モバイル ネットワークは、遠隔地でもほとんどどこからでもインターネットにアクセスできる、本当に素晴らしいテクノロジーです。デバイスにケーブルを接続する代わりに、無線電波を使用してすべてをワイヤレスで実行できます。モバイル ネットワークは、私たちの生活を間違いなく良い方向に変えました。ただし、日常生活でモバイル ネットワークを使用する場合は注意が必要です。
私たちは、その背後にあるテクノロジーについて考えることはなく、単にモバイルデータを有効にしてブラウジングするだけです。モバイルネットワークの素晴らしさを理解するには、その仕組みを深く理解する必要があります。
モバイルデータのパス
モバイル データの経路は非常にシンプルです。デバイスは、電波を使用して最も近いセル タワーとの接続を確立し、データの送信を開始します。セル タワーはそのデータを受信し、地下ケーブルを使用してデータ センターに送信します。
次に、データセンターは、アクセスしようとしているサービスにそのデータを転送し、応答を待ちます。サービス (Web サイトなど) から応答を受信すると、同じ地下ケーブルを介してデータを携帯電話基地局に送り返し、基地局は電波を使用してそのデータをユーザーに返送します。
デバイスがデータを処理する方法
まず、デバイスは電波を発信して、利用可能な携帯電話基地局の 1 つとの接続を確立します。この電波を発信するには、送信機とアンテナが必要です。送信機はデータを電波に変換し、アンテナを通じて最も近い基地局に伝送します。
携帯電話基地局からデータを受信するには、デバイスに受信機が必要です。受信機は電波を生成してデータを送信するのではなく、携帯電話基地局から送られてくるデータをキャッチします。ほとんどの場合、受信機と送信機は 1 つのデバイス、つまりトランシーバーに統合されています。
同じ場所に留まっている場合、デバイスとその携帯電話基地局は相互に通信を続けます。基地局はデバイスに、そのデバイスを認識し、通信可能であることを通知し、デバイスは別の基地局を常に探すのではなく、その基地局と通信する必要があることを認識します。
タワーは、デバイスに到達するのがますます困難になっていることに気付くと、デバイスに新しいタワーを探すように通知します。デバイスは、応答できるタワーがあるかどうかを確認するために、周囲に電波を送信します。このプロセスは非常に迅速で、通常はシームレスです。そのため、別のタワーに切り替えたことに気付くことさえありません。
携帯電話基地局の仕組み
携帯電話の基地局を見たことがあるなら、そこにはさまざまなデバイスが搭載されていることに気付いたでしょう。基地局には、サポートしているネットワークの世代に応じて、見た目が同じアンテナが搭載されている場合もあれば、異なるアンテナが搭載されている場合もあります。
これらのアンテナは、使用されるネットワーク世代に応じて、さまざまな帯域のさまざまなデバイスからの電波を受信します。通常、タワーは地下ケーブルを介してデータセンターに接続されています。これにより、データセンターとの間でデータを送受信できます。各タワーをケーブルで接続することは、特に田舎では困難な場合があります。そのため、一部のタワーには、電波ではなくマイクロ波を使用する大きなアンテナがあります。
彼らは、これらのアンテナをケーブル接続のある別の塔に向けていました。そのような塔がデバイスから信号を受信すると、そのデータをマイクロ波経由で別の塔に転送し、その塔はデータをケーブル経由でデータセンターに送信します。
データセンターの仕組み
自宅のインターネットからでも、モバイル ネットワークを使用してリモートからでも、データを送信すると、データはインターネット サービス プロバイダー (ISP) のデータ センターに送られます。次に、データ センターはデータを宛先に転送する必要があります。ヨーロッパにいて、米国でホストされているものにアクセスしたい場合、データは ISP データ センターから、ヨーロッパと米国の間に海底ケーブルを持つ Vodafone などの他の大手 ISP に送られる必要があります。海底ケーブルがいくつあるかを知るには、この Web サイトを確認してください。
小規模 ISP は、データの送受信に大規模 ISP のインフラストラクチャを使用するために、その接続権に対して料金を支払わなければなりません。通常、このような大企業は、データを他の国と共有できるように、全国ネットワークと海底ケーブルおよび地下ケーブル接続を所有しています。そのため、小規模 ISP には、このような特権に対して相応の料金が請求されます。
そのため、データを送信すると、送信先に応じて、地下や海底ケーブルを経由して数百、数千キロメートルの距離を移動して宛先に届くことになります。その魅力的な点は、わずか 1 秒もかからないことです。
ネットワークの世代はどれくらい違うのでしょうか?
1G- 初めてリモート通話が可能になりましたが、当時の技術では音声品質が悪く、速度は最大 2.4 Kbps に留まりました。
2G- 第 2 世代のモバイル ネットワークでは、最大 50 Kbps の速度で SMS とインターネット ブラウジングが導入されました。
3G- GPS、ビデオ、音声通話。第 3 世代はデータ速度の向上に重点を置き、3Mbps の速度を提供しました。これにより、GPS の使用、オンラインでのビデオの視聴、高品質の電話通話が可能になりました。ある意味で、第 3 世代によりスマートフォンはスマートになりました。
4G- 第 4 世代では、データ転送速度が最大 100Mbps に向上しました。これにより、映画などの高解像度コンテンツの視聴や、高品質のリアルタイムビデオ通話が可能になりました。
5G- 第 5 世代は、10Gbps を超える速度と非常に低い遅延を実現する最新世代です。このような速度と低遅延により、自動運転、スマート シティなどの新しいテクノロジーへの道が開かれます。
