كيف يعمل الهاتف الخلوي

أينما تذهب ستجد شخصًا يتحدث على هاتفه النقال. في عصرنا الحالي، تتيح الهواتف الخلوية الكثير من الوظائف، كما تُضاف وظائف أخرى بوتيرة سريعة، باستخدام الهاتف الخلوي يمكنك القيام بالعديد من الأمور مثل:

•  تخزين معلومات الاتصال.
•  إنشاء قائمة مهام.
•  تتبع المواعيد ووضع التذكيرات.
•  استخدام الآلة الحاسبة الداخلية للرياضيات المبسطة.
•  إرسال واستقبال البريد الإلكتروني.
•  الحصول على معلومات (أخبار وتسلية وأسعار الأسهم) من شبكة الإنترنت.
•  ألعاب.
•  مشاهدة البرامج التلفزيونية.
•  إرسال رسائل نصية.
•  التقاط صور وفيديوهات.
•  دمج أجهزة أخرى مثل المساعد الشخصي الرقمي ومشغلات الأغاني MP3 ومستقبلات إشارة تحديد الموقع.

ربما قد سمعت بمصطلحات مثل الجيل الرابع (4G) وشبكة التطور طويل الأمد (LTE) والنظام العالمي للاتصالات النقالة (GSM) وتقنية الاتصال المتعدد بتقسيم الرمز، وتساءلت عما قد تشير إليه هذه المصطلحات. بصيغة مبسطة، الهاتف الخلوي هو جهاز راديو متطور للغاية، لكنه يظل جهاز راديو، وسنوضح لك ماذا نقصد.

ترددات الهاتف الخلوي

في عصر ما قبل الهواتف الخلوية، ونظرًا للحاجة إلى إجراء اتصالات متنقلة، احتوت بعض السيارات على أجهزة هواتف لاسلكية. لتشغيل هذا النوع من الهواتف، كان في كل مدينة برج هوائي مركزي واحد، وحوالي 25 قناةً متوفرةً على ذلك البرج. وجود الهوائي المركزي يعني أن الهاتف الموجود في سيارتك يحتاج إلى جهاز إرسال عالي القدرة، يرسل لمسافة حوالي 40 أو 50 ميل (حوالي 70 كيلومتر). كما يعني أنه ليس باستطاعة الكثير من الناس استخدام الهواتف النقالة، إذ لم يكن هناك قنوات كافية.

أما في النظام الخلوي، فتكمن العبقرية في تقسيم المدينة إلى خلايا، ما يسمح بإعادة استخدام التردد بشكل واسع عبر المدينة، لذلك يستطيع ملايين الناس استخدام الهواتف الخلوية في الوقت نفسه.

في تقنية الراديو نصف المزدوج Half-Duplex، كلا المرسلين يستخدم نفس التردد. فقط طرف واحد يمكنه التحدث في وقت معين

الطريقة الجيدة لفهم مدى تطور الهاتف الخلوي هي بمقارنته مع الراديو المتنقل CB radio أو أجهزة الاتصال اللاسلكي Walkie-talkie.

 تقنية نصف الازدواج وكامل الازدواج Full-duplex vs. half-duplex:

إن أجهزة الراديو المتنقلة وأجهزة اللاسلكي هي أجهزة نصفية الازدواج. بمعنى، عندما يتواصل شخصان باستخدام الراديو المتنقل فإنهما يستخدمان التردد نفسه، لذلك يستطيع شخص واحد فقط التحدث في وقت ما. أما الهواتف الخلوية فهي أجهزة كاملة الازدواج، ما يعني أنك تستخدم ترددًا للتحدث وترددًا آخر منفصل للاستماع. كلا الشخصين يمكنه التحدث في الوقت نفسه.

في الأجهزة كاملة الازدواج، يستخدم الطرفان ترددات مختلفة، لذلك يستطيع كلا الطرفين التحدث في نفس الوقت.

•  القنوات: تمتلك أجهزة اللاسلكي نموذجيًا قناةً واحدةً، وكذلك أجهزة الراديو المتنقل، بينما يمكن للهاتف الخلوي النموذجي الاتصال عبر 1664 قناة أو أكثر.
•  المدى: تستطيع أجهزة اللاسلكي الإرسال لمسافة ميل واحد (1.6 كيلومتر) باستخدام مرسل بقدرة 0.25 واط. أما أجهزة الراديو المتنقل -وبسبب تمتعها بطاقة أعلى- يمكنها الإرسال لمسافة حوالي 5 أميال (8 كيلومتر) باستخدام مرسل بقدرة 5 واط.

