Bežični telefon

Bežični telefon omogućava da se korisnik slobodno kreće po kući dok telefonira. Sastoji se od dva dela: bazne stanice i telefona. Bazna stanica ima na poleđini standardni telefonski džek tako da može da se žično poveže sa fiksnom telefonskom mrežom.Telefon komunicira sa baznom stanicom pomoću radija male snage, čiji je domet obično 100 do 300 metara. Prvi modeli bežičnih telefona radili su na fiksnoj učestanosti koja se određivala u fabrici. Zbog toga se dešavalo da susedi koji koriste bežične telefone podešene na istu učestanost mogu jedni druge da prislučkuju dok telefoniraju. Kasnije je ovaj problem rešen tako što korisnici novijih modela bežičnih telefona mogu sami da biraju radnu učestanost.

Mobilna telefonija

 

Kako bismo shvatili način funkcionisanja današnje mobilne telefonije, moramo da budemo bolje upoznati sa bežičnim i mobilnim komunikacijama, ćelijskim sistemima i komunikacionim kanalima. Na engleskom jeziku ćelijski telefon (cellular phone), na srpskom mobilni telefon, ali ni jedan ni drugi termin nisu potpuni, već bi ispravno bilo reći ćelijski mobilni telefon.

Komunikacioni kanal

Kako bismo lakše shvatili pojam komunikacionog kanala, poslužićemo se na primeru komunikacije između dve osobe. Ljudski govor, odnosno komunikacija, takođe predstavlja jedan komunikacioni kanal, koji se, kao i drugi kanali, sastoji iz: predajnika, prijemnika, poruke i kanala.

Kanal kojim poruka putuje može biti žica i u tom slučaju govorimo o "žičnoj" komunikaciji, a najbolji primer za to su računarske mreže u kompanijama, čiji su računari međusobno povezani kablovima u mrežu. Bilo koji oblik komunikacija koji ne zahteva da prijemnik i predajnik budu u fizičkoj vezi predstavlja bežičnu komunikaciju. Bežične komunikacije su u upotrebi odavno, a jedan od primera može biti sporazumevanje brodova na velikim udaljenostima Morzeovom azbukom. Mobilna telefonija i WiFi sistemi su takođe dobro poznati primeri bežične komunikacije.

Komunikacioni kanali imaju različite karakteristike, koje uzimamo u obzir kada pravimo izbor tipa komunikacije koji ćemo koristiti, a to su: smer komunikacije, broj veza, vrsta signala i brzina prenosa.

 

 

 

Smer komunikacije

Postoje tri vrste smera komunikacije, a to su simpleks, polu dupleks, i dupleksna komunikacija. Simpleks komunikacija dozvoljava prenos samo u jednom smeru, a najbolji primer za to su televizijski i radio signali. Polu dupleks nam dozvoljava komunikaciju u oba smera, ali ne u isto vreme (npr. upotreba toki-voki-ja). Kod ovog tipa komunikacije, dok jedna strana "govori" (šalje podatke), druga ne može da odgovori dok poruka ne bude završena. Simultanu komunikaciju nam dozvoljava dupleksna komunikacija, kao kod telefonske veze u kojoj obe strane mogu da "govore" (šalju podatke) u isto vreme.

 

Broj veza

Postoje dva tipa komunikacije sa aspekta broja veza, a to su point-to-point i multi-point komunikacija. Point-to-point komunikacija se koristi za direktno povezivanje samo dva uređaja, na primer dva mobilna uređaja povezana "bluetooth" tehnologijom. Multi-point komunikacijom se povezuje više uređaja, kao što je WiFi sistem.

Vrsta signala

U komunikacionom kanalu možemo prenositi dva tipa signala, analogni i digitalni. Predajnik i prijemnik takođe mogu biti analogni i digitalni.

Mobilni ćelijski sistemi

Komunikacioni sistemi mogu biti fiksni, fiksno-mobilni i mobilni. Fiksni sistemi su sistemi kod kojih su predajnik i prijemnik pozicionirani na određenom mestu, bez mogućnosti "pomeranja" (klasična fiksna telefonija koja se nalazi u našim stanovima). Fiksno-mobilni sistemi imaju ili predajnik ili prijemnik pozicioniran na nekom mestu. Primer ovog sistema je mobilna telefonija, kod koje je predajnik signala (antena) stacioniran na nekoj lokaciji (uglavnom visoke tačke na nekom području), a prijemnik (mobilni telefon) nije vezan za neko mesto, drugim rečima on je mobilan, odnosno možemo se kretati a da i dalje budemo povezani sa predajnikom. Mobilni sistemi su sistemi kod kojih su i predajnik i prijemnik mobilni, kao kod direktne komunikacije između dva mobilna telefona uz korišćenje "bluetooth" tehnologije (udaljenost uređaja koji koriste bluetooth je ograničen sa 10-ak metara).

