Принцип работы сотовой сети. Стандарты сотовой связи

Организация сотовой телефонной сети осуществляется следующим образом. Вся территория, на которой работает сеть, разбивается на районы, в которых уста­навливаются базовые станции с радиоантеннами, соединяющие мобильные телефоны между собой и с внешним миром. Между собой базовые станции соединя­ются высокоскоростной линией связи. На головной сотовой станции все звонки тарифицируются и коммутируются с адресатами. Кроме того, сотовые операторы имеют выход на телефонную сеть общего пользования, благодаря чему мобильные телефоны связываются с городскими но земным линиям связи.

На карте такая сеть мобильной связи напоминает пчелиные соты, отсюда и по­шло название этого вида телекоммуникации. Базовая станция с антеннами и телефон абонента всегда находятся недалеко друг от друга и работают на минималь­ных мощностях. Благодаря единому управлению при переходе из радиуса действия одной базовой станции в другой, телефон автоматически передается на обслужи­вание следующей базовой станции.

Мобильный телефон не имеет постоянной прописки, и поэтому ему приходит­ся периодически регистрироваться в сети. Соответственно сотовый оператор даже при роуминге (т. е. когда его абонент путешествует по чужой территории) знает, где именно находится выходящий на связь аппарат, и при запросе подтверждает платежеспособность хозяина телефона.

В мире существует несколько стандартов сотовой связи, которые можно разде­лить на две группы: аналоговые и цифровые. Первыми появились стандарты, ис­пользующие аналоговую форму передачи информации. В мире было разработано и внедрено девять аналоговых стандартов, работавших на разных частотах и не со­вместимых друг с другом. Но наиболее широкое распространение получили два — американский AMPS и европейский NMT. Эти стандарты имеют ограниченную емкость — не более 50 абонентов могут одновременно выходить на связь в пределах одной «соты».

AMPS работает в диапазоне 800 МГц, максимальный радиус «соты» не более 20 км. NMT -450 соответственно — в диапазоне 450 МГц, а NMT -900 — около 900 М Гц, максимальный радиус соты — 40 км.

Ко всему прочему в аналоговых сотовых системах трудно сохранить конфиден­циальность телефонных переговоров. Более того, практически сразу появились «усовершенствованные» модели аналоговых телефонов, способные перехватывать идентификационные номера законных пользователей сотовых сетей и пользовать­ся связью за чужой счет. Даже несмотря на то, что изготовители оборудования ус­ложнили процедуру опознания «своих» абонентов.

Но вскоре на смену аналоговым пришли более совершенные цифровые стандарты с радиусами «сот» от 0,5 км до 20-30 км. На сегодняшний день их четыре: американ­ские D-AMPS и СDМА, глобальный общеевропейский GSM и сугубо японский JDC. Но наибольшее распространение в мире получили СDМА и GSM.

СDМА имеет на сегодня наибольшую скорость передачи данных (14,4 кбит/с) и достаточно хорошее качество звука. Этот стандарт наиболее широко распростра­нен в Северной Америке и Южной Корее.

Наиболее популярен все же европейский цифровой стандарт глобальной мо­бильной связи GSM, появившийся в 1991 году. В GSM радиус «соты» может до­стигать 35 км, а емкость «соты» — до тысячи одновременных звонков. Во всем мире GSM работает па частоте 900 и 1800 МГц, а в США в районе 1900 МГц (американ­ский GSM -1900). Причем в этом диапазоне могут работать сотовые операторы как GSM, так и СDМА, и D-AMPS. Ведь выпускаются телефоны, работающие как в двух диапазонах (1800 и 1900 МГц), так и во всех трех.

Эфирное подслушивание GSM -переговоров затруднено из-за сложности ис­пользуемых сигналов и закрытости алгоритмов шифрования, а также из-за того, что процедура кодирования все время меняется, и каждый новый звонок имеет свой ключ.