osoba, počítač zjistí vaši polohu a odešle vyzváněcí signál do vašeho telefonu. Pokud je telefon vypnutý nebo není v dosahu nejbližší základní stanice, počítač vám oznámí, že účastník je mimo pokrytí a nemůže přijmout hovor.

aslan napsal 2. února 2016

Buněčná komunikace se v poslední době tak pevně zabydlela v našem každodenním životě, že je těžké si bez ní představit moderní společnost. Stejně jako mnoho dalších skvělých vynálezů i mobilní telefon výrazně ovlivnil náš život a mnoho jeho oblastí. Těžko říct, jaká by byla budoucnost, kdyby nebylo tohoto pohodlného typu komunikace. Pravděpodobně stejné jako ve filmu "Back to the Future 2", kde jsou létající auta, hoverboardy a mnoho dalšího, ale není tam žádná mobilní komunikace!

Ale dnes, ve speciální zprávě pro, bude příběh nikoli o budoucnosti, ale o tom, jak jsou strukturovány a fungují moderní mobilní komunikace.

Abych se dozvěděl o fungování moderní celulární komunikace ve formátu 3G/4G, pozval jsem se na návštěvu nového federálního operátora Tele2 a strávil jsem celý den s jejich inženýry, kteří mi vysvětlili všechny složitosti přenosu dat přes náš mobilní telefon. telefony.

Ale nejprve vám řeknu něco o historii mobilní komunikace.

Principy bezdrátové komunikace byly vyzkoušeny již před téměř 70 lety – první veřejný mobilní radiotelefon se objevil v roce 1946 v St. Louis v USA. V Sovětském svazu vznikl prototyp mobilního radiotelefonu v roce 1957, poté vědci v jiných zemích vytvořili podobná zařízení s odlišnými vlastnostmi a teprve v 70. letech minulého století byly v Americe stanoveny moderní principy celulární komunikace, po nichž začal jeho vývoj.

Martin Cooper je vynálezcem prototypu mobilního telefonu Motorola DynaTAC o hmotnosti 1,15 kg a rozměrech 22,5 x 12,5 x 3,75 cm.

Pokud v západních zemích do poloviny 90. let minulého století byla celulární komunikace rozšířená a používaná většinou populace, pak v Rusku se právě začala objevovat a stala se dostupnou pro každého před o něco více než 10 lety.

Objemné mobilní telefony ve tvaru kostek, které fungovaly ve formátech první a druhé generace, se staly historií a ustoupily chytrým telefonům s 3G a 4G, lepší hlasovou komunikací a vysokými rychlostmi internetu.

Proč se spojení nazývá mobilní? Protože území, na kterém je poskytována komunikace, je rozděleno na samostatné buňky nebo buňky, v jejichž středu jsou umístěny základnové stanice (BS). V každé „buňce“ obdrží účastník stejný soubor služeb v rámci určitých územních hranic. To znamená, že při přechodu z jedné buňky do druhé účastník necítí územní vazbu a může volně využívat komunikační služby.

Je velmi důležité, aby při pohybu byla kontinuita spojení. To je zajištěno díky tzv. handoveru, při kterém účastníkem navázané spojení jakoby vyzvednou sousední buňky ve štafetovém závodě a účastník pokračuje v hovoru nebo se noří do sociálních sítí.

Celá síť je rozdělena na dva subsystémy: subsystém základnové stanice a přepínací subsystém. Schematicky to vypadá takto:

Uprostřed „buňky“, jak již bylo zmíněno výše, se nachází základnová stanice, která obvykle obsluhuje tři „buňky“. Rádiový signál ze základnové stanice je vysílán prostřednictvím 3 sektorových antén, z nichž každá je namířena na svou vlastní „buňku“. Stává se, že na jednu „buňku“ je nasměrováno několik antén jedné základnové stanice. To je způsobeno tím, že celulární síť pracuje v několika pásmech (900 a 1800 MHz). Kromě toho může daná základnová stanice obsahovat zařízení z několika generací komunikací (2G a 3G).

Ale věže Tele2 BS mají pouze zařízení třetí a čtvrté generace - 3G/4G, protože společnost se rozhodla opustit staré formáty ve prospěch nových, které pomáhají vyhnout se přerušením hlasové komunikace a poskytují stabilnější internet. Štamgasti sociálních sítí mě podpoří v tom, že v dnešní době je rychlost internetu velmi důležitá, 100-200 kb/s už nestačí, jako před pár lety.

