Apa itu komunikasi seluler, yang tanpanya orang modern tidak dapat membayangkan kehidupan? Ini adalah jenis koneksi di mana saluran terakhir adalah nirkabel. Jaringan didistribusikan di wilayah daratan yang disebut sel, yang masing-masing dilayani oleh setidaknya satu transceiver lokasi tetap, tetapi paling sering oleh tiga stasiun transceiver seluler atau basis. Mereka menyediakan sel dengan cakupan jaringan yang dapat digunakan untuk membawa suara, data, dan jenis konten lainnya.
Bagaimana cara kerjanya?
Apa yang dimaksud dengan seluler? Sebuah sel biasanya menggunakan rangkaian frekuensi yang berbeda dari frekuensi yang berdekatan untuk menghindari interferensi dan memastikan kualitas layanan yang terjamin di setiap sel (prinsip sel). Ketika digabungkan, sel-sel ini menyediakan jangkauan radio di wilayah geografis yang diperluas. Hal ini memungkinkan sejumlah besar transceiver portabel (misalnya, ponselponsel, tablet, dan laptop yang dilengkapi dengan modem broadband seluler, pager, dll.) berkomunikasi satu sama lain dan dengan transceiver tetap dan telepon di mana saja di jaringan melalui stasiun pangkalan, bahkan jika beberapa transceiver melewati beberapa sel selama transmisi.
Komunikasi seluler memiliki sejumlah fitur yang berguna:
- Kapasitas lebih tinggi dari satu pemancar besar, karena frekuensi yang sama dapat diterapkan ke beberapa saluran jika mereka berada di sel yang berbeda.
- Perangkat seluler mengkonsumsi lebih sedikit daya daripada saat terhubung ke pemancar atau satelit tunggal karena menara seluler lebih dekat.
- Cakupan lebih luas daripada pemancar terestrial tunggal karena menara seluler tambahan dapat ditambahkan tanpa batas dan tidak terbatas dalam visibilitas.
Seberapa canggih hari ini?
Penyedia layanan telekomunikasi utama telah menyebarkan jaringan seluler untuk transmisi suara dan konten di sebagian besar wilayah yang berpenduduk di Bumi. Ini memungkinkan ponsel dan perangkat komputasi untuk terhubung ke jaringan telepon standar dan Internet publik.
Wilayah operator seluler bisa berbeda - dari wilayah negara hingga objek kecil. Jaringan seluler pribadi dapat digunakan untuk penelitian atau untuk organisasi besar dan taman, seperti mengirim panggilan ke badan keamanan publik setempat atau perusahaan taksi.
Operator seluler mana yang menjadi pemimpin saat ini? Saat ini, setiap negara memiliki penyedianya sendiri. Di Rusia, MTS dan Megafon menempati urutan pertama dalam hal prevalensi.
Konsep
Apa itu komunikasi seluler dan bagaimana cara kerjanya? Dalam sistem komunikasi radio seluler, area lahan yang akan disediakan layanan ini dibagi menjadi sel-sel dalam pola yang bergantung pada medan dan karakteristik penerimaan. Ini mungkin kira-kira heksagonal, persegi, bulat, atau beberapa bentuk biasa lainnya, meskipun sarang lebah heksagonal adalah standar. Masing-masing sel ini diberi satu set frekuensi (f1 - f6) yang dimiliki masing-masing stasiun pangkalan radio. Sekelompok frekuensi dapat diterapkan kembali di sel lain, asalkan frekuensi serupa tidak digunakan kembali di sel tetangga, karena hal ini dapat menyebabkan interferensi saluran bersama.
Peningkatan throughput pada jaringan seluler dibandingkan dengan jaringan pemancar tunggal disebabkan oleh sistem peralihan seluler yang dikembangkan oleh Amos Joel dari Bell Labs, yang memungkinkan banyak pelanggan di area yang sama untuk menggunakan frekuensi yang sama saat mengalihkan panggilan. Jika ada satu pemancar sederhana, hanya satu panggilan yang dapat digunakan pada frekuensi tertentu. Sayangnya, pasti ada beberapa tingkat interferensi dari sel lain yang menggunakan frekuensi yang sama. Ini berarti bahwa dalam sistem FDMA standar, setidaknya harus ada satu celah antara sel yang menggunakan kembali frekuensi yang sama.
Bagaimana teknologi ini muncul?
Jaringan seluler 1G komersial pertama diluncurkan di Jepang oleh Nippon Telegraph and Telephone (NTT) pada tahun 1979, awalnya di wilayah metropolitan Tokyo. Dalam waktu lima tahun, jaringan ini diperluas untuk mencakup seluruh penduduk Jepang, menjadi jaringan 1G nasional pertama.
