[К. Галичский - "Компьютерные системы в телефонии"]
Copyright (C) К. Галичский, 2002
Глава
1. Организация телефонных сетей
1.1 Телефонная сеть общего пользования
1.2 Внутренние сети
1.3 Мобильные сети
1.4 Интернет-телефония
1.5 Компьютерная телефония
1.6 Интеллектуальные сети
Призыву на военную службу по мобилизации подлежат
граждане, пребывающие в запасе...
(Федеральный
закон о мобилизации)
В мобильной (сотовой) сети, помимо обычных АТС, появляются новые узлы – базовые станции. Это стационарные радиостанции, обеспечивающие двустороннюю радиосвязь с каждым из абонентов в зоне своего действия. Таким образом, мобильная сеть, включающая большое число базовых станций, каждая из которых обслуживает сравнительно небольшую площадь (соту), в целом может охватывать огромные территории. Абонент мобильной сети может свободно перемещаться по всей этой территории, всегда оставаясь на связи. Поскольку большое количество абонентов совместно используют большое количество базовых станций, себестоимость услуг мобильной связи оказывается вполне приемлемой, что обеспечивает её огромную популярность (рис. 1.15).
Количество мобильных абонентов во всем мире быстро растет, приближаясь к миллиарду, то есть к количеству «проводных» абонентов. Согласно прогнозам, уже к концу 2002 г. мобильных абонентов будет больше, чем обычных.
Рис. 1.15. Мобильная сеть
Дембель – это человек, потерявший свой мобильник.
Коммутация звонков в условиях мобильности абонентов сильно отличается от коммутации в традиционных сетях. Базовую станцию можно упрощённо представить как набор из большого количества «телефонных розеток», а мобильное абонентское устройство – как обычный стационарный телефон, который подключают (по радио, разумеется) к свободной розетке ближайшей базовой станции. При перемещении из соты в соту телефон автоматически переключается в одну из свободных розеток другой станции (причем сам абонент может даже не догадываться о таких переключениях).
Каждый мобильный телефон имеет свой уникальный номер, который хранится в SIM-карте телефона и используется для идентификации абонента оборудованием сотовой связи. По этому номеру собственно и определяется, какой из абонентов временно подключился к данной «телефонной розетке» (для этого включённый мобильный телефон периодически обменивается специальными радиосообщениями с ближайшей базовой станцией сети).
В обычной телефонной сети каждому телефонному номеру соответствует всегда одна и та же линия (или группа линий в случае «многоканального телефона», но всё равно это всегда одна и та же группа). В мобильной же сети соответствие между «линиями» и абонентами постоянно меняется, поэтому оборудование АТС должно непрерывно поддерживать и обновлять специальную базу данных, в которой хранится это соответствие для каждого абонента сети. В результате, в соответствии с постоянно меняющейся информацией из этой базы данных, звонки, адресованные одному и тому же абоненту, могут в разное время направляться на разные линии, связывающие АТС и базовые станции.
Абонент может переходить от соты к соте прямо во время разговора. А это значит, что коммутация должна происходить не только на этапе установления соединения, но и непосредственно во время разговора. Она должна производится очень быстро, максимально незаметно для разговаривающего абонента.
Процедура переключения звонка между базовыми станциями во время разговора называется хэндовером (hand-over).
Компании-провайдеры сотовой связи могут заключать между собой соглашения о взаимном обслуживании своих абонентов. При этом абонент одной компании может переходить в зону обслуживания другой компании и продолжать принимать входящие и совершать исходящие звонки. Эта услуга называется роумингом.
