A comunicação dos celulares, ou, como também são chamados, celulares, é realizada não com o auxílio de fios, como em um sistema telefônico convencional, mas por meio de ondas de rádio. Para fazer uma chamada em um telefone celular, você precisa discar o número como de costume. Assim, a mensagem de rádio chega à estação base operada pela companhia de telefonia celular.

Na estação que atende todas as chamadas dentro de um determinado raio ou zona, o dispositivo controlador determina a chamada para um canal de rádio livre. Além disso, ele envia um sinal para a central telefônica automática de comunicação celular. Ao ler os códigos especiais transmitidos pelo telefone,

ATS monitora o movimento do carro na zona da primeira estação. Se durante uma chamada a máquina ignorar a zona e entrar na próxima, a chamada é automaticamente transferida para a estação base que opera nessa zona. Ao ligar de um celular, o chamador é conectado a uma central telefônica automática para comunicação celular, que determina a localização celular, solicita um canal de rádio livre do controlador de circuito e se comunica - através da estação base - com o número desejado. Então o celular toca. Quando o motorista pega o telefone, o circuito está completo.

Operação da estação base

Cada estação base recebe sinais emitidos em um raio de três a seis milhas. Para evitar ruído, as estações base com limites correspondentes devem operar em diferentes canais de frequência. Mas mesmo dentro da mesma cidade é suficiente amigo remoto estações podem operar facilmente no mesmo canal umas das outras.

O sistema de telefonia local, que atende residências e escritórios, é baseado em fios que passam acima e abaixo do solo e são conectados a uma central automática.

Local e canal

O PBX determina a localização do veículo em movimento enquanto o controlador do circuito encaminha a chamada para o canal de comunicação.

Área de chamada

Quando o carro sai da área da estação base mais remota, o motorista não pode mais usar a comunicação celular. Se uma chamada é feita no caminho para a borda da zona, o sinal fica cada vez mais fraco e eventualmente desaparece completamente.

No caminho de estação em estação

Por toda parte chamada móvel Uma central telefônica automática para comunicações celulares fixa a localização de um carro em movimento pela força dos sinais de rádio que emanam dele. Quando o sinal fica muito fraco, a central telefônica automática alerta a estação base, que por sua vez transfere a chamada para atender a central vizinha.

Na parte teórica, não vou me aprofundar na história da criação das comunicações celulares, sobre seus fundadores, a cronologia dos padrões, etc. Para quem interessa - há bastante material tanto em publicações impressas quanto na Internet.

Considere o que é um telefone móvel (celular).

A figura mostra o princípio de funcionamento de uma forma muito simplificada:

Fig.1 O princípio de funcionamento de um telefone celular

Um telefone celular é um transceptor operando em uma das frequências na faixa de 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz. Além disso, a recepção e a transmissão são separadas por frequências.

O sistema GSM é composto por 3 componentes principais, tais como:

Subsistema de estação base (BSS - Base Station Subsystem);

Subsistema de comutação/comutação (NSS – NetworkSwitchingSubsystem);

Centro de Operação e Manutenção (OMC)

Em poucas palavras, funciona assim:

O telefone celular (móvel) interage com uma rede de estações base (BS). As torres BS são geralmente instaladas em seus mastros de solo, ou nos telhados de casas ou outras estruturas, ou em torres alugadas existentes de todos os tipos de repetidores de rádio / TV, etc., bem como em tubos altos de caldeiras e outras estruturas industriais.

O telefone, depois de ligado e o resto do tempo, monitora (ouve, escaneia) o ar para a presença de um sinal GSM de sua estação base. O telefone determina o sinal de sua rede por um identificador especial. Se houver um (o telefone está na área de cobertura da rede), o telefone seleciona a melhor frequência em termos de intensidade do sinal e envia uma solicitação à BS para se registrar na rede nessa frequência.

O processo de registro é essencialmente um processo de autenticação (autorização). Sua essência está no fato de que cada cartão SIM inserido no telefone possui seus próprios identificadores exclusivos IMSI (Identidade Internacional do Assinante Móvel) e Ki (Chave de Identificação). Esses mesmos IMSI e Ki são inseridos no banco de dados do Centro de Autenticação (AuC) após o recebimento dos cartões SIM fabricados pela operadora de telecomunicações. Ao registar um telefone na rede, os identificadores são transmitidos pela BS, nomeadamente AuC. Em seguida, o AuC (Centro de Identificação) envia um número aleatório para o telefone, que é a chave para realizar cálculos usando um algoritmo especial. Esse cálculo ocorre simultaneamente no celular e no AuC, após o que ambos os resultados são comparados. Se eles corresponderem, o cartão SIM será reconhecido como genuíno e o telefone será registrado na rede.

Para um telefone, o identificador na rede é seu número IMEI (International Mobile Equipment Identity) exclusivo. Esse número geralmente consiste em 15 dígitos em notação decimal. Por exemplo 35366300/758647/0. Os primeiros oito dígitos descrevem o modelo do telefone e sua origem. O restante - número de série telefone e número do cheque.

Este número é armazenado na memória não volátil do telefone. Nos modelos mais antigos, esse número pode ser alterado usando um software especial (software) e o programador correspondente (às vezes um cabo de dados), e nos telefones modernos é duplicado. Uma cópia do número é armazenada na área de memória que pode ser programada e a duplicata é armazenada na área de memória OTP (One Time Programming), que é programada pelo fabricante uma vez e não pode ser reprogramada.

Portanto, mesmo que você altere o número na primeira área de memória, o telefone, quando ligado, compara os dados de ambas as áreas de memória e, se forem encontrados números IMEI diferentes, o telefone será bloqueado. Por que mudar tudo isso, você pergunta? Na verdade, as leis da maioria dos países proíbem isso. Telefone por Número IMEI rastreado na web. Assim, se o telefone for roubado, ele pode ser rastreado e apreendido. E se você tiver tempo para alterar esse número para qualquer outro número (de trabalho), as chances de encontrar um telefone serão reduzidas a zero. Estas questões são tratadas por serviços especiais com a devida assistência do operador de rede, etc. Portanto, não vou me aprofundar neste tópico. Estamos interessados ​​no momento puramente técnico de alterar o número IMEI.

O fato é que, em determinadas circunstâncias, esse número pode ser danificado como resultado de uma falha de software ou atualização incorreta e, em seguida, o telefone fica absolutamente inutilizável. É aqui que todos os meios vêm em socorro para restaurar o IMEI e o desempenho do dispositivo. Este ponto será discutido com mais detalhes na seção de reparo de software do telefone.

Agora brevemente sobre a transmissão de voz de assinante para assinante no padrão GSM. Na verdade, este é um processo tecnicamente muito complexo, que é completamente diferente da transmissão de voz usual em redes analógicas, como um telefone residencial com fio/rádio. Os radiotelefones digitais DECT são um pouco semelhantes, mas a implementação ainda é diferente.

O fato é que a voz do assinante, antes de ser transmitida, passa por muitas transformações. sinal analógicoé dividido em segmentos com duração de 20ms, após o que é convertido para digital, após o que é codificado usando algoritmos de criptografia com o chamado. chave pública - o sistema EFR (Enhanced Full Rate - um sistema avançado de codificação de voz desenvolvido pela empresa finlandesa Nokia).

Todos os sinais de codec são processados ​​por um algoritmo muito útil baseado no princípio de DTX (Transmissão Descontínua) - transmissão de voz descontínua. Sua utilidade está no fato de controlar o transmissor do telefone, ligando-o apenas no momento em que começa a fala e desligando-o nas pausas entre as conversas. Tudo isso é conseguido com a ajuda do VAD (Voice Activated Detector) incluído no codec - um detector de atividade de fala.

No assinante recebido, todas as transformações ocorrem em ordem reversa.

Dispositivo de telefonia móvel e seus principais nós funcionais(módulos).

Qualquer celular é complexo dispositivo técnico, composto por muitos módulos funcionalmente completos que são interconectados e geralmente garantem o funcionamento normal do dispositivo. A falha de pelo menos um módulo implica no mínimo - um mau funcionamento parcial do dispositivo, no máximo - o telefone está completamente inoperante.

