یک تماس تلفنی در شبکه موبایل چگونه کار می کند؟

[آبجی]

http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_16_nerenji_ir.jpg (http://www.narenji.ir/)

‎تا به حال با خودتان فکر کرده اید که فناوری تلفن های همراه چگونه کار می کند؟ نظرتان در مورد نسل اول، دوم و سوم شبکه موبایل چیست؟ آیا در این مورد چیزی می دانید؟ اگر می خواهید به سادگی با همه اینها آشنا شوید این مطلب را از دست ندهید. بارها این اتفاق برایتان رخ داده است که تلفن همراه خودتان را کنار یک بلندگو می گذارید و لحظاتی قبل از دریافت تماس، نویزی با ریتم خاص بر روی بلندگو می شنوید.


‎برای من این سوال وجود داشت که به راستی یک تماس تلفنی از طریق تلفن همراه با این سیگنالهای ارسالی و دریافتی، چگونه کار می کند. شما هم اگر از نحوه کارکرد آنها مطلع نیستید، در مجموعه عکس ها و توضیحات ادامه مطلب می توانید با این موضوع آشنا شوید.




http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_17_nerenji_ir.jpg

‎"تلفن های همراه دستگاهای رادیویی هستند که توسط ارسال و دریافت صدا بر روی امواج اقدام به برقراری ارتباط در یک منطقه می کنند."


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_1_nerenji_ir.jpg

‎۱- در ابتدا تلفن همراه نزدیک ترین ‎آنتن مخابراتی تلفن همراه ‎را شناسایی می کند. زمانی که شما اقدام به برقراری تماس تلفنی و یا روشن نمودن تلفن همراهتان می کنید، تلفن همراه شما یک پیام به همان آنتن ارسال می کند.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_2_nerenji_ir.gif

‎۲- در این مرحله تماس شما از طریق کابل و یا فیبر نوری به نقطه دسترسی بیسیم، واقع در ‍‍پایین دکل که به یک سویچ چند پرت متصل است، حرکت می کند.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_3_nerenji_ir.jpg

‎۳- تماس شما (به همراهی بقیه تماس ها) ۲ راه برای انتقال به شبکه اصلی را دارد. ‎راه اول که روش معمول انتقال داده هاست، از طریق خطوط T1 ‎و یا T3 ‎بر روی بستر کابلی واقع در زیر زمین انجام می پذیرد.


‎در روش دوم داده ها از طریق یک آنتن بیسیم پرقدرت که در دید مستقیم یکی دیگر از سایتهای دارای اتصال کابلی قرار دارد، توسط امواج ‎ریز موج ‎منتقل می گردند. ‎این روش یا به صورت پشتیبان در زمان ضعف اتصال زمینی استفاده می شود و یا زمانی که از لحاظ فیزیکی خطوط T1 و یا T3 به کلی وجود ندارند.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_4_nerenji_ir.jpg

‎۴- تماس ورودی از شبکه اصلی به سمت سوییچ باز می گردد و پس از آن به بالا، به سمت آنتن هدایت می شود تا به سمت دستگاه تلفن همراه برود.


‎(در صورتی این اتفاق رخ می دهد که دستگاه تلفن در پوشش همان آنتن باشد)
‎اگر شما جابجا شوید سیگنالی مبتنی بر تغییر سلول از طرف سلول تحت پوشش آنتن جدید به سمت تلفن همراه شما ارسال می گردد، که از آن زمان به بعد آن سلول مسئول برقراری ارتباط شما با شبکه اصلی می باشد.


‎نیکولا تسلا (1865-1943 میلادی)

http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_5_nerenji_ir.jpg

‎تکنولوژی های بیسیمی که هم اکنون از آنها استفاده می شود بر پایه تئوریهای آقای تسلا می باشد، وی که بر روی روشهای انتقال انرژی به صورت بیسیم در فواصل طولانی تحقیق می کرد، اختراعی در قسمت فرستنده های بیسیم را به نام خودش ثبت کرده است.


‎آنتن های مخابراتی چگونه کار می کنند؟

http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_6_nerenji_ir.jpg

‎زمانی که شما به یک آنتن مخابراتی تلفن همراه نگاه می کنید، مشاهده می کنید که چندین اسکلت مثلی بر روی نوک آن سوار می باشد.


‎این تعدد مربوط به اپراتورهای مختلفی می شود که به صورت همزمان از یک دکل مخابراتی استفاده می کنند. ‎تعدد اسکلت های مثلثی به ندرت در ایران مشاهده می شود. زیرا اپراتورهای موبایل هر کدام به تنهایی سایتهای اختصاصی خود را دارند‫.‬ در اصطلاح Site Sharing در ایران رواج ندارد.اسکلتهای مثلثی پوشش ۳۶۰ درجه ای خود را به سه قسمت ۱۲۰ درجه ای تقسیم میکنند، که این ۳ بخش نیز می توانند به ۳ قسمت ۴۰ درجه ای دیگر تقسیم شوند.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_7_nerenji_ir.jpg

‎سلول منطقه ایست حول یک آنتن مخابراتی که از لحاظ تئوری یک ۶ ضلعی است که تحت پوشش امواج همان آنتن مخابراتی می باشد.


