Cellaoldal - Cell site

Cella tornyok
Cell-Tower.jpg
Cella torony négy cellás hálózat antennáit hordozza (függőlegesen elkülönítve a tartóoszlopon) (Cellular Installation (AWS))
típus Mobiltelefonos webhely
Első produkció 20. század

Egy cella helyén , sejt torony , vagy a celluláris bázisállomás egy celluláris -képes mobil eszköz helyén antennák és az elektronikus kommunikációs berendezések vannak elhelyezve-tipikusan egy rádió árboc, torony , vagy más kiemelkedő szerkezet-, hogy hozzon létre egy sejt (vagy a szomszédos sejtek) egy mobilhálózat . Az emelt szerkezet tipikusan támogatja az antennát és egy vagy több adó / vevő adó-vevőt , digitális jelfeldolgozót , vezérlőelektronikát, GPS-vevőt az időzítéshez ( CDMA2000 / IS-95 vagy GSM rendszerekhez), elsődleges és tartalék elektromos áramforrásokat , valamint menedéket .

A Global System for Mobile Communications (GSM) hálózatokban a helyes kifejezés a Base Transceiver Station (BTS), és a köznyelvi szinonimák a "mobiltelefon -árboc" vagy " bázisállomás ". Több mobilszolgáltató gyakran pénzt takarít meg azzal, hogy antennáit közös közös árbocra szereli; mivel a különálló rendszerek különböző frekvenciákat használnak, az antennák egymás közelében, anélkül, hogy zavarnák egymást, elhelyezhetők. Egyes szolgáltató vállalatok több mobilhálózatot üzemeltetnek, és hasonlóan két vagy több mobilhálózathoz ( például CDMA2000 vagy GSM ) használnak elhelyezett bázisállomásokat .

Néhány város megköveteli, hogy a sejthelyek ne legyenek feltűnőek; összekeverhetők a környezettel, vagy épületekre vagy reklámtornyokra szerelhetők. A megőrzött fák gyakran elrejtik a sejttornyokat egy mesterséges vagy tartósított fa belsejében. Ezeket a berendezéseket általában rejtett cellahelyeknek vagy lopakodó cellahelyeknek nevezik.

Áttekintés

A mobilhálózat hálózata kézi mobiltelefonok (mobiltelefon), amelyben minden telefon kommunikál a telefonhálózat által rádióhullámok útján helyi antenna egy mobil bázisállomás (cella helyén). A lefedettségi terület, ahol a szolgáltatást nyújtják, a "cellák" nevű kis földrajzi területek mozaikjaira oszlik, mindegyiket egy bázisállomáson található külön kis teljesítményű többcsatornás adó -vevő és antenna szolgálja. A cellán belüli összes mobiltelefon a cella antennáján keresztül kommunikál a rendszerrel, a bázisállomás által a rendszer által használt közös frekvenciakészlet által kijelölt külön frekvenciacsatornákon.

A celluláris szervezés célja a rádió sávszélességének megőrzése a frekvencia újrafelhasználásával ; az egyes cellákban használt kis teljesítményű rádiójelek nem jutnak messze a cellán túlra, így a rádiócsatornák földrajzilag elkülönített cellákban újra felhasználhatók. Amikor egy mobil felhasználó egyik cellából a másikba költözik, a telefonja automatikusan "átadásra" kerül az új cella antennájának, és új frekvenciakészletet rendel hozzá, majd kommunikál ezzel az antennával. Ez a háttér átadási folyamat a felhasználó számára észrevehetetlen, és egy telefonhívás közepén, a szolgáltatás megszakítása nélkül fordulhat elő. Minden mobiltelefon rendelkezik automatikus full duplex digitális adó -vevővel, és kommunikál a cellaantennával az UHF vagy a mikrohullámú sáv két digitális rádiócsatornáján keresztül , egy a kétirányú beszélgetés minden irányához, valamint egy vezérlőcsatorna, amely kezeli a telefon regisztrálását a hálózathoz, tárcsázás és az átadás folyamata.

Általában egy cella torony egy vagy több cella szélén helyezkedik el, és több cellát takar irányított antennák használatával . Általános geometria, hogy a cella helyét három szomszédos cella metszéspontjában kell elhelyezni, három antennával 120 ° -os szögben, amelyek mindegyike egy cellát takar. A cellás bázisállomásokhoz használt antenna típusa (a képeken függőleges fehér téglalapok) , amelyet szektorantennának neveznek , általában egy függőleges, kollineáris dipólus tömbből áll . Lapos, legyező alakú sugárzási mintázattal rendelkezik , amely kissé lefelé dőlve lefedi a cellaterületet anélkül, hogy nagyobb szögben sugározna a távolabbi cellákba, amelyek ugyanazokat a frekvenciákat használják fel. Az antenna magassági szögét gondosan be kell állítani, így a sugár kiterjed az egész cellára anélkül, hogy túlságosan sugározna. A modern szektorban az antennák fénysugárát általában elektronikusan lehet beállítani, hogy elkerüljék a toronyba mászó vonalvezető szükségét az antenna mechanikus döntésére.

Művelet

Hatótávolság

A cellahely működési tartománya (az a tartomány, amelyet a mobileszközök megbízhatóan csatlakoztat a cellához) nem fix szám. Ez számos tényezőtől függ, többek között, de nem kizárólagosan:

  • Az antenna magassága a környező terepen ( látótávolság terjedése ).
  • A használatban lévő jel frekvenciája.
  • Az adó névleges teljesítménye.
  • Az előfizető eszközének szükséges felfelé/lefelé irányuló adatátviteli sebessége
  • A helyszíni antenna tömb irányjellemzői.
  • A rádióenergia visszaverődése és elnyelése épületek vagy növényzet által.
  • A helyi földrajzi vagy szabályozási tényezők és az időjárási körülmények is korlátozhatják.
  • Ezenkívül egyes technológiákban vannak időzítési korlátozások (pl. Még a szabad térben is a GSM 150 km -re korlátozódna, és 180 km -t lehet elérni speciális berendezésekkel)

Általában azokon a területeken, ahol elegendő cellahely található egy széles terület lefedéséhez, mindegyik tartománya a következő lesz:

  • Győződjön meg arról, hogy elegendő átfedés van a " helyátadáshoz " más webhelyekről/más helyekről (a mobileszköz jelének áthelyezése az egyik cellahelyről a másikra, azokhoz a technológiákhoz, amelyek képesek kezelni - például GSM -telefonhívás kezdeményezése autóban vagy vonaton) .
  • Győződjön meg arról, hogy az átfedési terület nem túl nagy, hogy minimalizálja a más webhelyekkel kapcsolatos interferencia problémákat.

A gyakorlatban a sejthelyek nagy népsűrűségű területeken vannak csoportosítva, a legtöbb potenciális felhasználóval. A mobiltelefon -forgalmat egyetlen webhelyen keresztül korlátozza a bázisállomás kapacitása; véges számú hívás vagy adatforgalom van, amelyet egy bázisállomás egyszerre tud kezelni. Ez a kapacitáskorlátozás általában az a tényező, amely meghatározza a sejthízó helyek távolságát. A külvárosi területeken az árbocok általában 2-3 kilométerre vannak egymástól, sűrű városi területeken az árbocok akár 400–800 méter távolságra is lehetnek egymástól.

Az árboc maximális hatótávolsága (ahol nem korlátozza a közeli más árbocok interferenciája) ugyanezen megfontolásoktól függ. Mindenesetre a korlátozó tényező az alacsony teljesítményű személyi mobiltelefon azon képessége, hogy visszaküldje az árbocra. Durva útmutatóként, magas árboc és sík terep alapján 50 és 70 km közötti távolság elérése lehetséges. Ha dombos a terep, a maximális távolság akár 5 kilométertől 8 kilométerig is változhat, mivel a jelzés középső fresnelzónája közbenső tárgyakat érint . A terepviszonyoktól és más körülményektől függően a GSM -torony 80-50 kilométer (2 - 50 mérföld) kábelt helyettesíthet a rögzített vezeték nélküli hálózatokhoz. Ezenkívül egyes technológiák, mint például a GSM, további 35 kilométeres (22 mérföld) abszolút maximális hatótávolsággal rendelkeznek, amelyet technikai korlátok szabnak meg . A CDMA -nak és az IDEN -nek nincs ilyen korlátja, amelyet az időzítés határoz meg.

