ایستگاه موبایل BTS چیست و چگونه کار می‌کند؟

حتما شما هم دکل‌های آنتن‌داری را در خیابان و پشت بام ساختمان‌های بلند دیده‌اید و فقط می‌دانید که برای استفاده از گوشی‌های موبایل به این دکل‌ها و برج‌های بلند نیاز داریم.

اما شده با خودتان فکر کنید این آنتن‌های بلند و دکل‌های موبایل چگونه کار می‌کنند؟

وقتی می‌خواهیم با موبایل تماس بگیریم یا پیامک بفرستیم و در حالی‌که از دیتای موبایل استفاده می‌کنیم؛ دقیقا چه اتفاقی در شبکه موبایل می‌افتد و این آنتن‌هایی که روی دکل‌ها نصب و به سامانه‌های BTS وصل می‌شوند؛ چه وظایفی برعهده دارند؟

چرا برخی بزرگ‌تر و بلندتر و برخی دیگر جمع‌وجورتر هستند؟

چرا هر چه تعداد BTS در یک شهر بیشتر باشد و اپراتورهای موبایل بتوانند آنتن بیشتری نصب کنند؛ شبکه موبایل با کیفیت و سرعت بهتری خواهیم داشت؟

در این مطلب سعی می‌کنیم به این پرسش‌ها جواب دهیم و شما را به طور کامل با ایستگاه‌های BTS و نحوه کارشان آشنا کنیم:

BTS چیست؟

به طور ساده، ایستگاه پایه فرستنده/گیرنده (Base Transceiver Station) که مخفف BTS می‌نامیم؛ مجموعه‌ای از تجهیزات مخابراتی بی‌سیم و باسیم است که ارتباط میان کاربر موبایل و یک شبکه عمومی را فراهم و تسهیل می‌کند.

این ارتباط بی‌سیم می‌تواند از انواع نسل‌های ۲، ۳ و ۴ موبایل، وای‌فای، وایمکس و دیگر فناوری‌های ارتباطات بی‌سیم شهری باشد ولی عموما اصطلاح ایستگاه‌های BTS برای شبکه‌های موبایل GSM استفاده می‌شوند.

ایستگاه‌های BTS مهم‌ترین اجزای شبکه‌های موبایل GSM هستند. آنتن‌های نصب شده روی این دکل‌ها از طریق امواج رادیویی مایکروویو با شبکه در ارتباط هستند و سعی می‌کنند یک منطقه مانند شهر را زیر پوشش کامل یک شبکه موبایل ببرند.

بنابراین؛ وقتی ما در حال مکالمه با گوشی موبایل هستیم؛ پیامک می‌زنیم و از اینترنت موبایل استفاده می‌کنیم؛ از طریق یک ایستگاه BTS به شبکه موبایل سراسری متصل شدیم.

هرچه‌قدر تعداد آنتن‌ها و ایستگاه‌های BTS در یک منطقه بیشتر باشد؛ پوشش‌دهی شبکه موبایل بهتر و سریع‌تر خواهد بود. به همین دلیل، اپراتورهای موبایل دایما در حال گسترش و نصب ایستگاه‌های جدید هستند.

این نکته را هم باید اشاره کنیم که دکل‌های موبایل تنها بخشی از یک ایستگاه مخابراتی موبایل هستند و اجزای بسیار دیگری هم برای راه‌اندازی یک شبکه موبایل مورد نیاز است.

BTS زیرمجموعه یک ناحیه BSS (مخفف Base Station Subsystem) قرار دارد. ناحیه BSS از BTS و BSC (مخفف Base Station Controller ) تشکیل می‌شود.

ارسال و دریافت سیگنال‌ها و امواج رادیویی، پردازش سیگنال‌ها و پرش‌های فرکانسی، رمزنگاری و رمزگشایی اطلاعات روی مسیرهای رادیویی، مدیریت لینک‌ها و خطوط، مدیریت کیفیت ارتباطات و خطوط و تطبیق نرخ بیت و اجرای کدگذاری‌ها برعهده ایستگاه‌های BTS است.

اجزا و انواع ایستگاه‌های BTS

یک BTS براساس ظرفیت‌ و کاربری‌اش از انواع تجهیزات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تشکیل شده است.