Pengkodean seluler
Untuk memahami apa itu komunikasi seluler, Anda perlu memahami standarnya. Untuk membedakan sinyal dari beberapa pemancar yang berbeda, jenis akses ganda berikut telah dikembangkan:
- pembagian pembagian waktu (TDMA);
- pembagian frekuensi (FDMA);
- Divisi Divisi Kode (CDMA);
- Divisi Frekuensi Orthogonal (OFDMA).
Dalam TDMA, slot waktu pengiriman dan penerimaan yang digunakan oleh pengguna yang berbeda di setiap sel berbeda.
Dalam FDMA, frekuensi pengiriman dan penerimaan yang digunakan oleh pengguna yang berbeda di setiap sel berbeda.
Prinsip CDMA lebih kompleks tetapi mencapai hasil yang sama: transceiver terdistribusi dapat memilih satu sel dan mendengarkannya.
TDMA digunakan dalam kombinasi dengan FDMA atau CDMA di beberapa sistem untuk menyediakan banyak saluran dalam satu area cakupan sel.
Tren modern
Apa itu seluler LTE di tablet? Baru-baru ini, sistem berdasarkan akses ganda pembagian frekuensi ortogonal, seperti:LTE, penggunaan kembali frekuensi 1.
Karena sistem seperti itu tidak menyebarkan sinyal melalui pita frekuensi, manajemen sumber daya radio antar-sel penting untuk mengoordinasikan alokasi sumber daya antara sel-sel yang berbeda dan untuk membatasi interferensi antar-sel. Ada berbagai metode Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) yang sudah didefinisikan dalam standar.
Penjadwalan terkoordinasi, MIMO multi-situs atau beamforming multi-situs adalah contoh lain dari manajemen sumber daya radio antar-sel yang mungkin distandarisasi di masa mendatang.
Siarkan pesan dan sinyal
Apa itu ponsel? Definisi diberikan di atas. Hampir setiap sistem tersebut memiliki semacam mekanisme penyiaran. Ini dapat digunakan secara langsung untuk mendistribusikan informasi ke beberapa ponsel. Untuk tujuan ini, amplifier seluler juga digunakan.
Biasanya, misalnya, dalam sistem telepon seluler, penggunaan informasi siaran yang paling penting adalah mengatur saluran untuk komunikasi satu-ke-satu antara transceiver seluler dan stasiun pangkalan. Ini disebut sinyal seluler. Tiga prosedur pensinyalan yang berbeda biasanya digunakan: serial, paralel, dan selektif.
Rincian proses paging agak berbeda dari jaringan ke jaringan, tetapi biasanya ada sejumlah sel terbatas di mana telepon berada (grup ini disebut area jangkauan dalam sistem GSM atau UMTS, atau perutean area jika sesi terlibat).paket data; di LTE, sel dikelompokkan ke dalam area pelacakan).
Sinyal terjadi dengan mengirimkan pesan broadcast ke semua sel ini. Sinyal pesan dapat digunakan untuk menyampaikan informasi. Ini terjadi pada pager, dalam sistem CDMA untuk mengirim pesan SMS, dan dalam sistem UMTS yang memungkinkan penundaan downlink yang rendah dalam koneksi paket.
Pergerakan antar sel dan transmisi data
Apa jenis komunikasi seluler modern? Dalam sistem komunikasi seluler, ketika transceiver seluler terdistribusi berpindah dari sel ke sel selama komunikasi berkelanjutan, peralihan dari satu frekuensi sel ke frekuensi lain dilakukan secara elektronik tanpa gangguan dan tanpa operator stasiun pangkalan atau pemindahan manual. Ini disebut data seluler. Biasanya, saluran baru dipilih secara otomatis untuk perangkat seluler di stasiun pangkalan baru yang akan melayaninya. Perangkat kemudian secara otomatis beralih dari saluran saat ini ke saluran baru dan sambungan berlanjut.
Detail yang tepat untuk memindahkan komunikasi seluler dari satu stasiun pangkalan ke stasiun pangkalan lainnya sangat bervariasi dari satu sistem ke sistem lainnya.
arsitektur jaringan GSM
Contoh paling umum dari jaringan seluler adalah jaringan telepon seluler (seluler). Ini adalah telepon portabel yang menerima atau membuat panggilan melalui situs seluler (basis) atau menara transmisi. Gelombang radio digunakan untuk mengirimkan sinyal ke atau dari ponsel.
