Come si collega un cellulare a un altro?
Ogni anno milioni di persone prendono il cellulare, compongono un numero e si connettono a un'altra persona senza pensare al processo dietro la connessione. Sebbene la comunicazione mobile abbia avuto numerosi progressi tecnologici sin dalla sua nascita, funziona sugli stessi principi base delle prime radio a due vie.
Storia
La comunicazione mobile iniziò quando scienziati e ingegneri migliorarono le radio a senso unico diffuse nei primi anni '100. Piccoli miglioramenti si accumularono fino agli anni '80, quando i progetti delle torri cellulari permisero una copertura completa del servizio in una regione.
Comunicazioni radio
In termini semplici, il tuo cellulare è un piccolo computer collegato a un'antenna radio. La radio nel telefono si connette alla rete cellulare usando onde elettromagnetiche su una certa frequenza. La radio, controllata da computer sia nel telefono che nella torre, usa lievi modulazioni di frequenza per trasmettere informazioni. Nelle prime radio questa modulazione causava il movimento dell'altoparlante, che sentiamo come suono. Con l'avvento della tecnologia informatica, queste modulazioni di frequenza insieme a schemi di modulazione digitale sono usate per trasmettere informazioni come codice binario che il computer ricevente può interpretare.
Tipi di connessioni
Nel 2010, due principali tipi di connessioni radio erano in uso: TDMA e CDMA, nominati dal metodo che usano per permettere a più persone di usare la stessa frequenza. TDMA (Time Division Multiple Access) divide la frequenza in slot temporali. Ogni connessione tra telefono e torre riceve uno slot, così più persone possono usare la stessa frequenza. CDMA (Code Division Multiple Access) modifica la frequenza di trasmissione secondo un pattern o codice definito. Sia il telefono che la torre usano questo codice unico per riassemblare il messaggio.
Copertura cellulare
Il tuo cellulare può comunicare solo con torri a pochi chilometri per limiti di dimensioni e potenza. Per garantire copertura completa, le torri devono essere installate a intervalli regolari, ognuna gestendo le comunicazioni su un'area geografica chiamata cella. Quando il segnale del telefono inizia a diminuire perché l'utente esce dal raggio della torre, questa notifica la rete centrale e la chiamata viene instradata verso una cella con segnale più forte. Il telefono è brevemente connesso a due torri simultaneamente così che il passaggio avvenga senza che l'utente se ne accorga.
Reti centrali
Tutte le torri in una regione geografica, solitamente delle dimensioni di una grande città, sono collegate allo stesso ufficio centrale, chiamato Mobile Telephone Switching Office (MTSO). L'MTSO gestisce tutte le connessioni per un operatore su un'area geografica. Quando fai una chiamata, la torre notifica l'MTSO, che deve instradare correttamente la chiamata. Questa può tornare alla stessa torre, andare a un'altra torre nella regione, a un altro MTSO dello stesso operatore o alla rete telefonica pubblica per una connessione a un altro operatore.