Đề tài Một số ứng dụng hiệu ứng điện từ trong công nghệ hiện đại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ ˜¨˜ BÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC GVHD: TS. Lê Văn Hoàng SVTH: Nguyễn Bá Trình Đoàn Thị Vân Cao Hoàng Qui Nguyễn Thảo Ngân Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày 15 tháng 05 năm 2009 Mục lục Mở đầu Lý do chọn đề tài: Hiệu ứng điện từ - một mảng kiến thức rộng khắp và đầy bí ẩn luôn là đề tài nóng hổi được các nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm kể từ khi nó chỉ mới nhom nhen hình thành. Sở dĩ hiệu ứng điện từ có tầm quan trọng trong nhận thức của loài người là bởi tính khái quát và phạm vi ứng dụng rộng rãi của nó. Có thể ví dụ minh họa thế này, nếu nhìn vào nội thất một căn nhà, đặc biệt chú ý các thiết bị điện phục vụ sinh hoạt gia đình (tivi, tủ lạnh, radio …) hầu hết chúng đều được ứng dụng từ hiệu ứng điện từ. Vượt ra khỏi phạm vi gia đình, trong sản xuất công nghiệp, có thể nói hiệu ứng điện từ chiếm một vị thế chủ chốt không thể phủ nhận trong các máy móc thiết bị, có ý kiến cho rằng :” Hiêu ứng điện từ là trái tim của ngành công nghiệp hiện đại” và thật sự “trái tim” đó vẫn luôn nhịp đập. Có thể thấy một vài ứng dụng phổ quát nhất của hiệu ứng điện từ như tàu đệm từ, vệ tinh truyền thông, điện thoại di động … vẫn đang là các vấn đề thời sự và nhiều triển vọng. Do đó, việc nghiên cứu hiệu ứng điện từ và các ứng dụng của nó trong thời đại ngày nay là thật sư cấp bách và cần thiết, đặc biệt cho những sinh viên của các nước đang phát triển như Việt Nam, vì bởi, trong tương lai, hiệu ứng điện từ sẽ mang đến cho họ những thành tựu đáng kinh ngạc, góp phần thúc đẩy quốc gia theo kịp công nghệ tiên tiến và hiện đại trên thế giới. Bài nghiên cứu khoa này đặc biệt chú trọng các ứng dụng phổ biến nhất của hiệu ứng điện từ trong công nghiệp hiện đại cũng như nêu ra các hạn chế của nó, phương hướng giải quyết và những tham vọng trong tương lai. Xét thấy đây là mảng kiến thức cần thiết và cập nhật cho các bạn sinh viên. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Lý thuyết về điện từ trường. Một số ứng dụng quan trọng của điện từ trường trong công nghệ hiện đại. Phạm vi nghiên cứu: lĩnh vực khoa học kỹ thuật liên quan đến điện từ. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu: Ý nghĩa khoa học: củng cố lại những kiến thức về điện từ trường đã được học trong thời gian qua, tìm hiểu các ứng dụng thực tiễn của chúng, những phát kiến đang được hình thành và những tham vọng truyền thông của loài người. Ý nghĩa thực tiễn: làm tài liệu tổng hợp để thuận tiện cho công việc nghiên cứu về sau. Nội dung ỨNG DỤNG ĐIỆN TỪ TRONG THÔNG TIN LIÊN LẠC: Lịch sử truyền thông nhân loại đã chứng kiến nhiều phát kiến vĩ đại nhằm phục vụ việc thông tin liên lạc toàn cầu. Trước khi Sputnik 1 - vệ tinh nhân tạo đầu tiên xuất hiện trong tri thức loài người thì có hai phương tiện truyền thông đã được sử dụng rộng rãi. TÍN HIỆU MORSE: Mã Morse hay mã Moóc là một loại mã hóa ký tự dùng để truyền các thông tin điện báo. Mã Morse dùng một chuỗi đã được chuẩn hóa gồm các phần tử dài và ngắn để biểu diễn các chữ cái, chữ số, dấu chấm, và các kí tự đặc biệt của một thông điệp. Các phần từ ngắn và dài có thể được thể hiện bằng âm thanh, các dấu hay gạch, hoặc các xung, hoặc các kí hiệu tường được gọi là "chấm" và "gạch" hay "dot" và "dash" trong tiếng Anh. Mã Morse được phát minh vào năm 1835 bởi Samuel Morse nhằm giúp cho ngành viễn thông và được xem như là bước cơ bản cho ngành thông tin số. Từ ngày 1 tháng 2 năm 1999, tín hiệu Morse đã bị loại bỏ trong ngành thông tin hàng hải để thay vào đó là một hệ thống vệ tinh. Tín hiệu có thể được chuyển tải thông qua tín hiệu radio thường xuyên bằng việc bật & tắt (sóng liên tục) một xung điện qua một cáp viễn thông, một tín hiệu cơ hay ánh sáng. Để dùng cho tiếng Việt, các chữ cái đặc biệt và dấu được mã theo quy tắc:  = AA Ă = AW Ô = OO Ê = EE Đ = DD ƯƠ= UOW Ư = UW Ơ = OW Sắc = S Huyền = F Hỏi = R Ngã = X Nặng = J Samuel Morse, tên đầy đủ là Samuel Finley Breese Morse, người Mỹ, là một họa sĩ, nhà phát minh tín hiệu vô tuyến điện và bảng chữ cái mang tên ông – Tín hiệu Morse. Samuel Morse sinh ngày 27 tháng 4 năm 1791 ở Charlestown, Massachusetts. Ông mất ngày 2 tháng 4 năm 1872 ở Thành phố New York. Sơ lược tiểu sử 27 tháng 4 năm 1791, sinh ra ở Charlestown (gần Boston, Massachusetts). 1811, nhận bằng tốt nghiệp sau khi học tại Đại học Yale, (Connecticut), ông làm việc tại một nhà xuất bản ở Boston, từ đây ông chuyên tâm vào hội họa. 1811, tới Luân Đôn để theo các khóa học nghệ thuật tại Benjamin West. 1813, nhận huy chương vàng về điêu khắc tại Hiệp hội nghệ thuật Adelphi. 1815, trở lại Hoa Kỳ nơi ông đã vẽ các tranh vải lịch sử & chân dung, thể hiện một tài năng nhất định. 1825, lập ra ở Thành phố New York Học viện thiết kế quốc gia Hoa Kỳ và trở thành chủ tịch đầu tiên, giữ chức trong 16 năm. Cùng năm này, ông đã tạo ra bảng chữ cái với một cái tên khác lạ. 1829, tới châu Âu và ở lại trong ba năm tại Pháp và Ý để nghiên cứu về nghệ thuật. 1844, Morse gửi bức điện báo đầu tiên, báo hiệu cho một bước tiến mới của kỷ nguyên truyền thông của con người ĐIỆN THOẠI: Lịch sử của chiếc điện thoại thật là thú vị đến nỗi người ta đã làm hẳn một bộ phim về nó. Đầu tiên chúng ta hãy cũng nhau tìm hiểu nguyên lý hoạt động của điện thoại. Khi chúng ta nói thì không khí làm cho các dây thanh âm trong cổ họng chúng ta rung lên, những giao động này đã truyền vào các phân tử của không khí tức là những sóng âm thanh phát ra từ mồm chúng ta đã tạo ra các giao động của không khí. Khi những sóng âm thanh đó chạm vào màng đàn hồi trong ống nói thì chúng sẽ làm cho cái màng đó rung với tần số giống như các rung động của các phần tử không khí, những giao động này đã chuyền qua đường dây điện thoại các tín hiệu hình sóng và dẫn đến những rung động của màng điện thoại ở đầu dây đằng kia. Màng đàn hồi sẽ tạo ra sóng trong không khí giống như những sóng đã được gửi vào ống nói khi những sóng này đến tai người nghe ở đầu dây đằng kia giống như là âm thanh trực tiếp phát ra từ miệng của bạn. Còn bây giờ chúng ta hãy nói về lịch sử của điện thoại. Vào ngày 2/6/1875 ông Alexandro Bell đã làm một thí nghiệm ở Boston. Ông muốn cùng một lúc gửi đi vào bức điện tín qua cùng một đường dây, ông đã sử dụng một bộ thanh thép. Ông đã làm một thiết bị nhận ở một phòng còn người trợ lý của ông là Tomát Uytson thì truyền đi ở phòng bên cạnh, người trợ lý đã giật thanh thép để cho nó rung lên và tạo ra những âm thanh leng keng, bỗng dưng ông Bell chạy sang phòng của người trợ lý và hét toáng lên hãy cho tôi xem anh đang làm gì đấy. Ông đã nhận thấy rằng các thanh thép nhỏ khi rung ở phía trên nam