Como funciona e funciona a comunicação celular móvel

Hoje, dificilmente é possível encontrar uma pessoa que nunca usaria um telefone celular. Mas todo mundo entende como as comunicações celulares funcionam? Como o que todos nós nos acostumamos a trabalhar e trabalhar? Os sinais são transmitidos das estações de base sobre os fios ou tudo funciona de alguma maneira diferente? Ou talvez todas as comunicações celulares funcionem apenas devido a ondas de rádio? Tentaremos responder a essas e outras perguntas em nosso artigo, deixando a descrição do padrão GSM fora do seu escopo.

No momento em que uma pessoa está tentando fazer uma ligação usando seu telefone celular, ou quando começa a ligar, o telefone é conectado via ondas de rádio a uma das estações base (a mais acessível) a uma de suas antenas. As estações base podem ser vistas aqui e ali, observando as casas de nossas cidades, os telhados e fachadas de edifícios industriais, arranha-céus e, finalmente, os mastros de mastro especialmente construídos para as estações em vermelho e branco (especialmente ao longo das rodovias).

Essas estações parecem caixas retangulares de cor cinza, das quais várias antenas se destacam em diferentes direções (geralmente até 12 antenas). As antenas aqui funcionam tanto na recepção quanto na transmissão e pertencem à operadora móvel. As antenas da estação base são direcionadas em todas as direções possíveis (setores) para fornecer "cobertura de rede" aos assinantes de todos os lados, a uma distância de até 35 quilômetros.

Uma antena de um setor é capaz de atender até 72 chamadas simultaneamente e, se houver 12 antenas, imagine: 864 chamadas podem basicamente ser atendidas por uma grande estação base por vez! Embora geralmente limitado a 432 canais (72 * 6). Cada antena é conectada por cabo à unidade de controle da estação base. E já blocos de várias estações base (cada estação serve sua parte do território) estão conectados ao controlador. Até 15 estações base estão conectadas a um controlador.

A estação base, em princípio, é capaz de operar em três bandas: um sinal de 900 MHz penetra melhor nos edifícios e estruturas, se espalha ainda mais, e é por isso que essa banda é frequentemente usada em vilas e campos; um sinal na frequência de 1800 MHz não se espalha até agora, mas mais transmissores são instalados em um setor; portanto, essas estações são frequentemente instaladas nas cidades; finalmente 2100 MHz é uma rede 3G.

Pode haver vários controladores, é claro, em um assentamento ou distrito, portanto, os controladores, por sua vez, são conectados por cabos ao comutador. A tarefa do switch é conectar as redes das operadoras de telefonia móvel entre si e com as linhas urbanas de telefone comum, longa distância e comunicações internacionais. Se a rede for pequena, apenas um comutador será suficiente; se grande, dois ou mais comutadores serão usados. Os comutadores são interconectados por fios.

No processo de mover uma pessoa que fala ao telefone na rua, por exemplo: ele anda, anda em transporte público ou se move em um carro pessoal, o telefone dele não deve perder a rede nem por um instante, você não pode terminar a conversa.

A continuidade da comunicação é obtida devido à capacidade da rede da estação base de mudar muito rapidamente um assinante de uma antena para outra enquanto se move da área de cobertura de uma antena para a área de cobertura de outra (de célula para célula). O próprio assinante não percebe como deixa de ser conectado a uma estação base e já está conectado a outra, como alterna da antena para a antena, da estação para a estação, do controlador para o controlador ...

Ao mesmo tempo, o switch fornece uma distribuição de carga ideal de acordo com um esquema de rede de vários níveis, para reduzir a probabilidade de falha do equipamento. Uma rede multinível é construída da seguinte forma: telefone celular - estação base - controlador - comutador.

Suponha que façamos uma ligação e agora o sinal já atingiu o interruptor. O switch transmite nossa chamada para o assinante de destino - para a rede da cidade, para a rede de comunicação internacional ou de longa distância ou para a rede de outra operadora de celular. Tudo isso acontece muito rapidamente usando canais de cabo de fibra óptica de alta velocidade.

Além disso, nossa chamada chega ao switch, localizado ao lado do assinante que recebe a chamada (chamada por nós). O comutador “receptor” já contém dados sobre a localização do assinante chamado, em qual área de cobertura da rede: qual controlador, qual estação base. E assim, a rede começa a pesquisar a partir da estação base, o destinatário está localizado e "chega uma chamada" em seu telefone.

Toda a cadeia de eventos descrita, desde o momento da discagem até o momento do toque no lado de recebimento da chamada, geralmente não dura mais de 3 segundos. Hoje, podemos ligar para qualquer lugar do mundo.