Aparelhos Eletrônicos


Parte 1    Parte 2    Parte 3    Parte 4

Como funcionam os telefones celulares - Parte 2

Códigos de telefonia celular

Códigos de telefone celular

  • Número serial eletrônico (ESN): um número individual de 32 bits gravado dentro do telefone quando ele é produzido.
  • Número de identificação móvel (em inglês, MIN) - um número de 10 dígitos derivado de seu número de telefone.
  • Código de Identificação do Sistema (em inglês, SID) - um número exclusivo de 5 dígitos que é designado para cada provedor pelo FCC (Comissão Federal de Comunicações), órgão que regulamenta as telecomunicações nos EUA.
Apesar de o ESN ser considerado uma parte permanente do telefone, os códigos MIN e SID são programados nele quando estiver ativado, ou quando você adquire um plano de serviços.
Existem códigos especiais associados a todos os celulares. Esses códigos são usados para identificar o telefone, seu proprietário e o provedor dos serviços.

Digamos que você tenha um celular, ligue-o e alguém tente falar com você. Aqui está o que acontece com a chamada:

  • Quando você liga o telefone pela primeira vez, ele ouve um SID (veja a barra lateral) no canal de controle. O canal de controle é uma freqüência especial que o telefone e a estação base usam para falar um com o outro sobre coisas como configuração de chamadas e mudança de canais. Se o telefone não conseguir encontrar nenhum canal de controle para ouvir, ele saberá que está fora de alcance e exibirá uma mensagem dizendo que está fora de serviço.
  • Quando ele recebe o SID, o telefone o compara ao SID programado no telefone. Se os SIDs coincidirem, o telefone saberá que a célula com a qual ele está se comunicando faz parte de seu sistema home, ou doméstico.
  • Junto com o SID, o telefone também transmite uma solicitação de registro, e a central comutadora de telefonia móvel (MTSO) rastreia a localização de seu telefone em um banco de dados. Dessa maneira, a central sabe em qual célula você se encontra para, quando quiser, tocar a campainha de seu celular.
  • A MTSO recebe a chamada e tenta localizá-lo. Ela consulta seu banco de dados para ver em qual célula você se encontra.
  • A central MTSO escolhe um par de freqüências que seu telefone usará naquela célula para receber a chamada.
  • A MTSO se comunica com seu telefone pelo canal de controle para informar quais freqüências utilizar, e assim que seu telefone e a torre comutam para essas freqüências, a chamada é conectada. Agora, você está falando com um amigo por um rádio de duas vias.
  • Conforme você se move em direção à borda de sua célula, a estação base de sua célula nota que a intensidade do sinal de seu celular está diminuindo. Enquanto isso, a estação base na célula para a qual você se dirige (e que está ouvindo e medindo a intensidade do sinal em todas as freqüências, não apenas em seu próprio sétimo do total) observa o sinal de seu telefone aumentar de intensidade. As duas estações base se coordenam uma com a outra via MTSO e, em algum ponto, seu telefone recebe um sinal no canal de controle ordenando que ele troque de freqüências. Esse passe (hand off) comuta seu telefone para a nova célula.

Digamos que você esteja ao telefone e se mova de uma célula para outra, mas a célula para a qual você se move é coberta por outro provedor de serviços que não o seu. Em vez de derrubar a ligação, ela na verdade será transferida para o outro provedor de serviços.

Se o SID no canal de controle não coincide com o SID programado em seu telefone, então o telefone sabe que está em roaming. A central MTSO da célula em que você faz o roaming entra em contato com a central MTSO de seu sistema doméstico, que então verifica seu banco de dados para confirmar que o SID do telefone que você usa é válido.

Seu sistema doméstico verifica seu telefone para a central MTSO local, a qual então rastreia seu telefone à medida que você se desloca ao longo de suas células. E o surpreendente é que tudo isso acontece em segundos.

A parte chata é que você pode receber uma cobrança absurda por sua chamada em roaming. Na maioria dos telefones, a palavra "roam" aparece na tela do aparelho quando você deixa a área de cobertura de seu provedor e entra na de outro. Caso contrário, será melhor estudar seus mapas de cobertura com muita atenção, pois mais de uma pessoa já foi, desagradavelmente, surpreendida pelo custo do roaming. Verifique seu contrato de serviços cuidadosamente para descobrir quanto está pagando quando estiver em roaming.

Observe que se você quiser fazer roaming internacionalmente, precisará de um telefone que funcione tanto domesticamente quanto no exterior. Países diferentes usam tecnologias de acesso celular diferentes.

Celulares analógicos

Mais à frente veremos mais sobre esta tecnologia. Primeiro, vamos ter uma base sobre a tecnologia de celulares analógicos para entender como se desenvolveu esta indústria.

