¿Cómo funciona un teléfono con cable? ¿Cómo funciona la comunicación celular?

Los teléfonos destinados a funcionar en redes telefónicas incluyen los siguientes elementos obligatorios: un micrófono y un teléfono combinados en un auricular, un dispositivo de timbre, un transformador, un condensador de aislamiento, un marcador y un interruptor de palanca. En los diagramas de circuitos eléctricos, un teléfono se designa con la letra E.

Veamos brevemente el propósito de los elementos principales de un teléfono.

El micrófono se utiliza para convertir las vibraciones sonoras del habla y la señal eléctrica de la frecuencia del sonido. Los micrófonos pueden ser de carbono, de condensador, electrodinámicos, electromagnéticos, piezoeléctricos. Se pueden clasificar en activos y pasivos. Los micrófonos activos convierten directamente la energía sonora en energía eléctrica. En los micrófonos pasivos, la energía del sonido se convierte en un cambio en algún parámetro (generalmente capacitancia y resistencia). Para operar un micrófono de este tipo, se requiere una fuente de energía auxiliar.

En los teléfonos producidos en masa, por regla general, se utilizan micrófonos de carbono, en los que la resistencia eléctrica del polvo de carbono ubicado debajo de la membrana cambia bajo la influencia de las ondas sonoras. Las cápsulas de micrófono más utilizadas son los tipos MK-10, MK-16, que tienen una sensibilidad bastante alta (en los dispositivos descritos se utilizan principalmente micrófonos de carbono). En los diagramas de circuitos, el micrófono se designa con las letras latinas VM.

Cabe señalar que recientemente varios teléfonos también están equipados con micrófonos de condensador del tipo MKE-3, KM-4, KM-7.

Un teléfono es un dispositivo diseñado para convertir señales eléctricas en sonido y diseñado para funcionar en condiciones de estrés para el oído humano. Según sus características de diseño, los teléfonos se dividen en electromagnéticos, electrodinámicos, con sistema magnético diferencial y piezoeléctricos. En los aparatos telefónicos, los teléfonos de tipo electromagnético son los más extendidos. En estos teléfonos, las bobinas son fijas. Bajo la influencia de la corriente que fluye por las bobinas, surge un campo magnético alterno que impulsa una membrana móvil que emite vibraciones sonoras. En los teléfonos modernos se utilizan en

principalmente cápsulas telefónicas del tipo TK-67, y en dispositivos de diseños obsoletos, también TK-47 y TA-4.

La banda de frecuencia operativa para micrófonos y teléfonos utilizados en aparatos telefónicos es de aproximadamente 300...3500 Hz. En los diagramas de circuitos, el teléfono se designa con las letras latinas BF.

Para facilitar su uso, el micrófono y el teléfono se combinan en un auricular.

El dispositivo de timbre se utiliza para convertir la señal de timbre de CA en una señal de audio. Se utilizan dispositivos de timbre electromagnéticos o electrónicos. El primero de ellos es una campana de bobina simple o doble. La señal sonora se forma cuando el delantero golpea las campanas. La corriente que fluye por las bobinas con una frecuencia de 16...50 Hz creará un campo magnético alterno que pone en movimiento la armadura con el percutor. Como regla general, en las llamadas telefónicas se utilizan imanes permanentes que crean una cierta polaridad del circuito magnético, por lo que estas llamadas se denominan polarizadas. La resistencia de los devanados de la campana a la corriente continua es de 1,5...3 kOhm, la tensión de funcionamiento es de 30...50 V. En los diagramas de circuitos, la campana se designa con las letras latinas HA.

Un dispositivo de timbre electrónico convierte la señal de timbre en un tono de audio que puede imitar, por ejemplo, el canto de un pájaro. Como emisor acústico se utiliza un teléfono o un dispositivo de timbre piezoeléctrico VP-1. Estos dispositivos de timbre se utilizan, por ejemplo, en los teléfonos modernos TA-1131 "Lana", TA-1165 "Stella", etc. Los dispositivos de timbre electrónicos se fabrican mediante transistores.

El transformador del teléfono está diseñado para conectar elementos individuales de la parte parlante y hacer coincidir sus resistencias con la resistencia de entrada de la línea de abonado. Además, le permite eliminar el llamado efecto local, que se comentará a continuación. Los transformadores se fabrican con devanados separados o en forma de autotransformadores.

El condensador de separación sirve como elemento para conectar el dispositivo de llamada a la línea de abonado en modo de espera y recepción de llamadas. Esto garantiza una resistencia casi infinitamente alta del teléfono a la corriente continua y una baja resistencia a la corriente alterna. En los teléfonos se utilizan condensadores de aislamiento del tipo MBM y K73-P con una capacidad de 0,25...1 µF y una tensión nominal de 160...250 V.

El marcador suministra impulsos de marcación a la línea de abonado para establecer la conexión requerida. Los pulsos se utilizan para cerrar y abrir periódicamente la línea. Los teléfonos modernos utilizan marcadores mecánicos y electrónicos. Un marcador mecánico rotativo tiene un disco con diez agujeros. Cuando se gira el disco en el sentido de las agujas del reloj, se enrolla el resorte del mecanismo del marcador. Después de soltar el disco, gira en la dirección opuesta bajo la acción de un resorte y los contactos que conmutan la línea de abonado se abren periódicamente. La velocidad requerida y la uniformidad de rotación del disco se logran mediante la presencia de un regulador centrífugo o un mecanismo de fricción. La formación de impulsos con libre movimiento del disco asegura su frecuencia estable y el intervalo requerido entre paquetes de impulsos correspondientes a dos dígitos adyacentes del número marcado. El intervalo requerido está garantizado debido al hecho de que el número de aperturas de los contactos de pulso siempre se selecciona uno o dos más que el número de pulsos que se deben suministrar a la línea. Esto garantiza una pausa garantizada entre ráfagas de pulsos (0,2...0,8 s). En este caso, estos pulsos adicionales no ingresan a la línea, ya que en este momento los contactos de pulso son desviados por uno de los grupos de contactos del marcador. También hay contactos que cierran el teléfono al marcar un número para eliminar clics desagradables. La frecuencia de los pulsos generados por el marcador debe ser (10±1) pulsos/s. La cantidad de cables que conectan el marcador a otros elementos del teléfono puede ser de 3 a 5.

Los marcadores electrónicos, que están equipados con muchos teléfonos modernos (por ejemplo, TA-5, TA-7, TA-101), están fabricados con circuitos integrados y transistores. El número se marca presionando los botones del teclado, el llamado teclado. Dado que la velocidad de pulsación de botones puede ser tan alta como se desee, se ahorra una media de 0,5 segundos al marcar un dígito de un número. Además, los marcadores de teclado brindan a los usuarios varias comodidades para ahorrar tiempo:

recordar el último número marcado, posibilidad de recordar varias decenas de números, etc. Los marcadores electrónicos se alimentan tanto de la línea de abonado como de una red de 220 V a través de una fuente de alimentación.

El interruptor de palanca proporciona conexión a la línea de abonado de un dispositivo de timbre telefónico en estado inoperativo (el teléfono está encendido) y circuitos de conversación o un marcador en estado de funcionamiento (el teléfono está descolgado). Un interruptor de palanca es un grupo de varios contactos de conmutación que se activan al levantar el teléfono.

Además de los elementos enumerados, el teléfono también incluye resistencias, condensadores, diodos y transistores que forman el circuito parlante del dispositivo.

Consideremos el dispositivo del teléfono (TA) en su conjunto.

Cuando el teléfono funciona en modo conversacional, se produce un efecto local, es decir. escuchando su propio discurso en su teléfono. El efecto local se explica por el hecho de que la corriente que fluye a través del micrófono no solo llega a la línea del abonado, sino también a su propio teléfono. Para eliminar este fenómeno indeseable, se utilizan dispositivos anti-local en los teléfonos modernos.

Existen varios tipos de dispositivos de este tipo. Consideremos uno de ellos: un dispositivo antilocal de tipo puente (Fig. 1).

El micrófono VM1, el teléfono BF1, el circuito balanceado Zb y la línea Zl están interconectados por los devanados del transformador T1: lineal I, balanceado II y telefónico III. Durante una conversación, cuando cambia la resistencia del micrófono, las corrientes de audiofrecuencia conversacional fluyen a través de dos circuitos: lineal y balanceado. Del diagrama se desprende claramente que las corrientes que fluyen a través de los devanados I y II se suman con signos opuestos, por lo que no habrá corriente en el devanado 111 si las corrientes en los devanados lineales y equilibrados son de igual magnitud. Esto se logra mediante la selección adecuada de elementos del circuito de equilibrio Zb, cuyos parámetros dependen de los parámetros de la línea Zl. La resistencia de línea contiene componentes activos y capacitivos, por lo que el circuito equilibrado está formado por resistencias y condensadores.

La eliminación completa del efecto local se logra solo en una frecuencia específica y ciertos parámetros de línea, lo cual es imposible en condiciones reales, ya que la señal de voz contiene una amplia gama de frecuencias y los parámetros de línea varían ampliamente (dependiendo de la distancia del suscriptor). de la central telefónica, resistencias de transición y capacitancias en los cables, etc.), por lo que en la práctica el efecto local no se destruye por completo, sino que sólo se debilita.

Consideremos el esquema del teléfono TA-72M-5 (Fig. 2), diseñado para funcionar en redes urbanas. Su parte de conmutación y llamada consta de un interruptor de palanca SA1, un timbre HA1, un condensador separador C1 y un marcador SA2. La parte parlante del teléfono consta del teléfono BF1, el micrófono VM 1, el transformador T 1, un circuito balanceado (condensadores C1 y C2, resistencias R1-R3) y diodos limitadores VD1, VD2. La parte parlante se realiza según un esquema tipo contrapuente.

En el estado inicial de los contactos del interruptor de palanca SA1 y del marcador SA2, como se muestra en el diagrama, la campana HA1 y el condensador C1 conectados en serie están conectados a la línea y la parte parlante está apagada. Cuando aparece voltaje de timbre en los terminales 1 y 4 del teléfono, la corriente fluye a través del circuito: terminal 1 - puente - terminal 3 - devanado de campana - contactos normalmente cerrados SA1.2 del interruptor de palanca - condensador C1 - terminal 4. (El La dirección de la corriente se elige de forma condicional; por lo tanto, también se podría considerar que fluye desde el terminal 4 al terminal 1.) Después de escuchar la llamada, el abonado levanta el teléfono. En este caso, los contactos SA1.1 y SA1.2 cambian a otra posición, apagando el circuito de llamada y conectando el circuito de conversación a la línea. La resistencia de CC entre los terminales 1 y 4 varía desde muy alta (cientos de kiloohmios - megaohmios) hasta relativamente pequeña (cientos de ohmios), esto lo registran los dispositivos de la central telefónica y cambian al modo conversacional.

Al marcar un número, los contactos SA2.1 del marcador están en un estado cerrado durante la rotación hacia adelante y hacia atrás del disco, lo que evita el circuito conversacional y elimina la posibilidad de escuchar clics en el teléfono. Cuando el marcador gira hacia atrás, los contactos SA2.2 interrumpen el circuito lineal y los dispositivos de la estación registran el número del suscriptor llamado en función del número de dichas interrupciones.

Los diodos VD1 y VD2 limitan las sobretensiones en los devanados del teléfono y eliminan los sonidos agudos que son desagradables para el oído.

Para operar en redes de centrales telefónicas manuales se utilizan teléfonos sin marcador. El diagrama de uno de estos dispositivos (tipo TA-68CB-2) se muestra en la Fig. 3. Su principal diferencia con el dispositivo anterior es la ausencia de contactos del marcador y un grupo de contactos de interruptor de palanca, por lo que el timbre y el condensador C1 permanecen conectados a la línea en modo conversación. Sin embargo, en este modo prácticamente no influyen en el funcionamiento del teléfono.

En los dispositivos de comunicación telefónica descritos en este libro, se pueden utilizar aparatos telefónicos de producción industrial tanto con marcador (TA-68, TA-72M-5, TA-1146, etc.) como sin él (TA-68CB-2 y otros). similar). Pero los teléfonos sin marcador sólo son adecuados para centralitas telefónicas manuales. Si un radioaficionado tiene a su disposición un teléfono en el que solo funcionan el microteléfono y el timbre, también puede utilizarlo. En este caso, los elementos se conectan de acuerdo con el diagrama que se muestra en la Fig. 4. Condensador C1 - tipo K73-17, MBM, MBGO. Cabe señalar que en un teléfono de este tipo el efecto local se manifestará plenamente, pero en aras de la simplicidad se puede sacrificar algo de comodidad.

Echemos un vistazo breve a cómo se conmutan las líneas telefónicas en las PBX de la ciudad. Desde 1876, cuando el escocés A.G. Bell inventó el primer teléfono de dos hilos del mundo, el principio de comunicación telefónica no ha sufrido cambios significativos.

El diagrama para organizar la comunicación telefónica entre dos suscriptores se muestra en la Fig. 5. Corriente de alimentación para aparatos telefónicos El, E2 pro-

pasa por los estranguladores L1 y L2. Los inductores son necesarios para evitar que la corriente conversacional (alterna) se cortocircuite a través de la fuente de alimentación de CC Upit, cuya resistencia interna es muy pequeña y asciende a fracciones de ohmio. La fuente de corriente continua suele denominarse batería central (CB). Los inductores L1 y L2 tienen una resistencia CC relativamente baja (normalmente no más de 1 kOhm). La inductancia de los chokes es bastante grande y en el rango de frecuencia de las corrientes conversacionales (300...3500 Hz) creará una resistencia tan significativa a la corriente conversacional (alterna) que prácticamente no se ramifica en el banco central y fluye en el circuito entre los dispositivos E1 y E2. En las centrales telefónicas automáticas, los devanados de relés de dos devanados se suelen utilizar como estranguladores, y estos relés sirven simultáneamente para recibir una señal sobre una llamada a la estación por parte del suscriptor y una señal para finalizar la llamada (colgar).

El inductor genera una tensión de timbre alterna con una frecuencia de 16...50 Hz, que activa el dispositivo de timbre del teléfono deseado.

Inicialmente, la conmutación de abonados se realizaba manualmente en la PBX, luego se empezaron a utilizar buscadores de pasos y actualmente la conmutación se realiza de forma casi electrónica o electrónica. Dispositivos de conmutación PBX controlados por impulso.

señales de corriente continua, que son creadas por el marcador telefónico cuando el abonado marca los dígitos del número del abonado llamado.

La Figura 6 ilustra el principio más simple para establecer una conexión en una PBX. El teléfono del primer suscriptor E1 está conectado al banco central (Upit) a través de los devanados del relé K1 de dos devanados. Cuando el primer suscriptor levanta el auricular del dispositivo E1, el relé K1 se activa y los contactos K 1.2 suministran energía al devanado del relé K2. Este relé está diseñado de tal manera que el inducido no se libera inmediatamente después de que se elimina el voltaje de su devanado, sino con cierto retraso (en este caso, este retraso es de aproximadamente 0,1 s). Los contactos de relé K2.2 preparan el circuito de alimentación para el detector de cortocircuito paso a paso. Cuando el suscriptor E1 marca el número del suscriptor llamado, el circuito de alimentación de los devanados del relé K1 será interrumpido por los contactos del marcador del teléfono E1 (esto ocurre cuando el dial del marcador retrocede). Los contactos K1.1 suministran impulsos de energía al devanado del detector de cortocircuito paso a paso según el número del abonado llamado. Una vez que el marcador telefónico E1 haya terminado de girar, los contactos del buscador de pasos conectarán la línea de la persona que llama con la línea del destinatario, después de lo cual los suscriptores podrán mantener una conversación.

Cuando, al final de la conversación, el suscriptor coloca el auricular en el dispositivo E1, el relé K1 se liberará, sus contactos K 1.2 abrirán el circuito de alimentación del relé K2, que también se liberará después de 0,1 s. En este caso, a través de los contactos K2.1, KZ.4 y KZ.3, se suministrará energía al devanado del detector de cortocircuito paso a paso. El contacto KZ.4 se desliza a lo largo de la laminilla sólida del buscador de pasos y se abre sólo cuando el buscador de pasos vuelve a su estado inicial. El contacto KZ.3 es un contacto de interrupción automática del buscador paso a paso, que interrumpe el circuito de alimentación del devanado del buscador paso a paso cuando la armadura es atraída por el núcleo.

mella. Gracias a este contacto, se forma una serie de pulsos en el devanado de cortocircuito, que secuencialmente ajustan los contactos de cortocircuito.1 y cortocircuito.2 a su posición original.

La precisión del funcionamiento de los relés de abonado y del buscador de pasos depende del tiempo de apertura de los contactos del marcador, que no debe exceder los 0,1 s. De lo contrario, cuando se abran los contactos K 1.2, el relé K2 no podrá sujetar el inducido y no se producirá la conexión. Por tanto, los parámetros de los marcadores telefónicos deben cumplir los siguientes requisitos:

1) frecuencia de pulso del marcador 10±1 pulso/s;

2) período de repetición del pulso 0,95...0,105 s;

3) una pausa entre series de impulsos de al menos 0,64 s;

4) la relación entre el tiempo de apertura y el tiempo de cierre del contacto de impulso del marcador, denominado coeficiente de impulso, según el tipo de central telefónica 1,3...1,9.

La batería central de la central telefónica suministra a las líneas de abonado un voltaje constante Upit = 60 V. Cuando se retira el auricular del teléfono, la línea de la central telefónica se carga con la resistencia interna del teléfono, como resultado el voltaje en los terminales de línea cae a 10...20 V (dependiendo de la distancia del abonado según la central telefónica y el tipo de dispositivo utilizado). La resistencia interna de un teléfono cuando el auricular está descolgado puede ser de 200...800 ohmios, y la corriente operativa (conversacional) a través del dispositivo puede ser de 20...40 mA. La resistencia de la central telefónica llevada a las tomas del abonado, que incluye la resistencia de la línea, los devanados del relé K1 (ver Fig. 5) y la resistencia interna de la batería central, puede oscilar entre 600 ohmios y 2 kOhmios.

Para un teléfono con marcador giratorio, la marcación del número de un abonado se realiza de la siguiente manera: girando

marque en el sentido de las agujas del reloj hasta el tope del dedo, los contactos del marcador cierran la línea, y durante la rotación inversa la línea se abre el número de veces que corresponde al dígito marcado. En la figura. La figura 7 muestra un diagrama temporal del funcionamiento del teléfono.

La centralita utiliza una tensión alterna de 80...120 V con una frecuencia de 16...30 Hz como señal de timbre.

En los dispositivos de comunicación telefónica descritos en el libro, se utilizan dos métodos para conectar líneas telefónicas: paralelo y en serie (Fig. 8).

El circuito con conexión en paralelo de aparatos telefónicos se analizó anteriormente (Fig. 5). La diferencia entre el diagrama mostrado en la Fig. 8a, es que en lugar de dos inductores, se enciende un estabilizador de corriente CT, es decir una red de dos terminales, cuya corriente permanece sin cambios cuando los parámetros del circuito externo cambian dentro de ciertos límites.

En cualquier caso, la relación L1 + L2 = L= const es válida. por lo tanto, un cambio de corriente en el circuito del primer abonado provoca exactamente el mismo cambio de corriente en el circuito del segundo abonado, pero con signo opuesto. Esto asegura el mayor volumen de conversación posible. En la práctica, en los intercomunicadores, en lugar de un estabilizador de corriente, se puede utilizar una resistencia con una resistencia de 1...5 kOhm, sin embargo, hay que tener en cuenta que el volumen de la conversación disminuirá un poco.

En la figura. 8.6 muestra un diagrama de la conexión en serie de aparatos telefónicos. Con esta conexión, la corriente conversacional de un dispositivo fluye completamente a través del segundo dispositivo, lo que garantiza el máximo volumen de conversación posible (en determinadas condiciones).

Cabe señalar que en las centralitas telefónicas urbanas no se utiliza el método serial para conectar líneas telefónicas debido a la complejidad de cambiar los dispositivos. (En el libro, este método se utiliza en intercomunicadores y centralitas manuales).

El teléfono móvil es una parte integral de una sociedad moderna y tecnológicamente avanzada. A pesar de lo común y la aparente simplicidad de este dispositivo, muy pocas personas saben cómo funciona un teléfono móvil.

Dispositivo de teléfono móvil

Las tecnologías modernas y el progreso constante nos permiten crear teléfonos con una gran cantidad de funciones y capacidades. Con cada nuevo modelo, los teléfonos se vuelven más delgados, más bellos y más asequibles. A pesar de la gran variedad de modelos y fabricantes, todos estos dispositivos están diseñados según el mismo principio.

Básicamente, un teléfono móvil es un dispositivo receptor y transmisor que tiene un receptor, un transmisor y una antena de radio en su cuerpo. El receptor recibe una señal de radio, la convierte en impulsos eléctricos y la envía al altavoz de su teléfono en forma de ondas eléctricas. El hablante convierte estos impulsos eléctricos en el sonido que escuchamos cuando hablamos con la otra persona.

El micrófono capta su discurso, lo convierte en señales eléctricas y lo envía al transmisor incorporado. La tarea del transmisor es convertir los impulsos eléctricos en ondas de radio y transmitirlos a través de una antena a la estación más cercana. La antena sirve para mejorar la recepción y transmisión de ondas de radio desde el teléfono a la estación celular más cercana.

¿Cómo funciona un teléfono fijo?

El diseño de un teléfono fijo no se diferencia mucho del de un teléfono móvil. En un teléfono fijo no es necesario convertir los impulsos eléctricos en ondas de radio, ya que el contacto con el abonado se produce a través de un cable telefónico a través de una Central Telefónica Automática (ATS). La estación no necesita buscar un dispositivo dentro de su área de cobertura, y cuando marcas un número, te conecta automáticamente con el teléfono en el que está registrado ese número.

¿Cómo funciona la comunicación móvil?

Cada uno de nosotros tiene la oportunidad de observar visualmente una gran cantidad de torres de radio ubicadas en diferentes puntos de la ciudad. Estas torres, por regla general, se instalan en los lugares más altos posibles, en los techos de edificios de gran altura, en estructuras de otras comunicaciones o en sus propias torres estacionarias. Estas torres de radio se denominan estaciones base (BS). Puede observar que en las ciudades estas estaciones se instalan con mucha más frecuencia que en las zonas interurbanas. Esto se debe al hecho de que en los entornos urbanos hay muchas interferencias naturales en forma de edificios de hormigón y diversas estructuras metálicas, que degradan significativamente la calidad de la señal. Al mismo tiempo, un mayor número de suscriptores se concentra en las ciudades, lo que genera una gran carga en la red celular y para mantener una buena calidad de la comunicación se requiere una mayor cobertura.

Su teléfono tiene su propia identificación en forma del número de móvil de su tarjeta SIM. Cuando se enciende, el teléfono móvil escanea constantemente el área en busca de una red y selecciona automáticamente la Estación Base que proporciona la mejor calidad de señal. Al mismo tiempo, informa a la estación sobre su ubicación y estado, por lo que la computadora central del operador celular siempre sabe qué estación base está cubierta por el teléfono y si está listo para recibir una señal de llamada. Tan pronto como otra persona llama a su número, la computadora detecta su ubicación y envía una señal de timbre a su teléfono. Si el teléfono está apagado o no está dentro del alcance de la estación base más cercana, la computadora le indica que el suscriptor está fuera de cobertura y no puede recibir una llamada.

aslán Escribió el 2 de febrero de 2016.

Recientemente, las comunicaciones móviles se han arraigado tan firmemente en nuestra vida cotidiana que es difícil imaginar la sociedad moderna sin ellas. Como muchos otros grandes inventos, el teléfono móvil ha influido mucho en nuestra vida y en muchos ámbitos de la misma. Es difícil decir cómo sería el futuro si no fuera por este conveniente tipo de comunicación. Probablemente lo mismo que en la película "Regreso al futuro 2", donde hay autos voladores, patinetas flotantes y mucho más, ¡pero no hay comunicación celular!

Pero hoy, en un reportaje especial para, la historia no se centrará en el futuro, sino en cómo se estructuran y funcionan las comunicaciones móviles modernas.

Para conocer el funcionamiento de las modernas comunicaciones móviles en formato 3G/4G, me invité a visitar el nuevo operador federal Tele2 y pasé todo el día con sus ingenieros, quienes me explicaron todos los entresijos de la transmisión de datos a través de nuestro teléfono móvil. teléfonos.

Pero primero les contaré un poco sobre la historia de las comunicaciones celulares.

Los principios de la comunicación inalámbrica se probaron hace casi 70 años: el primer radioteléfono móvil público apareció en 1946 en St. Louis, EE. UU. En la Unión Soviética, se creó un prototipo de radioteléfono móvil en 1957, luego los científicos de otros países crearon dispositivos similares con diferentes características, y solo en los años 70 del siglo pasado en Estados Unidos se determinaron los principios modernos de la comunicación celular, después de lo cual comenzó su desarrollo.

Martin Cooper es el inventor del prototipo de teléfono celular portátil Motorola DynaTAC, pesa 1,15 kg y mide 22,5 x 12,5 x 3,75 cm.

Si en los países occidentales, a mediados de los años 90 del siglo pasado, las comunicaciones celulares estaban muy extendidas y eran utilizadas por la mayoría de la población, en Rusia recién comenzaron a aparecer y estuvieron disponibles para todos hace poco más de 10 años.

Los voluminosos teléfonos móviles con forma de ladrillo que funcionaban en formatos de primera y segunda generación han pasado a la historia, dando paso a los teléfonos inteligentes con 3G y 4G, mejores comunicaciones de voz y altas velocidades de Internet.

¿Por qué la conexión se llama celular? Porque el territorio en el que se proporciona la comunicación se divide en celdas o celdas separadas, en cuyo centro se encuentran las estaciones base (BS). En cada “célula”, el abonado recibe el mismo conjunto de servicios dentro de ciertos límites territoriales. Esto significa que al pasar de un celular a otro, el abonado no siente apego territorial y puede utilizar libremente los servicios de comunicación.

Es muy importante que haya continuidad de conexión al moverse. Esto se consigue gracias al llamado traspaso, en el que la conexión establecida por el suscriptor es, por así decirlo, retomada por las células vecinas en una carrera de relevos, y el suscriptor continúa hablando o profundizando en las redes sociales.

Toda la red se divide en dos subsistemas: el subsistema de estación base y el subsistema de conmutación. Esquemáticamente se ve así:

En el medio de la "célula", como se mencionó anteriormente, se encuentra una estación base, que normalmente da servicio a tres "células". La señal de radio de la estación base se emite a través de 3 antenas sectoriales, cada una de las cuales apunta a su propia "célula". Sucede que varias antenas de una estación base están dirigidas a una "célula". Esto se debe al hecho de que la red celular opera en varias bandas (900 y 1800 MHz). Además, una determinada estación base puede contener equipos de varias generaciones de comunicaciones (2G y 3G).

Pero las torres de Tele2 BS sólo cuentan con equipos de tercera y cuarta generación, 3G/4G, ya que la empresa decidió abandonar los formatos antiguos en favor de otros nuevos, que ayudan a evitar interrupciones en las comunicaciones de voz y proporcionan una conexión a Internet más estable. Los habituales de las redes sociales me apoyarán en el hecho de que hoy en día la velocidad de Internet es muy importante, 100-200 kbps ya no es suficiente como lo era hace un par de años.

La ubicación más común para una BS es una torre o mástil construido específicamente para ella. Seguramente podrás ver las torres BS rojas y blancas en algún lugar alejado de los edificios residenciales (en un campo, en una colina), o donde no haya edificios altos cerca. Como éste, que se ve desde mi ventana.

Sin embargo, en las zonas urbanas es difícil encontrar un lugar para colocar una estructura masiva. Por tanto, en las grandes ciudades, las estaciones base están ubicadas en edificios. Cada estación capta señales de teléfonos móviles a una distancia de hasta 35 km.

Estas son antenas, el equipo BS en sí está ubicado en el ático o en un contenedor en el techo, que es un par de gabinetes de hierro.

Algunas estaciones base están ubicadas en lugares que ni siquiera imaginarías. Como, por ejemplo, en el tejado de este aparcamiento.

La antena BS consta de varios sectores, cada uno de los cuales recibe/envía una señal en su propia dirección. Si la antena vertical se comunica con los teléfonos, entonces la antena redonda conecta la BS al controlador.

Dependiendo de las características, cada sector puede atender hasta 72 llamadas simultáneamente. Una BS puede constar de 6 sectores y atender hasta 432 llamadas, pero normalmente se instalan menos transmisores y sectores en las estaciones. Los operadores de telefonía móvil como Tele2 prefieren instalar más BS para mejorar la calidad de la comunicación. Como me dijeron, aquí se utilizan los equipos más modernos: estaciones base Ericsson, red de transporte: Alcatel Lucent.

Desde el subsistema de estación base, la señal se transmite hacia el subsistema de conmutación, donde se establece una conexión en la dirección deseada por el abonado. El subsistema de conmutación tiene una serie de bases de datos que almacenan información del suscriptor. Además, este subsistema es responsable de la seguridad. En pocas palabras, el cambio está completo. Tiene las mismas funciones que las operadoras que antes te conectaban con el abonado con las manos, solo que ahora todo esto sucede de forma automática.

El equipo de esta estación base está escondido en este armario de hierro.

Además de las torres convencionales, también existen versiones móviles de estaciones base ubicadas en camiones. Son muy convenientes de usar durante desastres naturales o en lugares concurridos (estadios de fútbol, ​​plazas centrales) durante vacaciones, conciertos y diversos eventos. Pero, lamentablemente, debido a problemas legislativos, aún no han encontrado una aplicación amplia.

Para garantizar una cobertura óptima de la señal de radio a nivel del suelo, las estaciones base están diseñadas de forma especial, a pesar del alcance de 35 km. la señal no se extiende a la altitud de vuelo de la aeronave. Sin embargo, algunas aerolíneas ya han comenzado a instalar pequeñas estaciones base en sus tableros que brindan comunicación celular dentro del avión. Una BS de este tipo está conectada a una red celular terrestre mediante un canal satelital. El sistema se complementa con un panel de control que permite a la tripulación encender y apagar el sistema, así como cierto tipo de servicios, por ejemplo, apagar la voz en vuelos nocturnos.

También miré en la oficina de Tele2 para ver cómo los especialistas monitorean la calidad de las comunicaciones celulares. Si hace unos años en una habitación así se hubieran colgado hasta el techo monitores que mostraban datos de la red (carga, fallas de la red, etc.), con el tiempo la necesidad de tantos monitores desapareció.

Las tecnologías han evolucionado enormemente con el tiempo y una sala tan pequeña con varios especialistas es suficiente para controlar el funcionamiento de toda la red en Moscú.

Algunas vistas desde la oficina de Tele2.

En una reunión de empleados de la empresa se discuten los planes para capturar la capital) Desde el inicio de la construcción hasta hoy, Tele2 ha logrado cubrir todo Moscú con su red y poco a poco está conquistando la región de Moscú, lanzando más de 100 estaciones base por semana. . Como ahora vivo en la región, es muy importante para mí. para que esta red llegue a mi pueblo lo más rápido posible.

Los planes de la compañía para 2016 incluyen proporcionar comunicaciones de alta velocidad en el metro en todas las estaciones; a principios de 2016, las comunicaciones Tele2 están presentes en 11 estaciones: comunicaciones 3G/4G en las estaciones de metro Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki y Lermontovsky Prospekt; , “Troparevo”, “Shipilovskaya”, “Zyablikovo”, 3G: “Belorusskaya” (Anillo), “Spartak”, “Pyatnitskoye Shosse”, “Zhulebino”.

Como dije anteriormente, Tele2 abandonó el formato GSM en favor de los estándares de tercera y cuarta generación: 3G/4G. Esto le permite instalar estaciones base 3G/4G con una frecuencia más alta (por ejemplo, dentro de la carretera de circunvalación de Moscú, las BS están ubicadas a una distancia de aproximadamente 500 metros entre sí) para proporcionar comunicaciones más estables e Internet móvil de alta velocidad. lo que no ocurría en redes de formatos anteriores.

Desde la oficina de la empresa, yo, en compañía de los ingenieros Nikifor y Vladimir, me dirijo a uno de los puntos donde es necesario medir la velocidad de comunicación. Nikifor se encuentra frente a uno de los mástiles en los que están instalados los equipos de comunicaciones. Si miras de cerca, verás un poco más a la izquierda otro mástil similar, con equipos de otros operadores de telefonía celular.

Curiosamente, los operadores de telefonía móvil a menudo permiten a sus competidores utilizar sus estructuras de torres para colocar antenas (naturalmente en condiciones mutuamente beneficiosas). Esto se debe a que construir una torre o un mástil es una propuesta costosa y ¡un intercambio de este tipo puede ahorrar mucho dinero!

Mientras medíamos la velocidad de comunicación, abuelas y tíos que pasaban le preguntaron varias veces a Nikifor si era un espía)) “¡Sí, estamos interfiriendo Radio Liberty!”

El equipamiento realmente parece inusual; por su apariencia se puede suponer cualquier cosa.

Los especialistas de la empresa tienen mucho trabajo por hacer, teniendo en cuenta que la empresa tiene más de 7.000 empleados en Moscú y la región. estaciones base: alrededor de 5 mil de ellas. 3G y unos 2 mil. Estaciones base LTE, y recientemente el número de estaciones base ha aumentado en aproximadamente mil.
En sólo tres meses, el 55% del número total de estaciones base de nuevos operadores en la región se pusieron al aire en la región de Moscú. Actualmente, la empresa ofrece una cobertura de alta calidad del territorio donde vive más del 90% de la población de Moscú y la región de Moscú.
Por cierto, en diciembre la red 3G de Tele2 fue reconocida como la de mejor calidad entre todos los operadores de la capital.

Pero decidí comprobar personalmente qué tan buena es la conexión de Tele2, así que compré una tarjeta SIM en el centro comercial más cercano en la estación de metro Voykovskaya, con la tarifa más sencilla "Very Black" por 299 rublos (400 SMS/minutos y 4 GB). Por cierto, tenía una tarifa similar de Beeline, que costaba 100 rublos más.

Comprobé la velocidad sin alejarme de la caja registradora. Recepción - 6,13 Mbps, transmisión - 2,57 Mbps. Teniendo en cuenta que estoy en el centro de un centro comercial, este es un buen resultado; la comunicación Tele2 atraviesa bien las paredes de un gran centro comercial.

En el metro Tretyakovskaya. Recepción de señal - 5,82 Mbps, transmisión - 3,22 Mbps.

Y en la estación de metro Krasnogvardeyskaya. Recepción - 6,22 Mbps, transmisión - 3,77 Mbps. Me detuve en la salida del metro. Si tenemos en cuenta que estamos en las afueras de Moscú, es muy decente. Creo que la conexión es bastante aceptable, podemos decir con seguridad que es estable, teniendo en cuenta que Tele2 apareció en Moscú hace sólo un par de meses.

En la capital hay una conexión estable de Tele2, lo cual es bueno. Realmente espero que vengan a la región lo antes posible y pueda aprovechar al máximo su conexión.

¡Ahora sabes cómo funciona la comunicación celular!

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Es un poco triste que la gran mayoría de las personas, cuando se les pregunta: "¿Cómo funciona la comunicación celular?", respondan "por aire" o incluso "no lo sé".

Continuando con este tema, tuve una conversación divertida con un amigo sobre el tema de las comunicaciones móviles. Esto sucedió exactamente un par de días antes de lo que celebraron todos los comunicadores y trabajadores de telecomunicaciones. Día festivo del "Día de la Radio". Sucedió que debido a su ardiente posición de vida, mi amigo creyó que La comunicación móvil funciona sin cables vía satélite.. Exclusivamente debido a las ondas de radio. Al principio no pude convencerlo. Pero después de una breve conversación todo encajó.

Después de esta “conferencia” amistosa, surgió la idea de escribir en un lenguaje sencillo sobre cómo funcionan las comunicaciones celulares. Todo es como es.

Cuando marcas un número y empiezas a llamar, o alguien te llama, entonces tu El teléfono móvil se comunica a través del canal de radio. desde una de las antenas de la estación base más cercana. ¿Dónde están estas estaciones base?

tenga en cuenta Naves industriales, rascacielos urbanos y torres especiales.. Sobre ellos se encuentran grandes bloques rectangulares grises con antenas sobresalientes de varias formas. Pero estas antenas no son de televisión ni de satélite, sino transceptor operadores celulares. Están dirigidos en diferentes direcciones para proporcionar comunicación a los suscriptores desde todas las direcciones. Después de todo, ¿no sabemos de dónde vendrá la señal y adónde nos llevará el posible suscriptor con el teléfono? En la jerga profesional, las antenas también se denominan “sectores”. Como regla general, se establecen de uno a doce.

Desde la antena la señal se transmite por cable directamente a la unidad de control de la estación.. Juntos forman la estación base [antenas y unidad de control]. Varias estaciones base, cuyas antenas sirven a un área separada, por ejemplo, un distrito de la ciudad o un pueblo pequeño, están conectadas a una unidad especial: controlador. Normalmente se conectan hasta 15 estaciones base a un controlador.

A su vez, los controladores, que también pueden ser varios, están conectados mediante cables al "think tank" - cambiar. El conmutador proporciona salida y entrada de señales a líneas telefónicas de la ciudad, a otros operadores celulares, así como a operadores de comunicaciones internacionales y de larga distancia.

En redes pequeñas, solo se usa un conmutador; en las más grandes, que atienden a más de un millón de suscriptores a la vez, se pueden usar dos, tres o más conmutadores, nuevamente interconectados por cables.

