Caminar y hablar, trabajar en el tren, siempre en contacto, nunca desconectado: los teléfonos celulares han cambiado drásticamente la forma en que vivimos y trabajamos. Nadie sabe exactamente cuántos pequeños dispositivos de plástico hay en el mundo, pero la mejor suposición es que hay más de 7 mil millones de suscripciones. ¡Eso es más que la población del planeta! En los países en desarrollo, donde las redes de líneas terrestres a gran escala (teléfonos comunes conectados a la pared) son pocas y distantes, más del 90 por ciento de los teléfonos en uso son teléfonos celulares. Los teléfonos celulares (también conocidos como teléfonos celulares y, principalmente en Europa, como teléfonos móviles o móviles) son teléfonos de radio que enrutan sus llamadas a través de una red de mástiles conectados a la red telefónica pública principal. Así es como funcionan.
Los teléfonos celulares usan tecnología inalámbrica
Aunque hacen el mismo trabajo, los teléfonos fijos y los teléfonos celulares funcionan de una manera completamente diferente. Las líneas terrestres llevan llamadas a lo largo de cables eléctricos. Recorte todos los satélites, cables de fibra óptica, oficinas de conmutación y otros razzmatazz, y las líneas terrestres no son muy diferentes a los teléfonos de juguete que podría haber hecho con un trozo de cuerda y un par de latas de frijoles horneados. Las palabras que pronuncia en última instancia viajan por una conexión directa y cableada entre dos teléfonos. Lo diferente de un teléfono celular es que puede enviar y recibir llamadas sin conexiones de ningún tipo. ¿Como hace esto? Mediante el uso de ondas de radio electromagnéticas para enviar y recibir los sonidos que normalmente viajarían por los cables.
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Ya sea que esté sentado en su casa, caminando por la calle, conduciendo un automóvil o montando un tren, se está bañando en un mar de ondas electromagnéticas. Programas de radio y T, señales de automóviles controlados por radio, llamadas telefónicas inalámbricas e incluso timbres inalámbricos: todo esto funciona utilizando energía electromagnética: patrones ondulantes de electricidad y magnetismo que se cierran y atraviesan invisiblemente a través del espacio a la velocidad de la luz (300,000 km o 186,000 millas por segundo). Los teléfonos celulares son, con mucho, la fuente de energía electromagnética de más rápido crecimiento en el mundo que nos rodea.
Cómo viajan las llamadas de celular
Cuando habla por un teléfono celular, un pequeño micrófono en el auricular convierte los sonidos de su voz hacia arriba y hacia abajo en un patrón correspondiente de señales eléctricas hacia arriba y hacia abajo. Un microchip dentro del teléfono convierte estas señales en cadenas de números. Los números se agrupan en una onda de radio y se transmiten desde la antena del teléfono (en algunos países, la antena se llama antena). La onda de radio corre por el aire a la velocidad de la luz hasta que alcanza el mástil de teléfono celular más cercano.
El mástil recibe las señales y las pasa a su estación base, que coordina efectivamente lo que sucede dentro de cada parte local de la red de telefonía celular, que se llama célula. Desde la estación base, las llamadas se enrutan hacia su destino. Las llamadas realizadas desde un teléfono celular a otro teléfono celular en la misma red viajan a su destino al ser enrutadas a la estación base más cercana al teléfono de destino, y finalmente a ese teléfono. Las llamadas realizadas a un teléfono celular en una red diferente o en un teléfono fijo siguen un camino más largo. Es posible que tengan que enrutarse a la red telefónica principal antes de que puedan llegar a su destino final.
Cómo ayudan los mástiles de teléfonos celulares
A primera vista, los teléfonos celulares se parecen mucho a radios bidireccionales y walkie talkies, donde cada persona tiene una radio (que contiene un emisor y un receptor) que rebota los mensajes directamente de un lado a otro, como los jugadores de tenis que devuelven una pelota. El problema con radios como este es que solo puede usar tantos de ellos en un área determinada antes de que las señales de un par de personas que llaman comiencen a interferir con las de otros pares de personas que llaman. Es por eso que los teléfonos celulares son mucho más sofisticados y funcionan de una manera completamente diferente.
Un teléfono celular contiene un transmisor de radio, para enviar señales de radio desde el teléfono, y un receptor de radio, para recibir señales entrantes de otros teléfonos. El transmisor y el receptor de radio no tienen mucha potencia, lo que significa que los teléfonos celulares no pueden enviar señales muy lejos. Eso no es un defecto, ¡es una característica deliberada de su diseño! Todo lo que un teléfono celular tiene que hacer es comunicarse con su mástil local y estación base; lo que la estación base tiene que hacer es recoger señales débiles de muchos teléfonos celulares y enrutarlas hacia su destino, por lo que los mástiles son enormes antenas de alta potencia (a menudo montadas en una colina o edificio alto). Si no tuviéramos mástiles, necesitaríamos teléfonos celulares con antenas enormes y fuentes de alimentación gigantes, y serían demasiado engorrosos para ser móviles. Un teléfono celular se comunica automáticamente con la célula más cercana (la que tiene la señal más fuerte) y usa la menor potencia posible para hacerlo (lo que hace que su batería dure el mayor tiempo posible y reduce la probabilidad de que interfiera con otros teléfonos cercanos) .
¿Qué hacen las células?
Entonces, ¿por qué molestarse con las células? ¿Por qué los teléfonos celulares simplemente no se comunican entre sí directamente? Supongamos que varias personas en su área desean usar sus teléfonos celulares al mismo tiempo. Si todos sus teléfonos envían y reciben llamadas de la misma manera, utilizando el mismo tipo de ondas de radio, las señales interferirían y se mezclarían y sería imposible distinguir una llamada de otra. Una forma de evitar esto es usar diferentes ondas de radio para diferentes llamadas. Si cada llamada telefónica usa una frecuencia ligeramente diferente (el número de ondulaciones ascendentes y descendentes en una onda de radio en un segundo), las llamadas son fáciles de mantener separadas. Pueden viajar por el aire como diferentes estaciones de radio que usan diferentes bandas de ondas.
Eso está bien si solo hay unas pocas personas llamando a la vez. Pero supongamos que está en medio de una gran ciudad y millones de personas están llamando a la vez. Entonces necesitarías tantos millones de frecuencias separadas, más de las que normalmente están disponibles. La solución es dividir la ciudad en áreas más pequeñas, cada una con sus mástiles y estación base. Estas áreas son lo que llamamos células y se ven como un mosaico de hexágonos invisibles. Cada celda tiene su estación base y mástiles y todas las llamadas realizadas o recibidas dentro de esa celda se enrutan a través de ellas. Las celdas permiten que el sistema maneje muchas más llamadas a la vez, porque cada celda usa el mismo conjunto de frecuencias que sus celdas vecinas. Cuantas más celdas, mayor es el número de llamadas que se pueden hacer a la vez. Es por eso que las áreas urbanas tienen muchas más células que las áreas rurales y por qué las células en las áreas urbanas son mucho más pequeñas.
