Vue d'ensemble de la communication cellulaire
Motorola a présenté son téléphone cellulaire Dyna-Tac en 1973, un appareil révolutionnaire promettant de libérer les utilisateurs des lignes fixes locales. Depuis que Chicago a accueilli un réseau prototype en 1977 capable de supporter 2 000 clients simultanément, les téléphones portables sont devenus omniprésents dans le monde. Selon le Pew Research Center, en octobre 2010, 85 % des Américains possédaient un téléphone portable. Avec la technologie smartphone de troisième génération, les téléphones ont évolué en ordinateurs portables capables de répondre aux besoins de communication, productivité et divertissement des utilisateurs.
Les cellules
Les opérateurs mobiles utilisent des cellules pour gérer le trafic téléphonique dans une zone de couverture donnée. Chaque zone est divisée en un réseau de cellules, zones couvrant généralement environ 26 km² (10 miles carrés). Chaque cellule possède sa propre station de base qui opère aux côtés du centre de commutation téléphonique mobile régional pour coordonner le trafic entre cellules, et une tour d'antenne pour faciliter la transmission et la réception par radiofréquence. Les transmissions d'une station de base sont de faible puissance, capables de servir les clients du réseau dans la cellule, mais pas assez fortes pour perturber les communications des cellules adjacentes.
Connexion au réseau
Chaque opérateur a son propre code d'identification système à cinq chiffres. Quand vous passez un appel, votre téléphone recherche un canal de contrôle qui reconnaîtra son SID. Une fois qu'il trouve un canal de contrôle avec le SID correspondant, votre téléphone se connecte au réseau, permettant à votre appel de passer. Si votre téléphone ne trouve pas de canal de contrôle reconnaissant son SID, il affiche un message indiquant que le service n'est pas disponible.
Comment le réseau surveille le trafic d'appels
Un centre de commutation téléphonique mobile (MTSO) contient divers composants qui aident à router et surveiller le trafic des téléphones portables. L'ensemble des systèmes de commutation du MTSO assure le routage des appels vers leurs destinataires, et ses systèmes de base de données gardent trace des identifications des appelants pour le suivi et la facturation. Les bases de données du MTSO contiennent un registre de localisation d'origine (HLR) et un registre de localisation de visiteur (VLR). Le HLR suit les abonnés utilisant le réseau du MTSO, tandis que le VLR collecte des informations sur les abonnés d'autres réseaux en itinérance dans une cellule particulière.
Déplacement entre cellules
Alors que vous vous déplacez dans la zone de couverture de votre réseau, les stations de base voisines surveillent la force de votre signal. Quand vous approchez d'une station offrant un signal plus fort que celle que vous utilisez actuellement, le MTSO demande à votre téléphone de se connecter à la station offrant le signal plus fort, vous donnant la meilleure connexion possible. Bien que les transmissions de faible puissance des réseaux cellulaires permettent un matériel assez petit pour rendre votre téléphone compact et portable, cela introduit des problèmes de connectivité potentiels en zones rurales. Avec une portée de réception d'environ 16 km (10 miles), dans les zones reculées, vous êtes plus susceptible de sortir de la couverture du réseau et de perdre complètement le signal.
Signaux numériques
Votre téléphone convertit votre voix en données numériques, une série de uns et de zéros qui traversent la bande passante de votre réseau vers votre destinataire, dont le téléphone reconvertit les données numériques en paroles. Les puces et microprocesseurs sur la carte de circuit de votre téléphone gèrent la conversion numérique, la compression et les communications avec les stations de base et les MTSO du réseau. Cette technologie permet jusqu'à dix fois plus de trafic numérique d'occuper la même bande passante qu'un seul appel analogique.