Esquematicamente, um telefone celular se parece com isso:

Fig.2 Dispositivo de telefone celular

Finalidade e operação de nós individuais.

1. Bateria recarregável (bateria)- a fonte de alimentação principal (primária) do telefone. Durante a operação, tem uma propriedade desagradável - envelhecimento, ou seja, perda de capacitância, aumento da resistência interna. Este é um processo irreversível e a taxa de envelhecimento da bateria depende de muitos fatores, cuja chave é a operação e armazenamento adequados.

Anteriormente, a maior parte das baterias para telefones era produzida usando tecnologias NiCd (à base de níquel e cádmio), NiMH (hidreto metálico de níquel). Estas baterias estão atualmente descontinuadas. Com a disseminação das baterias baseadas na tecnologia Li-Ion (lithium-ion), esta última apresentou a melhor relação preço-qualidade, tendo também várias vantagens, nomeadamente, a ausência das chamadas. "efeito memória". A vida útil é de aproximadamente 3-4 anos. Não faz muito tempo, as baterias Li-Pol (polímero de lítio) apareceram no mercado. Eles são mais baratos que os de íons de lítio, mas também têm uma vida útil mais curta - cerca de 2 anos.

As baterias modernas são reconhecidas como eficientes se retiverem pelo menos 80% da capacidade nominal. Na prática, existem baterias com 50% ou menos. Ou seja, muitos usuários tentam “espremer” os últimos miliamperes da bateria, e é por isso que eles mesmos sofrem, pois uma bateria desgastada geralmente começa a inchar, o que pode levar a quebras da capa do telefone e às vezes até à falha do carregador de rede, circuitos de carregamento do telefone, controlador de energia. Então, não vale a pena economizar na bateria. O telefone também precisa de boa energia

As baterias não requerem cuidados especiais. O principal é evitar a hipotermia no inverno (até -10 ° C), porque. descarga acelerada e envelhecimento. Além de aquecer até 50-60 ° C e acima. Isso é perigoso - a bateria pode simplesmente inchar e até explodir (isso é crítico para baterias de lítio) !!!

A bateria de um telefone celular é composta por 2 partes: a própria bateria e uma pequena placa eletrônica-automática.

Fig.3 Dispositivo bateria

Na figura, para maior clareza, mostrei uma bateria inchada já danificada. Na maioria das vezes, isso acontece como resultado do uso de carregadores baratos, com mau funcionamento do circuito de carregamento do telefone, bem como com altas correntes de carregamento selecionadas pelo fabricante (para reduzir o tempo de carregamento da bateria). E, claro, baterias baratas não originais “engordam” muito rapidamente.

Já a placa eletrônica desempenha uma função de proteção, evitando tanto a própria bateria quanto o telefone de situações de emergência, como:

Curto-circuito (curto-circuito) dos terminais de alimentação da bateria;

Superaquecimento da bateria durante o carregamento e operação;

Descarga da bateria abaixo da taxa mínima permitida estabelecida;

Recarga da bateria;

Quando um deles ocorre, o chamado. o relé eletrônico e os terminais de saída da bateria são desenergizados.

Como regra, uma bateria moderna tem pelo menos 3 terminais de contato para conectar ao conector da bateria de um telefone celular. Estes são respectivamente “+”, “-” e “TEMP” (sensor de temperatura, com o qual o controlador da bateria, juntamente com o controlador de energia do telefone, controla o processo de carregamento da bateria, reduzindo ou aumentando a corrente de carga e em caso de superaquecimento ou curto-circuito, desconecte totalmente a bateria dos terminais da placa eletrônica).

Fig.4 Localização dos contatos da bateria

Deve-se notar que a localização dos contatos pode diferir para diferentes fabricantes !!!

As principais características da bateria são:

Tensão nominal - geralmente 3,6 - 3,7 Volts. Para uma bateria totalmente carregada 4,2 - 4,3 volts.

- capacidade - para telefones modernos de cerca de 700mA a 2000mA e mais.

Resistência interna - quanto menor, melhor (até cerca de 200 miliohms)

2. Controlador de energia- serve para converter a tensão da bateria em vários tipos de tensão para alimentar componentes e dispositivos individuais do telefone, como a CPU (unidade central de processamento), RAM e ROM (chips de memória), todos os tipos de amplificadores, às vezes teclado e luz de fundo do display , etc., e também controla o processo de carregamento da bateria. Juntamente com o processador, ativa os amplificadores de som integrados ou externos do alto-falante de conversação, microfone, campainha (alto-falante polifônico). Além disso, oferece troca de dados com um cartão SIM.

Estruturalmente feito na forma de um chip separado. Às vezes pode ser combinado com o processador ( falsificações chinesas marcas bem conhecidas como Nokia N95, etc.)

Durante o uso normal do telefone, o controlador de energia raramente falha. Na maioria das vezes, isso acontece durante o carregamento de superaquecimento ou ao usar um carregador não original ou com defeito (carregador). Com menos frequência - se o telefone foi exposto à umidade, foi atingido com força.

A aparência é mostrada na Fig. 2 e pode diferir (dependendo do modelo específico telefone e seu fabricante).

3. Porta-SIM (sim - conector) - Porta-cartão SIM. Com base no nome, é usado para conectar o cartão SIM ao telefone. O design é quase o mesmo para todos os telefones, já que os cartões SIM modernos são trazidos para o mesmo padrão. Possui 6 (raramente 8) contatos de mola, através dos quais é realizada a conexão elétrica do cartão SIM e o controlador de energia ou processador. Eles diferem apenas no design de fixação (segurando) o cartão SIM. As avarias incluem a quebra de contactos ao mudar frequentemente os cartões SIM ou a remoção inepta (incorreta) dos mesmos, quando o utilizador começa a usar meios improvisados ​​para escolher um cartão SIM para posterior captura com os dedos e remoção do suporte. Muitas vezes nossas belas damas recorrem a isso, usando suas unhas longas e caras. Como resultado, tanto o telefone quanto a manicure sofrem.

O conector não requer cuidados especiais. Mas há casos (novamente, depende do usuário) em que os contatos são oxidados, entupidos, perdem suas propriedades elásticas. Nesse caso, MUITO CUIDADO!!! limpe-os com uma borracha (borracha) e MUITO CUIDADO !!!, dobre levemente os contatos com uma agulha ou um palito de madeira.

Com o mau funcionamento do suporte do SIM (suporte) descrito acima, o telefone não “verá” seu cartão SIM e exibirá constantemente uma mensagem como: “Inserir cartão SIM”. Suportes quebrados não podem ser reparados e devem ser substituídos por novos.

4. Microfone- serve para converter a voz do usuário em sinais elétricos fracos para amplificar ainda mais, converter e enviá-los no ar. Existem dois tipos de telefones celulares: analógicos e digitais. Estes últimos têm um design mais complexo e exigem mais mão de obra durante a desmontagem e substituição.

Os microfones perdem seu desempenho ou quebram principalmente quando ficam sujos, recebem água ou são atingidos pelo telefone (isso é especialmente verdadeiro para microfones digitais, porque eles próprios são muito frágeis).

Se o microfone não funcionar corretamente no telefone, pode haver esses defeitos:

O segundo assinante não ouve o usuário;

O segundo assinante ouve o usuário muito fracamente;

No alto-falante auditivo (conversacional), ouve-se um estalo (a chamada captação do sinal GSM). O mesmo ruído pode ser ouvido ao trazer telefone celular no modo de conversação ou enviando sms para um rádio, amplificador, alto-falantes de computador, etc. Como regra, os microfones não são reparáveis ​​e devem ser substituídos (exceto em casos de entupimento de orifícios, dutos de som de uma caixa de celular. Eles devem ser simplesmente limpos de poeira, sujeira etc.)

5. Alto-falante ( palestrante) - serve para converter sinais elétricos em vibrações sonoras. Ou seja, funciona na ordem inversa do microfone. Um chamador fala em um microfone que converte a voz em e-mail. sinais, esses sinais são convertidos (veja a descrição acima), irradiados para o ar. A outra parte recebe esses sinais no telefone e os ouve no alto-falante do telefone.

