Cep Telefonu Nasıl Çalışır?

Cep telefonu bildiğimiz biçimiyle ilk olarak ABD'de Bell Laboratuarları'nda çalışan Martin Cooper adlı bir mühendis tarafından 1973 yılında icat edildi. Gördüğünüz gibi cep telefonları oldukça kısa süre öncesinde kullanılmaya başlanmasına rağmen hepimizin gündelik yaşantısına çabucak girdi. Artık kısa süre için bile olsa evden çıkarken cep telefonumuzu yanımıza almadığımızda kendimizi huzursuz hissediyoruz.

Gerçekten elimizin altındaki çok sayıda telefon numarası ile neredeyse her yerde telefon görüşmesi yapabilmek, bunun yanında sürekli ulaşılabilir olmak çok önemli bir kolaylık. Bunlar güzel ama cep telefonlarının nasıl çalıştığını ve görüşmeleri nasıl sağladığını biliyor musunuz?

Cep telefonları ilk üretildikleri zamandan beri sürekli bir değişim içinde oldu. İlk olarak analog sistemler olarak başlayan hizmet zaman içinde sayısal sistemlere dönüştü, bunun yanında veri iletişimi çok hızlandı. Bu hızlı veri iletişimi ile artık basit ve çok pahalı olmayan cep telefonlarıyla bile internete bağlanmak ve elektronik postalarınızı okumanız olanaklı. Bunun yanında daha gelişmiş modelleri kullanırsanız "3G" denilen üçüncü kuşak iletişim sistemi ile cep telefonunuzdan televizyon veya başka videolar izleyebilirsiniz. Cep telefonunuzla basit bir görüşme yapmanız bile dünyanın her yerindeki mühendislerin ortak çabası sonucu geliştirilen oldukça karmaşık ve iyi işleyen bir sistem sayesinde olmakta. Aşağıda bu sistemi kısaca anlatmaya çalışacağız, bu bilgiler cep telefonunuzu kullanırken çok işinize yarayacak.

Konuya cep telefonunun kendisinden başlamak daha iyi olacak. Cep telefonları oldukça karmaşık elektronik aletler olsa da çalışma biçimlerini bir telsize benzetmek kolaylık sağlayacak. Cep telefonları temelde radyo dalgaları kullanarak konuşmaları ileten telsizlerdir. Telsizler belki biliyorsunuz tek yönlü konuşmayı taşırlar, örneğin karşı tarafı dinlemek için bir düğmeye basarak beklersiniz. Cep telefonları ise kullanımı kolaylaştıran bir biçimde iki yönlü konuşmayı ileten devrelere sahiptir. Bunun için cep telefonları birbirine yakın değerde iki ayrı frekansta fakat her cep telefonunda farklı olan radyo dalgaları kullanırlar. Cep telefonları böylece telsizlerin aksine kullanıcıya bir gizlilik sağlarlar. Aynı frekans çiftini kullanan cep telefonlarının var olması olanaksız değildir fakat aynı kapsama alanı içinde bulunmaları çok küçük bir olasılık olacaktır.

Cep telefonları ilk ortaya çıktığında sistem analog bilgi taşıyan radyo dalgalarıyla çalışıyordu. Bu 1G (Birinci Kuşak) denilen sistemde ses bildiğimiz ahizeli telefonlarla aynı biçimde iletiliyordu. 1G cep telefonlarında aranılan telefon numarası çevirme de yine eski telefonlara benzer bir sistem ile yapılıyordu. 1G sistemi içerdiği sakıncalar ve ses kalitesinin düşük olması nedeniyle kısa sürede kullanımdan kaldırılarak şimdi çoğu ülkede kullanılan 2G sistemine geçildi. 2G sisteminde ses dahil bütün işlemler sayısal (dijital) dönüşüm yapılmış sinyallerle yapılır. Biliyorsunuz şu günlerde de 3G sistemi yaygınlaşmaya başladı, bu sistemde ise çok hızlı veri iletimi ve gelişmiş çoklu ortam özellikleri mevcut.

