携帯電話と固定電話との違い

Question

携帯電話はなぜつながるのでしょうか??
相手の位置をどうやって知っているのか、移動してもつながっている理由が知りたいのです。
今までの固定電話との違い等についても詳しく教えてください。
お願いします!!

navisuko · Accepted Answer

こんにちは。
私の知識は少し古いかもしれませんが、概要としてはそう違わないと思いますので回答にしたいと思います。

まずは、固定電話がつながる仕組みですが、
・固定電話は次のような構成になってます（単純化したモデルです）。
　アナタの電話дー＜電話線＞－－■ーー＜電話線＞－д相手の電話
　　■：加入者線交換機・・・お客さんの電話と電話線で直接繋がっている交換機
・固定電話が繋がる仕組み（概要）
　アナタが相手の電話番号をダイヤルすると、加入者線交換機が番号として送られた信号を「翻訳」して、その電話番号が何番目の電話線に繋がっているのかをその交換機に入っているお客様のデータベースを検索します。
　相手の電話線が○番目だとわかれば、そ加入者線交換機はその電話線に電話をリーン・リーンと鳴らす呼び出し信号を送ります。
　相手が電話の受話器を取れば、その加入者線交換機がそれを検知して通話ができるようアナタと相手を繋ぎます。

　なお、アナタと相手が近所で同じ加入者線交換機と繋がっていれば以上のとおりですが、市外番号が必要な場合などは、２つの加入者線交換機どうしを繋ぐ「中継用交換機（電話の音声を中継する交換機）」を幾つも経由してます。
　

　そして、携帯電話ですが、携帯電話も相手に電話を繋ぐ基本的な仕組みはほぼ同じです。
　しかし、携帯電話は「電話線」がなく、電話会社の交換機と電線のような物理的に直接繋がっている訳ではありません。
　また、携帯電話は当然移動しますので、ある１つの交換機だけがお客様の情報（電話番号など）をデータベースとして持っていても無意味になります。
　よって、携帯電話の場合、その電話機（無線機）が今どこにいるのか（位置情報）をすべての交換機が知る必要があります。
　でも、すべての交換機が個々にすべてのお客様の情報を持つことは無駄が多いので、ある１つのデータベースにまとめてお客様の情報を書いておき、電話を繋ぐときに交換機がそのデータベースにアクセスして、「今どこ（どの無線基地局エリア）にいるか検索してもらった結果の情報を貰って繋ぐ先を決定します。
　　※データベースは携帯電話の番号帯（例：０９０－ＡＢＣＤ）毎に複数あることもあります。


・固定電話は次のような構成になってます（単純化したモデルです）。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　┏━○━┓※１
　アナタの携帯電話▽~~~＜無線＞~~~◆ーーー□＝＝＝＝□ーーー■（固定電話網）
　　◆：無線基地局
　　□：交換機
　　○：データベース　※１　フォントの関係で画面上位置ずれするかもしれませんが、━は□と□を繋いでいます。
・携帯電話で受ける場合
　まず、アナタの携帯電話がどこのエリア（無線基地局の受け持つ範囲）にいるか、アナタの携帯電話から知らせる必要があります。
　通話をしていない場合でも、電源を入れればアナタ携帯電話は自分のいる場所を知らせる「位置登録」のための無線信号を送ります。
　位置登録せよと無線信号を受け取った無線基地局は、無線番号（携帯電話個々に持つＩＤのようなもの）○○番の端末が自分の受持つエリアにいることを（□交換機を通してだと思いますが）○データベースに登録します。
　例えば固定電話の相手がアナタの携帯電話にかけた場合、■固定電話の中継交換機からアナタの携帯番号をもよりの携帯会社の□交換機に送り接続するよう要請します。
　□交換機は、○データベースからかける先であるアナタの位置情報を貰い、無線基地局を特定しそこへ繋ぎます。
　無線基地局では、アナタの携帯電話の無線番号（ＩＤ）に電話がかかってきたことを無線信号で知らせ、どの無線チャネルを使うか決めて、携帯電話に呼出し音を鳴らすよう無線信号で指示します。
　アナタが携帯電話の受話ボタンを押すと、携帯電話は無線基地局へ通話できる旨の無線信号を送り、お互いに取り決めた無線チャネルに音声を乗せます（通話開始）。
　　※昔かじったことなので、本当の携帯・無線基地局のシーケンス（接続手順）が前後してるかもしれません。

