Standardowy użytkownik telefonu komórkowego nie zdaje sobie sprawy ze stopnia skomplikowania urządzeń, jakie muszą być uruchomione, aby telefon komórkowy mógł spełniać swoją podstawową funkcję - jako narzędzie komunikacji. Dla użytkownika końcowego cała telefonia komórkowa mieści się w niewielkich rozmiarów aparacie telefonicznym, często wyposażonym w dodatkowe funkcje i gadżety, takie jak aparat fotograficzny, dzwonki polifoniczne i realtone, czy też gry Java. Mały aparacik może być doskonałym źródłem rozrywki, sprawiając często dużą radość swojemu właścicielowi. Jednak aby można było przeprowadzać rozmowy telefoniczne, pomiędzy abonentami sieci komórkowych musi zadziałać szereg urządzeń, które pośredniczą w wymianie informacji pomiędzy użytkownikami telefonów. Najważniejszym z nich jest przekaźnik, czyli antena operatora komórkowego. Często nie zdajemy sobie sprawy z tego, że nie wszędzie operator ma możliwość wybudowania takiej anteny i narzekamy na brak zasięgu na niektórych obszarach. Niestety, bardzo trudno jest zadowolić wszystkich, jednak zwykle to dobro klienta i jego satysfakcja powinny być wytycznymi w drodze do sukcesu.

Aby można było poszczycić się mianem operatora komórkowego, trzeba przejść długą drogę formalności. Często ścieżka ta prowadzi przez urzędy i biura, a zostawia za sobą tylko szelest wydawanych nagminnie i w ogromnych ilościach pieniędzy. Zwykle największą cenę trzeba zapłacić za uzyskanie koncesji na terenie danego kraju, co na rynkach zdominowanych przez dwie, trzy firmy jest bardzo trudne i nieczęsto nie do zapłacenia dla średniego przedsiębiorstwa. Jednak uzyskanie koncesji to tylko pierwszy krok na drodze do zaistnienia w świecie komórek. Drugim, w zasadzie najważniejszym krokiem jest wybudowanie infrastruktury, dzięki której możliwe będzie nadawanie sygnałów do telefonów komórkowych działających w sieci. W dalszej części mojej pracy opowiem, jakich komponentów musi się składać infrastruktura sieci telekomunikacyjnej, a także, na jakie problemy natykają się operatorzy sieci komórkowych przy budowaniu swoich urządzeń.

Najbardziej okazałym składnikiem infrastruktury sieci komórkowej jest nadajnik. Wieże operatorów komórkowych na dobre zagościły w krajobrazie naszego kraju. Jeden nadajnik może być wyposażony w dużą liczbę anten, nadajników i odbiorników, które w naszym kraju dostrojone są do częstotliwości pasm radiowych 900 i 1800 MHz. Oprócz tego każdy operator komórkowy posiada wydzielone kanały radiowe, dzięki którym możliwa jest komunikacja pomiędzy nadajnikami a poszczególnymi telefonami działającymi w zasięgu działania danej anteny. Jeden kanał radiowy jest podzielony na tak zwane szczeliny czasowe, dzięki którym możliwe jest przesyłanie do ośmiu rozmów przez jeden kanał transmisyjny. Niestety, wiąże się to także z tym, że telefony są zobligowane do nadawania sygnałów w ściśle określonych momentach, jakikolwiek chaos jest w tym momencie zabroniony. Widać to dobrze na przykładzie poruszającego się telefonu komórkowego. Często podczas szybkiej jazdy samochodem telefony "gubią" sygnał nadajnika. Rzeczywiście, aparaty telefoniczne nie są w stanie utrzymać porządku w nadawaniu i odbieraniu informacji, jeśli poruszają się ze zbyt dużą prędkością. Wówczas bowiem nie są w stanie nawiązać łączności z nadajnikiem w ściśle określonym czasie.

Nadajniki wyposażone są w skomplikowaną aparaturę, która ma za zadania optymalizowanie odbywających się transmisji tak, aby było to jak najbardziej korzystne z punktu widzenia użytkowników, którzy w danej chwili korzystają z zasobów transmisyjnych nadajnika. Oprócz tego aparatura ta jest w stanie wychwycić brak łączności lub uszkodzenie któregoś z sąsiadujących nadajników. Wówczas jest niezbędne, aby sąsiednie wieże transmisyjne przejęły komunikację uszkodzonej anteny, tak, by użytkownicy końcowi nie spostrzegli zaniku sygnału. Przełączanie transmisji z jednego nadajnika na drugi ma też swoje uzasadnienie, jeśli z jakiejś przyczyny jeden z nadajników nagle zaczyna być bardziej obciążony rozmowami użytkowników niż inne, które posiadają jeszcze wolne drogi transmisji. Często nie zdajemy sobie sprawy, jak wiele kanałów radiowych może być wykorzystywanych przez nas w czasie jednej krótkiej rozmowy.