Današnje mobilne komunikacije koriste ćelijske sisteme. Ćelijski sistem je baziran na pravilu da predajnik/prijemnik pokriva određenu oblast svojom frekvencijom. Ako nam je cilj da pokrijemo mobilnim signalom jedan grad, postavićemo veći broj prijemnika/predajnika i svaki od njih će pokrivati po jednu oblast tog grada. Ovo se naziva klaster sistem i liči na pčelinje saće. U jednom klasteru koristimo celi skup frekvencije (kod nas mobilni telefoni rade na 1800 MHz, ali se skup frekvencija npr. kreće od 1750 MHz do 1850 MHz), ali ćelije u klasteru ne rade na istoj frekvenciji već se ona malo razlikuje. Na ovaj način sprečavamo mogućnost interferencije između susednih ćelija tako što će se radio frekvencje prijemnika/predajnika ponavljati isključivo u nesusednim ćelijama. Ukoliko je potrebno proširiti broj korisnika u nekoj ćeliji (broj veza između predajnika i prijemnika) to radimo umetanjem novih ćelija unutar postojećih, vodeći računa o frekvencijama na kojima rade, kao i interferenciji.

Genijalnost celularnog sistema je u tome da je grad izdeljen u više malih ćelija. Ovo omogućava ponovno korišćenje iste frekvencije u celom gradu, tako da milioni ljudi sada mogu da koriste mobilne (ćelijske *cell*) telefone u isto vreme.

U tipičnom ćelijskom sistemu u Srbiji, mobilni provajderi primaju oko 800 frekvencija kroz gradove. Provajder izdeli grad na ćelije. Svaka ćelija je otprilike veličine 25 kvadratnih kilometara koje se uglavnom predstavljaju šestougaonom mrežom, poput ove:

Kako su mobilni telefoni bazne stanice sa slabim predajnicima, ista frekvencija se može koristiti u nesusednim ćelijama. Dve ljubičaste ćelije mogu koristiti istu frekvenciju.

Svaka ćelija ima baznu stanicu koja se sastoji od tornja i male građevine koja sadrži radio opremu.

Ćelijski pristup zahteva velik broj baznih stanica u gradu bilo koje veličine. Tipičan grad može imati i nekoliko stotina tornjeva. Ali zbog velike količine korisnika mobilnih telefona, cene ostaju niske po korisniku. Svaki provajder u svakom gradu ima jednu centralnu “kancelariju” MTSO (Mobile Telephone Switching Office). Ova kancelarija upravlja svim telefonskim konekcijama do normalne fiksne telefonije i kontroliše sve bazne stanice u regionu.

Svi mobilni telefoni imaju specijalan kod koji im je dodeljen. Ovi kodovi se koriste za identifikaciju telefona, vlasnika telefona i provajdera telefonske usluge.

Zamislite sledeću situaciju: upalite telefon i neko pokušava da vas nazove. Evo šta se u tom trenutku dešava:

• Kada upalite telefon, on putem kontrolnog kanala osluškuje SID (System Identification Number). Kontrolni kanal je specijalna frekvencija preko koje telefon i bazna stanica komuniciraju o stvarima poput vrste poziva i promene kanala. Ako telefon ne može da nađe kontrolni kanal, on je nedostupan i prikazuje “no service” poruku.

• Kada primi SID, telefon ga uporedi sa SIDom koji je uprogramiran u telefon. Ako se SID poklapa, telefon zna da komunicira sa svojom mrežom.

• Zajedno sa SIDom, telefon takođe odašilje zahtev za registraciju, a MTSO čuva podatke o lokaciji telefona u svojoj bazi podataka – na ovaj način, MTSO zna na koju ste ćeliju nakačeni i preko koje da vas dobije kad treba da vam zazvoni telefon.

• MTSO dobija poziv i pokušava da vas nađe. Pogleda u bazu podataka kako bi video u kojoj se ćeliji nalazite.

• MTSO odabira dve frekvencija preko koje će vaš telefon da izvrši telefonski poziv.

• MTSO komunicira sa vašim telefonom preko kontrolnog kanala da mu kaže koje frekvencije da koristi, i kada se vaš telefon i toranj prebace na te frekvencije, poziv je povezan. Sada pričate sa prijateljem preko dvosmerne radio veze.

• Kako se približavate ivici ćelije, bazna stanica primećuje da signal sa vašim telefonom slabi. U međuvremenu, bazna stanica kojoj se približavate (koja osluškuje i meri snagu signala na svim frekvencijama), vidi da se signal vašeg telefona povećava. Dve bazne stanice koordiniraju međusobno preko MTSOa i u jednom trenutku vaš telefon dobija signal preko kontrolnog kanala da promeni frekvenciju. Na ovaj način se prebacujete na novu ćeliju (engl. Handoff (preuzimanje)).

