கைபேசி எப்படி வேலை செய்கிறது

கைத்தொலைபேசி எப்படி வேலை செய்கிறது? தெரிந்து கொள்ளலாம் வாங்க.உலகின் அதிசயங்களும் ஆச்சரியங்களும்
,கைத்தொலைபேசி இப்படி பல பெயர்கள் நமக்குத் தெரிந்தது தான் என்றாலும்,சிலருக்கு மட்டுமே எப்படி வேலை செய்கிறது என்ற தொழில் நுட்பம் தெரிந்திருக்கிறது என்று சொல்லலாம். பொதுவாக தொழில் நுட்பம் பற்றி சொல்வது என்றால், பல பக்கங்கள் தேவை என்பது மட்டுமல்ல  ,தொழில்நுட்பச் சொற்களை அப்படியே தமிழில் தருவதும் சுலபமல்ல..
முதலில் இந்த தொழில் நுட்பத்திற்கு வித்திட்டதை சிறிது சொல்லி விடலாம். இந்த கம்பியில்லாத் தொலைதொடர்பு, 1918 இல் ஜேர்மன் பேர்லின் நகரில் இருந்து செல்லும் இராணுவ தொடரூந்துகளுக்கு இடையில் பரீட்சாத்தமாக ஆரம்பித்ததில் இருந்து ஆரம்பமானது. 1924 இல் பேர்லின்-ஹம்புர்க் பொது இரயில் பாதைகளுக்கு இடையில் விரிவு பெற்று, Zugtelephonie A. G. நிறுவனமாக மாறி,1925 இல் தொடர்பு சாதனங்களை உருவாக்கி,1926 இல் தொடரூந்துகளுக்கு இடையிலான சேவையையும், முதலாம் வகுப்பு பயணிகளுக்கான சேவையையும் ஆரம்பித்ததில் இருந்து  தொடங்கியது எனச் சொல்லலாம்.
அதைத் தொடர்ந்து 1940 இல்  Motorola நிறுவனம் இருவழி வானொலி தொடர்பை  Walkie-Talkie மூலம் தொடக்கியது. இதன் தொடர்ச்சி, ஏபரல் 3, 1973 இல் Motorola பணியாளர்  Dr. Martin Cooper ,தனக்குத் தானே ஒரு தொடர்பை ஏற்படுத்தி, இன்றைய மொபைல் தொழில் நுட்பத்தை உருவாக்கினார்.முதல் மொபைல் அழைப்பை பெற்ற பெருமை, AT&T's Bell Labs இன் தலைமை ஆய்வாளரும், Dr. Cooper இன் போட்டியாளருமான Joel Angel ற்குக் கிடைத்தது.மார்டின் கூப்பரையே செல்போனின் தந்தை-father of the cell phone -என்று அழைக்கிறார்கள்.
See the image
ஆனாலும் இன்றைய cellular என்ற hexagonal cells அமைப்பை 1947 இல்  Bell Labs ஐச் சேர்ந்த Douglas Ring மற்றும் W. Rae Young என்பவர்கள் அறிமுகப்படுத்தினார்கள்.
அவர்களின் முடிவின்படி, cell towers இந்த hexagonal cells மத்தியில் அமைக்கப்படாது ஒரு மூலையில் அமைக்கப்படல் வேண்டும் என்றும்,கூடவே directional antennas களும் அமைக்கப்படல் வேண்டும் என முறைப்படுத்தினார்கள்.இதைத் தொடர்ந்து,1971 இல் ARP network, Finland, என்ற வர்த்தக ரீதியிலான மொபைல் நெட்வேர்க் உருவானது.
See the image
Ericsson, 1956 இல் சுவீடன் நாட்டில் MTA எனப்பட்ட,தானியங்கி மொபைல் ஆக உருவாக்கப்பட்டது.இதன் நிறை 40 kg. ஆகும்.1965 இல் DTMF முறையிலான தொழில் நுட்பத்தில்,நிறை குறைந்த கைத்தொலைபேசியும்,1970 இல் Amos E. Joel, Jr,  Bell Labs engineer கள் வெவ்வேறு செல்களுக்கு இடையிலான தொடர்பை ஏற்படுத்தும் முறையையும் அறிமுகப்படுத்தினார்கள்.
இந்த  Cellular தொழில் நுட்பம் ( Cellular technology) தலைமுறையாக (generation) அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.முதலாவது தலைமுறை 1979 இல் அனலோக் பிணைய ( analog networks) முறையில் ஜப்பானிலும்,இரண்டாவது தலைமுறை 1991 இல் டிஜிட்டல் தொழில் நுட்ப முறையில் (GSM and CDMA) பின்லாந்திலும்,மூன்றாவது தலைமுறை 2001 இல் ஜப்பானில் அதிவேக தரவு,ஒலி பரிமாற்றத்தில்( high-speed data and voice services) ஜப்பானிலும் உருவானது.இவை 1G,2G,3G எனச் சொல்லப்பட்டு,3G ஐ மேலும் வலிமை அடைய செய்ய  mobile Internet access, mobile TV, video conferencing and IP telephony போன்றவற்றை அதி வேகத்துடன் தொழில்பட செய்ய உருவாக்கப்பட்டது.
முதலாம்,இரண்டாம் தலைமுறை தொழில் நுட்பத்தை மேம்படுத்தி(analog cellular technology generation + digital/PCS) உருவானது தான் 3G ஆகும். சிறந்த bandwidth,இணைய தொடர்பு, ஆடியோ-வீடியோ இவைகளுடன் கூடிய smartphone களும் உருவானது.இந்த 3G, 14 Mbps ற்கு மேற்பட்ட தரவுப் பரிமாற்றத்திற்கும்,அதைத் தொடர்ந்த 4G, IP அடிப்படையிலான தொழில் நுட்பத்தில் 1Gbps ற்கு அதிகமான தரவுப் பரிமாற்றத்திற்கும் ஏற்படையதாயிற்று.தொடர்வது 5G இன்னும் பல அரிய தொழில்நுட்பங்களுடன் கூடியதாகும்.
மொபைல் ஒலி அலைகள், வானொலி அலைகளாக மாற்றப்பட்டு, tower களில் உள்ள microwave antennas கள் மூலம் பரிமாறப்படுகிறது.இவை குறைந்த அளவு தொடர்புகள் (low powered radio transmitters) மூலம் மொபைல் போன்கள், சுவிச்சுகளுக்கு இடையே(mobile phones + switch) தகவல் பரிமாற்றம் செய்கிறது.இந்த சுவிச், ஒரு மொபைலின் தொடர்பை ஒரே வழங்குனருக்கு (service provider ) உட்பட்ட மற்றொரு மொபைலின் தொடர்பாளருடன் இணைக்கிறது.இந்த முறை கணினி முறையில் பல சுவிச்சுகளுடன் பல்வேறு வழ்ங்குனர்களுடன் இணைக்கப்படுகிறது. ஒரு மொபைல் திறக்கும் போது (turned on),சுவிச்( switches )அந்த தொலைபேசிக்கு வரும் தொடர்புகளை மற்ற தொடர்புகளைப் பாதிக்காத வண்ணம் வேறு பிணையங்களுடன்( networks ) இணைக்கிறது.இதை handoff என்கிறார்கள்.
See the image
Cellphones - cellular phones - mobile phones -நகர்பேசி-செல்பேசி-,இப்படிப் பலவிதமாக சொல்லப்படும் கைத்தொலைபேசியும்,சாதாரண தொலைபேசியும்(land lines and cellphones)  வேலை செய்வதில் வேறுபடுகிறது. வழமையாக தொலைபேசியில் பேசும் ஒலி மின்காந்த அலையாக கம்பிகளின் ஊடாக கொண்டு செல்கிறது. ஆனால் கைத்தொலைபேசி ஒலி அலைகளை, மின்காந்த வானொலி அலைகளாக ( electromagnetic radio waves ) கொண்டு செல்கிறது. இந்த அலைகள் ஒரு விநாடிக்கு 300,000 கிமீ. எனப் பயணிக்கிறது.
See the image
நாம் பேசும் போதும்,கேட்கும் போதும்,பரிமாறப்படும் ஒலி மின்காந்த குறியீட்டு(electrical signals ) அலையாக மாற்றப்படுகிறது. பின் அவை கைத்தொலைபேசியினுள் இருக்கும் சிறிய சிப்ஸ்( microchip )மூலம் எண்சரங்களாக (strings of numbers )மாற்றப்படுகிறது. இந்த இலக்க தொகுதிகள் வானொலி அலைகளாக(radio waves) தொலைபேசியின் ஆண்டெனா மூலம் (antenna )பரப்பப்படுகிறது.இவை அதி வேகத்துடன்(ஒரு விநாடிக்கு 300,000 கிமீ. ) அருகில் உள்ள  cellphone mast எனப்படும் தரை டவரை அடைகிறது.
See the image
இந்தcellphone mast கிடைத்த அலைகளை, உயர்ந்த டவரில் உள்ள ஆன்டெனாக்கள் வாங்கி, base station ற்கு கொடுக்கிறது.இதன் கட்டுப்பாட்டில் இருக்கும் இந்த cellphone network ,cell எனப்படுகிறது.இரண்டு அலைபேசிகளும் ஒரே நெட்வேர்க்கில் இருந்தால் வரும் அழைப்பை மற்ற அலைபேசிக்கு cellphone mast-Tower-மூலம் அனுப்பும். கைத்தொலைபேசிகள், வானொலி அலைகளை (radio signals),  அழைப்பை அனுப்பும்(radio transmitter) பெற்றுக் கொள்ளும் (radio receiver ) வேலையைச் செய்கிறது.
