في كل مرة نتصل فيها بهاتف محمول، بعد طلب رقم الهاتف المحمول، عادةً ما يستغرق الأمر بضع ثوانٍ للاتصال بهاتف محمول آخر. بغض النظر عن مكان وجود هاتف الشخص الآخر، يبدو أن هاتفنا يعثر عليه بدقة دائمًا.
قد يفكر بعض الناس بهذه الطريقة: "أعلم أن الهواتف المحمولة تستخدم موجات الراديو للتواصل. يرسل هاتفي المحمول قسمًا من موجات الراديو إلى الطرف الآخر، ويرسل الهاتف المحمول الخاص بالطرف الآخر قسمًا. ألا يمكن أن يكمل هذا المقطع؟ تواصل؟"
"الأمور ليست بهذه البساطة. فكر في الأمر، إذا أراد هاتف محمول في الصين إرسال إشارة مباشرة إلى هاتف محمول في الولايات المتحدة على بعد آلاف الأميال، فما مقدار الطاقة اللازمة للقيام بذلك؟ الهواتف المحمولة لا تستطيع ذلك". افعل ذلك لأنه لا يوجد سوى قطعة صغيرة من البطارية. ثانيا، أنت لا تعرف مكان وجود الهاتف المحمول الذي تريد الاتصال به على الأرض في الوقت الحالي، تحتاج إلى إرسال إشارات إلى جميع الهواتف المحمولة في العالم للعثور على الطرف الآخر، وبهذه الطريقة لا يمكن ضمان الخصوصية على الإطلاق.
هناك المليارات من مستخدمي الهواتف المحمولة في العالم. إذا كان مستخدمو الهواتف المحمولة هؤلاء يرسلون إشارات إلى جميع أنحاء العالم، فسوف تتداخل موجات الراديو مع بعضها البعض وستنخفض جودة مكالمتك بشكل كبير. يبدو الأمر وكأنك في غرفة صاخبة ومن الصعب سماع ما يقوله الآخرون.
ربما يفكر البعض بهذه الطريقة: "يرسل هاتفي المحمول أولاً إشارة إلى شركة الاتصالات، ثم تساعدني شركة الاتصالات في العثور على الهاتف المحمول الخاص بالطرف الآخر وإرسال المعلومات إليه بهدوء. ولا يمكن للهواتف المحمولة الأخرى استقبالها". يختلف الهاتف المحمول في بكين عن الهاتف المحمول في بكين. للتواصل مع الهاتف المحمول في شنغهاي، هناك مشغلي الاتصالات في المكانين. لا يحتاج الهاتف المحمول في بكين إلى إرسال إشارات إلى العالم كله للعثور على هاتف شنغهاي المحمول. ما عليك سوى إرسال الإشارة إلى شركة الاتصالات في المدينة. ومع ذلك، هناك العديد من مستخدمي الهاتف المحمول في بكين أو شنغهاي، وستظل إشاراتهم تتداخل مع بعضها البعض. كيفية حل هذه المشكلة؟
وفي الواقع، فإن ترددات الموجات الراديوية المستخدمة لجميع اتصالات الهاتف المحمول تقع ضمن نطاق معين. وطالما قمنا بتقسيم نطاق التردد هذا إلى نطاقات تردد أصغر للهواتف المحمولة المختلفة، فلن تتداخل مع بعضها البعض.
وهذا يشبه تقسيم الطريق السريع إلى 10 حارات والسماح لسيارة واحدة فقط بالقيادة في كل حارة. يمثل نطاق التردد المخصص لكل هاتف محمول كمية البيانات التي يمكن للهاتف المحمول إرسالها في الثانية وفي كل دقيقة. ومع ذلك، فإن نطاق تردد موجات الراديو للهاتف المحمول ثمين مثل الذهب. هذا الطريق السريع غير المرئي وغير الملموس ليس واسعًا في الواقع ولا يمكن تخصيصه لعدد كبير جدًا من الهواتف المحمولة.
