Kuidas saavad telefonid ühenduse?

„ÄRGAKE!” JAAPANI-KORRESPONDENDILT

JAAPAN on maa, kus telefone on peaaegu sama palju kui inimesi ja kus tehakse üle 300 miljoni telefonikõne päevas. Lisaks sellele võetakse iga päev Jaapanis vastu ligikaudu miljon rahvusvahelist kõnet ja riigist välja helistatakse umbes sama palju.

Tõenäoliselt kasutad sinagi peaaegu iga päev kas harilikku (fikseeritud liin) või mobiiltelefoni. Mida moodsamaks maailm muutub, seda tavalisemaks saavad paljudele inimestele telefonikõned teisele mandrile. Ent kas sa oled kunagi mõelnud, kuidas saab sinu telefon ühenduse selle inimese telefoniga, kellele sa helistad?

Ühendus telefonivõrgu kaudu

Esiteks peab sinu telefon olema ühendatud telefonivõrku. Kui sa vaataksid, kuhu läheb juhe sinu telefoniaparaadist, siis näeksid telefoni pistikupesa või harukarpi, mis on ühenduses sinu maja juhtmestikuga. * Kui jälgiksid juhet edasi, näeksid sa, et see on ühendatud elektriposti otsas oleva või maa-aluse kaabliga, mis läheb kohalikku telefonialajaama. See alajaam omakorda on ühendatud suurema keskjaamaga ja kõik see kokku moodustabki telefonivõrgu. Seega, kui sa helistad samas linnas elavale sõbrale, moodustub telefonivõrgu kaudu sinu telefoni ja su sõbra telefoni vahel kõneühendus.

Kuidas on aga lood mobiiltelefonidega? Mismoodi need ühendust võtavad? Siin kehtib sama põhimõte nagu tavalise telefonigi puhul. Nähtamatu „traat”, nimelt raadiolaine, ühendab mobiiltelefoni lähima lülitusjaamaga, mis on ühenduses telefonivõrguga. Ent kuidas on lood siis, kui sa räägid teisel mandril elava inimesega?

Kaablid üle ookeani

Ühendada kaabli abil kaks mandrit, mida eraldab ookean, on hiigelsuur ettevõtmine. Selleks tuleb mere põhja paigaldada tuhandeid kilomeetreid kaablit, mis läheb üle veealuste süvikute ja mägede. Kuid nii sai mandritevaheline kaugside alguse. Esimene Atlandi ookeani ületav veealune telefonikaabel valmis 1956. aastal. * See ühendas Šotimaad Newfoundlandiga ja võimaldas samaaegselt 36 telefoniühendust. Aastal 1964 paigaldati Jaapani ja Hawaii vahele esimene Vaikse ookeani alune kaabel. See kaabel võimaldas 128 kõneühendust. Hiljem on paigaldatud teisi merealuseid kaableid, mis ühendavad mandreid ja saari.

Milliseid kaableid paigaldatakse telefoniühenduseks ookeani põhja? Alguses kasutati laialdaselt koaksiaalkaableid, mis koosnevad voolujuhtivast vasktraatsoonest ja seda ümbritsevast voolujuhtivast vask- või alumiiniumvarjest. Üks viimaseid koaksiaalkaableid, mis võimaldas samaaegselt kuni  4200 kõneühendust, paigaldati 1976. aastal. 1980-ndatel aastatel tulid aga kasutusele kiudoptilised kaablid. Esimene taolist tüüpi mandritevaheline kaabel, mille juures kasutati digitaaltehnikat ja mis võimaldas samaaegselt 40 000 telefonikõnet, paigaldati 1988. aastal. Sellest ajast peale on kaablite läbilaskevõime järjest suurenenud. Mõni Atlandi ookeani ületav kaabel võimaldab samaaegselt 200 miljonit telefoniühendust!

Kuidas sidekaablid vee alla pannakse? Need asetatakse tõepoolest ookeani põhja. Kalda lähedal on kaabel tugeva kesta sees kraavis, mis on kaevatud kaugjuhitavate masinatega. Kest on kaablile kaitseks, et ankrud või kalavõrgud seda ei vigastaks. Niisiis, kui sa helistad mõnele oma sõbrale teisel mandril, viib üks neist kaablitest sinu hääle läbi sügava vee.

Kaugeid paiku ühendavad nähtamatud kaablid

Veealused kaablid pole aga ainsad vahendid mandrite ja saarte ühendamiseks. Laialdaselt kasutatakse ka nähtamatut „traati” ehk raadiolaineid. Need lained, mida kutsutakse ka mikrolaineteks, ühendavad kauged paigad rahvusvahelise kaugside abil. Kuna mikrolaine levib sirgjooneliselt nagu peenike valguskiir, võib see ühendada vaid otsenähtavuse kaugusel olevaid kohti. Maapinna kumeruse tõttu pole maakera vastaspoolel asuvaid punkte võimalik omavahel otse ühendada. Seepärast on selliste kaugete paikade puhul vaja kasutada satelliitsidet.

Kui satelliit asub ekvaatori kohal umbes 35 800 kilomeetri kõrgusel orbiidil, mida nimetatakse geostatsionaarseks orbiidiks, on tema tiirlemisperiood ümber maakera ligikaudu 24 tundi, mis on sama suur kui maa pöörlemisperiood. Seetõttu jääb ta maa suhtes peaaegu ühe ja sama piirkonna kohale. Et see satelliit suudab näha maa-ala, mis moodustab kolmandiku maakera pinnast, võivad selle piirkonna maajaamad – paigad, kus mikrolaineid edastatakse ja vastu võetakse – satelliidiga infot vahetada. Kuidas teineteisest kaugel asuvad paigad üksteisega satelliidi abil ühenduse saavad?

Satelliidi teenindusalal olev maajaam edastab mikrolaine signaali satelliidile. Seda nimetatakse üleslüliks. Satelliidile paigaldatud raadiorepiiter ehk transponder lihtsalt muudab signaali sageduse madalamaks ja saadab edasi, et selle saaks vastu võtta mõni teine maajaam. Seda nimetatakse allalüliks. Niimoodi võtavad kaks maajaama, mis omavahel otse infot edastada ei saa, teineteisega ühendust mööda nähtamatut traati, kasutades satelliidi abi.

Esimene kommerts-sidesatelliit „Intelsat 1” (tuntud ka nimega „Early Bird”)  saadeti orbiidile 1965. aastal. Nüüd ühendavad maailma eri paiku umbes 200 sidesatelliiti, millest enamik töötab geostatsionaarsel orbiidil. Neid satelliite ei kasutata üksnes rahvusvaheliseks kaugsideks, vaid ka telesaadete ülekandmiseks, ilmavaatluse tegemiseks ja teistel eesmärkidel. Paljude transpondrite tõttu saavad need satelliidid pakkuda mitmekanalilist ühendust. Näiteks „Early Bird” võis samaaegselt üle kanda ühte televisiooniprogrammi ja 240 telefonikõnet. „Intelsat 8” seeria, mis on käigus 1997. aastast, võimaldab aga samaaegselt edastada kolme telekanalit ja 112 500 telefoniühendust.

Kas sa teed vahet?

Kõik need muudatused on rahvusvaheliste telefonikõnede hindu järsult langetanud. Vahest on sul nüüd võimalik rääkida palju sagedamini oma sõprade või pereliikmetega, kes elavad teisel mandril. Ent kuidas teha vahet, kas oled ühenduses veealuse kaabli või satelliitlingi kaudu?

Satelliitlingi puhul (mis hõlmab üleslüli ja allalüli) ulatub nähtamatu traadi pikkus 70 000 kilomeetrini. See on peaaegu kahekordne maakera ümbermõõt. Kuigi mikrolained levivad sama kiiresti kui valgus, kulub neil satelliidi kaudu ühest maajaamast teise jõudmiseks peaaegu veerand sekundit. See tähendab, et sinu hääl jõuab teise inimeseni veerand sekundit hiljem, ja sama on vastupidises suunas. Seega tekib poolesekundiline viiteaeg. Kuna me pole sellise viivitusega oma igapäevakõnes harjunud, siis võid sa ühel hetkel avastada, et räägid teise inimesega samal ajal. Kui sul on selliseid juhuseid olnud, võib see viidata sellele, et räägid satelliitlingi kaudu. Kui sa aga helistad sel samal numbril mõni teine kord, ei pruugi sa mingit viivitust märgata. Põhjus võib olla selles, et nüüd läheb ühendus veealuse kiudoptilise kaabli kaudu. Valiku, kuidas sind maailma teises otsas oleva kõnelejaga ühendada, teeb sinu selja taga keerukas telefonivõrk.

Selleks et hooldada seda mugavat sidepidamist võimaldavat, kuid keerukat telefonivõrgu süsteemi, mis hõlmab veealuseid kaableid, maajaamu ja satelliite, läheb vaja paljude inimeste asjatundlikkust ja pingutusi. Niisiis, kui sa järgmine kord oma sõbrale helistad, siis mõtle, mida kõike on tehtud selleks, et sa temaga ühendust saaksid.

[Allmärkused]

[Joonis/pildid lk 20, 21]

(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)

RAADIOLAINED

Üleslüli

Allalüli

[Joonis/pildid lk 20, 21]

(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)

MEREKAABLID

Mobiiltelefon

[Pilt lk 20]

Tänapäeva kiudoptilise kaabli läbilaskevõime võib olla 200 miljonit telefoniühendust

[Pilt lk 21]

Kosmosesüstiku meeskond parandab satelliiti „Intelsat 6”

[Allikaviide]

NASA foto

[Pilt lk 21]

Laevad paigaldavad ja hooldavad kaableid

[Allikaviide]

Loa andnud: TyCom Ltd.