Nejběžnějším umístěním BS je věž nebo stožár postavený speciálně pro něj. Určitě jste viděli červenobílé věže BS někde daleko od obytných budov (na poli, na kopci), nebo tam, kde poblíž nejsou žádné vysoké budovy. Jako tenhle, který je vidět z mého okna.

V městských oblastech je však obtížné najít místo pro umístění masivní konstrukce. Ve velkých městech jsou proto základnové stanice umístěny na budovách. Každá stanice zachycuje signály z mobilních telefonů na vzdálenost až 35 km.

Jedná se o antény, samotné zařízení BS je umístěno v podkroví, případně v kontejneru na střeše, což je dvojice železných skříní.

Některé základnové stanice se nacházejí na místech, kde byste to ani nehádali. Jako například na střeše tohoto parkoviště.

BS anténa se skládá z několika sektorů, z nichž každý přijímá/vysílá signál svým vlastním směrem. Pokud vertikální anténa komunikuje s telefony, pak kulatá anténa spojuje BS s ovladačem.

V závislosti na vlastnostech může každý sektor zpracovat až 72 hovorů současně. BS se může skládat ze 6 sektorů a obsluhovat až 432 hovorů, ale obvykle je na stanicích instalováno méně vysílačů a sektorů. Mobilní operátoři, jako je Tele2, preferují instalaci více BS pro zlepšení kvality komunikace. Jak mi bylo řečeno, používá se zde nejmodernější zařízení: základnové stanice Ericsson, dopravní síť - Alcatel Lucent.

Ze subsystému základnové stanice je signál přenášen směrem k přepojovacímu subsystému, kde je vytvořeno spojení ve směru požadovaném účastníkem. Přepínací subsystém má řadu databází, které ukládají informace o předplatitelích. Kromě toho je tento subsystém zodpovědný za bezpečnost. Jednoduše řečeno, přepínač je kompletní Má stejné funkce jako operátorky, které vás s předplatitelem spojovaly rukama, jen se to nyní děje automaticky.

Zařízení pro tuto základnovou stanici je ukryto v této železné skříni.

Kromě konvenčních věží existují také mobilní verze základnových stanic umístěných na nákladních automobilech. Jsou velmi vhodné pro použití při přírodních katastrofách nebo na přeplněných místech (fotbalové stadiony, centrální náměstí) během prázdnin, koncertů a různých akcí. Ale bohužel kvůli problémům v legislativě zatím nenašly široké uplatnění.

Pro zajištění optimálního pokrytí rádiovým signálem na úrovni země jsou základnové stanice navrženy speciálním způsobem, a to i přes dosah 35 km. signál se nerozšíří do výšky letu letadla. Některé letecké společnosti však již začaly instalovat na své paluby malé základnové stanice, které zajišťují mobilní komunikaci uvnitř letadla. Taková BS je připojena k pozemní celulární síti pomocí satelitního kanálu. Systém doplňuje ovládací panel, který posádce umožňuje zapínání a vypínání systému a také určité typy služeb, například vypnutí hlasu při nočních letech.

Podíval jsem se také do kanceláře Tele2, abych viděl, jak specialisté monitorují kvalitu mobilní komunikace. Pokud by před pár lety byla taková místnost zavěšena ke stropu s monitory zobrazujícími síťová data (zátěž, výpadky sítě atd.), tak časem potřeba tolika monitorů zmizela.

Technologie se postupem času velmi vyvinuly a taková malá místnost s několika specialisty stačí na sledování práce celé sítě v Moskvě.

Některé pohledy z kanceláře Tele2.

Na schůzce zaměstnanců společnosti se diskutuje o plánech na dobytí hlavního města) Tele2 od začátku výstavby až do dnešního dne dokázal pokrýt svou sítí celou Moskvu a postupně dobývá moskevskou oblast a spouští více než 100 základnových stanic týdně . Vzhledem k tomu, že nyní žiji v regionu, je to pro mě velmi důležité. aby tato síť přišla do mého města co nejrychleji.

