Mobilní telefonní síť

Obsah 1 Struktura sítě 1.1 BTS — Základnové stanice 1.2 Běžné stanice 1.3 BSC — Ovladač základnové stanice 1.4 MSC — Ústřednové stanice 2 Frekvenční pásma pro GSM 3 Generace sítí 3.1 5G 3.2 4G 3.3 3G 3.4 2G 3.5 1G 4 Mapy pokrytí v ČR (abecedně řazeno) 5 Zdroje

Struktura sítě

BTS — Základnové stanice

• Anglicky Base Transfer Station
• U sítí 3G se nazývají Node B
• Intuitivní představa: „několik antén pro vysílání a přijímání“
• Sděluje systému, kde se mobil nachází.
• Jednotlivé základnové stanice mají ID
• Umístění základnových stanic lze najít na: GSMweb.cz.

Buňka (cella)

• Jedna základnová stanice vytváří tzv. „buňku“ (cella) → proto anglický termín pro mobilní síť: cellular network
• Buňka má obvykle tvaru šestiúhelníku.
• Buňky se musí překrývat.

Handover

• Označuje předání mobilního zařízení do správy jiné BTS, když se mobil pohybuje.
• Může probíhat i během hovoru/datového přenosu.

Běžné stanice

• Připadají 2 až 3 na jednu BTS.
• Intuitivní představa: „anténa“

BSC — Ovladač základnové stanice

• Anglicky: Base Station Controller
• Řídící logika, která ovládá BTS.
• Spravuje několik BTS.
• Pokud hovor spadá pod stejnou BSC, vyřídí ho tato BSC

MSC — Ústřednové stanice

• Anglicky: Mobile Switching Center
• Mobilní ústředna
  • registry telefonních čísel
  • registry mobilních stanic
  • ...
• SMSC... MS centrum

Schéma

• Viz: Wikipedia.org → File:GSM ArchitecturePL

Frekvenční pásma pro GSM

• Používána pro hlasové hovory.
• Dnešní přístroje obvykle podporují všechna pásma.
• 950 MHz
• 1800 MHz
• 1900 MHz (USA, Japonsko)

Generace sítí

5G

• Mělo by podporovat:
  • širokopásmové připojení — například možnost využítí pro připojení domácností (do budoucna může nahradit optické linky)
  • masivní nárust množství připojených zařízení, předpokládaný v letech 2020 až 2030.
  • řízení v reálném čase (zaručení limitu latence až pod hranici 1 ms)
  • technologie IoT, smart homes, smart cities, samořiditelná auta (komunikující navzájem),...
• V roce 2020 se postupně objevuje jako „5G Evolution“
  • Spojení se navazuje pomocí 4G sítí a slouží jako jejich rozšíření.
• Může využívat prakticky libovolné frekvenčí pásma:
  1. low-band: frekvence do 2 GHz, často pásma původně určená pro televizní vysílání. Obdobné rychlosti jako 4G.
  2. mid-band: frekvence 2–10 GHz. Dosah cca 800 m.
  3. high-band: „milimeter-wave“. Nová technologie, frekvence 20–100 GHz. Omezený dosah cca 240 m, velmi omezená prostupnost materiály. Od roku 2017 první operátoři ve světě, obvykle lokální ve městech jako rozšíření 4G sítí.
• Zvýšení rychlosti závisí na množství dostupných frekvencí v daném státě či místě.
• Podpora zařízení
  • Některé zařízení podporují pouze low- a mid-band frekvence.

4G

• Podle požadavků ITU by měly splňovat pro uživatele 100 Mbit/s za pohybu a 1 Gbit/s, pokud se nepohybují.

LTE (Long Term Evolution)

• Historie:
  • Poprvé do provozu 2009: TeliaSonera: Švédsko a Norsko
  • první síť v ČR: Telefonica O2 19. 6. 2012, Jesenice u Prahy (využití frekvencí původně určených pro analogové televizní vysílání: 790–862 MHz)
• Varianty:
  • LTE release 8: nesplňuje všechny požadavky ITU na sítě 4G
  • LTE Advanced: již splňuje 4G
• Technicky
  • dosah v řádu desítek km
  • základnové stanice eNodeB
  • Pásma: 1800/2100/2600 MHz
    • může fungovat prakticky v libovolném pásmu
    • POZOR: Zařízení obvykle podporují jen vybrané frekvence — liší se v jednotlivých státech.
• Vlastnosti
  • přenosové rychlosti:
    • 150/75 Mb/s maximální
    • 35/20 Mb/s reálně
  • odezva: ~ 23 ms
    • Menší nárok na baterie přenosných zařízení
• Do budoucna
  • vícecesté šíření MIMO.

WiMAX

3G

HSPA+

• Dostupné obvykle jen ve městech.
• Až 21/5,1 Mbps.
• Reálné přenosové rychlosti cca 10–15 Mb/s.
• Odezva cca 35 ms.

UMTS/HSDPA

• Obchodní označení 3G, 4G, 3.5G
• High Speed Download Packet Access

2G

• GSM sítě
• Digitální sítě.

Datové přenosy

• EDGE
  • ~ 200/100 kb/s
• CDMA
• GPRS
  • pomalé (~ 32-48 kb/s)

1G

• Síť NMT (předchůdce dnešních GSM sítí).
• Analogová mobilní síť.

Mapy pokrytí v ČR (abecedně řazeno)

• Řazeno abecedně, odkazy funkční v březnu 2021.

• O2: https://www.o2.cz/osobni/mapa-pokryti
• T-Mobile: https://www.t-mobile.cz/podpora/mapa-pokryti
• Vodafone: https://www.vodafone.cz/mapa-pokryti/

Zdroje

• Wikipedia.org → Cellular network
• Operatori.bigmobil.cz → BTS v GSM
• IT biz.cz → Průvodce po mobilních sítích
• Netguru.cz → LTE včera, dnes a zítra
• Lupa.cz > Lte-v-cr-jedno-promile-na-opojeni-nestaci
• PCmag.com → What Is 5G?