หลักการทำงาน การสื่อสารเคลื่อนที่

หลักการพื้นฐานของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่นั้นค่อนข้างง่าย เดิมที Federal Communications Commission ได้กำหนดพื้นที่ครอบคลุมทางภูมิศาสตร์สำหรับระบบวิทยุเซลลูลาร์ตามข้อมูลสำมะโนประชากรปี 1980 ที่ได้รับการแก้ไข แนวคิดเบื้องหลังการสื่อสารเซลลูลาร์คือแต่ละพื้นที่ถูกแบ่งย่อยออกเป็นเซลล์รูปทรงหกเหลี่ยมที่ประกอบเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครงสร้างคล้ายรวงผึ้ง ดังที่แสดงใน รูปที่ 6.1 ก. รูปทรงหกเหลี่ยมถูกเลือกเนื่องจากให้การส่งผ่านที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยใกล้เคียงกับรูปแบบการแผ่รังสีแบบวงกลม ในขณะเดียวกันก็ขจัดช่องว่างที่ปรากฏระหว่างวงกลมที่อยู่ติดกันเสมอ

เซลล์ถูกกำหนดโดยขนาดทางกายภาพ ประชากร และรูปแบบการรับส่งข้อมูล คณะกรรมการกลางกำกับดูแลกิจการสื่อสารไม่ได้ควบคุมจำนวนเซลล์ในระบบหรือขนาดของเซลล์ ทำให้ผู้ปฏิบัติงานต้องตั้งค่าพารามิเตอร์เหล่านี้ให้สอดคล้องกับรูปแบบการรับส่งข้อมูลที่คาดไว้ แต่ละพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ได้รับการจัดสรรช่องเสียงเซลลูลาร์ในจำนวนที่แน่นอน ขนาดทางกายภาพเซลล์ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสมาชิกและโครงสร้างการโทร ตัวอย่างเช่น เซลล์ขนาดใหญ่ (มาโครเซลล์) โดยทั่วไปจะมีรัศมี 1.6 ถึง 24 กม. โดยมีกำลังเครื่องส่งของสถานีฐานอยู่ที่ 1 W ถึง 6 W เซลล์ที่เล็กที่สุด (ไมโครเซลล์) โดยทั่วไปจะมีรัศมี 460 ม. หรือน้อยกว่า โดยมีกำลังเครื่องส่งของสถานีฐาน 0.1 W ถึง 1 W รูปที่ 6.1b แสดงโครงร่างเซลล์ที่มีขนาดเซลล์สองขนาด

รูปที่ 6.1. – โครงสร้างเซลล์รังผึ้ง ก) โครงสร้างรังผึ้งที่มีรวงผึ้งสองขนาด ข) การจำแนกประเภทของรวงผึ้ง ค)

ไมโครเซลล์มักใช้ในภูมิภาคด้วย ความหนาแน่นสูงประชากร. เนื่องจากไมโครเซลล์มีช่วงที่สั้น จึงมีความไวต่อการรบกวนน้อยลง ซึ่งจะทำให้คุณภาพการส่งข้อมูลลดลง เช่น การสะท้อนกลับและความล่าช้าของสัญญาณ

เซลล์มาโครสามารถซ้อนทับบนกลุ่มไมโครเซลล์ได้ โดยเซลล์ขนาดเล็กจะให้บริการอุปกรณ์เคลื่อนที่ที่เคลื่อนที่ช้า และเซลล์มาโครจะให้บริการอุปกรณ์เคลื่อนที่ที่เคลื่อนที่เร็ว อุปกรณ์เคลื่อนที่สามารถกำหนดความเร็วในการเคลื่อนที่ได้เร็วหรือช้า วิธีนี้ช่วยให้คุณลดจำนวนการเปลี่ยนจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่งและแก้ไขข้อมูลตำแหน่งได้

อัลกอริธึมสำหรับการย้ายจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระยะทางสั้นๆ ระหว่างอุปกรณ์เคลื่อนที่และสถานีฐานไมโครเซลล์

บางครั้งสัญญาณวิทยุในเซลล์อ่อนเกินกว่าที่จะให้การสื่อสารภายในอาคารที่เชื่อถือได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพื้นที่ที่มีการป้องกันอย่างดีและพื้นที่ที่มีการรบกวนในระดับสูง ในกรณีเช่นนี้ จะใช้เซลล์ที่มีขนาดเล็กมาก - พิโคเซลล์ พิโคเซลล์ในอาคารสามารถใช้ความถี่เดียวกันกับเซลล์ปกติได้ ของภูมิภาคนี้โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวย เช่น อุโมงค์ใต้ดิน

เมื่อวางแผนระบบโดยใช้เซลล์รูปทรงหกเหลี่ยม เครื่องส่งสัญญาณสถานีฐานสามารถอยู่ที่กึ่งกลางของเซลล์ บนขอบของเซลล์ หรือที่ด้านบนของเซลล์ (รูปที่ 6.2 a, b, c ตามลำดับ) เซลล์ที่มีตัวส่งสัญญาณอยู่ตรงกลางมักจะใช้เสาอากาศแบบรอบทิศทาง ในขณะที่เซลล์ที่มีตัวส่งสัญญาณอยู่ที่ขอบหรือจุดยอดมักจะใช้เสาอากาศแบบเซกเตอร์เนียล

เสาอากาศรอบทิศทางจะแผ่และรับสัญญาณอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง

รูปที่ 6.2 – การวางตำแหน่งเครื่องส่งสัญญาณในเซลล์: ตรงกลาง a); บนขอบ b); ที่ด้านบนค)

ในระบบการสื่อสารเคลื่อนที่ สถานีฐานแบบคงที่อันทรงพลังหนึ่งสถานีซึ่งตั้งอยู่สูงเหนือใจกลางเมืองสามารถถูกแทนที่ด้วยสถานีพลังงานต่ำที่เหมือนกันจำนวนมากซึ่งติดตั้งในพื้นที่ครอบคลุม ณ สถานที่ตั้งอยู่ใกล้พื้นดินมากขึ้น

เซลล์ที่ใช้ช่องสัญญาณวิทยุกลุ่มเดียวกันสามารถหลีกเลี่ยงการรบกวนได้หากมีระยะห่างอย่างเหมาะสม ในกรณีนี้จะสังเกตการใช้ความถี่ซ้ำ การใช้ความถี่ซ้ำคือการจัดสรรกลุ่มความถี่ (ช่องสัญญาณ) เดียวกันให้กับหลายเซลล์ โดยมีเงื่อนไขว่าเซลล์เหล่านี้จะถูกแยกออกจากกันด้วยระยะทางที่สำคัญ การใช้ความถี่ซ้ำจะอำนวยความสะดวกโดยการลดพื้นที่ครอบคลุมของแต่ละเซลล์ สถานีฐานของแต่ละเซลล์จะได้รับการจัดสรรกลุ่มความถี่การทำงานที่แตกต่างจากความถี่ของเซลล์ข้างเคียง และเสาอากาศของสถานีฐานจะถูกเลือกในลักษณะที่จะครอบคลุมพื้นที่บริการที่ต้องการภายในเซลล์ของตน เนื่องจากพื้นที่ให้บริการถูกจำกัดอยู่เพียงขอบเขตของเซลล์เดียว เซลล์ที่แตกต่างกันจึงสามารถใช้ความถี่การทำงานกลุ่มเดียวกันได้โดยปราศจากการรบกวน โดยมีเงื่อนไขว่าเซลล์ดังกล่าวทั้งสองเซลล์จะต้องอยู่ห่างจากกันอย่างเพียงพอ

พื้นที่ให้บริการทางภูมิศาสตร์ ระบบเซลลูล่าร์ซึ่งมีเซลล์หลายกลุ่มแบ่งออกเป็น กระจุก (รูปที่ 6.3) แต่ละคลัสเตอร์ประกอบด้วยเจ็ดเซลล์ ซึ่งได้รับการจัดสรรช่องทางการสื่อสารฟูลดูเพล็กซ์จำนวนเท่ากัน เซลล์ที่มีการกำหนดตัวอักษรเหมือนกันจะใช้ความถี่การทำงานกลุ่มเดียวกัน ดังที่เห็นได้จากรูป ทั้งสามกลุ่มจะใช้กลุ่มความถี่เดียวกัน ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มจำนวนเป็นสามเท่าได้ ช่องทางที่มีอยู่การสื่อสารเคลื่อนที่ จดหมาย ก, บี, ค, ดี, อี, เอฟและ ชเป็นตัวแทนของกลุ่มความถี่เจ็ดกลุ่ม

รูปที่ 6.3 – หลักการใช้ความถี่ซ้ำในการสื่อสารเซลลูล่าร์

พิจารณาระบบที่มีจำนวนช่องสัญญาณฟูลดูเพล็กซ์จำนวนคงที่ในบางพื้นที่ แต่ละพื้นที่ให้บริการจะแบ่งออกเป็นคลัสเตอร์และรับกลุ่มช่องทางที่กระจายระหว่างกัน เอ็นรวงผึ้งของคลัสเตอร์จัดกลุ่มเป็นกลุ่มที่ไม่ซ้ำกัน เซลล์ทั้งหมดมีจำนวนช่องเท่ากัน แต่สามารถรองรับพื้นที่ขนาดเดียวได้

ดังนั้น จำนวนช่องสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่ทั้งหมดที่มีอยู่ในคลัสเตอร์สามารถแสดงได้ด้วยนิพจน์:

เอฟ=จีเอ็น (6.1)

ที่ไหน เอฟ– จำนวนช่องทางการสื่อสารเซลลูล่าร์ฟูลดูเพล็กซ์ที่มีอยู่ในคลัสเตอร์

ช- จำนวนช่องในเซลล์

เอ็น– จำนวนเซลล์ในกลุ่ม

หากคลัสเตอร์ถูก "คัดลอก" ภายในพื้นที่ให้บริการที่กำหนด มครั้ง จำนวนช่องฟูลดูเพล็กซ์ทั้งหมดจะเป็น:

C = mGN = mF (6.2)

ที่ไหน กับ– จำนวนช่องทั้งหมดในโซนที่กำหนด

ม– จำนวนคลัสเตอร์ในโซนที่กำหนด

จากสำนวน (6.1) และ (6.2) เป็นที่ชัดเจนว่าจำนวนช่องสัญญาณทั้งหมดในระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวน "การซ้ำ" ของกลุ่มในพื้นที่ให้บริการที่กำหนด หากขนาดคลัสเตอร์ลดลงในขณะที่ขนาดเซลล์ยังคงเท่าเดิม จำเป็นต้องมีคลัสเตอร์เพิ่มขึ้นเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ให้บริการที่กำหนด และจำนวนช่องสัญญาณทั้งหมดในระบบจะเพิ่มขึ้น

จำนวนสมาชิกที่สามารถใช้กลุ่มความถี่ (ช่องสัญญาณ) เดียวกันได้พร้อมกันโดยที่ไม่อยู่ในเซลล์ใกล้เคียงของพื้นที่ให้บริการขนาดเล็ก (เช่น ภายในเมือง) ขึ้นอยู่กับจำนวนเซลล์ทั้งหมดในพื้นที่ที่กำหนด โดยทั่วไปจำนวนสมาชิกดังกล่าวคือสี่ราย แต่ในภูมิภาคที่มีประชากรหนาแน่นอาจสูงกว่านี้มาก เบอร์นี้มีชื่อว่า ปัจจัยการนำความถี่กลับมาใช้ใหม่ หรือ ฟรฟ – ปัจจัยการใช้ความถี่ซ้ำ. ในทางคณิตศาสตร์สามารถแสดงได้ด้วยความสัมพันธ์:

(6.3)

ที่ไหน เอ็น– จำนวนช่องสัญญาณฟูลดูเพล็กซ์ทั้งหมดในพื้นที่ให้บริการ

กับ– จำนวนช่องฟูลดูเพล็กซ์ทั้งหมดในเซลล์

ด้วยการคาดการณ์ปริมาณการรับส่งข้อมูลผ่านเซลลูลาร์ที่เพิ่มขึ้น ความต้องการบริการที่เพิ่มขึ้นก็ตอบสนองได้ด้วยการลดขนาดของเซลล์ โดยแบ่งออกเป็นหลายเซลล์ โดยแต่ละเซลล์มีสถานีฐานของตัวเอง การแยกเซลล์ที่มีประสิทธิภาพช่วยให้ระบบสามารถรองรับการโทรได้มากขึ้น ตราบใดที่เซลล์ไม่เล็กเกินไป หากเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์น้อยกว่า 460 ม. สถานีฐานของเซลล์ข้างเคียงจะมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน ความสัมพันธ์ระหว่างการใช้ความถี่ซ้ำกับขนาดคลัสเตอร์เป็นตัวกำหนดวิธีการ มาตราส่วน ระบบเซลลูล่าร์ในกรณีที่มีความหนาแน่นของสมาชิกเพิ่มขึ้น ยิ่งมีเซลล์น้อยลงในคลัสเตอร์ โอกาสที่จะมีอิทธิพลร่วมกันระหว่างแชนเนลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เนื่องจากเซลล์มีรูปร่างหกเหลี่ยม แต่ละเซลล์จึงมีเซลล์ที่อยู่ติดกันหกเซลล์ที่มีระยะห่างเท่ากันเสมอ และมุมระหว่างเส้นที่เชื่อมต่อจุดศูนย์กลางของเซลล์ใดๆ กับศูนย์กลางของเซลล์ข้างเคียงจะเป็นจำนวนทวีคูณของ 60° ดังนั้น จำนวนขนาดคลัสเตอร์และโครงร่างเซลล์ที่เป็นไปได้จึงมีจำกัด ในการเชื่อมต่อเซลล์เข้าด้วยกันโดยไม่มีช่องว่าง (ในลักษณะโมเสก) ขนาดทางเรขาคณิตของรูปหกเหลี่ยมจะต้องเท่ากับจำนวนเซลล์ในคลัสเตอร์ที่ตรงตามเงื่อนไข:

(6.4)

ที่ไหน เอ็น– จำนวนเซลล์ในกลุ่ม ฉันและ เจ– จำนวนเต็มไม่เป็นลบ

การค้นหาเส้นทางไปยังเซลล์ที่ใกล้ที่สุดด้วยช่องทางที่ใช้ร่วมกัน (ที่เรียกว่าเซลล์ชั้นหนึ่ง) เกิดขึ้นดังนี้:

ย้ายไปที่ ฉันเซลล์ (ผ่านศูนย์กลางของเซลล์ข้างเคียง):

ย้ายไปที่ เจเซลล์ไปข้างหน้า (ผ่านศูนย์กลางของเซลล์ข้างเคียง)

ตัวอย่างเช่นจำนวนเซลล์ในคลัสเตอร์และตำแหน่งของเซลล์ชั้นแรกสำหรับค่าต่อไปนี้: j = 2 i = 3 จะถูกกำหนดจากนิพจน์ 6.4 (รูปที่ 6.4) ยังไม่มีข้อความ = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

รูปที่ 6.5 แสดงเซลล์ที่ใกล้ที่สุดหกเซลล์โดยใช้ช่องเดียวกับเซลล์ ก.

