Qu'est-ce qu'un téléphone portable ? C'est un système qui utilise un grand nombre d'émetteurs sans fil à faible puissance pour créer des cellules, la principale zone de couverture géographique d'un système de communication sans fil. Des niveaux de puissance variables permettent de déterminer la taille des cellules en fonction de la densité d'abonnés et des besoins régionaux.
Lorsque les utilisateurs mobiles se déplacent d'une cellule à l'autre, leurs conversations sont "transférées" entre ces zones pour assurer un service ininterrompu. Les canaux (fréquences) utilisés dans une telle unité peuvent être réutilisés dans une autre à une certaine distance.
Le cellulaire est…
Cellulaire fait référence au service de téléphonie mobile amélioré (AMPS), qui divise une région géographique en zones appelées cellules. Le but de cette séparation est de tirer le meilleur parti du nombre limité de fréquences de transmission.
Le cellulaire est une forme de technologie de communication qui permet d'utiliser des téléphones portables.
Téléphone mobileest une radio bidirectionnelle qui permet une émission et une réception simultanées.
La communication mobile cellulaire est basée sur la division géographique de la zone de couverture de communication. Chaque cellule se voit attribuer un certain nombre de fréquences (ou canaux), qui permettent à un grand nombre d'abonnés de mener simultanément des conversations.
L'élément commun à toutes les générations de technologies de communication mobile est l'utilisation de certaines fréquences radio (RF) ainsi que la réutilisation des fréquences. Cela vous permet de fournir des services à un grand nombre d'abonnés tout en réduisant le nombre de canaux (bande passante). Il vous permet également de créer de vastes réseaux en intégrant pleinement les fonctionnalités avancées de téléphonie mobile.
L'augmentation de la demande et de la consommation, ainsi que le développement de divers types de services, ont accéléré le développement technologique rapide des réseaux modernes, ainsi que l'amélioration continue des appareils cellulaires eux-mêmes.
Comment fonctionne la communication mobile
Chaque téléphone mobile utilise un canal radio temporaire distinct pour communiquer avec le site cellulaire. Ce site prend en charge la communication avec plusieurs téléphones en même temps en utilisant un canal par téléphone. Les chaînes utilisent une paire de fréquences cellulaires:
- Ligne directe pour la transmission depuis le site cellulaire.
- Inverser la ligne pour que le site cellulaire puisse recevoir les appels des utilisateurs.
L'énergie radio se dissipe avec la distance, les téléphones portables doivent donc rester à proximité de la station de base pour rester en contact. Structure de base du mobileles réseaux comprennent les systèmes téléphoniques et les services radio.
Le principe de la communication cellulaire (pour les nuls)
Le processus commence par l'activation de la puce en saisissant le code PIN de la carte SIM insérée. Ensuite, le signal cellulaire est transmis sur les canaux de contrôle. La réponse du numéro appelé est transmise sur un canal de contrôle libre à l'antenne de la station de base, d'où elle est transmise au centre de commutation mobile.
Le centre de commutation recherche une station de base avec la puissance maximale du signal de téléphone cellulaire d'un abonné cellulaire et y commute la conversation.
Architecture ancienne du système téléphonique
Le service mobile traditionnel était structuré de la même manière que la télédiffusion: un émetteur très puissant, situé au point le plus élevé de la zone, diffusait jusqu'à un rayon de cinquante kilomètres.
Le concept cellulaire a structuré différemment le réseau téléphonique. Au lieu d'utiliser un émetteur puissant, de nombreux émetteurs de faible puissance ont été placés dans toute la zone de couverture cellulaire.
Par exemple, en divisant une zone en cent zones différentes (cellules) avec des émetteurs de faible puissance utilisant douze conversations (canaux), la capacité du système pourrait théoriquement être augmentée de douze conversations ou canaux vocaux utilisant un émetteur puissant à douze cent conversations (canaux) utilisant cent émetteurs de faible puissance.
Zone urbaine configurée comme traditionnelleréseau de téléphonie mobile avec un émetteur puissant.
Système de communication mobile utilisant le concept cellulaire
Les problèmes d'interférence causés par les appareils mobiles utilisant le même canal dans des zones adjacentes ont prouvé que tous les canaux ne peuvent pas être réutilisés dans chaque cellule. Bien qu'elle ait affecté l'efficacité du concept original, la réutilisation des fréquences est devenue une solution viable aux problèmes des systèmes de téléphonie mobile.
Les ingénieurs ont constaté que l'effet des interférences n'était pas lié à la distance entre les zones, mais au rapport distance/puissance (rayon) des émetteurs de zone. En réduisant le rayon de la zone de cinquante pour cent, les fournisseurs de services peuvent quadrupler le nombre de clients potentiels dans la zone.