A tartomány gyakorlati példája

  • 3G/4G/5G ( FR1 ) Mobil bázisállomás-torony: technikailag 50 km-150 km megtételére van lehetőség. (Macrocell)
  • 5G ( FR2 ) Mobil bázisállomás: az 5G bázisállomás közötti távolság körülbelül 250–300 m, a milliméteres hullámok használata miatt .

Csatorna újrafelhasználása

A "maximális" tartomány fogalma félrevezető egy mobilhálózatban. A mobilhálózatokat úgy tervezték, hogy sok beszélgetést támogatjanak korlátozott számú rádiócsatornával (egy rádiófrekvenciás spektrum szelete szükséges ahhoz, hogy egy beszélgetést kezdeményezzenek), amelyet a mobilszolgáltató üzemeltetője engedélyezett. Ennek a korlátozásnak a kiküszöbölése érdekében meg kell ismételni és újra használni ugyanazokat a csatornákat különböző helyeken. Ahogy az autórádió az egyik helyi állomásról egy teljesen más helyi rádióállomásra változik, ugyanazzal a frekvenciával, amikor másik városba utazik, ugyanaz a rádiócsatorna újra felhasználható a néhány kilométerre lévő cellaoszlopon. Ehhez a cellaárboc jelét szándékosan alacsony teljesítményen tartják, és sok esetben lefelé döntik, hogy korlátozzák az elérhetőségét. Ez lehetővé teszi egy olyan terület lefedését, amely elég kicsi ahhoz, hogy ne kelljen több beszélgetést támogatnia, mint amennyit a rendelkezésre álló csatornák el tudnak vinni. Az antennák szektoronkénti elrendezése miatt a toronyban lehetőség van az egyes szektorok erősségének és szögének változtatására a terület más tornyaiból származó lefedettségtől függően.

Jelt korlátozó tényező

Előfordulhat, hogy a mobiltelefon időnként nem működik, mert túl messze van az árboctól, vagy mert a telefon olyan helyen van, ahol a mobiltelefon jeleit gyengítik az vastag épületfalak, dombok vagy más szerkezetek. A jeleknek nincs szükségük tiszta látókörre, de a nagyobb rádióinterferencia rontja vagy megszünteti a vételt. Ha sok ember egyszerre próbálja használni a cellaárbocot, pl. Forgalmi dugó vagy sportesemény során, akkor a telefon kijelzőjén megjelenik egy jel, de az letiltja az új kapcsolat létrehozását. A másik korlátozó tényező a mobiltelefonok esetében az a képesség, hogy alacsony töltöttségű akkumulátoráról jelet küld a cellába. Egyes mobiltelefonok jobban teljesítenek, mint mások alacsony energiafogyasztás vagy alacsony akkumulátor mellett, általában azért, mert jó jelet tudnak küldeni a telefonról az árbocra.

A bázisállomás -vezérlő (központi számítógép, amely telefonos kapcsolatok létrehozására szakosodott) és a mobiltelefon intelligenciája nyomon követi, és lehetővé teszi, hogy a telefon beszélgetés közben átkapcsoljon az egyik árbocról a másikra. Amint a felhasználó az árboc felé halad, kiválasztja a legerősebb jelet, és elengedi az árbocot, amelyről a jel gyengült; az adott árbocon lévő csatorna elérhető lesz egy másik felhasználó számára.

További információ: Frekvencia újrafelhasználás

Földrajzi helymeghatározás

A cellás földrajzi helymeghatározás kevésbé pontos, mint a GPS , de elérhető olyan eszközök számára, amelyek nem rendelkeznek GPS -vevővel, és ahol a GPS nem érhető el. Ennek a rendszernek a pontossága változó, és ott a legmagasabb, ahol fejlett előre irányított link módszerek lehetségesek, és a legalacsonyabb, ahol csak egyetlen cella hely érhető el, és ebben az esetben a hely csak az adott lefedettségen belül található.

Fejlett előreirányítási kapcsolat az, ahol egy eszköz legalább három cellahely hatótávolságán belül van, és ahol a szolgáltató megvalósította az időzítő rendszert.

