Страница 17 из 32
Досье: Мобильный абонент
Земля все стремительнее превращается в одну большую электронную деревню — все всё обо всех знают. И далеко не последнюю роль в этом играет развитие сотовых систем связи. А мобильные телефоны, способные обеспечивать практически мгновенную связь с любым интересующим нас абонентом, стали совершенно незаменимой частью нашей жизни. Может показаться неправдоподобным, но на сегодняшний день сотовых телефонов, например, в Москве уже больше, чем стационарных. И судя по всему, подобная участь «грозит» не только мегаполисам.
Вначале наиболее широко по миру распространились две системы: американская AMPS (Advanced Mobile Phone Service) и европейская NMT (Nordic Mobile Telephone). Сегодня они по-прежнему успешно работают на обширных территориях крупных стран в малонаселенных районах, где плотность звонящих невелика. Эти стандарты имеют ограниченную емкость и не позволяют более чем полусотне человек одновременно выходить на связь в пределах одной соты. AMPS с 1983 года работает в диапазоне 800 МГц, NMT-450 с 1981 в диапазоне 450 МГц. В NMT максимальный радиус соты может доходить до 40 км, в AMPS он не превышает 20 км.
Японский аналоговый стандарт NTT был введен в коммерческую эксплуатацию в 1979 году. Он работал в диапазоне 900 МГц и был во многом похож на AMPS. Сейчас же японцы полностью перешли на цифровые технологии и активно осваивают третье поколение систем сотовой связи (3G).
Звуковой сигнал в аналоговых сетях не подвергается существенной обработке, и задержка связи при местных звонках составляет всего несколько десятков миллисекунд. Соответственно звучание человеческого голоса в таких телефонах выглядит наиболее естественно и привычно, так как характерные для аналоговых сетей шумы и помехи во многом схожи с типичными для проводных телефонов шорохами и треском. Что же касается конфиденциальности телефонных переговоров, то в аналоговых сотовых системах этот вопрос полностью открыт, а значит, любопытные граждане могут свободно слушать интересующие их разговоры, не только сидя в машине под окнами офиса, но и находясь за пару кварталов от объекта наблюдения. Более того, практически сразу появились «усовершенствованные» модели аналоговых телефонов, способные перехватывать идентификационные номера законных пользователей сотовых сетей. Воровство настолько широко распространилось в мире аналоговой сотовой связи, что изготовителям оборудования пришлось срочно усложнять процедуру опознания своих абонентов. И сегодня проблема двойников, по крайней мере, в NMTi, решена. Однако возможность прослушивания, даже при включении телефонного «шифрования», все-таки осталась.
Роуминг в сотовых сетях возможен только в пределах выбранного вами стандарта, поскольку те телефоны, которые работают в разных стандартах, принципиально несовместимы. Там же, где есть нужная сеть, имеет место так называемый полуавтоматический роуминг, требующий участия владельца для выбора нужного кода страны.
Достаточно быстро столкнувшись с тем, что аналоговый стандарт не может обеспечить связью всех желающих, американцы решили внедрить новый, цифровой, стандарт D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service). Придя на смену AMPS, он, при прежнем максимальном радиусе соты в 20 км, смог повысить число одновременно идущих в соте разговоров до трехсот. Этот шаг существенно повысил конфиденциальность телефонных разговоров и снял проблему двойников, но в то же время несколько негативно сказался на качестве речи.
Данный стандарт позволяет достаточно эффективно обеспечивать стабильной мобильной связью не слишком плотно расположенных абонентов. Но так как международным стандартом он так и не стал, путешествуя по миру с таким телефоном, следует помнить, что далеко не везде удастся выйти на связь.