بينما تعمل الأجهزة الخلوية ضمن خلايا، ويمكنها تبديل اتصالها بالخلايا بينما تنتقل من مكان إلى آخر. تعطي الخلايا للهواتف الخلوية مجال تغطية لا يصدق. يستطيع مستخدم الهاتف الخلوي القيادة لمئات الأميال وإجراء المحادثات طوال الوقت بسبب هذه الميزة الخلوية.

في نظام الهاتف الخلوي (التماثلي(analogue- في الولايات المتحدة، يستقبل مشغل الهاتف الخلوي حوالي 800 تردد لاستخدامه في المدينة بأكملها. يقوم مشغل الشبكة بتقسيم المدينة إلى خلايا. تكون مساحة كل خلية نموذجيًا حوالي 10 أميال مربعة (26 كيلومتر مربع). وعادةً تكون هذه الخلايا سداسية الشكل ضمن شبكة سداسية كبيرة.

وبما أن الهواتف الخلوية والمحطات الثابتة تستخدم مُرسِلات منخفضة القدرة، يمكن إعادة استخدام نفس الترددات في الخلايا غير المتجاورة.

لكل خلية محطة ثابتة تحتوي على برج وبناء صغير يتضمن معدات الراديو. سنتعمق في المحطات الثابتة لاحقًا. أما في البداية فدعونا نبحث في موضوع الخلايا التي تشكل النظام الخلوي.

قنوات الهاتف الخلوي

في نظام الهاتف النقال التماثلي، تستخدم كل خلية (من سبع خلايا على الشبكة السداسية) واحدة من سبع قنوات صوتية ثنائية الاتجاه متوفرة، يضمن هذا توزيعًا فريدًا للترددات، كما يحقق منع التداخل.

•  يحصل مشغل شبكة الهاتف الخلوي على 832 ترددًا لاسلكيًا نموذجيًا لاستخدامها في المدينة.
•  يستخدم كل هاتف خلوي ترددين في كل مكالمة (قناة ثنائية الاتجاه) لذلك يوجد 395 قناة صوتية لكل مشغل. (تُستخدم الترددات الأخرى والتي عددها 42 في قنوات التحكم، سنتحدث عنها بشكل مفصل لاحقًا)

وبالتالي، لكل خلية حوالي 56 قناةً صوتيةً متوفرة. بمعنى آخر يمكن لـ 56 شخصًا أن يتحدثوا عبر هواتفهم الخلوية في نفس الوقت، في الخلية الواحدة.
تعتبر الأنظمة الخلوية التماثلية الجيل الأول لتقنية الاتصالات المتنقلة، أو 1G. بوسائل الإرسال (الرقمية-digital) (2G)، ازداد عدد القنوات المتاحة.

على سبيل المثال، يمكن للأنظمة الرقمية المبنية على تقنية الاتصال المتعدد بتقسيم الزمن TDMA أن تتحمل عدد مكالمات أكبر بثلاثة أضعاف من النظام التماثلي، لذلك تمتلك كل خلية حوالي 168 قناةً متاحة.

للهواتف الخلوية قدرة إرسال منخفضة. لدى الهواتف الخلوية صنفان من قوة الإشارة: 0.6 واط و3 واط -للمقارنة ترسل أغلب أجهزة الراديو عند قدرة 4 واط- وترسل أيضًا المحطات الثابتة عند قدرة منخفضة. ولهذا فائدتان أساسيتان:

•  ترسل المحطة الثابتة والهواتف النقالة ضمن خلية ولا يمتد الإرسال لمسافة بعيدة خارجها. بالتالي يمكن لكل خليتين غير متجاورتين إعادة استخدام الترددات نفسها وعددها 56، أي يمكن إعادة استخدام الترددات نفسها على كامل المدينة.
•  توفير الطاقة؛ إذ تعمل الهواتف الخلوية ببطاريات ضعيفة نسبيًا. قدرة إرسال أقل تعني توفيرًا أكبر لطاقة البطارية، وهو ما يمثل ميزة لصناعة الهواتف الخلوية المحمولة.