A maioria dos telefones tem vários alto-falantes - separadamente conversacionais e separadamente polifônicos. O alto-falante polifônico toca uma melodia quando chamada recebida, sms, etc Mas existem telefones (principalmente da Samsung), onde o papel de conversação e polifônico é desempenhado pelo mesmo falante. Somente ao reproduzir uma melodia ou outros sinais, o amplificador de potência de áudio auxiliar é ativado. As falhas do alto-falante incluem falha parcial e falha completa. Parcial é a reprodução da fala ou da música muito baixinho, com chiado e um toque desagradável. Isso pode ser eliminado, mas apenas nos casos em que, após um exame externo, for visto que o alto-falante está entupido com objetos estranhos. Por exemplo, como lascas de metal muito pequenas que gostam de penetrar através de orifícios especialmente designados para a saída do som do alto-falante. Isso se deve ao fato de o alto-falante em seu design conter um ímã permanente. Então ele magnetiza pequenos objetos de metal para si mesmo. Pessoalmente, sou um defensor da substituição desses alto-falantes por novos. Em primeiro lugar, você economizará o tempo que gastará na limpeza e precisará muito disso. Em segundo lugar, raramente acontece que, após a limpeza, o alto-falante funcione com a mesma clareza, sem distorção e com o mesmo volume. Portanto, não pense - mude imediatamente para um novo. Especialmente se este telefone não for seu, mas veio para reparo.

Completo - nenhum som. O motivo é uma ruptura no fio da bobina de voz do alto-falante. A única solução é substituir o alto-falante. Vou escrever sobre como verificar o alto-falante para manutenção (integridade) abaixo.

6. Alto-falante (campainha, campainha, alto-falante polifônico - é tudo a mesma coisa)- o mesmo alto-falante, só que na maioria dos casos é projetado para reproduzir toques, sms, MP3, etc. Mas, como mencionado acima, também pode ser usado para conversas. As falhas e a solução de problemas são as mesmas do locutor de conversação.

7. Unidade de processamento central (CPU)- é o principal dispositivo do telefone móvel. Este é o mesmo processador que está presente em qualquer computador pessoal, laptop, etc., só que um pouco menor e mais primitivo. Projetado para executar comandos de máquina, instruções e operações fornecidas pelo software (firmware-decomp.) do telefone, bem como a interação clara com outros módulos e dispositivos e seu posterior controle. Em uma palavra, o processador é o “cérebro” que controla completamente o funcionamento do celular. Estruturalmente feito na forma de um chip separado. Responsável por muitos processos que ocorrem durante o funcionamento normal do telefone. As principais são: exibir uma imagem no display, receber e processar sinais de rede celular, receber e processar sinais de módulos de teclado, controlar o funcionamento da câmera, dispositivos para receber/transmitir informações, o processo de carregamento da bateria (junto com o controlador de energia) e muito mais.

Sob a condição de operação normal do telefone, o processador quase nunca falha e não requer manutenção.

Nos telefones modernos, e principalmente nos smartphones (traduzido do inglês, um smartphone é um smart phone. O mesmo telefone, só tem semelhanças com um computador devido à presença sistema operacional e muitos programas instalados para executar determinadas tarefas) geralmente 2 processadores são instalados. Um deles executa as mesmas funções de um telefone comum e o segundo é projetado para a operação do sistema operacional e a execução de seus programas.

Se o processador central falhar, o telefone fica completamente inoperante.

8. Flash - memória. Um chip separado (microcircuito), projetado para armazenar o software do telefone (firmware, firmware), bem como os dados do usuário (contatos, melodias, fotos etc.). Software (firmware, firmware) é um programa desenvolvido pelo fabricante do telefone, que é processado e executado pelo processador. Para o usuário, é isso que ele vê na tela de um celular e as funções que estão disponíveis para ele em um determinado modelo de telefone.

A memória flash também raramente falha em uso normal. Mas deve-se lembrar que esses chips possuem um número grande, mas ainda limitado, de ciclos de leitura/gravação de informações.

A memória flash não é volátil e retém todos os dados gravados mesmo depois que a fonte de alimentação (por exemplo, bateria) é desconectada.

9. RAM - memória (RAM). Serve para armazenamento temporário de dados. Ele realiza todos os cálculos do processador do código do programa, e também armazena os resultados dos cálculos e processamento de informações em um determinado momento atual (por exemplo, ouvir música, reproduzir vídeos, executar aplicativos, jogos, etc.). limpo de alguns dados e carrega novos e tão constantemente.

Deve-se lembrar que a memória RAM (memória de acesso aleatório) é volátil e em caso de falta de energia, todos os dados armazenados na RAM serão perdidos !!!

10. Módulo de teclado- um teclado numérico padrão para discar o número de um assinante, enviar mensagens SMS + um conjunto de botões adicionais que executam funções definidas pelo software do telefone, como ajustar o nível de volume, iniciar programas, uma câmera, um gravador de voz, etc. Para o funcionamento normal do módulo de teclado, a principal tarefa do usuário é manter o teclado limpo e evitar a entrada de umidade, sujeira e outros objetos. Caso contrário, os botões devem ser pressionados com grande esforço ou o telefone não responde ao pressionar. Você pode restaurar a operação do módulo do teclado limpando-o da sujeira. Se as almofadas de contato e os condutores que as conectam foram expostos à umidade ou outros líquidos e foram danificados, esse módulo de teclado deve ser substituído por um novo.

11. Visor LCD- a exibição real (tela) do telefone. O objetivo é claro para todos, então não vou me aprofundar nisso. As principais características são parâmetros como:

Resolução, ou seja, o número de pixels reproduzidos (pontos). Quanto maior este parâmetro, mais nítida e melhor será a imagem. Os telefones mais ou menos modernos são caracterizados por tais resoluções de tela: 220X176 pixels, 320X240. Para telefones com grande telas sensíveis ao toque: 400X240, 640X360, 800X400.

O número de cores reproduzidas (exibidas). Mesma coisa, quanto mais melhor. Em telefones mais antigos com telas coloridas, esse valor é principalmente de 4.096 cores. Com a melhoria, esse parâmetro aumentou para 65 mil e chegou a 262 mil. Agora, todos os telefones modernos e caros são equipados com telas com profundidade de cor de 16 milhões.

Com o uso adequado do telefone, o display não requer manutenção. Em alguns casos, quando o telefone é usado em um ambiente empoeirado, ou com pouco tempo, muita poeira e detritos se acumulam no gabinete, o visor deve ser CUIDADOSAMENTE limpo com microfibra (um pano de limpeza especial que limpa bem e não deixa marcas e listras. Pode ser adquirido em pontos de venda Alguns tipos de óculos são equipados com essa microfibra de limpeza.) Ao usar o telefone, não permita impactos físicos na tela (impacto, aperto, dobras fortes), bem como o exponha à luz solar direta e altas temperaturas. Isso fará com que ele falhe.

12. Transceptor- serve para receber e transmitir um sinal celular GSM. Ele contém muitos elementos funcionais (geradores controlados pela tensão do receptor e do transmissor, filtros passa-banda, capacitores de desacoplamento, indutâncias, etc.). É controlado por um processador e um ressonador de quartzo de 26 MHz.

Se o transceptor funcionar mal, o telefone não poderá se registrar na rede celular e não haverá indicação da força do sinal GSM no visor.

13. Amplificador de potência– projetado para amplificar o sinal gerado pelo transceptor para o nível de potência necessário para a antena irradiar no ar.

Se o amplificador de potência funcionar mal, o telefone receberá um sinal de rede celular, mas não poderá se registrar nele, pois não poderá transmitir um sinal GSM.

14. Interruptor de antena (interruptor)– projetado para emparelhar (conectar) os caminhos de recepção e transmissão do módulo GSM à antena telefônica. Isso garante que o telefone tenha uma antena comum para receber e transmitir e também exclui a influência do amplificador de potência no caminho de recepção.

Estruturalmente, os comutadores de antena são feitos em um frágil substrato cerâmico e, quando o telefone cai, muitas vezes falham, pois. o substrato está rachando. Nesses casos, o telefone "não vê" o sinal da rede celular.

15. Antena– projetado para acumular a energia emitida pela estação base e depois transferi-la para o circuito do caminho receptor. Ao transmitir um sinal, ocorre o contrário: do transmissor, o sinal é amplificado por um amplificador de potência e alimentado na antena, que emite o sinal no ar.