لذلك فكر الناس في طرق مختلفة لحل هذه المشكلة، بما في ذلك تقنيات الاتصالات المختلفة مثل 2G و 3G التي يسمع عنها الناس كثيرًا. إذا تم تخصيص نطاقات تردد كافية لكل هاتف محمول، فلن يكون هناك أي تداخل بين الهواتف المحمولة والهواتف المحمولة. ومع ذلك، بغض النظر عن كيفية تقسيم نطاقات التردد المحدودة، لا يزال من المستحيل على جميع الهواتف المحمولة في المدينة استخدامها في نفس الوقت. ثم ماذا يجب أن نفعل؟
في الواقع، الحل بسيط للغاية. يقوم مهندسو الاتصالات بتقسيم المدينة إلى العديد من المناطق الخلوية الصغيرة. يوجد في كل منطقة محطة أساسية للهاتف المحمول، وهو ما يعادل مكاتب صغيرة لشركة اتصالات. في كل منطقة صغيرة يبلغ نصف قطرها عدة مئات من الأمتار، لا يوجد الكثير من مستخدمي الهاتف المحمول. بشكل عام، لن يكون هناك ازدحام في "الممرات اللاسلكية"، ويمكن أن تمر إشارات الهاتف المحمول بسلاسة. على الرغم من أنه لا تزال هناك هواتف محمولة أخرى في نفس المدينة تستخدم نفس نطاق التردد الذي تستخدمه، إلا أنها موجودة في خليتين متباعدتين نسبيًا ولن تتداخل مع بعضها البعض.
عندما يريد هاتف محمول الاتصال بهاتف محمول آخر، فإنه يحتاج فقط إلى الاتصال بمحطة قاعدة للهاتف المحمول القريبة. ستقوم المحطة الأساسية بنقل المعلومات ذات الصلة إلى مركز البيانات التابع لشركة الاتصالات المحلية.
هناك، سيقوم الكمبيوتر تلقائيًا بالتحقق من المدينة التي ينتمي إليها رقم الهاتف الذي تريد الاتصال به، ومن ثم سيتم إرسال معلوماتك إلى شركة الاتصالات في المدينة الأخرى. ستقوم شركة الاتصالات بعد ذلك بإرسال المعلومات إلى المحطة الأساسية الأقرب إلى الهاتف المحمول الخاص بالطرف الآخر، ومن ثم تقوم هذه المحطة الأساسية بإرسال المعلومات إلى الهاتف المحمول الخاص بالطرف الآخر. ومن الجدير بالذكر أن معظم الاتصالات بين المحطات الأساسية وشركات الاتصالات تتم عبر الكابلات الضوئية. وهذا يعني أنه على الرغم من أن اتصالات الهاتف المحمول تُعرف باسم الاتصالات اللاسلكية، إلا أن العديد من الأجزاء الموجودة في المنتصف هي في الواقع اتصالات سلكية.
قد تسأل أيضًا، هناك مدن كثيرة في العالم، وكل مدينة بها هذا العدد الكبير من المحطات القاعدية، كيف تعرف شركات الاتصالات مكان وجود الهاتف المحمول الخاص بالطرف الآخر؟ تمامًا كما هو الحال في كل مرة نذهب إلى مكان جديد، نخبر عائلتنا دائمًا أن المكان آمن، وينطبق الشيء نفسه على الهواتف المحمولة. عندما يأخذه مالك الهاتف المحمول إلى منطقة خلوية جديدة، فإن أول شيء يجب على الهاتف المحمول القيام به هو الإبلاغ عن موقعه بشكل نشط إلى أقرب محطة قاعدة للهاتف المحمول، بحيث تحتوي قاعدة بيانات شركة الاتصالات على معلومات الموقع التقريبية من الهاتف المحمول. إذا اتصل شخص ما برقم الهاتف المحمول هذا، فيمكن لشركة الاتصالات تتبع مكان وجود الهاتف المحمول بسرعة وتوصيل المكالمة خلال وقت قصير.
تشكل محطات الهاتف المحمول الأساسية لشركات الاتصالات المختلفة شبكة ضخمة. يسافر كل هاتف من هواتفنا المحمولة عبر هذه الشبكة ويجد بعضنا البعض من خلال هذه الشبكة.
