كيف يعمل هاتفك النقال ::: أكتشف ذلك من خلال شرح مفصل ::: الجيل الاول

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته ..

اكثر الامورة اثارة في الهاتف النقال انه اشبه بجهاز راديو لكنه متطور عنه الى حد كبير و كما هو معروف اخترع جراهام بيل الهاتف سنة 1876 و ظهر اللاسيلكي في الثمانينات من القرن التاسع عشر منذ ان اخترع كل من تيسلكا و ماركوني الراديو ، و كان من البديهي في نهاية الامر ان يندمج الراديو مع الهاتف ..

قبل ظهور الهواتف الخلوية كان الناس الذين يحتاجون الى وسيلة اتصال متنقلة يستعملون هواتف - راديو في سياراتهم و كان في نظام هواتف الراديو برج هوائي مركزي واحد لكل مدينة و في كل برج 25 قناة اما وظيفة هذا البرج فهي تقوية الارسال ليستيطع الهاتف في سيارتك الارسال الى نحو 70 كيلومتراً ، وكان عدد قليل من الناس يستخدمون الهاتف من هذا النوع لقلة عدد القنوات ...

ان ابرز ما يتميز به الهاتف النقال انه يقسم المدينة الى خلايا صغيرة و هذا يسمح باعادة استخدام واسع للترددات في جميع انحاء المدينة بحيث يستطيع ملايين الناس استخدام الهاتف النقال في نفس الوقت ...

هناك وسيلة سهلة لفهم كيفية عمل الهاتف النقال هو بمقارنتها باجهزة الراديو التي تستخدم بين الاشخاص للمسافات القصيرة او بجهاز الوكي توكي ..

ان كلاً من الوكي توكي و راديو المسافات القصيرة هي ادوات تؤمن الاتصال بين الاشخاص على تردد الموجة الصوتية نفسها Half-Duplex اي انه اثناء اتصال شخصين يستيطع واحد منهم فقط التكلم في اللحظة بينما على الآخر الاستماع لحين انتهاء الاول من كلامه، اما في الهاتف النقال فان المتكلم يستخدم تردداً معيناً للتكلم و تردداً آخر يختلف للاستماع لذلك يستيطع شخصين التكلم في نفس اللحظة و هو ما يسمى Full-Duplex ..
فيما يتعلق بعدد القنوات يعمل الوكي توكي عادة على قناة واحدة و يعمل هاتف المسافات القصيرة على 40 قناة اما الهاتف الخلوي فيعمل على 1664 قناة او اكثر..
فيما يتعلق بمجال الارسال يستطيع الوكي توكي الارسال الى مسافة تقارب 1,6 كيلومتراً وذلك باستخدام جهاز ارسال بقدرة 1/4 واط اما راديو المسافات القصيرة و بسبب قدرته العالية فانه يستطيع الارسال لمسافة تقارب 8 كيلومتر باستخدام جهاز ارسال بقدرة 5 واط ..اما الهواتف الخلوية فتعمل ضمن " خلايا " و تستطيع الانتقال من خلية لاخرى اثناء انتقالها من مكان الى اخر بحيث يستطيع المتكلم قيادة سيارته مئات الكيلومترات و الاستمرار في التحدث ..
كان الجيل الاول للهواتف النقالة و الذي يسمى Analog Cell Phone System يوفر لشركة الهواتف النقالة ما يقارب الـ800 تردداً لاستخدامها في مدينة معينة و تقوم الشركة بتقسيم المدينة الى خلايا على شكل سداسي مساحة كل منها 26 كيلومتراً ضمن خلية سداسية و كل خلية تتالف من برج و محطة صغيرة تحتوي معدات الراديو ..

تستخدم الخلية في هذا النظام 1/7 من القنوات المتوفرة ، لذلك يكون لكل خلية مجموعة ترددات خاصة بها و لا يحدث تضارب مع خلايا أخرى ..

تحصل شركة الهواتف الخلوية عادة على 832 من ترددات الراديو لاستخدامها في مدينة معينة ..

يستخدم كل هاتف خلوي ترددين للمحادثة الهاتفية الواحدة، لذلك يكون هناك بشكل عادي 395 قناة صوتية لكل شركة هاتف و تستخدم الترددات ال42 الاخرى من اجل قنوات التحكم ..

