خانه / شبکه داده / شبکه ارتباطات سیار: مخابرات سلولی (شبکة داده 38)

شبکه ارتباطات سیار: مخابرات سلولی (شبکة داده 38)

نویسنده: احد رجایی

ایدة ساختار سلولی در دهة 60 و70 میلادی برای توسعه ارتباطات سیار شکل گرفت. در این ساختار به ارائه‌دهندة سرویس به کاربران (برای مثال همراه اول) محدودة فرکانسی خاصی داده می‌شود. برای مثال 30 کانال فرکانسی در اختیار همراه اول قرار می‌گیرد و اپراتور با 30 کانال به تعداد زیادی از متقاضیان، سرویس تلفن‌همراه ارائه می‌کند. اپراتور همراه اول برای استفاده بهینه از این کانال‌های مخابراتی، منطقة زیر پوشش خود را به بخش‌هایی(Zone) تقسیم می‌کند. در شکل یک، بخش‌بندی لانه زنبوری را مشاهده می‌کنید.

شکل 1)

 به این ساختار که در سال 1982 در مخابرات مطرح شد، سیستم تلفن سیار پیشرفته یا به اختصار  (AMPS  (Advanced Mobile Phone System گفته می‌شود. اکنون به شکل 1 توجه کنید. هفت بخش از A  تا G  را باید پوشش دهیم. از 30 کانال در اختیار، 4 کانال را به A، 4 کانال را به B  و … 4 کانال را به G اختصاص می‌دهیم. ایدة اصلی این است که اگر در یکی از بخش‌های A  از 4 کانال استفاده کردیم، می‌توانیم ار همین کانال‌ها در بخش A  دیگری که با فاصله از این بخش قرار دارد، باز هم استفاده کنیم. مشروط براین که توان ارسالی فرستنده‌ای را که در مرکز هر بخش قرار دارد، مهار کنیم. برای مثال در شکل 1 سه بخش با نام A داریم که هر سه از کانال مخابراتی با فرکانس مشترک استفاده می‌کنند. چرا این کار را می‌توانیم انجام دهیم؟ به این دلیل که توان ارسالی فرستنده‌ای را که در هر بخش قرار دارد، به شیوه‌ای مهار می‌کنیم که میزان سیگنالی که از فرستنده یک بخش A به محدودة زیر پوشش بخش A  دیگر می‌رسد، آنقدر کم باشد که اثری در کارکرد کاربرانی که در آن بخش قرار دارند، نگذارد. یعنی اگر کاربری در بخش A  سمت چپ شکل 1 قرار دارد، سیگنالی که از بخش A سمت راست دریافت می‌کند آنقدر کم است که با سیگنالش تداخل ندارد. لذا کاربران هر دو بخش علی‌رغم استفاده از فرکانس مشترک، اختلالی در کار یکدیگر ایجاد نمی‌کنند. با استفاده از این ایده یعنی ایجاد شبکة سلولی(Cellular) می‌توانیم بارها از کانال‌های مخابراتی در بخش‌ها یا سلول‌های دیگر استفاده کنیم. به این ترتیب در مثال ذکر شده با همان 30 منبع فرکانسی در اختیار، می‌توان به تعداد زیادی مشترک در محدوده‌های بزرگ جغرافیایی سرویس داد. گاهی در بعضی سلول‌ها تعداد کاربران بیش از آن است(تراکم جمعیت مانند محدودة مرکزی شهرها) که با 4 فرکانس پوشش داده شوند. در این صورت می‌توان آن سلول را به سلول‌های کوچکتر تقسیم کرد. برای مثال در شکل 2 محدودة وسط تقاضای مکالمه بیشتر دارد و در نتیجه هر سلول به سلول‌های کوچکتر افراز شده است. در این صورت می‌توان با به کارگیری همان ایدة اصلی، در هر سلول کوچک از چند فرکانس- ولی با توان فرستندة کمتر- استفاده کرد تا از فرکانس‌هایی که در این سلول های کوچک استفاده می‌شود، بتوانیم در سلول‌های دیگری هم استفاده کنیم.

شکل 2)

پس شرط اصلی استفادة مجدد از یک فرکانس یا کانال مخابراتی، داشتن توانایی بالا برای مهار فرستنده و مدیریت کردن انتشار سیگنال است. تقریبا همة انواع فناوری‌های حوزة مخابرات سیار از این ایده بهره می‌گیرند تا بتوانند به صورت مقیاس‌پذیر(Scalable) -یعنی به اندازة دلخواه- به مشتریان سرویس بدهند. زمانی که ایدة مخابرات سلولی مطرح شد، فناوری مخابرات سلولی به سرعت رشدکرد و در دهة 90 میلادی اولین نسل آن در آمریکا به نام AMPS  توسعه پیدا و شروع به کار کرد. در ساختار شبکة ارتباطات سیار مؤلفه‌های مهمی وجود دارند که در ادامه به تعدادی از آن‌ها اشاره می‌کنیم.

BTS : در هر سلول عنصری به نام (BTS(Base-Station Subsystem  قرار دارد که ارتباط کاربران آن سلول را به شبکه برقرار می‌کند. اگر در سلولA  قرار داریم ارتباط‌مان از  BTS ای که در وسط این سلول است برقرار می‌شود و وقتی در سلول B  قرار داریم از BTS  واقع در آن بخش به شبکه وصل می‌شویم و الی آخر و اگر در حال حرکت هستیم در هر سلول که قرار گیریم، گوشی ما از BTS  ای که به ما نزدیکتر است، با شبکه داده مبادله می‌کند. در شبکه پشت سر BTS  مؤلفة دیگری به نام (BSC (Base-Station Switching Center  قرار دارد که کنترل کنندة تعدادی از  BTSهاست و پشت سر آن مؤلفة دیگری به نام (MSC (Mobile Switching Center است که مرکز اصلی سوییچینگ شبکة تلفن‌همراه است. پس وقتی در شبکة تلفن‌همراه صحبت می‌کنیم مسیر عبور داده به این صورت است:

و سپس یا به شبکة تلفن ثابت وصل می‌شویم یا دوباره عکس همین مسیر برای برقراری ارتباط با طرف مقابل در شبکة تلفن‌همراه طی می‌شود یعنی:

در شماره آینده به جزئیات سیستم AMPS بیشترخواهیم پرداخت.

 

 

حتما ببینید

VOICE BAND MODEM (شبکه داده 27)

Modem    (که اسم دقیق تر آن voice band modem است) وسیله‌ای است که از رایانه،‌ …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *