Τι πρέπει να ξέρουμε για την Κινητή Τηλεφωνία

Η λειτουργία της κινητής τηλεφωνίας στην Ελλάδα, όπως άλλωστε και στις περισσότερες χώρες του κόσμου, στηρίζεται στο σύστημα GSM (Global System for Mobile Communications), το οποίο δημιουργήθηκε το 1987 στο πλαίσιο της Ενιαίας Ευρωπαϊκής Πολιτικής για τις Τηλεπικοινωνίες. Το Ευρωπαϊκό σύστημα GSM καθορίζει τις ζώνες συχνοτήτων, που είναι τα 900 και 1800MHz, καθώς και τα πρωτόκολλα για τη μετάδοση του τηλεπικοινωνιακού σήματος κινητής τηλεφωνίας.

Με την εξέλιξη της τεχνολογίας και την αύξηση των τηλεπικοινωνιακών αναγκών, οι εταιρείες κινητής τηλεφωνίας παρέχουν σήμερα και υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας 3ης γενιάς, οι οποίες συνδυάζουν τις τηλεπικοινωνίες με την πληροφορική και λειτουργούν στο φάσμα συχνοτήτων 2000MHz. Οι υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας 3ης γενιάς στηρίζονται στο τηλεπικοινωνιακό πρωτόκολλο UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Η δομή και η λειτουργία των δικτύων 3ης γενιάς είναι όμοια με αυτή των δικτύων 2ης γενιάς που λειτουργούν στην Ελλάδα από το 1993. 

Το GSM είναι ένα σύστημα μετάδοσης τηλεπικοινωνιακών σημάτων με την χρήση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η λειτουργία του βασίζεται σε μία αλληλουχία κεραιών, οι οποίες ονομάζονται Σταθμοί Βάσης. Η διάταξη των Σταθμών Βάσης δημιουργεί μία σειρά από κυψέλες, δηλαδή περιοχές που η κάθε μία καλύπτεται από την εμβέλεια ενός συγκεκριμένου σταθμού βάσης. Έτσι, οι εφαπτόμενες κυψέλες έχουν διαφορετική συχνότητα εκπομπής, ώστε να προλαμβάνουν τυχόν παρεμβολές και τα επίπεδα εκπομπής ισχύος διατηρούνται στο ελάχιστο δυνατό επίσης για να μη δημιουργούν παρεμβολές με μη εφαπτόμενες κυψέλες που χρησιμοποιούν την ίδια συχνότητα.

Ένας τυπικός σταθμός βάσης λειτουργεί με ισχύ περίπου 60 Watt. Για το λόγο αυτό, το GSM ονομάζεται και κυψελοειδές ή κυψελωτό σύστημα. Το μέγεθος μιας κυψέλης σχετίζεται και με τον αναμενόμενο αριθμό των χρηστών κινητών τηλεφώνων κάθε περιοχής. Έτσι, σε αραιοκατοικημένες περιοχές, όπως οι αγροτικές, οι κυψέλες είναι μεγάλες με διάμετρο έως και 35χλμ. Αντίθετα, σε πυκνοκατοικημένες περιοχές, όπως οι μεγαλουπόλεις, οι κυψέλες είναι μικρές με διάμετρο που μπορεί να φτάνει μόνο τα 300 m.

Όταν αυξηθεί πολύ ο αριθμός των κινητών τηλεφώνων που χρησιμοποιούνται μέσα σε μία κυψέλη ο Σταθμός Βάσης δεν επαρκεί για την εξυπηρέτηση όλων των χρηστών και παρουσιάζονται φαινόμενα υπερφόρτωσης. Τότε, γίνεται η λεγόμενη υποδιαίρεση των κυψελών, χωρίζονται δηλαδή αυτές σε μικρότερες και καλύπτονται από Σταθμούς Βάσης με κατά κανόνα μικρότερη ισχύ. Κατά συνέπεια, όσο περισσότεροι Σταθμοί Βάσης είναι τοποθετημένοι σε μία δεδομένη περιοχή, τόσο μικρότερη είναι η ισχύς λειτουργίας του κάθε Σταθμού, ενώ ανάλογα μικρότερη είναι και η ισχύς εκπομπής των κινητών τηλεφώνων που επικοινωνούν με τους σταθμούς αυτούς που βρίσκονται πιο κοντά στο χρήστη.

Κάθε φορά που καλούμε ή δεχόμαστε κλήση μέσω κινητού τηλεφώνου, η μετάδοση των τηλεπικοινωνιακών σημάτων γίνεται με τη χρήση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται από το Σταθμό Βάσης και από το κινητό μας τηλέφωνο. Και τα δύο εκπέμπουν και λαμβάνουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Για να λειτουργήσει λοιπόν η κινητή τηλεφωνία χρειάζεται σταθερούς Σταθμούς Βάσης και κινητά τηλέφωνα. Αυτές οι πληροφορίες, χρησιμοποιούν ως «μέσο μεταφοράς» ηλεκτρομαγνητικά κύματα που εκπέμπονται και λαμβάνονται από τα κινητά τηλέφωνα και τους σταθερούς Σταθμούς Βάσης.

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να επικοινωνήσουμε μέσω του κινητού μας με έναν φίλο που βρίσκεται στο δρόμο και έχει και αυτός κινητό. Μόλις πληκτρολογήσουμε τον αριθμό κλήσης, αυτόματα το κινητό τηλέφωνό μας αποκαθιστά επαφή με τον πλησιέστερο Σταθμό Βάσης. Χρησιμοποιεί δηλαδή, τις διαθέσιμες συχνότητες, οι οποίες αποτελούν το μέσο μεταφοράς του σήματος με το αίτημά μας, να βρεθεί ο φίλος με τον οποίο θέλουμε να μιλήσουμε. Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που εκπέμπει κάθε κινητό τηλέφωνο κατά τη διάρκεια μιας κλήσης μειώνεται ή αυξάνεται ανάλογα με το πόσο δυνατό είναι το σήμα, δηλαδή ανάλογα με την απόσταση του κινητού τηλεφώνου από τον πιο κοντινό σταθμό βάσης.

Όταν το κινητό τηλέφωνο βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση από τον σταθμό βάσης, δεν έχει δηλαδή καλό σήμα, τότε εκπέμπει με τη μέγιστη ισχύ του, που είναι 250mW. Αν όμως υπήρχε σταθμός βάσης κοντά στο κινητό τηλέφωνο, τότε η συσκευή θα λειτουργούσε με μέση ισχύ 62,5mW, τιμή πολύ μικρότερη της μέγιστης.  Άρα, ένα πυκνό δίκτυο σταθμών κινητής τηλεφωνίας εξασφαλίζει ότι τα κινητά τηλέφωνα λειτουργούν με την ελάχιστη δυνατή ισχύ και οι χρήστες δέχονται το μικρότερο ποσοστό ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας από τη συσκευή τους.

Ο Σταθμός Βάσης κινητής τηλεφωνίας λαμβάνει και μεταβιβάζει το σήμα με το αίτημα μας για αναζήτηση και εντοπισμό του φίλου μας στο τηλεπικοινωνιακό κέντρο της εταιρίας, με το δίκτυο της οποίας είμαστε συνδεδεμένοι. Το κέντρο της εταιρείας εντοπίζει την κυψέλη στην οποία βρίσκεται ο φίλος μας και στέλνει το σήμα στον πλησιέστερο σε αυτόν Σταθμό Βάσης. Από εκεί, πάλι με τη χρήση των διαθέσιμων συχνοτήτων, στέλνεται το σήμα στο κινητό του και έτσι μπορούμε να επικοινωνήσουμε μαζί του.

Πρέπει λοιπόν να τονιστεί ιδιαίτερα, ότι οι τεχνικές προδιαγραφές και οι φυσικοί περιορισμοί του συστήματος GSM σε παγκόσμιο επίπεδο, επιβάλλουν την εγκατάσταση Σταθμών Βάσης εντός του πολεοδομικού ιστού, εφόσον εκεί βρίσκεται και η πλειοψηφία των χρηστών. Σήμερα, δεν υπάρχουν δίκτυα κινητής τηλεφωνίας που λειτουργούν ή μπορούν να λειτουργήσουν και να παρέχουν κάλυψη επικοινωνίας όταν εγκαθίστανται μόνο εκτός κατοικημένων περιοχών.