Всего в мире было разработано и внедрено 9 аналоговых стандартов, работавших на разных частотах и несовместимых друг с другом. Сейчас используются только два из них: скандинавский NMT и американский AMPS, и оба работают в нашей стране. Первопроходцам всегда приходится труднее, и сегодня, чтобы удержаться на плаву, сотовым операторам, работающим в стандартах NMT и D-AMPS, приходится не только снижать цены, но и предлагать своим клиентам те услуги, которых изначально эти стандарты и не предполагали (автодозвон, определение номера, голосовая почта, конференц-связь, передача данных и даже работа в Интернете).
Принцип организации мобильной телефонной сети предельно прост. Обслуживаемая территория разбивается на кусочки-соты, в которых располагаются базовые станции, соединяющие мобильные телефоны как между собой, так и с внешним миром. На карте сеть мобильной связи напоминает пчелиные соты, откуда и пошло название этого вида телекоммуникации. Телефоны, находящиеся в соседних сотах, не мешают друг другу, так как работают на разных частотах. Те же, что отстоят друг от друга более чем на одну сотовую ячейку, просто не «слышат» друг друга. А происходит это, во-первых, потому, что радиоволны, распространяясь, затухают, а во-вторых, потому, что земля круглая. Высокочастотные радиосигналы обычно распространяются по прямой и плохо заходят за линию горизонта, поэтому для антенн сотовых базовых станций используют высотные здания и строят специальные вышки.
Базовая станция с антеннами и трубка в руках абонента всегда находятся недалеко друг от друга (обычно не более нескольких десятков километров) и работают на минимальных мощностях, что позволяет сделать телефон поистине мобильным, компактным и легким. Между собой базовые станции соединяются высокоскоростными линиями связи, по которым наши разговоры и приходят к сотовому оператору. Все звонки, собирающиеся на головном коммутаторе, тарифицируются и коммутируются с адресатами. Естественно, что сотовые операторы имеют выход на телефонную сеть общего пользования, и звонок (в том случае, если он происходит вне данной сотовой сети) начинает свое путешествие по наземным линиям связи. Кроме того, существуют отдельные высокоскоростные цифровые каналы передачи данных, которыми различные операторы связаны между собой. Поэтому звонок, например, с «Би Лайн» на МТС и обратно минует Московскую телефонную сеть общего пользования (МГТС).
Благодаря единому управлению при переходе из соты в соту телефон автоматически передается на обслуживание новой базовой станции. Процесс передачи обслуживания сопровождается сменой рабочей частоты и занимает некоторое время, практически незаметное даже в момент разговора. При изменении своего местоположения мобильному телефону приходится периодически регистрироваться в сети, соответственно, сотовый оператор даже при роуминге (когда его абонент путешествует по чужой территории) знает, где именно находится выходящий на связь аппарат, и подтверждает платежеспособность его хозяина.
Сотовая структура мобильных телефонных сетей позволяет операторам практически неограниченно наращивать их емкость и пропускную способность, несмотря на ограниченный лицензионным соглашением диапазон рабочих частот. Причем наращивание может идти как за счет установки новых базовых станций с включением в состав своей сети новых территорий, так и переходом на более мелкий размер сотовой ячейки в районах с повышенной нагрузкой. При этом тоже устанавливаются новые базовые станции, только цель здесь — не расширение зоны покрытия, а увеличение количества одновременно звонящих на данной территории абонентов. Например, в GSM 900 радиус соты может достигать 35 км, а в GSM 1800 порой не превышает 3,5 км, в результате плотность звонящих повышается в сто раз, но и число базовых станций нужно будет увеличить во столько же раз.
Канал передачи данных в цифровых системах связи худо-бедно защищен, и уже не один год сотовые операторы сотрудничают с фирмами, занимающимися продажей товаров разного рода автоматами. Первые опыты состояли в звонке на обозначенный на торговом аппарате номер с сотового телефона и подтверждения желания совершить покупку, также применялась технология с отправкой SMS на нужный номер. Причем такие торговые автоматы совсем не обязательно соединять в единую сеть, достаточно просто в каждом автомате установить GSM-модуль, выполняющий функцию того самого телефона, на которое шлются SMS и совершаются звонки.