As comunicações celulares tornaram-se recentemente tão firmemente estabelecidas em nossas vidas diárias que é difícil imaginar. sociedade moderna sem ela. Como muitas outras grandes invenções, o telefone celular influenciou muito nossas vidas e muitas de suas áreas. É difícil dizer como seria o futuro se não fosse essa forma conveniente de comunicação. Definitivamente o mesmo que no filme "De Volta para o Futuro 2", onde há carros voadores, hoverboards e muito mais, mas nenhum serviço de celular!

Mas hoje em um relatório especial para será uma história não sobre o futuro, mas sobre como as comunicações celulares modernas são organizadas e funcionam.

Para conhecer o funcionamento da comunicação celular moderna no formato 3G/4G, convidei-me a visitar a nova operadora federal Tele2 e passei o dia inteiro com seus engenheiros, que me explicaram todos os meandros da transmissão de dados através do nosso celular telefones.

Mas primeiro, deixe-me contar um pouco sobre a história do surgimento das comunicações celulares.

Os princípios da comunicação sem fio foram testados há quase 70 anos - o primeiro radiotelefone móvel público surgiu em 1946 em St. Louis, EUA. Na União Soviética, um protótipo de radiotelefone móvel foi criado em 1957, então cientistas de outros países criaram dispositivos semelhantes a partir de características diferentes, e somente nos anos 70 do século passado na América foram determinados os princípios modernos da comunicação celular, após o que começou seu desenvolvimento.

Martin Cooper - inventor do protótipo de telefone celular portátil Telefone Motorola DynaTAC pesando 1,15 kg e medindo 22,5x12,5x3,75 cm

Se nos países ocidentais, em meados dos anos 90 do século passado, as comunicações celulares eram difundidas e usadas por grande parte da população, na Rússia só começaram a aparecer e ficaram disponíveis para todos há pouco mais de 10 anos.

Celulares volumosos em forma de tijolo que funcionavam nos formatos da primeira e segunda geração entraram para a história, dando lugar a smartphones com 3G e 4G, melhor comunicação por voz e Internet de alta velocidade.

Por que é chamado de celular? Porque o território no qual a comunicação é fornecida é dividido em células ou células separadas, no centro das quais existem estações base (BS). Em cada "célula" o assinante recebe o mesmo conjunto de serviços dentro de certos limites territoriais. Isso significa que ao passar de uma “célula” para outra, o assinante não sente apego territorial e pode utilizar livremente os serviços de comunicação.

É muito importante que haja continuidade da conexão durante a movimentação. Isso é garantido pelo chamado handover, em que a conexão estabelecida pelo assinante é como se fosse captada por células vizinhas em uma corrida de revezamento, e o assinante continua falando ou cavando nas redes sociais.

A rede inteira é dividida em dois subsistemas: o subsistema de estação base e o subsistema de comutação. Esquematicamente, fica assim:

No meio da "célula", como mencionado acima, está a estação base, que normalmente atende três "células". O sinal de rádio da estação base é irradiado através de 3 antenas setoriais, cada uma direcionada para sua própria "célula". Acontece que várias antenas de uma estação base são direcionadas para uma "célula" de uma só vez. Isso se deve ao fato de a rede celular operar em várias bandas (900 e 1800 MHz). Além disso, esta estação base pode ter equipamentos de várias gerações de comunicação (2G e 3G) de uma só vez.

Mas apenas os equipamentos de terceira e quarta geração - 3G/4G, são instalados nas torres da Tele2 BS, pois a empresa decidiu abandonar os formatos antigos em favor dos novos, que ajudam a evitar quebras comunicação de voz e fornecer internet mais estável. Regulares de redes sociais me apoiarão que em nosso tempo a velocidade da Internet é muito importante, 100-200 kb / s não é mais suficiente, como era há alguns anos.

O local mais comum para um BS é uma torre ou mastro construído especificamente para ele. Certamente você poderia ver as torres BS vermelhas e brancas em algum lugar longe de prédios residenciais (em um campo, em uma colina), ou onde não há prédios altos nas proximidades. Como este, que é visível da minha janela.

No entanto, em áreas urbanas é difícil encontrar um lugar para uma estrutura massiva. Portanto, nas grandes cidades, as estações base são colocadas em edifícios. Cada estação capta um sinal de telefones celulares a uma distância de até 35 km.

São antenas, o próprio equipamento BS está localizado no sótão, ou em um contêiner no telhado, que é um par de armários de ferro.

Algumas estações base estão localizadas onde você nem imagina. Como no telhado deste estacionamento.

A antena BS é composta por vários setores, cada um dos quais recebe/envia um sinal em sua própria direção. Se a antena vertical se comunicar com os telefones, a redonda conecta o BS ao controlador.

Dependendo das características, cada setor pode atender até 72 chamadas ao mesmo tempo. Uma BS pode ser composta por 6 setores e atender até 432 chamadas, mas normalmente menos transmissores e setores são instalados nas estações. Operadoras de celular, como a Tele2, preferem instalar mais BS para melhorar a qualidade da comunicação. Como me disseram, o mais equipamento moderno: Estações base Ericsson, rede de transporte - Alcatel Lucent.

Do subsistema de estações base, o sinal é transmitido para o subsistema de comutação, onde a conexão é estabelecida com a direção desejada pelo assinante. O subsistema de comutação possui vários bancos de dados que armazenam informações sobre os assinantes. Além disso, este subsistema é responsável pela segurança. Simplificando, o interruptor é Ele tem as mesmas funções das operadoras femininas, que costumavam conectar você com o assinante manualmente, só que agora tudo acontece automaticamente.

O equipamento para esta estação base está escondido neste armário de ferro.

Além das torres convencionais, também existem variantes móveis de estações base colocadas em caminhões. Eles são muito convenientes para usar durante desastres naturais ou em locais lotados (estádios de futebol, praças centrais) durante feriados, shows e vários eventos. Mas, infelizmente, devido a problemas na legislação, eles ainda não encontraram ampla aplicação.

A fim de fornecer uma cobertura ideal do sinal de rádio no nível do solo, as estações base são projetadas de maneira especial, portanto, apesar do alcance de 35 km. o sinal não se estende até a altitude de voo da aeronave. No entanto, algumas companhias aéreas já começaram a instalar pequenas estações base em suas aeronaves para fornecer comunicações celulares dentro da aeronave. Tal BS é conectada à rede celular terrestre usando canal por satélite. O sistema é complementado por um painel de controle que permite à tripulação ligar e desligar o sistema, além de determinados tipos de serviços, como desligar a voz em voos noturnos.

Também examinei o escritório da Tele2 para ver como os especialistas controlam a qualidade das comunicações celulares. Se, há alguns anos, tal sala tivesse sido pendurada no teto com monitores mostrando dados de rede (congestionamento, falhas de rede etc.), com o tempo, a necessidade de tal número de monitores desapareceu.

A tecnologia evoluiu ao longo do tempo, e uma sala tão pequena com poucos especialistas é suficiente para monitorar a operação de toda a rede em Moscou.

Algumas vistas do escritório da Tele2.

Em uma reunião de funcionários da empresa, estão sendo discutidos planos para capturar o capital) Desde o início da construção até os dias atuais, a Tele2 conseguiu cobrir toda Moscou com sua rede e está conquistando gradualmente a região de Moscou, lançando mais de 100 estações base semanalmente. Como agora moro na área, é muito importante para mim. para que esta rede chegue à minha cidade o mais rápido possível.

A empresa planeja para 2016 fornecer comunicações de alta velocidade no metrô em todas as estações, no início de 2016 as comunicações Tele2 estão presentes em 11 estações: comunicações 3G / 4G nas estações de metrô Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki, Lermontovsky Prospekt , Troparevo , Shipilovskaya, Zyablikovo, 3G: Belorusskaya (Koltsevaya), Spartak, Pyatnitskoye Highway, Zhulebino.

Como disse acima, a Tele2 abandonou o formato GSM em favor dos padrões de terceira e quarta geração - 3G/4G. Isso permite que você instale estações base 3G / 4G com uma frequência mais alta (por exemplo, dentro do anel viário de Moscou, as BSs ficam a uma distância de cerca de 500 metros umas das outras) para fornecer comunicação mais estável e Internet móvel de alta velocidade, o que não acontecia nas redes de formatos anteriores.