châm thì sẽ tạo ra các dòng điện biến thiên chạy qua dây dẫn. Chính điều đó đã tạo ra những rung động của các thanh kim loại trong phòng của ông Bell và các âm thanh leng keng. Ngày hôm sau chiếc điện thoại đầu tiên đã ra đời và những âm thanh đã được truyền qua dây điện thoại thứ nhất từ tầng trên xuống hai tầng dưới. Vào ngày 10/8 năm sau ông Bell đã có thể nói chuyện với người cộng sự của mình qua điện thoại : “Ông Willson ông có thể lên phòng tôi được không, tôi muốn nói chuyện với ông” Kể từ sau năm 1875, việc thông tin trên Thế Giới đã tương đối thuận tiện, tín hiệu Morse và điện thoại tuy cách thức hoạt động cực kì phức tạp nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi trong đời sống sinh hoạt sản xuất và đặc biệt là trong quân đội để phục vụ chiến tranh. Tuy nhiên, ngoài phương tiện điện thoại dần được hoàn thiện cho đến ngày nay thì việc sử dụng tin hiệu Morse để thông tin vẫn còn nhiều cập rập. Đến ngày 4 tháng 10 năm 1957, Khi Liên Bang Xô Viết thông qua tên lửa R-7 phóng thành công lên quỹ đạo vệ tinh nhân tạo đầu tiên của nhân loại - Sputnik 1 đã tạo ra một bước ngoặt vĩ đại cho lịch sử truyền thông loài người. Mặt khác, người đầu tiên đã nghĩ ra vệ tinh nhân tạo dùng cho truyền thông là nhà viết truyện khoa học giả tưởng Arthur C. Clarke vào năm 1945. Ông đã nghiên cứu về cách phóng các vệ tinh này, quỹ đạo của chúng và nhiều khía cạnh khác cho việc thành lập một hệ thống vệ tinh nhân tạo bao phủ thế giới. Ông cũng đề nghị 3 vệ tinh địa tĩnh (geostationary) sẽ đủ để bao phủ viễn thông cho toàn bộ Trái Đất. Kể từ đó, hàng loạt các thiết bị truyền thông điện từ dần được hình thành, chi phối toàn bộ hệ thống thông tin liên lạc trên địa cầu. Dưới đây, chúng ta sẽ đi tìm hiểu một số phương tiện hiện đại và đang được ứng dụng rộng khắp. WIFI: Wifi là gì? Wi-Fi hay mạng 802.11 là hệ thống mạng không dây sử dụng sóng vô tuyến, giống như điện thoại di động, truyền hình và radio. Hệ thống này đã hoạt động ở một số sân bay, quán café, thư viện hoặc khách sạn. Hệ thống cho phép truy cập Internet tại những khu vực có sóng của hệ thống này, hoàn toàn không cần đến cáp nối. Ngoài các điểm kết nối công cộng (hotspots), WiFi có thể được thiết lập ngay tại nhà riêng. Tên gọi 802.11 bắt nguồn từ viện IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Viện này tạo ra nhiều chuẩn cho nhiều giao thức kỹ thuật khác nhau, và nó sử dụng một hệ thống số nhằm phân loại chúng. Có 3 tiêu chuẩn: Chuẩn 802.11a, tốc độ truyền dẫn tối đa 54Mbps; Chuẩn 802.11b, tốc độ truyền dẫn tối đa 11Mbps; Chuẩn 802.11g, tốc độ truyền dẫn tối đa 54Mbps. Nhiều người vẫn cho rằng Wi-Fi là từ viết tắt của “ Wireless Fidelity”. Theo Phill Belanger, một trong những thành viên sáng lập hiệp hội Wi-Fi (Wi-Fi Alliance), Wi-Fi không phải thuật ngữ viết tắt của cụm từ nào cả. Nó không hề có nghĩa. Wi-Fi và hình biểu tượng (logo) theo phong cách âm dương được thiết kế bởi hãng Interbrand, công ty đã đã đặt ra những tên nổi tiếng như “Prozac”, “Compaq”, “Oneworld”, “Imation”... Người sáng lập Wireless Ethernet Compatibility Alliance (hiện nay là Wi-Fi Alliance), đã thuê Interbrand thiết kế thương hiệu và logo để nhấn mạnh khả năng tương tác lẫn nhau và khuếch trương công nghệ. Do đó họ cần một cái gì đó dễ nắm bắt hơn thuật ngữ “IEEE 802.11b Direct Sequence”. Một số đồng nghiệp trong nhóm cảm thấy không hài