ModernJaringan seluler menggunakan sel karena frekuensi radio adalah sumber daya bersama yang terbatas. Stasiun seluler dan telepon mengubah frekuensi di bawah kendali komputer dan menggunakan pemancar berdaya rendah sehingga sejumlah frekuensi radio yang biasanya terbatas dapat digunakan oleh banyak pelanggan secara bersamaan dengan lebih sedikit gangguan.
Cara kerja koneksi
Jaringan seluler digunakan oleh operator seluler untuk mencapai cakupan dan kapasitas bagi pelanggannya. Area geografis yang luas dibagi menjadi sel yang lebih kecil untuk menghindari kehilangan sinyal garis pandang dan untuk mendukung sejumlah besar telepon aktif di area tersebut. Semua area jangkauan terhubung ke pertukaran telepon (atau sakelar), yang, pada gilirannya, terhubung ke jaringan telepon umum.
Apa itu seluler sebagai modem? Sebenarnya, ini adalah koneksi serupa yang mengirimkan paket informasi melalui Internet.
Di kota, setiap situs sel dapat memiliki jangkauan hingga kira-kira 0,80 km, sedangkan di daerah pedesaan jangkauan ini dapat mencapai 8 km. Ada kemungkinan bahwa di area terbuka, pengguna dapat menerima sinyal dari situs seluler pada jarak hingga 40 km.
Karena hampir semua telepon seluler menggunakan komunikasi seluler GSM, CDMA, dan AMPS, istilah "telepon seluler" digunakan secara bergantian dengan "ponsel". Tetapi ada baiknya mempertimbangkan beberapa perbedaan antara perangkat ini.
Apa itu komunikasi selulerdi iPhone? Ini adalah kemampuan untuk terhubung ke jaringan menggunakan dua standar sekaligus - GSM dan CDMA. Namun, telepon satelit adalah perangkat seluler yang tidak berkomunikasi langsung dengan menara seluler terestrial, tetapi dapat melakukannya secara tidak langsung melalui satelit.
Format komunikasi apa yang dapat digunakan?
Ada sejumlah teknologi seluler digital yang berbeda, termasuk:
- Sistem Global untuk Komunikasi Seluler (GSM).
- Layanan Radio Paket Umum (GPRS).
- CDMAOne.
- Data CDMA2000 dioptimalkan (EV-DO).
- Tingkat data yang ditingkatkan untuk GSM (EDGE).
- Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
- Digital Enhanced Wireless Communications (DECT).
- AMPS Digital (IS-136 / TDMA).
- Integrated Digital Enhanced Network (iDEN).
Transisi dari standar analog ke digital sangat berbeda di Eropa dan AS. Akibatnya, banyak standar digital telah muncul di AS, dan Eropa dan banyak negara telah bergerak lebih dekat ke GSM. Ini menjelaskan kekhasan kerja iPhone di jaringan.
Struktur jaringan seluler
Representasi sederhana dari jaringan seluler dalam hal komunikasi radio terdiri dari elemen-elemen seperti:
- Jaringan stasiun pangkalan radio yang membentuk subsistem stasiun pangkalan.
- Jaringan circuit-switched utama yang ada untuk menangani panggilan suara dan teks.
- Jaringan packet-switched dirancang untuk menangani data seluler.
- Public Switched Telephone Network untuk menghubungkan pelanggan ke jaringan telepon yang lebih luas.
Jaringan ini adalah tulang punggung sistem GSM. Ini melakukan banyak fungsi untuk memastikan bahwa pelanggan menerima layanan yang diinginkan, termasuk manajemen mobilitas, pendaftaran, pengaturan panggilan, dan serah terima.
Setiap telepon terhubung ke jaringan menggunakan RBS (radio base station) di sektor sel yang sesuai, yang kemudian terhubung ke Mobile Switching Center (MSC). MSC terhubung ke jaringan telepon umum (PSTN). Tautan dari telepon ke RBS didefinisikan sebagai uplink dan jalur kembali didefinisikan sebagai downlink.
Bagaimana data dikirimkan?
Saluran radio menggunakan media transmisi secara efisien melalui penggunaan akses ganda dan skema multiplexing berikut:
- pembagian frekuensi (FDMA);
- pembagian pembagian waktu (TDMA);
- Divisi Divisi Kode (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Small cell, yang memiliki coverage area lebih kecil dari BTS, diklasifikasikan sebagai berikut:
- Microcell - kurang dari 2 kilometer.
- Picocell - kurang dari 200 meter.
- Femtocell - sekitar 10 meter.
Apa itu komunikasi seluler untuk anak-anak? Istilah ini biasanya dipahami sebagai tarif khusus "anak-anak" dengan paket layanan khusus.