Do escritório da empresa, eu, na companhia dos engenheiros Nikifor e Vladimir, vou até um dos pontos onde eles precisam medir a velocidade da comunicação. Nikifor fica em frente a um dos mastros, no qual está instalado o equipamento de comunicação. Se você olhar de perto, notará um pouco mais à esquerda mais um mastro desse, com os equipamentos de outras operadoras de celular.

Curiosamente, as operadoras de celular geralmente permitem que seus concorrentes usem suas estruturas de torre para colocar antenas (claro, em termos mutuamente benéficos). Isso ocorre porque construir uma torre ou mastro é caro, e essa troca economiza muito dinheiro!

Enquanto medimos a velocidade de comunicação, avós e tios que passavam perguntaram várias vezes a Nikifor se ele era um espião)) "Sim, estamos bloqueando a Rádio Liberty!").

O equipamento realmente parece incomum, você pode supor qualquer coisa por sua aparência.

Os especialistas da empresa têm muito trabalho, já que em Moscou e região a empresa tem mais de 7 mil funcionários. estações base: cerca de 5 mil delas. 3G e cerca de 2 mil. estações base LTE e, recentemente, o número de BS aumentou em cerca de mil.
Em apenas três meses, 55% do número total de novas estações base da operadora na região foram colocadas no ar na região de Moscou. Atualmente, a empresa oferece cobertura de alta qualidade do território onde vive mais de 90% da população de Moscou e da região de Moscou.
Aliás, em dezembro, a rede 3G Tele2 foi reconhecida como a melhor em qualidade entre todas as operadoras metropolitanas.

Mas decidi verificar pessoalmente o quão boa é a conexão da Tele2, então comprei um cartão SIM no shopping mais próximo da estação de metrô Voykovskaya, com a tarifa "Very Black" mais simples para 299 r (400 sms/minutos e 4 GB). A propósito, eu tinha uma tarifa Beeline semelhante, que é 100 rublos mais cara.

Verifiquei a velocidade sem me afastar da caixa registradora. Recepção - 6,13 Mbps, transmissão - 2,57 Mbps. Considerando que estou no centro de um shopping center, este é um bom resultado, a comunicação Tele2 penetra bem através das paredes de um grande shopping center.

Na estação de metrô Tretyakovskaya. Recepção de sinal - 5,82 Mbps, transmissão - 3,22 Mbps.

E em m. Krasnogvardeiskaya. Recepção - 6,22 Mbps, transmissão - 3,77 Mbps. Medido na saída do metrô. Se levarmos em conta que esta é a periferia de Moscou, é muito decente. Eu acho que a conexão é bastante aceitável, podemos dizer com confiança que é estável, já que a Tele2 apareceu em Moscou apenas alguns meses atrás.

Existe uma conexão Tele2 estável na capital, o que é bom. Eu realmente espero que eles venham rapidamente para a região e eu possa usar plenamente sua conexão.

Agora você sabe como funciona a comunicação celular!

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Olhando para eles, percebi que era hora de atualizar o material - o segundo artigo foi escrito em um momento em que Yota estava trabalhando na tecnologia Wimax, e o 4g tinha acabado de aparecer, o primeiro ainda mais cedo.

O novo artigo não é apenas sobre modems, mas sobre a Internet móvel em geral. Ele é projetado principalmente para aqueles que apenas começaram a entender esse tópico, ou seja, “usuários experientes de Internet móvel” dificilmente encontrarão algo desconhecido aqui.

Quero mastigar algumas das sutilezas fundamentais associadas à Internet móvel, "colocar tudo nas prateleiras", por assim dizer. Vamos começar.

O que você precisa para usar a internet móvel?

1. contrato (e cartão SIM) com alguns operador móvel e uma tarifa conectada (opção tarifária, pacote), que implica a presença de uma certa quantidade de tráfego ou acesso à rede sem restrições;
2. um dispositivo que funcionará com este operador e permitirá que você “navegue diretamente na Internet” e (ou) possibilite conectar outros dispositivos à rede;
3. tudo deve acontecer na área de cobertura da rede da operadora selecionada.

Parece simples, mas na realidade - há sutilezas suficientes, vamos resolver isso em ordem.

Onde a internet móvel funcionará?

Ele funcionará dentro da área de cobertura da rede da sua operadora escolhida. Ao mesmo tempo, quanto melhor o nível do sinal, melhor ele funcionará. O nível do sinal não é a única coisa que determina a velocidade possível.

Como vai funcionar a internet móvel?

Existem várias tecnologias para transferência de dados em redes móveis - a velocidade depende de qual tecnologia é usada no momento. Cada tecnologia definida deve ser suportada pelo dispositivo e pela estação base do operador com a qual opera. Também não nos esquecemos do nível do sinal.

A velocidade dependerá de:

• que tipo de rede a operadora possui no local onde você está;
• quais tecnologias de transferência de dados seu dispositivo suporta;
• qual é o nível de sinal no local onde você está (escrevi sobre isso separadamente).

A velocidade depende da carga atual na rede (principalmente relevante para cidades) e do clima (pelo contrário, isso é especialmente perceptível fora da cidade, quando a distância até a estação base é grande).

Que tipos de redes e tecnologias de transmissão de dados existem no momento?

Redes de segunda geração - 2g (GSM). Inclui duas tecnologias de transferência de dados:

GPRS- a opção mais lenta. Se estamos falando de um smartphone ou tablet, ao trabalhar com GPRS, o símbolo “G” acende ao lado do indicador de intensidade do sinal. O "teto" dessa tecnologia em condições ideais é de apenas 171,2 kbps. E as condições raramente são ideais. Você não pode fazer muito com GPRS - e-mail, navegação (é melhor com carregamento de imagem desabilitado - caso contrário você vai esperar carregar cada página por muito tempo), mensageiros instantâneos. Sobre o YouTube, ouvir música online e outras delícias internet moderna sinta-se livre para esquecer.

BORDA- já melhor. Ao trabalhar com essa tecnologia, o smartphone ou tablet mostrará a letra "E" ao lado do indicador de intensidade do sinal. O "teto" teórico para EDGE é de 474 kbps. Em condições reais, é claro que a velocidade será menor, mas ainda assim - você pode contar com 150 - 200 kilobits, e isso já permitirá que você surfe (tendo paciência angelical), jogue alguns jogos (muitos MMOs não precisam de um canal amplo) e etc., mas com conteúdo multimídia, como antes, será difícil.

Redes de terceira geração - 3g (WCDMA):

Isso inclui na verdade 3g (UMTS), e ao trabalhar em tais redes, o smartphone ou tablet mostrará os símbolos "3g" perto do indicador de intensidade do sinal. A taxa de transferência de dados máxima teórica é de 2048 kbps. Isso já pode ser chamado de velocidade de acesso à rede bastante adequada. Você também pode falar no Skype e assistir a vídeos no YouTube.

HSDPA- uma versão mais avançada. A velocidade teoricamente possível é de até 84,4 Mbps. Nas condições de "campo", consegui ver números na região de 5 a 15 megabits. O smartphone, ao trabalhar com HSDPA, mostrará o símbolo "H" ou "H +".

Redes de quarta geração - 4g (LTE)

E até agora, a única tecnologia nesta categoria é na verdade 4g, ou, se você usar o nome “oficial” em vez de marketing, LTE (embora não seja apenas LTE. Se você estiver interessado, consulte a Wikipedia). Em teoria, 4g suporta velocidades de até 173 megabits por segundo para recebimento e 58 para upload. Na prática, consegui “direcionar” a recepção de 40 megabits (embora muitas vezes veja falar sobre velocidades mais altas na rede).