يتطلب تنفيذ نظام خلوي عددًا كبيرًا من المحطات الثابتة في أي مدينة مهما كانت مساحتها. وتتطلب المدينة الكبيرة نسبيًا وجود مئات الأبراج. ولكن بسبب كثرة عدد المستخدمين للهواتف الخلوية، تبقي التكاليف منخفضة لكل مستخدم.

يقوم المشغل في كل مدينة بتشغيل مكتب مركزي يدعى مكتب تبديل الهاتف النقال (MTSO). هذا المكتب مسؤول عن ربط جميع الاتصالات الهاتفية مع نظام الهاتف الثابت (الأرضي) والتحكم بجميع المحطات الثابتة في المنطقة.

تقنية الهواتف الخلوية التماثلية

في عام 1983، عُرِفت معايير الهاتف الخلوي التماثلي باسم نظام الهاتف النقال المتطور AMPS، الذي حَظي بموافقة وكالة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية، واستُخدم مبدئيا في شيكاغو. استخدم هذا النظام مجالًا من الترددات ما بين 824 ميغاهرتز و894 ميغاهرتز للهواتف الخلوية التماثلية.

ومن أجل تشجيع المنافسة والحفاظ على أسعار منخفضة، طالبت الحكومة الأمريكية بضرورة وجود مشغلين للشبكة في السوق، عُرِفا بالمشغل A وB.

خُصص لكل من المشغلين A و B 832 ترددًا: 790 ترددًا من أجل النقل الصوتي و42 ترددًا لنقل البيانات. يُستخدم زوج من الترددات لإنشاء قناة واحدة (أحدها للإرسال والآخر للاستقبال). كان عرض الترددات المستخدمة للقنوات الصوتية نموذجيًا 30 كيلوهرتز، ويعطي هذا التردد جودة صوت جيدة مقارنةً بالهواتف السلكية.

المدرسة القديمة: الهاتف الخلوي DynaTAC، عام 1983

لكل قناة صوتية ترددا إرسال واستقبال منفصلين بمجال 45 ميغاهرتز لمنع التداخل. ولكل مشغل 395 قناةً صوتية، و21 قناةً للبيانات لاستخدامها في النشاطات الخاصة بالمشغل مثل التسجيل والتصفح.

أدخل إصدار جديد لنظام الهاتف النقال المتطور -المعروف بنظام الهاتف النقال المتطور ذي المجال الضيق NAMPS- تقنياتٍ رقمية سمحت للنظام بإجراء ثلاثة أضعاف عدد المكالمات التي يجريها الإصدار الأساسي.

ورغم أنه استخدم تقنيةً رقميةً، فإنه لا يزال يُعتبر تماثليًا، إذ يعمل الإصداران كلاهما على المجال الترددي 800 ميغاهرتز، ولم يوفرا العديد من المزايا الشائعة في الخدمة الخلوية الرقمية، مثل البريد الإلكتروني وتصفح الإنترنت.

الانتقال إلى النظام الرقمي

يعد الجيل الثاني للتكنولوجيا الخلوية 2G بداية الانتقال إلى النظام الرقمي. تستخدم الهواتف الرقمية نفس التقنية اللاسلكية المستخدمة في الهواتف التماثلية، ولكن تستخدمها بشكل مختلف.

فالنظم التماثلية لا تستخدم الإشارة بين الهاتف وشبكة الخلوي بشكل كامل؛ إذ لا يمكن ضغط ومعالجة الإشارة التماثلية بسهولة كما يحدث في الإشارة الرقمية، ولهذا تحولت شركات الكابلات إلى النظام الرقمي، لوضع المزيد من القنوات في نطاق ترددي معين.

تُحول الهواتف الرقمية صوتك إلى معلومات ثنائية -واحد أو صفر- ثم تضغطها. يسمح هذا الضغط لثلاث إلى عشر مكالمات رقمية بأخذ مكان مكالمة تماثلية واحدة.