Plány společnosti na rok 2016 zahrnují zajištění vysokorychlostní komunikace v metru na všech stanicích na začátku roku 2016, komunikace Tele2 je přítomna na 11 stanicích: 3G/4G komunikace na stanicích metra Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki a Lermontovsky Prospekt; , "Troparevo", "Šipilovskaja", "Zyablikovo", 3G: "Běloruska" (prsten), "Spartak", "Pjatnickoe Shosse", "Zhulebino".

Jak jsem uvedl výše, Tele2 opustil formát GSM ve prospěch standardů třetí a čtvrté generace – 3G/4G. To umožňuje instalovat základnové stanice 3G/4G s vyšší frekvencí (například uvnitř moskevského okruhu jsou BS umístěny ve vzdálenosti asi 500 metrů od sebe), aby byla zajištěna stabilnější komunikace a vysokorychlostní mobilní internet, což v sítích předchozích formátů nebylo.

Z kanceláře společnosti jdu ve společnosti inženýrů Nikifora a Vladimira do jednoho z bodů, kde potřebují změřit rychlost komunikace. Nikifor stojí před jedním ze stožárů, na kterém je instalováno komunikační zařízení. Když se podíváte pozorně, všimnete si o něco dále nalevo dalšího takového stožáru s vybavením od jiných mobilních operátorů.

Kupodivu mobilní operátoři často umožňují svým konkurentům používat jejich věžové konstrukce k umístění antén (přirozeně za oboustranně výhodných podmínek). Je to proto, že stavba věže nebo stožáru je nákladná záležitost a taková výměna může ušetřit spoustu peněz!

Zatímco jsme měřili rychlost komunikace, Nikifor se několikrát zeptal kolemjdoucích babiček a strýců, zda je špión)) "Ano, rušíme Rádio Liberty!"

Výbava vypadá skutečně nezvykle;

Specialisté společnosti mají hodně práce, vzhledem k tomu, že společnost má v Moskvě a regionu více než 7 tisíc. základnové stanice: asi 5 tisíc z nich. 3G a cca 2tis. LTE základnové stanice a v poslední době se počet základnových stanic zvýšil zhruba o tisíc.
Během pouhých tří měsíců bylo v moskevské oblasti vysíláno 55 % z celkového počtu nových základnových stanic operátorů v regionu. V současné době společnost poskytuje kvalitní pokrytí území, kde žije více než 90 % obyvatel Moskvy a moskevského regionu.
Mimochodem, v prosinci byla síť 3G Tele2 uznána jako nejlepší v kvalitě mezi všemi hlavními operátory.

Rozhodl jsem se však osobně zkontrolovat, jak dobré je připojení Tele2, a tak jsem si v nejbližším nákupním centru na stanici metra Voykovskaya koupil SIM kartu s nejjednodušším tarifem „Very Black“ za 299 rublů (400 SMS / minut a 4 GB). Mimochodem, měl jsem podobný tarif Beeline, který byl o 100 rublů dražší.

Zkontroloval jsem rychlost, aniž bych šel daleko od pokladny. Příjem - 6,13 Mbps, přenos - 2,57 Mbps. Vzhledem k tomu, že stojím v centru obchodního centra, je to dobrý výsledek, komunikace Tele2 dobře proniká zdmi velkého obchodního centra.

U metra Treťjakovskaja. Příjem signálu - 5,82 Mbps, přenos - 3,22 Mbps.

A na stanici metra Krasnogvardejskaja. Příjem - 6,22 Mbps, přenos - 3,77 Mbps. Měřil jsem to u východu z metra. Pokud vezmete v úvahu, že se jedná o okraj Moskvy, je to velmi slušné. Myslím, že spojení je docela přijatelné, můžeme s jistotou říci, že je stabilní, vzhledem k tomu, že Tele2 se objevil v Moskvě jen před pár měsíci.

V hlavním městě je stabilní připojení Tele2, což je dobré. Pevně ​​doufám, že do regionu přijedou co nejdříve a já budu moci naplno využít jejich spojení.

Nyní víte, jak funguje mobilní komunikace!

Pokud máte produkci nebo službu, o které chcete našim čtenářům říci, napište mi - Aslan ( [e-mail chráněný] ) a uděláme nejlepší reportáž, kterou uvidí nejen čtenáři komunity, ale také web http://ikaketosdelano.ru

Přihlašte se také k odběru našich skupin v Facebook, VKontakte,spolužáci a dovnitř Google+plus, kde budou zveřejněny to nejzajímavější z komunity plus materiály, které zde nejsou a videa o tom, jak to v našem světě chodí.

