Как работает телефон? Схема телефона и сервисная инструкция.

Устройство мобильного телефона.

Процессор и память

Мобильный телефон, как и любой компьютер, работает по программе, записанной в микросхемах памяти. Разные производители мобильных телефонов используют процессоры либо собственной разработки, либо сторонних производителей. Если микропроцессор собственный, то, скорее всего, он включает в себя функциональные узлы, которые традиционно не принято отождествлять с микропроцессором. Это может быть обработка звука, управление звонком и т.п.
Некоторые телефоны содержат (к примеру, SonyEricsson) содержат 2 процессора - основной Main CPU (микросхема AVR) и Modem CPU (микросхема ARM). Main CPU служит для большинства функций телефона, включая языковые пакеты. Modem CPU служит для инфракрасной связи (IRDA), Bluetooth и для передачи данных и факсов.
Очень важным элементом в микропроцессорной системе является память. Рассмотрим этот вопрос подробнее, так как в классификации микросхем памяти многие путаются.

Микросхемы памяти по назначению условно можно разделить на следующие две большие группы.

1. ROM (Read Only Memory) - память, предназначенная в конкретной микропроцессорной системе только для чтения (русскоязычное название - ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, хотя это название не совсем корректное). Используется для хранения программ.

Эти микросхемы в свою очередь подразделяются на:
- энергозависимые и энергонезависимые - по степени зависимости от электропитания;
- однократно программируемые (PROM - Programmable ROM) и многократно программируемые (EPROM - Erasable Programmable ROM или Electrically Programmable ROM - стираемые программируемые ROM или электрически программируемые ROM) - по количеству циклов записи;
- с ультрафиолетовым, рентгеновским или электрическим (EEPROM - Electronically Erasable PROM и Flash) стиранием, по методу стирания перед записью.

2. RAM (Random Access Memory) - память с произвольным доступом, в конкретной микропроцессорной системе используемая как оперативная. Подразделяется на:
- статическую (SRAM) и динамическую (DRAM) в зависимости от метода хранения информации. Динамическая использует для хранения информации электрическую емкость, энергию которой нужно периодически пополнять - отсюда и название;
- энергозависимую и энергонезависимую - по степени зависимости от электропитания.

В мобильных телефонах применяется Флэш (Flash), EEPROM (в последнее время уже не применяют) и DRAM. Главная отличительная особенность EEPROM и Flash - возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. Рассмотрим EEPROM и Flash подробнее.

EEPROM - позволяет производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Это относительно длительный процесс. Однако стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. EEPROM - энергонезависимая память. А недостатком является высокая стоимость.

Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.
Является аналогом жесткого диска, т.к. считывание и запись осуществляются последовательно бит за битом.

Переводы слова flash: короткий кадр (фильма), вспышка, пронестись, мигание, мелькание, отжиг (стекла). Флэш-память получила свое название благодаря тому, как производится стирание и запись данного вида памяти. Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти (в начале 1980-х) как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти in a flash - в мгновение ока.
Флэш-память исторически происходит от ROM памяти и функционирует подобно RAM. Данные флэш хранит в ячейках памяти, похожих на ячейки в DRAM. В отличие от DRAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.
Замены памяти SRAM и DRAM флэш-памятью не происходит из-за двух особенностей: флэш работает существенно медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10 000 до 1 000 000 для разных типов).
Основное преимущество флэш-памяти перед жесткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жестких дисках, кассетах и других механических носителях информации большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.
Итак, благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя в мобильных телефонах.
Основное отличие флэш-памяти от EEPROM заключается в том, что стирание содержимого ячеек выполняется либо для всей микросхемы, либо для определенного блока (кластера, кадра или страницы). Стирать можно как блок, так и содержимое всей микросхемы сразу. Таким образом, для того, чтобы изменить один байт, сначала в буфер считывается весь блок, где содержится подлежащий изменению байт, стирается содержимое блока, изменяется значение байта в буфере, после чего производится запись измененного в буфере блока. Такая схема существенно снижает скорость записи небольших объемов данных в произвольные области памяти, однако значительно увеличивает быстродействие при последовательной записи данных большими порциями. Информация, записанная на флэш-память, может храниться длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков).

Устройство памяти.

Процессоры мобильных телефонов работают с двумя видами памяти.
1. ROM (Read Only Memory) - память, предназначенная только для чтения в процессе работы телефона с возможностью записи в нее при перепрограммировании. Небольшая область ROM, предназначенная для программ начальной загрузки (аналог BIOS ПК), находится в процессоре. Основная область ROM использует микросхему Flash (флэш)-памяти. С этой микросхемой и производится основной обмен при перепрограммировании. Эта память энергонезависимая - при отключении питания информация сохраняется. Применяются также дополнительные области на съемных флэш-картах.
2. RAM (Random Access Memory) - память с произвольным доступом, используемая как оперативная, т.е. для временного хранения данных. Эта память энергозависимая – при отключении питания информация исчезает. В нее загружается и затем работает операционная система. Иногда является встроенной в процессор. Во многих телефонах для нее используется отдельная микросхема.

Весь объем памяти, с которой может работать процессор телефона, заполняется данными, которые имеют свое назначение и определенное местоположение. Рассмотрим карту распределения памяти телефона

Как уже упоминалось, вся область памяти состоит из двух частей – ROM и RAM. Рассмотрим их по порядку.

Процессоры всех телефонов имеют в своем составе небольшую область ROM, в которой располагаются:
- программа начальной загрузки, начинающая работать при включении телефона;
- программа, управляющая начальным процессом обмена данными с компьютером.

Вся остальная, гораздо более значительная часть ROM, располагается в микросхеме Flash-памяти, а также на съемных картах. Flash-памяти, в свою очередь, условно делится на следующие основные области:
- BOOT CORE – загрузчик операционной системы.
- EEPROM - эта область содержит настройки телефона (заводской номер телефона (IMEI), коды блокировок сети, пользователя, калибровки радиотракта, игры, установки для дисплея и многое другое...) и появилась потому, что новые телефоны уже не имеют отдельной микросхемы EEPROM.
- LANG, PPM – блок данных, в котором хранится языковой пакет. Так как существует большое количество языков и шрифтов во всем мире, в одном PPM-блоке может храниться от 1 до 20 языков. Смена языкового пакета это основная причина смены PPM. Перезапись PPM-блока такой же версией, производится в случае повреждения данных.
- MCU – основная программа (операционная система) со всеми, необходимыми для работы телефона, функциями. MCU от одной модели нельзя использовать для другой. Замена MCU делается для устранения заводских недостатков или добавления новых функций, а также в случае повреждения данных во флэш-памяти (программный ремонт).
- OTP – единожды программируемая область памяти, в которой содержатся "отпечатки пальцев" телефона - информация, которая присуща только данному телефону без права её изменения.
- CONTENT - картинки, мелодии, JAVA-приложения, звонки, SMS-сообщения, адресная книга и др. Для этой области может использоваться съемная карта (MMC или FLEX).
- FS – файловая система, в которой располагается CONTENT.

