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Was ist ein zelluläres Netzwerk?

In der dynamischen Landschaft der drahtlosen Kommunikation bildet ein Mobilfunknetz, das oft auch als Mobilnetz bezeichnet wird, das Rückgrat unserer vernetzten Welt. Begeben wir uns auf eine Reise, um die Feinheiten von Mobilfunknetzen zu enträtseln und ihre Technologie, Eigenschaften und das hierarchische System, das ihren reibungslosen Betrieb regelt, zu erkunden.

Zellulare Netzwerktechnologie: Die Welt drahtlos verbinden

Die Mobilfunktechnologie ist der Motor, der unser mobiles Leben vorantreibt Konnektivität in die Zukunft. Schauen wir uns die wichtigsten Aspekte an, die die Technologie der Mobilfunknetze ausmachen:

  • Hierarchische Struktur: Zellulare Netzwerke arbeiten in einem hierarchischen System, das aus miteinander verbundenen Zellen besteht, die eine kontinuierliche Abdeckung gewährleisten. Zu dieser Struktur gehört eine Basisstation (Base Station Transceiver, BTS), Basisstations-Controller (BSC), Mobile Vermittlungsstelle (MSC), Register der Besucherstandorte (VLR) und Heimatortregister (HLR).

  • Wiederverwendung von Frequenzen: Eines der wichtigsten Merkmale eines Mobilfunknetzes ist die ausgeklügelte Fähigkeit zur Wiederverwendung von Frequenzen. Diese strategische Wiederverwendung, die von Faktoren wie Entfernung und Wiederverwendungsfaktor abhängt, verbessert die Abdeckung und Kapazität erheblich und gewährleistet ein robustes und effizientes Netz.

  • Technologie-Arsenal: In Mobilfunknetzen kommen verschiedene Technologien zum Einsatz, darunter Frequency Division Multiple Access (FDMA), Time Division Multiple Access (TDMA) und Code Division Multiple Access (CDMA). Diese Technologien spielen eine entscheidende Rolle bei der Unterscheidung von Zellularsignalen und der Optimierung der Ressourcenzuweisung.

Arten von zellularen Netzen: Den Weg für Konnektivität ebnen

Die Entwicklung der Mobilfunknetze hat zu verschiedenen Arten von Mobilfunknetzen geführt, die jeweils auf spezifische Bedürfnisse und technologische Fortschritte zugeschnitten sind. Lassen Sie uns die vielfältige Landschaft der Mobilfunknetze erkunden:

Arten von zellularen Netzen:

  • 2G-Netze: Das Aufkommen der 2G Netze, die durch Technologien wie GSM und CDMA gekennzeichnet sind, markierten den Beginn der digitalen zellularen Kommunikation und boten Sprach- und begrenzte Datendienste.

  • 3G-Netze: Der Übergang zu 3G Netze führten zu höheren Datengeschwindigkeiten, ermöglichten die Nutzung des mobilen Internets und ebneten den Weg für fortschrittlichere Anwendungen und Dienste.

  • 4G-Netze: 4G Netze revolutionierten die mobile Kommunikation mit Hochgeschwindigkeitsdaten, geringen Latenzzeiten und verbesserter Konnektivität und schufen die Voraussetzungen für die breite Einführung von Smartphones und mobilen Anwendungen.

  • 5G-Netze: Die neue Grenze, 5G Netze, verspricht beispiellose Geschwindigkeiten, extrem niedrige Latenzzeiten und die Möglichkeit, eine Vielzahl von Geräten gleichzeitig anzuschließen. Diese Technologie treibt die Zukunft des IoT voran und ermöglicht intelligente Städte, autonome Fahrzeuge und vieles mehr.

Summary

Ein zellulares Netz, auch Mobilfunknetz genannt, ist ein Netz von Funkgeräten, die über das Land verteilt sind. Diese Netze sind in Zellen unterteilt. Diese Zellen enthalten mindestens einen festen Sender-Empfänger, der die Netzabdeckung für den von ihm abgedeckten Bereich gewährleistet. Bei der zellularen Kommunikation verwenden benachbarte Zellen unterschiedliche Frequenzspektren, um Interferenzen zu vermeiden. Eine Sammlung von Zellen bietet eine ganzheitliche Netzabdeckung für ein Mobilfunknetz. Auf diese Weise können die mobilen Endgeräte auch dann kommunizieren, wenn sie sich durch die Zellen bewegen.

Ein wesentliches Merkmal eines Mobilfunknetzes ist die Fähigkeit zur Wiederverwendung von Frequenzen, die eine größere Abdeckung und Kapazität ermöglicht. Die Faktoren, die die Wiederverwendung von Frequenzen bestimmen, sind der Wiederverwendungsabstand, der den Abstand zwischen den Zellen angibt, und der Wiederverwendungsfaktor, der die Rate angibt, mit der eine Frequenz in einem Netz verwendet werden kann. Um zellulare Signale von anderen Sendern zu unterscheiden, verwenden zellulare Netze eine Vielzahl von Technologien, darunter Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (FDMA), Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA) und Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA).

Zellulare Netzwerke funktionieren in einem hierarchischen System. Ein zellulares Netz besteht aus einem Basisstationstransceiver (BTS), der Anrufe von mobilen Geräten an den entsprechenden Basisstationscontroller (BSC) weiterleitet. Der BSC arbeitet mit der Mobilvermittlungsstelle (MSC) zusammen, um eine Schnittstelle zum öffentlichen Telefonnetz (PSTN), zum Besucherregister (VLR) und zum Heimatregister (HLR) zu schaffen und die Anrufe über verschiedene Basisstationen zu leiten.