Ti sei mai chiesto come fa il telefono che hai in tasca a trasmettere la tua voce a un altro telefono e viceversa? Mentre i componenti del telefono svolgono molto lavoro, le torri cellulari svolgono la maggior parte del lavoro pesante nelle comunicazioni wireless.
Ma cosa sono esattamente le antenne per i cellulari? Come funzionano? Continua a leggere per trovare le risposte a queste domande e altro ancora.
Cos'è una torre per cellulari?
Una torre cellulare è una struttura specializzata che trasmette e riceve segnali cellulari all'interno di una rete cellulare esistente. Le torri dei cellulari o delle telecomunicazioni sono anche il fondamento strutturale di queste reti: ciascuna torre forma un nodo unico che può connettersi ad altre torri dei cellulari all'interno della stessa rete o anche attraverso reti.
Le torri per telefoni cellulari, note anche come ricetrasmettitori di base, utilizzano una varietà di componenti importanti per ricevere e trasmettere segnali radio. A seconda della torre e della posizione specifica, una determinata torre cellulare può creare e ricevere segnali su frequenze specifiche o per scopi specifici.
Ma tutte le torri dei telefoni cellulari utilizzano l’elettricità per generare onde radio alle frequenze target. Ogni telefono è sintonizzato su un determinato intervallo di frequenza o banda in base all'operatore, alle caratteristiche e ad altri attributi del telefono. La maggior parte delle torri cellulari sono alte tra 50 e 200 piedi.
I siti cellulari, le stazioni base e le torri sono strettamente correlati alla FCC, o Federal Communications Commission, poiché influiscono sulla disponibilità dei servizi cellulari, wireless e Wi-Fi. Grandi aziende come AT&T, T-Mobile e Verizon gestiscono le loro reti wireless su una rete di molte torri diverse.
Recentemente, le torri cellulari 5G sono state costruite o aggiornate per creare reti 5G con una maggiore larghezza di banda dati e segnali di telefoni cellulari più forti. Nonostante le voci, queste torri cellulari non comportano alcun rischio per la salute (anche se si parla di effetti collaterali dovuti alle radiazioni a radiofrequenza non ionizzanti delle nuove torri).
Quali sono i principali tipi di ripetitori per cellulari?
Tecnicamente, quattro tipi di torri cellulari costituiscono la maggior parte delle reti principali. Questi includono:
Torre reticolare. Queste sono anche chiamate torri autoportanti. Le torri reticolari hanno tre o quattro lati e sono molto flessibili/multifunzionali.
Torre unipolare. Si tratta di torri tubolari monolitiche in acciaio o cemento, solitamente inferiori a 50 m di altezza.
Torre strallata. Questi sono in genere di 100 metri o più grandi e sono collegati da grandi "ragazzi" che ancorano e supportano l'infrastruttura. Queste torri costituiscono la maggior parte delle torri televisive e di trasmissione.
Torre invisibile. Questi sono più costosi ma hanno elementi estetici o paesaggistici aggiuntivi che li rendono visivamente più accattivanti.
Quali sono i componenti chiave di una torre per telefoni cellulari?
Le torri per telefoni cellulari devono funzionare grazie ad una specifica disposizione di componenti di base, tra cui:
Impianto di riscaldamento o condizionamento
Antenne e altre apparecchiature
dinamo
Generatore di backup
Le linee telefoniche sono solitamente realizzate in fibra ottica
equipaggiamento di sicurezza
Tutti i siti delle torri cellulari richiedono apparecchiature radio e antenne per trasmettere segnali radio. La maggior parte delle torri dispone di generatori, condensatori e unità di condizionamento dell'aria estesi per mantenere le torri relativamente fresche. Anche in climi abbastanza freddi, questi generatori possono rendere molto caldi i siti delle torri cellulari.
Come funzionano le torri cellulari?
Ora diamo uno sguardo più da vicino a come funzionano le torri cellulari. Esploreremo questo aspetto osservando un esempio di una tipica chiamata effettuata dal tuo cellulare.
Innanzitutto, il telefono emette onde radio elettromagnetiche. Questi sono chiamati segnali a radiofrequenza o "RF". La torre cellulare più vicina al tuo telefono capta il segnale RF e lo trasmette più lontano lungo la rete. I telefoni cellulari sono radio ricetrasmittenti in grado di inviare e ricevere segnali dalle antenne dei ripetitori cellulari.
Quando il tuo telefono invia un segnale alla torre cellulare più vicina, crea un uplink. Allo stesso tempo, se una torre cellulare invia il segnale a un nuovo telefono, crea un downlink. Sono simili al caricamento e al download di altri dati e informazioni, ma le attività di caricamento e download utilizzano segnali di radiofrequenza diversi e pertanto non interferiscono con i segnali cellulari.
È fondamentale che tu e la persona con cui vuoi parlare utilizziate la stessa frequenza radio per ascoltare e comunicare.
Trasforma le parole in segnali
Le torri cellulari ricevono segnali dal tuo cellulare, inclusa la firma elettromagnetica della tua voce. Quindi converte questi segnali in onde elettromagnetiche. Le antenne dei telefoni cellulari convertono questi segnali a radiofrequenza in diversi impulsi luminosi.
Successivamente, gli impulsi luminosi vengono inviati alla scatola del ricetrasmettitore alla base della torre. In questa fase inizia la vera magia scientifica. Le torri cellulari possono inviare questi segnali in tutto il mondo alla velocità della luce.
Il processo viene invertito una volta che il segnale raggiunge la torre di destinazione (di solito la torre più vicina al partner di conversazione di destinazione). L'impulso luminoso lascia la scatola del ricetrasmettitore della stazione base e ritorna all'antenna, dove viene trasmesso come segnale a radiofrequenza.
In che modo i ripetitori inoltrano le chiamate al tuo cellulare?
Senza entrare troppo nel tecnico, le torri cellulari dirigono le chiamate al tuo telefono in questo modo:
Innanzitutto, più torri cellulari in un'area specifica sono collegate a un centro di commutazione mobile o MSC. Questo punto centrale è collegato tramite cavi provenienti dalle numerose torri di telefoni cellulari presenti nell'area circostante.
Su ogni MSC sono registrate diverse carte SIM. Questo è il motivo per cui ogni telefono è dotato di un MSC "principale". L'MSC domestico memorizza le informazioni su ciascun telefono, come il piano di servizio, la posizione e lo stato dell'attività.
Se esci dal raggio d'azione del tuo MSC di casa, eventuali nuovi MSC nelle tue vicinanze comunicheranno elettronicamente con il tuo MSC di casa. In questo modo puoi sempre monitorare la tua posizione, ovunque tu vada.
Indipendentemente da ciò, finché il telefono è acceso e si trova nel raggio d'azione di una torre cellulare, la torre cellulare può utilizzare segnali in radiofrequenza per identificare il tuo telefono univoco. Quando qualcuno chiama il tuo telefono, l'MSC più vicino instrada la chiamata al tuo telefono. Ciò può verificarsi quando il telefono inizia il "roaming", il che potrebbe comportare costi aggiuntivi.
In questo modo, le persone possono inviare e ricevere chiamate da qualsiasi parte del mondo, anche se non si trovano vicino alla torre "di casa".
Qual è il raggio di copertura delle torri cellulari?
Naturalmente, ci siamo tutti trovati in situazioni in cui non possiamo connetterci a un ripetitore cellulare locale e quindi non possiamo effettuare una chiamata. Forse ti starai chiedendo qual è la copertura media delle torri cellulari.
Questo varia da luogo a luogo. La portata delle torri per telefoni cellulari non è fissa e sarà influenzata dai seguenti fattori:
L'altezza di una determinata antenna del ripetitore cellulare
La frequenza del segnale mobile utilizzata dal telefono
Potenza del trasmettitore del telefono e del ripetitore cellulare
Condizioni meteorologiche attorno alle torri dei cellulari
Come diversi edifici riflettono o assorbono l'energia radio
La velocità dei dati di uplink e downlink del tuo dispositivo mobile
In generale, le torri cellulari sono distanziate di circa 1 o 2 miglia l'una dall'altra nelle aree suburbane e da 0,25 a 0,5 miglia l'una dall'altra nelle aree metropolitane. Nelle aree rurali con terreno pianeggiante, le torri cellulari possono essere distanziate tra 30 e 45 miglia l'una dall'altra. Nelle zone collinari, le torri cellulari possono essere distanti solo da 3 a 5 miglia.
In tutti questi casi, la portata media di una determinata torre cellulare può variare da poche miglia a decine di miglia. Tutto dipende dai fattori sopra menzionati!
Inoltre, tieni presente che molte torri di telefoni cellulari sono posizionate una vicina all'altra per gestire l'aumento del traffico.
Ad esempio, le aree metropolitane hanno molti ripetitori di telefoni cellulari molto vicini tra loro perché molte persone effettuano continuamente chiamate da questi ripetitori. In alcuni casi potresti non riuscire a passare a causa del traffico intenso, anche se nella pratica ciò è molto raro.
