Принцип работы сотовой связи презентация. Презентация на тему "сотовая связь"

Слайд 4

Попов Александр Степанович

Слайд 5

Слайд 6

В июле 1947 года сотрудники Bell Laboratories У. Шокли, Дж. Бардин и У. Браттайн изобрели

транзистор.

Идея Д. Ринга - Базовые станции своими зонами покрытия образуют соты, размер которых определяется территориальной плотностью абонентов сети. Частотные каналы, используемые для работы одной из базовых станций сети, могут использоваться другими базовыми станциями этой сети.

Слайд 7

Мартин Купер

Взяв Motorola Dina-TAC в руки, Мартин Купер вышел на улицу и совершил первый в мире звонок по сотовому телефону.

Слайд 8

Сотовая связь первого поколения(1G).

Стандарт CDMA, TDMA, iDEN, PDS, PHS

Данные в таких сетях могли передаваться лишь на низких скоростях до 2,4 кбит/сек, а спектр ограничен сверху частотой 900 МГц.

Слайд 9

Сотовая связь второго поколения(2G).

Стандарт GSM

Главное отличие систем второго поколения заключается в том, что они "цифровые", т.е. голос передается в цифровом виде.

Слайд 10

Сотовая связь третьего поколения(3G).

Системы работают на следующих скоростях передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) - не менее 144 кбит/с, для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) - 384 кбит/с, для неподвижных объектов на коротких расстояниях - 2,048 Мбит/с.

Слайд 11

Базовые станции.

Базовая станция (применительно к сотовой связи) - комплекс радиопередающей аппаратуры (ретрансляторы, приёмо-передатчики), осуществляющий связь с конечным абонентским устройством - сотовым телефоном.

Слайд 12

Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS).

Слайд 13

1. Кнопка графического манипулятора2. Кнопка приема звонка3. Телефонная книга4. Клавиатура5. Антенна6. Звуковой динамик7. ЖКИ дисплей8. Клавиша включения-выключения и сброса звонка9. Клавиша отмены10. Микрофон (расположен снизу)

Внешний вид мобильного телефона

Слайд 14

Структурная схема сотового телефона

Слайд 15

Процессы кодирования и декодирования в сотовой связи GSM телефоне

Слайд 16

Работа телефона в сотовой сети

Слайд 17

Слайд 18

Сотовый телефон отличается тем, что он, наносит нашему организму "тройной удар". Здесь имеется ввиду три источника излучения СВЧ полей, находящихся в одном аппарате и генерирующих различные ЭМП, в различных режимах его работы.

1. Первым из них является антенна сотового телефона, излучающая ЭМП, мощность которого определяется единицами ватт.

2. Это излучение осуществляется в режиме передачи, причем, значительная часть ЭМИ, частично ослабляясь черепной коробкой, проникает в наш мозг. В режиме ожидания сотовый телефон подобен другим электронным приборам и излучает слабые поля нетепловой интенсивности, которые, накапливаясь в организме, могут привести к негативным последствиям.

3. В режиме приема, СВЧ излучения через слуховой проход проникают непосредственно в мозг.

Слайд 19

В результате многочисленных исследований в области биологического действия электромагнитных излучений, было установлено:

1. что они обладают свойством со временем накапливаться в организме человека, нарушая при этом его биоэнергетическое равновесие и, в первую очередь, структуру т.н. энергоинформационного обмена (ЭНИО), обеспечивающую нормальное функционирование информационно-обменных процессов между всеми органами и системами, на всех уровнях организации человеческого организма, включая также таковые между организмом и внешней средой.

2. Наиболее чувствительными системами человеческого организма являются: нервная, иммунная, эндокринная и репродуктивная (половая).

3.Биологический эффект ЭМП в условиях длительного, многолетнего воздействия, может привести к развитию отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания и др.

4. Особую опасность ЭМП представляют для детей и беременных женщин, так как еще не сформировавшийся детский организм обладает повышенной чувствительностью к воздействию таких полей.

5. Весьма чувствительными к действию ЭМП являются также люди с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергики и люди с ослабленным иммунитетом.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Сотовый телефон мешает здоровому сну.

Слайд 23

Дети тормозят...