Em 1983, o padrão de telefone celular chamado AMPS (Sistema de Telefonia Móvel Avançado) foi aprovado pela FCC e usado pela primeira vez em Chicago. O AMPS usa uma faixa de freqüências entre 824 megahertz (MHz) e 894 MHz para os celulares analógicos. Para encorajar a competição e manter os preços baixos, o governo dos EUA exigiu a presença de dois provedores em cada mercado, conhecidos como provedores A e B. Um dos provedores era o provedor de intercâmbio local (LEC), uma maneira engraçada de chamar a companhia telefônica de lá.

Foram designadas 832 freqüências para cada um dos provedores A e B: 790 para voz e 42 para dados. Um par de freqüências (uma para transmitir e outra para receber) é usado para criar um canal. As freqüências usadas nos canais de voz analógicos são normalmente de 30 kHz de largura (30 kHz foi escolhido como o tamanho padrão porque proporciona qualidade de voz comparável a um telefone com fio).

As freqüências de transmissão e recepção de cada canal de voz são separadas por 45 MHz para impedir que elas interfiram umas nas outras. Cada provedor tem 395 canais de voz e 21 canais de dados para organização, como registro e paging.

Uma versão do AMPS conhecida como serviço de telefone móvel avançado de banda estreita (NAMPS, em inglês) incorpora alguma tecnologia digital para permitir que o sistema porte cerca de três vezes o número de chamadas da versão original. Apesar de usar tecnologia digital, ele ainda é considerado analógico. AMPS e NAMPS operam somente na banda de 800 MHz e não oferecem muitos recursos comuns no serviço de celular digital, como o e-mail e navegação na web.

Interior de um telefone celular
Os  telefones celulares são os dispositivos mais complexos que as pessoas usam no dia-a-dia. Os celulares digitais modernos podem processar milhões de cálculos por segundo para comprimir e descomprimir o fluxo de voz.


As partes de um telefone celular

Se você desmontar um telefone celular, vai descobrir que ele contém apenas poucas peças individuais:

  • Uma placa de circuitos que contém o "cérebro" do telefone
  • Uma antena
  • Um visor de cristal líquido (LCD)
  • Um teclado (diferente daquele que você encontra no controle remoto da TV)
  • Um microfone
  • Um alto-falante
  • Uma bateria

A placa de circuito é o coração do sistema. Esta é de um telefone digital Nokia:


A frente da placa de circuito

A parte traseira da placa de circuito

Nas fotos acima você vê diversos chips de computador. Vamos falar sobre o que fazem alguns dos chips individuais. Os chips de conversão analógico para digital e digital para analógico traduzem o sinal de rádio emitido de analógico para digital e o sinal recebido de digital novamente para analógico. Você pode aprender mais sobre a conversão A/D e D/A e sua importância para o áudio digital em Como funcionam os CDs. O processador de sinal digital (em inglês, DSP) é um processador altamente personalizado e projetado para efetuar cálculos de manipulação do sinal em alta velocidade.

O microprocessador cuida de todas as tarefas requeridas pelo teclado e pelo visor, é o responsável pelo controle de sinalização com a estação base, além de coordenar as demais funções na placa.


O microprocessador

Os chips de memória ROM e memória Flash proporcionam o armazenamento do sistema operacional e dos recursos personalizáveis de seu telefone, como a agenda de telefones. A seção de radiofreqüência (RF) e energia cuida do gerenciamento de energia e recarga, e também lida com as centenas de canais de FM. Finalmente, os amplificadores RF manipulam os sinais que entram e saem da antena.


O visor e os contatos do teclado

O visor cresceu consideravelmente em tamanho devido ao aumento do número de recursos dos celulares. A maioria dos telefones celulares oferece agendas telefônicas, calculadoras e jogos embutidos. E muitos dos telefones incorporam algum tipo de PDA ou navegador web.


O cartão de memória Flash na placa de circuito

O cartão de memória Flash removido

Alguns telefones armazenam determinadas informações, como os códigos SID e MIN, na memória Flash interna, enquanto outros usam cartões externos similares aos cartões SmartMedia.


O alto-falante, o microfone e a bateria de manutenção do telefone celular

É incrível como os celulares reproduzem sons de boa qualidade por meio de alto-falantes e microfones tão minúsculos. Como você pode ver na foto acima, o alto-falante tem aproximadamente o tamanho de uma moeda, e o microfone não é maior do que a bateria do relógio de pulso ao lado. Falando da bateria de relógio, ela é usada para o chip do relógio interno.

O que é surpreendente é que toda essa funcionalidade, que somente 30 anos atrás ocuparia todo um andar de um prédio de escritórios, agora se encaixa em um pacote que cabe confortavelmente na palma da sua mão!

Na próxima seção veremos a tecnologia dos celulares digitais e os métodos usados pela rede de telefonia celular.


Foto cedida pela Motorola, Inc.
Escola antiga: Celular DynaTAC, 1983

Parte 1    Parte 2    Parte 3    Parte 4

Fonte: https://www.hsw.com.br

Como funcionam os telefones celulares - Parte 2