Sobre dispositivos

Para acessar a rede, você pode usar vários dispositivos. Poderia ser:

Modem. Conecta-se a um computador via USB, alguns tablets também suportam conexão de modem - também via USB usando um cabo OTG (se houver uma porta USB completa, sem nenhum OTG). Permite acessar a rede no dispositivo ao qual está conectado. Se a Internet precisar ser distribuída, existem várias opções. Conecte o modem ao roteador (veja o próximo parágrafo). Você pode distribuir a partir do computador ao qual o modem está conectado, mas isso requer configurações bastante específicas, especialmente se você planeja distribuir via Wi-Fi. Você pode, se necessário, distribuir via Bluetooth. Teoricamente, o tablet ao qual o modem está conectado também pode distribuir a Internet (programas adicionais podem ser necessários se não houver a opção “hotspot portátil” nas configurações).

Se o modem foi comprado no salão de um ou outro operador e carrega suas marcas de identificação a bordo, então, com uma probabilidade de 99,9%, o modem está "bloqueado", ou seja, é definida uma restrição de software, devido à qual o modem só funciona na rede do seu operador. Você pode superar esse infortúnio - o modem pode ser "desbloqueado". Não há receita universal aqui, então inserimos o modelo de modem no Google, adicionamos a palavra “desbloquear” e lemos o que encontramos (provavelmente serão todos os tipos de fóruns).

Voltando-se não a um salão de comunicação, mas a uma loja de informática regular, você pode comprar um modem que funcionará com a rede de qualquer operadora. Lembre-se de que custará mais (talvez muito mais) - as operadoras, não raramente, vendem modems, o que é chamado de “com prejuízo” e ganham dinheiro vendendo tráfego.

Roteador + modem. Conectamos o modem ao roteador, configuramos o roteador - ele distribui a Internet - via Wi-Fi, por fio, etc. Dos pontos sutis - o roteador deve ter uma porta USB, além disso, você deve primeiro esclarecer se um determinado roteador funciona com um determinado modem. Você precisa procurar uma lista de modems suportados no site do fabricante do roteador, onde também pode baixar o firmware mais recente, que pode suportar novos modelos de modem.

Roteador móvel especial. Estes são vendidos em lojas de comunicação e são um dispositivo que já combina um modem e um roteador. Ainda assim, não raramente, há uma bateria - para que possa ser usada em condições de "campo". Como os modems, eles podem ser "bloqueados" para um operador. Como é o caso dos modems, nas lojas de informática você encontra dispositivos que não estão vinculados a nenhuma operadora específica.

Telefone celular. Muitas vezes, ele também pode fornecer acesso à Internet conectando-se a um computador ou tablet com fio ou via Bluetooth.

Smartphone ou tablet. A maioria dos smartphones e tablets (claro, aqueles que suportam 3g ou 4g e possuem slot para cartão SIM) podem atuar tanto como modem, quando conectado a um computador via fio ou Bluetooth, quanto como roteador, distribuindo a Internet via Wi-Fi -Fi. Já que tocamos neste tópico acima, vou mencionar smartphones baratos, vendidos em lojas de comunicação sob as marcas de certas operadoras, também são frequentemente “bloqueados”, em cartões com dois SIM apenas um cartão SIM é frequentemente “bloqueado”.

Um modem 3G funcionará em uma rede 4G e vice-versa?

A pergunta é válida não apenas para modems, mas também para quaisquer outros dispositivos.

As redes das operadoras raramente suportam apenas uma tecnologia. Muitas vezes eles são suportados por tudo, de 2g a 4g. No interior existem estações base sem 4g e, às vezes, sem 3g. Ou seja, com raras exceções (consideraremos a seguir), se você vir algum Torre de celular, então é mais provável que seja "2g ou superior".

Vários dispositivos, na maioria das vezes, também suportam tudo, embora ainda seja bem possível comprar um smartphone ou modem na loja que “pode” apenas 2g e 3g.

Outras coisas sendo iguais, não deve haver nenhum problema. Se você chegar em um local com modem 4g (smartphone, tablet) onde a operadora tem cobertura 3g, ele simplesmente funcionará em 3g. E mesmo em 2g funcionará se você chegar a um lugar onde haja apenas essa cobertura.

Se você com um modem 3g (smartphone, tablet) chegar a um local onde a operadora tenha cobertura 4g, o aparelho ainda funcionará, mas novamente apenas em 3g. Por fim, se você pegar um telefone antigo que nem sabe como 3g, ele ainda funcionará - apenas em 2g.

Há exceções ao que está descrito acima. Por exemplo, a rede Tele2 em Moscou e região é implementada apenas em 3G e 4G. Ou modems Yota - eles funcionam apenas em 4g. E mesmo se você inserir um cartão SIM de modem Yota em um modem "não-Yota" que "pode" 3g, nada funcionará - é assim que tudo é organizado com eles.

Vamos dar uma olhada mais de perto na situação da Tele2 em Moscou: se você inserir um cartão SIM Tele2 em algum dispositivo que só pode funcionar em redes 2G, nada funcionará para você.

Mais exemplo complexo- quase todos os dispositivos dual SIM atualmente no mercado possuem apenas um cartão SIM que pode funcionar em 3g \ 4g, enquanto o segundo funcionará apenas em 2g. Isso significa que, ao usar o Tele2 na região de Moscou, você deve conceder o privilégio de usar 3g \ 4g a esse cartão SIM específico. Nestas condições, você pode usar adequadamente a Internet somente através da Tele2. Se você quiser Internet através de um cartão SIM de outra operadora, terá que alterná-lo para o modo 3g \ 4g, enquanto o Tele2 SIM entrará no modo “somente 2g” e simplesmente parará de funcionar - lembro a você, porque o Tele2 não tem rede 2G em Moscou.

Smartphones em que ambos os cartões SIM podem funcionar simultaneamente em 3g \ 4g ainda são poucos (google e descubra se você precisa de um).

Sobre cartões SIM e dispositivos diferentes (um cartão SIM de um modem funcionará em um smartphone e vice-versa)

Olhando através das consultas de pesquisa através das quais os visitantes chegam ao meu site, muitas vezes vejo algo como “é possível inserir um cartão SIM de um smartphone em um modem” ou vice-versa “de um modem para um smartphone”. No momento da redação dos artigos anteriores, ambas as perguntas podiam ser respondidas afirmativamente, mas agora a situação mudou.

Tecnicamente, você pode inserir um cartão SIM de um smartphone em um modem sem problemas - exatamente os mesmos cartões SIM são usados ​​lá e ali. Mesmo se você tiver um micro-SIM em seu smartphone e um SIM de tamanho normal no modem, ainda poderá inseri-lo simplesmente pressionando-o contra os contatos na posição desejada, pois o teclado de contato é do mesmo tamanho ali e ali . Você provavelmente notou que os cartões SIM agora são vendidos de forma universal - inicialmente é de tamanho normal e, usando cortes pré-sela, pode ser facilmente transformado em micro e nano-SIM. O pedaço de plástico restante depois disso pode ser usado como adaptador. Decidido, do ponto de vista técnico, não há problemas.

Existem restrições de outra natureza - junto com o advento das tarifas oferecendo Internet ilimitada para um smartphone/tablet, houve também uma restrição por parte das operadoras que não estão interessadas em usar cartões SIM com tais tarifas em modems e roteadores. Como regra, isso é indicado no próprio tarifário - algo como "O cartão SIM é destinado ao uso em um smartphone / tablet, quando usado em um modem, o acesso à Internet será limitado".

Há também tarifas de modem, cujo uso em smartphones é limitado pela operadora. E se não for limitado, em alguns deles as chamadas de voz são geralmente impossíveis, em outros preços altos são definidos para “voz”. Tome cuidado!

A resposta final para as perguntas “é possível inserir um cartão SIM de um smartphone em um modem” ou “Um cartão SIM de um modem em um smartphone” é a seguinte: depende da sua operadora e plano tarifário. Em caso de dúvida, ligue para a operadora e pergunte.

Sobre a distribuição da Internet a partir de um smartphone ou tablet

Se você tiver acesso à Internet em seu smartphone ou tablet, usando fio, Wi-Fi ou Bluetooth, poderá fornecer acesso à rede para outros dispositivos - por exemplo, um laptop. É muito conveniente na estrada. É assim que uso a Internet na dacha nos fins de semana e, em casa, uso a Internet do meu smartphone como um "canal de backup" - se Internet com fio desconectado, alguns toques para iniciar o ponto de acesso no smartphone - e estou novamente online.