‎هر کدام از ایستگاه های مرکزی با انتشار امواج با قدرت کم از نفوذ موج به خارج محدوده سلول خودشان جلوگیری می کنند. این ویژگی باعث می شود تا سلولهایی که وجه اشتراکی با هم ندارند از فرکانسهای مشابهی در سطح شهر استفاده کنند.


‎فرکانسهای سلولی

http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_8_nerenji_ir.jpg

‎در سیستم آنالوگ تلفن های همراه، هر سلول، یک هفتم از کانالهای ۲ طرفه صوتی را مورد استفاده قرار می دهد، از این جهت در یک دسته هفت تایی از سلولها تداخل فرکانسی وجود ندارد، زیرا هر کدام از آنها از یک دسته از فرکانسهای یکتا استفاده می کنند.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_9_nerenji_ir.jpg

‎معمولا یک اپراتور تلفن همراه ۸۳۲ موج فرکانسی را برای استفاده در هر شهر دریافت می کند. هر دستگاه تلفن همراه از ۲ فرکانس برای هر تماس استفاده می کند(یکی برای ارسال و دیگری برای دریافت صدا) بنابراین ۳۹۵ موج فرکانسی برای هر اپراتور وجود دارد.
‎۴۲ موج فرکانسی باقیمانده به عنوان کانال های کنترلی استفاده می شوند. ۸۳۲=۴۲+(۳۹۵x۲)


‎هر سلول که از یک هفتم فرکانسهای موجود (برای جلوگیری از تداخل امواج) استفاده می کند، دارای ۵۶ کانال صوتی آماده به کار است .


‎این بدین معنی است که در هر سلول ۵۶ نفر میتوانند به صورت همزمان با تلفن همراهشان صحبت کنند. ‎سیستم سلولی آنالوگ را اصطلاحا ‎نسل اول ‎می نامند.


‎در روش انتقال دیجیتالی ‎‫(‬نسل دوم‫)‬ ‎تعداد کانالهای در دسترس افزایش می یابد ، که متداولترین روشهای افزایش عبارتند از:




FDMA ‎ ‫-‬ دسترسی چندگانه تقسیم فرکانسی


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_10_nerenji_ir.jpg

‎روشی که در آن هر تماس تلفنی بر روی یک فرکانس جدا قرار می گیرد.


TDMA ‎ ‫-‬ دسترسی چندگانه تقسیم زمانی


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_11_nerenji_ir.jpg

‎روشی که در آن هر تماس تلفنی در کسری از ثانیه بر روی فرکانس خاص قرار می گیرد.


CDMA ‎ ‫-‬ دسترسی چندگانه تقسیم کدی


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_12_nerenji_ir.jpg

‎روشی که در آن به هر تماس تلفنی کدی یکتا اختصاص می یابد و در بین فرکانس های در دسترس پخش می گردد.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_13_nerenji_ir.jpg

‎نسل سوم ‎هم نیز از روشهای مشابهی همچون CDMA2000, WCDMA(UTMS), TD-SCDMAبه منظور افزایش کانال ها استفاده می کند.

‎شبکه های نسل سوم توانایی جابجایی داده ها را تا سرعت ۳ مگابیت بر ثانیه را دارند (با این سرعت می توان یک فایل صوتی ۳ دقیقه ای، با فرمت MP3 را در عرض ۱۵ ثانیه بارگذاری نمود) ‎در حالیکه سریعترین تلفن های نسل دوم می توانند حداکثر با سرعت ۱۴۴ کیلوبیت بر ثانیه داده ها را منتقل کنند (با این سرعت می توان یک فایل صوتی ۳ دقیقه ای، با فرمت MP3 را در عرض ۸ دقیقه بارگذاری نمود)


‎تلفنهای آزاد (آنلاک)

http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_14_nerenji_ir.gif

‎تلفن های همراهی که اصطلاحا قفل می باشند تنها توانایی شناسایی سیم کارت اپراتور خاصی را دارند. این قفل نرم افزاری می باشد و اغلب امکان از کار انداختن آن توسط کد یا نرم افزارهای خاص وجود دارد. ‎ولی تلفن های همراهی که آزادند و به اپراتور خاصی وابستگی ندارند ، توانایی شناسایی سیم کارت هر اپراتوری را دارند.


http://www.narenji.ir/images/stories/authors2/amir/cell_phone_calls_15_nerenji_ir.gif

‎گیزمودو (http://gizmodo.com/5531818/how-a-cellphone-call-works-an-infographic-thats-actually-informative)

‎سل فونز (http://cellphones.org/blog/how-a-cell-phone-call-works/)