اقرأ في هذا المقال
تبدو الهواتف المحمولة إلى حد كبير مثل أجهزة الراديو ذات الاتجاهين وأجهزة الاتصال اللاسلكي، حيث يكون لكل شخص راديو أي يحتوي على كل من المرسل والمتلقي، والذي يرسل الرسائل ذهاباً وإياباً مباشرة وكما تُعد مشكلة أجهزة الراديو مثل هذه في أنّه لا يمكن استعمال الكثير منها، وإلّا في منطقة محددة قبل أن تبدأ الإشارات الصادرة عن زوج واحد من المتصلين في التداخل مع الإشارات الواردة من أزواج أخرى من المتصلين، وهذا هو السبب في أنّ الهواتف المحمولة أكثر تعقيداً وتعمل بطريقة مختلفة تماماً.
آلية إجراء مكالمة هاتفية خلوية
عندما تتحدث في هاتف محمول يعمل ميكروفون صغير في الهاتف بتحويل “Conversion” الأصوات المرتفعة والمنخفضة في صوتك إلى نمط متماثل من الإشارات الكهربائية صعوداً وهبوطاً، كما تعمل رقاقة صغيرة داخل الهاتف على تحويل “Conversion” هذه الإشارات إلى سلاسل من الأرقام، حيث يتم ضم الأرقام في موجة لاسلكية ويتم إرسالها من هوائي الهاتف وفي بعض البلدان يُسمى الهوائي اسم صاريات، وتنتقل موجة الراديو من خلال الهواء بسرعة الضوء حتى تنتقل إلى أقرب برج للهاتف الخلوي.
يستلم الصاري الإشارات ويمررها إلى محطته الأساسية والتي تنسق بشكل فعال ما يحدث داخل كل جزء محلي من شبكة الهاتف المحمول والتي تسمى خلية، ومن المحطة الأساسية يتم إرسال المكالمات إلى وجهتها والمكالمات التي يتم القيام بها من هاتف محمول إلى هاتف محمول آخر، وعلى نفس الشبكة تُبعث إلى وجهتها من خلال توجيهها إلى المحطة الأساسية الأقرب إلى الهاتف الوجهة وأخيراً إلى ذلك الهاتف نفسه.
والمكالمات التي يتم القيام بها في هاتف محمول على شبكة أخرى أو خط أرضي تعتمد مساراً أطول وقد يتطلب توجيههم إلى شبكة الهاتف الرئيسية قبل أن يتمكنوا من الوصول إلى وجهتهم النهائية، كما يتضمن الهاتف المحمول على جهاز إرسال لاسلكي “wireless transmitter” لنقل موجات الراديو من الهاتف وجهاز استقبال لاسلكي لاستلام الإشارات القادمة من الهواتف الأخرى.
وجهاز الإرسال والاستلام اللاسلكي ليسا عاليين الطاقة ممّا يعني أنّ الهواتف المحمولة لا يمكنها إرسال إشارات بعيدة جداً، وهذا ليس عيباً وإنّه ميزة متعمدة في تكوينهم وكل ما على الهاتف المحمول القيام به هو التواصل مع البرج المحلي والمحطة الأساسية، كما أنّ ما تقوم به المحطة الأساسية هو التقاط إشارات الواهنة من العديد من الهواتف المحمولة وإرسالها إلى وجهتها.
وهذا هو السبب في أنّ الصواري عبارة عن هوائيات ضخمة وعالية الطاقة وغالباً ما تكون مثبتة على تل أو مبنى شاهق، حيث إذا لم يكن هناك هوائيات فسيشترط توفر هواتف محمولة بهوائيات ضخمة وإمدادات طاقة عملاقة وستكون مرهقة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في التنقل.
كما يرتبط الهاتف المحمول تلقائياً بأقرب خلية أي الخلية ذات الإشارة الأقوى ويستعمل أقل قدر ممكن من الطاقة للقيام بذلك قدر الإمكان، ممّا يجعل بطاريته تبقى لأطول فترة ممكنة ويخفض من احتمالية تداخلها مع الهواتف الأخرى المجاورة.
ما هو مبدأ إجراء مكالمة هاتفية
هناك ما يقرب من “100000 شخص” حول العالم يشتركون في خدمة الهاتف الخلوي الجديدة كل يوم لذلك من السهل القول أنّ الهاتف الخلوي أصبح من أهم الأجهزة في عصرنا، ومع ذلك تُعد الهواتف الخلوية أنّها أجهزة راديو متطورة بشكل أساسي، والهاتف الخلوي هو نوع من الراديو ثنائي الاتجاه الذي يعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها الهاتف.
ومع ذلك من الطبيعي أن يكون الهاتف الخلوي أكثر تعقيداً من جهاز “walkie talkie” البسيط، حيث تسمح الهواتف المحمولة لشخصين بالتحدث في نفس الوقت، وإجراء المكالمات وتلقي المكالمات والمكالمات الثلاثية وتعليق المكالمات والبريد الصوتي والرسائل النصية.
