Egy lépés jobbra, egy balra, cellaváltás, van térerő!

2016.09.22. 07:29

Mindenfelé közlekedünk, közben pedig nyomkodjuk a telefont, hívást indítunk róla, üzeneteket küldünk, csetelünk, netezünk. De miért és hogyan van erre lehetőség? Miért megy el néha a térerő, és miért nehéz szilveszterkor telefonálni?

Valószínűleg meglehetősen kevesen néztek eddig a kulisszák mögé, hogy mégis miért van térerő a telefonon, miért van az, hogy egy kirándulás alkalmával nem tudunk telefonálni az erdő kellős közepén?

A hálózatok működése persze nem egyszerű, meglehetősen összetett dolog, ami a technológiai fejlődés ellenére is nagyjából hasonlóan működik, mint jó néhány évvel ezelőtt.

A távolság manapság nem akadályForrás: Oliver Telecom

No de mire van szükség ahhoz, hogy a hálózaton kommunikáljunk? Nem meglepő módon egy eszközre, jellemzően mobiltelefonra, vagy manapság már egy okostelefonra.

A SIM-kártyán aztán megtalálhatóak azok az információk (a chipben tárolva), amik segítenek a felhasználó azonosításában. Éppen ezért ha a kártyát egy másik készülékbe helyezzük, akkor is ugyanúgy fog működni, mint előtte.

A bázisállomás legfőbb elemei: adóvevő, kábelek és antennaForrás: YouTube (Teracom Training Institute)

A folyamat nélkülözhetetlen eleme még a bázisállomás, ami három fő komponensből épül fel.

Van az adóvevő állomás (BTS), lényegében az a hatalmas doboz a földön, ami energiát mozgat gigahertzes frekvencián, méghozzá a felül lévő antennákhoz. Az utat a jel a meglehetősen vastag koaxiális kábelen keresztül teszi meg.

Az antennák az elektromos jelet mágneses hullámokká alakítják, lényegében ebből lesznek a különböző frekvenciák.

Antennákból is többféle létezik. Van olyan, ami úgy néz ki, mintha több vékony rudat egymás mellé helyeznénk, akár egy máglyán - ezek mindenfelé szórják a jelet. A vastagabb, négyszögletes darabok csak egy irányban működnek - ezek a jellemzőbbek, ám csak egy bizonyos területet fednek le.

Az állomások egymás között vagy kábelen, vagy rádióhullámok segítségével kommunikálnak, így hozzák létre a gerinchálózatot.

Ebbe a hálózatba még egy kapcsoló is beépül, ami azt az információt figyeli, hogy a SIM-kártya (és egyben a telefon) melyik állomáshoz van éppen felcsatlakozva. Illetve így lehet vizsgálni, hogy az előfizetésen például van-e tartozás, hiszen a hívások engedélyezése ettől is függ.

Valahogy így épül fel a rendszerForrás: YouTube (Teracom Training Institute)

A bázisállomások által ellátott terület a cella - ezt olyannak képzeljük el, mint az utcai lámpák fényét: amely területet megvilágítja egy adott hatókörben, az a cella. Háromfélét különböztetünk meg: a mikrocellák 2 kilométeres, a pikocellák 200 méteres, a femtocellák pedig 10 méteres sugarat fednek le - ezek között folyamatosan vált a telefon, mindig a legerősebbet veszi előbb.

Viszonyításképp egy femtocella egy háztartás (2-4 mobil) vagy kisvállalkozás (8-16 mobil) kiszolgálására képes.

A telefon folyamatosan vált a bázisállomások köztForrás: Origo

Az éppen szabad frekvenciákra a Nemzeti Média- és Hírközlési Hatóság ír ki mobiltendert. Többek közt van már 800, 900, 1800, 1900 megahertzes frekvencia, a lista a tervek szerint 2020-ban debütáló 5G-vel fog tovább bővülni.

Az okostelefonok ezeken keresztül kommunikálnak a tornyokkal: két frekvenciát használnak egyszerre, egyiken mennek a telefonról a hálózat felé az információk, a másikon értelemszerűen visszafelé. Aszerint váltogatják, hogy mekkora adatcsomagot kell továbbítani:  ugyanis minél alacsonyabb a frekvencia (a MHz értéke), annál kevesebb adatot tud mozgatni, de annál nagyobb a hatótávolsága.

Épp ezért ritkán lakott területen, vagy autópálya mentén általában alacsonyabb frekvenciával operálnak, szellősebben vannak a tornyok, de lassabb is a mobilnet és az adattovábbítás. Szemben a sűrűn lakott városokkal, ahol az 1800 Mhz a gyakoribb: sűrűbben kell felhúzni tornyot, de több adatot továbbít, és több embert képes kiszolgálni.

A szolgáltatók a magasabb épületeket használják ki az antennák telepítésére: templomtorony, híd, emlékmű, toronyháztető.

Utazik a hang

Kérdés viszont, hogy a hangunkat hogyan továbbítja a telefon? Mert a rádiófrekvenciák nem mindig megbízhatóak, így többszörös jelfeldolgozásra számíthatunk.

Első körben a beszéd- (rövid egységekben), majd a csatornakódolás (hibaelhárítás miatt) következik, de egyes lépésekben még a rádiózás által gerjesztett interferenciák kiküszöbölése és a titkosítás is megtörténik. Kvázi egy analóg jel digitálissá alakul,  természetesen villámgyorsan, ám hiába utazik a jel fénysebességgel, még így is érezhető némi késés, pár tizedmásodpercben mérve.

Nagy előrelépés volt, hogy ameddig 2G hálózat esetén csak egy, 3G óta már több bázisállomásra is fel tudott csatlakozni a telefon.

Van, ahol még ma is vadászni kell a hálózatotFotó: Bielik István - Origo

Az SMS rendkívül hasonlóan működik: csak itt a Mobil Szolgálati Kapcsolóközpont (MSC) helyett már a Rövid Üzenet Szolgálati Központ (SMSC) dolgozik. A Honos Előfizetői Helyregiszter (HLR) mondja meg, hogy a címzett fenn van-e a hálózaton (akárcsak hívás esetén), illetve megvizsgálja azt is, hogy melyik hálózatba megy a szöveges üzenet.

Fontos, hogy a telefonban a helyes üzenetközpont száma legyen megadva,  amivel 99 százalékban nem is szokott gond lenni - ezután a rendszer továbbküldi az üzenetet.

Ha a címzett készüléke épp nincs a hálózaton (térerőhiány, vagy csak kikapcsolta a telefont), akkor az a szolgálati központ (SMSC) tárolja addig az SMS-t, majd akkor küldi tovább, ha az adott telefonszám újra elérhetővé válik. A tartalmat ezután "elfelejti", csupán a metaadatokat tárolja: azaz melyik szám melyik számnak küldött szöveges üzenetet.

Mi csak annyit látunk, hogy rányomunk a küldés gombra, és az SMS ott terem a címzettnéldreamstime

Végül, de nem utolsósorban a térerőről érdemes néhány szót ejteni. Ez az, amit a telefon különféle formában (csíkokkal, piktogramokkal) kijelez, kvázi mutatva, hogy mennyire erős a hálózati lefedettség. Hivatalosan decibel milliwatt (dBm) a mérőszáma: a -40 és -80 közötti tartomány a legoptimálisabb:

A térerő alakulása (dBm = decibel milliwatt)Forrás: Business Insider

A térerőt megannyi dolog befolyásolhatja egy épület, hegy árnyékolhat, a nagy viharok gyengítik a jelet, hiszen a rádióhullámok sem tudnak mindenen áthatolni.

Egyedi megoldás lehet a műholdas telefon, hiszen ilyenkor a jel nem közvetlenül a földről, hanem a Föld körül keringő műholdakról érkezik, így lehet telefonálni extrémebb helyeken (sivatag, esőerdő), ám ez egy nagyon költséges megoldás.

---

A cikk megjelenését a Magyar Telekom támogatta.

További cikkek: