كيف ينتقل الصوت عبر الهاتف

عالم الاتصالات معقد للغاية ، وعلى الرغم من أننا جميعًا نتحدث على الهاتف ، إلا أن القليل جدًا منا يعرف كيف يمكن أن ينتقل الصوت عبر هذا الجهاز.

عندما تتحدث من خلال هاتف محمول ، فإنه يستقبل صوتك ويولد موجات صوتية فريدة ، ويقوم الجهاز بجمع البيانات وتحويلها إلى نبضات كهربائية. إليكم الشرح المفصل لهذه العملية.

كيف ينتقل الصوت عبر الهاتف

عندما تتحدث في هاتف خلوي ، يقوم ميكروفون صغير في الهاتف بتحويل الأصوات المرتفعة والمنخفضة في صوتك إلى نمط متناظر من الإشارات الكهربائية صعودًا وهبوطًا. تعمل رقاقة صغيرة داخل الهاتف على تحويل هذه الإشارات إلى سلاسل من الأرقام. يتم تجميع الأرقام في موجة لاسلكية ويتم بثها من هوائي الهاتف. تندفع موجة الراديو عبر الهواء بسرعة الضوء حتى تصل إلى أقرب سارية للهاتف الخلوي.

يستقبل الساري الإشارات ويمررها إلى محطته الأساسية ، والتي تنسق بشكل فعال ما يحدث داخل كل جزء محلي من شبكة الهاتف المحمول ، والتي تسمى خلية. من المحطة الأساسية ، يتم توجيه المكالمات إلى وجهتها.

المكالمات التي يتم إجراؤها من هاتف محمول إلى هاتف خلوي آخر على نفس الشبكة تنتقل إلى وجهتها عن طريق توجيهها إلى المحطة الأساسية الأقرب إلى الهاتف الوجهة ، وأخيراً إلى ذلك الهاتف نفسه. المكالمات التي يتم إجراؤها إلى هاتف محمول على شبكة مختلفة أو خط أرضي تتبع مسارًا أطول. قد يتعين توجيههم إلى شبكة الهاتف الرئيسية قبل أن يتمكنوا من الوصول إلى وجهتهم النهائية.

كيف تساعد صواري الهاتف المحمول

للوهلة الأولى ، تبدو الهواتف المحمولة مثل أجهزة الراديو ذات الاتجاهين وأجهزة الاتصال اللاسلكي ، حيث يكون لكل شخص راديو (يحتوي على كل من المرسل والمستقبل) الذي يقوم برد الرسائل ذهابًا وإيابًا بشكل مباشر.

يحتوي الهاتف المحمول على جهاز إرسال لاسلكي لإرسال إشارات الراديو من الهاتف وجهاز استقبال لاسلكي لاستقبال الإشارات الواردة من الهواتف الأخرى. جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي ليسا عاليي الطاقة ، مما يعني أن الهواتف المحمولة لا يمكنها إرسال إشارات بعيدة جدًا. هذا ليس عيبًا – إنه سمة متعمدة في تصميمها! كل ما على الهاتف المحمول القيام به هو التواصل مع الصاري المحلي والمحطة الأساسية ؛ ما يجب أن تفعله المحطة الأساسية هو التقاط إشارات خافتة من العديد من الهواتف المحمولة وتوجيهها إلى وجهتها ، وهذا هو السبب في أن الصواري عبارة عن هوائيات ضخمة وعالية الطاقة (غالبًا ما تكون مثبتة على تل أو مبنى مرتفع).

إذا لم يكن لدينا صواري ، فسنحتاج إلى هواتف محمولة بهوائيات ضخمة وإمدادات طاقة عملاقة – وستكون مرهقة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في التنقل.

يتصل الهاتف المحمول تلقائيًا بأقرب خلية (الخلية ذات الإشارة الأقوى) ويستخدم أقل قدر ممكن من الطاقة للقيام بذلك قدر الإمكان (مما يجعل بطاريته تدوم لأطول فترة ممكنة ويقلل من احتمالية تداخلها مع الهواتف الأخرى القريبة) .

إقرأ أيضاً: بحث شامل عن الطاقة

ماذا تفعل الخلايا

فلماذا تهتم بالخلايا؟ لماذا لا تتحدث الهواتف المحمولة مع بعضها البعض مباشرة؟ افترض أن العديد من الأشخاص في منطقتك يريدون جميعًا استخدام هواتفهم المحمولة في نفس الوقت. إذا كانت جميع هواتفهم ترسل وتستقبل المكالمات بالطريقة نفسها ، باستخدام نفس النوع من موجات الراديو ، فإن الإشارات ستتداخل وتتدافع معًا وسيكون من المستحيل التمييز بين مكالمة وأخرى. تتمثل إحدى طرق التغلب على هذا في استخدام موجات راديو مختلفة لإجراء مكالمات مختلفة. إذا كانت كل مكالمة هاتفية تستخدم ترددًا مختلفًا قليلاً (عدد التموجات التصاعدية في موجة الراديو في ثانية واحدة) ، فمن السهل الفصل بين المكالمات. يمكنهم السفر عبر الهواء مثل محطات الراديو المختلفة التي تستخدم نطاقات موجية مختلفة.

لا بأس إذا كان هناك عدد قليل من الأشخاص يتصلون في الحال. لكن لنفترض أنك في وسط مدينة كبيرة ويتصل بك الملايين من الناس في الحال. ثم ستحتاج إلى ملايين الترددات المنفصلة – أكثر مما هو متاح عادة. الحل هو تقسيم المدينة إلى مناطق أصغر ، كل واحدة تخدمها الصواري الخاصة بها والمحطة الأساسية. هذه المناطق هي ما يدعى بالخلايا.

كل خلية لها محطتها الأساسية والصواري ويتم توجيه جميع المكالمات التي يتم إجراؤها أو استقبالها داخل تلك الخلية من خلالها. تمكّن الخلايا النظام من التعامل مع العديد من المكالمات مرة واحدة ، لأن كل خلية تستخدم نفس مجموعة الترددات مثل الخلايا المجاورة لها. كلما زاد عدد الخلايا ، زاد عدد المكالمات التي يمكن إجراؤها في وقت واحد. هذا هو السبب في أن المناطق الحضرية بها خلايا أكثر بكثير من المناطق الريفية ولماذا تكون الخلايا في المناطق الحضرية أصغر بكثير. مصدر

إقرأ أيضاً: ماهي الموجات الصوتية