ROM (Flash-память) является аналогом жесткого диска, который хранит данные операционной системы. Однако сама операционная система работает из RAM (оперативной памяти), куда она загружается после включения питания телефона. RAM содержится либо в отдельной микросхеме, либо встраивается в процессор.

Возможны несколько способов подключения мобильного телефона к компьютеру:

I . Подключение телефон-компьютер (А)

Подобное подключение осуществляется с помощью Data-кабеля, который соединяет информационный выход телефона с портом компьютера.

Подключение к компьютеру открывает следующие возможности:

2. Возможно пополнять, удалять, изменять телефонную книгу на компьютере.

3. Возможно записать в телефон различный контент (мелодии, картинки, и т.п.).

4. Возможно отправлять и принимать SMS-сообщения (короткие текстовые) с клавиатуры компьютера, используя телефон как беспроводной модем (GSM модем) - нужно учитывать, что за такие SMS тоже надо платить.

Кабели бывают 4х видов, COM, USB->COM, LPT,USB:

COM обеспечивают согласование электрического интерфейса мобильного телефона с интерфейсом RS 232.

RS-232 - интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 20 м. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, для обеспечения большей устойчивости к помехам. Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.

В RS-232 используются два уровня сигналов: логические 1 и 0. Логическую 1 иногда обозначают MARK, логический 0 - SPACE . Логической 1 соответствуют отрицательные уровни напряжения (-3..-10), а логическому 0 – положительные (+3..+10).

Схема микросхемы MAX-232 преобразователь интерфейса.

В этой схеме используется двухпроводный двунаправленный последовательный интерфейс (универсальный, FBus) – использует два провода для передачи информации в двух направлениях (Tx – передача - Transmit, Rx – прием - Receive) и GND – земля (см ниже рисунок). Питание + 5В удобнее всего взять непосредственно из компьютера (например, из разъема USB). Сигналы ignition/autoignition подаются на вход напряжения зарядки телефона. Светодиоды служат для индикации обмена.

Однопроводный двунаправленный последовательный интерфейс (MBUS, CBUS) – использует один провод для передачи информации в двух направлениях и GND – земля. Применяется в телефонах Nokia и Bosch для работы с EEPROM и для синхронизации с компьютером. Он получается если в предыдущей схеме Rx и Tx соединить по схеме на рисунке.

Работа USB ->COM кабелей выглядит чуть сложнее, сначала на компьютере создается виртуальный COM порт, а затем с этим портом происходит согласование электрического интерфейса телефона. Для решение этой задачи была разработана микроcхема PL 2303.

2.1 Установка драйвера для USB дата-кабеля

Драйвер нужно устанавливать при отключенном USB-кабеле, то есть дата-кабель не должен быть подключен к компьютеру.

Инсталлируем драйвер для USB-кабеля.

Открываем папку с драйвером, вы увидите две папки: папку INF и папку SETUP. Открываем папку SETUP и видим файл PL-2303 Driver Installer запускаем его. Программа предлагает вам начать установку драйвера. Нажимаем кнопку Next, и начинается установка драйвера. После нажатия на кнопку Finish установка драйвера завершена.

Перегружаем компьютер. Подключаем кабель к USB-порту. Автоматически находятся и распознаются новые устройства. Система сообщает Вам об этом в правом нижнем углу панели задач.

Для настройки программы для работы с телефоном Вам обязательно понадобится информация о том, какой COM-порт эмулируют драйверы дата-кабеля.

Нажимаем по папке "Мой компьютер" правой кнопкой мыши и выбираем раздел "Свойства" -> вкладка "Оборудование" -> раздел "Диспетчер устройств" -> раздел "Порты (COM & LPT)"

Находим Prolific USB-to-Serial Comm Port (COM*), где * - виртуальный СОМ-порт, который будет использоваться при работе с кабелем.

Нажимаем мышкой на Prolific и правой кнопкой выбираем "Свойства" - вкладка "Параметры порта" - скорость устанавливаем на 115200.

Подключаем телефон к дата-кабелю.

Запускаем программу для работы с телефоном и выставляем используемый драйвером СОМ-порт, а так же скорость работы порта (зависит от модели аппарата, в большинстве случаев 115200 или 57600 бит/с).

Параллельный интерфейс LTP используется для увеличения скорости обмена для перепрограммирования телефонов Nokia, некоторых моделей SonyEricsson, Sagem. Для старых типов Nokia этот интерфейс получил название Nokia flasher, где помимо Rx, Tx и Gnd, используются сигналы MBUS и BTEMP. Используется микросхема 74HC14 (аналог 1564ТЛ2 - шесть триггеров Шмидта). Питание + 5В удобнее всего взять непосредственно из компьютера (например, из разъема USB).

USB – интерфейс. Основная особенность стандарта - возможность пользователям работать в режиме Plug&Play с периферийными устройствами. Это означает возможность подключения устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание его немедленно после подключения и последующей установки соответствующих драйверов. Питание маломощных устройств подается с самой шины. Скорость шины достаточна для подавляющего большинства периферийных устройств. USB – интерфейс работает с новыми моделями Motorola на платформе P2K. На его основе созданы специализированные программаторы, в том числе и эмулирующие работу обычного COM-порта. Цоколевка розетки разъема, устанавливаемой в компьютере, приведена на рисунке, а назначение контактов в таблице.

Таблица. Назначение контактов разъема USB.

Большинство программ работают через универсальный интерфейс. Достаточно собрать приведённую выше схему, найти соответствующий разъём телефона, правильно коммутировать сигналы Rx, Tx, Gnd и +5В и соединить интерфейс с телефоном. Цоколевку (распиновку) разъемов многих телефонов можно найти по адресу http://pinouts.ru

Особенности программирования используя канал A

Этот раздел начинает ознакомление с методиками программирования мобильных телефонов. Начнем с телефонов производства Siemens х35, х45 серий и Nokia платформы DCT-3. Здесь и далее буква «x» обозначает серии данного модельного ряда: «c», «s», «m», «me», «sl». Вы сможете менять версии программного обеспечения в мобильном телефоне с целью русификации или даже восстановления (программного ремонта), а также снимать ограничения на уровне пользователя или оператора («разлочивать»).

Телефоны Siemens x35-x45

Для программирования потребуется двухпроводный двунаправленный (FBUS) интерфейс. Расположение и назначение контактов в разъеме телефона показано на рисунке. Разъем для кабеля «телефон – интерфейс» можно сделать, взяв 2 разъема от «зарядок». Из одного разъема необходимо аккуратно вынуть недостающие в первом контакты.

