Розвиток стільникового зв'язку у світі. LTE – нова віха у розвитку мобільного зв'язку. Стільниковий зв'язок у соціалістичному таборі
Головні частини будь-якого телефонного апарату – мікрофон, телефон та номеронабирач. Мікрофон перетворює звукові хвилі на коливання електричного струму, а телефон ці електричні коливання перетворює знову на звукові хвилі.
Мікрофон – металева коробка з вугільним порошком. Зверху вона закрита тонкою пластинкою (мембраною) з матеріалу, що проводить ел. струм. Платівка ізольована від коробки та лежить на порошку. Дія мікрофона ґрунтується на властивості вугільного порошку змінювати електричний опір залежно від тиску, з яким його стискають. Звукові хвилі мови змушують коливатися мембрану, вона сильніше чи слабше стискає порошок.
Якщо до мікрофона (рис. 1) приєднати ел. батарею, щоб струм проходив через порошок, сила струму змінюватиметься залежно від опору порошку. Звукові хвилі перетворилися на ел. коливання. Щоб ці коливання перетворити назад на звукові, використовується телефон – електромагніт, у нього - залізна мембрана. Залежно від сили струму вона притягується до електромагніту, то сильніше, то слабше і створює повітряні коливання (рис. 1 б).
Телефон в апараті підключено через трансформатор. Мікрофон підключений до середини первинної обмотки трансформатора і живиться струмом від батареї на станції, коли піднято важіль. Коли важіль телефону натиснуто (опущено вниз), телефон і мікрофон від лінії відключені, а до лінії в цей час підключено дзвінок, який дзвонить, коли з лінії надходить сигнал дзвінка (мал. 2)
Мал. 1. Принцип дії телефону
Коли трубку знімають, важіль піднімається і в лінію вмикається телефон і мікрофон, абонент може розмовляти з ін. абонентом. Для виклику абонента в телефоні є номеронабирач. Коли диск повернено за годинниковою стрілкою, контакт 1 замикається і вимикає мікрофон і телефон від лінії. Коли номеронабирач під впливом пружини повертається у вихідне положення, контакт 2 розімкнеться і замкнеться стільки разів, скільки одиниць у цифрі, яка буде набрана. А в результаті цього струм у лінії складатиметься з коротких імпульсів, число яких дорівнює набраній цифрі. Сьогодні набір номера здійснюється не диском, а кнопками і кожна кнопка посилає в лінію струм певної частоти.
Ось як нині прийнято трактувати розвиток провідної та бездротової телефонії (http://1234g.ru/1g/1-1g) :
Зв'язок завжди мав велике значення для людства. Коли зустрічаються дві людини, спілкування їм достатньо голоси, але зі збільшенням відстані з-поміж них виникає потреба у спеціальних інструментах.
Коли в 1876 Олександр Грехем Белл винайшов телефон, був зроблений значний крок, що дозволив спілкуватися двом людям, однак для цього їм необхідно було знаходитися поруч зі стаціонарно встановленим телефоном!
Понад сто років провідні лінії були єдиною можливістю організації телефонного зв'язку для більшості людей.
Системи радіозв'язку, що не залежать від проводів для організації доступу до мережі, були розроблені для спеціальних цілей (наприклад, армія, поліція, морський флот і замкнуті мережі автомобільного радіозв'язку), і зрештою з'явилися системи, що дозволили людям спілкуватися по телефону, використовуючи радіозв'язок.
Ці системи призначалися головним чином людей, які їздили машинами, і стали відомі як телефонні системи рухомого зв'язку.
Офіційним днем народження стільникового зв'язку вважається 3 квітня 1973 року, коли глава підрозділу мобільного зв'язку компанії Motorola Мартін Купер зателефонував начальнику дослідницького відділу AT&T Bell Labs Джоелю Енгелю, перебуваючи на жвавій Нью-Йоркській вулиці.
Саме ці дві компанії стояли біля джерел мобільної телефонії. Комерційну реалізацію дана технологія отримала 11 років, у 1984 році, у вигляді мобільних мереж першого покоління (1G), які були засновані на аналоговому способі передачі інформації.
