81242 (688013), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Первой из самых мощных радиотелеграфных станций в начале прошлого века была точка в Северной Ирландии, её мощность составляла 500 кВт. Следующей стала станция в Кольтано, Италия, обеспечивающая соединения с США, Англией, Испанией и некоторыми колониями в Африке. Мощность итальянского чуда составляла одну тысячу кВт.
Английский магнат связи «Макони» развернулся также в Египте, Южной Африке, Индии, Сингапуре, Испании, Чили, Греции, Дании, Бразилии, Турции и т.д. Беспроводная связь устанавливалась на частные яхты, торговые и военные суда – всего к прообразу сотовой связи было подключено больше четырехсот портов. В Англии весь военный флот был оснащён радиосвязью. Интересно отметить, что в Испании тогдашний король Альфонс лично открыл беспроводную вышку, связавшую полуостров с Болеварскими и Канарскими островами.
Стоимость переговоров между Лондоном и Нью-Йорком составляла 7,5 пенсов за пять минут. Спрос же на радиосвязь рос постоянно. Например, в Канаде и Бразилии, существовали газеты, получавшие информацию (о погоде и др.) целиком и полностью только за счёт беспроводной связи «Макони». С помощью новой связи также стали передавать корреспонденцию, клиентам приходилось платить за каждое отправленное слово.
В 1921 году полиция города Детройта, США, получила возможность использовать мобильную связь в автомобилях. Использовались частоты в диапазоне около 2 МГц, связь была ненадёжной и постоянно возникали помехи.
Но, это лишь предпосылки. Настоящая история сотовой связи начинается в 1946 году в городе Сант-Луинс, США. Напомним, что сотовый телефон является дуплексной радиостанцией, ведущей обмен на разных частотах. В наличии принимающая часть и передающая, обеспечивающие связь с базовой станцией (БС) или ретранслятором. Канал БС-телефон называется downlink, а телефон-БС – uplink.
Компания AT&T Bell Laboratories создала радиотелефоны, устанавливающиеся в автомобилях. Стоит ли говорить, что вся аппаратура в начале была громоздкой и тяжёлой. Переключение абонента между каналами связи, в поисках свободного, осуществлялось вручную. Радиопередатчик позволял пассажирам или водителю связаться с АТС и таким образом совершить звонок. Надо упомянуть, что само телефонное общение было сложным – нельзя было и слушать и говорить одновременно. Так, чтобы донести своё сообщение до собеседника, нужно было нажать и удерживать кнопку телефонной трубки, а чтобы услышать ответ, кнопку надо было отпустить (зато, таким образом можно говорить сколько угодно, и знать, что вас никто не сможет перебить). Чтобы позвонить на радиотелефон, приходилось сначала звонить на телефонную станцию и затем сообщать номер оператору. Всего такая «первобытная» система связи поддерживала 23 пользователя одновременно и предназначалась для бизнесменов, переезжающих из Нью-Йорка в Бостон.
Вес аппарата-первооткрывателя сотовой связи составлял 30 кг и для работы он требовал подключения к электросети, поэтому становится ясно, почему первые в мире «мобильники» устанавливались в машинах. Но, инновационная идея Bell Laboratories с треском провалилась – слишком уж дорого выходило пользование услугами мобильной связи. Впрочем, зерно было посеяно. Для связи обычно выделяется диапазон с фиксированными частотными каналами. Если в одно время используются близкие по частоте каналы связи, то общаться с помощью телефонов практически невозможно. В это же время компания разработала систему ячеек или сот (cell – откуда и пошло сегодняшнее название сотовых телефонов).
Принцип действия сот прост. Ранее для общения выделялось всего несколько каналов, и пользователи могли создавать друг для друга не только помехи, но и прослушивать телефонные разговоры. Теперь же проезжающая машина, попадая в другую соту, могла использовать любую частоту, без опаски наткнуться на занятый эфир. То есть, чем больше ячеек, тем меньше помех и тем больше абонентов могут использовать сотовую связью.
В СССР первая полностью автоматическая дуплексная система профессиональной мобильной радиосвязи с подвижными объектами под названием «Алтай» заработала в конце 1950 годов. В течение долгого времени «Алтай» был единственным средством мобильным связи в стране.
Как известно, реальной проблемой в создании мобильных телефонов был их размер – пока не появились дешёвые и доступные микросхемы, создать сотовые было невозможно, ведь вес в один с лишним килограмм мало кого устраивал. Тоже самое было и в области связи, постепенно появлялась возможность создавать более совершенные передающие устройства. Организация по почте и электросвязи СЕРТ, объединяющая 26 стран, в 1982 году создала исследовательское подразделение Groupe Special Mobile, аббревиатура которого стала названием самого популярного стандарта сегодня. Новый стандарт связи разрабатывался в течение восьми лет, и впервые о нём было заявлено лишь в 1990 году – тогда были предложены спецификации стандарта. Вскоре, GSM стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications.
