ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΤΗΛΕΦΩΝΙΑΣ

Πόσοι από εμάς δεν έχουν περπατήσει μία ή περισσότερες φορές στα ελληνικά βουνά και μάλιστα κυρίως στις δασικές περιοχές γύρω από την Θεσσαλονίκη και δεν έχουν πέσει πάνω σε κάποιο πυλώνα εταιρείας κινητής τηλεφωνίας? Εκατοντάδες από αυτούς βρίσκονται σε κάποια κορυφογραμμή ή σε κάποια πλαγιά με μεγάλη ορατότητα και τους διακρίνουμε από χιλιόμετρα μακριά σαν υπενθύμιση της ανθρώπινης κυριαρχίας πάνω στο γήϊνο περιβάλλον. Σε σχέση με εμάς (το trekking around Thessaloniki) να σας θυμίσω τις δεκάδες κεραίες κινητής τηλεφωνίας που στέκονται αγέρωχες για παράδειγμα στο Λάναρι, στον Χορτιάτη ή στο Κουρί Ασβεστοχωρίου. Αλήθεια όμως πως είναι στημένο και οργανωμένο ένα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας? Πως λειτουργεί με απλά λόγια η κινητή τηλεφωνία? Αυτά θα δούμε σε αυτήν την σύντομη για το θέμα αυτό ανάρτηση.

Τεχνολογία κινητής τηλεφωνίας

Πως λειτουργεί η κινητή τηλεφωνία
Η κινητή τηλεφωνία είναι η δυνατότητα επικοινωνίας (φωνή, κείμενο, δεδομένα) μέσω της ασύρματης μετάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων επιτρέποντας την επικοινωνία εν κινήσει χωρίς περιορισμούς και καλώδια και ανεξάρτητα από τις γεωγραφικές ιδιαιτερότητες μιας περιοχής. Η δυνατότητα αυτή δημιουργείται από την εγκατάσταση ενός ασύρματου δικτύου κινητής τηλεφωνίας, το οποίο αποτελείται από τους σταθμούς βάσης (κεραίες και μικροκυματικά κάτοπτρα), τα κινητά τηλέφωνα και τα ψηφιακά τηλεφωνικά κέντρα. Το δίκτυο κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιεί τους σταθμούς βάσης για την παροχή τηλεπικοινωνιακής κάλυψης στους χώρους που βρισκόμαστε. Κάθε φορά που κάνουμε μια κλήση από το κινητό μας τηλέφωνο, αυτό στέλνει και λαμβάνει ηλεκτρομαγνητικά σήματα προς και από τον πλησιέστερο σταθμό βάσης. Ο σταθμός βάσης στη συνέχεια μεταβιβάζει την πληροφορία, ενσύρματα ή ασύρματα, στα τηλεφωνικά κέντρα, με αποτέλεσμα να μπορούμε να επικοινωνήσουμε με εκείνον που θέλουμε. Εδώ είναι μία καλή ευκαιρία να δούμε τι είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια, ή αλλιώς ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αποτελείται από κύματα ηλεκτρικής και μαγνητικής ενέργειας, τα οποία διαδίδονται ταυτόχρονα, δηλαδή ακτινοβολούνται, στον ελεύθερο χώρο. Η περιοχή στην οποία αναπτύσσονται αυτά τα κύματα λέγεται ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα εμφανίζονται με πολλές διαφορετικές μορφές. Τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, το ορατό φως, οι ακτίνες x και οι ακτίνες γ είναι κάποιες από τις μορφές των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία εμφανίζονται σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, το οποίο χωρίζεται σε επιμέρους περιοχές, τις ζώνες συχνοτήτων. Το φάσμα των συχνοτήτων περιλαμβάνει την ιονίζουσα και τη μη ιονίζουσα ακτινοβολία.

Η ιονίζουσα ακτινοβολία είναι αυτή που έχει συχνότητα υψηλότερη από το ορατό φως. Είναι μικρότερου μήκους κύματος και μεταφέρει πολύ υψηλή ενέργεια. Περιλαμβάνει την κοσμική ακτινοβολία, τις ακτίνες x και τις ακτινοβολίες α, β και γ ραδιενεργού διάσπασης. Χαρακτηρίζεται με τον όρο «ιονίζουσα», διότι προκαλεί ιονισμό της ύλης, δηλαδή το φωτόνιό της διαθέτει τέτοια ενέργεια, ώστε μπορεί να εκδιώξει ένα ηλεκτρόνιο από ένα άτομο της ύλης. Η ακτινοβολία αυτή μπορεί να προκαλέσει άμεση βλάβη στη βιολογική ύλη και συγκεκριμένα στο DNA των κυττάρων. Οι πηγές των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων, στα οποία υποβαλλόμαστε καθημερινά (ραδιοκύματα, μικροκύματα, ηλεκτρισμός), είναι μεγάλου μήκους κύματος και χαμηλής συχνότητας. Δεν μπορούν να προκαλέσουν ιονισμό, διότι η ενέργεια που μεταφέρουν είναι μικρή. Δεν μπορούν να σπάσουν χημικούς δεσμούς στα μόρια των κυττάρων. Για το λόγο αυτό χαρακτηρίζονται με τον όρο μη-ιονίζουσα ακτινοβολία. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία ήταν ανέκαθεν παρόντα στη γη. Υπάρχουν παντού στο περιβάλλον μας και προέρχονται από φυσικές πηγές ή έχουν δημιουργηθεί από τον άνθρωπο. Το γήινο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το ηλιακό φως, οι κεραυνοί, ο χτύπος της καρδιάς, το ανθρώπινο νευρικό σύστημα αποτελούν φυσικές πηγές ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Στις τεχνητές πηγές περιλαμβάνονται οι οικιακές ηλεκτρικές συσκευές (ηλεκτρική σκούπα, φούρνος μικροκυμάτων, ψυγείο, τηλεόραση κ.λ.π.), οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος, οι τηλεοπτικοί και ραδιοφωνικοί σταθμοί, οι σταθμοί βάσης κινητής τηλεφωνίας, τα ραντάρ κ.λπ. 

Τι είναι ένας σταθμός βάσης κινητής τηλεφωνίας
Ο σταθμός βάσης αποτελεί το σύνολο των εγκαταστάσεων μιας εταιρείας κινητής τηλεφωνίας που τοποθετείται σε μία περιοχή για να υποστηρίξει το ασύρματο δίκτυό της.
Οι σταθμοί βάσης αποτελούνται από κεραίες εκπομπής και λήψης ηλεκτρομαγνητικών σημάτων και τον απαραίτητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό για την επεξεργασία αυτών των σημάτων. Οι σταθμοί βάσης δηλαδή είναι οι «κεραίες κινητής τηλεφωνίας» που βλέπουμε πολύ συχνά στα βουνά. Οι κεραίες των σταθμών βάσης τοποθετούνται σε μεγάλο ύψος: συνήθως πάνω σε μεταλλικούς πυλώνες για να καλύψουν τηλεπικοινωνιακά αγροτικές και αραιοκατοικημένες περιοχές ή στις οροφές ψηλών κτιρίων για να δώσουν τηλεπικοινωνιακή κάλυψη εντός των πόλεων. Οι σταθμοί βάσης επικοινωνούν μεταξύ τους με υπόγεια καλώδια ή με μικροκυματικά κάτοπτρα (μικροκυματικές κεραίες ασύρματων ζεύξεων).
Πως λειτουργούν οι σταθμοί βάσης κινητής τηλεφωνίας
Κάθε σταθμός βάσης φέρει από 1 έως 4 κεραίες, που δίνουν ηλεκτρομαγνητικό σήμα, δηλαδή παρέχουν τηλεπικοινωνιακή κάλυψη, σε μία συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή. Όταν ένας σταθμός βάσης έχει 3 κεραίες, δημιουργεί τρεις περιοχές κάλυψης περιμετρικά, οι οποίες, λόγω του σχήματός τους, ονομάζονται κυψέλες. Το μέγεθος κάθε κυψέλης καθορίζεται από τα γεωγραφικά της χαρακτηριστικά (δένδρα, λόφοι, κτίρια κ.λπ.) και από τον αριθμό και τη χρήση των εξυπηρετούμενων χρηστών κινητών τηλεφώνων που συνήθως υπάρχουν εκεί. Ο κάθε σταθμός βάσης έχει τη δυνατότητα να εξυπηρετήσει ταυτόχρονα συγκεκριμένο αριθμό κινητών τηλεφώνων (συνήθως από 50 έως 100). Για το λόγο αυτό, οι κυψέλες είναι μικρές εντός των πόλεων (της τάξης των εκατοντάδων μέτρων) και μεγαλύτερες στις αγροτικές περιοχές (της τάξης των δεκάδων χιλιομέτρων).
Πως εκπέμπουν οι κεραίες κινητής τηλεφωνίας 
Οι κεραίες κινητής τηλεφωνίας δεν εκπέμπουν σφαιρικά γύρω τους, αλλά σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις για να επικοινωνούν με τα κινητά τηλέφωνα που βρίσκονται στην περιοχή που έχει σχεδιαστεί να καλύπτουν. Είναι, δηλαδή, κατευθυντικές και στο οριζόντιο και στο κατακόρυφο επίπεδο. Οι κεραίες αυτές εκπέμπουν περισσότερο προς την κατεύθυνση του ορίζοντα όπου κατευθύνεται η κύρια δέσμη τους και πολύ λιγότερο στις υπόλοιπες.