¿Por qué tanta complejidad? Los lectores se preguntarán. parecería simplemente puedes conectar las antenas al interruptor y todo funcionará. Y aquí hay estaciones base, conmutadores, un montón de cables... Pero no es tan sencillo.

Cuando una persona se desplaza por la calle a pie o en coche, tren, etc. y al mismo tiempo hablar por teléfono, es importante asegurarse continuidad de la comunicación. Los señalizadores llaman al proceso de traspaso del servicio en redes móviles el término "Entregar". Es necesario cambiar oportunamente el teléfono del suscriptor de una estación base a otra, de un controlador a otro, etc.

Si las estaciones base estuvieran conectadas directamente al conmutador, entonces todos estos la conmutación tendría que ser gestionada por el interruptor. Y el “pobre” ya tiene algo que hacer. El diseño de red multinivel permite distribuir uniformemente la carga en los equipos técnicos.. Esto reduce la probabilidad de falla del equipo y la consiguiente pérdida de comunicación. Después de todo, todos interesado en comunicación ininterrumpida, ¿verdad?

Entonces, habiendo llegado al interruptor, nuestra llamada se transfiere a luego, a la red de otro operador de telefonía móvil, comunicaciones urbanas de larga distancia e internacionales. Por supuesto, esto sucede a través de canales de comunicación por cable de alta velocidad. La llamada llega a la centralita otro operador. Al mismo tiempo, este último “sabe” en qué territorio [en el área de cobertura, qué controlador] se encuentra actualmente el abonado deseado. El conmutador transmite una llamada telefónica a un controlador específico, que contiene información en el área de cobertura de en qué estación base se encuentra el destinatario de la llamada. El controlador envía una señal a esta única estación base y ésta, a su vez, “interroga”, es decir, llama al teléfono móvil. Tubo empieza a sonar de forma extraña.

Todo este largo y complejo proceso en realidad requiere 2-3 segundos!

De la misma forma se producen llamadas telefónicas a diferentes ciudades de Rusia, Europa y el mundo. Para contacto Los conmutadores de varios operadores de telecomunicaciones utilizan canales de comunicación de fibra óptica de alta velocidad.. Gracias a ellos, una señal telefónica recorre cientos de miles de kilómetros en cuestión de segundos.

¡Gracias al gran Alexander Popov por brindarle radio al mundo! Si no fuera por él, tal vez ahora nos veríamos privados de muchos de los beneficios de la civilización.

¿Suena tu teléfono nada más sentarte a cenar? ¡Qué vergüenza Alex Bell! Después de todo, fue él, Alexander Graham Bell, quien patentó el teléfono en 1876, superando a muchos inventores. El principio básico del teléfono nunca cambió: todos los inventores estuvieron de acuerdo en que el sonido podía convertirse en señales eléctricas, enviarse a través de cables y volver a convertirse en sonido en otro teléfono en otra ciudad (o incluso en otro continente). Teléfono es un nombre muy apropiado para este dispositivo, ya que proviene de dos palabras griegas que significan "sonido distante".

¿Cómo funciona el teléfono? El teléfono está conectado a una toma de corriente exclusiva. Una corriente eléctrica con características especiales viaja desde la compañía telefónica a través de cables en postes o bajo tierra hasta llegar a tu hogar.

Cuando levantas el teléfono para llamar a tu abuela, se crea una corriente eléctrica en los cables. Un dispositivo especial en la central telefónica, al registrar esta corriente, envía un tono de marcado, informándole que la central está lista para procesar su llamada.

Por ejemplo, el número de tu abuela es 555-24-68. Marcas 5. Si tienes un dial de pulso antiguo, donde giras el dial del teléfono con el dedo y lo sueltas, escucharás cinco clics, interrumpiendo la corriente eléctrica, y en la central telefónica una máquina especial contará los clics. Si tiene marcación por tonos, el marcador enviará una señal a la estación para cada dígito y, por lo tanto, el equipo de conmutación distinguirá 5 de 2.

Cuando marcas el número completo, el dispositivo de conmutación verificará si tu abuela está hablando por teléfono actualmente. Si ya está hablando, el dispositivo le dará una señal de ocupado; si no, el interruptor hará sonar su teléfono. Cuando tu abuela levante el teléfono, entrará corriente en su teléfono y la centralita recibirá una señal para que deje de llamar. Y ahora ustedes dos están en contacto.

En la parte inferior de cualquier auricular de teléfono hay un recipiente lleno de carbón en polvo.

Cuando tu abuela levanta el teléfono, una corriente eléctrica fluye hacia el polvo. Un fino disco metálico entra en contacto con este carbón. Cuando la abuela habla, las ondas sonoras hacen que el disco vibre. El disco vibratorio comprime pequeñas partículas de carbón, cambiando así el flujo de corriente eléctrica a través de él. La voz de tu abuela se compone de sonidos individuales que producen cambios únicos en la corriente eléctrica. Como resultado, las ondas sonoras se convierten en ondas eléctricas. Las ondas eléctricas que transportan estos sonidos viajan a lo largo de cables hasta la central telefónica. Aquí, esta corriente se redirige a los cables que conducen a su casa, todo en cuestión de segundos, y entra en la bobina del electroimán de su teléfono. Los cambios en la corriente eléctrica hacen que el electroimán emita un campo magnético oscilante que atrae y repele continuamente un disco metálico unido a un pequeño electroimán permanente dentro de la carcasa del teléfono. El disco de metal en movimiento crea ondas sonoras que llevan la voz de la abuela directamente al oído. Y luego escuchas tu propia voz: "¡Hola, cariño!"