Como Funciona o Celular: Um Guia Completo

Indubitavelmente, o advento do celular trouxe muitos benefícios que melhoraram a forma como realizamos certas tarefas.

Assim, a comunicação e interação melhoraram sem estar fisicamente perto de seus entes queridos.

Curiosamente, a comunicação por celular vai além da interação. Na verdade, você pode navegar na internet com seu celular e tirar algumas fotos.

No entanto, a maioria dos usuários de telefone não consegue explicar o funcionamento de seus celulares. Então, decidimos criar este artigo — para mostrar os detalhes profundos de um celular, seu funcionamento interno de PCB e mais.

Você está pronto? Então, vamos começar.

Como os Telefones Funcionam?

Antes de entender como os telefones funcionam, é crucial olhar para dois aspectos significativos:

Como Executa Funções Básicas

Um smartphone Android vem com recursos interessantes como navegação na web, chamadas de vídeo, mensagens de texto, etc. Mas se você excluir esses recursos, ajudará a focar na função principal do dispositivo: chamadas de voz.

Então, como você faz chamadas de voz com um celular funcionando? Primeiro, o dispositivo móvel é como um rádio de duas vias que compreende um receptor de rádio e transmissor de rádio. Portanto, quando você faz chamadas telefônicas com alguém, ele transforma sua voz em ondas de rádio.

Então, as ondas de rádio viajam até alcançar a torre de celular mais próxima. Consequentemente, a rede das torres de celular retransmitirá as ondas de rádio ao seu receptor. Então, o celular do receptor transforma as ondas em um sinal elétrico, e o telefone toca.

Torre de celular

Também, é crucial notar que vários objetos podem refletir ou absorver a onda de rádio enquanto ela viaja para a torre de celular. Então, a qualidade da sua chamada pode depender da sua proximidade a uma torre de celular. Ou das obstruções que existem entre você e a torre de celular.

Outros fatores que afetam como seu celular funciona incluem:

Antena

A maioria dos celulares tem no mínimo uma antena. Então, seu telefone precisa de uma antena para receber e transmitir sinais de rádio. E este componente ajuda a transformar um sinal elétrico em ondas de rádio e vice-versa.

Antena de celular

Dito isso, celulares têm dois tipos de antenas:

Antena Interna

Antena planar invertida-F – este componente é um tipo de antena monopolo. E geralmente está na seção superior do celular, onde corre paralela a um plano de terra. Este recurso é bem padrão em celulares modernos, e existem dois tipos:

Estrutura da antena planar invertida-F

Fonte: Researchgate ℅ Naveen Kumar

A ideia por trás desta variante é reduzir a altura da antena e manter o comprimento de traço ressonante. Além disso, esta antena atende aos requisitos de simplicidade estrutural, baixo perfil, compatibilidade e leveza.

Antena Microchip – você também pode chamar este componente de antena microstrip. E usa técnicas de microstrip que PCB usa em frequências de micro-ondas.

Estrutura da Antena Microchip

Fonte: Researchgate ℅ Applied Physics A

Antena Externa

Este componente é mais comum em celulares mais antigos. E existem dois tipos:

Antena helicoidal – este tipo tem formato de hélice estreita e apresenta um fio elástico. Além disso, geralmente é protegido em uma capa de borracha ou plástico.

Antena helicoidal

Fonte: Wikimedia Commons

Antena chicote ou retrátil – este dispositivo geralmente consiste em um cordão ou fio flexível.

Antena retrátil

Fonte: Wikimedia Commons

Conectividade ou Força do Sinal

A força do sinal refere-se ao grau de um sinal recebido de uma torre de celular. E sua rede móvel de comunicação de celular indica isso com as barras na sua tela. Então, quando você tem menos barras, significa força de sinal fraca. Portanto, você pode ter conectividade ruim.

Mas quando você tem um número maior de barras, significa duas coisas: menor interrupção de sinal e melhor conectividade.

O Mecanismo que Usa

Então, seu smartphone pode baixar apps, navegar na web, etc. baseados nos seguintes mecanismos:

Uso de Dados Wi-Fi

Sem dúvida, seus dados móveis podem ajudar a realizar o que uma rede Wi-Fi faz, mas eles são diferentes. E a diferença está na forma como operam.

Primeiro, daremos uma olhada no espectro Wi-Fi. Se você olhar para um espectro, notará que o Wi-Fi está mais à direita. Então, isso se traduz em um comprimento de onda menor e uma frequência mais alta.

Portanto, tem mais largura de banda. E essa é a razão pela qual é mais rápido baixar um vídeo ou fazer chamadas de vídeo sobre a rede Wi-Fi comparado a dados celulares.

Também, significa que as ondas do Wi-Fi não podem viajar tão longe. Por isso, é crucial ter seu hardware Wi-Fi próximo ao posicionamento do roteador. Além disso, Wi-Fi usa duas frequências padrão: 5 GHz e 2 GHz. E isso porque estas duas bandas são especificamente para redes Wi-Fi privadas.

Mas o problema sobre isso é que não há ninguém controlando interferência de onda. Portanto, se múltiplas redes Wi-Fi operam lado a lado a 5 GHz, as ondas podem colidir e se cancelar.

Curiosamente, esta é uma das razões pelas quais seu Wi-Fi pode ter problemas — se você mora com muitos inquilinos usando redes Wi-Fi abaixo e acima de você.

Dito isso, existem dois componentes de hardware que você pode usar para rodar a rede doméstica:

Modems

O modem é um dispositivo que você pode obter de uma empresa de cabo. E sua função principal é vincular uma solicitação de sinal do roteador à internet. Então, seu modem precisa de um cabo ethernet para conectar ao roteador.

Modem USB

Como resultado, a conexão transmitirá sinal (elétrico) do seu dispositivo ao roteador e modem. E o modem geralmente conecta a uma small cell via cabo coaxial ou fora de sua casa. Então, o sinal elétrico retransmite de volta ao macro site da small cell.

Por isso, a empresa de cabo tem que configurar o Wi-Fi. Em outras palavras, a empresa permite o back-haul da sua unidade para a small cell e macrocell. Além disso, os sinais vão e voltam a aproximadamente 186.282 milhas por segundo. Mas seus dados celulares só enviam ondas sem fio.

Roteadores

O roteador é um hardware que você pode conectar ao seu dispositivo. Ele desempenha o papel de um policial de trânsito. E é por isso que você pode ter mais de 15 dispositivos recebendo e enviando sinais de onda para e de um roteador.

Roteador

Então, o roteador ajuda a organizar os sinais arranjando-os. Consequentemente, seu sinal chegará ao seu dispositivo do acesso à internet e voltará com sucesso.

Uso de Dados Celulares

Os principais elementos que permitem dados celulares funcionarem incluem hardware e espectro.

Espectro

O espectro eletromagnético tem características que o tornam útil para transmissão. Você pode pensar nele como uma grande onda com diferentes seções com propriedades de frequência e comprimento de onda variadas. E estas propriedades são geralmente opostas ou inversas uma da outra.

Quando tem uma frequência pequena, o comprimento de onda será grande e vice-versa. E sua posição no espectro determina o tipo de dados que você transmitirá. Por exemplo, ter uma propriedade de comprimento de onda baixo e alta frequência se traduz em alta largura de banda. Portanto, significa que você pode enviar muitos dados por distâncias menores.

Hardware

O celular pode receber sinais super-rápido. E é tudo graças às torres massivas. Então, outras infraestruturas que ajudam seu celular a funcionar incluem:

1. Small cells – como o nome implica, eles têm estruturas pequenas. Curiosamente, estas células permitem que empresas expandam sua cobertura sem instalar torres massivas. E ajuda a comunicar de volta à macro cell.

2. Macro cells – são torres enormes que você pode facilmente avistar em seu bairro. E empresas garantem que estas estruturas estejam acima das linhas de árvores ou em telhados. Consequentemente, ajuda o sinal a alcançá-las sem interferência ou obstruções de estruturas físicas.

3. Back-haul – refere-se à comunicação que vem da small para a macro cell. E alcança isso usando um cabo de fibra óptica — que ajuda a garantir roteamento adequado.

Atualização de Tecnologia (5G e CBRS)

A 5ª geração de rede celular (5G) ainda está em sua infância em alguns países. E promete ser melhor que o 4G LTE em termos de eficiência e velocidade de download. Além disso, 5G está na extrema direita do espectro eletromagnético — o que significa largura de banda aumentada.

Mas a tecnologia vem com algumas implicações. As velocidades de download mais rápidas do 5G significam que empresas têm que instalar muitas torres de celular para o sinal funcionar.

Serviço de Rádio de Banda Larga para Cidadãos (CBRS)

O CBRS é uma nova frequência de rádio que divide a banda do espectro em três níveis.

Nível 1 – este primeiro nível é especificamente para o governo. E o Exército e Marinha usam para se comunicar. Além disso, serve para algumas comunicações de satélite do governo.

Nível 2 – este estágio é o acesso prioritário. E são as empresas de telecomunicações que operam aqui. Então, este nível dá a estas empresas acesso para comprar qualquer espectro preferido do governo. Mas se falharem em usar qualquer um dos espectros comprados, irá para o terceiro nível. Portanto, o espectro estará disponível ao público.

Nível 3 – o terceiro nível é acesso geral autorizado. Então, qualquer um pode usar o espectro neste estágio. Além disso, podem usar o espectro para criar uma rede móvel pessoal.

Palavras Finais

É bem interessante usar um celular. Afinal, eles vêm com diferentes funções que interessam a maioria de nós. Mas fica ainda melhor quando você tem uma boa ideia de como o dispositivo funciona. Consequentemente, isso melhoraria seu entendimento e melhoraria como você opera o dispositivo.

O que você acha sobre o tema? Tem dúvidas ou sugestões? Por favor, sinta-se à vontade para nos contatar.