Як працює мобільний зв’язок

Сучасний світ немислимий без мобільного зв’язку, завдяки якому ми телефонуємо один одному та користуємося інтернетом просто з наших мобільних телефонів. Але як загалом працює мобільний зв’язок і як влаштовані мобільні мережі, що представляють таки мегакорисну технологію, що дає нам доступ до інтернету в будь-якому місці, навіть у віддалених районах. Що ж, про те, як все це працює і влаштовано, читайте далі.

Шлях мобільних даних

Шлях мобільних даних дуже простий. Мобільний телефон встановлює з’єднання з найближчою вежею мобільного зв’язку за допомогою радіохвиль і починає надсилати дані. Мобільна вежа отримує ці дані та відправляє їх у центр обробки даних по підземним кабелям.

Потім центр обробки даних передає ці дані будь-якій службі, до якої ви намагаєтеся підключитися, і чекає на відповідь. Отримавши відповідь від служби (наприклад, веб-сайту), він відправляє дані назад на вежу мобільного зв’язку по тих же підземних кабелях, а вежа передає ці дані назад вам за допомогою радіохвиль. Тобто принцип роботи мобільного зв’язку працює за таким самим принципом, як і звичайне радіо, основна передача йде за допомогою радіохвиль на спеціальні вишки, які своєю мережею обплутали практично всю нашу планету (мабуть, за винятком найвіддаленіших і глухих районів).

Як мобільний телефон обробляє дані

Спочатку телефон встановлює з’єднання з однією з доступних вишок мобільного зв’язку, випромінюючи радіохвилі. Щоб випромінювати ці радіохвилі, мобільник обладнаний спеціальним передавачем та антеною – у сучасних пристроях антена взагалі невидима, а ось ті, хто старші, чудово пам’ятають як виглядали перші моделі мобільних та сотових телефонів, антена там була така зовсім не маленька. Передавач перетворює дані на радіохвилі, які передаються через антену до найближчої вежі.

Щоб отримувати дані від вишок мобільного зв’язку, пристрій повинен мати приймач. Замість відправлення даних шляхом створення радіохвиль приймач уловлює їх, що виходять від вежі мобільного зв’язку. Найчастіше приймач і передавач об’єднані в один пристрій – прийомо-приймач.

Якщо ви залишаєтеся в одному і тому ж місці, ваш пристрій і ця вежа мобільного зв’язку продовжуватимуть спілкуватися один з одним. Вежа повідомить пристрій про те, що вона бачить його і може чітко з ним спілкуватися, і пристрій підтверджує, що він повинен спілкуватися з цією вежею, а не шукати іншу.

Як тільки вежа помічає, що дістатися до пристрою стає все важче і важче, вона повідомляє пристрій про те, що він повинен спробувати знайти нову вежу, тому пристрій посилає радіохвилі всім навколо, щоб дізнатися, чи можуть інші вишки відповісти. Цей процес дуже швидкий і, зазвичай, безшовний. Саме тому ви навіть не помічаєте, що перейшли на іншу вежу мобільного зв’язку, змінивши своє фізичне місцезнаходження.

Як працюють мобільні вежі

Якщо ви бачили вежу мобільного зв’язку, ви, ймовірно, помітили, що на ній є всілякі антени. Антени там можуть бути як однаковими, так і різними, залежно від підтримуваних поколінь мережі: 1G, 2G, 3G, 4G, 5G.

Ці антени приймають радіохвилі від різних пристроїв у різних діапазонах, залежно від покоління мережі. Вежі зазвичай підключаються до центру обробки даних за допомогою підземних кабелів. Це дозволяє їм відправляти та отримувати дані до центру обробки даних та з нього. З’єднання кожної вежі кабелем може бути складним завданням, особливо у сільській місцевості. Тому на деяких вежах встановлені великі антени, що використовують мікрохвилі замість радіохвиль. Ці мікрохвилі прямують на іншу вежу, яка має кабельне з’єднання.

Як працюють дата-центри

Як тільки ви надсилаєте дані, будь то з вашого домашнього інтернету або віддалено з використанням мобільної мережі, вони відправляються в центр обробки даних вашого інтернет-провайдера (ISP). Потім центр обробки даних повинен надіслати ці дані до пункту призначення. Якщо ви знаходитесь в Європі і хочете отримати доступ до чогось, що розміщено в США, ваші дані повинні бути надіслані з центру обробки даних вашого інтернет-провайдера, можливо, до іншого більшого інтернет-провайдера, такого як Vodafone, у якого є підводний кабель між Європою та США.

Менші інтернет-провайдери повинні платити за право підключатися до великих інтернет-провайдерів, щоб використовувати їх інфраструктуру для надсилання та отримання даних. Зазвичай такі великі компанії мають національну мережу та свої підводні та підземні кабельні з’єднання, щоб можна було обмінюватись даними з іншими країнами. Відповідно, він стягуватиме плату з дрібніших інтернет-провайдерів за такі привілеї.

Таким чином, щоразу, коли ви надсилаєте дані, залежно від пункту призначення, вони можуть досягати місця призначення на сотні і навіть тисячі кілометрів по підземним і підводним кабелям. Найцікавіше в цьому те, що все це в сучасному світі займає лише частки секунди.

Чим відрізняються покоління мережі

• 1G – вперше дозволяв здійснювати віддалені дзвінки, проте через свою технологію якість передачі голосу була поганою, а швидкість досягала максимум 2,4 Кбіт/с.
• 2G. Друге покоління мобільних мереж представило SMS та інтернет-перегляд зі швидкістю до 50 Кбіт/с.
• 3G – GPS, відео, голосові дзвінки. Третє покоління було спрямовано на підвищення швидкості передачі і пропонувало швидкість 3 Мбіт/с. Це дозволило використовувати GPS, дивитися відео онлайн та робити фотографії гарної якості.
• 4G – четверте покоління збільшило швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с. Це дозволяло переглядати контент з високою роздільною здатністю, наприклад фільми, і здійснювати відеодзвінки в реальному часі з високою якістю.
• 5G – п’яте покоління – це останнє покоління, що пропонує швидкість понад 10 Гбіт/с та дуже низьку затримку. Такі швидкості та низька затримка відкривають шлях для нових високих технологій.