Bir cep telefonu içine SIM kart yerleştirilip ilk olarak açıldığında etraftaki baz istasyonlardan uygun birinin yaydığı SID (Sistem Tanıtım Şifresi) sinyalini dinlemeye başlar. Bu sinyali aldığında bu şifrenin telefon içine yerleştirilmiş telekom şirketinin şifreleriyle aynı olup olmadığını kontrol eder. Böylece telefon ekranında ilgili telekom şirketinin ismi belirir. Böyle bir SID şifresi alınmadığı durumlarda ise telefon ekranında bildiğiniz "Ağ yok" veya anlaşmalı olmayan telekom şirketi ağı bulunduğunda ise "Sadece Acil Aramalar" veya benzeri bir mesaj görünür. Cep telefonunuz SID sinyaline karşılık bir başka sinyal göndererek Arama beklediğini baz istasyonuna bildirir. Bu bildirim ile baz istasyonu cep telefonunuzun yerini dışarıdan gelen bir Arama sırasında kullanmak üzere veri tabanına ekler. Bir baz istasyonunun yaydığı radyo dalgalarının ulaşabildiği birkaç kilometre karelik alana iletişimciler hücre (cell) adını vermişlerdir. Bazı durumlarda cep telefonları için kullanılan hücresel telefon (cellular phone) terimi buradan gelir.

Cep telefonunuzla bir Arama yapmak istediğinizde biliyorsunuz Aramak istediğiniz numarayı ekrana yazarak başlarsınız. Bu numarayı çevirmek için "Ara" veya "Yes" düğmesine bastığınızda telefonu en yakındaki baz istasyonunu bulur ve telefon numarası, seri numarası ve aranacak numarayı bildiren bir mesaj yollar. Bu mesajdaki bilgiler telekom şirketinin veri tabanında bulunan sizin abonelik bilgilerinizle karşılaştırılır ve uygun bulunursa karşı telefon numarasına Arama sinyali gönderilir. Karşı telefon hazırsa görüşme başlatılır ve ücret hesabı için sayım başlatılır.
Bir arkadaşınız sizi aradığında, baz istasyonlarının bağlı olduğu merkez sizin yerinizi yani hangi baz istasyon yakınında olduğunuzu veri tabanından araştırır. Bu bilgiye ulaştığında ise sizin cep telefonunuza bir frekans çifti belirler ve telefonun zilinin çalmasını sağlar. Siz farkına varmadan yapılan bu işlemlerden sonra telefonunuzu açtığınızda arkadaşınızla konuşmaya başlarsınız. Aslında saptanan bu frekans çiftlerinin sayısı sonsuz değildir. Bu sayı baz istasyonunun kapasitesine ve teknik özelliklerine göre değişir, örneğin 395 adet olabilir. Bu baz istasyonunun radyo dalgalarının ulaştığı alan içinde 395 kişinin cep telefonuyla konuşabilmesi anlamına gelir. Doğal olarak bu sayı çok azdır ve kalabalık bir kentte aynı anda binlerce kişi cep telefonunu kullanmak isteyecektir. Bu durumda bütün bir kenti radyo dalgalarıyla kaplayan ve kentteki cep telefonu abonesi kadar frekans çifti kapasitesi olan bir baz istasyonu kurmak sorunu çözecektir ama böyle bir sistemi yapmak olanaksızdır.

Bu sorunu aşmak için mühendisler dahiyane diyebileceğimiz bir çözümle bir alanı küçük baz istasyonlarıyla döşerler. Bu baz istasyonları da yedili gruplar halinde birleşerek grupları oluştururlar. Bir grubun merkezinde bulunan baz istasyonu diğer baz istasyonlarından gelen bilgileri toplar ve mobil yönlendirme merkezi (MSC, Mobile Switching Center) denilen bölgesel bir merkeze yönlendirir. Burası da sinyalleri uydu veya karasal hatlarla telekom şirketinin hatlarına yönlendirir. Böylece bir kullanıcı telefonuyla görüşme yaptığında bütün sistemin kaynaklarını değil, sadece bir baz istasyonunun frekans çiftini kullanır. Böylece kalabalık bir bölgede birçok baz istasyonunda çok sayıda kullanıcı aynı anda görüşme yapma olanağı bulmuş olur. Bu sistemdeki tek sorun hareket halindeki kullanıcılardır. Bu kullanıcıların hareketleri sırasında görüşmenin kesilmemesi için baz istasyonları özel bir iletişim mekanizmasıyla kullanıcıları birbirine devrederler. Nadiren kullanıcının geçtiği baz istasyonunda kullanıma hazır bir frekans çifti olmadığında veya bu iletişimde bir aksama olduğunda görüşme kesilebilir. Bu yüzden önemli görüşmelerinizi yaparken sabit kalmaya çalışmalısınız.

Paylaşım için teşekkürler.