Для программирования потребуются: свободный COM-порт (RS – 232) компьютера, интерфейс и телефон с заряженным аккумулятором. Обмен компьютера и телефона начинается либо после кратковременного нажатия кнопки включения телефона (при этом телефон вырабатывает сигнал ignition – "зажигание"), либо по сигналу компьютера autoignition, который подается на вход напряжения зарядки телефона (Charge voltage). В общем случае подтверждение каких-либо операций в программе осуществляется кратковременным нажатием кнопки включения телефона. После соединения между собой компьютера, интерфейса и телефона приступаем к процессу программирования.

Структура программного обеспечения и источники его распространения.

Программное обеспечение, хранящееся в микросхеме Flash-памяти для простоты понимания можно условно разделить на две большие области: firmware и EEPROM.
Для работы с областью firmware телефонов Siemens была создана специальная заводская утилита WinSwup, которая позволяет полностью заменить как версию программного обеспечения, так и язык меню. При этом новая версия размещается в «теле» WinSwup. Таким образом, сколько версий программного обеспечения, столько и WinSwup-ов, коллекцию которых можно найти на портале www.allsiemens.ru/flash
Кроме этого, есть возможность работать с пользовательской версией WinSwup, распространяемой непосредственно с официальной страницы производителя www.benqmobile.com
В компьютерном представлении WinSwup выглядит как исполняемый ехе-файл, название которого можно представить как Name_XX_YY_ZZ.exe, где:
Name – модель телефона, под который написана утилита (может и отсутствовать) XX – версия программного обеспечения YY – номер языкового пакета («04», «91» - говорит о наличии русского языка в меню) ZZ – номер системы интуитивного набора T9 текста («05» - наличие «русского Т9»)

В самом телефоне эту же информацию можно увидеть в специальном сервисном меню, вызываемого путём нажатия комбинации клавиш: *#06# плюс «левая клавиша выбора» (left softkey).
С помощью WinSwup нельзя оперировать с областью памяти EEPROM. Если это необходимо, на свой страх и риск можно использовать программу freia, с помощью которой можно работать не только с EEPROM, но и со всей прошивкой в целом (fullflash).

Работу начинаем с настройки программы Serial Config (рисунок 6), где следует указать номер COM-порта, к которому подключен интерфейс и Baud - скорость обмена (обычно 115200).

Для запуска процесса программирования существует два варианта действий:
- Если телефон включен и подключен к кабелю - нажать кнопку START.
- Если телефон выключен и подключен к кабелю - поставить галочку для Skip в позиции PreCheck для отключения самотестирования телефона и нажать кнопку START.

Второй вариант нужен для случаев, когда ремонтируемый телефон не включается из-за ошибок, которые могли произойти во время работы по первому варианту. Следует помнить, что при отсутствия режима autoignition, после нажатия кнопки START требуется кратковременно нажать кнопку включения телефона.
В обоих случаях, после завершении процедуры, программа выдаст сообщение, что процесс прошёл успешно со 100% окончанием.

Настройку программы начинаем с клавиши Configuration functions главного меню – Main functions. Устанавливаем COM port of cable - номер COM-порта, к которому подключен интерфейс, скорость обмена - Speed of communication (обычно 115200). Затем необходимо указать тип загрузки - Boot type («normal») и при наличии autoignition в интерфейсе отметить галочкой DTR в меню COM port setup.

Чтение прошивки осуществляется с помощью клавиши Read Flash главного меню – Main functions, с последующим выбором области памяти в меню Presets, которое находится в меню Flashing functions. Эта область в ходе чтения автоматически сохраняется в файл с расширением *.fls. Процесс запускается кнопкой ОК. Процедура отображается в окошке – Process information.

Выбрав область памяти firmware, мы можем сделать, а затем сохранить полную резервную копию всей прошивки телефона. Эту процедуру необходимо провести, прежде всего, для того, чтобы обеспечить возможность восстановления телефона в случае каких-либо неправильных действий. Копия может пригодиться и для восстановления других телефонов данной серии.

Запись прошивки в микросхему Flash-памяти осуществляется кнопкой Write Flash главного меню – Main functions, открывающей меню выбора файла прошивки в формате *.fls, который мы хотим записать. Следует быть внимательным с подставляемыми файлами, а именно чтобы размер записываемого файла совпадал с размером той области памяти, в которую он помещается, иначе на программном уровне телефон будет повреждён.

По окончании программирования необходимо обязательно восстановить заводской номер телефона (IMEI), хранящийся в EEPROM-области памяти телефона, так как вместе с чужой прошивкой мы записываем и чужой EEPROM, а, следовательно, и чужой IMEI. Восстановление осуществляется в следующем порядке (рисунок 10). Нажимаем кнопку Unlocking functions главного меню – Main functions. В открывшемся меню Unlocking functions отмечаем позицию Direct unlock, no map is saved и нажимаем кнопку Use Original IMEI. После этого подтверждаем процедуру кратковременным нажатием кнопки включения на телефоне (ignition). Эта операция приводит к снятию пользовательских и операторских кодировок.

II . Подключение телефон-бокс-компьютер (B - C )

Установка бокса

Установка драйверов

1. Пожалуйста, делайте всё строго по шагам ничего не пропуская

2. Не подключайте бокс/ключ защиты к компъютеру до установки драйверов

Примечание: "x : " обозначает диск, куда был установлен Infinity-Box (например. "C: " или "D: ")

W2K/XP/Vista

1. Запустите: x:\Program Files\InfinityBox\Drivers\Box\e-gate_W2k_XP_Vista\Setup_W2k_XP.exe or Setup_Vista.exe

2. Подключите бокс/ключ к USB порту компьютера, Вы увидите 3 новых устройства в системе:

1. e-gate Virtual Reader Enumerators ->

2. Smart card readers ->

3. e-gate USB Smart Cards -> e-gate USB Smart Card

3. При необходимости выберите драйвера для Unibox:

W98/ME

1. Запустите: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\VC6Redist\vcredist.exe

2. Перезагрузите компьютер

3. Запустите: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\Smart Card Base Components\SCBase.exe

4. Перезагрузите компьютер

5. Запустите: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\e-gate_W98_Me\Setup.exe

6. Перезагрузите компьютер

7. Подключите бокс/ключ к USB порту компьютера, Вы увидите 3 новых устройства в системе:

1. e-gate Virtual Reader Enumerators -> e-gate Virtual Reader Enumerator

2. Smart card readers -> e-gate USB Smart card reader

3. e-gate USB Smart Cards -> e-gate USB Smart Card

8. При необходимости выберите драйвера для Unibox: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\FTDI

9. Перезагрузите компьютер

Проверка результатов установки

Откройте "Диспетчер устройств" и проверьте наличие следующих устройств в системе:

Примечание: номер COM порта может отличаться от указанного на рисунке. Запомните номер COM порта и выбирайте его при использовании программ Infinity-Box.