இவை குறைந்த மின்னில் வேலை செய்வதால் அதிக தூரத்திற்கு அனுப்பும் திறனைக் கொண்டிருக்காது. அதனால் தான் உள்ளக local mast - base station  ( base station + cell tower)  கைத்தொலைபேசியில் இருந்து வரும் சக்தி குறைந்த அலைகளைக் கையாண்டு, மற்ற local mast -base station  ற்கு அனுப்புகிறது. இவை மிக உயரத்தில் வைக்கப்பட்டிருப்பதால் அவற்றின் அன்டெனாக்கள் மூலம் சாத்தியமாகிறது.
See the image
இந்த நிலையில், ஏன் வானொலி அலைகள் மூலம் இரண்டு கைத்தொலை பேசிகளுக்கிடையில் Walkie-Talkie போல் பேச முடியாதா என்ற கேள்வி வரலாம். அப்படிப் பேசும் போது, ஒரே இடத்தில் பல தொலைபேசிகளில் பேச முற்படும் போது, குறுக்கீடுகள் வர வாய்ப்புகள் அதிகம் என்பதே காரணமாகும்.அத்துடன் ஒவ்வொருவரும் வெவ்வேறான அலைகளை (frequency ,wavebands)  வானொலி நிலையம் போல் பாவிக்க வேண்டி வரும்.ஒரு சிறிய இடமாக ஒரு சில தொலைபேசிகள் இருப்பின் இது சாத்தியமாகலாம். பெரிய நகரொன்றில் பல ஆயிரம் தொலைபேசிகள் ஒரே சமயத்தில் அழைப்புகளை மேற்கொண்டால்
பல இலட்சக் கணக்கான வேறுபட்ட அலைகளை (separate frequencies உருவாக்கி செயல்படுவதில் ஏற்படும் சிரமங்களை இல்லாமல் செய்ய, நகரங்கள் சிறு சிறு செல்களாகப் (Cells) பிரிக்கப்பட்டு செயல்படுத்தப்படுகிறது. இவை ஒவ்வொன்றும் தனக்கென masts +base station ஐக் கொண்டிருக்கும்.இவை கண்களால்  பார்க்க முடியாத hexagons தொடர்களாக இருக்கும்.
சாதாரண இரண்டு கைத்தொலைபேசிகளுக்கு இடையே பேசும் போது, A என்பவர் B என்பவருக்கு நேரடித் தொடர்பாக பேச முடியாது. A இன் அழைப்பு அவர் இருக்கும் mast +base station ற்குச் சென்று,அங்கிருந்து B என்பவரின் mast + base station  க்கும் பின் அவரின் தொலைபேசிக்கும் செல்கிறது.(படத்தைப் பார்க்கவும்)
காரில் அல்லது வேறு வகையில் அசைந்து கொண்டிருக்கும் ஒருவரின் அழைப்பு, Roaming call ,அலைகள் தொடர்ந்து அனுப்பப்பட்டுக் கொண்டே இருக்கும். அவற்றை எந்த அன்டெனாக்கள் (mast +base station ) கிட்டே இருக்கிறதோ அவை பெற்றுக் கொண்டு, தொடர்ந்து பரிமாற்றம் செய்து கொண்டிருக்கும்.எந்த டவர் கிட்டே இருக்கிறது என்பதை cellphone network-MTSO- கண்டறியும் வசதியைக் கொண்டிருக்கும்.
நாம் அலைபேசியை on செய்ததும், control channel  இன் SID ஐ அலைபேசி சரிபார்க்கும்.இந்த control channel என்பது அலைபேசிக்கும் BS ற்கும் இடையிலான தனியான அலைவரிசையாகும். control channel இல் இருந்து வரும் SID (15 bit,System Identification Code-SID) சரியாக இருக்கும் போது,அலைபேசி registration request  ஒன்றை,  MTSO விற்கு அனுப்பும்.MTSO ற்கு இந்த request வந்ததும்,அந்த அலைபேசி எந்த செல்லில் இருக்கிறது என்பதைக் கண்டறிவதுடன்,தெரிவுசெய்யப்பட்ட இலக்கத்தின் அருகில் உள்ள டவரையும் கண்டறிந்து ஏற்ற அலைவரிசையை ஏற்படுத்தி இணைப்பைக் கொடுக்கும்.
தொடர்ந்து பேசப்படும் அனலொக் சிக்னல்கள், டிஜிட்டல் சிக்னல்களாக-மைக்ரோவேவ் சிக்லனல்களாக, அடுத்த டவர்-Bace satation ற்கு செல்கிறது.திரும்பும் போதும் அப்படியே மைக்ரோவேவ்-டிஜிட்டல்-அனலொக் ஆக மாறி செல்பேசியில் நம்மால் கேட்க முடிகிறது.  விமானத்தில் இருந்து அழைப்பு மேற்கொள்ளும் போது அவை சாட்டிலையிட் மூலம் இணைக்கப்படுகிறது.நாம்
இத்தனை நாள் செல்போன் பயன் படுத்தி அது எப்படி வேலை செய்கிறது என்று இப்போது தாம் புரிந்து கொண்டோம் .