Напомним, что GSM является цифровым стандартом сотовой связи, в нём реализованы временное разделение каналов (TDMA – множественный доступ с разделением по времени, когда для станции выделяются тайм-слоты по 0,577 для передачи 2x57 бит), шифрование сообщений, блочное кодирование, а также модуляция GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Поступающий в телефон аналоговый сигнал (речь) кодируется в цифровой и таким образом передаётся, а цифровая связь, как мы знаем, не искажает исходные данные, в отличие от аналоговой. Временное разделение каналов означает, что 8 абонентов могут использовать одновременно один канал связи. Это достигается за счёт временного разделения каналов, то есть аппараты абонентов по очереди связываются со станцией и обмениваются с ней данными.
Чуть раньше, в 1989 году английский Департамент торговли и промышленности, Department of Trade and Industry, выпустил документ, описывающий состояние радиосетей PCN (Persona! Communication Networks). По прогнозам сотрудников Департамента, к 2000 году до 15 % населения страны использовали бы мобильные телефоны. Похожий документ был опубликован и в США, там государство планировало к 2000 году осчастливить половину своего народа сотовой связью и для этого даже выделило диапазоны с частотами 1,9-2 ГГц и 900 МГц.
Стандартов же сотовой связи только прибавлялось, основа сегодняшнего рынка связи закладывалась пятнадцать лет назад. В 1990 в США был утверждёна спецификация IS-54 на национальном уровне. Это цифровой стандарт, больше известен как D-AMPS или ADC. В то же время начал зарождаться и современный CDMA, спрос на современный вариант которого в нашей стране стал появляться лишь недавно. Созданием CDMA занималась компания Qualcomm. CDMA является следующей ступенью после GSM, предоставляя более быструю и надёжную связь; также использует временное разделение каналов, однако более широкое, нежели GSM. Излучение сотовых с CDMA составляет всего 10 мВт, что сравнимо с обычным FM-радиоприёмником.
DSC-1800 (Digital Cellular System) появился в Европе в 1991 году, также создан на основе GSM, на него сразу же положила глаз Великобритания. DSC-1800 решал проблему переполнения соты, то есть случай, когда на одну базовую станцию приходилось слишком большое число абонентов, увеличивая ёмкость сети. В Японии в тот же год был создан собственный стандарт JDC (Japanese Digital Cellular), чем-то схожий с американским D-AMPS. Он был тут же утверждён к использованию Министерством связи страны.
Впереди всех в 1992 году оказалась Германия, развернув первую систему сотовой связи GSM. То есть, на практике стал применяться стандарт связи второго поколения (2 G). Первый в мире телефон с поддержкой GSM был создан компанией Benefon ESC. В 1993 году в США стал применяться CDMA (или IS-95) в диапазоне частот 800 МГц. В это же время в Англии начала свою работу сеть DCS-1800 One-2-One. Забегая вперёд, скажем, что в 1995 году в Гонконге заработала сеть CDMA.
В общем, стандартов связи было множество, и к середине девяностых большинство цивилизованных стран плавно переходили на цифровые спецификации. В России же, особенно во времена конца перестройки, казалось, что о сотовых телефонах думать не время. Однако в Санкт-Петербурге в 1991 году начала свою работу сотовая компании «Дельта Телеком».
ЗАО "Дельта Телеком" являлась первым оператором сотовой связи на российском рынке. В то время пользоваться услугами связи могли себе позволить только состоятельные люди. Сотовый телефон в России стоил 2000$, подключение к сети – также 2000$. Минута эфирного времени обходилась в один доллар. Компания предлагала модель Mobira - MD 59 NB2 производства Nokia весом 3 кг. Первым воспользовался новой услугой мэр города Анатолий Собчак - он позвонил по сотовому мэру Нью-Йорка. "Дельта Телеком" использовала аналоговый стандарт NMT-450i.
На сегодняшний день в России услугами сотовой связи пользуются около 102 440 000 человек. Развитие новых сетей идёт полным ходом, начинают использоваться и внедряться прогрессивные стандарты и спецификации третьего поколения. Компания NTT DoCoMo в этом году совместно с МТС ввела в нашей стране услугу i-mode, которая позволяет активно пользоваться Интернетом. I-mode очень популярен в Японии.
Не так давно, NTT DoCoMo продемонстрировала работу экспериментальной сети четвёртого поколения, сотовые телефоны будущего смогут передавать данные на скорости до 1 ГБ/c.
Самыми популярными операторами связи в РФ являются МТС и Билайн, идущие вровень, следом за ним стоит Мегафон. Количество пользователей МТС составляет 35,7 миллионов, в стройных рядах БиЛайна находятся 35,3 млн., а к Мегафону примкнуло 19,1 млн.
На мировом уровне сейчас используется около 2 миллиардов единиц мобильных телефонов. Из них больше двух третей подключены к стандарту GSM. Вторым по популярности идёт CDMA, остальные же представляют специфические стандарты, применяемые в основном в Азии. Сейчас в развитых странах сложилась ситуация «пресыщения», когда спрос перестаёт расти. Поэтому, основные надежды производители сейчас направляют на развивающиеся страны – это Индия, Китай, страны Африки, бывшего СССР и т.д.
2.2 Сотовая связь как основная связь в современном государстве
Повсеместная популяризация сотовой связи бьет все рекорды. А всего лишь 25 лет назад мир даже не знал, что такое «мобильный телефон». На сегодняшний день, только в России насчитывается более 10 миллионов абонентов мобильной связи и число это стремительно растет.
Компания Motorola была известна своими переносными радиостанциями и не помышляла о сотовых телефонах. Начало было положено, когда в компанию в 1954 г. пришел новый инженер, Мартин Купер (Martin Cooper). Он был простым служащим и занимался разработкой новых портативных устройств: в 1967 г. его отдел создал первые портативные рации для полиции Чикаго. Почти через 20 лет после начала своей карьеры в Motorola М.Купер осознал, что может создать относительно небольшой сотовый телефон.
В течение года шли работы по созданию первого телефона, одновременно компания убеждала Федеральную Комиссию по коммуникациям (FCC), что частным компаниям будут необходимы свободные частоты для внедрения сотовой связи. Предложение о выделении частот было встречено скептицизмом, ведь специалисты все той же Bell Laboratories (одна из крупнейших и известнейших лабораторий мира) ставили под сомнение возможность создания действительно компактных устройств в ближайшие годы. Все же было принято компромиссное решение: Motorola должна была продемонстрировать саму возможность создания подобных сетей.
В спешном порядке началась подготовка к проведению полевых испытаний, которые были назначены на 3 апреля 1973 г. К этому дню на вершине 50-этажного Alliance Capital Building в Нью-Йорке была смонтирована первая базовая станция. Первый прототип БС мог обслуживать не более 30 абонентов и соединял их с наземными линиями связи.
Сам сотовый телефон назывался Dyna-Tac. Это была трубка весом около 1.15 кг и размерами 22.5х12.5х3.75 см. На передней панели было расположено 12 клавиш, из них 10 цифровых и две для отправки вызова и прекращения разговора. Никакого дисплея, никаких дополнительных функций. Аккумулятор позволял общаться по Dyna-Tac целых 35 минут, но заряжать его приходилось более 10 часов. Именно этот телефон утром 3 апреля взял в руки М. Купер и набрал номер Джоэля Энгеля (Joel Engel), начальника исследовательского отдела Bell Laboratories. Несомненно, это был триумф - как Купера, так и компании Motorola. Закончив разговор и проведя в этом же здании пресс-конференцию, инженеры и разработчики осознали, что совершили революцию в мире коммуникаций. Признание заслуг со стороны Bell Laboratories было одним из самых весомых подтверждений успеха. Годы спустя Ричард Френкель (Richard Frenkiel), глава отдела системных разработок Bell Laboratories, сказал о Dyna-Tac: «Это был настоящий триумф. На тот момент мы использовали в машинах 14-килограммовые телефоны. Их способность вместить все необходимое в 1 кг была большим прорывом».
Так как эксперимент прошел успешно, Федеральная комиссия выделила частоты для частных компаний уже в начале 1974 г. В течение нескольких лет появились первые коммерческие сети, и в начале 80-х они стали распространяться по всему миру. М. Купер возглавил отдел по разработке сотовых телефонов в своей родной компании, и покинул ее лишь в 1983 г. чтобы основать свое дело.
В 1979 году в Японии была запущена едва ли не первая в мире сотовая сеть общего пользования. В ней был использован стандарт аналоговой связи HCMTS. Предназначалась она для использования в автомобилях. Тогда достижения в миниатюризации электроники ещё не позволяли создавать мобильные аппараты, подобные современным.
В начале 80-х годов сотовые сети первого поколения стали создаваться в Америке и Европе. Строились они на базе аналоговых стандартов: NMT в Скандинавии, AMPS в Америке, TACS (E-TACS) в Европе и J-TACS в Японии. Надо отметить, что все перечисленные стандарты, кроме NMT, являются клонами AMPS и использовали одну и ту же аппаратную платформу. Страны, если не разрабатывали свои стандарты, то попросту адаптировали AMPS к местным требованиям и специфике обслуживания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