Например, в сетях стандарта GSM роуминг реализуется следующим образом. Абонент компании A попадает в зону обслуживания компании Б. Его сотовый телефон передаёт свой уникальный номер, а также код компании А ближайшей базовой станции, которая передаёт запрос в АТС компании Б. Телефон регистрируется в специальной «гостевой» базе данных компании Б, затем по специальной сети передачи данных, связывающей А и Б, направляется запрос в базу данных А. В этой базе запоминается информация о том, что абонент находится где-то в зоне обслуживания компании Б. Теперь все входящие звонки, адресованные абоненту, попав в АТС компании А, автоматически перенаправляются в АТС компании Б, где в соответствии с «гостевой» базой данных отправляются на соответствующую базовую станцию.
Таким образом, для реализации роуминга мобильные сети должны использовать специальные совместимые между собой базы данных и специальную сеть передачи данных для автоматической передачи запросов. Например, в сотовых сетях стандарта GSM, принадлежащих разным сотовым провайдерам, для вышеописанного взаимодействия используется цифровая сеть стандарта SS7, к которой мы еще вернемся в разделе 1.6 «Интеллектуальные сети».
Каждое абонентское устройство (мобильный телефон) должно быть совместимо с оборудованием базовой станции, то есть поддерживать один и тот же стандарт мобильной связи. В настоящее время в мире распространено большое количество таких стандартов – DAMPS, NMT, GSM, CDMA и т. д. Все они используют различные радиочастоты и способы совместной передачи нескольких одновременных разговоров в пределах одной соты (через разделение частот, разделение времени, разделение кода и т. д.), обеспечивают разное качество связи и защищённость, имеют различную сложность реализации и, соответственно, себестоимость.
Мобильные сети не обязательно должны охватывать большие территории и обслуживаться сторонними компаниями-провайдерами. Мобильная сеть может использоваться для собственных нужд как внутренняя телефонная сеть в пределах некоторой организации, охватывая только её внутренние помещения и прилегающие территории. Такая сеть называется микросотовой.
Стандарты, предназначенные для сотовых сетей общего пользования, оказываются нерентабельны в условиях микросотовой сети. Поэтому микросотовую связь обычно реализуют на основе специализированных стандартов, самым распространённым из которых является DECT.
Оборудование DECT включает особые базовые станции, устанавливаемые в помещениях организации, и специальные радиотелефоны стандарта DECT. Важно отметить, что фирмы-производители базовых станций и телефонов могут быть разными: любой DECT-телефон может использоваться любой базовой станцией. Некоторые производители даже выпускают комбинированные сотовые телефоны, поддерживающие как GSM, так и DECT.
Рис. 1.16. DECT-оборудование Ericsson Freeset DCT‑1800
Каждый DECT-телефон необходимо предварительно регистрировать как «свой» в сети, назначая ему при этом внутренний телефонный номер. Защищённость стандарта DECT обеспечивает достаточный уровень конфиденциальности, необходимый в корпоративных сетях.
Телефоны DECT поддерживают все функции современного аналогового телефона, необходимые при эксплуатации во внутренних сетях, включая кнопку «FLASH» и Caller ID.
DECT может поддерживаться как непосредственно оборудованием мини-АТС наряду с обычными «стационарными» внутренними линиями (рис. 1.17), так и с помощью внешнего выносного модуля, подключаемого к мини-АТС через набор внутренних линий (рис. 1.18). Во втором случае можно использовать «традиционную» мини-АТС и DECT-модуль от различных производителей, однако такое решение может оказаться дороже, чем в случае «встроенной» поддержки DECT внутри самой мини-АТС.
Рис. 1.17. Мини-АТС со встроенной поддержкой DECT
Рис. 1.18. Реализация DECT через дополнительный модуль
DECT отлично подходит и для домашнего использования в качестве альтернативы для традиционных радиотелефонов, у которых базовая станция и трубка всегда должны быть от одного и того же производителя. Для домашних пользователей выпускаются специальные базовые станции стандарта DECT, подключаемые к городской телефонной линии как обычный телефон. Пользователь может докупать по своему желанию и вкусу дополнительные трубки от любых производителей. Кроме того, DECT гарантирует защиту от телефонного пиратства – главной проблемы владельцев традиционных радиотелефонов.