Nadajnik nie jest oczywiście tylko masztem antenowym z zainstalowanymi na nim różnego rodzaju antenami. Często w jego skład wchodzi pomieszczenie, w którym przechowywane są wszystkie pomocnicze moduły działające wspomagająco. Oprócz komputerów i wszelkiego rodzaju czujników w takim pomieszczeniu znaleźć można także potężny akumulator, który jest wykorzystywany do zasilania całej wieży w sytuacjach awaryjnych, takich jak burza czy awaria elektrowni. Poza tym pomieszczenie techniczne jest także wyposażone w alternatywną łączność radiową lub internetową.

Jednak nadajniki to tylko jedno z ogniw w łańcuchu urządzeń potrzebnych do komunikacji. Przekaźniki muszą komunikować się z centralą, jednak budowanie łączy od każdego nadajnika do centrali byłoby bardzo nieopłacalne. Dlatego buduje się szereg kontrolerów stacji przekaźnikowych, które jak pajęczyna spinają wszystkie nadajniki ze sobą i wysyłają sygnał dalej. Kontroler ten jest elementem, który monitoruje cały ruch z podległych mu stacji bazowych, a także umożliwia połączenie sieci komórkowych z sieciami opartymi o protokół internetowy IP, dzięki czemu jest możliwe przesyłanie danych poprzez system GPRS. To właśnie dzięki kontrolerom jest także możliwe przerzucanie abonentów z jednej stacji przekaźnikowej na drugą, zatem ich rola nie ogranicza się tylko do bycia "pomostem" pomiędzy nadajnikami a centralami. Kontrolery często są wykorzystywane w tak zwanych punktach styku, gdzie łączą się ze sobą sieci komórkowe różnych operatorów oraz sieci stacjonarne i telefonia internetowa. Wówczas zadaniem kontrolera jest przede wszystkim kierowanie transmisją rozmów i danych tak, aby nie dochodziło do przeciążeń na jednych złączach i przestojów na drugich.

Ułatwieniem komunikacji pomiędzy centralami a kontrolerami jest połączenie "każdy z każdym", co zwiększa koszt budowy sieci, ale także komfort nawiązywania połączeń przez użytkowników telefonów komórkowych.

Cały ruch wewnątrz sieci i poza nią jest oprócz tego monitorowany w specjalnych centrach zarządzania siecią. Centrum zarządzania w każdym momencie posiada informacje o uszkodzeniach w sieci, o przeciążeniach i całym ruchu informacji poprzez sieć. Centra są także wyposażone w tak zwane rejestry abonentów macierzystych, gdzie przechowywane są informacje o każdym z użytkowników sieci. Jest to ważne, ponieważ dostęp do sieci może mieć tylko autoryzowany użytkownik. Kiedy taki użytkownik zgłasza żądanie dostępu do sieci, jego dane transmisyjne są porównywane z danymi w rejestrze i dzięki nim przyznawane są zasoby sieci. Ma to również znacznie przy zapobieganiu wykorzystywania telefonów kradzionych.

Ostatnią ważną instytucją o jakiej chcę powiedzieć jest centrum identyfikacji, jeden z najpilniej strzeżonych elementów sieci komórkowej. Monitoruje ono nie tyle sam ruch wewnątrz sieci, ale przede wszystkim rejestruje dokładnie kto, do kogo i o której godzinie dzwonił czy sms-ował. Dzięki temu możliwe jest określenie, jaką kwotę powinno się wystawić abonentowi za użytkowanie telefonu komórkowego w danym cyklu rozliczeniowym, ale także może być źródłem nieocenionej pomocy na przykład dla policji. Dane przechowywane w takich bazach danych są ściśle tajne i mogą być podane do użytku wymiaru sprawiedliwości tylko na wniosek prokuratora.

Podsumowując, chcę podkreślić, że powyższa praca jest kroplą w morzu informacji, jakie można znaleźć na temat budowy sieci telefonicznych. O każdym z przedstawionych tutaj urządzeń czy systemów można by napisać osobną książkę. To, co na pewno można powiedzieć o telefonii komórkowej, to że ciągle się ona zmienia, wprowadzając na przykład usługi nowej generacji, takie jak wideorozmowy. Telefonia komórkowa jest jednym z najbardziej obiecujących i najprężniej rozwijających się gałęzi techniki.