Transmisi seluler dalam jaringankomunikasi seluler
Saat pengguna ponsel berpindah dari satu area sel ke area sel lainnya selama panggilan, stasiun seluler akan mencari saluran baru untuk terhubung agar tidak mengganggu panggilan. Setelah ditemukan, jaringan menginstruksikan perangkat seluler untuk beralih ke saluran baru dan mengalihkan panggilan ke saluran tersebut secara bersamaan.
Dengan format CDMA, beberapa telepon berbagi saluran radio tertentu. Sinyal dipisahkan menggunakan kode derau semu (kode PN) khusus untuk setiap perangkat. Saat pengguna berpindah dari satu sel ke sel lainnya, telepon membuat tautan radio dengan beberapa lokasi (atau sektor dari lokasi yang sama) pada saat yang bersamaan. Ini dikenal sebagai "penyerahan lunak" karena, tidak seperti teknologi seluler tradisional, tidak ada satu titik pun yang ditentukan di mana telepon beralih ke sel baru. Oleh karena itu, ketika menerapkan standar ini, amplifier seluler dan Internet digunakan.
Dalam serah terima antar frekuensi IS-95 dan sistem analog yang lebih lama seperti NMT, biasanya tidak mungkin untuk secara langsung memeriksa saluran target selama komunikasi. Dalam hal ini, metode lain harus digunakan, seperti suar kontrol di IS-95. Ini berarti bahwa ketika mencari saluran baru, hampir selalu ada jeda pendek dalam komunikasi, dengan risiko kembali ke saluran lama yang tidak terduga.
Jika tidak ada koneksi permanen, atau mungkin terputus, perangkat seluler dapat secara spontan berpindah dari satu sel ke sel lain dan kemudian memberi tahu stasiun pangkalan dengan sinyal terkuat.
Pilihanfrekuensi seluler di jaringan seluler
Pengaruh frekuensi pada cakupan sel berarti bahwa frekuensi yang berbeda lebih cocok untuk tujuan yang berbeda. Frekuensi rendah seperti 450 MHz NMT berfungsi sangat baik untuk cakupan pedesaan. GSM 900 (900 MHz) adalah solusi yang cocok untuk cakupan perkotaan kecil.
GSM 1800 (1,8 GHz) mulai terbatas pada dinding struktural. UMTS pada 2,1 GHz sangat mirip cakupannya dengan GSM 1800. Tergantung pada karakteristik wilayahnya, operator seluler menetapkan wilayah cakupan dan frekuensi yang berbeda.
Frekuensi yang lebih tinggi merupakan kerugian dalam hal cakupan, tetapi merupakan keuntungan yang menentukan dalam hal bandwidth. Sel-sel kecil yang menutupi, misalnya, satu lantai sebuah bangunan menjadi mungkin, dan frekuensi yang sama dapat digunakan untuk sel-sel yang praktis bertetangga.
Cakupan dan area layanan
Area layanan suatu sel juga dapat berubah karena gangguan dari sistem transmisi baik di dalam maupun di sekitarnya. Hal ini terutama berlaku dalam sistem berbasis CDMA. Penerima memerlukan rasio signal-to-noise tertentu, dan pemancar tidak boleh mentransmisikan pada daya yang terlalu tinggi agar tidak mengganggu pemancar lain.
Saat interferensi (noise) meningkat karena peningkatan daya yang diterima dari pemancar, sinyal menjadi rusak dan akhirnya menjadi tidak dapat digunakan. Pada sistem berbasis CDMA, dampak interferensi dari pemancar seluler lain di sel yang sama pada area jangkauan sangat terlihat.
Contoh pelapisancakupan seluler dapat dilihat dengan memeriksa beberapa peta cakupan yang disediakan oleh penyedia nyata di situs web mereka, atau dengan melihat peta crowdsourced independen seperti OpenSignal. Mereka menunjukkan operator seluler mana yang beroperasi di wilayah tertentu. Dalam beberapa kasus mereka mungkin menandai lokasi pemancar, di lain hal itu dapat dihitung dengan menentukan titik jangkauan terbesar.
Repeater seluler digunakan untuk memperluas area cakupan sel ke area yang luas. Mulai dari repeater broadband untuk penggunaan di rumah dan kantor hingga repeater pintar atau digital untuk keperluan industri.
Setiap operator seluler memiliki rentang nomornya sendiri, biasanya berbeda berdasarkan kode. Ini dapat digunakan untuk menentukan wilayah dan operator seluler mana yang dimiliki penelepon.