اعتمدت العديد من الأنظمة الخلوية على تقنية التبديل بإزاحة التردد FSK. تستخدم هذه التقنية ترددين، الأول من أجل الواحدات والآخر من أجل الأصفار، مع تناوب سريع بين الترددين لإرسال المعلومات الرقمية بين البرج الخلوي والهاتف، وتُحول المعلومات التماثلية إلى رقمية، وتُضغط ويُعاد تحويلها مرةً أخرى مع المحافظة على مستوى مقبول لجودة الصوت. كل ذلك يعني أنه على الهواتف الخلوية الرقمية احتواء الكثير من طاقة المعالجة.

الهواتف الخلوية الرقمية

ضمن مقياس «التعقيد في كل إنش مربع»، تعد الهواتف الخلوية المستخدمة بشكل يومي من أكثر الأجهزة تعقيدًا. تستطيع الهواتف الخلوية الرقمية الحديثة تنفيذ ملايين الحسابات في الثانية من أجل ضغط وفك الموجة الصوتية.

إذا قمت بفك قطع هاتف خلوي حديث، ستجده يحتوي على أجزاء مثل:

•  لوحة دارات تحتوي على معالجات الهاتف.
•  هوائي.
•  شاشة كريستالية سائلة.
•  لوحة مفاتيح (تختلف عن لوحة مفاتيح جهاز التحكم بالتلفاز).
•  ميكروفون.
•  مكبر صوت.
•  بطارية.

داخل الهاتف الخلوي الرقمي، ستجد لوحة دارات، بطارية، ميكروفون، مكبر صوت، والمزيد

للهواتف الخلوية مكبرات صوت وميكروفونات صغيرة جدًا، ما يجعل إصدارها للصوت أمرًا لا يُصدق. كما ترى في الصورة، فمكبر الصوت بحجم حوالي عدة مليمترات، ولا يزيد حجم الميكروفون عن حجم البطارية بجانبه. وبالحديث عن البطارية، فإن شريحة الساعة الداخلية للهاتف الخلوي تستخدمها.

والمدهش أن تلك الوظائف جميعها ــالتي كانت منذ ثلاثين سنة فقط تشغل طابقًا كاملًا من بناء مكتبي- هي الآن موجودة ضمن شريحة يمكنك وضعها بسهولة على راحة يدك.

بطاقة تعريف المشترك SIM بداخل لوحة الدارات

تقنيات شبكة الهاتف الخلوي: الجيل الثاني 2G

تصنف تقنيات شبكة الهاتف الخلوي في ثلاثة تصنيفات: الجيل الثاني 2G، والجيل الثالث 3G، والجيل الرابع 4G. في شبكات الجيل الثاني، يُستخدم عامةً ثلاث تقنيات لإرسال المعلومات:

•  الاتصال المتعدد بتقسيم التردد FDMA.
•  الاتصال المتعدد بتقسيم الزمن TDMA.
•  الاتصال المتعدد بتقسيم الرمز CDMA.

ورغم أن هذه المصطلحات تبدو غامضة، بإمكانك معرفة طريقة عمل كل تقنية من خلال تحليل عنوانها.

تدل الكلمة الأخيرة على طريقة الاتصال. الكلمة الثانية «تقسيم» تعني أن المكالمات توزع بناءً على طريقة الاتصال هذه.

•  في تقنية الاتصال بتقسيم التردد: تُوضع كل مكالمة على تردد منفصل.
•  في تقنية الاتصال بتقسيم الزمن: يُخصص لكل مكالمة جزء محدد من الوقت على تردد محدد.
•  في تقنية الاتصال بتقسيم الرمز: يُعطى رمز فريد لكل مكالمة وتوزع على الترددات المتاحة.

أما الجزء المتبقي من الاسم «الاتصال المتعدد». فيعني ببساطة أنه يمكن لأكثر من مستخدم استخدام الخلية.

في تقنية الاتصال بتقسيم التردد، يستخدم كل هاتف تردد مختلف

في تقنية الاتصال بتقسيم التردد FDMA، يُقسَّم الطيف الترددي إلى قنوات صوتية منفصلة، وذلك بتقسيمه لأجزاء متساوية في معدل نقل البيانات. ولنفهم هذه التقنية بشكل أفضل فلنفكر في المحطات اللا سلكية: ترسل كل محطة إشارتها على تردد مختلف داخل النطاق الترددي المتاح.

وتُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في الإرسال التماثلي. ورغم أنه قادر على حمل المعلومات الرقمية، فإنه لا يُعتبر الطريقة المُثلى للإرسال الرقمي.

في تقنية الاتصال بتقسيم الزمن، يُقسم التردد إلى فترات زمنية

النظام العالمي للاتصالات النقالة وتقنية الاتصال المتعدد بتقسيم الرمز

تُستخدم تقنية الاتصال المتعدد بتقسيم الزمن TDMA كتقنية اتصال في النظام العالمي للاتصالات النقالة GSM، وإن كانت تُستخدم بطريقة غير متوافقة مع المعيار IS-136. بمعنى، يَستخدم كل من النظام TDMA والمعيار IS-136 أنظمة تشغيل مختلفة على نفس المعالج؛ وكأن نظام تشغيل ويندوز ولينوكس يعملان على المعالج إنتل نفسه.

تستخدم أنظمة GSM التشفير لجعل المكالمات الهاتفية أكثر أمانًا، فتعمل على المجال الترددي 900 ميغاهرتز و1800 ميغاهرتز في أوروبا وآسيا، وعلى المجال 850 ميغاهرتز و1900 ميغاهرتز في الولايات المتحدة. ويُعتبر GSM هو أساس الشبكة الرقمية المحسنة المتكاملة IDEN. وهو نظام شائع قدمته شركة موتورولا وتستخدمه شركة نيكستل.

تأخذ تقنية الاتصال بتقسيم الرمز CDMA نهجًا مختلفًا تمامًا عن تقنية الاتصال بتقسيم الزمن. ففي هذه التقنية -بعد تحويل البيانات إلى النظام الرقمي- تتوزع على كامل النطاق الترددي. وتتراكب عدة مكالمات مع بعضها البعض على القناة الواحدة، مع تعيين رمز وحيد لكل مكالمة.

يُرسِل جميع المستخدمين بياناتهم على نفس النطاق الترددي، وتتوزع إشارة كل مستخدم على كامل النطاق الترددي وتتميز برمز فريد لها، وفي جهة المستقبِل، يُستخدم نفس الرمز لفك تشفير الإشارة. تحتاج تقنية CDMA لوضع علامة زمنية دقيقة لكل حزمة من الإشارة، وتشير إلى إمكانية تحديد موقع هذه المعلومات.

يمكن إجراء من 8 إلى 10 مكالمات منفصلة على نفس القناة المستخدمة في نظام الهاتف النقال AMPS، وتعمل هذه التقنية على المجال الترددي 800 ميغاهرتز و1900 ميغاهرتز.

في تقنية تقسيم الرمز، لكل بيانات هاتف خلوي رمز فريد

تقنيات شبكة الهاتف الخلوي: الجيل الثالث 3G:

جاءت تقنية الجيل الثالث لتشبع الحاجة إلى زيادة نقل البيانات. هذه التقنية مخصصة للهاتف الخلوي متعدد الوسائط، الذي يدعى بالهاتف الذكي. وتتميز هذه التقنية بزيادة عرض النطاق الترددي واستيعاب معدلات النقل للتطبيقات المعتمدة على شبكة الإنترنت وتطبيقات الهاتف وملفات الفيديو.

ويتضمن الجيل الثالث العديد من تقنيات الاتصال الخلوية، ونذكر الشائعة منها:

•  CDMA2000: الاتصال المتعدد بتقسيم الرمز.
•  WCDMA: الاتصال المتعدد بتقسيم الرمز عريض المجال (الموسع).
•  TD-CDMA: الاتصال المتعدد بتقسيم التردد وتقسيم الزمن.

تتميز شبكات الجيل الثالث بسرعة نقل تصل إلى 3 ميغابت في الثانية؛ تستغرق حوالي ثلاث ثوان لتنزيل أغنية مدتها ثلاث دقائق. للمقارنة، أسرع هواتف الجيل الثاني يمكنها تحقيق سرعة 144 كيلوبت في الثانية؛ حوالي 8 دقائق لتنزيل أغنية مدتها ثلاث دقائق. تُعتبر معدلات نقل بيانات الجيل الثالث مثالية لتنزيل المعلومات من الإنترنت وإرسال واستقبال ملفات الوسائط المتعددة كبيرة الحجم.