กระบวนการส่งต่อจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งเช่น เมื่ออุปกรณ์เคลื่อนที่ย้ายจากสถานีฐาน 1 ไปยังสถานีฐาน 2 (รูปที่ 6.6) ประกอบด้วยสี่ขั้นตอนหลัก:

1) การเริ่มต้น - อุปกรณ์เคลื่อนที่หรือเครือข่ายตรวจพบความจำเป็นในการส่งมอบและเริ่มขั้นตอนเครือข่ายที่จำเป็น

2) การสำรองทรัพยากร - โดยใช้ขั้นตอนเครือข่ายที่เหมาะสม ทรัพยากรเครือข่ายที่จำเป็นสำหรับการถ่ายโอนบริการ (ช่องเสียงและช่องควบคุม) จะถูกสงวนไว้

3) การดำเนินการ – การถ่ายโอนการควบคุมโดยตรงจากสถานีฐานหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่ง

4) การยกเลิก - ทรัพยากรเครือข่ายส่วนเกินจะถูกปล่อยออกมา และพร้อมใช้งานกับอุปกรณ์มือถืออื่นๆ

รูปที่ 6.6 – การส่งมอบ

เกือบทุกคนใช้โทรศัพท์มือถือ แต่มีเพียงไม่กี่คนที่คิดว่ามันทำงานอย่างไร ในบทประพันธ์วรรณกรรมนี้เราจะพยายามพิจารณาว่าการสื่อสารเกิดขึ้นจากมุมมองของผู้ให้บริการโทรคมนาคมของคุณอย่างไร

เมื่อคุณกดหมายเลขและเริ่มโทรหรือมีคนโทรหาคุณ อุปกรณ์ของคุณจะสื่อสารผ่านสถานีวิทยุด้วยเสาอากาศตัวใดตัวหนึ่งของสถานีฐานที่ใกล้ที่สุด

แต่ละ สถานีฐานประกอบด้วยเสาอากาศรับส่งสัญญาณตั้งแต่หนึ่งถึงสิบสองเสาที่พุ่งไปในทิศทางที่แตกต่างกันเพื่อให้การสื่อสารไปยังสมาชิกจากทุกทิศทาง ในศัพท์เฉพาะทางวิชาชีพ เสาอากาศเรียกอีกอย่างว่า "ภาค" คุณคงเคยเห็นพวกมันมาหลายครั้งแล้ว - บล็อกสี่เหลี่ยมสีเทาขนาดใหญ่

จากเสาอากาศ สัญญาณจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลโดยตรงไปยังชุดควบคุมของสถานีฐาน ชุดของเซกเตอร์และบล็อกควบคุมมักจะเรียกว่า - BS, สถานีฐาน, สถานีฐาน. สถานีฐานหลายแห่งซึ่งมีเสาอากาศให้บริการในพื้นที่หรือพื้นที่เฉพาะของเมืองเชื่อมต่อกับหน่วยพิเศษ - ที่เรียกว่า LAC ผู้ควบคุมพื้นที่ท้องถิ่นมักเรียกง่ายๆว่า ตัวควบคุม. โดยทั่วไปสถานีฐานสูงสุด 15 สถานีจะเชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์ตัวเดียว

ในทางกลับกันตัวควบคุมซึ่งอาจมีหลายตัวก็เชื่อมต่อกับหน่วย "สมอง" ส่วนกลาง - MSC, ศูนย์สวิตช์บริการมือถือ, ศูนย์ควบคุม บริการมือถือ , ที่นิยมเรียกกันว่า สวิตช์. สวิตช์จะจ่ายเอาต์พุต (และอินพุต) ให้กับเมือง สายโทรศัพท์ไปจนถึงผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือรายอื่นๆ เป็นต้น

นั่นคือท้ายที่สุดแล้วโครงการทั้งหมดจะมีลักษณะดังนี้:

เครือข่าย GSM ขนาดเล็กใช้สวิตช์เพียงตัวเดียว ส่วนสวิตช์ขนาดใหญ่ที่ให้บริการสมาชิกมากกว่าหนึ่งล้านคนสามารถใช้งานได้สองหรือสามสวิตช์ขึ้นไป ปริญญาโท,รวมกันเป็นหนึ่งเดียว

เหตุใดจึงซับซ้อนเช่นนี้? ดูเหมือนว่าคุณสามารถเชื่อมต่อเสาอากาศเข้ากับสวิตช์ได้ - เพียงเท่านี้ก็จะไม่มีปัญหา... แต่มันไม่ง่ายเลย มันเป็นเรื่องของคำภาษาอังกฤษง่ายๆคำเดียว - ส่งมอบ. คำนี้หมายถึงการส่งมอบในเครือข่ายเซลลูล่าร์ นั่นคือเมื่อคุณเดินไปตามถนนหรือขับรถ (รถไฟ จักรยาน โรลเลอร์สเก็ต รถปูยางมะตอย...) และในขณะเดียวกันก็คุยโทรศัพท์ เพื่อไม่ให้การเชื่อมต่อถูกรบกวน (และ ไม่ถูกขัดจังหวะ) คุณต้องเปลี่ยนเวลาให้โทรศัพท์ของคุณจากภาคหนึ่งไปอีกภาคหนึ่งจาก BS หนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งจากพื้นที่ท้องถิ่นหนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่งและอื่น ๆ ดังนั้น หากเซกเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับสวิตช์ การสวิตช์ทั้งหมดเหล่านี้จะต้องได้รับการจัดการโดยสวิตช์ ซึ่งมีบางอย่างที่ต้องทำอยู่แล้ว การออกแบบเครือข่ายหลายระดับทำให้สามารถกระจายโหลดได้อย่างเท่าเทียมกัน ซึ่งช่วยลดโอกาสที่อุปกรณ์จะล้มเหลวและส่งผลให้สูญเสียการสื่อสาร

ตัวอย่าง - หากคุณและโทรศัพท์ของคุณย้ายจากพื้นที่ครอบคลุมของเซกเตอร์หนึ่งไปยังพื้นที่ครอบคลุมของอีกพื้นที่หนึ่ง หน่วยควบคุม BS จะจัดการการถ่ายโอนโทรศัพท์ โดยไม่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ "ที่เหนือกว่า" - แอล.เอ.ซี.และ ปริญญาโท. ดังนั้นหากเกิดการเปลี่ยนแปลงระหว่างกัน บี.เอส.จากนั้นจะถูกควบคุม แอล.เอ.ซี.และอื่น ๆ

ควรพิจารณาการทำงานของสวิตช์โดยละเอียดอีกเล็กน้อย สวิตช์ในเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ทำหน้าที่เกือบจะเหมือนกับ PBX ในเครือข่ายโทรศัพท์แบบมีสาย เขาคือผู้กำหนดสถานที่ที่คุณโทรหา ใครโทรหาคุณ และรับผิดชอบงาน บริการเพิ่มเติมและท้ายที่สุดแล้ว โดยทั่วไปจะกำหนดว่าสามารถโทรได้หรือไม่

มาหยุดที่จุดสุดท้าย - จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณเปิดโทรศัพท์?

ที่นี่คุณเปิดโทรศัพท์ของคุณ ซิมการ์ดของคุณมี หมายเลขพิเศษที่เรียกว่า IMSI – หมายเลขประจำตัวสมาชิกระหว่างประเทศ. หมายเลขนี้เป็นหมายเลขเฉพาะสำหรับซิมการ์ดทุกใบในโลก และด้วยหมายเลขนี้เองที่ทำให้ผู้ให้บริการสามารถแยกแยะสมาชิกรายหนึ่งจากอีกรายหนึ่งได้ เมื่อคุณเปิดโทรศัพท์ โทรศัพท์จะส่งรหัสนี้ไปให้สถานีฐาน ลัค, ลัค– ไปที่สวิตช์ตามลำดับ มีสองสิ่งที่เข้ามาเล่นที่นี่ โมดูลเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับสวิตช์ – HLR ทะเบียนตำแหน่งบ้านและ VLR ทะเบียนสถานที่ของผู้เยี่ยมชม. ตามลำดับ ทะเบียนสมาชิกบ้านและ การลงทะเบียนของสมาชิกแขก. ใน เอชแอลอาร์ถูกเก็บไว้ ไอเอ็มซีสมาชิกทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับผู้ให้บริการรายนี้ ใน วีแอลอาร์ในทางกลับกันมีข้อมูลเกี่ยวกับสมาชิกทั้งหมดที่เข้ามา ช่วงเวลานี้ใช้เครือข่าย ของผู้ดำเนินการรายนี้. ไอเอ็มซีโอนไปที่ เอชแอลอาร์(แน่นอน ในรูปแบบที่มีการเข้ารหัสสูง เราจะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติของการเข้ารหัส เราจะบอกเพียงว่าอีกบล็อกหนึ่งรับผิดชอบกระบวนการนี้ - AuC, ศูนย์การรับรองความถูกต้อง), HLRในทางกลับกัน ตรวจสอบว่าเขามีสมาชิกดังกล่าวหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้น เขาถูกบล็อกหรือไม่ เช่น เนื่องจากการไม่ชำระเงิน หากทุกอย่างเป็นไปตามลำดับ ผู้สมัครสมาชิกรายนี้จะลงทะเบียนเข้าแล้ว วีแอลอาร์และต่อจากนี้ไปก็สามารถโทรออกได้ ยู ผู้ประกอบการรายใหญ่อาจจะไม่ใช่อันเดียว แต่มีหลายอันที่ทำงานคู่ขนานกัน เอชแอลอาร์และ วีแอลอาร์. ทีนี้ลองแสดงทั้งหมดข้างต้นในรูป:

ที่นี่เราดูสั้น ๆ ว่ามันทำงานอย่างไร เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่. ในความเป็นจริงทุกสิ่งมีความซับซ้อนกว่ามาก แต่ถ้าเราอธิบายทุกอย่างโดยละเอียดแล้วการนำเสนอนี้อาจมีปริมาณมากกว่า "สงครามและสันติภาพ"

ต่อไป เราจะดูว่า (และที่สำคัญที่สุด คือ ทำไม!) ผู้ดำเนินการหักเงินจากบัญชีของเรา ดังที่คุณคงเคยได้ยินมาแล้วว่า แผนภาษีมีสาม ประเภทต่างๆ– สิ่งที่เรียกว่า “เครดิต” “ล่วงหน้า” และ “ชำระล่วงหน้า” จากภาษาอังกฤษ ชำระเงินล่วงหน้านั่นคือแบบเติมเงิน ความแตกต่างคืออะไร? มาดูกันว่าสามารถตัดเงินระหว่างการสนทนาได้อย่างไร:

สมมติว่าคุณโทรหาที่ไหนสักแห่ง มันถูกบันทึกไว้บนสวิตช์บอร์ดว่าสมาชิกดังกล่าวโทรมาและพูดคุยเป็นเวลาสี่สิบห้าวินาที

กรณีแรกคือคุณมีบัตรเครดิตหรือระบบการชำระเงินล่วงหน้า ในกรณีนี้สิ่งต่อไปนี้จะเกิดขึ้น: ข้อมูลเกี่ยวกับการโทรของคุณและไม่เพียงแต่การโทรของคุณจะถูกสะสมในสวิตช์จากนั้นตามลำดับคิวทั่วไปจะถูกโอนไปยังบล็อกพิเศษที่เรียกว่า การเรียกเก็บเงิน, จากภาษาอังกฤษเป็นการเรียกเก็บเงิน - เพื่อชำระค่าใช้จ่าย การเรียกเก็บเงินรับผิดชอบทุกประเด็นที่เกี่ยวข้องกับเงินของสมาชิก - คำนวณค่าโทร, ตัดค่าธรรมเนียมการสมัครสมาชิก, ตัดเงินสำหรับบริการและอื่น ๆ

ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลจาก ปริญญาโทวี การเรียกเก็บเงินขึ้นอยู่กับพลังการประมวลผลที่คุณมี การเรียกเก็บเงินหรืออีกนัยหนึ่งคือ เขาจัดการแปลงข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับการโทรให้เป็นเงินโดยตรงได้เร็วแค่ไหน ดังนั้น ยิ่งสมาชิกพูดคุยกันมากขึ้น หรือการเรียกเก็บเงิน "ช้า" มากขึ้น คิวก็จะยิ่งเคลื่อนช้าลง และด้วยเหตุนี้ ความล่าช้าระหว่างการสนทนาและการหักเงินจริงสำหรับการสนทนานี้ก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย ข้อเท็จจริงนี้เกี่ยวข้องกับความไม่พอใจที่สมาชิกบางคนมักแสดงออก - “พวกเขาบอกว่าพวกเขากำลังขโมยเงิน! ฉันไม่ได้พูดมาสองวัน - จำนวนหนึ่งถูกตัดออกไป ... " แต่ไม่ได้คำนึงเลยว่าบทสนทนาที่เกิดขึ้น เช่น เมื่อ 3 วันก่อน เงินไม่ได้ถูกตัดออกทันที... ผู้คนพยายามไม่สังเกตเห็นสิ่งดีๆ... และทุกวันนี้ เช่น การเรียกเก็บเงินไม่สามารถทำงานได้ - เนื่องจากอุบัติเหตุหรือเนื่องจากมีการปรับปรุงให้ทันสมัย

ในทิศทางตรงกันข้าม - จากการเรียกเก็บเงินถึง ปริญญาโท- มีอีกคิวหนึ่งซึ่ง การเรียกเก็บเงินแจ้งสวิตช์บอร์ดเกี่ยวกับสถานะของบัญชีสมาชิก อีกครั้งเป็นกรณีที่พบบ่อย - หนี้ในบัญชีสามารถเข้าถึงหลายสิบดอลลาร์ แต่คุณยังสามารถโทรออกได้ - นี่เป็นเพราะคิว "ย้อนกลับ" ยังมาไม่ถึงและแผงสวิตช์ยังไม่รู้ว่าคุณเป็น ผู้ผิดนัดที่เป็นอันตรายและคุณควรจะถูกบล็อกมานานแล้ว

อัตราภาษีล่วงหน้าแตกต่างจากอัตราภาษีเครดิตเฉพาะในวิธีการชำระกับสมาชิก - ในกรณีแรกบุคคลฝากเงินจำนวนหนึ่งเข้าบัญชีและเงินสำหรับการโทรจะค่อยๆหักออกจากจำนวนนี้ วิธีนี้สะดวกเพราะช่วยให้คุณสามารถวางแผนและจำกัดค่าใช้จ่ายในการสื่อสารของคุณได้ในระดับหนึ่ง ตัวเลือกที่สองคือเครดิต ซึ่งเท่ากับต้นทุนรวมของการโทรทั้งหมดในช่วงเวลาใดๆ (“ รอบการเรียกเก็บเงิน") โดยปกติต่อเดือนจะออกในรูปแบบของใบแจ้งหนี้ที่สมาชิกจะต้องชำระ ระบบเครดิตนั้นสะดวกสบายเพราะประกันคุณในกรณีที่คุณต้องการโทรออกอย่างเร่งด่วน แต่เงินในบัญชีของคุณหมดกะทันหันและโทรศัพท์ของคุณถูกบล็อก

การชำระล่วงหน้าได้รับการออกแบบแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง:

ในการเติมเงิน การเรียกเก็บเงินเช่นนี้มักเรียกว่า " แพลตฟอร์ม Pripad».

ทันทีที่การเชื่อมต่อโทรศัพท์เริ่มต้นขึ้น การเชื่อมต่อโดยตรงจะถูกสร้างขึ้นระหว่าง สวิตช์และ แพลตฟอร์มแบบเติมเงิน. ไม่มีคิว ข้อมูลจะถูกส่งไปทั้งสองทิศทางโดยตรงในระหว่างการสนทนาแบบเรียลไทม์ ในการเชื่อมต่อกับสิ่งนี้ การชำระล่วงหน้ามีคุณสมบัติลักษณะดังต่อไปนี้: ไม่มี ค่าสมัคร(เนื่องจากไม่มีสิ่งนั้น. ระยะเวลาการเรียกเก็บเงิน) บริการเพิ่มเติมที่จำกัด (ทางเทคนิคแล้วยากในการเรียกเก็บเงินใน "เรียลไทม์") ไม่สามารถ "เข้าสู่สีแดง" ได้ - การสนทนาจะถูกขัดจังหวะทันทีที่เงินในบัญชีหมด มีศักดิ์ศรีชัดเจน เพรเพเดสคือความสามารถในการควบคุมจำนวนเงินในบัญชีได้อย่างแม่นยำและเป็นผลให้ค่าใช้จ่ายของคุณ

ใน เพรเพเดสบางครั้งมีการสังเกตปรากฏการณ์ตลก ๆ - ถ้า แพลตฟอร์มแบบเติมเงินด้วยเหตุผลบางอย่างปฏิเสธที่จะทำงานเช่นเนื่องจากการโอเวอร์โหลดดังนั้นสำหรับสมาชิก ภาษีที่ชำระล่วงหน้าในเวลานี้การโทรทั้งหมดจะฟรีอย่างแน่นอน ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว ทำให้พวกเขา – สมาชิก – มีความสุข

แต่เงินเราคำนวณยังไงตอนคุยกัน โรมมิ่ง? และโดยทั่วไปโทรศัพท์ทำงานอย่างไรในการโรมมิ่ง? เรามาลองตอบคำถามเหล่านี้กัน:

ตัวเลข ไอเอ็มซีประกอบด้วยตัวเลข 15 หลัก และ 5 หลักแรกเรียกว่า СС – รหัสประเทศ(3 หลัก) และ NC – รหัสเครือข่าย(5 หลัก) – ระบุลักษณะผู้ให้บริการที่คุณเชื่อมต่ออย่างชัดเจน สมาชิกรายนี้. ตามตัวเลขทั้งห้านี้ วีแอลอาร์ค้นหาโอเปอเรเตอร์ของแขก เอชแอลอาร์โอเปอเรเตอร์ที่บ้านและดูในนั้น - แต่ในความเป็นจริงแล้ว ผู้สมัครสมาชิกรายนี้สามารถใช้โรมมิ่งกับโอเปอเรเตอร์นี้ได้หรือไม่ ถ้าใช่ก็แล้วกัน ไอเอ็มซีได้รับการจดทะเบียนกับ วีแอลอาร์ผู้ดำเนินการแขกและใน เอชแอลอาร์หน้าแรก - เชื่อมโยงกับแขกคนเดียวกัน วีแอลอาร์เพื่อทราบว่าจะมองหาสมาชิกได้ที่ไหน

สถานการณ์การตัดเงินในการเรียกเก็บเงินก็ไม่ง่ายเช่นกัน เนื่องจากการโทรได้รับการประมวลผลโดยสวิตช์ของแขก แต่สวิตช์ "บ้าน" จะนับเงิน การเรียกเก็บเงินความล่าช้าอย่างมากในการหักเงินค่อนข้างเป็นไปได้ - นานถึงหนึ่งเดือน ถึงแม้จะมีระบบต่างๆ ก็ตาม เช่น “ อูฐ2” ซึ่งแม้จะทำงานโรมมิ่งตามหลักการเติมเงินนั่นคือพวกเขาจะตัดเงินแบบเรียลไทม์

มีคำถามอื่นเกิดขึ้น - เงินที่ถูกตัดออกเพื่ออะไร? โรมมิ่ง? หากทุกอย่างชัดเจน "ที่บ้าน" - มีแผนภาษีที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนจากนั้นเมื่อโรมมิ่งสถานการณ์จะแตกต่างออกไป - เงินจำนวนมากถูกตัดออกและยังไม่ชัดเจนว่าทำไม เรามาลองคิดดู:

ทั้งหมด โทรศัพท์ในการโรมมิ่งจะแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ

สายเรียกเข้า – ในกรณีนี้ ค่าใช้จ่ายในการโทรประกอบด้วย:

ค่าใช้จ่าย โทรระหว่างประเทศจากบ้านสู่ภูมิภาคแขก
+
ค่าใช้จ่ายในการรับสายจากผู้ให้บริการรับเชิญ
+
จะมีการคิดค่าบริการเพิ่มเติมขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการเฉพาะของแขก

โทรออกบ้าน:

ค่าโทรระหว่างประเทศจากภูมิภาคแขกไปที่บ้าน
+
ค่าใช้จ่ายในการโทรออกจากผู้ให้บริการรับเชิญ

การโทรออกไปยังภูมิภาคของแขก:

ค่าใช้จ่ายในการโทรออกจากผู้ให้บริการรับเชิญ
+
คิดค่าบริการเพิ่มเติมบางส่วนขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการเฉพาะราย

อย่างที่คุณเห็น ค่าใช้จ่ายในการโทรในการโรมมิ่งนั้นขึ้นอยู่กับสองสิ่งเท่านั้น - ผู้ให้บริการรายใดที่ผู้ใช้บริการเชื่อมต่ออยู่ที่บ้าน และผู้ให้บริการรายใดที่ผู้ใช้บริการใช้เมื่อไม่อยู่ สิ่งนี้เผยให้เห็นสิ่งหนึ่งที่สำคัญมาก - ค่าใช้จ่ายหนึ่งนาทีในการโรมมิ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับแผนภาษีที่สมาชิกเลือกอย่างแน่นอน

ฉันต้องการเพิ่มข้อสังเกตอีกหนึ่งข้อ - หากโทรศัพท์สองเครื่องของผู้ให้บริการรายหนึ่งโรมมิ่งร่วมกับผู้ให้บริการรายอื่น (เช่น เพื่อนสองคนไปเที่ยวพักผ่อน) การพูดคุยกันจะมีราคาแพงมากสำหรับพวกเขา - ผู้โทร จ่ายเท่ากับโทรกลับบ้านและผู้รับสายก็จ่ายเหมือนคนมาจากบ้าน นี่เป็นข้อเสียประการหนึ่งของมาตรฐาน GSM - การสื่อสารในกรณีนี้ต้องผ่านบ้าน แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะจัดเตรียมการเชื่อมต่อ "โดยตรง" แต่ผู้ให้บริการรายใดจะทำเช่นนี้หากคุณสามารถทิ้งทุกอย่างไว้เหมือนเดิมและสร้างรายได้ได้

อีกหนึ่งคำถามใน เมื่อเร็วๆ นี้มักเป็นที่สนใจของเจ้าของมากกว่าหนึ่งราย โทรศัพท์มือถือ– การโอนสายจากโทรศัพท์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งจะมีค่าใช้จ่ายเท่าไร? และค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะตอบคำถามนี้:

สมมติว่าการโอนสายถูกตั้งค่าจากโทรศัพท์ B ไปยังโทรศัพท์ C มีการโทรจากโทรศัพท์ A ไปยังโทรศัพท์ B ดังนั้นสายจะถูกโอนไปยังโทรศัพท์ C ในกรณีนี้ พวกเขาจะชำระเงิน:

โทรศัพท์ A – สำหรับการโทรออกไปยังโทรศัพท์ B
(อันที่จริงนี่เป็นตรรกะ - ท้ายที่สุดนั่นคือสิ่งที่เขาเรียกว่า)
โทรศัพท์ B – ชำระราคาส่งต่อ
(ปกติไม่กี่เซ็นต์ต่อนาที)
+
ค่าโทรระหว่างประเทศจากภูมิภาคที่ลงทะเบียน B ไปยังภูมิภาคที่ลงทะเบียน C
(หากโทรศัพท์มาจากภูมิภาคเดียวกัน ส่วนประกอบนี้จะเป็นศูนย์)
Phone C – จ่ายเท่ากับสายเรียกเข้าจากโทรศัพท์ A

โดยสรุปฉันอยากจะพูดถึงประเด็นที่ละเอียดอ่อนอีกประการหนึ่ง - การส่งต่อในการโรมมิ่งจะมีค่าใช้จ่ายเท่าไร? และนี่คือจุดเริ่มต้นของความสนุก:

ตัวอย่างเช่น โทรศัพท์ของคุณมีการโอนสายไปยังหมายเลขบ้านของคุณเนื่องจากสภาพที่ไม่ว่าง แล้วที่ สายเรียกเข้าที่เรียกว่า “ วงโรมมิ่ง" - สายจะไปที่ โทรศัพท์บ้านผ่านแขก สวิตช์ดังนั้นค่าใช้จ่ายในการโอนสายดังกล่าว คนเร่ร่อนจะเท่ากับผลรวมของค่าโทรเข้าและโทรออกกลับบ้านบวกค่าโอนเอง และสิ่งที่ตลกเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือคนสัญจรไปมาอาจไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามีสายดังกล่าวเกิดขึ้น และต้องประหลาดใจในเวลาต่อมาเมื่อเห็นใบเรียกเก็บเงินสำหรับการสื่อสาร

นี่หมายถึง คำแนะนำการปฏิบัติ– เมื่อเดินทาง ขอแนะนำให้ปิดการใช้งานการส่งต่อทุกประเภท (คุณสามารถปล่อยไว้โดยไม่มีเงื่อนไขเท่านั้น - ในกรณีนี้ "โรมมิ่งลูป" จะไม่ทำงาน) โดยเฉพาะการส่งต่อไปยัง ข้อความเสียง- ไม่เช่นนั้นคุณอาจสงสัยในภายหลัง - "เงินนั่นไปไหนฮะ?"