lòng. Họ không thể tưởng tưởng việc sử dụng tên “Wi-Fi” mà không có một vài lời giải thích rõ ràng. Như thế, Wireless Fidelity được sáng tác sau khi đã chọn từ 10 thuật ngữ khác nhau do Interbrand đề xuất. Và nó không có nghĩa gì cả. Đây chỉ là một cố gắng vụng về trong việc tìm ra hai từ hợp với “Wi và Fi”. Nguyên tắc hoạt động: Hoạt động Truyền thông qua mạng không dây là truyền thông vô tuyến hai chiều. Cụ thể: Thiết bị adapter không dây (hay bộ chuyển tín hiệu không dây) của máy tính chuyển đổi dữ liệu sang tín hiệu vô tuyến và phát những tín hiệu này đi bằng một ăng-ten. Thiết bị router không dây nhận những tín hiệu này và giải mã chúng. Nó gởi thông tin tới Internet thông qua kết nối hữu tuyến Ethernet. Qui trình này vẫn hoạt động với chiều ngược lại, router nhận thông tin từ Internet, chuyển chúng thành tín hiệu vô tuyến và gởi đến adapter không dây của máy tính. Sóng WiFi: Các sóng vô tuyến sử dụng cho WiFi gần giống với các sóng vô tuyến sử dụng cho thiết bị cầm tay, điện thoại di động và các thiết bị khác. Nó có thể chuyển và nhận sóng vô tuyến, chuyển đổi các mã nhị phân 1 và 0 sang sóng vô tuyến và ngược lại. Tuy nhiên, sóng WiFi có một số khác biệt so với các sóng vô tuyến khác ở chỗ: * Chúng truyền và phát tín hiệu ở tần số 2.5 GHz hoặc 5GHz. Tần số này cao hơn so với các tần số sử dụng cho điện thoại di động, các thiết bị cầm tay và truyền hình. Tần số cao hơn cho phép tín hiệu mang theo nhiều dữ liệu hơn. * Chúng dùng chuẩn 802.11: Chuẩn 802.11b là phiên bản đầu tiên trên thị trường. Đây là chuẩn chậm nhất và rẻ tiền nhất, và nó trở thành ít phổ biến hơn so với các chuẩn khác. 802.11b phát tín hiệu ở tần số 2.4 GHz, nó có thể xử lý đến 11 megabit/giây, và nó sử dụng mã CCK (complimentary code keying). Chuẩn 802.11g cũng phát ở tần số 2.4 GHz, nhưng nhanh hơn so với chuẩn 802.11b, tốc độ xử lý đạt 54 megabit/giây. Chuẩn 802.11g nhanh hơn vì nó sử dụng mã OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing), một công nghệ mã hóa hiệu quả hơn. Chuẩn 802.11a phát ở tần số 5 GHz và có thể đạt đến 54 megabit/ giây. Nó cũng sử dụng mã OFDM. Những chuẩn mới hơn sau này như 802.11n còn nhanh hơn chuẩn 802.11a, nhưng 802.11n vẫn chưa phải là chuẩn cuối cùng. * WiFi có thể hoạt động trên cả ba tần số và có thể nhảy qua lại giữa các tần số khác nhau một cách nhanh chóng. Việc nhảy qua lại giữa các tần số giúp giảm thiểu sự nhiễu sóng và cho phép nhiều thiết bị kết nối không dây cùng một lúc. Adapter Một adapter cắm vào khe PCI cho máy tính để bàn. Một adapter cắm vào khe PCI cho máy tính để bàn. Các máy tính nằm trong vùng phủ sóng WiFi cần có các bộ thu không dây, adapter, để có thể kết nối vào mạng. Các bộ này có thể được tích hợp vào các máy tính xách tay hay để bàn hiện đại. Hoặc được thiết kế ở dạng để cắm vào khe PC card hoặc cổng USB, hay khe PCI Khi đã được cài đặt adapter không dây và phần mềm điều khiển (driver), máy tính có thể tự động nhận diện và hiển thị các mạng không dây đang tồn tại trong khu vực. Router Nguồn phát sóng WiFi là máy tính với: 1. Một cổng để nối cáp hoặc modem ADSL 2. Một router 3. Một hub Ethernet 4. Một firewall 5. Một access point không dây Hầu hết các router có độ phủ sóng trong khoảng bán kính 30,5 m về mọi hướng. Có các thiết bị gia tăng hoặc lặp lại độ phủ sóng để làm tăng diện tích phủ sóng của router. Nhiều router có có thể sử dụng hơn một chuẩn 802.11. Hầu hết các router đều có một giao diện sử dụng dạng web cho phép thay đổi cấu hình như: tên của hệ thống mạng, kênh router sử dụng (hầu hết các router mặc định sử dụng kênh 6, tuy nhiên có thể chuyển kênh để tránh nhiễu với nguồn phát sóng lân cận nằm cùng kênh), các chế độ bảo mật router (tên truy cập và mật khẩu cho mạng). Các chế độ bảo mật của router thường có: * Wired Equivalency Privacy (WEP) sử dụng công nghệ mã hóa 64 bit hoặc 128 bit. Mã hóa 128 bit an toàn hơn. Những ai muốn sử dụng mạng đã được kích hoạt WEP đều phải biết khóa WEP, khóa này thường là mật khẩu dạng dãy số. * WiFi Protected Access (WPA) là một bước tiến của WEP và hiện giờ là một phần của giao thức mạng bảo mật không dây 802.11i. Nó sử dụng giao thức mã hóa toàn bộ bằng một khóa tạm thời. Giống như WEP, bảo mật WPA cũng phải đăng nhập bằng một mật khẩu. Hầu hết các điểm truy cập không dây công cộng hoặc là mở hoàn toàn hoặc bảo mật bằng WPA hay WEP 128 bit. * Media Access Control (MAC) bảo mật bằng cách lọc địa chỉ của máy tính. Nó không dùng mật khẩu đối với người sử dụng, nó căn cứ vào phần cứng vật lý của máy tính. Mỗi một máy tính đều có riêng một địa chỉ MAC độc nhất. Việc lọc địa chỉ MAC chỉ cho phép những máy đã đăng ký mới được quyền truy cập mạng. Cần đăng ký địa chỉ của máy tính khi thiết lập trong router. ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG: Tiện ích của điện thoại di động: Ngày nay, ĐTDĐ cung cấp những chức năng không thể tin được và những chức năng mới vẫn đang được thêm vào với tốc độ cực nhanh. Với một chiếc ĐTDĐ bạn có thể: Ghi nhớ các thông tin liên lạc. Tạo list các công việc. Ghi lịch của các cuộc hẹn và sắp đặt chức năng nhắc nhở Tính toán những phép toán đơn giản với chức năng máy tính đi kèm Gửi và nhận Email Lấy thông tin ( tin tức, giải trí, đặt chứng khoán…) từ Internet Chơi những game đơn giản Kết nối với các thiết bị khác như PDAs, Máy nghe nhạc MP3 và Máy thu GPS(Global Positioning System) Nguyên tắc hoạt động: Khái niệm về các ô (The Cell Approach) Một trong những điều thú vị nhất của ĐTDĐ là chúng thực sự là một chiếc radio—một chiếc radio cực kì tinh vi. Điện thoại được phát minh bởi nhà bác học Alexander Graham Bell vào năm 1876, và liên lạc không dây đã đi theo căn nguyên của nó để đi đến phát minh Radio của Nikolai Tesla vào năm 1880 ( chính thức được công bố năm 1894 bởi một người Ý tên là Guglielmo Marconi ). Đó chỉ là điều tự nhiên khi 2 phát minh vĩ đại này được kết hợp với nhau sau này. Trong thời kì đen tối trước khi có ĐTDĐ, những người thực sự có nhu cầu dùng liên lạc di động đã đặt những chiếc máy truyền tin ( radio Telephones) trên xe ô tô của họ. Trong hệ thống máy truyền tin này, có một cột ăng ten trung tâm cho mỗi thành phố, và khoảng chừng 25 kênh có thể dùng trên cột ăng ten đó. Việc dùng ăng ten trung tâm này yêu cầu chiếc điện thoại trong ô tô của bạn cần một máy phát mạnh—có khả năng truyền tín hiệu với khoảng cách 40 đến 50 dặm ( khoảng 70 km). Điều đó cũng có nghĩa là không có nhiều người có khả năng sử dụng loại mày truyềnh tin này—bởi vì không đủ kênh để sử dụng. Mấu chốt của hệ thống ô đó là chia nhỏ thành phố ra thành các ô nhỏ. Điều đó cho phép mở rộng việc sử dụng lại tần số ra toàn thành phố, do vậy hàng triệu người có thể sử dụng ĐTDĐ trong cùng một lúc. Các Tần Số: Một ô đơn là một hệ thống analog sử dụng 1/7 sự khả năng sử dụng của kênh âm thanh kép(duplex voice channels). Nghĩa là, mỗi ô ( trong 7 ô của vỉ lục giác ) thì sử dụng 1/7 số kênh có thể dùng do đó nó mang một bộ tần số duy nhất và không có sự xung đột với các ô khác. Một carrier thường lấy 832 tần số radio để sử dụng trong thành phố Mỗi ĐTDĐ sử dụng 2 tần số cho mỗi cuộc gọi—một kênh kép(duplex channel )—nên có 395 kênh âm thanh(voice channels ) đặc trưng cho mỗi carrier ( 42 tấn số khác được dùng cho kênh điều khiển(control channels )—nói đến ở trang sau ) Vì vậy mỗi ô có khoảng 392:7=56 kênh âm thanh có thể sử dụng. Nói một cách khác, trong bất cứ ô nào 56 người có thể nói chuyện trên ĐTDĐ trong cùng một thời gian. Với phương thức chuyển giao kĩ thuật số(KTS)( digital transmission), số lượng của các kênh có thể dùng tăng lên. Ví dụ, số lượng cuộc gọi thực hiện trong cùng một thời gian của hệ thống KTS TDMA (TDMA-based digital system ) có thể gấp 3 so với hệ thống analog, vì vậy mỗi ô có 168 kênh có thể dùng ( xem trang này để có nhiều thông tin hơn về TDMA, CDMA, GSM và các công nghệ cho ĐTDĐ KTS khác ). Sự chuyển giao (transmission): ĐTDĐ có một máy phát công suất thấp(low-power transmitters ) trong chúng. Rất nhiều loại ĐTDĐ mang 2 tín hiệu cường độ: 0.6 Watt và 3 Watt (trong khi hầu hết các radio CB đều truyền ở mức 4 Watt). Trạm cơ sở cũng truyền ở mức công suất thấp. Sự truyền ở công suất thấp có 2 lợi điểm *Sự truyền(transmissions ) giữa trạm cơ sở và những chiếc ĐT trong các ô của nó ngăn không cho ĐTDĐ đi quá xa so với những ô đó. Vì vậy, trong hình vẽ ở trên, cả 2 ô màu hồng có thể dùng lại chung 56 tần số(reuse the same 56 frequencies). Cùng một số tần số có thể được sử dụng lại rộng trên toàn thành phố Công suất tiêu thụ(power consumption ) của ĐTDĐ, cái có nghĩa là công suất yêu cầu đối với pin sẽ thấp. Công suất thấp nghĩa là pin nhỏ, và đó chính là điều làm cho chiếc điện thoại di động cầm tay trở thành hiện thực. *Công nghệ di động yêu cầu một số lượng rất lớn của các trạm cơ sở trong một thành phố bất kể nó to hay nhỏ. Một thành phố rộng đặc trưng có thể có hàng trăm cột phát(towers). Nhưng vì có quá nhiều người sử dụng ĐTDĐ , cho nên giá thành mà mỗi người dùng phải trả vẫn rất rẻ. Mỗi carrier trong mỗi thành phố cũng chạy vận hành một cơ quan trung tâm gọi là MTSO(Mobile Telephone Switching Office). Cơ quan này xử lý mọi kết nối điện thoại thành hệ thống điện thoại mặt đất cơ sở bình thường, và điều khiển mọi trạm cơ sở trong vùng Trong phần sau, bạn sẽ hiểu được cái gì sẽ sảy ra khi bạn và chiếc ĐTDĐ của bạn di chuyển từ ô này sang ô khác. Các Code của ĐTDĐ (Cell Phone Codes): Tất cả các loại ĐTDĐ đều có những code riêng liên kết với chúng. Khi bật máy điện thoại, nó sẽ nghe theo một SID ở trong kênh điều khiển(control channel). Nếu ĐTDĐ không tìm thấy bất kì kênh điều khiển nào, thì nó sẽ hiểu là ở ngoài vùng phủ sóng(out of range ) và hiển thị là “No service”. Khi nó nhận SID, điện thoại sẽ so sánh nó với SID đã được chương trình hóa ở trong máy. Nếu các SID thích hợp với nhau chiếc điện thoại hiểu rằng Ô nó đang liên kết thuộc một phần của hệ thống chủ của nó(home system). Cùng với SID, ĐTDĐ truyền một yêu cầu đăng kí(registration request), và MTSO giữ lại dấu vết vị trí của chiếc ĐTDĐ của bạn trong database—bằng cách này, khi MTSO muốn gọi bạn nó biết được phần tử ô nào bạn đang ở. MTS