Loạt bài tìm hiểu về Điện Thoại Di Động Phần I-Bài 1

Phần I: Mạng điện thoại di động

Bài 1: Giới thiệu mạng Điện thoại di động GSM

Nội dung: Định nghĩa GSM, Các mạng GSM ở Việt Nam, Công nghệ của mạng GSM, Công nghệ CDMA, Cấu trúc cơ bản của mạng di động, Băng tần GSM 900MHz, Băng tần 1800MHz, Phương pháp tái sử dụng tần số phát .
Định nghĩa GSM
GSM là viết tắt của từ "The Global System for Mobile Communication" - Mạng thông tin di động toàn cầu.
- GSM là tiêu chuẩn chung cho các thuê bao di động di chuyển giữa các vị trí địa lý khác nhau mà vẫn giữ được liên lạc .
Các mạng điện thoại GSM ở việt nam
Ở Việt Nam và các nước trên Thế giới, mạng điện thoại GSM vẫn chiếm đa số, Việt Nam có bây giờ có 5 mạng điện thoại GSM đó là :
- Mạng Vinaphone :091, 094, 0123, 0125, 0127...

- Mạng Mobiphone :090, 093, 0122, 0126, 0121, 0128, 0120...
- Mạng Viettel:097, 098, 0168, 0169, 0166, 0167, 0165 ,0164 ,0163...

- Vietnamobile :092 

- Beeline: 0199

Công nghệ của mạng GSM
Các mạng điện thoại GSM sử dụng công nghệ TDMA. TDMA là viết tắt của từ " Time Division Multiple
Access " - Phân chia các truy cập theo thời gian .
Giải thích: Đây là công nghệ cho phép 8 máy di động có thể sử dụng chung 1 kênh để đàm thoại, mỗi máy sẽ sử dụng 1/8 khe thời gian để truyền và nhận thông tin.
Công nghệ CDMA .
Khác với công nghệ TDMA của các mạng GSM là công nghệ CDMA của các mạng như:

- Mạng EVN.Telecom 096...

- Mạng Sphone 095...

- CDMA là viết tắt của " Code Division Multiple Access" - Phân chia các truy cập theo mã .
Giải thích: Công nghệ CDMA sử dụng mã số cho mỗi cuộc gọi, và nó không sử dụng một kênh để đàm thoại như công nghệ TDMA mà sử dụng cả một phổ tần (nhiều kênh một lúc) vì vậy công nghệ này có tốc độ truyền dẫn tín hiệu cao hơn công nghệ TDMA
Cấu trúc cơ bản của mạng di động
Mỗi mạng điện thoại di động có nhiều Tổng đài chuyển mạch MSC ở các khu vực khác nhau (Ví dụ như tổng đài miền Bắc, miền Trung, miền Nam) và mỗi Tổng đài lại có nhiều Trạm thu phát vô tuyến BSS - Base station subsystem

 BSS= BTS + BSC+TRAU
 TRAU (XCDR): Bộ chuyển đổi mã và phối hợp tốc độ.

  BSC: Bộ điều khiển trạm gốc dùng để điều khiển 1 số trạm BTS

  BTS: trạm thu phát gốc hay trạm thu phát sóng di động

             

Băng tần GSM 900 MHz

- Nếu bạn sử dụng thuê bao mạng Vinaphone, Mobiphone hoặc Vietel là bạn đang sử dụng công nghệ GSM.

Công nghệ GSM được chia làm 3 băng tần

- Băng tần GSM 900MHz

- Băng tần GSM 1800MHz

- Và băng tần GSM 1900MHz

Tất cả các mạng điện thoại ở Việt Nam hiện đang phát ở băng tần 900MHz, các nước trên Thế giới sử dụng băng tần 1800MHz, Mỹ sử dụng băng tần 1900MHz .

Băng tần GSM 1800 MHz

                                                Băng tần GSM 1800 MHz
Ở băng 1800M, Điện thoại dđ thu ở dải sóng 1805MHz đến 1880MHz và phát ở dải sóng 1710MHz đến 1785MHz
Khi điện thoại dd thu từ đài phát trên một tần số nào đó (trong giải 1805MHz đến 1880MHz) nó sẽ trừ đi 95MHz để lấy ra tần số phát, khoảng cách giữa tần số thu và phát của băng GSM 1800 là 95MHz .
So sánh 2 băng tần

Băng tần GSM 900MHz và băng tần GSM 1800MHz

Tái sử dụng tần số

Toàn bộ dải tần phát cho mạng GSM 900M chỉ có từ 890MHz đến 915MHz tức là có 25MHz, mỗi kênh chiếm một khe tần số 200KHz => như vậy có khoảng 125 kênh thoại có thể sử dụng một lúc, mỗi kênh thoại được chia thành 8 khe thời gian trong đó 1/8 thời gian giành cho tín hiệu điều khiển, 7/8 khe thời gian còn lại dành cho 7 thuê bao và như vậy tổng số thuê bao có thể liên lạc trong một thời điểm là 125 x 7 = 875.
875 thuê bao có thể liên lạc đồng thời trong một thời điểm cho một mạng di động, đây là con số quá ít không đáp ứng được nhu cầu sử dụng, vì vậy tái sử dụng tần số là phương pháp làm tăng số thuê bao di động có thể lien lạc trong một thời điểm lên tới con số hàng triệu.
Phương pháp tái sử dụng tần số
- Người ta chia một Thành phố ra thành nhiêu ô hình lục giác => gọi là Cell, mỗi ô có một trạm BTS để thu phát tín hiệu, các ô không liền nhau có thể phát chung một tần số ( như hình dưới thì các ô có cùng mầu xanh hay mầu vàng có thể phát chung tần số )
- Với phương pháp trên người ta có thể chia toàn bộ giải tần ra làm 3 để phát trên các ô không liền kề như 3 mầu dưới đây, và như vậy mỗi ô có thể phục vụ cho 875 / 3 = khoảng 290 thuê bao .
- Trong một Thành phố có thể có hàng trăm trạm thu phát BTS vì vậy nó có thể phục vụ được hàng chục ngàn thuê bao có thể liên lạc trong cùng một thời điểm .

                                            Thành phố được chia thành nhiều ô hình lục

                                              giác, mỗi ô được đặt một trạm thu phát BTS
Phát tín hiệu trong mỗi ô
Tín hiệu trong mỗi ô được phát theo một trong hai phương pháp
- Phát đẳng hướng
- Phát có hướng theo góc 120o