รายการคำศัพท์ที่ใช้ในข้อความ:

ออค– Authentification Center, Authentication Center มีหน้าที่ในการเข้ารหัสข้อมูลเมื่อส่งผ่านเครือข่ายและรับจากเครือข่าย
การเรียกเก็บเงิน– วางบิล, ระบบบัญชี เงินจากผู้ปฏิบัติงาน
บี.เอส.– สถานีฐาน สถานีฐาน เสาอากาศรับส่งสัญญาณหลายอันที่อยู่ในอุปกรณ์ควบคุมเดียว
อูฐ2– หนึ่งในระบบเติมเงินซึ่งดำเนินการหักเงินทันทีในการโรมมิ่ง
ซีซี– รหัสประเทศ รหัสประเทศในมาตรฐาน GSM (สำหรับรัสเซีย – 250)
จีเอสเอ็ม– Global System for Mobile Communications มาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่ที่แพร่หลายมากที่สุดในโลก
การส่งมอบ – ถ่ายโอนการควบคุมเครื่องโทรศัพท์จากเสาอากาศ/สถานีฐาน/LAC หนึ่งไปยังอีกเสาอากาศหนึ่ง
เอชแอลอาร์– Home Location Register ทะเบียนสมาชิกบ้านประกอบด้วย รายละเอียดข้อมูลเกี่ยวกับสมาชิกทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับผู้ให้บริการรายนี้
อีมี่– การระบุอุปกรณ์เคลื่อนที่ระหว่างประเทศ, ระหว่างประเทศ หมายเลขซีเรียลอุปกรณ์ในมาตรฐาน GSM ที่ไม่ซ้ำกันในแต่ละอุปกรณ์
ไอเอ็มซี– International Mobile Subscriber Identification ซึ่งเป็นหมายเลขซีเรียลระหว่างประเทศของผู้สมัครสมาชิกสำหรับบริการมาตรฐาน GSM มีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับผู้สมัครสมาชิกแต่ละราย
แอล.เอ.ซี.– ตัวควบคุมท้องถิ่น, ตัวควบคุมโซนท้องถิ่น, อุปกรณ์, ผู้จัดการงานสถานีฐานจำนวนหนึ่งซึ่งมีเสาอากาศให้บริการในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง
พื้นที่ท้องถิ่น– โซนท้องถิ่น พื้นที่ที่ให้บริการโดย BS ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ LAC เดียวกัน
ปริญญาโท- Mobile services Switching Center, Mobile Services Control Center, switch เป็นจุดเชื่อมต่อกลางของเครือข่าย GSM
เอ็นซี– รหัสเครือข่าย, รหัสเครือข่าย, รหัสของผู้ให้บริการเฉพาะในประเทศที่กำหนดในมาตรฐาน GSM (สำหรับ MTS – 01, BeeLine – 99)
ชำระเงินล่วงหน้า– เติมเงิน, ชำระล่วงหน้า – ​​ระบบการเรียกเก็บเงินตามการหักเงินทันที
โรมมิ่ง– การโรมมิ่งโดยใช้เครือข่ายของผู้ให้บริการ "แขก" รายอื่น
ซิม– โมดูลระบุตัวตนสมาชิก, โมดูลระบุตัวตนสมาชิก, ซิมการ์ด – หน่วยอิเล็กทรอนิกส์แทรกลงในโทรศัพท์ที่บันทึก IMSI ของผู้สมัครสมาชิก
วีแอลอาร์– Visitor Location Register ซึ่งเป็นการลงทะเบียนสมาชิกที่ใช้งาน – มีข้อมูลเกี่ยวกับสมาชิกทั้งหมดที่กำลังใช้บริการของผู้ให้บริการรายนี้

การสื่อสารทางโทรศัพท์คือการส่งข้อมูลเสียงในระยะทางไกล ด้วยความช่วยเหลือของโทรศัพท์ ผู้คนจึงมีโอกาสสื่อสารแบบเรียลไทม์

หากในช่วงเวลาของการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีมีวิธีการรับส่งข้อมูลเพียงวิธีเดียว - อะนาล็อกแสดงว่าในขณะนี้ระบบการสื่อสารที่หลากหลายก็ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จ โทรศัพท์ ดาวเทียม และ การเชื่อมต่อมือถือเช่นเดียวกับระบบโทรศัพท์ IP ให้การติดต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างสมาชิก แม้ว่าพวกเขาจะอยู่คนละส่วนของโลกก็ตาม มันทำงานอย่างไร การสื่อสารทางโทรศัพท์เมื่อใช้แต่ละวิธี?

โทรศัพท์แบบมีสาย (แอนะล็อก) แบบเก่าที่ดี

การสื่อสารคำว่า "โทรศัพท์" ส่วนใหญ่มักหมายถึงการสื่อสารแบบแอนะล็อก ซึ่งเป็นวิธีการส่งข้อมูลที่กลายเป็นเรื่องปกติมาเป็นเวลาเกือบศตวรรษครึ่ง เมื่อใช้สิ่งนี้ ข้อมูลจะถูกส่งอย่างต่อเนื่องโดยไม่มีการเข้ารหัสระดับกลาง

การเชื่อมต่อระหว่างสมาชิกสองคนถูกควบคุมโดยการหมุนหมายเลขจากนั้นการสื่อสารจะดำเนินการโดยการส่งสัญญาณจากคนสู่คนผ่านสายในความหมายที่แท้จริงของคำ ผู้ใช้บริการไม่ได้เชื่อมต่อโดยผู้ให้บริการโทรศัพท์อีกต่อไป แต่เชื่อมต่อโดยหุ่นยนต์ ซึ่งทำให้ง่ายขึ้นอย่างมากและลดต้นทุนของกระบวนการ แต่หลักการทำงานของเครือข่ายการสื่อสารแบบอะนาล็อกยังคงเหมือนเดิม

การสื่อสารผ่านมือถือ (เซลลูล่าร์)

สมาชิกของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือเข้าใจผิดว่าพวกเขาได้ "ตัดสาย" เพื่อเชื่อมต่อกับการแลกเปลี่ยนโทรศัพท์ ในลักษณะที่ปรากฏทุกอย่างเป็นเช่นนั้น - บุคคลสามารถเคลื่อนที่ได้ทุกที่ (ภายในสัญญาณครอบคลุม) โดยไม่รบกวนการสนทนาและไม่สูญเสียการติดต่อกับคู่สนทนาและ<подключить телефонную связь стало легче и проще.

อย่างไรก็ตาม ถ้าเราเข้าใจวิธีการทำงานของการสื่อสารเคลื่อนที่ เราจะพบความแตกต่างไม่มากนักจากการทำงานของเครือข่ายอะนาล็อก จริงๆ แล้วสัญญาณ "ลอยอยู่ในอากาศ" เฉพาะจากโทรศัพท์ของผู้โทรเท่านั้นที่จะไปยังตัวรับส่งสัญญาณ ซึ่งในทางกลับกัน จะสื่อสารกับอุปกรณ์ที่คล้ายกันใกล้กับผู้สมัครสมาชิกที่เรียกว่ามากที่สุด... ผ่านเครือข่ายใยแก้วนำแสง

ขั้นตอนการส่งข้อมูลวิทยุจะครอบคลุมเฉพาะเส้นทางสัญญาณจากโทรศัพท์ไปยังสถานีฐานที่ใกล้ที่สุด ซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายการสื่อสารอื่นๆ ในลักษณะดั้งเดิมโดยสิ้นเชิง เป็นที่ชัดเจนว่าการสื่อสารผ่านมือถือทำงานอย่างไร ข้อดีและข้อเสียของมันคืออะไร?

เทคโนโลยีนี้ให้ความคล่องตัวมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการส่งข้อมูลแบบอะนาล็อก แต่มีความเสี่ยงของการรบกวนที่ไม่พึงประสงค์และความเป็นไปได้ของการดักฟังโทรศัพท์เหมือนกัน

เส้นทางสัญญาณเซลล์

มาดูกันว่าสัญญาณไปถึงผู้สมัครสมาชิกที่ถูกเรียกอย่างไร

1. ผู้ใช้หมุนหมายเลข
2. โทรศัพท์ของเขาสร้างการติดต่อทางวิทยุกับสถานีฐานใกล้เคียง ตั้งอยู่บนอาคารสูง อาคารอุตสาหกรรม และหอคอย แต่ละสถานีประกอบด้วยเสาอากาศรับส่งสัญญาณ (ตั้งแต่ 1 ถึง 12) และชุดควบคุม สถานีฐานที่ให้บริการในหนึ่งอาณาเขตจะเชื่อมต่อกับตัวควบคุม
3. จากสถานีฐานควบคุม สัญญาณจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลไปยังตัวควบคุม และจากที่นั่นผ่านสายเคเบิลไปยังสวิตช์ด้วย อุปกรณ์นี้ให้สัญญาณอินพุตและเอาต์พุตไปยังสายการสื่อสารต่างๆ: ระหว่างเมือง เมือง ระหว่างประเทศ และผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่อื่นๆ ขึ้นอยู่กับขนาดของเครือข่าย อาจเกี่ยวข้องกับสวิตช์หนึ่งตัวหรือหลายตัวที่เชื่อมต่อถึงกันโดยใช้สายไฟ
4. จากสวิตช์ "ของคุณ" สัญญาณจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลความเร็วสูงไปยังสวิตช์ของผู้ให้บริการรายอื่นและอย่างหลังจะกำหนดได้อย่างง่ายดายในพื้นที่ครอบคลุมที่ผู้ควบคุมผู้สมัครสมาชิกซึ่งมีการโทรอยู่
5. สวิตช์เรียกตัวควบคุมที่ต้องการซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังสถานีฐานซึ่ง "สอบปากคำ" โทรศัพท์มือถือ
6. ฝ่ายที่รับสายจะได้รับสายเรียกเข้า

โครงสร้างเครือข่ายหลายชั้นนี้ช่วยให้โหลดมีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างโหนดทั้งหมด สิ่งนี้จะช่วยลดโอกาสที่อุปกรณ์จะล้มเหลวและทำให้มั่นใจในการสื่อสารอย่างต่อเนื่อง

เป็นที่ชัดเจนว่าการสื่อสารผ่านมือถือทำงานอย่างไร ข้อดีและข้อเสียของมันคืออะไร? เทคโนโลยีนี้ให้ความคล่องตัวมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการส่งข้อมูลแบบอะนาล็อก แต่มีความเสี่ยงของการรบกวนที่ไม่พึงประสงค์และความเป็นไปได้ของการดักฟังโทรศัพท์เหมือนกัน

การเชื่อมต่อดาวเทียม

มาดูกันว่าการสื่อสารผ่านดาวเทียมซึ่งเป็นระดับสูงสุดของการพัฒนาการสื่อสารรีเลย์วิทยุในปัจจุบันทำงานอย่างไร ตัวทวนสัญญาณที่วางอยู่ในวงโคจรสามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวดาวเคราะห์ได้ด้วยตัวเอง เครือข่ายสถานีฐานไม่จำเป็นอีกต่อไป เช่นเดียวกับในกรณีของการสื่อสารเคลื่อนที่

สมาชิกรายบุคคลได้รับโอกาสเดินทางโดยไม่มีข้อจำกัด เชื่อมต่อได้แม้อยู่ในไทกาหรือป่า ผู้สมัครสมาชิกที่เป็นนิติบุคคลสามารถแนบ mini-PBX ทั้งหมดเข้ากับเสาอากาศทวนสัญญาณเดียว (นี่คือ "จาน" ที่คุ้นเคยในขณะนี้ แต่ต้องคำนึงถึงปริมาณของข้อความขาเข้าและขาออกตลอดจนขนาดของ ไฟล์ที่ต้องส่ง

ข้อเสียของเทคโนโลยี:

• การพึ่งพาสภาพอากาศที่รุนแรง พายุแม่เหล็กหรือความหายนะอื่น ๆ อาจทำให้สมาชิกขาดการสื่อสารเป็นเวลานาน
• หากมีสิ่งผิดปกติทางกายภาพบนเครื่องทวนสัญญาณดาวเทียม เวลาที่ใช้ในการกู้คืนฟังก์ชันการทำงานทั้งหมดจะใช้เวลานานมาก
• ต้นทุนของบริการสื่อสารไร้พรมแดนมักจะสูงกว่าค่าใช้จ่ายทั่วไป เมื่อเลือกวิธีการสื่อสาร สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าคุณต้องการการเชื่อมต่อที่ใช้งานได้มากน้อยเพียงใด

การสื่อสารผ่านดาวเทียม: ข้อดีและข้อเสีย

คุณสมบัติหลักของ "ดาวเทียม" คือให้สมาชิกมีความเป็นอิสระจากสายการสื่อสารภาคพื้นดิน ข้อดีของวิธีนี้ชัดเจน ซึ่งรวมถึง:

• ความคล่องตัวของอุปกรณ์ สามารถใช้งานได้ในเวลาอันสั้น
• ความสามารถในการสร้างเครือข่ายที่กว้างขวางครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว
• การสื่อสารกับพื้นที่เข้าถึงยากและห่างไกล
• การจองช่องสัญญาณที่สามารถใช้ได้ในกรณีที่การสื่อสารภาคพื้นดินขัดข้อง
• ความยืดหยุ่นของคุณลักษณะทางเทคนิคของเครือข่าย ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการได้เกือบทุกรูปแบบ

ข้อเสียของเทคโนโลยี:

• การพึ่งพาสภาพอากาศที่รุนแรง พายุแม่เหล็กหรือความหายนะอื่น ๆ อาจทำให้สมาชิกไม่มีการสื่อสารเป็นเวลานาน
• หากมีสิ่งผิดปกติทางกายภาพบนเครื่องทวนสัญญาณดาวเทียม ระยะเวลาจนกว่าการทำงานของระบบจะได้รับการกู้คืนอย่างสมบูรณ์จะใช้เวลานาน
• ต้นทุนของบริการสื่อสารไร้พรมแดนมักจะสูงกว่าค่าใช้จ่ายทั่วไป

เมื่อเลือกวิธีการสื่อสาร สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าคุณต้องการการเชื่อมต่อที่ใช้งานได้มากน้อยเพียงใด

ผู้คนหลายล้านคนทั่วโลกใช้โทรศัพท์มือถือเพราะโทรศัพท์มือถือช่วยให้สื่อสารกับผู้คนทั่วโลกได้ง่ายขึ้นมาก

โทรศัพท์มือถือในปัจจุบันมาพร้อมกับคุณสมบัติต่างๆ มากมาย และมีเพิ่มมากขึ้นทุกวัน คุณสามารถทำสิ่งต่อไปนี้ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นโทรศัพท์มือถือของคุณ:

บันทึกข้อมูลที่สำคัญ
จดบันทึกหรือทำรายการสิ่งที่ต้องทำ
บันทึกการประชุมที่สำคัญและเปิดการเตือนเพื่อเตือนความจำ
ใช้เครื่องคิดเลขในการคำนวณ
ส่งหรือรับจดหมาย
ค้นหาข้อมูล (ข่าวสาร ข้อความ เรื่องตลก และอื่นๆ อีกมากมาย) บนอินเทอร์เน็ต
เล่นเกมส์
ดูโทรทัศน์
ส่งข้อความ
ใช้อุปกรณ์อื่นๆ เช่น เครื่องเล่น MP3, PDA และระบบนำทาง GPS

แต่คุณไม่เคยสงสัยมาก่อนว่าโทรศัพท์มือถือทำงานอย่างไร? และอะไรทำให้แตกต่างจากโทรศัพท์บ้านธรรมดา? คำศัพท์เหล่านี้ PCS, GSM, CDMA และ TDMA หมายถึงอะไร บทความนี้จะพูดถึงคุณสมบัติใหม่ของโทรศัพท์มือถือ

เริ่มจากความจริงที่ว่าโทรศัพท์มือถือโดยพื้นฐานแล้วเป็นวิทยุซึ่งเป็นประเภทที่ล้ำหน้ากว่า แต่ก็เป็นวิทยุ ตัวโทรศัพท์ถูกสร้างขึ้นโดยอเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ในปี พ.ศ. 2419 และการสื่อสารไร้สายในเวลาต่อมาโดยนิโคไล เทสลา ในช่วงทศวรรษที่ 1880 (ชาวอิตาลี กูกลิเอลโม มาร์โคนี เริ่มพูดถึงการสื่อสารไร้สายครั้งแรกในปี พ.ศ. 2437) มันถูกลิขิตให้ทั้งสองเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมนี้มารวมกัน

ในสมัยโบราณ เมื่อไม่มีโทรศัพท์มือถือ ผู้คนจะติดตั้งโทรศัพท์วิทยุในรถยนต์เพื่อสื่อสาร ระบบวิทยุโทรศัพท์นี้ทำงานโดยใช้เสาอากาศหลักตัวเดียวที่ติดตั้งบนหอคอยนอกเมืองและรองรับได้ประมาณ 25 ช่อง ในการเชื่อมต่อกับเสาอากาศหลัก โทรศัพท์จะต้องมีเครื่องส่งที่ทรงพลังซึ่งมีรัศมีประมาณ 70 กม.

แต่มีเพียงไม่กี่คนที่สามารถใช้โทรศัพท์วิทยุดังกล่าวได้เนื่องจากมีจำนวนช่องสัญญาณที่จำกัด

ความอัจฉริยะของระบบเคลื่อนที่อยู่ที่การแบ่งเมืองออกเป็นหลายองค์ประกอบ ("เซลล์") สิ่งนี้ส่งเสริมการใช้ความถี่ซ้ำทั่วทั้งเมือง เพื่อให้ผู้คนหลายล้านคนสามารถใช้โทรศัพท์มือถือได้ในเวลาเดียวกัน “รังผึ้ง” ไม่ได้ถูกเลือกโดยบังเอิญ เนื่องจากเป็นรังผึ้ง (รูปหกเหลี่ยม) ที่สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้อย่างเหมาะสมที่สุด

เพื่อให้เข้าใจการทำงานของโทรศัพท์มือถือได้ดีขึ้น จำเป็นต้องเปรียบเทียบวิทยุ CB (เช่น วิทยุทั่วไป) กับโทรศัพท์ไร้สาย

อุปกรณ์พกพาฟูลดูเพล็กซ์กับฮาล์ฟดูเพล็กซ์ - วิทยุโทรศัพท์เหมือนกับวิทยุทั่วไป คืออุปกรณ์ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ ซึ่งหมายความว่าคนสองคนใช้ความถี่เดียวกัน ดังนั้นจึงสามารถพูดได้ทีละคนเท่านั้น โทรศัพท์มือถือเป็นอุปกรณ์ฟูลดูเพล็กซ์ ซึ่งหมายความว่าบุคคลหนึ่งจะใช้สองความถี่ ความถี่หนึ่งใช้สำหรับฟังอีกฝั่งหนึ่ง และอีกความถี่หนึ่งใช้สำหรับพูด จึงสามารถสนทนาผ่านโทรศัพท์มือถือได้พร้อมๆ กัน

ช่อง - วิทยุโทรศัพท์ใช้ช่องเดียวเท่านั้น วิทยุมีประมาณ 40 ช่อง โทรศัพท์มือถือธรรมดาอาจมี 1,664 ช่องขึ้นไป

ในอุปกรณ์ฮาล์ฟดูเพล็กซ์ เครื่องส่งสัญญาณวิทยุทั้งสองเครื่องจะใช้ความถี่เดียวกัน ดังนั้นจึงมีเพียงคนเดียวเท่านั้นที่สามารถพูดคุยได้ ในอุปกรณ์ฟูลดูเพล็กซ์ เครื่องส่งสัญญาณ 2 เครื่องใช้ความถี่ที่แตกต่างกันเพื่อให้ผู้คนสามารถพูดคุยได้ในเวลาเดียวกัน โทรศัพท์มือถือเป็นอุปกรณ์ฟูลดูเพล็กซ์

ในระบบโทรศัพท์มือถือทั่วไปของสหรัฐอเมริกา ผู้ใช้โทรศัพท์มือถือใช้ความถี่ประมาณ 800 เพื่อพูดคุยรอบเมือง โทรศัพท์มือถือแบ่งเมืองออกเป็นหลายร้อยเมือง แต่ละเซลล์มีขนาดเฉพาะและครอบคลุมพื้นที่ 26 ตารางกิโลเมตร รวงผึ้งเป็นเหมือนรูปหกเหลี่ยมที่ล้อมรอบด้วยโครงตาข่าย

เนื่องจากโทรศัพท์มือถือและสถานีใช้เครื่องส่งสัญญาณพลังงานต่ำ เซลล์ที่ไม่อยู่ติดกันอาจใช้ความถี่เดียวกัน ทั้งสองเซลล์อาจใช้ความถี่เดียวกัน เครือข่ายเซลลูลาร์ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ความเร็วสูงที่ทรงพลัง สถานีฐาน (ตัวรับส่งสัญญาณ VHF หลายความถี่) กระจายไปทั่วพื้นที่ทำงานทั้งหมดของเครือข่ายเซลลูล่าร์ โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์ไฮเทคอื่น ๆ เราจะพูดถึงสถานีฐานเพิ่มเติม แต่ตอนนี้เรามาดู "เซลล์" ที่ประกอบกันเป็นระบบเซลลูล่าร์กัน

เซลล์หนึ่งในระบบเซลลูล่าร์แบบอะนาล็อกใช้ 1/7 ของช่องทางการสื่อสารสองทางที่มีอยู่ ซึ่งหมายความว่าแต่ละเซลล์ (จาก 7 เซลล์ในตาราง) ใช้ 1/7 ของช่องสัญญาณที่มีอยู่ ซึ่งมีชุดความถี่ของตัวเอง ดังนั้นจึงไม่ทับซ้อนกัน:

ผู้ใช้โทรศัพท์มือถือมักจะได้รับความถี่วิทยุ 832 สำหรับการพูดคุยรอบเมือง
โทรศัพท์มือถือแต่ละเครื่องใช้ 2 ความถี่ต่อการโทร - ที่เรียกว่า ช่องทางสองทาง - ดังนั้นสำหรับผู้ใช้โทรศัพท์มือถือแต่ละคนจะมีช่องทางการสื่อสาร 395 ช่อง (ช่องหลักใช้ความถี่ที่เหลือ 42 ช่อง - เราจะพูดถึงในภายหลัง)

ดังนั้นแต่ละเซลล์จึงมีช่องทางการสื่อสารที่ใช้ได้มากถึง 56 ช่อง ซึ่งหมายความว่า 56 คนจะสามารถพูดคุยผ่านโทรศัพท์มือถือได้ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีมือถือตัวแรก 1G ถือเป็นอะนาล็อกของเครือข่ายเซลลูล่าร์ ตั้งแต่เริ่มมีการใช้การส่งข้อมูลดิจิทัล (2G) จำนวนช่องสัญญาณก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก

โทรศัพท์มือถือมีเครื่องส่งสัญญาณพลังงานต่ำในตัว ดังนั้นจึงทำงานที่ระดับสัญญาณ 2 ระดับ: 0.6 วัตต์และ 3 วัตต์ (สำหรับการเปรียบเทียบ นี่คือวิทยุธรรมดาที่ทำงานที่ 4 วัตต์) สถานีฐานยังใช้เครื่องส่งสัญญาณพลังงานต่ำ แต่มีข้อดีในตัวเอง:

การส่งสัญญาณของสถานีฐานและสัญญาณโทรศัพท์มือถือภายในแต่ละเซลล์ไม่อนุญาตให้คุณเคลื่อนที่ไปไกลจากเซลล์ ด้วยวิธีนี้ ทั้งสองเซลล์สามารถใช้ความถี่ 56 ความถี่เดียวกันซ้ำได้ คลื่นความถี่เดียวกันนี้สามารถใช้ได้ทั่วทั้งเมือง
ปริมาณการใช้ประจุของโทรศัพท์มือถือซึ่งโดยปกติจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่นั้นไม่ได้สูงมากนัก เครื่องส่งสัญญาณพลังงานต่ำหมายถึงแบตเตอรี่ขนาดเล็ก ซึ่งทำให้โทรศัพท์มือถือมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่จำเป็นต้องมีสถานีฐานจำนวนหนึ่ง โดยไม่คำนึงถึงขนาดของเมือง เมืองเล็กๆ ควรมีหอคอยหลายร้อยแห่ง ผู้ใช้โทรศัพท์มือถือทั้งหมดในเมืองใดๆ จะได้รับการจัดการโดยสำนักงานใหญ่แห่งเดียว ซึ่งเรียกว่าศูนย์สลับโทรศัพท์มือถือ ศูนย์นี้ควบคุมการโทรและสถานีฐานทั้งหมดในพื้นที่ที่กำหนด

รหัสโทรศัพท์มือถือ

หมายเลขลำดับอิเล็กทรอนิกส์ (ESN) คือหมายเลข 32 บิตเฉพาะที่ผู้ผลิตตั้งโปรแกรมไว้ในโทรศัพท์มือถือ
หมายเลขประจำตัวมือถือ (MIN) คือรหัส 10 หลักที่ได้มาจากหมายเลขโทรศัพท์มือถือ
รหัสระบุระบบ (SID) เป็นรหัส 5 หลักที่ไม่ซ้ำกันซึ่งกำหนดให้กับบริษัท FCC แต่ละแห่ง รหัสสองรหัสสุดท้าย MIN และ SID จะถูกตั้งโปรแกรมไว้ในโทรศัพท์มือถือเมื่อคุณซื้อบัตรและเปิดโทรศัพท์

โทรศัพท์มือถือแต่ละเครื่องมีรหัสของตัวเอง จำเป็นต้องใช้รหัสเพื่อจดจำโทรศัพท์ เจ้าของโทรศัพท์มือถือ และผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือ ตัวอย่างเช่น คุณมีโทรศัพท์มือถือ คุณเปิดเครื่องแล้วลองโทรออก นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงเวลานี้:

เมื่อคุณเปิดโทรศัพท์ครั้งแรก โทรศัพท์จะค้นหารหัสประจำตัวในช่องควบคุมหลัก ช่องสัญญาณคือความถี่พิเศษที่โทรศัพท์มือถือและสถานีฐานใช้ในการส่งสัญญาณ หากโทรศัพท์ไม่พบช่องควบคุม แสดงว่าอยู่ไกลเกินเอื้อมและข้อความ "ไม่มีเครือข่าย" จะปรากฏขึ้นบนหน้าจอ
เมื่อโทรศัพท์ได้รับรหัสประจำตัว โทรศัพท์จะตรวจสอบกับรหัสของตัวเอง หากมีการจับคู่กันโทรศัพท์มือถือจะได้รับอนุญาตให้เชื่อมต่อกับเครือข่ายได้
นอกจากรหัสแล้ว โทรศัพท์ยังร้องขอการเข้าถึงเครือข่ายและ Mobile Switching Center จะบันทึกตำแหน่งของโทรศัพท์ในฐานข้อมูล ดังนั้น Switching Center จะทราบว่าคุณกำลังใช้โทรศัพท์เครื่องไหนเมื่อต้องการส่งข้อความบริการถึงคุณ
ศูนย์เปลี่ยนสายรับสายและสามารถคำนวณหมายเลขของคุณได้ เขาสามารถค้นหาหมายเลขโทรศัพท์ของคุณในฐานข้อมูลของเขาได้ตลอดเวลา
ศูนย์สวิตช์จะติดต่อกับโทรศัพท์มือถือของคุณเพื่อแจ้งให้คุณทราบว่าควรใช้ความถี่ใด และหลังจากที่โทรศัพท์มือถือสื่อสารกับเสาอากาศ โทรศัพท์จะสามารถเข้าถึงเครือข่ายได้

โทรศัพท์มือถือและสถานีฐานจะรักษาการติดต่อทางวิทยุให้คงที่ โทรศัพท์มือถือจะสลับจากสถานีฐานหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่งเป็นระยะ ซึ่งจะส่งสัญญาณที่แรงกว่า หากโทรศัพท์มือถือเคลื่อนออกนอกขอบเขตของสถานีฐาน โทรศัพท์มือถือจะสร้างการเชื่อมต่อกับสถานีฐานอื่นที่อยู่ใกล้เคียง แม้ในระหว่างการสนทนา สถานีฐานทั้งสองจะ "สื่อสาร" ผ่าน Switching Center ซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังโทรศัพท์มือถือของคุณเพื่อเปลี่ยนความถี่

มีหลายกรณีที่เมื่อเคลื่อนที่สัญญาณจะย้ายจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่งซึ่งเป็นของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือรายอื่น ในกรณีนี้สัญญาณจะไม่หายไป แต่จะถูกโอนไปยังผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือรายอื่น

โทรศัพท์มือถือสมัยใหม่ส่วนใหญ่สามารถทำงานได้หลายมาตรฐาน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถใช้บริการโรมมิ่งในเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ต่างๆ ได้ ศูนย์สวิตช์ที่มีเซลล์ที่คุณกำลังใช้งานอยู่จะติดต่อกับศูนย์สวิตช์ของคุณและขอการยืนยันรหัส ระบบของคุณจะถ่ายโอนข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับโทรศัพท์ของคุณไปยังระบบอื่น และ Switching Center จะเชื่อมต่อคุณกับเซลล์ของผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือรายใหม่ และสิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือทั้งหมดนี้เสร็จสิ้นภายในไม่กี่วินาที

สิ่งที่น่ารำคาญที่สุดเกี่ยวกับเรื่องทั้งหมดนี้ก็คือคุณสามารถจ่ายค่าโรมมิ่งได้ในราคาเพียงเพนนีเดียว บนโทรศัพท์ส่วนใหญ่ เมื่อคุณข้ามพรมแดนเป็นครั้งแรก บริการโรมมิ่งจะปรากฏขึ้น มิฉะนั้น คุณควรตรวจสอบแผนที่ครอบคลุมสัญญาณมือถือของคุณดีกว่า จะได้ไม่ต้องเสียภาษี "สูงเกินจริง" ในภายหลัง ดังนั้นควรตรวจสอบค่าบริการนี้ทันที

โปรดทราบว่าโทรศัพท์จะต้องใช้งานได้มากกว่าหนึ่งแบนด์หากคุณต้องการใช้บริการโรมมิ่ง เนื่องจากแต่ละประเทศใช้แบนด์ต่างกัน

ในปี พ.ศ. 2526 ได้มีการพัฒนามาตรฐานโทรศัพท์มือถือระบบแอนะล็อกฉบับแรก AMPS (บริการโทรศัพท์มือถือขั้นสูง) มาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่แบบอะนาล็อกนี้ทำงานในช่วงความถี่ตั้งแต่ 825 ถึง 890 MHz เพื่อรักษาการแข่งขันและรักษาราคาในตลาด รัฐบาลกลางสหรัฐฯ กำหนดให้ต้องมีบริษัทอย่างน้อยสองแห่งที่ดำเนินธุรกิจเดียวกันในตลาด บริษัทดังกล่าวแห่งหนึ่งในสหรัฐอเมริกาคือบริษัทโทรศัพท์ท้องถิ่น (LEC)

แต่ละบริษัทมีความถี่ 832 ของตัวเอง: 790 สำหรับการโทร และ 42 สำหรับข้อมูล ในการสร้างหนึ่งช่องสัญญาณ จะใช้สองความถี่พร้อมกัน ช่วงความถี่สำหรับช่องอะนาล็อกโดยทั่วไปคือ 30 kHz ช่วงการส่งและรับของช่องเสียงจะคั่นด้วย 45 MHz เพื่อให้ช่องหนึ่งไม่ทับซ้อนกับอีกช่องหนึ่ง

เวอร์ชันของมาตรฐาน AMPS ที่เรียกว่า NAMPS (Narrowband Advanced Communications System) ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลใหม่เพื่อให้ระบบเพิ่มความสามารถเป็นสามเท่า แต่ถึงแม้จะใช้เทคโนโลยีดิจิทัลใหม่ๆ แต่เวอร์ชันนี้ก็ยังคงเป็นเพียงอนาล็อก มาตรฐานอนาล็อก AMPS และ NAMPS ทำงานที่ความถี่เพียง 800 MHz และยังไม่มีฟังก์ชันที่หลากหลาย เช่น การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตและอีเมล

โทรศัพท์มือถือดิจิทัลอยู่ในเทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือยุคที่สอง (2G) พวกเขาใช้เทคโนโลยีวิทยุแบบเดียวกับโทรศัพท์อะนาล็อก แต่แตกต่างกันเล็กน้อย ระบบอะนาล็อกไม่ได้ใช้สัญญาณระหว่างโทรศัพท์และเครือข่ายมือถืออย่างเต็มที่ - สัญญาณอะนาล็อกไม่สามารถติดขัดหรือจัดการได้ง่ายเช่นเดียวกับสัญญาณดิจิตอล นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมบริษัทเคเบิลทีวีหลายแห่งจึงเปลี่ยนมาใช้ระบบดิจิทัล เพื่อให้พวกเขาสามารถใช้ช่องสัญญาณได้มากขึ้นในแบนด์ที่กำหนด น่าทึ่งมากที่ระบบดิจิทัลสามารถมีประสิทธิภาพได้

ระบบมือถือดิจิทัลจำนวนมากใช้การมอดูเลตความถี่ (FSK) เพื่อส่งและรับข้อมูลผ่านพอร์ทัล AMPS แบบอะนาล็อก การมอดูเลตความถี่ใช้ 2 ความถี่ ความถี่หนึ่งสำหรับลอจิกหนึ่ง และอีกความถี่หนึ่งสำหรับลอจิกศูนย์ โดยเลือกระหว่างความถี่ทั้งสองเมื่อส่งข้อมูลดิจิทัลระหว่างทาวเวอร์และโทรศัพท์มือถือ ในการแปลงข้อมูลแอนะล็อกเป็นดิจิทัลและในทางกลับกัน จำเป็นต้องมีการมอดูเลตและรูปแบบการเข้ารหัส แสดงให้เห็นว่าโทรศัพท์มือถือดิจิทัลจะต้องสามารถประมวลผลข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว

ในแง่ของความซับซ้อนต่อลูกบาศก์นิ้ว โทรศัพท์มือถือถือเป็นอุปกรณ์สมัยใหม่ที่ซับซ้อนที่สุด โทรศัพท์มือถือดิจิทัลสามารถทำการคำนวณนับล้านต่อวินาทีเพื่อเข้ารหัสหรือถอดรหัสสตรีมเสียง

โทรศัพท์ทั่วไปประกอบด้วยหลายส่วน:

ชิป (บอร์ด) ที่เป็นสมองของโทรศัพท์
เสาอากาศ
จอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD)
คีย์บอร์ด
ไมโครโฟน
วิทยากร
แบตเตอรี่

ไมโครเซอร์กิตเป็นศูนย์กลางของทั้งระบบ ต่อไปเราจะมาดูกันว่ามีชิปประเภทใดบ้างและแต่ละชิปทำงานอย่างไร ชิปแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลและกลับเป็นดิจิทัลจะเข้ารหัสสัญญาณเสียงขาออกจากระบบแอนะล็อกไปเป็นดิจิทัลและสัญญาณขาเข้าจากระบบดิจิทัลไปเป็นแอนะล็อก

ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นอุปกรณ์ประมวลผลกลางที่รับผิดชอบในการประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก โดยจะควบคุมแป้นพิมพ์และจอแสดงผล และกระบวนการอื่นๆ อีกมากมาย

ชิป ROM และชิปการ์ดหน่วยความจำช่วยให้คุณจัดเก็บข้อมูลระบบปฏิบัติการโทรศัพท์มือถือและข้อมูลผู้ใช้อื่นๆ เช่น ข้อมูลสมุดโทรศัพท์ ความถี่วิทยุควบคุมพลังงานและการชาร์จ และจัดการคลื่น FM หลายร้อยคลื่น เครื่องขยายสัญญาณความถี่สูงจะควบคุมสัญญาณที่ได้รับหรือสะท้อนจากเสาอากาศ ขนาดหน้าจอเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากโทรศัพท์มือถือมีฟังก์ชันการทำงานมากขึ้น โทรศัพท์หลายรุ่นมีโน้ตบุ๊ก เครื่องคิดเลข และเกม และตอนนี้โทรศัพท์อีกจำนวนมากเชื่อมต่อกับ PDA หรือเว็บเบราว์เซอร์

โทรศัพท์บางรุ่นจัดเก็บข้อมูลบางอย่าง เช่น รหัส SID และ MIN ไว้ในหน่วยความจำแฟลชในตัว ในขณะที่บางรุ่นใช้การ์ดภายนอก เช่น การ์ด SmartMedia

โทรศัพท์หลายรุ่นมีลำโพงและไมโครโฟนที่เล็กมากจนยากที่จะจินตนาการว่าจะสร้างเสียงได้อย่างไร อย่างที่คุณเห็น ลำโพงมีขนาดเท่ากับเหรียญขนาดเล็ก และไมโครโฟนมีขนาดไม่ใหญ่ไปกว่าแบตเตอรี่นาฬิกา อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่นาฬิกาดังกล่าวจะถูกใช้ในชิปภายในของโทรศัพท์มือถือเพื่อควบคุมนาฬิกา

สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือเมื่อ 30 ปีที่แล้วหลายส่วนครอบครองพื้นที่ทั้งชั้นของอาคาร แต่ตอนนี้ทั้งหมดนี้พอดีกับฝ่ามือของบุคคล

โทรศัพท์มือถือ 2G ใช้ความถี่วิทยุในการส่งข้อมูลโดยทั่วไปสามวิธี:

FDMA (การเข้าถึงหลายส่วนความถี่) TDMA (การเข้าถึงหลายส่วนตามเวลา) CDMA (การเข้าถึงหลายส่วนรหัส)

แม้ว่าชื่อของวิธีการเหล่านี้จะดูน่าสับสนมาก แต่คุณสามารถเดาได้ง่าย ๆ ว่าวิธีการเหล่านี้ทำงานอย่างไร เพียงแค่แบ่งชื่อออกเป็นคำแต่ละคำ

คำแรก ความถี่ เวลา รหัส ระบุวิธีการเข้าถึง คำที่สอง การหาร หมายความว่าแยกการโทรตามวิธีการเข้าถึง

FDMA วางสายโทรศัพท์แต่ละครั้งโดยใช้ความถี่ที่แยกจากกัน TDMA จัดสรรการโทรแต่ละครั้งตามเวลาที่กำหนดตามความถี่ที่กำหนด CDMA จะกำหนดรหัสเฉพาะให้กับการโทรแต่ละครั้งแล้วส่งไปยังความถี่อิสระ

คำสุดท้ายของแต่ละวิธีแบบทวีคูณหมายความว่าแต่ละร้อยสามารถใช้ได้หลายคน

อย

FDMA (Frequency Division Multiple Access) เป็นวิธีการใช้ความถี่วิทยุที่มีผู้สมัครสมาชิกเพียงรายเดียวเท่านั้นที่อยู่ในคลื่นความถี่เดียวกัน สมาชิกที่แตกต่างกันใช้ความถี่ที่แตกต่างกันภายในเซลล์ เป็นการประยุกต์ใช้ระบบมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ (FDM) ในการสื่อสารทางวิทยุ เพื่อให้เข้าใจวิธีการทำงานของ FDMA ได้ดีขึ้น เราต้องดูว่าวิทยุทำงานอย่างไร สถานีวิทยุแต่ละแห่งจะส่งสัญญาณไปยังคลื่นความถี่อิสระ วิธี FDMA ใช้เป็นหลักในการส่งสัญญาณแอนะล็อก และแม้ว่าวิธีนี้จะสามารถส่งข้อมูลดิจิทัลได้อย่างไม่ต้องสงสัย แต่ก็ไม่ได้ใช้เพราะถือว่ามีประสิทธิภาพน้อยกว่า