Klikněte na ikonu a přihlaste se!

Je trochu smutné, že naprostá většina lidí na otázku: „Jak funguje mobilní komunikace“ odpovídá „vzduchem“ nebo dokonce „nevím“.

V pokračování tohoto tématu jsem měl vtipný rozhovor s kamarádem na téma mobilní komunikace. Stalo se to přesně pár dní před tím, co oslavovali všichni signalisté a pracovníci telekomunikací Svátek "Radio Day". Stalo se, že díky své horlivé životní pozici tomu můj přítel uvěřil mobilní komunikace funguje zcela bez drátů přes satelit. Výhradně kvůli rádiovým vlnám. Zpočátku jsem ho nedokázal přesvědčit. Ale po krátkém rozhovoru vše do sebe zapadlo.

Po této přátelské „přednášce“ vznikl nápad napsat jednoduchým jazykem o tom, jak funguje mobilní komunikace. Všechno je tak, jak je.

Když vytočíte číslo a začnete volat, nebo vám někdo zavolá, pak vaše mobilní telefon komunikuje prostřednictvím rádiového kanálu z jedné z antén nejbližší základnové stanice. Kde jsou tyto základnové stanice, ptáte se?

Vezměte prosím na vědomí průmyslové budovy, městské výškové budovy a speciální věže. Jsou na nich umístěny velké šedé obdélníkové bloky s vyčnívajícími anténami různých tvarů. Ale tyto antény nejsou televizní nebo satelitní, ale vysílač mobilní operátoři. Jsou nasměrovány různými směry, aby poskytovaly komunikaci účastníkům ze všech směrů. Koneckonců, nevíme, odkud bude pocházet signál a kam nás potenciální účastník se sluchátkem zavede? V odborném žargonu se anténám také říká „sektory“. Zpravidla se nastavují od jedné do dvanácti.

Z antény je signál přenášen kabelem přímo do řídicí jednotky stanice. Společně tvoří základnovou stanici [antény a řídící jednotku]. Několik základnových stanic, jejichž antény obsluhují samostatnou oblast, například městskou část nebo malé město, je připojeno ke speciální jednotce - ovladač. K jednomu ovladači je obvykle připojeno až 15 základnových stanic.

Na druhé straně jsou ovladače, kterých může být také několik, připojeny kabely k „myšlenkové nádrži“ - přepínač. Přepínač poskytuje výstup a vstup signálů do městských telefonních linek, jiným mobilním operátorům, stejně jako operátorům dálkové a mezinárodní komunikace.

V malých sítích se používá pouze jeden přepínač, ve větších, obsluhujících více než milion účastníků najednou, lze použít dva, tři i více přepínačů, opět propojené dráty.

Proč taková složitost? Čtenáři se budou ptát. Zdálo by se můžete jednoduše připojit antény k přepínači a vše bude fungovat. A tady jsou základnové stanice, přepínače, hromada kabelů... Ale není to tak jednoduché.

Když se člověk pohybuje po ulici pěšky nebo autem, vlakem atd. a zároveň telefonovat, je důležité zajistit kontinuita komunikace. Signalisté pojmem nazývají proces předání služby v mobilních sítích "předání". Je nutné včas přepnout telefon účastníka z jedné základnové stanice na druhou, z jednoho ovladače na druhý a tak dále.

Pokud byly základnové stanice připojeny přímo k přepínači, pak všechny tyto přepínání by muselo být řízeno přepínačem. A ten „chudák“ už má co dělat. Víceúrovňový návrh sítě umožňuje rovnoměrné rozložení zátěže na technická zařízení. To snižuje pravděpodobnost selhání zařízení a následné ztráty komunikace. Koneckonců jsme všichni zajímá v nepřetržité komunikaci, že?

