Почему мобильный телефон называют сотовым? (фото)

В эфире всегда тесно. В Казахстане много FM-радиостанций, но почти у каждого из 18 миллионов жителей есть сотовый телефон — маленькая персональная рация. Как миллионы включенных мобильников не мешают друг другу? Sauap.org разбирается вместе с блогом «Объясню за две минуты».

Любительская рация имеет 16 каналов и “бьет” на десятки километров. На общей территории всего 16 человек с такими рациями могут передавать сообщения, не мешая друг другу. На аналогичной площади в городе десятки тысяч людей могут одновременно болтать по мобильным телефонам.

Технически рация и телефон отличаются друг от друга. Рация намного мощнее, зато телефон “знает” больше каналов и работает в дуплексном режиме (см. пункт 3).
Общаясь по рации, абоненты говорят по очереди (полудуплексный режим), отсюда своеобразная культура общения: “прием”, “вас понял”, “конец связи”. Пользователи телефонов одновременно слушают и говорят (дуплексный режим), занимая сразу два радиоканала: один на передачу, один на прием.
Секрет сотовой связи в том, что большую часть расстояния между абонентами сигнал проходит по проводам, а по радио — лишь так называемую “последнюю милю”.
«Соты» — это зоны действия базовых станций (антенных комплексов). Обозначение в виде шестиугольника условно. Просто если начертить окружность вокруг каждой базовой станции, пересечение этих кругов образует фигуру с шестью гранями.
Распространенный в городах стандарт GSM 1800 дает на всю сотовую сеть 374 дуплексных канала. Каналы выделяются с шагом 200 кГц (у обычного FM-приемника шаг 100 кГц: на 88,2 и 88,3 МГц вещают разные станции). Соседние соты должны работать на разных частотах, чтобы не мешать друг другу. На практике каждый антенный комплекс получает от 1 до 16 каналов, и этого вполне достаточно: современные технологии позволяют даже на одной частоте обслуживать до восьми абонентов.
Технология FDMA (Frequency Division Multiple Access, одновременный доступ с разделением по частоте) позволяет поделить выделенную полосу в 200 кГц на восемь каналов по 25 кГц — на небольшой площади уменьшение шага не критично. FDMA использовалась раньше, когда аудиосигнал передавался в аналоговом виде (как по радио).
Сегодня аудио переводится в цифровую форму, сжимается и делится на маленькие пакеты, которые несколько телефонов могут передавать и принимать от станции по очереди. Каждому выделяется один из восьми временных промежутков (слотов). Технология называется TDMA (первая буква означает Time — время).
Как только вы включаете свой мобильный, он настраивается на сервисную частоту — это специальный канал, по которому телефоны общаются с базовыми станциями “по служебным вопросам”. Станция сообщает телефону идентификатор сети SID (среди прочего он содержит и название сотового оператора). Телефон в ответ передает параметры SIM-карты (в том числе уникальный идентификационный номер MIN) — и регистрируется в сети.
Коммутационный центр сотовой сети постоянно следит, в зоне действия каких базовых станций находится ваш телефон, к каким из них приближается и от каких удаляется. Если вам поступит звонок, коммутатор передаст его на ближайшую к вам вышку. Она по сервисному каналу сообщит телефону, на какой канал и временной слот он должен настроиться, чтобы принять вызов.
В безлюдных местах ставят высокие мощные станции с большим радиусом действия. Там, где много абонентов, напротив, используют слабые антенны, но устанавливают их как можно чаще, чтобы на каждую станцию приходилось не так много одновременно работающих телефонов. Прогуливаясь в центре города, оглянитесь: скорее всего, где-то рядом прячется антенна.