Алан Прис, глава отделения биофизики Бристольского онкологического центра, на полчаса дал телефоны ребятам 10 - 11 лет. У половины они работали в режиме разговора, у других были отключены. А потом ученый провел нейрофизиологические тесты. У тех, кому достались включенные мобильники, все реакции оказались замедленными. Другой эксперимент показал, что даже после двухминутной беседы у подростков 11 - 13 лет меняется биоэлектрическая активность мозга. В норму она приходит лишь через два часа. Что это значит? У ребенка меняется настроение, он хуже воспринимает материал на уроке, если во время переменки болтал по сотовому.

Слайд 24

А у взрослых закипает кровь

Венгерский биолог Турочи попросил 76 добровольцев сделать два звонка, по 7, 5 минуты каждый. Организм задрожал всеми фибрами: изменились биотоки мозга, замедлилось мозговое кровообращение, упало артериальное давление. Врачи зафиксировали у испытуемых беспокойство и стресс.

А российский профессор Игорь Беляев, работающий в Стокгольмском университете, включал телефон рядом с пробирками с человеческой кровью. Через час кровь в нескольких из них «закипела»! «Нет, она не нагревалась, - объясняет исследователь. - Но клетки крови, лимфоциты, вели себя, как если бы у человека был очень сильный жар - 44 градуса». Эффект «теплового шока» сохранялся 72 часа.

Слайд 25

Эмбрионы умирают...

В Московском институте биофизики профессор Юрий Григорьев сделал два инкубатора. В каждый положил по 63 куриных яйца. Над одним «птичьим домиком» на высоте 10 см подвесили мобильник стандарта GSM. Телефон работал в таком режиме: 1, 5 минуты включен, полминуты выключен. Нарушения эмбрионального развития начались на третий день. Вылупились лишь 16 птичек, которые «слушали» телефон! Но и они оказались нежизнеспособны. Для сравнения: в инкубаторе, где яйца не донимали звонками, без проблем появился на свет 51 птенец.

ученые из МГУ обнаружили, что от мобильника чахнут дрожжевые грибки и уксуснокислые бактерии. А это значит, что аппарат на поясе или в кармане - рядом с кишечником - может испортить жизнь кому-нибудь из 500 обитающих там микроорганизмов! А уж они отомстят беспечному хозяину.

Слайд 26

SAR - Specific Absorbtion Rate - единица измерения, показывающая максимальную удельную мощность, поглощаемую человеческим телом (Вт/кг) при обычном разговоре по сотовому телефону.

Максимальный безопасный уровень – 2,0, большинство современных телефонов имеет SAR от 0,5 до 1,0.

Слайд 27

• В каком возрасте ты начал пользоваться сотовым телефоном?
• Сколько времени в день ты разговариваешь по сотовому телефону?
• Какая модель телефона у тебя сейчас?
• Где ты обычно хранишь сотовый телефон?
• Где находится твой сотовый телефон ночью?
• Знаешь ли ты устройство сотового телефона?
• Знаешь ли ты о вредном воздействии сотовых телефонов на организм человека?

Слайд 28

В каком возрасте тебе купили сотовый телефон?

Слайд 29

2. Сколько времени в день ты разговариваешь по сотовому телефону?

Слайд 30

3. Какая модель телефона у тебя сейчас?

Слайд 31

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ SAR - САМЫЕ БЕЗОПАСНЫЕ

Вам предоставляется возможность познакомиться с перечнем мобильных телефонов, имеющих наименьший уровень излучения SAR. Все данные приводятся для телефонов, работающих в стандарте GSM 900. В таблице приведены значения SAR, определенные для 10 г. ткани. Помните: чем меньше значение SAR, тем меньшее воздействие оказывает мобильный телефон на человека! Подробнее о SAR

• Модель SAR
• MagComMagCom 0,04
• Motorola StarTac 130 ? 0,07
• Samsung SGH-F700v Qbowl 0,07
• Motorola V100 0,09
• Samsung SGH-Z560 0,10
• Swisscom XPA v1615 0,10
• Motorola MPx200 0,12
• Philips 362 0,12
• TelefoonTotaalBasicPhone 0,12
• Mitac Mio A501 0,12
• Samsung SGH-X830 0,12
• LG S5200 0,12
• Audiovox XV6600 0,12
• LG KG320S 0,13
• Sagem myMobileTV2 0,13
• Motorola V101 0,14
• SonyEricsson T292a 0,15
• Nokia 8810 0,15
• E-ten M500 0,16
• Vodafone VPA IV 0,17
• BlackBerry 7280 0,17
• Samsung GT-I8000 Omnia II 0,17
• T-Mobile MDA Pro 0,17
• BlackBerry 6280 0,18
• Samsung SGH-s105 0,18

Слайд 37

Вывод: влияние электромагнитных полей на здоровье человека – это исследуемая задача науки. Человек сам может обеспечить свою безопасность, если будет обладать необходимой информацией. Каждый из нас может и даже обязан принять простые меры предосторожности. Сотовый телефон безопасен только при разумном отношениик нему.