Takže když jsme dosáhli spínače, náš hovor je přesměrován na dále - do sítě jiného mobilního operátora, městských dálkových a mezinárodních komunikací. To se samozřejmě děje prostřednictvím vysokorychlostních kabelových komunikačních kanálů. Hovor dorazí na ústřednu jiného operátora. Ten zároveň „ví“, na kterém území [v oblasti pokrytí, který kontrolor] se požadovaný účastník aktuálně nachází. Přepínač přenáší telefonní hovor do konkrétního ovladače, který obsahuje informace v oblasti pokrytí, na které základnové stanici se příjemce hovoru nachází. Ovladač posílá signál této jediné základnové stanici a ta se zase „dotazuje“, to znamená volá na mobilní telefon. Trubice začne podivně zvonit.

Celý tento dlouhý a složitý proces ve skutečnosti trvá 2-3 sekundy!

Stejným způsobem dochází k telefonování do různých měst v Rusku, Evropě a ve světě. Pro kontakt přepínače různých telekomunikačních operátorů využívají vysokorychlostní komunikační kanály z optických vláken. Telefonní signál díky nim urazí stovky tisíc kilometrů v řádu sekund.

Díky skvělému Alexandru Popovovi za to, že dal světu rádio! Kdyby nebylo jeho, možná bychom byli nyní připraveni o mnoho výhod civilizace.

Zvoní vám telefon, jakmile si sednete k večeři? Hanba pro Alexe Bella! Koneckonců to byl on, Alexander Graham Bell, kdo patentoval telefon v roce 1876, čímž předběhl mnoho vynálezců. Základní princip telefonu se nikdy nezměnil: všichni vynálezci se shodli, že zvuk lze převést na elektrické signály, posílat po drátech a přeměnit zpět na zvuk v jiném telefonu v jiném městě (nebo dokonce na jiném kontinentu). Telefon je pro toto zařízení velmi výstižné pojmenování, které pochází ze dvou řeckých slov, která znamenají „vzdálený zvuk“.

Jak telefon funguje? Telefon je připojen k vyhrazené elektrické zásuvce. Elektrický proud se speciálními vlastnostmi prochází od telefonní společnosti dráty na sloupech nebo pod zemí až k vám domů.

Když zvednete telefon, abyste zavolali babičce, v drátech se vytvoří elektrický proud. Speciální zařízení na telefonní ústředně po zaregistrování tohoto proudu odešle zpět oznamovací tón, který vám dá vědět, že ústředna je připravena zpracovat váš hovor.

Například číslo vaší babičky je 555-24-68. Vytočíte 5. Máte-li starý pulzní číselník, když prstem otočíte číselníkem telefonu a uvolníte jej, uslyšíte pět cvaknutí přerušujících elektrický proud a v telefonní ústředně bude kliknutí počítat speciální stroj. Pokud máte tónovou volbu, pak komunikátor vyšle signál do stanice pro každou číslici, a proto spínací zařízení rozliší 5 od 2.

Když vytočíte celé číslo, spínací zařízení zkontroluje, zda zrovna netelefonuje vaše babička. Pokud už mluví, zařízení vám dá obsazovací signál, pokud ne, spínač zazvoní její telefon. Když vaše babička zvedne telefon, poteče jí do telefonu proud a ústředna dostane signál, aby přestala volat. A teď jste vy dva v kontaktu.

Na spodní straně každého telefonního sluchátka je miska naplněná uhelným práškem.

Když vaše babička zvedne telefon, do prášku teče elektrický proud. S tímto uhlím přichází do kontaktu tenký kovový kotouč. Když babička mluví, zvukové vlny způsobí, že disk vibruje. Vibrační disk stlačuje drobné částečky uhlí, čímž mění tok elektrického proudu skrz něj. Hlas vaší babičky se skládá z jednotlivých zvuků, které produkují jedinečné změny elektrického proudu. V důsledku toho se zvukové vlny přeměňují na elektrické vlny. Elektrické vlny nesoucí tyto zvuky putují po drátech k telefonní ústředně. Zde je tento proud přesměrován do drátů vedoucích k vám domů – to vše během několika sekund – a vstupuje do cívkového elektromagnetu ve vašem sluchátku. Změny elektrického proudu způsobují, že elektromagnet vydává oscilující magnetické pole, které nepřetržitě přitahuje a odpuzuje kovový disk připojený k malému permanentnímu elektromagnetu uvnitř pouzdra sluchátka. Pohyblivý kovový kotouč vytváří zvukové vlny, které nesou babiččin hlas přímo do vašeho ucha. A pak uslyšíte svůj vlastní hlas: "Ahoj, zlato!"