Como Funciona O Seu Celular

Hoje em dia, quase todos nós usamos telefones celulares para realizar várias tarefas como armazenar informações de contacto, enviar mensagens de texto, obter informações, enviar e receber emails, fazer tirar fotos, filmar, gravar lembretes, jogar, ouvir e o mais relevante, fazer a ligações. Mas você já parou alguma vez para se perguntar como é que o telefone funciona celular, isto é, como conseguimos nos comunicar com pessoas que estão distantes de nós.

Um telefone celular ou simplesmente celular é um dispositivo que permite estabelecer uma comunicação sem ter nenhuma conexão através da fiação, essa comunicação é feita por meio de ondas eletromagnéticas. O primeiro celular, chamado DynaTAC, foi inventado em 1973 por Martin Cooper, quando trabalhava para Motorola.

Princípio de funcionamento

O celular usa as ondas eletromagnéticas para comunicação e estas ondas são incapazes de viajar longas distâncias devido a resistência que os objetos físicos, equipamentos elétricos e outros fatores ambientais oferecem, como forma de contornar esta situação, os telefones celulares utilizam uma tecnologia chamada tecnologia celular, onde uma área ou região é dividida em células hexagonais e cada célula possui sua própria torre. Geralmente, essas torres são conectadas por meio de cabos de fibra ótica que são colocados no subsolo ou no oceano para obter-se uma conexão nacional ou internacional.

Quando você fala em seu telefone, a sua voz é convertida em um sinal digital pelo microfone do seu celular com ajuda de um sensor. Este sinal digital é enviado para a antena do seu celular, e este por sua vez, o transmite na forma de ondas eletromagnéticas. Essas ondas eletromagnéticas são captadas pela torre que se encontra na sua célula. Quando chegam na torre da sua célula, as ondas são convertidas em pulsos de luz de alta frequência e estes pulsos por sua vez são enviados para um transceptor de base que se localiza na base da torre para posterior processamento do sinal, após o processamento, o sinal de voz é enviado para a torre de destino.

Quando a torre do destino recebe os pulsos de luz, ela irradia para fora na forma de ondas eletromagnéticas e o telefone do seu amigo recebe o sinal, esse sinal passa pelo processo inverso da antena para o microfone e o seu amigo ouve a sua voz.

Para a torre localizar a outra torre que está na célula em que você pretende conectar, existe uma estação chamada de Central de Comutação Móvel (CCM), que é o ponto central de um grupo de torres de células. Esta central tem a função de armazenar todas as informações de inscrição, realiza a interligação entre um conjunto de células, é responsável por fornecer tecnologias de acesso e funções de processamento de chamadas e tarifas. O CCM também armazena informações como sua localização e seu estado de atividade.

O CCM em que estiver armazenado as suas informações será o seu CCM principal. Quando você se move de uma célula para outra, saindo do seu CCM, em vez de se derrubar a ligação, o seu CCM principal comunica com o CCM que estiver na sua nova célula, chamado de CCM estrangeiro, transferindo a ligação para ela.

Quando você faz uma ligação, o seu pedido primeiro é enviado ao seu CCM principal ou ao CCM próximo de ti, em seguida o pedido é encaminhado para o CCM principal do recetor, que verifica se o recetor está próximo do seu CCM principal, quando estiver próximo, a chamada é enviada imediatamente para a localização atual da célula e se verifica se o recetor está envolvido em uma outra chamada ou se o celular está desligado, caso contrário a ligação é conectada e o telefone toca. Se o recetor não estiver em seu CCM principal, o CCM principal do recetor encaminha a solicitação de chamada para o CCM estrangeiro ou próximo do recetor e o CCM estrangeiro segue o mesmo procedimento explicado acima para localizar o recetor e estabelecer a ligação.

Gerações de telefones celulares 

Primeira Geração, 1G – Esta foi a primeira geração de telefones, usava uma tecnologia análoga, os telefones tinham problemas de bateria, geralmente estavam fraca, a qualidade da voz não era muito boa não tinha muita segurança, com maior chance de ocorrerem ligações perdidas. Opera nas faixas de 800MHz. Esta tecnologia foi introduzida na década de 1980 e continuaram até serem substituídos pela Segunda Geração 2G.

Segunda Geração, 2G – A necessidade de melhor a qualidade de comunicação fez surgir a tecnologia 2G em 1991. A principal diferença entre as tecnologias 1G e 2G é de que a primeira usa sinais de rádio analógicos e a segunda digitais. Esta tecnologia mostrou ser melhor porque apresentava uma codificação de voz mais poderosa, maior eficiência espetral, melhor qualidade de voz, facilidade a comunicação de dados e criptografia e fornecia pequenos serviços de dados como sms e mms. Permitiu navegar na internet com baixa velocidade (20kbits a 50kbits). Esta tecnologia opera nas frequências de 900MHz, 1800MHz e 1900MHz.

Terceira Geração, 3G – A tecnologia surgiu em 2001, usava a tecnologia UMTS baseada no sistema Europeu, a sua frequência de operação encontra-se na faixa de 2.1 GHz, a velocidade opera entre 384kbits a 2Mbits, o que representa um aumento significativo no trafego de dados em relação a 2G. Esta tecnologia mantém a compatibilidade com as redes 2G. A 3G foi introduzida com objetivo de facilitar uma maior capacidade de voz e dados, suportar uma gama mais ampla de aplicações e aumentar a transmissão de dados a um custo menor.

Quarta Geração, 4G – Esta tecnologia utiliza MIMO (Multiple Input Multiple Output) e OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Os dois padrões 4G importantes são WiMAX (agora extinguiu-se) e LTE (Long Term Evolution) que é uma série de atualizações para a tecnologia UMTS existente. A velocidade máxima de uma rede 4G quando o dispositivo está em movimento é de 100 Mbps ou 1 Gbps para comunicação de baixa mobilidade ou quando em repouso.

Quinta Geração, 5G – Esta tecnologia ainda está a ser desenvolvida e alguns planos para essa tecnologia incluem melhor consumo da bateria, cobertura sem geral aprimorada, maior densidade de comunicação. Espera-se obter maiores velocidade de cerca de 35.46 Gbps, que é 35 vezes mais rápida do que 4G.

As tecnologias a serem usadas são Massive MIMO, Millimeter Wave Mobile Communications, etc.