من المدهش أن تعرف أن جهاز الجوال هو جهاز يشبه في عمله جهاز
الراديو، ولكن راديو بدرجة عالية من الدقة والتعقيد. أخترع
التلفون العادي بواسطة العالم الاكسندر جراهام بل
Alexander Graham Bell في 1876، والاتصالات اللاسلكية تطورت
نتيجة لاختراع وتطور اجهزة الراديو الذي اخترع بواسطة العالم
نيكولاي تسلا
Nikolai Tesla
في 1894. ومن الجدير بالذكر أنه من الطبيعي أن تتحد وتندمج فكرة
الهاتف والراديوا معا.
هذا بالنسبة لتلفونات الراديو، أما في نظام تلفون الجوال فإن
المدينة تقسم إلى خلايا صغيرة
cells
وفي كل خلية يوجد محطة ارسال (أنتينا)، وبهذه
الطريقة يمكن اعادة استخدام نفس التردد على كل المدينة وبالتالي
فإن الملايين من الأفراد يمكنهم استخدام الجوال في نفس الوقت،
|
|
تقسيم المدينة إلى خلايا
Cells ادى إلى تسمية الجوالات بالانجليزية
Cell
Phone أي الجوال الخلوي وهذا هو الاساس في التسمية، أما كلمة المحمول
والجوال فهي دلالات على قابلية التحدث من أي مكان في العالم.
لفهم دقيقة لفكرة عمل الجوال سوف نقوم بمقارنة الجوال مع بعض الأجهزة اللاسلكية
مثل جهاز
CB radio
ووهو اختصار لما يعرف باسم جهاز راديو موجة المدينة (City
Band Radio)
وللتعرف أكثر على هذا الجهاز اطلع على الموقع التالي على الانترنت
http://en.wikipedia.org/wiki/Cb_radio
CB Radio
كما سوف نقارن الجوال بجهاز أخر معروف أكثر لنا وهو أو جهاز
walkie-talkie
وهو جهاز يعمل بنظام راديو ارسال واستقبال. وستجد المزيد عن هذا الجهاز على
الموقع التالي على شبكة الإنترنت
http://en.wikipedia.org/wiki/Walkie-talkie
Walkie-Talkie
عناصر المقارنة بين جهازي
CB
radios و
Walkie-Talkie
وجهاز الجوال هي
-
طريقة
الاتصال
Duplex
-
القناوات
Channels
-
المدى
Range
كلأ من جهازي
CB
radios و
Walkie-Talkie يعتبران أجهزة ذات
half-duplex، حيث أن في أجهزة
CB
Radio يتم الاتصال بين شخصين باستخدام نفس التردد، لذا فإن شخص واحد فقط
يستطيح التحدث والأخر يستمع. أما الجوال فيعمل بنظام
full-duplex وهذا يعني أن هناك تردد مخصص للحديث وتردد اخر مختلف للاستماع مما
يعني أن كلأ الشخصين يمكنهما التحدث في نفس الوقت.
إن مصطلح كلمة "Duplex"
يعني امكانية ارسال واستقبال البيانات بين الأجهزة الإلكترونية باستخدام الصوت.
ولمزيد من المعلومات عن هذا المصطلح تجده على الموقع التالي
http://telecom.hellodirect.com/docs/Tutorials/DuplexExplained.1.080801.asp
يوجد في أجهزة
walkie-talkie
قناة واحدة للاتصال بينما في أجهزة
CB
radio يوجد 40 قناة للاتصال. ولكن في أجهزة الجوال يتعامل مع أكثر من 1664
قناة
اتصال بين سائقي شاحنتين يستخدما نظام راديوا يعمل على تردد واحد (half-duplex) حيث يتحدث أحدهما والأخر يستمع،
في
أجهزة الراديو التي تعمل بنظام
full-duplex
فإن الشخصين المتحدثين يستخدما ترددات مختلفة مما يسمح لهما التحدث في نفس
الوقت
ولتوضيح فكرة تقسيم المدينة إلى خلايا فسوف نستعين بالشكل التوضيحي أدناه، حيث
تقسم المدينة إلى خلايا كل خلية بمساحة 26 كيلومتر مربع وتأخذ شكل سداسي ا
لأضلاع كما في الشكل. كل خلية من الخلايا التي قسمت إليها المدينة تحتوي على
محطة تقوية تحتوي على برج يحمل معدات ارسال راديو.
وبسبب أن أجهزة الجوال ومحطات الارسال تعمل بقدرة منخفضة فإن نفس الترددات يمكن
ان تستخدم في الخلايا البعيدة مثل الخليتين المميزتين باللون الداكن الموضحتين
في الشكل أعلاه.
ملاحظة:
أنظمة الهواتف الخلوية التي تعمل بالنظام التناظري
analog
تسمى بتكنولوجيا جوال الجيل الأول
first-generation mobile technology
ويرمز لها بالرمز
1G.
ونظام الهواتف الخلوية التي عملت بالنظام الرقمي تسمى تكنولويجا الجيل الثاني
2G
حيث ازدادت عدد القنوات المتوفرة للاستخدام بحوالي ثلاثة اضعاف أي أصبح 168
قناة متوفرة للاتصال في نفس الوقت للخلية الواحدة. وسوف نشرح تطور تكنولوجيا الجوال وأجياله المعروفة بالاختصارات
TDMA, CDMA, GSM
لاحقاً.
مزايا اتصالات الجوال عن الأنظمة القديمة للاتصالات
اللاسلكية
يستخدم الجوال قدرة منخفضة تصل ما بين
0.6
إلى
3
وات فقط وهذا أقل بما هو مستخدم في
CB radio حيث كانت القدرة
4
وات. كما أن محطات الارسال تعمل بطاقة منخفضة ايضا، مما يعني أن:
أن منطقة التغطية للترددات بين محطة الارسال والجوال لن تزيد عن
مساحة الخلية السداسية الشكل وهذا يجعل اعادة استخدام نفس الترددات
في خلايا اخرى ممكن. أي 56 شخص لكل خلية يمكنهم التحدث مع بعضهم
البعض في نفس الوقت باستخدام نفس الترددات.
|
|
في النهاية فإن عدد كبير من محطات الارسال توجد في كل مدينة تستخدم
هواتف الجوال وقد يصل عدد هذه المحطات بالمئات ويتحكم بها محطة مركزية
للتحويلات تعرف باسم
Mobile Telephone Switching Office (MTSO).
تعمل هذه المحطة على الحكم في المحطات المنتشرة في المدينة (الخلايا) وتعمل
ايضا على ربط كل الاتصالات من الهواتف الجوالة مع الهواتف الأرضية التي تعمل
بنظام الاتصال التقليدي.
إلى اللقاء مع الجزء الثاني في كيف يعمل جهاز
الهاتف المحمول (الجوال)
الجزء الأول
الجزء الثاني
الجزء الثالث
الجزء الرابع
الجزء الخامس
|