ทีดีเอ็มเอ

TDMA (Time Division Multiple Access) เป็นวิธีการใช้ความถี่วิทยุเมื่อมีสมาชิกหลายรายในช่องความถี่เดียวกัน สมาชิกที่แตกต่างกันใช้ช่วงเวลา (ช่วงเวลา) ที่แตกต่างกันในการส่งสัญญาณ เป็นการประยุกต์ใช้ Time Division Multiplexing (TDM) กับการสื่อสารทางวิทยุ เมื่อใช้ TDMA ย่านความถี่แคบ (กว้าง 30 kHz และยาว 6.7 มิลลิวินาที) จะถูกแบ่งออกเป็นสามช่วงเวลา

โดยทั่วไปแล้วย่านความถี่แคบจะเข้าใจว่าเป็น “ช่องสัญญาณ” ข้อมูลเสียงที่แปลงเป็นข้อมูลดิจิทัลจะถูกบีบอัด ทำให้ใช้พื้นที่น้อยลง ดังนั้น TDMA จึงทำงานเร็วกว่าระบบอะนาล็อกถึงสามเท่าโดยใช้จำนวนช่องสัญญาณเท่ากัน ระบบ TDMA ทำงานบนช่วงความถี่ 800 MHz (IS-54) หรือ 1900 MHz (IS-136)

จีเอสเอ็ม

ปัจจุบัน TDMA เป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นสำหรับเครือข่ายเซลลูลาร์เคลื่อนที่ และใช้ในมาตรฐาน GSM (Global System for Mobile Communications) (Russian SPS-900) ซึ่งเป็นมาตรฐานดิจิทัลระดับโลกสำหรับการสื่อสารเซลลูล่าร์เคลื่อนที่ โดยมีการแบ่งปันช่องสัญญาณตามหลักการ TDMA และ การรักษาความปลอดภัยระดับสูงด้วยการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ อย่างไรก็ตาม GSM ใช้การเข้าถึง TDMA และ IS-136 ต่างกัน ลองจินตนาการว่า GSM และ IS-136 เป็นระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกันซึ่งทำงานบนโปรเซสเซอร์เดียวกัน เช่น ทั้งระบบปฏิบัติการ Windows และ Linux ทำงานบน Intel Pentium III ระบบ GSM ใช้วิธีการเข้ารหัสเพื่อป้องกันการโทรจากโทรศัพท์มือถือ เครือข่าย GSM ในยุโรปและเอเชียทำงานที่ความถี่ 900 MHz และ 1800 MHz และในสหรัฐอเมริกาที่ความถี่ 850 MHz และ 1900 MHz และใช้ในการสื่อสารเคลื่อนที่

การบล็อกโทรศัพท์ GSM ของคุณ

GSM คือมาตรฐานสากลในยุโรป ออสเตรเลีย เอเชียและแอฟริกาส่วนใหญ่ ผู้ใช้โทรศัพท์มือถือสามารถซื้อโทรศัพท์เครื่องหนึ่งที่จะใช้งานได้ทุกที่ที่รองรับมาตรฐาน ในการเชื่อมต่อกับผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือรายใดรายหนึ่งในประเทศต่างๆ ผู้ใช้ GSM เพียงเปลี่ยนซิมการ์ด ซิมการ์ดจะจัดเก็บข้อมูลและหมายเลขประจำตัวทั้งหมดที่จำเป็นในการเชื่อมต่อกับผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือ

น่าเสียดายที่ความถี่ GSM 850MHz/1900MHz ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาไม่เหมือนกับระบบระหว่างประเทศ ดังนั้น หากคุณอาศัยอยู่ในสหรัฐอเมริกาแต่ต้องการโทรศัพท์มือถือในต่างประเทศจริงๆ คุณสามารถซื้อโทรศัพท์ GSM 3 หรือ 4 แบนด์และใช้ในประเทศบ้านเกิดและต่างประเทศ หรือเพียงซื้อโทรศัพท์มือถือ GSM 900MHz/1800MHz เพื่อเดินทางไปต่างประเทศ

ซีดีเอ็มเอ

CDMA (การเข้าถึงหลายส่วนด้วยรหัส) ช่องทางการรับส่งข้อมูลด้วยวิธีการแบ่งสื่อนี้ถูกสร้างขึ้นโดยการกำหนดรหัสตัวเลขแยกต่างหากให้กับผู้ใช้แต่ละรายซึ่งกระจายทั่วทั้งแบนด์วิดท์ทั้งหมด ไม่มีการแบ่งเวลา สมาชิกทุกคนใช้ความกว้างของช่องทั้งหมดอย่างต่อเนื่อง ย่านความถี่ของช่องหนึ่งกว้างมาก การออกอากาศของสมาชิกซ้อนทับกัน แต่เนื่องจากรหัสแตกต่างกัน จึงสามารถแยกแยะได้ CDMA เป็นพื้นฐานของ IS-95 และทำงานบนย่านความถี่ 800 MHz และ 1900 MHz

โทรศัพท์มือถือแบบดูอัลแบนด์และสองมาตรฐาน

เมื่อคุณออกไปท่องเที่ยว ไม่ต้องสงสัยเลยว่าคุณต้องการหาโทรศัพท์ที่ใช้งานได้หลายแบนด์ หลายมาตรฐาน หรือจะรวมทั้งสองอย่างเข้าด้วยกัน มาดูความเป็นไปได้แต่ละอย่างโดยละเอียด:

โทรศัพท์หลายย่านความถี่สามารถเปลี่ยนจากความถี่หนึ่งไปยังอีกความถี่หนึ่งได้ ตัวอย่างเช่น โทรศัพท์ TDMA แบบดูอัลแบนด์สามารถใช้บริการ TDMA บนระบบ 800 MHz หรือ 1900 MHz ได้ โทรศัพท์ GSM แบบดูอัลแบนด์สามารถใช้บริการ GSM ได้ใน 3 แบนด์ - 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz หรือ 1900 MHz
โทรศัพท์หลายมาตรฐาน “มาตรฐาน” ในโทรศัพท์มือถือหมายถึงประเภทการส่งสัญญาณ ดังนั้นโทรศัพท์ที่มีมาตรฐาน AMPS และ TDMA สามารถเปลี่ยนจากมาตรฐานหนึ่งไปอีกมาตรฐานหนึ่งได้หากจำเป็น ตัวอย่างเช่น มาตรฐาน AMPS อนุญาตให้คุณใช้เครือข่ายแอนะล็อกในพื้นที่ที่ไม่รองรับเครือข่ายดิจิทัล
โทรศัพท์แบบหลายแบนด์/หลายมาตรฐานช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนย่านความถี่และมาตรฐานการส่งสัญญาณได้

โทรศัพท์ที่รองรับคุณสมบัตินี้จะเปลี่ยนแบนด์หรือมาตรฐานโดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น หากโทรศัพท์รองรับสองแบนด์ โทรศัพท์จะเชื่อมต่อกับเครือข่าย 800 MHz หากไม่สามารถเชื่อมต่อกับแบนด์ 1900 MHz ได้ เมื่อโทรศัพท์มีหลายมาตรฐาน โทรศัพท์จะใช้มาตรฐานดิจิทัลก่อน และหากไม่มีก็จะเปลี่ยนไปใช้มาตรฐานแบบอะนาล็อก

โทรศัพท์มือถือมาในโหมดสองและสามแบนด์ อย่างไรก็ตามคำว่า "สามเลน" อาจหลอกลวงได้ อาจหมายความว่าโทรศัพท์รองรับมาตรฐาน CDMA และ TDMA และมาตรฐานแอนะล็อก และในเวลาเดียวกัน อาจหมายความว่าโทรศัพท์รองรับมาตรฐานดิจิทัลหนึ่งมาตรฐานในสองแบนด์และมาตรฐานแอนะล็อกหนึ่งมาตรฐาน สำหรับผู้ที่เดินทางไปต่างประเทศ ควรซื้อโทรศัพท์ที่ทำงานบนย่านความถี่ GSM 900 MHz สำหรับยุโรปและเอเชีย และ 1900 MHz สำหรับสหรัฐอเมริกา และยังรองรับมาตรฐานอะนาล็อกด้วย โดยพื้นฐานแล้วนี่คือโทรศัพท์ดูอัลแบนด์ซึ่งหนึ่งในโหมดเหล่านี้ (GSM) รองรับ 2 แบนด์

บริการสื่อสารเคลื่อนที่และส่วนบุคคล

บริการสื่อสารส่วนบุคคล (PCS) เป็นบริการโทรศัพท์มือถือที่เน้นการสื่อสารส่วนบุคคลและความคล่องตัว คุณสมบัติหลักของ PCS คือหมายเลขโทรศัพท์ของผู้ใช้จะกลายเป็นหมายเลขสื่อสารส่วนบุคคล (PCN) ซึ่ง "เชื่อมโยง" กับตัวผู้ใช้เอง ไม่ใช่กับโทรศัพท์หรือโมเด็มวิทยุของเขา นักเดินทางทั่วโลกที่ใช้ PCS สามารถรับโทรศัพท์และอีเมลบน PCN ได้อย่างอิสระ

การสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือเดิมถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในรถยนต์ ในขณะที่การสื่อสารส่วนบุคคลหมายถึงความเป็นไปได้ที่มากขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการสื่อสารผ่านเซลลูล่าร์แบบดั้งเดิม PCS มีข้อดีหลายประการ ประการแรก มันเป็นดิจิทัลโดยสมบูรณ์ซึ่งมีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้น และอำนวยความสะดวกในการใช้เทคโนโลยีการบีบอัดข้อมูล ประการที่สอง ช่วงความถี่ที่ใช้สำหรับ PCS (1850-2200 MHz) ช่วยลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสาร (เนื่องจากขนาดโดยรวมของเสาอากาศสถานีฐาน PCS มีขนาดเล็กกว่าขนาดโดยรวมของเสาอากาศสถานีฐานเครือข่ายเซลลูลาร์ การผลิตและการติดตั้งจึงถูกกว่า)

ตามทฤษฎีแล้ว ระบบโทรศัพท์มือถือในสหรัฐอเมริกาทำงานบนคลื่นความถี่สองย่านคือ 824 และ 894 MHz PCS ทำงานที่ความถี่ 1850 และ 1990 MHz และเนื่องจากบริการนี้เป็นไปตามมาตรฐาน TDMA PCS จึงมีช่วงเวลา 8 ช่องและระยะห่างของช่องคือ 200 KHz ซึ่งต่างจากปกติสามช่องเวลาและ 30 KHz ระหว่างช่องสัญญาณ

3G เป็นเทคโนโลยีล่าสุดในการสื่อสารเคลื่อนที่ 3G หมายความว่าโทรศัพท์เป็นของรุ่นที่สาม - รุ่นแรกคือโทรศัพท์มือถือแบบแอนะล็อก ส่วนรุ่นที่สองคือดิจิทัล เทคโนโลยี 3G ใช้ในโทรศัพท์มือถือมัลติมีเดีย ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าสมาร์ทโฟน โทรศัพท์ดังกล่าวมีหลายแบนด์และการถ่ายโอนข้อมูลความเร็วสูง

3G ใช้มาตรฐานมือถือหลายมาตรฐาน สามสิ่งที่พบบ่อยที่สุดคือ:

CDMA2000 เป็นการพัฒนาเพิ่มเติมของมาตรฐาน CDMA One รุ่นที่ 2
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - บรอดแบนด์ CDMA) เป็นเทคโนโลยีอินเทอร์เฟซวิทยุที่ผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ส่วนใหญ่เลือกใช้เพื่อให้สามารถเข้าถึงวิทยุบรอดแบนด์เพื่อรองรับบริการ 3G
TD-SCDMA (การแบ่งเวลาภาษาอังกฤษ - การเข้าถึงหลาย ๆ ส่วนของรหัสแบบซิงโครนัส) เป็นมาตรฐานของจีนสำหรับเครือข่ายมือถือรุ่นที่สาม

เครือข่าย 3G สามารถถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 3 Mbps (จึงใช้เวลาเพียงประมาณ 15 วินาทีในการดาวน์โหลดเพลง MP3 นาน 3 นาที) เพื่อการเปรียบเทียบ มาดูโทรศัพท์มือถือเจเนอเรชั่นที่ 2 กัน ซึ่งโทรศัพท์ 2G ที่เร็วที่สุดจะมีความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลสูงถึง 144 Kb/s (ดาวน์โหลดเพลงความยาว 3 นาทีใช้เวลาประมาณ 8 ชั่วโมง) การถ่ายโอนข้อมูล 3G ความเร็วสูงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการดาวน์โหลดข้อมูลจากอินเทอร์เน็ต การส่งและรับไฟล์มัลติมีเดียขนาดใหญ่ โทรศัพท์ 3G เป็นแล็ปท็อปขนาดเล็กชนิดหนึ่งที่สามารถรองรับแอปพลิเคชันขนาดใหญ่ เช่น การสตรีมวิดีโอจากอินเทอร์เน็ต การส่งและรับแฟกซ์ และการดาวน์โหลดข้อความอีเมลด้วยแอปพลิเคชัน

แน่นอนว่าสิ่งนี้จำเป็นต้องมีสถานีฐานที่ส่งสัญญาณวิทยุจากโทรศัพท์ไปยังโทรศัพท์

สถานีฐานโทรศัพท์มือถือเป็นโลหะหล่อหรือโครงสร้างขัดแตะที่สูงหลายร้อยฟุตในอากาศ ภาพนี้แสดงหอคอยสมัยใหม่ที่ "ให้บริการ" ผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือ 3 ราย หากคุณดูที่ฐานของสถานีฐาน คุณจะเห็นว่าผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่แต่ละรายได้ติดตั้งอุปกรณ์ของตัวเอง ซึ่งปัจจุบันใช้พื้นที่น้อยมาก (ที่ฐานของหอคอยเก่ามีห้องเล็ก ๆ ถูกสร้างขึ้นสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว)

สถานีฐาน ภาพจาก http://www.prattfamily.demon.co.uk

เครื่องส่งและเครื่องรับวิทยุถูกวางไว้ภายในบล็อกดังกล่าวเนื่องจากหอคอยสื่อสารกับโทรศัพท์มือถือ วิทยุเชื่อมต่อกับเสาอากาศบนหอคอยด้วยสายเคเบิลหนาหลายเส้น หากมองใกล้ ๆ คุณจะสังเกตเห็นว่าตัวหอคอย สายเคเบิลและอุปกรณ์ทั้งหมดของบริษัทที่ฐานของสถานีฐานมีการต่อสายดินอย่างดี ตัวอย่างเช่น แผ่นที่มีสายไฟสีเขียวติดอยู่นั้นเป็นระนาบกราวด์ทองแดง

โทรศัพท์มือถือก็เหมือนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ อาจประสบปัญหา:

ส่วนใหญ่มักรวมถึงการกัดกร่อนของชิ้นส่วนที่เกิดจากความชื้นเข้าสู่อุปกรณ์ หากความชื้นเข้าไปในโทรศัพท์ของคุณ คุณต้องแน่ใจว่าโทรศัพท์แห้งสนิทก่อนที่จะเปิดเครื่อง
อุณหภูมิที่มากเกินไป (เช่น ในรถยนต์) อาจทำให้แบตเตอรี่หรือแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของโทรศัพท์เสียหายได้ หากอุณหภูมิต่ำเกินไป หน้าจออาจปิดลง
โทรศัพท์มือถือแบบอะนาล็อกมักประสบปัญหา "การโคลนนิ่ง" โทรศัพท์จะถือเป็น "โคลน" เมื่อมีคนดักจับหมายเลขประจำตัวของตนและสามารถโทรไปยังหมายเลขอื่นได้ฟรี

ต่อไปนี้เป็นวิธีการทำงานของ "การโคลนนิ่ง": ก่อนที่คุณจะโทรหาใครก็ตาม โทรศัพท์ของคุณจะส่งรหัส ESN และ MIN ไปยังเครือข่าย รหัสเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะและต้องขอบคุณพวกเขาที่บริษัทรู้ว่าใครจะส่งใบแจ้งหนี้สำหรับการโทร เมื่อโทรศัพท์ของคุณส่งรหัส MIN/ESN ใครบางคนจะได้ยิน (โดยใช้อุปกรณ์พิเศษ) และสกัดกั้นได้ หากใช้รหัสเหล่านี้ในโทรศัพท์มือถือเครื่องอื่น คุณสามารถโทรออกได้โดยไม่เสียค่าใช้จ่ายใด ๆ เนื่องจากเจ้าของรหัสเหล่านี้จะเป็นผู้ชำระค่าบริการ

ในส่วนทางทฤษฎี เราจะไม่เจาะลึกประวัติศาสตร์ของการสร้างการสื่อสารเคลื่อนที่ ผู้ก่อตั้ง ลำดับเหตุการณ์ของมาตรฐาน ฯลฯ สำหรับผู้ที่สนใจมีสื่อมากมายทั้งในรูปแบบสิ่งพิมพ์และทางอินเทอร์เน็ต

มาดูกันว่าโทรศัพท์มือถือ (มือถือ) คืออะไร

รูปนี้แสดงหลักการทำงานในลักษณะที่ง่ายมาก:

รูปที่ 1 โทรศัพท์มือถือทำงานอย่างไร

โทรศัพท์มือถือเป็นเครื่องรับส่งสัญญาณที่ทำงานบนความถี่ใดความถี่หนึ่งในช่วง 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz นอกจากนี้การรับและการส่งสัญญาณยังแยกจากกันตามความถี่

ระบบ GSM ประกอบด้วย 3 องค์ประกอบหลัก ได้แก่

ระบบย่อยของสถานีฐาน (BSS – ระบบย่อยของสถานีฐาน);

การสลับ / การสลับระบบย่อย (NSS - NetworkSwitchingSubsystem);

ศูนย์ปฏิบัติการและบำรุงรักษา (OMC);

โดยสรุปมันทำงานดังนี้:

โทรศัพท์มือถือ (มือถือ) โต้ตอบกับเครือข่ายสถานีฐาน (BS) โดยปกติแล้วอาคาร BS จะถูกติดตั้งบนเสากระโดงภาคพื้นดิน หรือบนหลังคาบ้านหรือโครงสร้างอื่น ๆ หรือบนอาคารให้เช่าที่มีอยู่ของเครื่องกระจายสัญญาณวิทยุ/โทรทัศน์ทุกประเภท ฯลฯ เช่นเดียวกับบนปล่องไฟสูงของโรงต้มน้ำและ โครงสร้างอุตสาหกรรมอื่น ๆ

หลังจากเปิดโทรศัพท์และเวลาที่เหลือ โทรศัพท์จะตรวจสอบ (ฟัง สแกน) คลื่นอากาศว่ามีสัญญาณ GSM จากสถานีฐานหรือไม่ โทรศัพท์ระบุสัญญาณเครือข่ายโดยใช้ตัวระบุพิเศษ หากมี (โทรศัพท์อยู่ในพื้นที่ครอบคลุมของเครือข่าย) โทรศัพท์จะเลือกความถี่ที่ดีที่สุดในแง่ของความแรงของสัญญาณ และที่ความถี่นี้จะส่งคำขอไปยัง BS เพื่อลงทะเบียนในเครือข่าย

กระบวนการลงทะเบียนโดยพื้นฐานแล้วเป็นกระบวนการตรวจสอบสิทธิ์ (การอนุญาต) สาระสำคัญอยู่ที่ความจริงที่ว่าแต่ละซิมการ์ดที่ใส่เข้าไปในโทรศัพท์จะมีตัวระบุเฉพาะของตัวเอง IMSI (International Mobile Subscriber Identity) และ Ki (กุญแจสำหรับการระบุตัวตน) IMSI และ Ki เดียวกันนี้จะถูกป้อนลงในฐานข้อมูลของศูนย์การรับรองความถูกต้อง (AuC) เมื่อผู้ให้บริการโทรคมนาคมได้รับซิมการ์ดที่ผลิตขึ้น เมื่อลงทะเบียนโทรศัพท์บนเครือข่าย ตัวระบุจะถูกส่งไปยัง BS ซึ่งก็คือ AuC จากนั้น AuC (ศูนย์ระบุตัวตน) จะส่งหมายเลขสุ่มไปยังโทรศัพท์ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการคำนวณโดยใช้อัลกอริธึมพิเศษ การคำนวณนี้เกิดขึ้นพร้อมกันในโทรศัพท์มือถือและ AuC หลังจากนั้นจึงเปรียบเทียบผลลัพธ์ทั้งสอง หากตรงกัน แสดงว่าซิมการ์ดนั้นเป็นของแท้และโทรศัพท์ได้รับการลงทะเบียนบนเครือข่าย

สำหรับโทรศัพท์ ตัวระบุบนเครือข่ายคือหมายเลข IMEI (International Mobile Equipment Identity) ที่เป็นเอกลักษณ์ โดยปกติตัวเลขนี้ประกอบด้วยตัวเลข 15 หลักในรูปแบบทศนิยม ตัวอย่างเช่น 35366300/758647/0 ตัวเลขแปดหลักแรกอธิบายรุ่นโทรศัพท์และที่มาของโทรศัพท์ ที่เหลือคือหมายเลขซีเรียลของโทรศัพท์และหมายเลขตรวจสอบ

หมายเลขนี้ถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำถาวรของโทรศัพท์ ในรุ่นที่ล้าสมัย หมายเลขนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษและโปรแกรมเมอร์ที่เหมาะสม (บางครั้งก็ใช้สายเคเบิลข้อมูล) และในโทรศัพท์สมัยใหม่จะมีการทำซ้ำ สำเนาของหมายเลขหนึ่งชุดจะถูกจัดเก็บไว้ในพื้นที่หน่วยความจำที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ และสำเนาหนึ่งจะถูกจัดเก็บไว้ในพื้นที่หน่วยความจำ OTP (การเขียนโปรแกรมครั้งเดียว) ซึ่งผู้ผลิตตั้งโปรแกรมไว้เพียงครั้งเดียวและไม่สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ได้

ดังนั้นแม้ว่าคุณจะเปลี่ยนหมายเลขในพื้นที่หน่วยความจำแรก เมื่อเปิดโทรศัพท์ โทรศัพท์จะเปรียบเทียบข้อมูลในพื้นที่หน่วยความจำทั้งสอง และหากตรวจพบหมายเลข IMEI ที่แตกต่างกัน โทรศัพท์จะถูกบล็อก ทำไมคุณถึงเปลี่ยนทั้งหมดนี้? ในความเป็นจริงกฎหมายของประเทศส่วนใหญ่ห้ามสิ่งนี้ หมายเลข IMEI ของโทรศัพท์ถูกติดตามทางออนไลน์ ดังนั้นหากโทรศัพท์ถูกขโมย ก็สามารถติดตามและยึดได้ และหากคุณจัดการเปลี่ยนหมายเลขนี้เป็นหมายเลข (ที่ทำงาน) อื่น ๆ โอกาสในการค้นหาโทรศัพท์ก็จะลดลงเหลือศูนย์ ปัญหาเหล่านี้ได้รับการจัดการโดยหน่วยข่าวกรองด้วยความช่วยเหลือที่เหมาะสมจากผู้ให้บริการเครือข่าย ฯลฯ ดังนั้นฉันจะไม่ลงลึกในหัวข้อนี้ เราสนใจในด้านเทคนิคล้วนๆ ของการเปลี่ยนหมายเลข IMEI

ความจริงก็คือภายใต้สถานการณ์บางอย่างหมายเลขนี้อาจเสียหายอันเป็นผลมาจากความล้มเหลวของซอฟต์แวร์หรือการอัพเดตที่ไม่ถูกต้องจากนั้นโทรศัพท์ไม่เหมาะกับการใช้งานอย่างยิ่ง นี่คือจุดที่ทุกวิถีทางมาช่วยเหลือเพื่อกู้คืน IMEI และการทำงานของอุปกรณ์ ประเด็นนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนการซ่อมแซมซอฟต์แวร์โทรศัพท์

ตอนนี้สั้น ๆ เกี่ยวกับการส่งสัญญาณเสียงจากผู้สมัครสมาชิกไปยังผู้สมัครสมาชิกในมาตรฐาน GSM ในความเป็นจริง นี่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนมากในทางเทคนิค ซึ่งแตกต่างจากการส่งเสียงปกติผ่านเครือข่ายแอนะล็อกอย่างสิ้นเชิง เช่น โทรศัพท์แบบมีสาย/วิทยุในบ้าน วิทยุโทรศัพท์ระบบดิจิตอล DECT ค่อนข้างคล้ายกัน แต่การใช้งานยังคงแตกต่างออกไป

ความจริงก็คือเสียงของผู้สมัครสมาชิกผ่านการเปลี่ยนแปลงมากมายก่อนที่จะออกอากาศ สัญญาณแอนะล็อกจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ เป็นระยะเวลา 20 มิลลิวินาที หลังจากนั้นจะถูกแปลงเป็นดิจิทัล หลังจากนั้นจะถูกเข้ารหัสโดยใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัสที่เรียกว่า รหัสสาธารณะ - ระบบ EFR (Enhanced Full Rate - ระบบเข้ารหัสคำพูดขั้นสูงที่พัฒนาโดย Nokia บริษัท ฟินแลนด์)

สัญญาณโคเดกทั้งหมดได้รับการประมวลผลโดยอัลกอริธึมที่มีประโยชน์มากตามหลักการ DTX (การส่งข้อมูลที่ไม่ต่อเนื่อง) - การส่งผ่านเสียงพูดเป็นระยะ ประโยชน์ของมันอยู่ที่ความจริงที่ว่ามันควบคุมเครื่องส่งสัญญาณโทรศัพท์ โดยจะเปิดเฉพาะเมื่อมีการพูดเริ่มต้นและปิดระหว่างการหยุดชั่วคราวระหว่างการสนทนา ทั้งหมดนี้ทำได้โดยใช้ VAD (Voice Activated Detector) ที่รวมอยู่ในตัวแปลงสัญญาณ ซึ่งเป็นเครื่องตรวจจับกิจกรรมคำพูด

สำหรับผู้สมัครสมาชิกที่รับ การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดจะเกิดขึ้นในลำดับที่กลับกัน