Kako se krećete, signal se prebacuje sa ćelije na ćeliju

Recimo da se krećete između ćelija dok razgovarate – ali ćelija u koju ulazite je od nekog drugog provajdera, od druge mreže. Umesto da se poziv prekine, ona se prebacuje na drugog provajdera.

Ako se SID na kontrolnom kanalu ne poklapa sa SIDom koji je u telefonu, onda vaš telefon ulazi u roaming. MTSO ćelije kod koje ste u roamingu kontaktira MTSO vaše mreže, koja onda provera bazu podataka da potvrdi da je SID vašeg telefona ispravan. Vaša mreža proverava vaš telefon sa lokalnim MTSO, koji dalje prati vaš telefon kako se krećete kroz njihove ćelije. A što je zapravo zapanjujuće, jeste da se sve ovo dešava u delićima sekunde.

Manje zapanjujuće je da će vaš džep biti ošamaren nenormalnom cifrom za poziv u roamingu. Na većini telefona, reč “roaming” će iskočiti na vašem ekranu kada napustite svoju mrežu i uđete u drugu. Zato obratite pažnju da li vam je uključena opcija roaminga na telefonu ako tu opciju imate, ili u suprotnom pazite ako zalazite u zonu u kojoj se može desiti prelazak u roaming. Sreća u nesreći je da kod nas nije moguć roaming između lokalnih mreža, tako da je ovo kritično samo u pograničnim delovima zemlje.

Druge funkcije koje se obavljaju od strane sistema su:

• Call blocking - ako su u toku poziva svi kanali predviđeni za saobraćaj prema najbližoj baznoj stanici zauzeti, mobilna jedinica pokušava da uspostavi ponovo vezu, i nakon određenog broja neuspešnih poziva vraća se ton o zauzetosti veze.

• Call termination - kada jedan od korisnika prekine vezu MTSO se obaveštava o tome i oba kanala kod BS-ova se oslobađaju.

• Call drop - u toku razgovora zbog interferencije ili slabog signala može doći do prekida veze. Ako BS ne može da održi minimalni nivo signala za određeni vremenski period kanal prema korisniku se prekida i o tome obaveštava MTSO.

• Calls to/from fixed and remote mobile subscriber - MTSO obezbeđuje vezu prema telefonskoj mreži sa javnom komutacijom. To znači da MTSO može da uspostavi vezu između pretplatnika povezanih na fiksnoj i mobilnoj mreži.

Satelitski telefoni

Šta je satelitski i telefon i po čemu se on razlikuje od klasičnog mobilnog telefona?

Prvo moramo razumeti šta satelitski telefoni rade i kako su oni to drugačiji od regularnih mobilnih telefona. Satelitski telefoni mogu da pruže telefonsku ili data komunikaciju tamo gde nema mobilnog signala.

Mobilni telefoni imaju pokrivenost uglavnom u naseljenim mestima gde i ima najčešće potrebe za signalom. Ali u zabačenim delovima planete se ne isplati postavljati mobilnu mrežu i tu stupaju na snagu satelitski telefoni.

Za razliku od običnih mobilnih telefona koji koriste ćelijske tornjeve za komunikaciju, satelitski telefoni komuniciraju sa satelitima ( što je jelte vertikalno). Tako da je potrebna vidljivost neba, kao i kod GPS uređaja. Kada ostvarujete poziv, signal putuje od vas do tri satelita (triangulacija) u svemir. Sve ovo se dešava instant, tako da ni ne osetite.

Zatim signal od satelita putuje nazad do planete zemlje u region koji ste pozvali, do operatera, zatim broj koji ste pozvali i poziv je uspostavljen.

Prednost ovde je u tome što niste vezani za tornjeve koji primopredaju signal, jedino što može da smeta su oblaci, ali u neznatnoj meri.

Čak i sa vrha planine, sa broda na Pacifiku, vi ćete moći da uspostavite poziv.

Pomenućemo tri sistema koji pokrivaju našu planetu. Prvi je Inmarsat, koji je započeo život kao vojna mreža satelita Amerike. Oni se i dalje koriste u vojne svrhe širom planete, ali su otvorili sistem za komercijalnu upotrebu. Zbog cene se koristi uglavnom za data protok jer omogućuje velike brzine.

Drugi je Iridium, koji prvenstveno pruža glasovnu komunikaciju širom sveta. Iridium se vodi kao lider u kvalitetu satelitske komunikacije. Takođe se konstantno trude da unaprede servis, kako samih satelita tako i u smanjivanju satelitskih telefona.

Treći servis je australijski i istočno pacifički Thuraya. Thuraya pokriva tri četvrtine planete. Pružaju veoma male uređaje, koji su lagani.

Zbog niske cene, Thuraya je velik konkurent Iridium provajderu u azijskom Pacifiku.

Primer - Global Star LEO pokrivenost:

Drugi primer - novije - je Tewlesat LEO: