Site celular

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Torre de celular
Uma torre de celular pertencente à Tata DoCoMo , Warangal , Índia
Tipo	site de telefone celular
Primeira produção	século 20

Torres de telefone celular em Jalalpur Jattan , Paquistão Torre de celular da Deutsche Telekom no topo de um edifício em Karlsruhe , Alemanha Um site de célula de curto mastro no topo de uma montanha em Wyoming , EUA Antenas em cima de uma fábrica de concreto na Alemanha Célula sobre rodas (COW) Um arranjo de antenas em cima de um poste de eletricidade Uma torre de celular em Kangaroo Point, Queensland , pintada para parecer um bastão falante aborígene. Esta cruz de 100 pés de altura na Igreja Luterana Epifania , em Lake Worth, Flórida,
Local da célula colocado no topo de um edifício existente

Um site celular ou torre celular é um local de dispositivo móvel habilitado para celular, onde antenas e equipamentos de comunicações eletrônicas são colocados - normalmente em um mastro de rádio, torre ou outra estrutura elevada - para criar uma célula (ou células adjacentes) em uma rede celular . A estrutura elevada normalmente suporta antenas e um ou mais conjuntos de transmissores / receptores transceptores , processadores de sinais digitais , eletrônica de controle, um receptor GPS para temporização (para sistemas CDMA2000 / IS-95 ou GSM ), fontes de energia elétrica primária e de backup e abrigo . ^[1] ^{[ fonte de terceiros necessária ]}

Nas redes do Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM), o termo correto é Base Transceiver Station (BTS), e os sinônimos coloquiais são "mastro para celular" ou " estação base ". O termo "site de estação base" pode refletir melhor a crescente localização de várias operadoras móveis e, portanto, de várias estações base, em um único site. Dependendo da tecnologia de uma operadora, até mesmo um site que hospede apenas uma única operadora móvel pode abrigar várias estações base, cada uma para atender a uma tecnologia de interface aérea diferente ( CDMA2000 ou GSM , por exemplo).

Algumas cidades exigem que os sites de células sejam discretos; eles podem ser misturados com a área circundante ^[2] ou montados em prédios ^[3] ou torres publicitárias. ^{[ carece de fontes? ]} Treescapes preservados muitas vezes podem esconder torres de celular dentro de uma árvore artificial ou árvore preservada. Estas instalações são geralmente designadas por sites de células ocultas ou sites de células invisíveis.

Conteúdo

1 operação

Operação [ edit ]

Faixa [ editar ]

O intervalo de trabalho de um site de célula (o intervalo em que dispositivos móveis se conectam de maneira confiável ao site da célula) não é uma figura fixa. Isso dependerá de vários fatores, incluindo, mas não limitados a:

Altura da antena sobre o terreno circundante ( propagação na linha de visada ).
A frequência do sinal em uso.
Potência nominal do transmissor.
A taxa de dados de ligação ascendente / descida necessária do dispositivo do assinante ^[4]
As características direcionais da matriz de antenas do site.
Reflexão e absorção de energia de rádio por edifícios ou vegetação.
Também pode ser limitado por fatores geográficos ou regulatórios locais e condições climáticas.
Além disso, há limitações de tempo em algumas tecnologias (por exemplo, mesmo em espaço livre, o GSM seria limitado a 35 km, com 70 km sendo possível com equipamento especial)

Geralmente, em áreas onde há locais de células suficientes para cobrir uma área ampla, o intervalo de cada um deles será definido como:

Assegure-se de que haja sobreposição suficiente para " handover " de / para outros sites (movendo o sinal para um dispositivo móvel de um local de celular para outro, para as tecnologias que podem lidar com ele - por exemplo, fazendo uma chamada GSM em carro ou trem) .
Certifique-se de que a área de sobreposição não seja muito grande para minimizar problemas de interferência com outros locais.

Na prática, os locais das células são agrupados em áreas de alta densidade populacional, com os usuários mais potenciais. O tráfego de telefones celulares através de um único site é limitado pela capacidade da estação base; existe um número finito de chamadas ou tráfego de dados que uma estação base pode manipular de uma só vez. Essa limitação de capacidade é comumente o fator que determina o espaçamento dos locais dos mastros de células. Nas áreas suburbanas, os mastros são normalmente espaçados de 2 a 3 km (2–3 km) de distância e, em áreas urbanas densas, os mastros podem estar a uma distância de ¼ a meia milha (400 a 800 m). ^[5]

O alcance máximo de um mastro (onde não é limitado pela interferência com outros mastros próximos) depende das mesmas considerações. Em qualquer caso, o fator limitante é a capacidade de um celular pessoal de baixa potência de transmitir de volta ao mastro. Como um guia aproximado, baseado em um mastro alto e terreno plano, pode ser possível obter entre 50 e 70 km (30 a 45 milhas). Quando o terreno é montanhoso, a distância máxima pode variar de apenas 5 km (3,1 mi) a 8 km (5,0 mi), devido à invasão de objetos intermediários na zona de fresnel central do sinal. ^[6] Dependendo do terreno e de outras circunstâncias, uma torre GSM pode substituir entre 80 e 80 km de cabeamento para redes fixas sem fio. ^[7] Além disso, algumas tecnologias, como o GSM, têm um alcance máximo absoluto adicional de 35 quilômetros (22 mi), que é imposto por limitações técnicas . CDMA e IDEN não têm esse limite definido pelo tempo.

Exemplo prático de alcance [ edit ]

Torre de estação móvel 3G / 4G: é tecnicamente possível cobrir até 50 km-150 km. (Macrocell) ^[8]

Estação base móvel 5G: as distâncias entre a estação base 5G é de cerca de 250-300 m devido às ondas milimétricas de frequência 5G. ^[9]

Reutilização de canais [ editar ]

O conceito de alcance "máximo" é enganoso, no entanto, em uma rede celular. As redes celulares são projetadas para suportar muitas conversas com um número limitado de canais de rádio (fatias de espectro de radiofreqüência necessárias para fazer uma conversa) que são licenciadas para um operador de um serviço celular. Para superar essa limitação, é necessário repetir e reutilizar os mesmos canais em locais diferentes. Assim como um rádio de carro muda de uma estação local para uma estação local completamente diferente com a mesma freqüência quando você viaja para outra cidade, o mesmo canal de rádio é reutilizado em um mastro de células a apenas alguns quilômetros de distância. Para fazer isso, o sinal de um mastro de célula é intencionalmente mantido em baixa potência e em muitos casos inclinado para baixo para limitar seu alcance. Isso permite cobrir uma área pequena o suficiente para não ter que suportar mais conversas do que os canais disponíveis podem suportar. Devido ao arranjo setorizado de antenas em uma torre, é possível variar a força e o ângulo para cada setor, dependendo da cobertura de outras torres na área.

Fator limitador de sinal [ editar ]

Um celular pode não funcionar às vezes porque está muito longe de um mastro, ou porque o telefone está em um local onde os sinais dos telefones celulares são atenuados por grossos muros, colinas ou outras estruturas. Os sinais não precisam de uma linha clara de visão, mas uma maior interferência de rádio degradará ou eliminará a recepção. Quando muitas pessoas tentam usar o mastro celular ao mesmo tempo, por exemplo, durante um engarrafamento ou um evento esportivo, haverá um sinal no visor do telefone, mas ele está impedido de iniciar uma nova conexão. O outro fator limitante para telefones celulares é a capacidade de enviar um sinal de sua bateria de baixa potência para o site da célula. Alguns celulares funcionam melhor que outros com pouca energia ou pouca bateria, normalmente devido à capacidade de enviar um bom sinal do telefone para o mastro.

O controlador da estação base (um computador central especializado em fazer conexões telefônicas) e a inteligência do celular monitoram e permitem que o telefone mude de um mastro para o próximo durante a conversa. Conforme o usuário se move em direção a um mastro, ele capta o sinal mais forte e libera o mastro do qual o sinal se tornou mais fraco; esse canal nesse mastro fica disponível para outro usuário.

Mais informações: reutilização de frequências

Geolocalização [ editar ]

A geolocalização celular é menos precisa que a do GPS , mas está disponível para dispositivos que não possuem receptores GPS e onde o GPS não está disponível. A precisão desse sistema varia e é mais alta quando os métodos avançados de enlace direto são possíveis e é menor quando somente um único site de célula pode ser alcançado. Nesse caso, o local só é conhecido por estar dentro da cobertura desse site.

Um link avançado é aquele em que um dispositivo está dentro do alcance de pelo menos três sites de celular e onde a operadora implementou o uso do sistema de cronometragem.

Outro método é usar o ângulo de chegada (AoA) e ocorre quando o dispositivo está no alcance de pelo menos dois locais de células, produz uma precisão intermediária. O GPS assistido usa sinais de satélite e celular.

Nos Estados Unidos, para o serviço de chamadas de emergência usando dados de localização (localmente chamado de " Enhanced 911 "), era necessário que pelo menos 95% dos telefones celulares em uso em 31 de dezembro de 2005 suportassem tal serviço. Muitas operadoras perderam esse prazo e foram multadas pela Comissão Federal de Comunicações . ^[10]

Potência de rádio e saúde [ editar ]

Mais informações: Radiação e saúde de telefones celulares § Riscos à saúde de estações de base

A Federal Communications Commission , diz:

"Dados de medição obtidos de várias fontes indicaram consistentemente que as densidades de energia ao nível do solo no pior cenário perto de torres de celular típicas são da ordem de 1 µW / cm² (ou 10 mW / m²) ou menos (geralmente significativamente menos)." ^[11]

Telefones celulares, torres de celular, wi-fi, medidores inteligentes, telefones DECT, telefones sem fio, monitores de bebês e outros dispositivos sem fio emitem freqüências de rádio não ionizantes, que a Organização Mundial da Saúde (OMS) acaba de classificar como potencialmente carcinogênicas. Deve-se notar, no entanto, que isso é classificado como evidência limitada disponível para carcinogenicidade, que, por definição, declara que "chance, viés ou confusão não podem ser descartados com razoável confiança". ^[12]

Sites temporários [ edit ]

Monopolo camuflado, chamado "monopalm", em Tucson , Arizona Colorido para se misturar com o edifício hospedeiro em Sopot, na Polônia

Embora as antenas celulares sejam normalmente ligadas a estruturas permanentes, as operadoras também mantêm frotas de veículos, chamadas células-sobre-rodas (COWs), que servem como locais temporários de células. Um gerador pode ser incluído para uso onde a energia elétrica da rede não está disponível, e o sistema pode ter um link de retorno sem fio permitindo o uso onde um link com fio não está disponível.

As COWs também são usadas em locais de células permanentes - como substitutos temporários para equipamentos danificados, durante interrupções planejadas e para aumentar a capacidade, como durante as convenções.

Emprego [ editar ]

Os trabalhadores da célula são chamados escaladores de torre ou trabalhadores da torre de transmissão. Os trabalhadores da torre de transmissão freqüentemente trabalham em altitudes de até 1.500 pés (450 m), realizando trabalhos de manutenção e reparo para telefones celulares e outras empresas de comunicações sem fio.

Instalação de agência de espionagem [ editar ]

De acordo com documentos vazados para a Der Spiegel, a NSA vende uma "estação base GSM ativa" de US $ 40 mil para ser usada como uma ferramenta para imitar uma torre de celular e, assim, monitorar telefones celulares. ^[13]

Em novembro de 2014, o Wall Street Journal informou que o Grupo de Operações Técnicas dos Marechais dos EUA utiliza dispositivos de espionagem, conhecidos como "caixas de terra", para imitar poderosos sinais de torres de celular. Esses dispositivos são projetados para fazer com que os telefones móveis passem para a torre, já que é o sinal mais forte ao alcance. Os dispositivos são colocados em aviões para criar efetivamente uma "rede de arrasto", reunindo dados sobre os telefones à medida que os aviões viajam acima das áreas povoadas. ^[14] ^[15]

Sistemas fora da rede [ editar ]

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Um site de célula fora da rede não está conectado à rede elétrica pública . Normalmente, o sistema está fora da rede devido a dificuldades de acesso ou falta de infraestrutura.

Um sistema de energia fora da rede para um site celular.

A célula de combustível ou outros sistemas de energia de backup são adicionados a locais de células críticas para fornecer energia de emergência. Mais sites usam grupos geradores movidos a motores de combustão interna. ^[16] ^[17]

No entanto, sendo menos eficientes do que o poder público, eles aumentam as despesas operacionais e são uma fonte de poluição (atmosférica, acústica, etc.) e alguns estão em áreas protegidas pela conservação do meio ambiente e da paisagem.

Fontes renováveis , como a energia solar e a energia eólica ^[18], podem estar disponíveis onde os locais das células são colocados. Eles podem ser apoiados por um sistema gerador de combustível que permite que o local da célula funcione quando as fontes renováveis não são suficientes. Um desses sistemas de produção de energia consiste em:

Gerador de energia solar
Gerador de energia eólica
Células de combustível de gerador eletroquímico

A energia elétrica proveniente de fontes intermitentes é armazenada em baterias secundárias, que geralmente são projetadas para ter uma média de 5 dias de auto-suficiência, para permitir que o pessoal de manutenção chegue ao local quando um reparo é necessário.

Os sistemas de energia renovável fornecem energia elétrica quando disponível. As células de combustível são ativadas somente quando as fontes naturais não são suficientes para suprir a energia que o sistema precisa. A fonte de alimentação de emergência (as células de combustível) é projetada para durar em média 10 dias. Dessa forma, a estrutura é completamente autossuficiente: isso permite que a equipe de manutenção pague apenas algumas visitas ao site, pois geralmente é difícil chegar lá.

Camuflagem [ editar ]

Telestyle: uma estrutura de aço decorada com vidro colorido, na Piazza Matteotti, Treviso , Itália Uma torre de celular americana padrão em Gainesville, Virgínia .

Muitas vezes há oposição local a novos mastros por razões de segurança e aparência. Às vezes, o último é abordado disfarçando o mastro como algo diferente, como um mastro de bandeira, uma lâmpada de rua ou uma árvore (por exemplo, palmeiras, pinheiros, ciprestes) ou estruturas no telhado ou elementos urbanos como chaminés ou painéis.

Estes locais de células ocultas podem distinguir-se pela forma da folhagem e pelo tipo de casca. A folhagem de todas essas antenas é composta de folhas de material plástico projetadas com precisão, levando em consideração quantidade, forma e disposição adequadas para ocultar completamente as antenas e todas as peças acessórias de maneira natural. Os materiais utilizados garantem transparência radioelétrica absoluta e resistência aos raios UVA. Os apelidos incluem " monopalm " para um monopolo disfarçado de palmeira ou "Pseudopinus telephoneyensis" para um mastro disfarçado de pinheiro. ^[19] Em monopólos, as antenas direcionais são às vezes escondidas em um alojamento de plástico perto do topo do pólo, para que as barras transversais possam ser eliminadas.

Estruturas no telhado, tais como chaminés de ocultação ou painéis de 6 a 12 metros de altura, podem esconder um ou mais operadores de telefones móveis na mesma estação. Painéis Roofmask podem ser fixados a estruturas de telhado existentes, reestilizando-os de forma rápida e barata.

As estações de base de telefonia móvel estão se tornando um símbolo contemporâneo, conectado e entrelaçado com redes materiais e imateriais. Os telestilos são torres celulares arquitetadas, resultado da cooperação com designers e arquitetos.

Miniatura [ edit ]

Pesquisadores da Alcatel-Lucent desenvolveram um site de células chamado lightRadio que se encaixa na palma da mão de uma pessoa. É o tamanho de um cubo de Rubik. É capaz de transmitir sinais 2G , 3G e 4G . Eles são mais eficientes em termos de energia e fornecem banda larga de maneira mais eficiente do que os sites de células atuais. Eles poderiam ser usados em áreas urbanas muito populosas para dar lugar a mais espaço de rádio. ^[20]