Слайд 38

Список используемых источников и литературы

А.Гридин, К.Романов, И.Зубик «МОБИЛЬНИК ДЛЯ ВСЕХ. Устройство и работа мобильных телефонов»

Маляревский А., Олевская Н. Ваш мобильный телефон (популярный самоучитель). М, «Питер», 2004

Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин Р.Р. Сотовая связь стандарта GSM. Современное состояние, переход к сетям третьего поколения («Библиотека МТС»). М., «Эко-Трендз», 2004

Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM («Инженерная энциклопедия ТЭК»). М., «Эко-Трендз», 2005

Слайд 39

Устройство сотовых телефонов

Посмотреть все слайды

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Cлайд 8

Cлайд 9

Cлайд 10

Cлайд 11

Cлайд 12

Cлайд 13

Cлайд 14

Cлайд 15

Cлайд 16

Cлайд 17

Cлайд 18

Cлайд 19

Cлайд 20

Cлайд 21

Cлайд 22

Cлайд 23

Cлайд 24

Cлайд 25

Cлайд 26

Cлайд 27

Cлайд 28

Cлайд 29

Cлайд 30

Cлайд 31

Принципы сотовой связи(использование света, сигналов и звука) Начало истории беспроводных коммуникаций

• Много раз в истории использовали для связи гелиографы, флаги (семафор),...
- Китай, династия Хань (206г. до н.э. – 24г. н.э.) использование сигнальных башен; - 150г. до н.э. дымовые сигналы для связи (Полибий, Греция) - 1793, оптический телеграф, французкий инженер К. Шапп

• Начало связи с электромагнитными волнами:

Джеймс Максвелл (1831-79): теория электромагнитных полей, волновые уравнения (1864)

1876 телефон Александра Белла

Г. Герц (1857-94) продемонстрировал волновой тип электрической передачи через пространство (1888)

7 мая 1895 г. петербургский физик Александр Попов сделал в Физико-химическом обществе доклад с демонстрацией созданного им радиоприбора для фиксации атмосферных колебаний.

2 июня 1896 г. Гульельмо МАРКОНИ запатентовал радио как свое изобретение (научные публикации Попова на этот счет появились в том же месяце, но адресовались совершенно иной аудитории).

1896 году в Лондоне ему удалось передать сообщение на расстояние 10 километров.

1907 Коммерческие трансатлантические связи - огромные базовые станции (с высотой антенн 30 - 100m)

1915 речевая передача Нью-Йорк - San Франциско

В 1896 году он продемонстрировал свои опыты перед Физическим обществом Санкт-Петербурга, передав сигналы с помощью азбуки Морзе внутри здания университета.

Начало истории беспроводных коммуникаций Концепции:

• большая область для одного передатчика
• Большая “мобильность” за счет высокой энергоемкости
• Системы с низкими возможностями, склонные к интерференции
• Высокая стоимость

1911 - мобильный передатчик на дирижабле

1926 - поезд (Гамбург Берлин)

1927 - первое коммерческое автомобильное радио (только прием)

Первые мобильные системы связи начинались в 40-х годах в США и в 50-х годах в Европе.

Развитие телекоммуникаций в России

Развитие телекоммуникаций в России Классификация беспроводных сетей

Общего пользования

ведомственные

диспетчерские

Транкинговые

пейджинг

спутниковые

компьютерные

оптические

Развитие стандартов сотовых систем связи Развитие стандартов сотовых систем связи Сотовые сети связи

• 1G: аналоговые сети. Идея: покрытие пространства «сотами» (зонами действия одной базовой станции) и организация кластеров сот. Поддерживали только телефонию. Стандарты: NMT, AMPS.
• 2G: цифровые сети с коммутацией каналов. Используется метод доступа с временным разделением каналов. В основе также лежит сотовая структура. Поддерживают телефонию и передачу данных. Для организации более быстрого доступа может использоваться GPRS (2G+).Стандарты: GSM, D-AMPS, PDC.
• 3G: цифровые сети с коммутацией каналов/пакетов. Используется широкополосный метод доступа с кодовым разделением каналов, поддерживают передачу мультисервисного трафика. Стандарты: CDMA, WCDMA, cdma2000, i-mode и т.д.
• 4G: цифровые сети с коммутацией пакетов. Находятся в стадии разработки 