هر BTS یک سیستم فرستنده/گیرنده (TRX)، یک سیستم تقویت‌کننده توان سیگنال (PA)، آنتن، مالتی‌پلکسر، سیستم‌های ترکیب‌کننده چند موج رادیویی، واحد کنترل، سیستم نظارت و توسعه، واحد گیرنده باند پایه و حتی سیستم‌های رمزنگاری و رمزگشایی دارد.

همین‌طور، ایستگاه‌های BTS ثابت می‌توانند روی زمین صاف و مسطح نصب شده باشند؛ روی سطح دیوار نصب شوند؛ پشت‌بام ساختمان‌ها و برج‌ها مستقر شوند یا اینکه یک سایت کامل مخابراتی باشند.

ایستگاه‌های BTS متحرک و درون ساختمانی هم ساخته شده و استفاده می‌شود. در مواقع بحرانی مانند مناطق زلزله‌زده که زیرساخت‌های مخابراتی از بین رفته است؛ ایستگاه‌های BTS متحرک که CIAB و COLT نام دارند؛ سریعا برپا و مستقر می‌شوند تا شبکه موبایل به طور اضطراری در دسترس باشد.

احتمالا در نمایشگاه‌ها، مراکز پرجمعیت و شلوغ کامیون‌هایی با آنتن‌های بلند نصب شده در پشت آن‌ها مشاهده کردید. این ایستگاه‌های BTS متحرک می‌توانند مشکل موقتی شبکه موبایل در یک منطقه را سریعا رفع و پوشش‌دهی بهتری برای اتصال کاربران به شبکه موبایل فراهم کنند.

در مکان‌هایی که امکان نصب یک سایت و ایستگاه BTS روی زمین نیست و برای توسعه سریع شبکه از BTS پشت بام استفاده می‌شود.

یک دسته‌بندی دیگر ایستگاه‌های مخابراتی شامل ماکرو سایت، میکرو سایت و پیکو سایت است.

ماکرو سایت‌ها برای پوشش‌دهی بخش جغرافیایی وسیعی از کاربران استفاده می‌شوند. دکل‌های این نوع ایستگاه‌ها از ۲۰ متر تا ۶۵ متر ارتفاع دارند و در داخل شهرها می‌توانند تا چند صد متر را زیر پوشش شبکه موبایل ببرند.

ایستگاه‌های میکرو سایت برای پوشش‌دهی کمتر ولی ظرفیت ترافیکی بیشتر استفاده می‌شوند.

میکرو سایت‌ها معمولا بردی کمتر از ۱۰۰ متر دارند و در نقاط کور رادیویی برای بهبود و تقویت شبکه موبایل نیز استفاده می‌شوند.

پیکو سایت‌ها در داخل ساختمان‌ها و محل‌های سرپوشیده نصب شده و برای تامین بیشترین کیفیت دسترسی و همچنین رهاسازی بار ترافیکی ماکرو سایت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه کار BTS

هنگامی که می‌خواهیم با فردی تماس بگیریم یا پیامک بزنیم و حتی در هنگامی که گوشی موبایل را روشن می‌کنیم؛ گوشی موبایل سعی می‌کند نزدیک‌ترین ایستگاه BTS را شناسایی کند.

برای این کار با استفاده از کانال‌های سیگنالینگ یک تعداد پیغام ارسال می‌شود.

ایستگاه BTS این پیام‌های سیگنالی را دریافت می‌کند. ایستگاه‌های BTS به طور معمول از طریق فیبرنوری یا رادیوهای پرظرفیت به سایر نقاط شبکه موبایل که نود (Node) نامیده می‌شوند؛ مرتبط می‌شوند.

ایستگاه‌های BTS به این روش پیام‌های ما را در شبکه موبایل به مقصد رسانده و امکان برقراری یک تماس یا ارسال یک پیامک را فراهم می‌کنند.

هرچه تعداد آنتن‌های موبایل در محیط اطراف ما بیشتر باشد؛ پوشش‌دهی شبکه موبایل بیشتر و قوی‌تر خواهد بود و کیفیت مکالمه و استفاده از شبکه موبایل بهتر خواهد بود.

پس، ایستگاه‌های BTS نقشی مهم و بزرگ در توسعه شبکه‌های موبایل و بهبود کیفیت زندگی بشر دارند. اپراتورهای موبایل دایما در حال به‌روزرسانی خود هستند تا خدمات بهتری به مشترکان بدهند و شبکه موبایلی با بالاترین سرعت و پایین‌ترین تاخیر در اختیار مردم باشد.