Насправді предком стільникового зв'язку повинен вважатися Йосип Віссаріонович Сталін, бо він у роки 2-ї Світової війни усвідомив значення хорошого і безвідмовного зв'язку, а після війни наказав забезпечити постійним телефонним зв'язком все керівництво СРСР. Були розроблені мобільні апарати, що возяться в автомобілях і забезпечували телефонний зв'язок з пасажиром автомобіля, що рухається.
Казань …
2 євреї …
Розвиток мереж стільникового зв'язку відбувається безперервно. Інженери великих компаній постійно розробляють нові рішення, здатні підвищити швидкість і надійність передачі даних.
Кожне нове покоління мобільних технологій пов'язане із суттєвим збільшенням можливостей та з появою якісно нових сервісів.
Перше покоління (від англ. Generation) 1Gбуло повністю аналоговим та дозволяло лише здійснювати передачу голосу. Для сучасної людини аналоговий стільниковий зв'язок звучить дещо незвично. Однак за часів початку розробок у 1970-х роках про мобільний інтернет теж мало хто замислювався.
Найпоширенішими стандартами зв'язку цього покоління є American AMPS, Nordic NMT, EuropeanTACS. Їхній запуск відноситься до кінця 70-х початку 80-х років. Зараз вони застаріли і не становлять інтересу.
Друге покоління мобільного зв'язку 2Gстало повністю цифровим. Сюди належать стандарти GSM, CDMA One, D-AMPS. У Росії її Європі популярність завоював стандарт GSM (прийняли 1988 р.). І сьогодні мережі цього стандарту, разом із надбудовами до нього, мають найбільшу площу покриття у світі. Для передачі даних до стандарту GSM було додано надбудова GPRSзі швидкістю передачі до 171,2 кбіт/с. Дану технологію виділяють у під стандарт 2.5G. Пізніше у 2003 році була реалізована друга надбудова 2.75G - EDGEзі швидкістю до 474 кбіт/с. В Америці та Азії популярність набув стандарту CDMAOne. Його еволюція призвела до появи технології CDMA2000 1X зі швидкістю до 153 кбіт/сек.
Покоління 3Gознаменовано суттєвим збільшенням швидкості передачі. Мобільні пристрої дають можливість не тільки здійснювати голосові дзвінки, а й повноцінно використовувати ресурси Інтернету. Європейські стандарти GSM/GPRS/EDGE еволюціонують у UMTS (або WCDMA). У базовому варіанті стандарту передбачена швидкість передачі від 384 Кбіт/с до 2 Мбіт/с. За аналогією з 2G тут також з'являються надбудови, що збільшують швидкість роботи. Надбудова HSDPA/HSUPA виділяється в підстандарт 3.5G. Швидкість передачі збільшується до 14.4 Мбіт/сек. Поява HSPA+ 3.75G, що використовує технологію MIMO, дозволило досягти швидкостей 42.2 Мбіт/сек. Американський стандарт CDMA також отримає розвиток до CDMA EVDO Rev. A з можливостями передачі до 3.1 Мбіт/сек та EVDO Rev. B із швидкістю до 73.5 Мбіт/сек.
Покоління 4Gбагато хто, завдяки маркетинговій політиці компаній, відносять до 2008 року, коли організація 3GGP (Third Generation Partnership Project) затвердила стандарт LTE (Long Term Evolution). Проте офіційно у 2012р. до мереж 4G віднесли розширену версію цього стандарту LTE Advanced, а також мережі WiMax 2. Мережі нового стандарту можуть бути реалізовані на частотах від 700 МГц до 2.7 ГГц. Новий стандарт забезпечує граничні швидкості передачі даних на рівні 326,4 Мбіт/сек у бік абонента та до 172.8 Мбіт/сек у напрямку від користувача до базової станції. Зараз абоненти стільникових мереж отримують такі можливості, які раніше могли надати лише дротові оператори. При цьому висока конкуренція серед операторів не призвела до підвищення цін на послуги Інтернету при переході від 3G до 4G.