При подключении телефона к боксу установка дополнительных драйверов для телефона не требуется.

СЛОВАРЬ СЛЕНГА И ОФИЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ

Прошивка (программа, содержимое памяти) – массив данных, предназначенных для управления компонентами системы в целях реализации определенного алгоритма.

Прошивка (процесс - прошить, переписать, профлешить) – программное обеспечение телефона.

Термин "прошивка телефона" означает процесс замены в сотовом телефоне программного обеспечения. Это может выполняться с несколькими целями - установка более нового программного обеспечения, устранение программных сбоев, взлом защиты телефона.

Прошивка телефона производится с помощью специального программного обеспечения и кабелей-переходников между телефоном и компьютером а так же боксов.

Программное обеспечение телефона – набор программ для полноценной работы телефона. Включает в себя операционную систему и набор так называемых прикладных программ, дающих телефону дополнительные возможности (игры, музыка, видео, интернет и пр.).

Операционная система (ОС) - комплекс программ, обеспечивающий выполнение других (в т.ч. прикладных) программ, ввод-вывод данных, управление данными, взаимодействие с оператором (пользователем) и т.п.

Программатор телефона – специальное устройство, с помощью которого производится запись информации из компьютера в память телефона.

Коммутация, синхронизация – связь и согласование работы телефона с компьютером в целях обмена данными.

Дата-кабель (кабель, шнурок) – жгут проводов, соединяющих особым образом телефон с компьютером для обмена данными. Схема соединения зависит от аппаратной реализации того или иного телефона и для разных телефонов принципиально разная.

Интерфейсный кабель - кабель служит для соединения телефона с компьютером. Интерфейсный кабель позволяет выходить в интернет через телефон, отправлять смс, загружать файлы.

Сервисный кабель – служит для соединения телефона с компьютером, имеет дополнительные возможности по программированию телефона.

Оболочка - операционной системы (от англ. shell - оболочка) - интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы.

Компаунд - это сырьевая смесь, пластиковые гранулы с разнообразными добавками, которые позволяют обеспечить такие качества, как морозостойкость, ударопрочность, негорючесть, деформации при нагреве и т. п.Компаундной смолой обрабатываются как правила CPU, Flash.

Разъём (коннектор) – электрический соединитель кабеля и устройства. К телефону с помощью разъемов подключаются компьютер, зарядка, наушники и пр.

Интерфейс – совокупность средств и правил для взаимодействия устройств и (или) программ. В простейшем случае это согласующий элемент между компьютером и телефоном (внешний разъем, дата-кабель, программатор, ИК-порт и т.п.).

RS232 (универсальный интерфейс) – аппаратно программный комплекс, являющийся стандартом и составной частью всех компьютеров, предназначенный для обмена информацией последовательным кодом между компьютером и самыми разнообразными внешними устройствами.

Игнишн (Ignition – "зажигание") – сигнал из телефона в компьютер после кратковременного нажатия кнопки включения на телефоне (при этом он продолжает находиться в выключенном состоянии) для запуска процесса перепрограммирования.

Бутлоадер (бут, лоадер, boot, loader, bootloader) – программа самозагрузки, посылаемая компьютером в телефон после получения сигнала "игнишн", размещается в оперативной памяти, чаще всего процессора, и после размещения получает права управлять процессом перепрограммирования (загрузки) памяти телефона.

Глюк, баг, колбасит – сбои или некорректная работа телефона. Происходят либо по вине пользователя либо из-за допущенных ошибок при разработке программного обеспечения на заводе-изготовителе. Могут появляться после некорректной смены программного обеспечения.

Контактная площадка – металлизированное покрытие на плате телефона для электрического соединения (не пайка) деталей телефона. Обычно имеют золотистое покрытие.

Языковой пакет (англ. Language Pack)- набор данных, являющихся частью программного обеспечения телефона, позволяющий использовать тот или иной язык. Содержит в себе язык интерфейса, словари Т9.

ЕЕ prom (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) - содержит область памяти телефона, в которой лежат настройки телефона. То есть все, что меняет пользователь в настройках телефона, записывается именно здесь. Но не все настройки телефона можно поменять с самого телефона. Возможно, сохранить EEprom с телефона на компьютер и изменить некоторые его блоки, это позволит открыть некоторые скрытые пункты настроек. Опасность состоит в том, что там же лежат и настройки радиотракта, который откалиброван на заводе раз и навсегда под конкретный телефон (не модель даже, а именно под каждый аппарат). Для предохранения неприятностей, необходимо делать backup (резервное копирование) - иначе при ошибке постоянная нестабильная работа связи, эхо, слабый сигнал и частая потеря сети неизбежны.

Файловая система, (англ. file system) - регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации, с одной стороны, и API (набор методов (функций), который программист может использовать для доступа к функциональности программного компонента (программы, модуля, библиотеки) для доступа к файлам - с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (блоке флеш-памяти) он записан. Всё, что знает программа - это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе.

Тест Поинт – (TP) это контрольная точка, отвечающая за посылку бутлоадера в телефон при смене программного обеспечения аппарата. На телефонах Siemens 55-ой и 60-ой серии цепь этой контрольной точки (контакт T9 на процессоре) должна быть разомкнута при прошивке. Чаще всего ТП используется для прошивки телефонов Siemens, иногда для телефонов Motorola.Метод работы с ТП для каждого телефона индивидуален (обрезание дорожки, напайка элементов, замыкание на массу).

Донгл (Электронный ключ) (также аппаратный ключ, от англ. dongle) - аппаратное средство, предназначенное для защиты программного обеспечения (ПО) и данных от копирования, нелегального использования и несанкционированного распространения.

Электронный ключ - небольшое по размерам аппаратное устройство.

Основой данной технологии является специализированная микросхема ASIC, либо специализированный защищённый микроконтроллер, имеющие уникальные для каждого ключа алгоритмы работы. Донглы также имеют защищённую энергонезависимую память небольшого объёма, более сложные устройства могут иметь встроенный криптопроцессор (для аппаратной реализации шифрующих алгоритмов), часы реального времени. Аппаратные ключи могут иметь различные форм-факторы, но чаще всего они подключаются к компьютеру через USB-, LPT- или PCMCIA-интерфейсы.

IMEI - International Mobile Equipment Identifier - число, являющееся уникальным для каждого выпущенного мобильного телефона. Устанавливается на заводе при изготовлении, служит для идентификации устройства в GSM сети. Число IMEI обычно можно прочитать на специальной табличке, расположенной под аккумуляторной батареей, а также определить (у большинства аппаратов), введя на клавиатуре следующий код:

Каждая фирма-производитель мобильных телефонов несет ответственность за то, что не существует двух мобильных телефонов с одинаковыми IMEI.