Egy másik módszer az érkezési szög (AoA) használata, és akkor fordul elő, ha az eszköz legalább két cellahely tartományában van, és közepes pontosságot eredményez. A támogatott GPS műholdas és mobiltelefon jeleket egyaránt használ.

Az Egyesült Államokban a helyadatokat használó segélyhívó szolgáltatás (helyi nevén " Enhanced 911 ") megkövetelte, hogy a 2005. december 31 -én használt mobiltelefonok legalább 95% -a támogassa ezt a szolgáltatást. Sok fuvarozó elmulasztotta ezt a határidőt, és a Szövetségi Kommunikációs Bizottság megbírságolta őket .

Rádióerő és egészség

További információ: Mobiltelefon -sugárzás és egészség § Bázisállomások egészségügyi veszélyei

A Szövetségi Kommunikációs Bizottság azt mondja:

"A különböző forrásokból származó mérési adatok következetesen azt jelzik, hogy a tipikus cellás tornyok közelében a" legrosszabb "talajszintű teljesítménysűrűség 1 μW/cm² (vagy 10 mW/m²) vagy ennél kisebb (általában lényegesen kisebb)."

A mobiltelefonok, mobil tornyok, wi-fi, intelligens mérők, DECT telefonok, vezeték nélküli telefonok, bébiőrök és egyéb vezeték nélküli eszközök nem ionizáló rádiófrekvenciákat bocsátanak ki, amelyeket az Egészségügyi Világszervezet (WHO) "potenciális" rákkeltőnek minősített, bár az Országos Rákkutató Intézet szerint "Nincs olyan mechanizmus, amellyel az ELF-EMF vagy rádiófrekvenciás sugárzás rákot okozhat."

Ideiglenes helyszínek

Bár a cellaantennákat általában állandó szerkezetekhez rögzítik, a fuvarozók járműparkokat is tartanak, úgynevezett cell-on-wheel (COW), amelyek ideiglenes cellahelyként szolgálnak. Generátor is használható, ha a hálózat elektromos áramellátása nem áll rendelkezésre, és a rendszer rendelkezik vezeték nélküli visszaküldési kapcsolattal, amely lehetővé teszi a használatot ott, ahol a vezetékes kapcsolat nem érhető el.

A COW -kat állandó cellákban is használják - a sérült berendezések ideiglenes helyettesítésére, a tervezett leállások idején, és a kapacitás növelésére, például a kongresszusok idején.

Cella a kerekeken (COW)

Foglalkoztatás

A cellák dolgozóit toronymászóknak vagy adótorony -munkásoknak nevezik . Az átviteli torony dolgozói gyakran akár 450 méter (1500 láb) magasságban is dolgoznak, telepítési, karbantartási és javítási munkákat végeznek a mobiltelefonok és más vezeték nélküli kommunikációs cégek számára.

Kémügynökség beállítása

A Der Spiegelnek kiszivárogtatott dokumentumok szerint az NSA elad egy 40 ezer dolláros "aktív GSM bázisállomást", amelyet eszközként használnak a mobiltelefon -torony utánzására és ezáltal a mobiltelefonok megfigyelésére.

2014 novemberében a The Wall Street Journal arról számolt be, hogy az amerikai marsallok technikai műveleti csoportja kémberendezéseket („dirtboxes”) használ az erőteljes cellás toronyjelek utánzására. Az ilyen eszközöket úgy tervezték, hogy a mobiltelefonok átkapcsoljanak a toronyba, mivel ez a legerősebb jel a közelben. Az eszközöket repülőgépekre helyezik, hogy hatékonyan hozzanak létre "húzóhálózatot", amely adatokat gyűjt a telefonokról, miközben a repülőgépek lakott területek felett haladnak.

Rácson kívüli rendszerek

A hálózaton kívüli cellahely nincs csatlakoztatva a nyilvános elektromos hálózathoz . A rendszer általában a hálózaton kívül esik a nehéz hozzáférés vagy az infrastruktúra hiánya miatt. Üzemanyagcellákat vagy más tartalék energiaellátó rendszereket adnak hozzá a kritikus cellahelyekhez, hogy biztosítsák a napi és vészhelyzeti áramellátást. Hagyományosan a helyszínek belső égésű motorral hajtott generátorokat használtak, de mivel kevésbé hatékonyak, mint az állami áram, növelik az üzemeltetési költségeket, és szennyező forrást jelentenek (légköri, akusztikus stb.), És egyesek környezetvédelmi és tájvédelem.