5G - проривна технологія майбутнього. Як зазначалося раніше, прогрес не стоїть на місці і сьогодні в різних країнах активно ведуться розробки мереж п'ятого покоління 5G. За заявами розробників початок тестування планується на 2017р., а очікувати на появу перших мереж можна до 2020 року. Міжнародні організації зі стандартизації ставлять за мету не тільки багаторазове збільшення швидкості передачі до 10 Гбіт/сек, а й кардинальне підвищення надійності мереж нового покоління. Тепер йтиметься не лише про мобільний зв'язок, а й про впровадження технології у такі відповідальні завдання як медицина, енергетика, автомобілебудування. Погодьтеся неприпустимо перервати з'єднання під час віддаленої операції пацієнту.
Концепція покоління 5G
Серед сервісів передача в реальному часі відео Ultra HD з роздільною здатністю 3840×2160 на абонентські пристрої, передача об'ємних зображень, використання сервісів соціальних мереж, які ще мають з'явитися. З появою мереж 5G розробники планую буквально змінити світоустрій, підключивши до Інтернету абсолютно все. Усі побутові прилади будуть підключені до мережі. Ви зможете віддалено керувати ними та отримувати інформацію про поточний стан. Це величезна кількість нових пристроїв (понад 50 мільярдів) для мережі та забезпечити передачу даних для всіх них дуже непросте завдання. Технічно в мережах 5G для підвищення швидкості та надійності з'єднання буде використана технологія MIMO для абонентських пристроїв, коли для прийому/передачі використовується кілька антен. Також планується об'єднання існуючих мереж стільникового зв'язку LTE з Wi-Fi мережами в загальну систему. Сьогодні ведуться повномасштабні роботи зі створення нового стандарту і ми з нетерпінням чекатимемо реалізації найнеймовірніших задумів у новому поколінні мобільного зв'язку 5G.
Варто зазначити, що для деяких абонентів проблема доступу до мережі незалежно від покоління завжди була гострою і нагальною. Посилення стільникового зв'язку завжди було завданням над яким працюють виробники репітерів та компанії інсталятори обладнання. І разом із появою мереж нового покоління на ринку одразу з'являються репітери відповідного стандарту. Використовуючи підсилювач сигналу стільникового зв'язку, кожен може отримати доступ до послуг оператора на своєму об'єкті.
Запрошую всіх висловлюватися у
Історія мобільного телефону в картинках.
Сьогодні вже важко собі уявити, як можна було жити без мобільних телефонів. Мимоволі згадується стара пісенька: "Ми обидва були, ви в аптеки, а я в кіно шукала вас ...". Сьогодні така пісенька б з'явитися вже не могла. Проте всього 10 років тому мобільник був доступний лише середньому класу, 15 років тому це була розкіш, а 20 років тому їх і не було.
Перші зразки
Перший мобільний телефон.
Ідею мобільного зв'язку розробили фахівці американської корпорації AT&T Bell Labs. Перші розмови на цю тему виникли у 1946 році, ідея була оприлюднена у 1947. З цього моменту у різних кінцях світу розпочалися роботи зі створення нового пристрою.
Слід зазначити, що незважаючи на всі переваги нового виду зв'язку, від моменту виникнення ідеї до появи першого комерційного зразка минуло 37 років. Решта технічних нововведень ХХ століття впроваджувалися значно швидше.
Перший приклад такого зв'язку 1946 року, представлений фірмою Bell як ідея, був схожий на гібрид звичайного телефону і радіостанції, розміщеної в багажнику машини. Радіостанція в багажнику важила 12 кг, пульт зв'язку був у салоні, антеною доводилося дірявити дах.
Радіостанція могла передати сигнал на АТС і у такий спосіб додзвонитися на звичайний телефон. Зателефонувати на мобільний апарат було набагато складніше: треба було дзвонити на АТС, називати номер станції, щоб там з'єднали вручну. Щоб говорити, потрібно було натиснути кнопку, а щоб почути відповідь – відпустити її. Плюс до того велика кількість перешкод і мінімальний радіус дії.
Працювала над мобільним зв'язком і Motorola, що конкурувала з Bell. Інженер Мотороли Мартін Купер теж винайшов апарат, чия вага була близько 1 кілограма, а довжина 22 см. Тримати таку «трубку» було важко.
Не дивно, що бажаючих користуватись подібною «мобілею» було мало. Щоправда, у США у кількох містах намагалися налагодити мережу радіотелефонів, але років за п'ять роботи затихли. До 60-х не було бажаючих займатися розробкою.
Стільниковий зв'язок у соціалістичному таборі
Інженер Купріянович.
У Москві перший досвідчений зразок переносного телефону ЛК-1 продемонстрував інженер Л. І. Купріянович у 1957 році. Цей зразок був також дуже значний: він важив 3 кг. Натомість радіус дії досягав 30 км, а час роботи станції без зміни батарей – 20-30 годин.
Купріянович не зупинився на досягнутому: В 1958 він представив апарат вагою в 500 г, в 1961 світ побачив апарат вагою всього 70 р. Радіус його дії був 80 км. Роботи велися у Воронезькому науково-дослідному інституті зв'язку (ВНДІВ).
Розробки Купріяновича взяли на озброєння болгари. В результаті на московській виставці "Інфорга-65" з'явився болгарський комплект мобільного зв'язку: базова станція на 12 номерів та телефон. Розміри телефону приблизно відповідали слухавці. Потім розпочався випуск мобільних апаратів РАТ-05 та АТРТ-05 з базовою станцією РАТЦ-10. Він використовувався на будовах та на енергетичних об'єктах.
Але в СРСР робота над апаратом також тривала у Москві, Молдові, Білорусії. Результатом став "Алтай" - повнофункціональний прилад, призначений для автомобілів. В руках носити його було важко через базову станцію та акумулятори. Однак машини швидкої допомоги, таксі, великовантажні автомобілі були оснащені цим зв'язком.
Перетворення «мобільного» зв'язку на справді мобільний
Апарат "Алтай".
Змагання між Bell і Motorola закінчилося перемогою Мотороли: навесні 1973 року зловтішний Купер зателефонував своїм конкурентам з вулиці по своїй новій трубці, яку легко тримав у руці. Це був перший дзвінок із стільникового телефону, який ознаменував початок нової ери. Але дослідження та доопрацювання тривали ще довгих 15 років.
У СРСР 70-ті роки все ще використовувався «Алтай», натомість їм було охоплено близько 30 міст. 16-канальні апарати працювали у діапазоні 150 МГц. Було передбачено режим конференції. Набір номера здійснювався спочатку за допомогою обертання диска, але незабаром застосували набір кнопок. Було встановлено пріоритет користувачів: користувач із вищим пріоритетом міг перервати своїм дзвінком розмову абонентів із меншим пріоритетом.
Комерційні апарати
1992 рік. Телефон Motorola 3200.
Комерційний мобільний телефон з'явився у США 1983 року. Перший масовий випуск освоїла Моторола. Успіх її апаратів був приголомшливий, і до 1990 року кількість абонентів досягла 11 млн. До 1995 року їх кількість зросла до 90,7 млн., а до 2003-го – 1,29 млрд.
У Росії перші мобільні телефони з'явилися в 1991 році. Трубка із підключенням коштувала 4000 доларів. Перший оператор зі стандартом GSM прийшов до нас у 1994 році. Ті телефони були ще громіздкими, в кишеню не покладеш. Деякі заможні люди (а тільки їм і були доступні мобільники) часто воліли тримати при собі спеціальну людину, яка носила за ними апарат.
До розробки та випуску мобільних телефонів підключилося багато фірм. Наприклад, Nokia в 1998 році випустила трубку з підтримкою WAP Nokia 7110. Тоді ж з'явився двосимічний телефон і телефон із сенсорним дисплеєм.
Наразі статистика стверджує, що мобільний телефон мають 9 осіб на Землі із 10.
Сучасні смартфони.
Історію стільникового зв'язку необхідно розглядати у нерозривному зв'язку з історією радіозв'язку загалом. Найбільш значущою подією, у цьому контексті, є звичайно проведена перша у світі радіопередача. Її здійснив наш співвітчизник Олександр Степанович Попов 23 квітня (7 травня за новим стилем) 1895р. Саме в цю дату всі, хто тією чи іншою мірою пов'язаний із стільниковим зв'язком, і відзначають своє професійне свято.
Системи мобільного зв'язку еволюціонували дуже короткий час. Розглядаючи питання еволюції систем мобільного зв'язку, ми приходимо до поняття "поколінь".
Системи мобільного зв'язку другого покоління є цифровими. Вони привнесли суттєві переваги з погляду пропозиції абонентам удосконалених послуг, підвищення ємності та якості. Найбільш поширеним стандартом цього покоління є (Глобальна система мобільного зв'язку). Зростаюча потреба в бездротовому доступі до Інтернету призвела до подальшого розвитку системи. Так з'явилася система, яка називається 2.5 G. Прикладом технології 2.5 G є (General Packet Radio Services) – стандартизована технологія пакетної передачі даних, що дозволяє використовувати кінцевий пристрій мобільного зв'язку для доступу до Інтернету. Пізніше було впроваджено технологію (Enhanced Data rates for GSM Evolution), що дозволило підвищити швидкість передачі даних до сотень кілобіт на секунду. Іншим сервісом, який з'явився в даному стандарті, є (послуги служби коротких повідомлень).
Москва – бізнес-центр. Саме сюди стікаються потоки товарів із усього світу. Тому можна купити в Москві дитячий одяг оптом різної якості та країни виробництва. Нові колекції з'являються щосезону, тому проблема вибору відсутня, тим паче, що це постачальники співпрацюють із різними виробниками.
Історія розвитку мобільних телефонів
Мобільний телефон – досить молодий винахід. Для його створення знадобилося трохи більше 60 років, при цьому він став практично найпоширенішим пристроєм у всьому світі. Тепер складно знайти людину, яка б не користувалася всіма перевагами мобільного зв'язку.
Свої корені, мобільний телефон бере зі Сполучених Штатів Америки. Саме там, у 1947 році, вперше заговорили про створення пристрою, який без допомоги проводів підтримуватиме зв'язок на великих відстанях. За цю ідею взялися одразу кілька американських наукових лабораторій. Але першою компанією, що випустила у світ прототип мобільного телефону, булаMotorola. А сталося це вже 1973 року, творцем якого був М.Купер. За своїми габаритами, телефон зовсім не схожий на сучасні мобільники, вага його становила близько 1 кг, а розміри дорівнювали габаритам коробки з-під жіночих туфель 36-го розміру. Звичайно, екран у телефону був відсутній, а батарея була досить слабкою. Розмовляти поDynaTAC 8000 X, так його називали, можна було лише одну годину, тоді як зарядка відбувалася цілих десять. І лише до 1984 року телефон надійшов у продаж. Вартість його становила трохи менше ніж 4000 доларів. Але, незважаючи на таку круглу суму, охочих купити його було безліч.
У Радянському Союзі перший експериментальний приклад мобільного телефону було реалізовано 1957 року. Його вага становила близько 3 кілограм, а крім того, телефон мав базову станцію, підключену до міських телефонних зв'язків. Але вже через якихось пів року маса телефону становила вже 0.5 кілограм.
Першим стільниковим оператором у СРСР стала компанія «Дельта Телеком», що з'явилася 1991 року. Ціна на мобільний пристрій, який запропонувала компанія, становила близько 4 тис. доларів, як і в США, включаючи підключення телефону до мережі. Одна хвилина розмови обходилася абонентам в 1 долар, але незважаючи на такі позамежні цифри вже в 1995 році, число абонентів перевищило 10 000.
З часом, від моменту створення і до сьогодні, мобільні телефони постійно модернізувалися. Так, у телефонів з'явився дисплей, телефонна книга, ММС, ігри та програми, диктофон, вбудований плеєр, навігація та багато іншого. Здавалося б, зі збільшенням можливостей телефону має зростати його ціна, але конкуренція та попит зараз практично знецінюють телефон, перед його функціональністю.