Mobiltelefoni - varför funkar det??!

[Lisen]

Hejsan allihop!

En av alla grejer man kan sitta och fundera över en vanlig onsdag är det här:
Mobiltelefonin använder sig av radiovågor (eller?) och ljudet (eller bilderna) som skickas omvandlas till ettor och nollor i form av radiovågor innan de skickas iväg och sedan, i mottagartelefonen, omvandlas de tillbaka till ljud/bilder. Radiovågor transporteras med ljusets hastighet och därför märker man ingen fördröjning även om man pratar med någon i exempelvis USA. Det jag undrar är:

Hur kan hela grejen funka så perfekt? Om jag pratar med min syrra i
USA, jag med min mobiltelefon och hon med sin, så hörs allting perfekt (förutsatt att båda har hyfsad täckning) och även hennes röst hör jag att det är hennes och inte någon konstgjord. Det otroliga är att på vägen mellan mig och henne tranporteras radiovågorna genom betongväggar, till diverse olika master, jättelångt genom luften, där MÄNGDER av andra radiovågor från alla andras mobiler, radioar, tv-sändningar m.m. krockar med "mina", och dessutom med rymstrålningen som kan störa sändningarna. Och när det ska tvärs över atlanten måste satelliter användas (tror jag). Ändå är det väldigt sällan som man märker någon som helst störning! Ganska fantastiskt tycker jag. Är det någon som har en (någorlunda begriplig) förklaring till att det kan funka så bra?
/Lisen

[suchanother]

Säkert nån tekniskt kunnig vet mer än jag men;
På den gamla goda tiden när radiosändningar skickades på olika frekvenser så var utrymmet i etern begränsat. Alla stationer hade sin egen frekvens. Detta hördes tydligt när man skruvade på radion och två eller flera stationer överlappade varandra och kunde höras samtidigt.
I.o.m. digitalisering är utrymmet i etern i praktiken obegränsat. Digitaliseringen innebär, oavsett om det är fråga om mobiltelefoni eller internet, att allt skickas i väg i små "paket" med en "adresslapp". Dessa paket kan ta de mest konstiga vägar innan de når fram. Det här inlägget som jag skriver just nu kan ta några varv runt klotet innan det når fram. Allting sker dock så snabbt att vi upplever detta som ögonblicklig. Samma sak med mobiltelefoni. En svaghet med mobiltelefoni är att sändaren (mobilen) är ytterts svag och signalerna måste förstärkas med jämna avstånd. Pratar du med din syster i USA så skickas signalen via en satellit.
Ja, tekniken är underbar.

[Lisen]

Tack för inlägget, suchanother.
Fast sådär långt tror jag att jag också har koll på hur det funkar, men det jag egentligen undrade var hur informationen kan bevaras oförändrad hela vägen (och det blir ju ännu värre om den tar ett par varv runt klotet för skojs skull ) utan att påverkas av allt annat? Jodå, teknologin har utvecklats väldigt, men på hur sätt? Vad är det som gör att all info plötsligt kan cirkulera runt överallt utan att påverka varandra? Varje litet enskilt "paket" kan ju inte ha en egen våglängd, och de som har samma våglängd borde väl interferera med varandra?

[suchanother]

Just därför att varje digitaliserat paket inte kräver egen frekvens och kan skickas ut på måfå, adresslappen (IP-numret) finns ju klistrad på varje skick. Varje utskick delas i mindre paket (cluster?), därför är det som julafton under granen med små paket som bildar en enhet.

[Lisen]

Just därför att varje digitaliserat paket inte kräver egen frekvens och kan skickas ut på måfå, adresslappen (IP-numret) finns ju klistrad på varje skick. Varje utskick delas i mindre paket (cluster?), därför är det som julafton under granen med små paket som bildar en enhet.

Okej, men vad händer om två paket på samma våglängd "krockar" - vilket ju borde hända för jämnan med tanke på allt som flyger runt härs och tvärs? Varför påverkar de inte varann? Själva radiovågorna (för det är väl radiovågor fortfarande ändå?) struntar ju i vad för info (IP-nr) de är märkta med. Vågor generellt tenderar ju att påverka varandra (interferens) när de rör sig i samma medium (i det här fallet allt mellan himmel och jord, bokstavligt talat). Gäller inte det även elektromagnetiska vågor? (Borde minnas det där från Fysik B-kursen på gymnasiet, men ack så kort minne man har...)

Alltså: ditt svar är inte riktigt nåt svar på frågan varför de inte stör varann. Det spelar väl ingen roll hur stora paketen är, vågor blir det ju i alla fall.

[suchanother]

Nu satte du mej på pottkanten.
Jag tror du spelar dum.
Jag har som sagt ytliga kunskaper i ämnet och har nog inget mer att ge.
"Surfing safari", Beach Boys.

[Lisen]

Nu satte du mej på pottkanten.
Jag tror du spelar dum.
Jag har som sagt ytliga kunskaper i ämnet och har nog inget mer att ge.
"Surfing safari", Beach Boys.

Jag spelar inte dum! Jag vill ju veta på riktigt! Jag är helt enkelt fascinerad över att hela grejen funkar så bra, att all info i de flesta fall kommer fram helt utan förvrängning trots att det har omvandlats flera gånger och passerat både flera olika material och andra elektromagnetiska vågor.
Men jag får väl vänta och se om någon annan dyker upp med något trevligt svar.

(Jag garvade i alla fall åt ditt uttryck att jag "satte dig på pottkanten". Inte ofta man hör det uttrycket! )

[suchanother]

Bra Lisen.
Oftast är en bra fråga mer värd än ett taskigt svar.
När jag doktorerade och fick negativa svar på tester så sa min handledare att detta var ju lysande och jag blev paff. Va? Ung och grön som jag var sökte jag bekräftelse. Ett negativt svar innebär ju att du kan utesluta någonting, ofta är detta lika mycket värt som en bekräftelse.
Vad detta har att göra med din fråga har jag ingen aning om.

[Johan Ågren]

Just därför att varje digitaliserat paket inte kräver egen frekvens och kan skickas ut på måfå, adresslappen (IP-numret) finns ju klistrad på varje skick. Varje utskick delas i mindre paket (cluster?), därför är det som julafton under granen med små paket som bildar en enhet.

Okej, men vad händer om två paket på samma våglängd "krockar" - vilket ju borde hända för jämnan med tanke på allt som flyger runt härs och tvärs? Varför påverkar de inte varann? Själva radiovågorna (för det är väl radiovågor fortfarande ändå?) struntar ju i vad för info (IP-nr) de är märkta med. Vågor generellt tenderar ju att påverka varandra (interferens) när de rör sig i samma medium (i det här fallet allt mellan himmel och jord, bokstavligt talat). Gäller inte det även elektromagnetiska vågor? (Borde minnas det där från Fysik B-kursen på gymnasiet, men ack så kort minne man har...)

Alltså: ditt svar är inte riktigt nåt svar på frågan varför de inte stör varann. Det spelar väl ingen roll hur stora paketen är, vågor blir det ju i alla fall.

Det är därför det idag är svårt att använda sig av radiovågor för att skicka "datapaket" - de störs ut. Det är därför det finns lagstiftning om kontroll av radiosändning. Du måste ha tillstånd för att skicka andra signaler än de som omfattas av tillåtna samfrekvenser. Det råder alltså en radiotrafikontroll som gör att radiosändningar fungerar så bra som möjligt. Du kan starta en olaglig störsändning på valfri frekvens och styrka (om du har utrustningen) som förstör annan valfri sändning. Det finns inget sätt att skydda sig så länge det handlar om radiovågor. Detta gjordes från flygplan under invationen av Afghanistan 2001 för att skicka ut propaganda.

Det blir inte så stort kaos i luften trotts allt då radiosändningar är lokala företeelser, och problem uppstår endast med starka sändare, men de är relativt få så de kan dirigeras in på olika frekvenser. Att det ploppar upp en massa trådlösa nätverk bredvid varandra medför problem. En lösning är att använda starkt riktade sändningar i stället för rundstrålande.

Johan

[Tore]

Hur kan hela grejen funka så perfekt? Om jag pratar med min syrra i
USA, jag med min mobiltelefon och hon med sin, så hörs allting perfekt (förutsatt att båda har hyfsad täckning) och även hennes röst hör jag att det är hennes och inte någon konstgjord. Det otroliga är att på vägen mellan mig och henne tranporteras radiovågorna genom betongväggar, till diverse olika master, jättelångt genom luften, där MÄNGDER av andra radiovågor från alla andras mobiler, radioar, tv-sändningar m.m. krockar med "mina", och dessutom med rymstrålningen som kan störa sändningarna. Och när det ska tvärs över atlanten måste satelliter användas (tror jag). Ändå är det väldigt sällan som man märker någon som helst störning! Ganska fantastiskt tycker jag. Är det någon som har en (någorlunda begriplig) förklaring till att det kan funka så bra?

Jag har ganska dålig koll på hur mobiltelefonsystemet är uppbyggt, men några allmänna reflektioner kanske jag kan komma med. Till att börja med så sänder varje sändare på en viss frekvens. Genom att mottagaren filtrerar bort alla övriga frekvenser så störs mottagningen inte av signaler på andra frekvenser. Dessutom minskar styrkan på signalen snabbt med avståndet, så om två sändare befinner sig tillräckligt långt ifrån varandra kan de sända på samma frekvens utan att störa varandra. Mobiltelefoner anpassar dessutom styrkan på sändningen efter mottagningsförhållandena så att de inte sänder en starkare signal än nödvändigt.

När signalen sedan skall vidare från basstationen går den ofta i kablar istället för i luften, eller så använder man parabolantenner som skickar signalen i en smal stråle (som en spotlight) till mottaren. Mottagaren har även den en parabolantenn riktad mot sändaren. På så sätt kan signalen gå lång väg utan störningar, även om det finns andra som sänder på samma frekvens i närheten. Satelliter använder sig också av parabolantenner, och jag tror även att mobilmasterna använder någon form av riktade antenner i sin kommunikation med mobiltelefonerna, men jag är osäker på hur det fungerar...

Slutligen en sak om digitala signaler. En fördel med digitala signaler framför analoga är att små störningar kan filtreras bort helt och hållet. Det gör också att störningarna inte ackumuleras när signalen skickas i flera led, då varje länk i kedjan återutskickar signalen i sin ursprungliga form. (Det är detta som gör att man kan kopiera en cd i hur många led som helst utan att ljudet påverkas, medan samma sak med kassettband snart skulle resultera i bara brus.)

På den gamla goda tiden när radiosändningar skickades på olika frekvenser så var utrymmet i etern begränsat. Alla stationer hade sin egen frekvens. Detta hördes tydligt när man skruvade på radion och två eller flera stationer överlappade varandra och kunde höras samtidigt.
I.o.m. digitalisering är utrymmet i etern i praktiken obegränsat.

Visserligen medger den digitala tekniken att man kan komprimera signaler och på så vis klämma in mer på samma frekvensutrymme, men den huvudsakliga förklaringen till att kapaciteten ökar är att man nyttjar allt fler och högre frekvenser. Utrymmet i etern har ju alltid varit obegränsat så till vida att det alltid finns högre frekvenser man kan använda. (I praktiken är det dock inte alla frekvenser som lämpar sig för alla användningsområden.)