Код IMEI содержит 15 цифр и состоит из четырех частей:

IMEI = TAC + FAC + SNR + SP,

TAC (Type Approval Code) - шестизначный код выбранного типа телефона конкретной серии (первые 2 цифры - код страны фирмы - разработчика)

FAC (Final Assembly Code) - используемый фирмой-разработчиком двузначный код, по которому можно определить страну, где был изготовлен телефон (код страны финальной сборки)

SNR (Serial Number) - шестизначный серийный код, который присваивается конкретному мобильному телефону

SP (Spare) - одна цифра, в зависимости от решения производителя контрольное или резервное число (у старых моделей почти всегда 0).

Коды TAC и FAC могут совпадать у телефонов одного типа и одной партии, выпущенной на одном и том же предприятии. Код SNR всегда индивидуален для каждого мобильного телефона.

Контрольная сумма - некоторое значение, рассчитанное путём применения определенных операций над входными данными.

Контрольная сумма обычно используется для проверки правильности передачи данных по каналам связи или как гарантия происхождения тех или иных данных.

Сервисные коды – коды и комбинации клавиш, активирующие системные настройки. Например: *#06# - IMEI телефона.

Full Flash , (он же ФФ, Фулл) - это полное содержимое памяти телефона, включающее в себя все прочие области памяти телефона.

Бэкап - резервное копирование данных. Позволяет восстановить данные в случаи потеры данных с телефона.

Приложения:

Современные мобильные гаджеты могут совмещать разные функции – средство связи, mp3-плеер, фотоаппарат, диктофон, радиоприемник, wi-fi и т.д. Телефон стал, по сути, многофункциональной игрушкой для взрослых. И возникает логичный вопрос: как все это помещается в такое небольшое устройство?

Мобильный телефон – это довольно сложное устройство, главной деталью в котором является специальная плата. Именно она отвечает за все возложенные на телефон задачи. Ее также часто называют материнской платой. К ней подключаются разные устройства (камера, дисплей и т.д.), которые обеспечивают взаимодействие пользователя с телефоном.

Механические части мобильника

Что касается корпуса мобильного телефона, то существуют три основные формы – слайдер, раскладушка (книжка) и моноблок. Есть также еще флип (откидывающаяся крышка, которая закрывает клавиатуру) и ротатор (части корпуса могут поворачиваться относительно друг друга), но они встречаются очень редко.

Моноблок состоит из передней и задней панели. Задняя панель обычно совмещена с аккумуляторным отсеком или самим аккумулятором. Корпус телефона-раскладушки состоит из верхней и нижней части, а также поворотного механизма. А корпус телефона-слайдера обязательно имеет салазки, по которым и происходит скольжение частей корпуса. Также отдельной частью корпуса считается и дисплей телефонов.

Клавиатура в мобильниках состоит из двух частей. Первая из них видимая – это, как правило, пластиковые кнопки, а вторая скрытая. Она являет собой металлическую подложку, которая замыкает контакты клавиатуры.

Важным узлом мобильного телефона является аккумулятор, поскольку именно он обеспечивает его работу. В зависимости от типа аккумуляторы бывают никель-металлогидридные, литий-полимерные и литий-ионные.

Дисплеи в мобильных телефонах могут устанавливать двух типов – черно-белые и цветные. Сейчас используются только цветные. В слайдерах или раскладушках часто используется дисплейный модуль – дисплей (или два дисплея) на одной плате. На эту плату припаивают все необходимые для работы компоненты, в том числе и динамики телефона.

Среди прочих механических частей – микрофон, разговорный динамик, камера, вибромоторчик, антенна. В современные мобильные телефоны добавили еще несколько новых деталей – оперативную память, Wi-Fi модуль и т.д.

Часть текста, а также схемы и диаграмма напряжений АТС-абонент взяты из книги Евсеева А.Н. «Радиолюбительские устройства телефонной связи» (М.: Радио и связь, Малип, 1999г) Параграф «Устройство телефонного аппарата и основы телефонной связи»

Основные компоненты телефонного аппарата использующего проводную связь.

В состав телефонных аппаратов, предназначаемых для работы в телефонных сетях, входят обязательные элементы: объединенные в микротелефонную трубку микрофон и телефон, вызывное устройство, трансформатор, разделительный конденсатор, номеронабиратель, рычажный переключатель.

Микрофон служит для преобразования звуковых колебаний речи и электрический сигнал звуковой частоты. Микрофоны могут быть угольными, конденсаторными, электродинамическими, электромагнитными, пьезоэлектрическими. Их можно классифицировать на активные и пассивные. Активные микрофоны непосредственно преобразуют звуковую энергию в электрическую. В пассивных же микрофонах звуковая энергия преобразуется в изменение какого-либо параметра (чаще всего - емкости и сопротивления). Для работы пассивного микрофона обязательно требуется вспомогательный источник питания. На принципиальных схемах микрофон обозначают латинскими буквами ВМ .

Устройство телефона
электромагнитного типа

Телефоном называют прибор, предназначенный для преобразования электрических сигналов в звуковые и рассчитанный для работы в условиях нагрузки на ухо человека. (Более расширенное определение на странице Телефон. Понятие и история)

В зависимости от конструкции телефоны подразделяют на электромагнитные, электродинамические, с дифференциальной магнитной системой и пьезоэлектрические. В старых телефонных аппаратах использовали телефоны электромагнитного типа. В них телефонах катушки закреплены неподвижно. Под действием протекающего в катушках тока возникает переменное магнитное поле, приводящее в движение подвижную мембрану, которая и излучает звуковые колебания.

Трубка от
старого
телефонного
аппарата

Полоса рабочих частот для микрофонов и телефонов, используемых в телефонных аппаратах, составляет примерно 300...3500 Гц. На принципиальных схемах телефон обозначают латинскими буквами BF .

Для удобства пользования микрофон и телефон объединены в микротелефонной трубке.

Вызывное устройство служит для преобразования вызывного сигнала переменного тока в звуковой сигнал. Применяют электромагнитные или электронные вызывные устройства.

В аппаратах старого типа вызывное устройство представляло собой одно- или двухкатушечный звонок. Звуковой сигнал образовывался в результате удара бойка о звонковые чашки. Протекающий в катушках ток частотой 16...50 Гц создавал переменное магнитное поле, которое приводило в движение якорь с бойком. В телефонных звонках использовали постоянные магниты, создававшие определенную полярность магнитопровода, поэтому такие звонки называли поляризованными. Сопротивление обмоток звонка постоянному току 1,5...3 кОм, рабочее напряжение 30...50 В. На принципиальных схемах звонок обозначают латинскими буквами НА .

Практически во всех современных телефонных аппаратах сейчас используется электронное вызывное устройство. Оно преобразует вызывной сигнал в звуковой тональный сигнал, который может имитировать, например, пение птицы. В качестве акустического излучателя при этом используют телефон, компактный динамик или пьезоэлектрический вызывной прибор. Схемы электронных вызывных устройств выполняют на транзисторах или интегральных микросхемах.

Трансформатор телефонного аппарата предназначен для связи отдельных элементов разговорной части и для согласования их сопротивлений с входным сопротивлением абонентской линии. Он, кроме того, позволяет устранять так называемый .

Разделительный конденсатор служит элементом подключения вызывного устройства к абонентской линии в режиме ожидания и приема вызова. При этом обеспечивается практически бесконечно большое сопротивление телефонного аппарата постоянному току и малое сопротивление - переменному. В телефонных аппаратах применяют разделительные конденсаторы емкостью 0,25...1 мкф и на номинальное напряжение 160...250 В.

Номеронабиратель
дисковый

Номеронабиратель при импульсном наборе обеспечивает подачу импульсов набора номера в абонентскую линию с целью установления требуемого соединения. То есть линия номеронабирателем периодически замыкается и размыкается. В телефонных аппаратах применяют механические и электронные номеронабиратели.Причём дисковый механический номеронабиратель (имеет диск с десятью отверстиями) в современных аппаратах уже не устанавливается, Но для понимания принципа работы системы АТС-абонент именно его работа более наглядна.

При вращении диска по часовой стрелке заводится пружина механизма номеронабирателя. После отпускания диска он вращается в обратную сторону под действием пружины, при этом происходит периодическое размыкание контактов, замыкающих абонентскую линию. Необходимая скорость и равномерность вращения диска достигаются наличием центробежного регулятора или фрикционного механизма. Формирование импульсов при свободном движении диска обеспечивает их стабильную частоту и необходимый интервал между импульсными посылками, соответствующими двум соседним цифрам набираемого номера. Необходимый интервал обеспечивается благодаря тому, что число размыканий импульсных контактов всегда выбирается на одно два больше, чем требуется подать импульсов в линию. Этим обеспечивается гарантированная пауза между пачками импульсов (0,2...0,8 с). При этом указанные лишние импульсы в линию не поступают, поскольку в это время импульсные контакты шунтируются одной из групп контактов номеронабирателя. Имеются также контакты, замыкающие телефон при наборе номера, чтобы исключить громкие щелчки в телефоне. Частота импульсов, формируемых номеронабирателем, должна составлять (10±1) имп./с. Число проводов, соединяющих номеронабиратель с другими элементами телефонного аппарата, может быть 3 - 5.

Электронные номеронабиратели , которыми комплектуются современные телефонные аппараты, выполнены на интегральных микросхемах и транзисторах. Набор номера осуществляют нажатием кнопок клавиатуры - так называемой тастатуры. Поскольку скорость нажатия кнопок может быть сколь угодно большой, в среднем на наборе одной цифры номера экономится 0,5 с. Кроме того, тастатурные номеронабиратели предоставляют пользователям различные удобства, экономящие время: запоминание последнего набранного номера, возможность запоминания нескольких десятков номеров и др. Питание электронных номеронабирателей осуществляется как от абонентской линии, так и от сети напряжением 220 В через блок питания.

В настоящее время всё большее распространение получает тональный набор номера . В этом случае в линию аппаратом абонента посылаются не пачки импульсов а кратковременные сигналы определённых частот, каждое значение которых соответствует определённой цифре. Тональный набор номера более быстрый, так как не требуется дожидаться прохождения пачек импульсов от цифр с большим значением и нуля. Но естественно для использования тонального набора должна использоваться современная АТС с поддержкой возможности такого набора.

Тональный набор , он же DTMF или тональный сигнал (англ. Dual-Tone Multi-Frequency) - двухтональный многочастотный аналоговый сигнал, используемый для набора телефонного номера. В DTMF передаваемая цифра кодируется сигналом полученным суммированием двух синусоидальных напряжений определенной частоты. Используется две группы по четыре частоты звукового диапазона в каждой.

Таблица частот тонального набора номера DTMF

В современных проводных телефонных аппаратах часто реализуется возможность выбора стандарта набора номера. Это либо переключатель «PULSE/TONE » либо возможность программно изменить вид набора. Кстати возможность этого переключения часто создаёт проблемы у несведущих пользователей. Случайно переключив переключатель «PULSE/TONE» в неправильное положение люди несут аппараты в ремонтные мастерские с проблемой «не набирается номер».

Рычажный переключатель обеспечивает подключение к абонентской линии вызывного устройства телефонного аппарата в дежурном состоянии (трубка лежит) и разговорных цепей или номеронабирателя в рабочем состоянии (трубка снята). Рычажный переключатель представляет собой группы из нескольких переключающих контактов в старых аппаратах, срабатывающих при снятии телефонной трубки; или одного контакта (иногда геркона) в аппаратах современных.

Местный эффект в телефонах и способ его ослабления.

При работе телефонного аппарата в разговорном режиме возникает местный эффект , т.е. прослушивание собственной речи в телефоне аппарата. Местный эффект объясняется тем, что ток, протекающий через микрофон, поступает не только в абонентскую линию, но и в собственный телефон. Для устранения этого нежелательного явления в современных телефонных аппаратах используют противоместные устройства.

Существуют различные типы подобных устройств. Одно из них представлено на рис. 1.

Рис.1. Функциональная схема телефонного аппарата с противоместным эффектом

Микрофон ВМ1, телефон BF1, балансный контур Zб и линия Zл связаны между собой обмотками трансформатора Т1: линейной I, балансной II и телефонной III. Во время разговора, когда сопротивление микрофона изменяется, разговорные токи звуковой частоты протекают по двум цепям: линейной и балансной. Из схемы видно, что токи, протекающие через обмотки I и II, суммируются с противоположными знаками, поэтому ток в обмотке 111 будет отсутствовать в том случае, если токи в линейной и балансной обмотках равны по величине. Это достигается соответствующим выбором элементов балансного контура Zб, параметры которого зависят от параметров линии Zл. Сопротивление линии содержит активную и емкостную составляющие, поэтому балансный контур выполняют из резисторов и конденсаторов.

Полное устранение местного эффекта достигается только на одной определенной частоте и определенных параметрах линии, что в реальности невыполнимо, так как речевой сигнал содержит широкий спектр частот, а параметры линии изменяются в широких пределах (зависят от удаленности абонента от АТС, переходных сопротивлений и емкостей в кабелях и др.). Практически же местный эффект полностью не пропадает, а только ослабляется подобными схемами.

В теоретической части мы не будем углубляться в историю создания сотовой связи, о её основателях, хронологию стандартов и т.д. Кому это интересно – материала предостаточно как в печатных изданиях, так и в сети интернет.

Рассмотрим, что же из себя представляет мобильный (сотовый) телефон.