Les systèmes basés sur des zones d'un rayon d'un kilomètre auront cent fois plus de canaux que les systèmes basés sur des zones d'un rayon de dix kilomètres. La spéculation a conduit à la conclusion qu'en réduisant le rayon de la zone à quelques centaines de mètres, il était possible de desservir des millions d'appels.
Le concept cellulaire utilise des niveaux de faible puissance variables, ce qui permet d'adapter les cellules à la densité d'abonnés et aux besoins de la zone. Au fur et à mesure que la population augmente, des cellules peuvent être ajoutées pour s'adapter à cette croissance.
Les fréquences cellulaires utilisées dans un groupe de cellules peuvent être réutilisées dans d'autres cellules. Les conversations peuvent être transmises de cellule en cellule pour maintenir une constanteconnexion téléphonique lorsque l'utilisateur se déplace entre eux.
L'équipement radio cellulaire (station de base) peut communiquer avec les téléphones portables tant qu'ils sont à portée. L'énergie radio se dissipe sur la distance, les téléphones portables doivent donc se trouver dans la portée de fonctionnement de la station de base. Comme le premier système de radio mobile, la station de base communique avec les téléphones portables via un canal.
Le canal se compose de deux fréquences: une pour transmettre à la station de base et une pour recevoir des informations de la station de base.
Architecture du système cellulaire
La demande croissante et la mauvaise qualité des services existants ont incité les fournisseurs de services mobiles à rechercher des moyens d'améliorer la qualité du service et de prendre en charge davantage d'utilisateurs sur leurs systèmes. Étant donné que la quantité de spectre de fréquences disponible pour une utilisation cellulaire mobile était limitée, une utilisation efficace des fréquences requises était nécessaire pour couvrir les communications.
Dans la téléphonie cellulaire d'aujourd'hui, les zones rurales et urbaines sont divisées en zones selon des règles de service spécifiques. Les paramètres de déploiement tels que le nombre de divisions et la taille des cellules sont déterminés par des ingénieurs expérimentés dans l'architecture cellulaire.
L'approvisionnement de chaque région est planifié conformément au plan d'ingénierie, qui comprend les cellules, les clusters, la réutilisation des fréquences et le transfert.
La cellule est l'unité géographique de base du système cellulaire. Ce sont les stations de basetransmettre un signal à travers de petites zones géographiques, qui sont représentées par des hexagones. La taille de chacun varie selon le paysage. En raison des limitations imposées par le terrain naturel et les structures artificielles, la véritable forme des cellules n'est pas un hexagone parfait.
Un cluster est un groupe de cellules. Aucun canal n'est réutilisé dans le cluster.
Parce que seul un petit nombre de fréquences radio étaient disponibles pour les systèmes mobiles, les ingénieurs ont dû trouver un moyen de réutiliser les canaux radio pour mener plus d'une conversation à la fois. La décision prise par l'industrie s'appelait la programmation ou la réutilisation des fréquences. La réutilisation des fréquences a été réalisée en restructurant l'architecture du système de téléphonie mobile dans le concept de communications cellulaires.
Les normes cellulaires sont les suivantes: le concept de réutilisation des fréquences est basé sur l'attribution à chaque cellule d'un groupe de canaux radio utilisés dans une petite zone géographique. Les cellules se voient attribuer un groupe de canaux qui est complètement différent des unités similaires voisines. Leur zone de couverture s'appelle une empreinte. Cette empreinte est délimitée par une frontière afin que le même groupe de canaux puisse être utilisé dans différentes cellules suffisamment éloignées pour que leurs fréquences n'interfèrent pas.
Les cellules avec le même numéro ont le même ensemble de fréquences. Si le nombre de fréquences disponibles est de 7, le facteur de réutilisation des fréquencesest égal à 1/7. Autrement dit, chaque cellule utilise 1/7 des canaux cellulaires disponibles.
Obstacles au développement des communications cellulaires
Malheureusement, des considérations économiques ont rendu le concept de construction de systèmes complets avec de nombreuses petites zones irréalisable. Pour surmonter cette difficulté, les opérateurs du système ont développé l'idée de la division cellulaire. Lorsqu'une zone de service devient pleine d'utilisateurs, cette approche est utilisée pour diviser une zone en zones plus petites. Ainsi, les centres urbains peuvent être subdivisés en autant de zones que nécessaire pour fournir un niveau de service acceptable dans les régions à fort trafic, tandis que des cellules plus grandes et moins coûteuses peuvent être utilisées pour couvrir les zones rurales périphériques.
