Spiegazione della rete wireless per cellulari
Le reti cellulari sono onnipresenti: secondo CTIA - The Wireless Association, nel 2010 oltre nove americani su dieci usavano un cellulare. Per coprire più di 285 milioni di persone negli USA, gli operatori hanno costruito un vasto sistema di torri radio, stazioni base e antenne in praticamente ogni città. Operatori come Verizon e AT&T si pubblicizzano come quelli con la migliore copertura e meno chiamate interrotte, grazie alla capacità delle loro reti.
Contesto storico
Il concetto cellulare risale a un articolo del Time del luglio 1945, che annunciava la produzione da parte di AT&T di un "nuovo radiotelefono bidirezionale, auto-ovunque per automobilisti USA". La sfida era che una chiamata monopolizzava un intero canale radio in una data area, con radio commerciali, TV e servizi d'emergenza a competere per la stessa banda. Nel 1947, Donald H. Ring, ingegnere dei Bell Laboratories, propose di dividere una grande città in zone di dimensioni vicinali, o celle, ciascuna con la propria antenna e unità ricevente. Ogni cella userebbe frequenze diverse dalle altre nella stessa area, ma ogni frequenza poteva essere riutilizzata tra molte celle in un'unica area di copertura senza creare congestione. La FCC approvò poi uno spettro radio per i sistemi cellulari e AT&T iniziò a costruire il suo sistema negli anni '70.
Tecnologia
Per effettuare o ricevere chiamate, inviare/ricevere SMS e accedere a Internet, un cellulare deve comunicare con la rete tramite un segnale wireless su una frequenza dedicata dal telefono a una cella vicina. Da lì, la chiamata può essere instradata alla rete telefonica fissa (se verso un numero fisso), a un altro cellulare, a un gateway di messaggistica, o connettersi a Internet. Se l'utente si sposta da una cella all'altra, i segnali vengono "passati" da una cella alla successiva. Le chiamate interrotte avvengono quando si esce dalla portata della rete o per problemi nel passaggio tra celle.
Siti cellulari
Un sito cellulare include tipicamente una torre, apparati trasmittenti (spesso in un cabinet chiamato base transmitter station), da 3 a 20 antenne per operatore, e servizi associati. Tipi di torri esistenti ad aprile 2011: torri a traliccio (solitamente a tre lati con base triangolare), torri monopalo (singolo tubo con antenne montate esternamente), torri tirantate (torri alte e dritte sostenute da cavi), e torri stealth (progettate per mimetizzarsi come alberi o pali della bandiera). Ogni cella copre un'area tra mezzo miglio e 6 miglia di raggio.
Spettro
La FCC vende a ogni operatore una licenza per un blocco di frequenze radio usabili per gestire le chiamate in ogni area geografica. Ogni sito cellulare riceve il proprio blocco di frequenze più piccolo.