На рисунке очень упрощённо показан принцип работы:

Рис.1 Принцип работы сотового телефона

Сотовый телефон – это приёмо-передатчик, работающий на одной из частот в диапазоне 850МГц, 900МГц, 1800МГц, 1900МГц. Причём приём и передача разнесены по частотам.

Система GSM состоит из 3-х основных компонентов, таких как:

Подсистема базовых станций (BSS – Base Station Subsystem);

Подсистема переключения/коммутации (NSS –NetworkSwitchingSubsystem);

Центр управления и обслуживания (OMC – Operation and Maintenance Centre);

В двух словах работает это так:

Сотовый (мобильный) телефон взаимодействует с сетью базовых станций (БС). Вышки БС обычно устанавливают либо на своих наземных мачтах, либо на крышах домов или других сооружений, или же на арендованных уже существующих вышках всяческих ретрансляторов радио/ТВ и т.п., а также на высотных трубах котелен и других промышленных сооружений.

Телефон после включения и всё остальное время мониторит (прослушивает, сканирует) эфир на наличие GSM-сигнала своей базовой станции. Сигнал своей сети телефон определяет по специальному идентификатору. Если таковой имеется (телефон находится в зоне покрытия сети), то телефон выбирает лучшую по уровню сигнала частоту и на этой частоте посылает БС запрос нарегистрацию в сети.

Процесс регистрации по сути является процессом аутентификации (авторизации). Его суть заключается в том, что каждая SIM-карта, вставленная в телефон, имеет свои уникальные идентификаторы IMSI (International Mobile Subscriber Identity) и Ki (Key for Identification). Эти самые IMSI и Ki заносятся в базу центра аутентификации (AuC) при поступлении изготовленных SIM-карт оператору связи. При регистрации телефона в сети идентификаторы передаются БС, а именно AuC. Дальше AuC (центр идентификации) передаёт телефону некоторое случайное число, которое является ключом для выполнения вычислений по специальному алгоритму. Это вычисление происходит одновременно в мобильном телефоне и AuC, после чего оба результата сравниваются. Если они совпадают, то SIM-карта признаётся подлинной и телефон регистрируется в сети.

Для телефона же идентификатором в сети является его уникальный номер IMEI (International Mobile Equipment Identity). Этот номер обычно состоит из 15 цифр в десятичном представлении. Например 35366300/758647/0. Первые восемь цифр описывают модель телефона и его происхождение. Оставшиеся – серийный номер телефона и контрольное число.

Данный номер хранится в энергонезависимой памяти телефона. В устаревших моделях этот номер можно сменить с помощью специального программного обеспечения (ПО) и соответствующего программатора (иногда и дата-кабеля), а в современных телефонах он дублируется. Один экземпляр номера хранится в области памяти, которую можно программировать, а дубликат – в зоне памяти OTP (One Time Programming), которая программируется производителем один раз и не имеет возможности перепрограммирования.

Так вот, если даже изменить номер в первой области памяти, то телефон, при включении, сравнивает данные обеих областей памяти, и, если обнаруживаются разные номера IMEI – телефон блокируется. Для чего всё это менять, спросите вы? На самом деле законодательство большинства стран запрещает это делать. Телефон по номеру IMEI отслеживается в сети. Соответственно при краже телефона его можно отследить и изъять. А если успеть изменить этот номер на любой другой (рабочий), то шансы найти телефон сводятся к нулю. Этими вопросами занимаются спецслужбы при соответствующей помощи оператора сети и т.д. Поэтому углубляться в эту тему не стану. Нас интересует чисто технический момент смены номера IMEI.

Дело в том, что при определённых обстоятельствах данный номер может повредиться в результате сбоя ПО или неправильного его обновления и тогда телефон абсолютно не пригоден для эксплуатации. Вот тут на помощь и приходят все средства, чтобы восстановить IMEI и работоспособность аппарата. Подробнее этот момент будет рассмотрен в разделе программного ремонта телефона.

Теперь кратенько о передаче голоса от абонента к абоненту в стандарте GSM. На самом деле это технически очень сложный процесс, который абсолютно отличается от привычной передачи голоса по аналоговым сетям как, например, домашний проводной/радио телефон. Чем-то отдалённо похожи цифровые DECT-радиотелефоны, но реализация всё равно другая.

Дело в том, что голос абонента, прежде чем будет передан в эфир, подвергается множеству преобразований. Аналоговый сигнал разбивается на отрезки длительностью 20мс, после чего преобразовывается в цифровой, после чего кодируется путём применения алгоритмов шифрования с т.н. открытым ключом – система EFR (Enhanced Full Rate - усовершенствованная система кодирования речи, разработанная финской компанией Nokia).

Все сигналы кодека обрабатываются очень полезным алгоритмом на основе принципа DTX(Discontinuous Transmission) –прерывистой передачи речи. Его полезность заключается в том, что он управляет передатчиком телефона, включая его только в том момент, когда начинается произношение речи и отключает в паузах между разговором. Всё это достигается с помощью включенного в кодек VAD (Voice Activated Detector) –детектор активности речи.

У принимаемого абонента все преобразования происходят в обратном порядке.

Знаете ли вы, что происходит после того, как вы набрали номер друга на мобильном телефоне? Как сотовая сеть находит его в горах Андалусии или на побережье далекого острова Пасхи? Почему иногда неожиданно разговор прерывается? На прошлой неделе я побывал в компании Beeline и попытался разобраться, как устроена сотовая связь…

Большая площадь населенной части нашей страны покрыта Базовыми Станциями (БС). В поле они выглядят как красно-белые вышки, а в городе спрятаны на крышах нежилых домов. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров и общается с мобильным телефоном по служебным или голосовым каналам.

После того, как вы набрали номер друга, ваш телефон связывается с ближайшей к вам Базовой Станцией (БС) по служебному каналу и просит выделить голосовой канал. Базовая Станция отправляет запрос на контроллер (BSC), а тот переадресует его на коммутатор (MSC). Если ваш друг является абонентом той же сотовой сети, то коммутатор сверится с Home Location Register (HLR), выяснит, где в данный момент находится вызываемый абонент (дома, в Турции или на Аляске), и переведет звонок на соответствующий коммутатор, откуда тот его переправит на контроллер и затем на Базовую Станцию. Базовая Станция свяжется с мобильным телефоном и соединит вас с другом. Если ваш друг абонент другой сети или вы звоните на городской телефон, то ваш коммутатор обратится к соответствующему коммутатору другой сети. Сложно? Давайте разберемся подробнее. Базовая Станция представляет из себя пару железных шкафов, запертых в хорошо кондиционируемом помещении. Учитывая, что в Москве было на улице +40, мне захотелось немного пожить в этом помещении. Обычно, Базовая Станция находится либо на чердаке здания, либо в контейнере на крыше:

2.

Антенна Базовой Станции разделена на несколько секторов, каждый из которых «светит» в свою сторону. Вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, круглая соединяет Базовую Станцию с контроллером:

3.

Каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно, в зависимости от настройки и конфигурации. Базовая Станция может состоять из 6 секторов, таким образом, одна Базовая Станция может обслуживать до 432 звонков, однако, обычно на станции установлено меньшее количество передатчиков и секторов. Сотовые операторы предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи. Базовая Станция может работать в трех диапазонах: 900 МГц — сигнал на этой частоте распространяется дальше и лучше проникает внутрь зданий 1800 МГц — сигнал распространяется на более короткие расстояния, но позволяет установить большее количество передатчиков на 1 секторе 2100 МГц — Сеть 3G Вот так выглядит шкаф с 3G оборудованием:

4.

На Базовые Станции в полях и деревнях устанавливают передатчики 900 МГц, а в городе, где Базовые Станции натыканы как иглы у ежика, в основном, связь осуществляется на частоте 1800 МГц, хотя на любой Базовой Станции могут присутствовать передатчики всех трех диапазонов одновременно.

5.

6.

Сигнал частотой 900 МГц может бить до 35 километров, хотя «дальность» некоторых Базовых Станций, стоящих вдоль трасс, может доходить до 70 километров, за счет снижения числа одновременно обслуживаемых абонентов на станции в два раза. Соответственно, наш телефон с его маленькой встроенной антенной также может передавать сигнал на расстояние до 70 километров… Все Базовые Станции проектируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное покрытие радиосигналом на уровне земли. Поэтому, несмотря на дальность в 35 километров, на высоту полета самолетов радиосигнал просто не посылается. Тем не менее, некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих самолетах маломощные базовые станции, которые обеспечивают покрытие внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах. Телефон может измерять уровень сигнала от 32 Базовых Станций одновременно. Информацию о 6-ти лучших (по уровню сигнала) он отправляет по служебному каналу, и уже контроллер (BSC) решает, какой БС передать текущий звонок (Handover), если вы находитесь в движении. Иногда телефон может ошибиться и перебросить вас на БС с худшим сигналом, в этом случае разговор может прерваться. Также может оказаться, что на Базовой Станции, которую выбрал ваш телефон, все голосовые линии заняты. В этом случае разговор также прервется. Еще мне рассказали о так называемой «проблеме верхних этажей». Если вы живете в пентхаусе, то иногда, при переходе из одной комнаты в другую, разговор может прерываться. Это происходит потому, что в одной комнате телефон может «видеть» одну БС, а во второй — другую, если она выходит на другую сторону дома, и, при этом эти 2 Базовые Станции находятся на большом удалении друг от друга и не прописаны как «соседние» у сотового оператора. В этом случае передача звонка с одной БС на другую происходить не будет:

Связь в метро обеспечивается так же, как и на улице: Базовая Станция – контроллер – коммутатор, с той лишь разницей, что применяются там маленькие Базовые Станции, а в тоннеле покрытие обеспечивается не обычной антенной, а специальным излучающим кабелем. Как я уже писал выше, одна БС может производить до 432 звонков одновременно. Обычно этой мощности хватает за глаза, но, например, во время некоторых праздников БС может не справиться с количеством желающих позвонить. Обычно это случается на Новый Год, когда все начинают поздравлять друг друга. SMS передаются по служебным каналам. На 8 марта и 23 февраля люди предпочитают поздравлять друг друга с помощью SMS, пересылая смешные стишки, и телефоны зачастую не могут договориться с БС о выделении голосового канала. Мне рассказали интересный случай. Из одного района Москвы стали поступать жалобы от абонентов о том, что они не могут никуда дозвониться. Технические специалисты стали разбираться. Большинство голосовых каналов было свободно, а все служебные были заняты. Оказалось, что рядом с этой БС находился институт, в котором шли экзамены и студенты беспрерывно обменивались эсэмэсками. Длинные SMS телефон делит на несколько коротких и отправляет каждое отдельно. Сотрудники технической службы советуют отправлять такие поздравления с помощью MMS. Это будет быстрее и дешевле. С Базовой Станции звонок попадает на контроллер. Выглядит он так же скучно, как и сама БС — это просто набор шкафов:

7.

В зависимости от оборудования, контроллер может обслуживать до 60 Базовых Станций. Связь между БС и контроллером (BSC) может осуществляться по радиорелейному каналу либо по оптике. Контроллер осуществляет управление работой радиоканалов, в т.ч. контролирует передвижение абонента, передачу сигнала с одной БС на другую. Гораздо интереснее выглядит коммутатор:

8.

9.

Каждый коммутатор обслуживает от 2 до 30 контроллеров. Он занимает уже большой зал, заставленный различными шкафами с оборудованием:

10.

11.

12.

Коммутатор осуществляет управление трафиком. Помните старые фильмы, где люди сначала дозванивались до «девушки», а затем она уже соединяла их с другим абонентом, перетыкивая проводки? Этим же занимаются и современные коммутаторы:

13.

Для контроля за сетью у Билайна есть несколько автомобилей, которые они ласково называют «ежики». Они передвигаются по городу и измеряют уровень сигнала собственной сети, а также уровень сети коллег из «Большой Тройки»:

14.

Вся крыша такого автомобиля утыкана антеннами:

15.

Внутри стоит оборудование, осуществляющее сотни звонков и снимающее информацию:

16.

Круглосуточный контроль за коммутаторами и контроллерами осуществляется из Центра Управления Полетами Центра Контроля Сети (ЦКС):

17.

Существует 3 основных направления по контролю за сотовой сетью: аварийность, статистика и обратная связь от абонентов. Так же, как и в самолетах, на всем оборудовании сотовой сети стоят датчики, которые посылают сигнал в ЦКС и выводят информацию на компьютеры диспетчеров. Если какое-то оборудование вышло из строя, то на мониторе начнет «мигать лампочка». ЦКС также отслеживает статистику по всем коммутаторам и контроллерам. Он анализирует ее, сравнивая с предыдущими периодами (часом, сутками, неделей и т.д.). Если статистика какого-то из узлов стала резко отличаться от предыдущих показателей, то на мониторе опять начнет «мигать лампочка». Обратную связь принимают операторы абонентской службы. Если они не могут решить проблему, то звонок переводится на технического специалиста. Если же и он оказывается бессильным, то в компании создается «инцидент», который решают инженеры, занимающиеся эксплуатацией соответствующего оборудования. За коммутаторами круглосуточно следят по 2 инженера:

18.

На графике показана активность московских коммутаторов. Хорошо видно, что ночью практически никто не звонит:

19.

Контроль за контроллерами (простите за тавтологию) осуществляется со второго этажа Центра Контроля Сети:

22.

21.