معجزه کوچک در زندگی مدرن

تلفن بی سیم

تلفن‌های بی‌سیم در قرن حاضر یکی از معجزات زندگی مدرن بشر به شمار می‌روند. تا پیش از رکود قیمت در بازار موبایل، تلفن‌های بی‌سیم امکان تماس‌های تلفنی را بدون هیچ محدودیت حرکتی فراهم می‌کردند.

امروزه افراد به راحتی در حال قدم زدن در حیاط خانه با تلفن صحبت می‌کنند. در این مقاله سعی داریم به تاریخچه تکامل و چرایی و چگونگی کارکرد تلفن‌های بی‌سیم بپردازیم.

● تاریخچه تلفن‌های بی‌سیم

اولین تلفن‌های بی‌سیم در سال ۱۹۸۵ وارد بازار شدند. تلفن‌های بی‌سیم اولیه با فرکانس ۲۷ مگاهرتز کار می‌کردند و با مشکلاتی مانند برد کوتاه، کیفیت صدای نامطلوب، تداخل سیگنال‌ها، ایجاد نویز، نبود امنیت و محدودیت تعداد کانال‌ها مواجه بودند.

کمیته ارتباطات فدرال آمریکا (FCC) در سال ۱۹۸۶ برد فرکانس‌ها را تا ۴۹ مگاهرتز افزایش داد که این امر موجب کاهش مشکلات تداخلی و استفاده از انرژی بالا می‌شد. با این حال همچنان مشکلاتی مانند برد کوتاه و کیفیت نامطلوب صدا وجود داشت زیرا استفاده از فرکانس‌های ۴۳ تا ۵۰ مگاهرتزی نیز با ترافیک روبه‌رو شد.

FCC در سال ۱۹۹۰ برد فرکانس‌ها را تا ۹۰۰ مگاهرتز افزایش داد. با افزایش فرکانس‌های دوربردتر در تلفن‌های بی‌سیم امکان برقراری رابطه در فواصل دورتر با حفظ کیفیت صدا فراهم شد و کانال‌‌های بیشتری در اختیار سیگنال‌ها قرار گرفت.

هنوز قیمت این‌گونه تلفن‌های بی‌سیم تا حدی بالاست. در سال ۱۹۹۶ برد فرکانس ۹۰۰ مگاهرتزی معرفی و استفاده از سیگنال‌های دیجیتالی منجر به بالا رفتن امنیت و کاهش امکان استراق سمع شد. تا پیش از این امکان استراق سمع در مکالمات بی‌سیمی آنالوگ بسیار راحت و شایع بود. در سال ۱۹۹۵ تکنولوژی DSS (طیف گسترده دیجیتالی) برای تلفن‌های بی‌سیم معرفی شد. این تکنولوژی اطلاعات دیجیتالی را به چندین فرکانس تقسیم می‌کند و با پخش آن‌ها میان دریافت‌کننده و پایه امکان استراق سمع در مکالمات بی‌سیم را غیرممکن می‌سازد.

FCC در سال ۱۹۹۸ برد ۴/۲ گیگاهرتزی را معرفی کرد و برد مکالمه در فاصله‌های دور بیش از پیش افزایش یافت همچنین تلفن‌های بی‌سیم را از قید برد فرکانس اسکنرهای رادیویی که تکنولوژی قدیمی تری بودند رها کرد. این امر در آینده می‌تواند منجر به امنیت بیشتر در مکالمات بی‌سیم ‌شود.

تلفن‌های بی‌سیم با تلفن‌های استاندارد ویژگی‌‌های مشترکی دارند.

تلفن‌های بی‌سیم ترکیبی از یک دریافت‌کننده و فرستنده رادیویی هستند و از ۲ بخش اصلی تشکیل شده‌اند.

پایه: این بخش از طریق یک اتصال سیمی مانند تلفن‌های استاندارد به پریز تلفن زده می‌شود. این قطعه دارای یک برد مداری و تعدادی قطعات الکترونیکی است که ماموریت‌های مربوط به پایه توسط این قطعات اجرا می‌شود. این قطعات عبارتند از:

▪ قطعات مربوط به تبادل خطوط تلفنی: سیگنال‌ها را به خطوط تلفن ارسال و دریافت می‌کند.

▪ قطعات بخش رادیو: سیگنال‌های دریافتی و تولیدی را تقویت و سیگنال‌های دریافتی رادیویی را در هندست پخش می‌کند.

▪ قطعات بخش نیرو که ولتاژ کمی را برای مدار و شارژ مجدد باتری‌های هندست تامین می‌کنند.

در مجموع پایه با دریافت تلفن‌های دریافتی به عنوان سیگنال الکترونیکی، آن‌ها را به سیگنال رادیویی FM تبدیل و در نهایت سیگنال‌ها را پخش می‌کند.

▪ هندست: این قسمت سیگنال‌های رادیویی ساطع شده از پایه را دریافت می‌کند و با تبدیل به سیگنال‌‌های الکترونیکی، آن‌ها را به اسپیکر می‌فرستد. در آن‌‌جا سیگنال‌ها به صدای قابل شنود تبدیل می‌شوند.

هندست نیز از بخش‌‌های زیر تشکیل شده است:

▪ اسپیکر: اسپیکرها سیگنال‌های الکترونیکی را از تقویت‌کننده‌های قطعات رادیو دریافت و آن‌ها را به صدا تبدیل می‌کنند. روی اسپیکر یک آهنربای گرد بزرگ دیده می‌شود که در وسط آن یک حفره شیاردار عمیق وجود دارد. درون این آهنربا سیم‌پیچ‌های مسی وجود دارند که به یک غشای نازک پلاستیکی متصل است.

▪ میکروفون: بخشی که صدا را می‌گیرد و به سیگنال تبدیل می‌کند. در اصل میکروفون‌ها امواج صوتی را که به تقویت‌کننده‌های صدا فرستاده می‌شوند به سیگنال الکترونیکی تبدیل می‌کنند. در حقیقت میکروفون یک اسپیکر است که به صورت وارونه عمل می‌کند. هنگامی که امواج صوتی از صدا به سمت غشا پیش می‌روند جریان برق کوچکی نیز تولید می‌کنند.

▪ صفحه‌کلید: این بخش امکان تماس گرفتن را فراهم می‌کند. صفحه‌کلیدها مانند ریموت‌های کنترل کار می‌کنند و با فشردن دکمه‌ها فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل و سپس آن را به قطعات رادیویی می‌فرستد.

▪ قطعات رادیویی: مانند آنچه در بخش پایه توضیح داده شد هستند و سیگنال را از میکروفون دریافت و به سیگنال رادیویی FM تبدیل می‌کنند. همزمان با دریافت سیگنال، آن‌ها را با فرکانس یکسان پخش می‌کند.

▪ LCD یا صفحه‌نمایش LED: بیشتر هندست‌ها یک یا بیش از یک دیود انتشار نور دارند که در شرایط مختلف مانند خالی شدن شارژ باتری یا اشغالی خط هشدار می‌دهند.

وقتی که فرد مشغول صحبت است هندست صدا را از طریق یک سیگنال رادیویی FM ثانویه پخش می‌کند. پایه نیز سیگنال‌های صدای فرد را دریافت و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و آن را به خطوط تلفنی می‌فرستد.

عملکرد هندست و پایه بر اساس فرکانس‌هایی است که امکان صحبت و گوش کردن به صورت همزمان که فرکانس مضاعف نامیده می‌شوند را فراهم می‌کند.