مقدمة لانظمة و صيانة المحمولmobile repair فكرة العمل والأجيال

باختصار... فإن التليفون المحمول " الهاتف الجوال " عبارة عن دمج لاختراعين من أهم اخترافات القرن الماضي ، وهما التليفون الأرضي والراديو .

من المدهش أن تعرف أن جهال الجوال هو جهاز يشبه في عمله جهاز الراديو ، ولكن راديو بدرجة عالية من الدقة والتعقيد .اختره التلنون العادي بواسطة العالم الكسندر جراهام بل Alexander Graham Bell في 1876 ، والاتصالت اللاسلكية تطورت نتيجة لاختراع وتطور أجهزة الراديو اذلي اخترع بواسطة العالم نيكولاي تسلا Nikolai Tesla في 1894 ، ومن الجدير بالذكر أنه من الطبيعي أن تتحد زتتدمج فكرة الهاتف والراديو معاً .

قبل اختراع التليفونات المحمولة كأن الأشخاص الذين يحتاجون إلى الاتصال اللاسلكي بأجهزة متنقلة نتيجة لطبيعة عملهم يستخدمون تليفونات الراديو Radio Telephones ،و في هذه الأنظمة من التليفونات لم يكن يوجد سوي محطة إرسال واحدة مركزية فى المدينة ( أنتينا واحدة ) و 25 قناة اتصال فقط متاحة للاستخدام مما توجب أن تحتوي تلك الأجهزة علي جهاز إرسال قوي ليغطي مسافة 70 : 100 كيلو متر ، وهذا يعني أن عدد محدود من الأشخاص ( 25 تحديدا) يمكنهم استخدام تليفونات الراديو حيث أن عدد القنوات المتوفرة هي 25 قناة فقط

هذا بالنسبة لتليفونات الراديو ، أما فى نظامتليفونات الجوال الحالية فإن المدينة تقسم إلى خلايا صغيرة Cells وفي كل خلية يوجد محطة إرسال ( أنتينا ) ، وبهذه الطريقة يمكن إعادة استخدام الجوال فى نفس الوقت ، تقسيم المدينة إلى خلايا Cells أدي إلى تسمية الجوالات بالإنجليزية Cell Phone أى التليفون الخلوي وهذا هو الأساس فى التسمية ، أما كلمة المحمول والجوال فهي دلالات علي قابلية التحدث من أي مكان في العالم .

لفهم دقيقة لفكرة عمل الجوال سوف نفوم بمقارنة الجوال مع بعض الأجهزة اللاسلكية مثل جهاز CB radio وهو اختصار لما يعرف باسم جهاز راديو موجة المدينة (City Band Radio) .

جهاز (City Band Radio) .

كما سوف نقارن الجوال بجهاز أخر معروف أكثر لنا وهو أول جهاز walkie – talkie وهو جهاز يعمل بنظام راديو إرسال واستقبال .

أولا: طريقة الاتصال Duplex

كل من جهازي CB radios و walkie – talkie يعتبران أجهزة ذات Half – Duplex ، حيث أن في أجهزة CB radios يتم الاتصال بين شخصين باستخدام نفس الترد ، لذا فإن شخص واحد فقط يستطيع التحدث والآخر يستمع ، ولذلك انتشرت كلمة ( حول) بين المتصلين وفقا لهذه الأنظمة للدلالة علي انتهاء أحدهما من الإرسال ليبدأ في عملية الاستماع .

أما الجوال فيعمل بنظام Full – Duplex وهذا يعني تردد مخصص للحديث وتردد آخر مختلف للاستماع مما يعني أن ;gh الشخصين يمكنهما التحدث فى نفس الوقت .

ثانيا : القنوات Channels

يوجد في أجهزة walkie – talkie قناة واحدة للاتصال بينما فى أجهزة CB radios يوجد 40 قناة للاتصال . ولكن فى أجهزة الجوال يتعامل مع أكثر من 1664 قناة .

ثالثا : المدي Range

يمكن لأجهزة walkie – talkie أن تغطي مدي يصل إلى 2 كيلو متر باستخدام قدرة 0.25 وات ، وأجهزة CB radios ذات قردة أكبر تصل إلي 5 وات ولذلك فإن مداها يصل إلى 8 كيلو متر ، أما أجهزة التليفونات الجوالة فهي تعمل ضمن الخلايا التي قسمت لها المدينة ويمكن أن تتحول من خلية إلي أخري كلما تحركت من مكان إلي أخر أثناء الاستخدام ، وهذا يعني أن المدي اذلي يعمل فيه جهاز التليفون المحمول كبير جدا ، فيمكنك التحدث عبر مئات الكيلو مترات أثناء سفرك .

ولتوضيح فكرة تقسيم المدينة إلي خلايا فسوف نستعين بالشكل التوضيحي أدناه ، حيث تقسم المدينة إلى خلايا كل خلية بمساحة 26 كيلو مترا مربعا وتاخذ شكل سداسي الأضلاع كما في الشكل . كل خلية من الخلايا التي قسمت إليها المدينة تحتوي علي محطة تقوية تحتوي علي برج يحمل معدات إرسال راديو .

وبسبب أن أجهزة الجوال ومحطات الإرسال تعمل بقدرة منخفضة فإن نفس الترددات يمكن أن تستخدم فى الخلايا البعيدة مثل الخليتين المميزتين باللون الداكن الموضحتين فى الشكل أعلاه .

والسؤال الآن هو كم عدد الأشخاص في الخية الواحدة اذلين يمكنهم استخدام التليفون في نفس الوقت ؟

في خلية واحدة تعمل بالنظام التناظري Analog System تستخدم سبع (1/7 ) من القنوات المتوفرة ، أى إننا لو افترضنا أن المدينة مقسمة إلى سبع خلايا فقط فإن كل خلية سيكون لها مجموعة من الترددات الخاصة التي تستخدمها دون أن يحدث تداخل مع خلية أخري .

1 – يوجد فى كل مدينة عدد 832 من ترددات الراديو الماتحة لاستخدام التليفون الجوال.

2 – كل جوال عند إجراء اتصال يتسخدم ترددين واحد للإرسال ( التحدث ) واخر للاستقبال (الاستماع ) وهذا يعني أنه يوجد 395 قناة اتصال لكل محطة إرسال ( لكل خلية فى المدينة ) ويتبقي عدد 42 تردد لاستخدام قنوات التحكم .

حيث إن كل خلية تحتاج فقط إلى (1/7) من الترددات المتاحة لذا فإن كل خلية يوجدبها 56 قناة متوفرة للإتصال .

ملاحظة : أنظمة الهواتف الخلوية التي تعمل بالنظام التناظري Along تسمي يتكنولوجيا جوال الجيل الأول First – generation mobile technology ويرمز لها بالمز IG ونظام الهواتف الجوال التي عملت بالنظام الرقمي Digital تسمي تكنولوجيا الجيل الثاني 2G حيث ازدادت عدد القنوات المتفرة للاستخدام بحوالي ثلاثة أضعاف أى أصبح 168 قناة متوفرة للاتصال في نفس الوقت للخلية الواحدة . وسوف نشرح تطور تكنولوجيا الجوال وأجياله لاحقا .

مزايا اتصالات الجوال عن الأنظمة القديمة للاتصالات اللاسلكية

يستخدم الجوال قدرة منخفضة تصل ما بين 0.6 إلى 3 وات فقط وهذا أقل مما هو مستخدة في CB radio حيث كانت القدرة 4 وات .

كما أن محطات الإرسال تعمل بطاقة منخفضة أيضا ، مما يعني أن منطقة التغطية للتردادت بين محطة الإرسال والجوال لن تزيد عن مساحة الخلية السداسية الشكل وهذا يجعل إعادة استخدام نفس الترددات فى خلايا اخري ممكن . أى 56 شخص لكل خلية يمكنهم التحدث مع بعضهم البعض فى نفس الوقت باستخدام نفس الترددات ( هذا النسبة للجيل الأول ) أما الأجيال التالية فقط تضاعف هذا العدد عدة مرات .

قلة الطاقة التي يعمل بها التليفون المحمول يضيف ميزة أخري إليه فكما تعلم أن أجهزة التليفونات المحمولة تعمل بواسطة بطارية قابلة لإعادة الشحن ، وقلة استهلاك التليفون للطاقة يجعل البطارية المصاحبة له اصغر مما سهل تقليل حجمه بشكل ملحوظ .

عدد كبير من محطات الإرسال توجد فى حكل مدينة تستخدم هواتف الجوال ويتحكم بها محطة مركزية للتحويلات تعرف باسم Mobile Telephone Switching Office (MTSO) ، وتعمل هذه المحطة علي التحكم في المحطات الفرعية المنتشرة في المدينة ( الخلايا) وتعمل أيضا علي ربط كل الاتصالات من الهواتف الجوالة مع الهواتف الأرضية التي تعمل بنظام الاتصال التقليلدي ، هذا فقط إذا فترضنا أن شركة واحدة موجودة فى المدينة أما إذا كان هناك أكثر من شركة فغن هذا يتطلب محطات إرسال خاصة بها وبالتالي عدد أكبر من محطات الإرسال فى نفس المدينة ، وحيث ان هذه المحطات لهاتكاليف إنشاء وصيانة باهظة فإن هذا ما يجعل تكلفة استخدام اتليفون الجوال أكثر من تكلفة الاتصالات الأرضية التقليدية .