Come funziona e funziona la comunicazione cellulare mobile

Oggi è quasi impossibile trovare una persona che non userebbe mai un telefono cellulare. Ma tutti capiscono come funzionano le comunicazioni cellulari? In che modo ci abituiamo tutti a lavorare e lavorare? I segnali vengono trasmessi dalle stazioni base sui fili o funziona in qualche modo in modo diverso? O forse tutte le funzioni di comunicazione cellulare sono dovute solo alle onde radio? Cercheremo di rispondere a queste e ad altre domande nel nostro articolo, lasciando la descrizione dello standard GSM oltre il suo campo di applicazione.

Nel momento in cui una persona sta cercando di effettuare una chiamata dal proprio telefono cellulare, o quando iniziano a chiamarlo, il telefono è collegato tramite onde radio a una delle stazioni base (la più accessibile), a una delle sue antenne. Le stazioni base possono essere viste qua e là, guardando le case delle nostre città, i tetti e le facciate degli edifici industriali, i grattacieli e infine gli alberi d'albero appositamente costruiti per le stazioni in rosso e bianco (soprattutto lungo le autostrade).

Queste stazioni sembrano scatole rettangolari di colore grigio, da cui sporgono varie antenne in direzioni diverse (di solito fino a 12 antenne). Le antenne qui funzionano sia in ricezione che in trasmissione e appartengono all'operatore mobile. Le antenne della stazione base sono dirette in tutte le direzioni (settori) possibili al fine di fornire "copertura di rete" agli abbonati da tutti i lati a una distanza massima di 35 chilometri.

Un'antenna di un settore è in grado di servire fino a 72 chiamate contemporaneamente e, se ci sono 12 antenne, immagina: 864 chiamate possono essere sostanzialmente servite da una grande stazione base alla volta! Sebbene di solito limitato a 432 canali (72 * 6). Ogni antenna è collegata via cavo all'unità di controllo della stazione base. E già blocchi di diverse stazioni base (ogni stazione serve la sua parte del territorio) sono collegati al controller. Fino a 15 stazioni base sono collegate a un controller.

La stazione base, in linea di principio, è in grado di operare su tre bande: un segnale a 900 MHz penetra meglio in edifici e strutture, si diffonde ulteriormente, motivo per cui questa banda viene spesso utilizzata in villaggi e campi; un segnale a una frequenza di 1800 MHz non si diffonde finora, ma più trasmettitori sono installati su un settore, quindi tali stazioni sono spesso installate nelle città; infine 2100 MHz è una rete 3G.

Naturalmente, in un insediamento o distretto possono essere presenti più controller, quindi i controller, a loro volta, sono collegati tramite cavi allo switch. Il compito dello switch è quello di collegare le reti di operatori mobili tra loro e con le linee urbane di normali comunicazioni telefoniche, interurbane e internazionali. Se la rete è piccola, è sufficiente un solo switch, se sono utilizzati due o più switch di grandi dimensioni. Gli interruttori sono interconnessi da fili.

Nel processo di spostamento di una persona che parla al cellulare lungo la strada, ad esempio: cammina, cavalca nei mezzi pubblici o si muove in un'auto personale, il suo telefono non dovrebbe perdere la rete per un istante, non puoi terminare la conversazione.

La continuità della comunicazione è ottenuta grazie alla capacità della rete della stazione base di passare molto rapidamente un abbonato da un'antenna all'altra durante il suo movimento dall'area di copertura di un'antenna all'area di copertura di un'altra (da una cella all'altra). L'abbonato stesso non nota come smette di essere collegato a una stazione base, ed è già collegato a un'altra, come passa dall'antenna all'antenna, dalla stazione alla stazione, dal controller al controller ...

Allo stesso tempo, l'interruttore fornisce una distribuzione ottimale del carico secondo uno schema di rete multilivello per ridurre la probabilità di guasti alle apparecchiature. Una rete multilivello è costruita come segue: telefono cellulare - stazione base - controller - switch.

Supponiamo di effettuare una chiamata e ora il segnale ha già raggiunto l'interruttore. Lo switch trasmette la nostra chiamata all'abbonato di destinazione, alla rete cittadina, alla rete di comunicazione internazionale o interurbana o alla rete di un altro operatore di telefonia mobile. Tutto ciò accade molto rapidamente utilizzando i canali via cavo in fibra ottica ad alta velocità.

Inoltre, la nostra chiamata arriva allo switch, che si trova sul lato dell'abbonato che riceve la chiamata (chiamata da noi). L'interruttore di "ricezione" contiene già dati su dove si trova l'abbonato chiamato, in quale area di copertura della rete: quale controller, quale stazione base. E così, la rete inizia a eseguire il polling dalla stazione base, il destinatario si trova e "arriva una chiamata" sul suo telefono.

L'intera catena di eventi descritta, dal momento della composizione al momento in cui la chiamata viene ascoltata sul lato ricevente, di solito dura non più di 3 secondi. Quindi oggi possiamo chiamare in qualsiasi parte del mondo.