Isso é como todos. Espero que o artigo tenha sido útil para você 😉

Se você fica na Internet o tempo todo, fica com a falsa impressão de que todos ao redor devem a todos. Mesmo que você não se aprofunde na política, onde em geral todo mundo é como um especialista e sabe o que precisa ser feito, mas, como disse o herói de uma piada, não há tempo para fazer algo sozinho, porque você precisa “ táxi”, então estamos cercados por uma multidão de pessoas insatisfeitas. Em geral, todos estão insatisfeitos com as comunicações móveis como uma só. Não tenho uma receita pronta de como resolver essa insatisfação, mas há uma boa notícia: se você entender como essa maldita conexão móvel funciona, então você fica muito menos nervoso. Por exemplo, você já conversou sobre a qualidade da comunicação com quem lida com isso? Já disse isso algumas vezes. E nunca conheci um especialista insatisfeito (embora, é claro, eles também tenham problemas de comunicação). Eles não fazem barulho, não ficam nervosos, porque quase sempre têm uma ideia clara do que (e por que) está acontecendo. E em que condições a situação pode mudar. Dominar esse "kung fu" na verdade não é difícil, e você precisa começar entendendo como as comunicações móveis funcionam e quais processos ocorrem nela quando pegamos o telefone, fazemos uma ligação ou usamos o telefone para a Internet.

Sinal de rádio

E você precisa começar com o banal: as comunicações móveis na verdade (isso é notícia, certo?) Usa um sinal de rádio, que, por definição, não pode ser uma conexão tão confiável quanto um cabo de cobre grosso que está protegido de qualquer influência (bem, exceto por uma caçamba de escavadeira, é claro) do lado de fora. O sinal de rádio está sujeito a um monte de outras coisas neste mundo injusto. Mesmo porque estamos constantemente cercados por muitas transmissões invisíveis aos olhos, passando em uma variedade de frequências. Claro, todos nós sabemos de um curso de física da escola que um sinal de onda de rádio pode estar em diferentes frequências (e diferentes potências, acrescento, mas para nossa compreensão da situação isso já é muito complicado, não vamos profundo). E quando dizemos que nossos telefones operam em 900, 1800 e 1900 MHz, na verdade são bandas de frequência. E uma estação base específica e seu telefone podem funcionar em outras que estejam próximas: 1799 ou 1801 GHz. É essa separação de frequências que permite que milhares de pessoas usem comunicações móveis em uma cidade moderna ao mesmo tempo, e não esperem até que uma frequência gratuita seja gratuita. O que complica ainda mais a situação se você pensar no fato de termos mais operadoras de celular do que uma. E todos funcionam ao mesmo tempo.

Lembramos também do curso de física (afinal, lembramos né?) que ao passar por um obstáculo, o sinal enfraquece. Lembre-se de como estão as coisas com o sinal Bluetooth se você for para a próxima sala. Mas a distância é menor que o padrão declarado de 10 metros. Então, você está sendo enganado? Não, há um obstáculo no caminho, e se a parede também suporta carga, então dentro dela não é drywall, mas ferragens, o que definitivamente só piora o sinal e certamente não o melhora. A situação é semelhante com Wi-Fi e comunicações móveis. Porque em ambos os casos, um sinal de rádio é usado. Portanto, toda vez que você entra no elevador ou desce ao porão (por exemplo, em um café), a conexão pode se deteriorar repentinamente. E isso é normal, porque está em total conformidade com as leis da física, mesmo que você não saiba nada sobre elas.

estações base

De alguma forma, eles montaram uma estação base em uma aldeia.
Depois de algum tempo, o operador que instalou a estação base,
começou a receber reclamações de moradores locais
para piora da saúde.
"O que é isso", responderam os representantes do operador, -
"Olha o que acontece quando ligamos"
Uma anedota popular entre os operadores

Alguns (não todos, é claro) percebem que as comunicações móveis também requerem estações base. Estas são estruturas complexas bastante complexas (e caras), incluindo um conjunto diferente de equipamentos de comunicação (e não apenas). Na configuração mínima da estação base, você precisa de energia, conexão com outras estações base semelhantes e/ou roteadores de rede que possam rotear dados corretamente e conectar instantaneamente dois assinantes. Essa conexão pode ser via cabo de fibra óptica (e aí você nem vai ver) ou via canal de rádio. E então você verá essas grandes antenas redondas de retransmissão de rádio operando ao longo de um feixe direcional e conectando a estação base com outra (específica) mesma estação. Na cidade, essas estações base podem ser colocadas nos telhados dos edifícios administrativos (principalmente, é mais fácil obter permissão para instalá-los). Por que nos telhados? Porque quanto mais alto - mais espaço aberto e menos obstáculos ao sinal de rádio. Fora da cidade (ou onde não há edifícios altos), um mastro separado é instalado para a estação base, que se parece com postes de energia. A própria estação base também é uma caixa com eletrônicos inteligentes atendendo toda essa economia, além de um ar condicionado que resfria seu funcionamento (é especialmente necessário, como todos entendemos, no verão). Em teoria, cada estação base também deveria ter um gerador a diesel auto-alimentado que liga automaticamente quando há falta de energia. Caso contrário, em caso de falhas na rede elétrica, as comunicações móveis serão imediatamente desativadas, caso contrário, ainda poderá funcionar por algum tempo (idealmente, até que a equipe de reparos chegue ou a falha na rede elétrica seja eliminada). Check-out? E ainda não passamos para transmissores que conectam diretamente a estação base com telefones celulares. Você os vê com mais frequência - são painéis instalados verticalmente, geralmente há três deles - um setor de 120 graus cada.

Para que tudo isso funcione como um relógio e os diferentes players do mercado não interfiram entre si, existe uma regulação estatal. Diz respeito à potência dos equipamentos utilizados, à segurança dos telemóveis (razão pela qual todos os telemóveis vendidos legalmente passam por certificação obrigatória, o que, ainda que ligeiramente, aumenta o seu custo). A propósito, é por isso que os telefones comprados no exterior podem não funcionar tão bem quanto gostaríamos - eles são projetados para outras condições e atendem a outros requisitos. Isso é especialmente verdadeiro para modelos baratos (como regra, essas surpresas não ocorrem com telefones de marca, porque são lançados por empresas que monitoram cuidadosamente a conformidade de seus dispositivos com os padrões dos países onde são vendidos oficialmente). Sobre por que o estado faz isso, como e quais benefícios isso traz para a sociedade, você pode ler em um artigo separado sobre esse tópico.

Mas lembramos que a radiocomunicação e sua qualidade ainda dependem de muitos fatores que não são constantes. A taxa de transferência de dados em um determinado local em um determinado período de tempo pode mudar significativamente se os dados de origem forem alterados. Portanto, os testes de consumo são subjetivos, mas podem fornecer informações ao consumidor em determinado ponto geográfico sobre a qualidade do serviço prestado. A qualidade da rede pode realmente ser avaliada apenas com a ajuda de equipamentos especiais e toda uma equipe de especialistas (e em cada cidade - uma separada).

Além das causas naturais (carga da rede, por exemplo), há outro problema: nas cidades onde moramos, constantemente são construídas novas instalações que podem mudar radicalmente o quadro de cobertura de rede e disponibilidade de sinal em uma determinada área. Portanto, o processo de planejamento de rádio de rede é um processo contínuo. Ele nunca para, e a introdução do 3G que estamos vendo agora é apenas um episódio de uma longa cadeia de trabalho em andamento que foi, está sendo e continuará a ocorrer no futuro. É sempre.

Além de mudanças bastante lentas (a construção de um arranha-céu, você vê, leva meses ou até anos), também há rajadas espontâneas de consumo de comunicação móvel que podem criar cargas de pico que muitas vezes excedem a capacidade da rede no local atual. O exemplo mais simples são as exposições, quando milhares de pessoas se reúnem em um prédio ou pavilhão, cada uma com um celular no bolso. Você provavelmente já se deparou com uma situação em que as comunicações móveis não funcionaram bem em uma exposição (ou estádio). Surtos semelhantes, por exemplo, ocorrem na véspera do Ano Novo, para o qual todos os operadores estão se preparando cuidadosamente. Porque para eles isso não é apenas um certo desafio e satisfação do cliente, mas também (por que esconder) uma renda adicional.