لذلك يتوفر لكل هاتف خلوي 56 قناة صوتية ، هذا يعني انه في كل خلية يستطيع 56 شخص التحدث على هواتفهم النقالة في آن واحد !و مع ظهور الجيل الثاني للهواتف النقالة تزايد عدد القنوات بحيث اصبحت هناك خلايا تضم 168 قناة صوتية او تردد فيها ..

تحتوي الهواتف الخلوية على اجهزة ارسال بقدرات منخفضة و في الاغلب في معظم الهواتف فان قدرة اجهزة الهاتف النقال هي اما 0,6 واط او 3 واط ( مقارنة مع راديو المسافات القصيرة الذي قدرة ارساله 4 واط ) ..و هذه القدرة المنخضة لها ميزة في اجهزة الهاتف النقال هي الاستهلاك المنخفض للطاقة ..

تتطلب الطريقة الخلوية وجود عدد كبير من المحطات الاساسية في كل مدينة ، فالمدينة الكبيرة يجب ان تحتوي مئات الابراج و لكن بما انه عدد كبير من الناس يستخدم الهواتف النقالة تبقى التكلفة منخفضة للشخص الواحد ..و لدى شركة الهواتف النقالة مكتب في كل مدينة ، الغرض منه تنسيق جميع الاتصالات الهاتفية مع نظام الاتصال الارضي العادي و مراقبة عمل المحطات الاساسية ..

و أخيرا ساتي على ذكر رموز الهواتف الخلوية و تستخدم هذه الرموز على الهاتف و مالكه و الجهة التي تقدم له الخدمات ..

وفيما يلي ما يحصل حينما تفتح هاتفك النقال و يحاول احد الاتصال بك ..

عندما تقول بشحن الهاتف لاول مرة فانه يستمع الى رمز معرف النظام System Identification Code ..على قناة التحكم و المراقبة و هذه القناة هي تردد خاص يستخدمه كل من الهاتف و المحطة الاساسية للتواصل مع بعضهما حول امور مثل الاعداد للمحادثة و تغيير القنوات ..و اذا لم يجد الهاتف اي قنوات تحكم و مراقبة للاستماع فستظهر له عبارة " خارج التغطية "...
عندما يتقلى الهاتف " رمز معرف النظام " فانه يقارنه مع رمز معرف النظام المبرمج فيه و اذا تطابق الرمزان عندئذ يعرف الهاتف ان الخلية التي يتواصل معها هي جزء من النظام المبرمج داخله ..
اضافة الى رمز معرف النظام يرسل الهاتف طلبا للتسجيل عن طريق MTSO اي Mobile Telephone Switching Office ..و هو المكتب المسؤول عن تنسيق و اعداد المخابرات بحيث يمكنه متابعة الخلية التي يوجد فيها هاتفك بشكل دائم ليحول اليها المخابرات الهاتفية التي تاتيك ..
يلتقط نظام MTSO المخابرة و يحاول البحث عنك و ينظر في المعطيات الموجودة لديه ليرى في اي خلية تتواجد انت ..
يلتقط نظام MTSO الترددين الذين سيستخدمهما هاتفك الخلوي في تلك الخلية لاستلام الاتصال ...
يتواصل النظام مع هاتفك عبر قناة التحكم لينقل اليه الترددات التي سيستخدمها في الاتصال ..و عندما يتحول هاتفك و البرج الى تلك الترددات يتم الاتصال و تستطيع انت و صديقك التكلم معا في نفس الوقت ..
عندما تقترب من حدود خليتك تعطي المحطة اشارة معينة بان الاشارة تتلاشى ..و في هذه الاثناء تعطي المحطة الاساسية في الخلية التي تتجه اليها ( تستمتع و تقيس قوة الارسال على جميع الترددات و ليس ضمن خليتها فقط ) بالتقاط تزايد قوة مؤشر هاتفك و تنسق المحطتان الاساسيتان في الخليتين بينهما من خلال نظام MTSO و عند نقطة معينة يتلقى هاتفك اشارة من قناة التحكم بتغيير الترددات و هذا ما يحول هاتفك الى خلية جديدة ...