Le dernier obstacle au développement du réseau cellulaire est lié au problème qui survenait lorsqu'un abonné cellulaire se déplaçait d'une cellule à une autre au cours d'un appel. Étant donné que les zones adjacentes n'utilisent pas les mêmes canaux radio, l'appel doit être interrompu ou transféré d'un canal radio à un autre lorsque l'utilisateur franchit la ligne entre les cellules adjacentes.
Parce que l'abandon d'appel n'est pas autorisé, un processus de transfert a été créé. Le transfert se produit lorsqu'un réseau de téléphonie mobile transfère automatiquement un appel vers un autre canal radio lorsque l'appareil mobile traverse des cellules adjacentes.
Pendant une conversation, les deux correspondants sont sur le même canal vocal. Lorsque l'appareil mobile quitte la zone de couverture de cesite cellulaire, la réception devient faible. A ce stade, le site cellulaire utilisé demande un transfert. Le système commute l'appel sur un canal de fréquence plus élevée sur le nouveau site sans interrompre l'appel ni alerter l'utilisateur. L'appel se poursuit tant que l'utilisateur parle et que l'appelant ne remarque pas le transfert.
Composants du système cellulaire
Le système cellulaire offre aux centraux téléphoniques mobiles et portables le même service que les centraux fixes sur des boucles filaires conventionnelles. Il est capable de desservir des dizaines de milliers d'abonnés dans une grande métropole. Le système de communication cellulaire se compose des quatre composants principaux suivants qui fonctionnent ensemble pour fournir des services de téléphonie mobile aux abonnés:
- Réseau téléphonique public commuté (RTPC).
- Commutateur de téléphonie mobile (MTSO).
- Site cellulaire avec système d'antenne.
- Station d'abonné mobile (MSU).
PSTN se compose de réseaux locaux, de réseaux de zone d'échange et de réseaux longue distance qui connectent des téléphones et d'autres appareils de communication dans le monde entier.
MTSO est le bureau central des communications mobiles. Il abrite un centre de commutation de communications (MSC), des stations de contrôle et de relais sur le terrain pour transférer les appels des sites cellulaires vers les centraux téléphoniques filaires (RTPC).
Le terme "site cellulaire" est utilisé pour désigner l'emplacement physique de l'équipement radio qui assure la couverture cellulaire. La liste du matériel situé sur le site cellulaire comprend les alimentations,équipement d'interface, émetteurs et récepteurs RF et systèmes d'antenne.
L'unité d'abonné mobile se compose d'une unité de commande et d'un émetteur-récepteur qui transmet et reçoit des transmissions radio vers et depuis le site cellulaire. Trois types de MSU sont disponibles:
- Téléphone portable (puissance de transmission typique 4,0 W).
- Portable (puissance de transmission typique de 0,6 W).
- Transportable (la puissance de transmission typique est de 1,6 W).
Les tours cellulaires nocives
La communication cellulaire est une grande percée dans la science et la technologie de son temps, qui n'a pas été sans conséquences. L'industrie de la téléphonie mobile continue d'affirmer que les antennes relais ne sont pas dangereuses pour la santé, mais de moins en moins de personnes le croient de nos jours.
Les antennes relais sont-elles nocives ? Malheureusement, la bonne réponse est oui. Les micro-ondes peuvent interférer avec les champs électromagnétiques de votre corps, causant de nombreux problèmes de santé potentiels:
- Maux de tête.
- Perte de mémoire.
- Stress cardiovasculaire.
- Faible nombre de spermatozoïdes.
- Défauts congénitaux.
- Cancer.
Il existe des preuves solides que le rayonnement électromagnétique des tours est nocif pour la santé.
Exemple: Une étude sur l'effet d'une tour de cage sur un troupeau de vaches laitières a été réalisée par le gouvernement de l'État de Bavière en Allemagne, les résultats ont été publiés en 1998. L'érection de la tour a causé des effets néfastes sur la santé, entraînant une chute perceptiblela production de lait. Le déplacement du bétail a rétabli la production de lait. Les ramener à leur pâturage d'origine a recréé le problème.
Communications cellulaires en Russie
Sur 100 codes cellulaires russes possibles, 79 sont utilisés et 21 sont libres. Les codes gratuits sont en réserve et n'appartiennent encore à aucun opérateur.
Plus de 80 sociétés de communication cellulaire sont enregistrées dans la Fédération de Russie, fournissant leurs services dans le pays. Les opérateurs de téléphonie mobile ont des codes de numérotation au format 9xx. Les numéros de téléphone cellulaire sont composés de dix chiffres et commencent par +79xx ou 89xx.
Les plus grands opérateurs sont: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). Les trois grands opérateurs (MTS, Beeline et MegaFon) possèdent toute une série de numéros.