Se o evento for conhecido com antecedência, as chamadas estações base móveis são usadas para aumentar a capacidade da rede. Eles são um carro, dentro do qual há um monte de eletrônicos caros que se conectam à rede da operadora e aumentam a capacidade da rede em um determinado local. Para implantar uma estação base móvel, leva de 3 a 4 horas a um dia (dependendo da complexidade das condições - deixe-me lembrá-lo de que cada operadora tem a sua própria e é determinada pela presença das estações base mais próximas, distância até eles, linha de visão e assim por diante). Por exemplo, de acordo com Yury Grigoriev, chefe do Departamento de Operações de Rede Móvel da Região Central da lifecell, durante o campeonato de futebol Euro-2012 em Khreshchatyk, três estações base móveis trabalharam na fan zone ao mesmo tempo em diferentes partes da rua (todo o Khreshchatyk foi em seguida, uma área de fãs com enorme telas instaladas para espectadores). Ações semelhantes são realizadas com eventos sazonais, como dias da cidade. Os períodos de férias com lugares de resort - à beira-mar no verão e esqui no inverno - também fazem seus próprios ajustes. Todas essas ações são realizadas de forma imperceptível para a maioria dos assinantes móveis, que nem sequer estão cientes das dificuldades técnicas (sim, cá entre nós, eles não deveriam estar cientes). Mas eles são realizados por todos os operadores, independentemente do que você pensa sobre o trabalho deles.

Uma discussão separada é o equipamento usado para melhorar a comunicação em ambientes fechados. Para não complicar a história listando diferentes repetidores e femtocells, direi apenas que em ambientes fechados (pode ser um café no porão ou um grande shopping center) estão instalados equipamentos que aumentam a capacidade da rede de uma forma ou de outra e transmite todo o tráfego (voz e dados) para o operador de rede. No metrô, um cabo especial de radiação de rádio é usado para isso, para que possamos (ou não) ter comunicações móveis mesmo em túneis de metrô, embora estejam em uma profundidade inatingível para ondas de rádio convencionais.

Rede de referência

À primeira vista, a pergunta parece estranha, mas nunca pensamos para onde vai o sinal de um celular em seguida. Não, é claro que ele fica online operador móvel mas o que é uma "rede"? De fato, uma parte significativa da rede da operadora móvel está em ... cabo. As estações base conectadas umas às outras apenas por rádio não são capazes de transmitir toda a quantidade de comunicação de voz e, além disso, dados via sinal de rádio. Além disso, a maioria dos usuários de comunicações móveis está concentrada em cidades separadas que não estão interconectadas por comunicação de rádio. E o sinal entre eles passa pelos principais cabos de fibra ótica que formam a base do setor de telecomunicações. Existe o conceito de "core network" ou backbone, que também pode ser chamado de transmissão devido às suas funções - a transferência de um enorme fluxo de dados entre segmentos-chave da rede da operadora. Cada cidade, por sua vez, pode ter seu próprio “anel” que combina fluxos de dados de estações-base específicas ou redutos que acumulam tráfego de várias estações-base. Para gerenciar toda a rede, são necessários enormes switches nodais que atendem regiões inteiras. São grandes data centers que gerenciam todo o tráfego e ocupam um prédio separado. Eles, como quaisquer outros data centers, possuem vários canais de conexão independentes, seus próprios sistemas de consumo de energia. Em cidades menores, também existem switches "remotos", de menor porte, projetados para atender sua região.

Agora você entende que a rede móvel da operadora é um sistema muito complexo. E em cada etapa, em cada elo da cadeia - do celular do usuário à estação base, switch e rede central, pode haver um problema com a qualidade da comunicação. Falamos sobre esses problemas com mais detalhes em um artigo separado, então vou lembrá-lo brevemente que a qualidade da comunicação depende de três fatores: cobertura, capacidade e qualidade da própria rede. Grosso modo, a cobertura é onde o sinal da estação base “termina”, a capacidade é a capacidade da rede de receber grande quantidade chamadas e / ou transferir mais dados (a propósito, este é o principal benefício da introdução de redes 4G, que permite aumentar a capacidade e usar mais frequências - esse é seu próprio problema separado, incluindo a redistribuição de frequências e neutralidade tecnológica ).

Cobrança

Falando sobre comunicações móveis, como funciona e onde os usuários podem ter problemas, não se pode deixar de tocar na questão do faturamento. Tecnicamente isso Programas determinar a tarifa do assinante, levando em consideração todos os custos do usuário incluídos nela, e calcular o saldo da sua conta. Está integrado na rede da operadora e ao realizar qualquer ação por parte do assinante (chamada, SMS, acesso à Internet), primeiro verifica se o usuário pode realizar esta ação, ou então permite que o sistema forneça o serviço solicitado ao assinante, ou lhe dá uma mensagem porque esta ação deve ser executada impossível (por exemplo, não há fundos suficientes na conta). Todas essas inúmeras operações ocorrem de forma instantânea e imperceptível para o usuário, mas para uma compreensão geral de como funcionam as comunicações móveis, vale a pena conhecê-lo.

Como funciona o faturamento nos foi explicado por Konstantin Zhilin, Chefe do Departamento de Operação de Redes de Telecomunicações da operadora lifecell: “Para fazer uma chamada, o servidor define um gatilho: o que precisa ser feito para dar ao assinante a oportunidade de ligar. O gatilho pode ser "tocar alguma música", às vezes é um gatilho "vá verificar o faturamento". Para que o assinante faça uma ligação, o sistema de cobrança primeiro precisa perguntar se o assinante tem fundos suficientes para fazer uma ligação. O sistema de cobrança analisa a conta do assinante e responde: "por favor, permita-me fazer uma chamada para tal e tal duração." E só depois disso há uma conexão de tráfego, roteamento e assim por diante. Após o assinante ter usado essa cota de chamadas, por exemplo, 150 segundos, a cobrança novamente faz uma solicitação de permissão e verifica o saldo da conta. A cota é emitida com base no tempo médio de realização de uma chamada e no saldo de dinheiro na conta e é calculada em minutos.

A própria retirada de dinheiro da conta (momento sagrado) ocorre no final da ligação, quando o sistema de cobrança pergunta ao sistema sobre a duração final da ligação e cobra de acordo com a duração real, e não de acordo com o volume da ligação. a cota alocada. Do ponto de vista do sistema de faturamento, alterar o plano tarifário do assinante significa simplesmente substituir um item do catálogo de produtos da operadora por outro. O plano de produtos de cobrança contém uma lista de serviços disponíveis para o assinante, alguns dos quais são básicos (e fornecidos dentro do plano tarifário sem custo adicional), e alguns são adicionais e, portanto, pagos separadamente. Se um ou outro mudar, então, para faturar, algo gratuito será pago, ou vice-versa. Ou o custo de um determinado serviço muda. É assim que funciona. Toda a conversa sobre roubo por parte dos operadores de dinheiro é, na verdade, um equívoco comum. Isso não anula as atividades de marketing ativo da maioria dos operadores. Mas é fisicamente impossível roubar algo de um assinante.

Como se costuma dizer, conhecimento é poder, portanto, em todos os casos discutíveis, você precisa ler atentamente os termos do seu plano tarifário e não hesite em esclarecer todas as dúvidas com a operadora. Os funcionários do call center são resistentes ao estresse, passam por treinamentos especiais e estão sempre prontos para ouvir com calma o chamador e tentar ajudá-lo. Falaremos mais sobre isso na próxima vez.

Para quem quer saber mais

Os operadores usam suas próprias gírias, que achamos engraçadas e dignas de sua atenção:

• "panela"- uma antena de retransmissão de rádio, que tem uma forma redonda e é projetada para conectar duas estações base uma à outra através de um canal de rádio
• "aquecer o ar"- ocioso, como se costuma dizer, quando um equipamento caro não usa totalmente suas capacidades, tem excesso de capacidade de rede e, consequentemente, não traz a receita esperada para a operadora
• "gabinete"- um gabinete de uma estação base móvel com equipamentos: um chassi com um transceptor (acomoda até 4 prateleiras, que acomodam até 12 transceptores) e os "cérebros" da estação base - eletrônicos que garantem o funcionamento da própria rede