ومع ذلك على غرار أجهزة الاتصال اللاسلكي فإنّ جميع مكالمات الهاتف المحمول غير محمية تماماً ويمكن اعتراضها بواسطة أجهزة أخرى، والهواتف المحمولة ليست “آمنة” على الإطلاق مثل الهواتف السلكية ولديهم نفس مستوى الأمان مثل الراديو.
وهاتفك الخلوي عبارة عن مزيج من الراديو والكمبيوتر، وجزء الراديو هو ما يسمح لك بسماع البث وبثه حيث يقوم جزء الكمبيوتر بجميع عمليات التنسيق والفيديو والتخصيص، كما يستخدم جزء الراديو بطاقة “SIM” الخاصة بك لإخبار شبكة الأبراج الخلوية من أنت وأين يمكنك العثور عليها، يث يحدث هذا باستمرار طالما أنّ هاتفك الخلوي مشحون وقيد التشغيل.
وأثناء انتقالك من موقع إلى آخر تتواصل الأبراج الخلوية مع بعضها البعض لتحديد أيهما في أفضل وضع للتعامل مع مكالمتك، وسوف يسلمك ذهاباً وإياباً خلف الكواليس لضمان أفضل تجربة اتصال عالية الجودة وعندما تكون مكالمتك بعيدة جداً، مثل مدينة أو ولاية أو دولة أخرى تعمل الأبراج الخلوية على دمج حركة المرور الخاصة بك مع الآخرين ونقلها إلى مرافق الألياف الموجودة على الأرض.
والتي تتحرك بسرعات عالية إلى مراكز التحويل العملاقة “MTSO’s”، حيث يتم ربطها ببعضها البعض مع شركات الهاتف التقليدية الأخرى وشركات الإنترنت، وشركات المحمول لتوصيل مكالمتك إلى المكان الصحيح.
خصائص عمل المكالمة الهاتفية الخلوية
يتم نقل غالبية حركة المرور على مرافق الألياف الأرضية مع وجود الميل الأخير فقط أو نحو ذلك في الهواء بينك وبين أقرب برج خلوي، ونظراً لأنّ مكالمتك رقمية يتم تقسيمها إلى حزم بيانات ومئات أو آلاف منهم وحددت هذه الحزم عناصر معلومات بداخلها جنباً إلى جنب مع ما يسمى “الحمولة”، والحمولة هي في الواقع صوتك أو استعلام البيانات الخاص بك أو إجابة من الشبكة على استعلام قمت به مسبقاً.
وتُعد عناصر المعلومات الموجودة في الجزء الأمامي والخلفي من حزمة البيانات الخاصة بك مجرد تعليمات لجميع المفاتيح في الشبكة حول هويتك، وأين يمكنك العثور عليها والمكان الذي تريد أن تذهب إليه المكالمة وتفاصيل مختلفة حول مسارات التوجيه، وجودة الحزمة وكيفية تجميع كل الحزم بالترتيب الصحيح بمجرد وصولها إلى النهاية البعيدة، كما يتم توجيه الحزم بشكل مستقل في معظم الحالات ولا تأخذ دائماً نفس المسار عبر الشبكة.
كما تتضمن شركات خلوية مختلفة طيفاً مختلفاً ولكل طيف مجموعة خصائصه الخاصة، ويُعتبر الطيف كقناة على محطة راديو، ويحتاج هاتفك المحمول إلى ضبط الطيف المناسب للعمل مع شركة الاتصالات الخاصة بك، وتستخدم شركات الخلايا أيضاً بروتوكولات مختلفة ويختلف “GSM” عن “UMTS“، ويختلف عن “CDMA“، وضمن بروتوكولات الإرسال توجد إصدارات مختلفة، وكما أنّ الجميع تقريباً قد استقروا على تقنية “LTE” المنتشرة حالياً على نطاق واسع في الجيل الرابع مع اختبار “LTE5”.
كما إنّ صافي كل هذا هو أنّ هناك قدراً هائلاً من التعاون بين آلاف الشركات لإنجاح كل هذا، حيث تضمن هيئات المعايير للمعدات والبروتوكولات أن كل شيء يعمل بينياً، وشركات الهاتف تتفاوض باستمرار على صفقات بمئات الدولارات لضمان أنّ العملاء يمكنهم استخدام أي برج وناقل مناسب، ثم الاستقرار محلياً ودولياً وكما تم تضمين أولوية أنواع معينة من المتصلين في الشبكات.
- “LTE” هي اختصار لـ “Long Term Evolution”.
- “GSM” هي اختصار لـ “Global System for Mobile”.
- “CDMA” هي اختصار لـ “Code Division Multiple Access”.
- “UMTS” هي اختصار لـ “Universal Mobile Telecommunications System”.
