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¿Cómo funciona un teléfono móvil?
¿Teléfono
o radio?
Los
radioteléfonos
Las células
Proceso
de pasaje entre células (Handoff)
El
Roaming
Móviles
digitales
Transmisión
de Impulsos
Los
aparatos
Algunos
problemas de los teléfonos móviles
Clonaje
Tal como otros aparatos de nuestro cotidiano, un teléfono móvil es un
verdadero misterio para la mayoría de las personas. En verdad, un teléfono móvil
no es realmente un teléfono, pero si un aparato de radio que funciona de modo
análogo a una radio amadora, o un CB portátil. La gran diferencia reside en el
facto de la banda CB usar apenas una frecuencia para hablar y para escuchar, lo
que lleva a que cuando alguien está hablando del otro lado solo se puede
escuchar y viceversa. Un teléfono móvil utiliza dos frecuencias diferentes:
una para hablar y otra para escuchar, permitiendo una conversación normal. Un
aparato de radio CB tiene 40 canales, un teléfono móvil comunica a través de
millares. No obstante, como los teléfonos móviles funcionan en un sistema de células,
y un radio CB transmite directamente para otro aparato, la radio tiene que ser
mucho más fuerte, a pesar de tener un alcance de poco más de seis kilómetros.
Antes de la invención de las células, las personas usaban radioteléfonos que
transmitían para una antena central en cada ciudad con 25 canales disponibles.
Una antena aislada de esta manera exigía un transmisor potente, o suficiente
para transmitir a 60 o 80 kilómetros. Todo esto significaba que no todos podían
usar radioteléfonos: no sólo era caro como simplemente no existían
frecuencias suficientes.
En las décadas de 70 y 80 fue inventado el sistema de células. Alguien se
acordó, un día, que las ciudades podrían ser divididas en espacios más
reducidos, círculos de transmisión llamados células, lo que permitía el uso
extensivo de las frecuencias en todas las ciudades, sin problemas, a través de
la reutilización.
¿Cómo se procesa esto? La operadora reparte el área en varios espacios, en
varias células, normalmente hexagonales (forma geométrica que permite ocupar
todo el espacio y se aproxima mucho a la circunferencia), como en un juego de
tablero, criando una inmensa red de hexágonos. En cada célula existe una
estación base transmisora, típicamente, una simple antena. Cada célula
consigue utilizar varias decenas de canales, lo que da la posibilidad de varias
decenas de personas comunicaren simultáneamente en cada célula. Cuando una
persona se mueve de una célula para otra, pasa a utilizar la frecuencia de la
nueva célula, dejando libre la célula anterior para ser usada por otra persona.
Como las distancias de transmisión no son muy grandes, los teléfonos móviles
pueden transmitir con poca energía, luego, con pequeñas baterías que permiten
un tamaño y un peso reducido. Son, por tanto, las células, que tornan posibles
los teléfonos móviles como los conocemos hoy. Por ello la expresión: teléfonos
celulares.
Proceso de pasaje entre células (Handoff)
Cuando el operador recibe una llamada, intentará encontrar el teléfono móvil
a que se destina. Antes del roaming, el operador llama al teléfono a través de
una señal masiva para todas las células, de la región que opera, hasta
encontrar el teléfono, y informa el teléfono móvil y la estación base de la
célula de la frecuencia en que operar. Cuando el aparato móvil se aproxima del
limite de la célula, la estación se apercibe que la señal está más flaca,
mientras la estación de la célula siguiente descubre que la señal se está
fortaleciendo. Por fin, el teléfono móvil recibe el orden de pasar de la
frecuencia de la primera célula para otra frecuencia en la célula siguiente. A
esta operación se llama el handoff.
En los sistemas modernos, el teléfono móvil recibe una Identificación del
Sistema del operador cuando se enciende. Si, en ese momento, el teléfono móvil
detecta que la Identificación del Sistema no es la de su operador, es porque
está en roaming, o sea, está usando los servicios prestados por otro operador,
un sistema que permite usar el mismo teléfono móvil en diferentes países.
Cuando es encendido, el móvil también transmite un pedido de registro. A
partir de ahí, la red se mantendrá el contacto y tendrá siempre presente en
que célula está el teléfono móvil y no tendrá problemas en encontrarlo en
caso de recibir una llamada. A medida que el teléfono pasa de una célula para
otra, la red hará un registro. Si el móvil descubre que no está registrado,
es porque está fuera del alcance de la red y dirá que «No tiene red».
Teléfonos móviles Digitales
El sistema analógico tiene la tendencia para el congestionamiento. A pesar de
que varias decenas de personas puedan utilizar la misma célula, hay siempre un
limite para el número de personas, una vez que hay un número limite de
frecuencias.
Los teléfonos digitales, pese a usaren la misma tecnología radio ya explicada,
convierten la voz en códigos digitales de 1s y 0s y la comprimen, de forma que
cada llamada telefónica ocupa 3 a 10 veces menos espacio que una llamada analógica,
además de permitir una mayor manipulación de datos para encajarlos en espacios
adecuados, lo que aumenta drásticamente la capacidad de los sistemas.
En un futuro reciente, surgirán los teléfonos con transmisión de impulsos.
Mientras que los teléfonos de 1ª Generación (Analógicos) y de 2ª Generación
(Digitales) transmiten a través de un flujo continuo de ondas de radio, los móviles
del futuro transmitirán en minúsculos ciclos de información. Con esta
tecnología, los móviles operan como si transmitiesen en Código Morse a alta
velocidad, en que cada ciclo corresponde a un trazo o un punto y en que la
velocidad corresponde a 40 millones de trazos y puntos por segundo.
De esta manera, los teléfonos móviles conseguirán transmitir enormes
cantidades de información usando poca energía para obtener mejor calidad de
transmisión. Los móviles modulares asumen un flujo constante de información,
de modo que la señal tiene que sobreponerse al ruido, exigiendo más energía.
Con transmisión de impulsos, el sistema puede ignorar la existencia del ruido
y, luego, usar menos energía, y además permite una facilidad de manipulación
de señales que vuelve casi inagotable el espacio de transmisión, ya que las
antenas no interfieren unas con las otras, pudiendo ignorar las señales unas de
las otras como ruido.
Los teléfonos móviles son de los aparatos más complejos y sofisticados que
encontramos en nuestro cotidiano. Para comprimir y descomprimir señales
digitales codificadas, tienen que procesar millones de cálculos por segundo. No
obstante, como máquina, son compuestos apenas de algunos componentes. Son
estos:
- Un
micrófono microscópico;
- Un
altavoz;
- Una
pantalla de cristales líquidos o plasma;
- Un
teclado;
- Una
antena;
- Una
batería;
- Una
placa de circuitos.
El
móvil posee un microprocesador que procesa cálculos a gran velocidad, llamado
DSP, o «Digital Signal Processor» (Procesador Digital de Señales). Este
procesador hará toda la compresión y descompresión de los datos a la
velocidad de 40 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). El microprocesador
trata de todas las tareas del teclado y del mostrador, gestiona los comandos y
controla las señales de la estación de base, además de coordinar las demás
funciones.
Lo más increíble de todo esto es que, hace 30 años, seria necesario un
edificio de varios pisos para recibir lo que hoy sujetamos en la palma de la
mano.
Algunos Problemas de los Teléfonos Móviles
Los teléfonos móviles son aparatos sofisticados que padecen de varios
problemas, algunos son:
- Corrosión
interna de algunos componentes por humedad excesiva o móvil mojado;
- Calor
extremo, en un coche, por ejemplo, puede dañar la batería o los
componentes electrónicos;
- Frío
extremo puede causar la perdida momentánea de la pantalla;
- Clonaje;
- Etc.
El clonaje ocurre cuando los impulsos de identificación del teléfono móvil
son cogidos por un scanner ajeno. Los códigos de identificación así captados
pueden entonces ser usados para hacer llamadas que son contadas en la cuenta del
móvil original.
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