・携帯電話が移動した場合
　無線基地局のカバーエリアはそれなりに広いのですが、高速道路や新幹線で移動する場合など、現在繋がっている無線基地局から次の無線基地局へ接続先を替える必要があります。
　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　┏━○━┓
　アナタの携帯電話▽~~~＜無線＞~~~◆ーーー□＝＝＝＝□ーーー■（固定電話網）
　　　　　　　　　↓　　　　　　　２　　　　│
　　　　　　　　　　~~~＜無線＞~~~◆ーーー┤
　　　　　　　　　↓　　　　　　　３　　　　│
　　　　　　　　　　~~~＜無線＞~~~◆ーーー┤
　　　　　　　　　↓　　　　　　　４　　　　│
　　　　　　　　　▽~~~＜無線＞~~~◆ーーー┤

　実は、アナタの携帯電話は、一定の間隔で「位置登録」のための無線信号を送り続けています。
　アナタが上記図のように移動しているとします。
　最初は、無線基地局◆１がアナタの携帯電話から位置登録信号を受けています。
　アナタが移動すると、無線基地局◆１だけではなく、無線基地局◆２にも位置登録信号を受信します。
　無線基地局◆２からは、アナタの携帯電話の位置登録信号を受けたことを○データベースに知らせ、○データベースはお客様情報として保存します。
　無線基地局◆１が、（携帯が離れたため）「電波状況が悪く、無線では音声が送れなくなる」と判断した場合、その旨を□交換機へ送り、交換機は次に使う無線基地局はどれか○データベースに問い合わせます。
　○データベースが検索した結果、無線基地局◆２であることを□交換機に知らせます。
　□交換機は、無線基地局◆１での接続をあきらめ、無線基地局２で繋ぐことをアナタの携帯電話に知らせます。
　アナタの携帯電話と無線基地局◆２は、「携帯電話で受ける場合」と同様に通話チャネルを確保し、音声を接続します。
　無線基地局◆２で通話ができる（切替わる）ことが確認できれば、無線基地局◆１とアナタの携帯電話との通話チャネルを開放し、別の携帯電話でそのチャネルを使用できるようにします。

　長文になり、大変申し訳ございませんでした。

　繰り返すようですが、昔の記憶であり実際のシーケンスなどは前後していたりする場合がありますので、詳しくお知りになりたい場合は専門書などをご参照ください。

hazure512 · Answer

携帯電話は、電波を使って電話中継局とつながっています。携帯電話のつながるところには、受け持ちの範囲のある多くの基地局が配置されています。基地局を通じて通話をしているとき、その基地局の受け持ち範囲をはずれて移動しても、次の基地局の受け持ち範囲に入るため、引き続き通話をすることができます。

takase_000 · Answer

固定電話は完全に有線です。NTTの各基地局と電話線で物理的に繋がっています。
携帯電話については、無線基地が無数に配置されています。
この基地と携帯電話が無線で電波の送受信をしています。

10数年ほど前の携帯電話はかなり大きなものでした。
当時は無線基地局もまだまだ電波が弱く、携帯側で出力を大きくする必要があったなどが挙げられます。

移動中でも問題なく繋がるのは、無線基地局のカバーするエリアの中にいるときだけです。たまにプチっといきなり切れることもありますが、これは電波がビルなどの建物によってさえぎられたり、移動することによって中継する無線基地局も変わります。この変わるタイミングでうまく引き継げなかった場合に通話が切断されます。
この無線基地局は設置するためにかなりの高額を要するため、
人の多く集まる駅や商店街などには強い電波が出せる無線基地局が数多く配置され、田舎などのあまり人の居ないところでは最低限の数で構成されるため電波が弱いなどの影響が出ます。
携帯の無線基地局はビルの上や森の茂みの中などに数多く設置されています。よく注意して歩いているとかなりの頻度で発見することができます。

携帯電話と固定電話との違い

携帯電話は、電波を使って電話中継局とつながっています。

固定電話は完全に有線です。

こんにちは。

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