تشبه هواتف الجيل الثالث الحواسيب المحمولة، ويمكنها استيعاب تطبيقات واسعة المجال مثل القيام بالمؤتمرات المصورة، واستقبال الفيديو من شبكة الإنترنت، وإرسال واستقبال الرسائل وتحميل رسائل البريد الإلكتروني مع مرفقاته على الفور.

تقنيات شبكة الهاتف الخلوي: الجيل الرابع 4G

نشأت تقنية الجيل الرابع في الهواتف الخلوية منذ سنين، حوالي العام 2006. استخدمت شبكة الجيل الرابع الأصلية تقنية تدعى واي ماكس WiMAX. وهي واحدة من عدة استخدامات لتقنية الجيل الرابع. ومثل الأجيال السابقة، فإن تسمية الجيل الرابع ليست تسمية قياسية، إنما هي ببساطة الخطوة التالية في السرعة.

يمتلك معظم مزودي الخدمة الآن نوعًا من شبكات الجيل الرابع، في مراحل مختلفة من التطوير والتغطية، مبنيةً على واحد من ثلاثة تقنيات رئيسية للاتصال: التطور طويل الأمد LTE، والوصول عالي السرعة لحزم البيانات المعزز HPSA+، وتقنية الواي ماكس WiMAX.

امرآة تعرض جهاز واي ماكس للجيل الرابع أثناء معرض في مركز المؤتمرات في تايبيه في 2010

تعتبر تقنية واي ماكس تقنيةً فريدة بين طرق الاتصال في الهواتف الخلوية، فهي تعتمد على معايير 802.16 اللاسلكية، التي تعرف بتقنية الإنترنت اللاسلكي واسع النطاق المستخدم في المنازل والمكاتب.

تستخدم هذه التقنية (الإرسال المتعدد بتقسيم التردد المتعامد- (OFDMA، وهي طريقة لتقسيم بيانات الإشارة إلى قنوات متعددة لتسريع عملية التسليم، ثم تجمع هذه الوحدات في وحدة مفردة في جهة الوصول. يمكن أن تتجاوز سرعة النقل نظريًا في تقنية واي ماكس حوالي 40 ميغابت في الثانية. (لكنها في الواقع أقل من ذلك)

أما تقنية الوصول عالي السرعة لحزم البيانات المعزز فهي تحديث لتقنية موجودة منذ فترة طويلة في النظم الخلوية، وهي الوصول عالي السرعة لحزم البيانات HPSA.

في شبكات الجيل الثالث، تصل سرعة نقل البيانات في شبكات الوصول عالي السرعة لحزم البيانات إلى 14.4 ميغابت في الثانية. وباستخدام تقنية التعديل المطالي المتعامد QAM، يمكن لمزودي الخدمة تحقيق تقنية الوصول عالي السرعة لحزم البيانات المعزز بسرعات تصل إلى ما يزيد على 21 ميغابت في الثانية. كما أن التحسينات التي تطبق على الهوائيات ربما تزيد في معدلات سرعة النقل.

وبرغم الزيادة الظاهرة في السرعة، يعتبر الكثيرون أن التقنيتين السابقتين هما تقنيات انتقالية، وينتظرون شبكات التطور طويل الأمد LTE.

شبكات التطور طويل الأمد 4G LTE

لعقود من الزمن، اندفع عالم الهواتف النقالة إلى معايير عالية لمواكبة التكنولوجيا، وللسماح بتحقيق تقدم ملحوظ. يرى الكثيرون أن (التطور طويل الأمد-LTE) هو الطريقة المُثلى لتوحيد المعايير.

تعتبر تقنية التطور طويل الأمد معيارًا لتطور تقنية الجيل الرابع، ولهذا السبب ترى أحيانًا المصطلح 4G LTE بدلًا من 4G وحدها. يُعرَف الجيل الرابع أنه يدعم أي سرعة تزيد على سرعة الجيل الثالث، أما المصطلح 4G LTE فيعني أنه يدعم ما يزيد على 86 ميغابت في الثانية اعتمادًا على تقنية معينة وبنية تحتية برمجية خاصة.

تعتمد شبكة الجيل الرابع على معايير بروتوكول الإنترنت IP، وهو البروتوكول الذي يسلّم صفحات الويب إلى حاسوبك، كما يضيف بيانات الصوت إلى حزم الإرسال. ويستخدم تقنية الإرسال المتعدد بتقسيم التردد المتعامدOFDMA، إذ يفصل بين البتات في حوامل فرعية لزيادة سرعة النقل، حتى تصل إلى وجهتها.

يمكن أن تعمل تقنية التطور طويل الأمد على مجالات كثيرة من ترددات الراديو، ما يسمح للعديد من مزودي خدمات الهاتف الجوال باستخدام هذه التقنية دون البدء من الصفر.

الهواتف ذات الترددات المتعددة والهواتف ذات الأوضاع المتعددة

إذا كنت تسافر كثيرًا، فربما ترغب أن يكون لديك هاتف يعمل بنظام الترددات المتعددة، أو الأوضاع المتعددة أو كليهما، لنلق نظرة على هذه النظم:

•  الترددات المتعددة: يمكن للهاتف الذي يملك هذه الخاصية أن يبدّل بين الترددات، مثلًا، يمكن لجهاز يعمل بتقنية (الاتصال المتعدد بتقسيم الزمن- (TDMA بتردد مزدوج أن يستخدم أيًا من الترددين 800 ميغاهرتز أو 1900 ميغاهرتز. ويمكن لجهاز رباعي النطاق الترددي بنظام GSM أن يعمل على الترددات 850 و900 و1800 و1900 ميغاهرتز.
•  الأوضاع المتعددة: في الهواتف المحمولة، تشير كلمة (وضع-mode) إلى نوع تقنية الإرسال المستخدمة. لذلك فالهاتف الذي يدعم )نظام الهاتف النقال المتطور-(AMPS و TDMA، يمكنه أن يبدل بين الوضعين السابقين حسب الحاجة. من المهم أن تكون تقنية AMPS متاحةً بين الأوضاع المختلفة، إذ أنها تتيح استخدام الخدمة التماثلية في المناطق التي ربما لا تدعم النظم الرقمية.
•  الترددات المتعددة والأوضاع المتعددة: ويسمح هذا النظام بالتبديل بين الترددات والأوضاع المختلفة حسب الحاجة.

أبراج الهواتف الخلوية

لأبراج الاتصالات أشكال وأحجام مختلفة

البرج هو بنية فولاذية شبكية أو أنبوبية ترتفع في الهواء مئات الأقدام.

البرج في الصورة هو لثلاثة من مزودي الخدمة تجد تجهيزاتهم مثبتة أعلاه. وإذا نظرت إلى قاعدة البرج، ستجد أجهزة المزود بداخل صندوق يحتوي على معدات إرسال واستقبال الراديو التي تسمح للبرج بالاتصال بالأجهزة الخلوية. وتتصل أجهزة الراديو مع الهوائيات الموجودة أعلى البرج عن طريق كابلات.

مشاكل الهواتف الخلوية

الهواتف الخلوية، مثل العديد من الأجهزة الإلكترونية الأخرى، لها العديد من المشاكل:

•  التأكسد الداخلي لبعض الأجزاء غير القابل للإصلاح، إذا تبلل الهاتف بالماء أو استُخدمت أيدي مبللة للضغط على الأزرار. إذا تبلل جهازك بالماء، تأكد أنه جاف قبل أن تقوم بتشغيله حتى لا يتعرض للتلف.
•  الحرارة العالية في السيارة ربما تتلف البطارية أو الأجزاء الإلكترونية في الهاتف. كما قد يسبب البرد تلفًا مؤقتًا للشاشة.
•  تعاني الهواتف التماثلية من مشكلة تسمى الاستنساخ، وهو ما يحدث عندما يسرق شخص ما أرقام التعريف الخاصة بالجهاز، وعندها يستطيع إجراء مكالمات على حساب المالك.

اقرأ أيضًا:

مقارنة بين الكاميرات الرقمية وكاميرات الهواتف الذكية

لماذا تكون كابلات (أسلاك) الإنترنت ملتوية حول بعضها؟

الإنترنت والهواتف المحمولة تحفز التغييرات الإيجابية في نمط الحياة

ترجمة: فارس بلول

تدقيق: أكرم محيي الدين

مراجعة: أحلام مرشد

المصدر