Сотовые сети 3G

746-794 MHz, 1.7-1.85 GHz, 2.5-2.7 GHz

Сотовые GSM

• 800-900 MHz

Сотовые GSM

• 1.85-1.99 GHz

Беспроводные LAN (IEEE 802.11b/g)

• 2.4 GHz

Bluetooth

• 2.45 GHz

Беспроводные LAN (IEEE 802.11a)

• 5 GHz

Геометрическая структура сотовой системы Модель многократного использования частот

Типы ячеек

Macrocells(3 to 35 km)

Microcells(0,1 to 1 km)

Picocells(0,01 to 1km)

Nanocells(1m to 10m)

Общий вид сотовой системы

Network sub-system

Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения

В течение полутора веков, прошедших с момента изобретения телефона, телефонная связь настолько прочно вошла в быт современного человека, что отсутствие телефона в квартире практически стало исключением. К достоинствам проводных телефонных сетей следует отнести надежность связи и развитую систему абонентских сетей, позволяющую пользователю связаться с абонентом практически в любой стране мира.

Однако «жесткая привязка» абонента к стационарному телефонному аппарату, «ограниченная» к тому же длиной провода телефонной трубки, не позволяла пользователю быть мобильным , т. е. свободно перемещаться в пространстве во время разговоров или между ними.

Во второй половине прошлого века по мере совершенствования техники и технологии стала развиваться идея создания всемирной (глобальной) сети мобильной (сотовой) телефонной связи , позволяющей пользователю иметь доступ к развитой абонентской сети при помощи портативной переносной (мобильной) трубки-телефона значительного (десятки километров) радиуса действия.

Реализация этой идеи позволила бы вывести телефонную связь на новый уровень популярности и доступности с точки зрения пользователя, который имел бы свой индивидуальный телефонный номер и практически неограниченную свободу передвижения (мобильности) во время разговоров или между ними.

Предлагаемый принцип действия мобильной телефонной связи достаточно прост: при помощи трубки-телефона (мобильного телефона) абонент связывается с ближайшей базовой станцией (передатчиком) сети (рис. 224).

Рис. 224. Базовая станция сотовой сети (передатчик)

Эта базовая станция, в свою очередь, связывается со следующим передатчиком сети и т. д. по мере требования абонента (рис. 225).

Рис. 225. Сотовая сеть передатчиков

Описанный принцип создания развитой абонентской сети называется сотовым принципом, поскольку по такому же принципу пчелы выстраивают соты внутри улья. При этом каждая созданная ячейка служит основой для создания следующей точно такой же ячейки и т. д.

В силу этого обстоятельства мобильную телефонную связь принято называть также сотовой телефонной связью. При движении абонента (например, на автомобиле) (см. рис. 225) базовые станции самостоятельно следят за ним и «передают» друг другу, что происходит практически без потери качества связи, быстро и совершенно незаметно для пользователя.

Самая простая часть структурной схемы сотовой связи - мобильный (переносной) телефон, состоит из двух частей: собственно «трубки» или ME (Mobile Equipment) и модуля идентификации абонента, или смарт-карты SIM (Subscriber Identity Module), получаемой при заключении контракта с тем или иным оператором.

Каждому сотовому телефону при производстве присваивается собственный номер или международный идентификатор мобильного устройства ΙΜΕΙ (International Mobile Equipment Identity), позволяющий отличить его от второго точно такого же.

В нашей стране используется стандарт сетей второго поколения GSM (Global System for Mobile Communications), который был разработан в 1990 г. Данный стандарт использует рабочую частоту ν = 900 МГц, позволяющую значительно улучшить качество связи по сравнению со стандартами первого поколения.

Первый оператор GSM принял абонентов в 1991 году, а уже к началу 1994 г. мировые сети, основанные на данном стандарте, имели 1,3 миллиона абонентов. К концу 1995 г. их число увеличилось до 10 миллионов!

При включении мобильного телефона с активированной смарт-картой он «сам» находит ближайшую базовую станцию соответствующей сотовой сети, после чего весь пакет телефонных услуг данной сети становится доступным абоненту.

Каждый передатчик обеспечивает радиопокрытие в среднем на расстоянии до двух десятков километров от него (рис. 226). Для рационального использования сотовой сети передатчиков разрабатываются оптимальные схемы их взаиморасположения на местности с учетом ее рельефа.