Megújuló források , például nap- és szélenergia állhatnak rendelkezésre, ahol a cellaterületeket elhelyezik. Ez akár 75%-kal is csökkentheti a cella vagy a távközlési torony üzemanyagköltségét. Ezeket egy üzemanyag -generátor rendszer is alátámaszthatja, amely lehetővé teszi a cella működését, amikor a megújuló források nem elegendők. Az egyik ilyen energiatermelő rendszer a következőkből áll:

A szakaszos forrásokból származó villamos energiát másodlagos elemekben tárolják, amelyeket általában úgy terveztek, hogy átlagosan két napos önellátásra képesek, más néven önállóságra, hogy legyen idő a karbantartó személyzetnek megérkezni a helyszínre, amikor javításra van szükség.

A megújuló energiaforrásokból álló rendszerek áramellátást biztosítanak, ha rendelkezésre állnak. Az üzemanyagcellák csak akkor aktiválódnak, ha a természetes források nem elegendőek a rendszer energiaellátásához. A vészhelyzeti tápegységet (az üzemanyagcellákat) átlagosan tíz napig tervezték. Ily módon a szerkezet teljesen önellátó: ez lehetővé teszi a karbantartó csapat számára, hogy csak kevés látogatást tegyen a helyszínen, mivel általában nehéz elérni.

Álcázás

Álcázott monopólus, "monopalm", Tucsonban , Arizonában

Biztonsági és megjelenési okokból gyakran helyi ellenállás folyik az új árbocokkal szemben . Ez utóbbit néha úgy oldják meg, hogy az árbocot valami másnak álcázzák, például zászlórúdnak, utcai lámpának vagy fának (pl. Pálmafák, fenyőfák, ciprus), vagy tetőszerkezeteknek vagy városi elemeknek, például kéményeknek vagy paneleknek.

Ezek a rejtett sejthelyek a lombozat alakja és a kéreg típusa szerint különböztethetik meg magukat. Mindezen antennák lombozatát műanyagból készült levelek alkotják, amelyek pontosan meg vannak tervezve, figyelembe véve a mennyiséget, az alakot és a tömböt, amely alkalmas az antennák és minden tartozék természetes elrejtésére. A felhasznált anyagok garantálják az abszolút rádió-elektromos átláthatóságot és az UVA-sugárzással szembeni ellenállást. A becenevek közé tartozik a " monopalm " pálmafának álcázott monopólus vagy a "Pseudopinus telephoneyensis" a fenyőfának álcázott árboc. A monopólusokban az irányantennákat néha elrejtik egy műanyag házban a pólus teteje közelében, hogy a keresztlécek kiküszöbölhetők legyenek.

Antenna színes, hogy beolvadjon a fogadó épületébe, Sopotban, Lengyelországban

A 6-12 méter magas tetőszerkezetek, például elrejtő kémények vagy panelek elrejthetnek egy vagy több mobiltelefon -szolgáltatót ugyanazon az állomáson. A tetőmaszk paneleket a meglévő tetőszerkezetekhez lehet rögzíteni, gyorsan és olcsón átalakítva őket.

A mobiltelefon -bázisállomások kortárs szimbólummá válnak, és összekapcsolódnak anyagi és immateriális hálózatokkal. A telestílusok építészeti szempontból kevert cellás tornyok, a tervezőkkel és építészekkel való együttműködés eredménye.

Miniatűr

Az Alcatel-Lucent kutatói kifejlesztették a lightRadio nevű sejthelyet, amely elfér a tenyerében. Akkora, mint egy Rubik -kocka . Képes 2G , 3G és 4G jelek továbbítására. Energiatakarékosabbak és hatékonyabban biztosítják a szélessávú hozzáférést, mint a jelenlegi cellák. Ezeket nagyon lakott városi területeken lehetne használni, hogy több rádiótér legyen.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek