Principiul de funcționare al comunicațiilor radio
Radio (lat.radio - radiate, emit rays radius - ray) este un tip de comunicație fără fir în care undele radio, care se propagă liber în spațiu, sunt folosite ca purtător de semnal.
Principiul de funcționare
Transmisia are loc astfel: pe partea de transmisie este generat un semnal cu caracteristicile cerute (frecventa si amplitudinea semnalului). Apoi, semnalul transmis modulează o oscilație de frecvență mai mare (purtător). Semnalul modulat rezultat este radiat în spațiu de către antenă. Pe partea de recepție a undei radio, în antenă este indus un semnal modulat, după care este demodulat (detectat) și filtrat de un filtru trece-jos (scăpând astfel componenta de înaltă frecvență - purtătorul). semnalul modulat rezultat este radiat de antenă în spațiu.
Pe partea de recepție a undei radio, în antenă este indus un semnal modulat, după care este demodulat (detectat) și filtrat de un filtru trece-jos (scăpând astfel componenta de înaltă frecvență, purtătoarea). Astfel, se extrage semnalul util. Semnalul primit poate diferi ușor de cel transmis de emițător (distorsiune datorată interferențelor și interferențelor).
Intervalele de frecvență
Grila de frecvențe utilizată în comunicațiile radio este împărțită în mod convențional în domenii:
- Unde lungi (LW) - f = 150-450 kHz (l = 2000-670 m)
- Unde medii (SW) - f = 500-1600 kHz (l = 600-190 m)
- Unde scurte (HF) - f = 3-30 MHz (l = 100-10 m)
- Unde ultrascurte (VHF) - f = 30 MHz - 300 MHz (l = 10-1 m)
- Frecvențe înalte (gamă HF-centimetru) - f = 300 MHz - 3 GHz (l = 1-0,1 m)
- Frecvențe extrem de înalte (EHF - gama milimetrică) - f = 3 GHz - 30 GHz (l = 0,1-0,01 m)
- Frecvențe hiperînalte (HHF - interval micrometru) - f = 30 GHz - 300 GHz (l = 0,01-0,001 m)
În funcție de gamă, undele radio au propriile caracteristici și legi de propagare:
- LW-urile sunt puternic absorbite de ionosferă; importanța principală o reprezintă undele de sol care se propagă în jurul pământului. Intensitatea lor scade relativ rapid pe măsură ce se îndepărtează de transmițător.
- SW sunt puternic absorbite de ionosferă în timpul zilei, iar aria de acțiune este determinată de unda solului; seara, ele sunt bine reflectate de ionosferă, iar aria de acțiune este determinată de unda reflectată.
- HF se propagă exclusiv prin reflexie de către ionosferă, deci există o așa-numită zonă de tăcere radio în jurul emițătorului. În timpul zilei, undele mai scurte (30 MHz) călătoresc mai bine, iar noaptea, undele mai lungi (3 MHz). Undele scurte pot călători pe distanțe lungi cu o putere scăzută a emițătorului.
- VHF se propagă în linie dreaptă și, de regulă, nu este reflectată de ionosferă. Se îndoaie cu ușurință în jurul obstacolelor și au o capacitate mare de penetrare.
- HF nu se îndoaie în jurul obstacolelor și se propagă în cadrul liniei de vedere. Folosit în WiFi, comunicații celulare etc.
- EHF nu se îndoaie în jurul obstacolelor, sunt reflectate de majoritatea obstacolelor și se propagă în linia de vedere. Folosit pentru comunicații prin satelit.
- Frecvențele hiper-înalte nu se îndoaie în jurul obstacolelor, sunt reflectate ca lumina și se răspândesc în linia vizuală. Utilizarea este limitată.
Propagarea radio
Undele radio se propagă în vid și în atmosferă; suprafața pământului și apa sunt opace pentru ele. Cu toate acestea, datorită efectelor difracției și reflexiei, comunicarea este posibilă între punctele de pe suprafața pământului care nu au o linie directă de vedere (în special cele situate la mare distanță).
Propagarea undelor radio de la o sursă la un receptor poate avea loc în mai multe moduri simultan. Această propagare se numește multipath. Datorită mai multor căi și modificări ale parametrilor de mediu, are loc decolorarea - o schimbare a nivelului semnalului primit în timp. Cu calea multiplă, se produce o modificare a nivelului semnalului din cauza interferenței, adică la punctul de recepție, câmpul electromagnetic este suma undelor radio deplasate în timp ale intervalului.
Radar
Radar- un domeniu al științei și tehnologiei care combină metode și mijloace de detectare, măsurare a coordonatelor, precum și determinarea proprietăților și caracteristicilor diferitelor obiecte pe baza utilizării undelor radio. Un termen înrudit și parțial suprapus este navigația radio, cu toate acestea, în navigația radio, un rol mai activ îl joacă obiectul ale cărui coordonate sunt măsurate, cel mai adesea aceasta este determinarea propriilor coordonate. Principalul dispozitiv tehnic al radarului este o stație radar.
Există active, semi-active, active cu răspuns pasiv și RL pasive. Acestea sunt împărțite în funcție de domeniul undelor radio utilizate, tipul de semnal de sondare, numărul de canale utilizate, numărul și tipul de coordonate care se măsoară și locația instalației radar.
Principiul de funcționare
Radarul se bazează pe următoarele fenomene fizice:
- Undele radio sunt împrăștiate de neomogenitățile electrice întâlnite de-a lungul căii de propagare a acestora (obiecte cu alte proprietăți electrice care diferă de proprietățile mediului de propagare). În acest caz, unda reflectată, precum și radiația țintă în sine, fac posibilă detectarea țintei.
- La distanțe mari de sursa de radiație, putem presupune că undele radio se propagă rectiliniu și cu o viteză constantă, datorită căreia este posibil să se măsoare intervalul și coordonatele unghiulare ale țintei (Abaterile de la aceste reguli, care sunt valabile doar ca un prima aproximare, sunt studiate de o ramură specială a ingineriei radio - Propagarea undelor radio.În radar aceste abateri duc la erori de măsurare).
- Frecvența semnalului recepționat diferă de frecvența oscilațiilor emise atunci când punctele de recepție și de emisie se mișcă reciproc (efect Doppler), ceea ce face posibilă măsurarea vitezelor radiale ale țintei în raport cu radarul.
- Radarul pasiv utilizează emisia de unde electromagnetice de la obiectele observate; aceasta poate fi radiația termică, care este caracteristică tuturor obiectelor, radiația activă creată de mijloacele tehnice ale obiectului sau radiația laterală creată de orice obiecte cu dispozitive electrice în funcțiune.
celular
celular, rețea de telefonie mobilă- unul dintre tipurile de comunicații radio mobile, care se bazează pe retea celulara. Caracteristica cheie este că aria de acoperire totală este împărțită în celule (celule), determinate de zonele de acoperire ale stațiilor de bază individuale (BS). Celulele se suprapun parțial și formează împreună o rețea. Pe o suprafață ideală (plană și nedezvoltată), aria de acoperire a unui BS este un cerc, astfel încât rețeaua formată din ele arată ca un fagure cu celule hexagonale (faguri).
Rețeaua constă din transceiver-uri dispersate spațial care funcționează în același interval de frecvență și echipamente de comutare care fac posibilă determinarea locației curente a abonaților de telefonie mobilă și asigurarea continuității comunicării atunci când un abonat trece din aria de acoperire a unui transceiver la acoperire. zona altuia.
Principiul de funcționare al comunicației celulare
Componentele principale ale unei rețele celulare sunt telefoanele mobile și stațiile de bază, care sunt de obicei situate pe acoperișurile clădirilor și turnurilor. Când este pornit, telefonul mobil ascultă undele, găsind un semnal de la stația de bază. Telefonul trimite apoi codul său unic de identificare către stație. Telefonul și postul mențin contact radio constant, schimbând periodic pachete. Comunicarea intre telefon si statie se poate face printr-un protocol analog (AMPS, NAMPS, NMT-450) sau digital (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Dacă telefonul părăsește raza de acțiune a stației de bază (sau calitatea semnalului radio de la celula de serviciu se deteriorează), stabilește comunicarea cu alta. predea).
Rețelele celulare pot consta din stații de bază de diferite standarde, ceea ce permite optimizarea funcționării rețelei și îmbunătățirea acoperirii acesteia.
Rețelele celulare ale diferiților operatori sunt conectate între ele, precum și la rețeaua de telefonie fixă. Acest lucru permite abonaților unui operator să efectueze apeluri către abonații altui operator, de la telefoane mobile la linii fixe și de la linii fixe la telefoane mobile.
Operatorii pot încheia acorduri de roaming între ei. Datorită unor astfel de acorduri, un abonat, aflat în afara zonei de acoperire a rețelei sale, poate efectua și primi apeluri prin rețeaua altui operator. De regulă, acest lucru se realizează la rate crescute. Posibilitatea de roaming a apărut doar în standardele 2G și este una dintre principalele diferențe față de rețelele 1G.
Operatorii pot partaja infrastructura de rețea, reducând implementarea rețelei și costurile de operare.
Servicii celulare
Operatorii de telefonie mobilă oferă următoarele servicii:
- Apel voce;
- Autoresponder în comunicații celulare (serviciu);
- Roaming;
- ID apelant (identificare automată a apelantului) și ID anti-apel;
- Recepția și transmiterea de mesaje text scurte (SMS);
- Recepție și transmitere de mesaje multimedia - imagini, melodii, videoclipuri (serviciu MMS);
- Servicii bancare mobile (serviciu);
- Acces la Internet;
- Apel video și videoconferință
O televiziune
O televiziune(greacă τήλε - departe și lat. video- Înțeleg; din noua latină televiziune- viziune de departe) - un set de dispozitive pentru transmiterea imaginilor în mișcare și a sunetului la distanță. În viața de zi cu zi este folosit și pentru a se referi la organizațiile implicate în producția și distribuția de programe de televiziune.
Principii de baza
Televiziunea se bazează pe principiul transmiterii secvențiale a elementelor de imagine folosind un semnal radio sau fire. Imaginea este descompusă în elemente folosind un disc Nipkow, un tub catodic sau o matrice semiconductoare. Numărul de elemente de imagine este selectat în conformitate cu lățimea de bandă a canalului radio și cu criteriile fiziologice. Pentru a restrânge lățimea de bandă a frecvențelor transmise și pentru a reduce vizibilitatea pâlpâirii pe ecranul televizorului, se utilizează scanarea întrețesată. De asemenea, vă permite să creșteți fluiditatea transmisiei mișcării.
Canalul de televiziune în general include următoarele dispozitive:
- Cameră de transmisie de televiziune. Servește pentru a converti imaginea obținută folosind o lentilă pe ținta tubului de transmisie sau a matricei semiconductoare într-un semnal video de televiziune.
- Video recorder. Înregistrează și redă un semnal video la momentul potrivit.
- Mixer video. Vă permite să comutați între mai multe surse de imagine: camere video, VCR și altele.
- Transmiţător. Semnalul de radiofrecvență este modulat de semnalul video de televiziune și transmis prin radio sau fir.
- Receptor - TV. Cu ajutorul impulsurilor de sincronizare conținute în semnalul video, imaginea televiziunii este reprodusă pe ecranul receptorului (kinescop, display LCD, panou cu plasmă).
În plus, pentru a crea o transmisie de televiziune, este utilizată o cale audio similară cu calea de transmisie radio. Sunetul este transmis la o frecvență separată, de obicei folosind modulația de frecvență, folosind o tehnologie similară posturilor de radio FM. În televiziunea digitală, audio, adesea multicanal, este transmis într-un flux de date comun cu imaginea.
Comunicațiile celulare au devenit recent atât de ferm stabilite în viața noastră de zi cu zi încât este dificil să ne imaginăm societatea modernă fără ea. La fel ca multe alte invenții grozave, telefonul mobil a influențat foarte mult viața noastră și multe domenii ale acestuia. Este greu de spus cum ar fi viitorul dacă nu ar fi acest tip convenabil de comunicare. Probabil la fel ca în filmul „Back to the Future 2”, unde există mașini zburătoare, hoverboard-uri și multe altele, dar nu există comunicare celulară!
Dar astăzi, într-un raport special pentru, va exista o poveste nu despre viitor, ci despre modul în care sunt structurate și funcționează comunicațiile celulare moderne.
Pentru a afla despre funcționarea comunicațiilor celulare moderne în format 3G/4G, m-am invitat să vizitez noul operator federal Tele2 și am petrecut toată ziua cu inginerii lor, care mi-au explicat toate complexitățile transmisiei de date prin mobilul nostru. telefoane.
Dar mai întâi vă voi spune puțin despre istoria comunicațiilor celulare.
Principiile comunicației fără fir au fost testate în urmă cu aproape 70 de ani – primul radiotelefon public mobil a apărut în 1946 în St. Louis, SUA. În Uniunea Sovietică, un prototip de radiotelefon mobil a fost creat în 1957, apoi oamenii de știință din alte țări au creat dispozitive similare cu caracteristici diferite și abia în anii 70 ai secolului trecut în America au fost determinate principiile moderne ale comunicației celulare, după care a început dezvoltarea sa.
Martin Cooper este inventatorul prototipului de telefon mobil portabil Motorola DynaTAC, cântărind 1,15 kg și măsurând 22,5 x 12,5 x 3,75 cm
Dacă în țările occidentale până la mijlocul anilor 90 ai secolului trecut, comunicațiile celulare erau răspândite și utilizate de majoritatea populației, atunci în Rusia tocmai a început să apară și a devenit disponibilă tuturor cu puțin peste 10 ani în urmă.
Telefoanele mobile voluminoase, în formă de cărămidă, care funcționau în formatele de prima și a doua generație au devenit istorie, făcând loc smartphone-urilor cu 3G și 4G, comunicații vocale mai bune și viteze mari de internet.
De ce se numește conexiunea celulară? Deoarece teritoriul în care se asigură comunicația este împărțit în celule sau celule separate, în centrul cărora se află stațiile de bază (BS). În fiecare „celulă” abonatul primește același set de servicii în anumite limite teritoriale. Aceasta înseamnă că trecând de la o celulă la alta, abonatul nu simte atașament teritorial și poate folosi liber serviciile de comunicare.
Este foarte important să existe continuitate a conexiunii atunci când vă deplasați. Acest lucru este asigurat datorită așa-numitului handover, în care legătura stabilită de abonat este, parcă, preluată de celulele vecine într-o cursă de ștafetă, iar abonatul continuă să vorbească sau să se adâncească în rețelele sociale.
Întreaga rețea este împărțită în două subsisteme: subsistemul stației de bază și subsistemul de comutare. Schematic arată astfel:
În mijlocul „celulei”, așa cum am menționat mai sus, există o stație de bază, care deservește de obicei trei „celule”. Semnalul radio de la stația de bază este emis prin 3 antene sectoriale, fiecare dintre acestea fiind îndreptată către propria „celulă”. Se întâmplă ca mai multe antene ale unei stații de bază să fie direcționate către o „celulă”. Acest lucru se datorează faptului că rețeaua celulară funcționează în mai multe benzi (900 și 1800 MHz). În plus, o anumită stație de bază poate conține echipamente din mai multe generații de comunicații (2G și 3G).
Dar turnurile Tele2 BS au doar echipamente de generația a treia și a patra - 3G/4G, deoarece compania a decis să renunțe la formatele vechi în favoarea unora noi, care ajută la evitarea întreruperilor în comunicarea vocală și oferă un internet mai stabil. Obișnuiții rețelelor de socializare mă vor sprijini în faptul că în zilele noastre viteza Internetului este foarte importantă, 100-200 kb/s nu mai este suficient, așa cum era acum câțiva ani.
Cea mai comună locație pentru un BS este un turn sau un catarg construit special pentru acesta. Cu siguranță ați putea vedea turnuri BS roșii și albe undeva departe de clădirile rezidențiale (în câmp, pe un deal), sau unde nu există clădiri înalte în apropiere. Ca acesta, care se vede de la fereastra mea.
Cu toate acestea, în zonele urbane este dificil să găsești un loc pentru a plasa o structură masivă. Prin urmare, în orașele mari, stațiile de bază sunt amplasate pe clădiri. Fiecare stație preia semnale de la telefoanele mobile la o distanță de până la 35 km.
Acestea sunt antene, echipamentul BS în sine este situat în pod sau într-un container de pe acoperiș, care este o pereche de dulapuri de fier.
Unele stații de bază sunt situate în locuri pe care nici nu le-ați ghici. Ca, de exemplu, pe acoperișul acestei parcări.
Antena BS este formată din mai multe sectoare, fiecare dintre ele primește/trimite un semnal în propria direcție. Dacă antena verticală comunică cu telefoanele, atunci antena rotundă conectează BS la controler.
În funcție de caracteristici, fiecare sector poate gestiona până la 72 de apeluri simultan. Un BS poate consta din 6 sectoare și poate servi până la 432 de apeluri, dar de obicei sunt instalate mai puține transmițătoare și sectoare la stații. Operatorii de telefonie mobilă precum Tele2 preferă să instaleze mai multe BS pentru a îmbunătăți calitatea comunicării. După cum mi s-a spus, aici se folosesc cele mai moderne echipamente: stații de bază Ericsson, rețea de transport - Alcatel Lucent.
Din subsistemul stației de bază, semnalul este transmis către subsistemul de comutare, unde se stabilește o conexiune în direcția dorită de abonat. Subsistemul de comutare are un număr de baze de date care stochează informații despre abonat. În plus, acest subsistem este responsabil pentru securitate. Pentru a spune simplu, comutatorul este complet Are aceleași funcții ca și operatoarele de sex feminin care te legau cu abonatul cu mâinile lor, doar că acum toate acestea se întâmplă automat.
Echipamentul pentru această stație de bază este ascuns în acest dulap de fier.
Pe lângă turnurile convenționale, există și versiuni mobile ale stațiilor de bază situate pe camioane. Sunt foarte convenabile de utilizat în timpul dezastrelor naturale sau în locuri aglomerate (stadioane de fotbal, piețe centrale) în timpul sărbătorilor, concertelor și diverselor evenimente. Dar, din păcate, din cauza problemelor de legislație, acestea nu și-au găsit încă aplicație largă.
Pentru a asigura o acoperire optimă a semnalului radio la nivelul solului, stațiile de bază sunt proiectate într-un mod special, așadar, în ciuda intervalului de 35 km. semnalul nu se extinde la altitudinea de zbor a aeronavei. Cu toate acestea, unele companii aeriene au început deja să instaleze stații de bază mici pe plăcile lor care asigură comunicații celulare în interiorul aeronavei. Un astfel de BS este conectat la o rețea celulară terestră folosind un canal prin satelit. Sistemul este completat de un panou de control care permite echipajului să pornească și să oprească sistemul, precum și anumite tipuri de servicii, de exemplu, oprirea vocii la zborurile de noapte.
M-am uitat și în biroul Tele2 pentru a vedea cum specialiștii monitorizează calitatea comunicațiilor celulare. Dacă în urmă cu câțiva ani o astfel de încăpere ar fi fost atârnată de tavan cu monitoare care afișau date de rețea (încărcare, defecțiuni de rețea etc.), atunci în timp nevoia de atâtea monitoare a dispărut.
Tehnologiile s-au dezvoltat foarte mult de-a lungul timpului și o cameră atât de mică cu mai mulți specialiști este suficientă pentru a monitoriza activitatea întregii rețele din Moscova.
Câteva vederi din biroul Tele2.
La o întâlnire a angajaților companiei se discută planurile de captare a capitalei) De la începutul construcției și până astăzi, Tele2 a reușit să acopere toată Moscova cu rețeaua sa și cucerește treptat regiunea Moscovei, lansând săptămânal peste 100 de stații de bază. . Deoarece acum locuiesc în regiune, este foarte important pentru mine. pentru ca această rețea să vină cât mai repede în orașul meu.
Planurile companiei pentru 2016 includ furnizarea de comunicații de mare viteză în metrou la toate stațiile; la începutul anului 2016, comunicațiile Tele2 sunt prezente la 11 stații: comunicații 3G/4G la stațiile de metrou Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki și Lermontovsky Prospekt. . , „Troparevo”, „Shipilovskaya”, „Zyablikovo”, 3G: „Belorusskaya” (Inel), „Spartak”, „Pyatnitskoye Shosse”, „Zhulebino”.
După cum am spus mai sus, Tele2 a abandonat formatul GSM în favoarea standardelor de generația a treia și a patra - 3G/4G. Acest lucru vă permite să instalați stații de bază 3G/4G cu o frecvență mai mare (de exemplu, în interiorul șoselei de centură a Moscovei, BS-urile sunt situate la o distanță de aproximativ 500 de metri unul de celălalt) pentru a oferi comunicații mai stabile și internet mobil de mare viteză, ceea ce nu a fost cazul în rețelele de formate anterioare.
De la biroul companiei, eu, în compania inginerilor Nikifor și Vladimir, merg la unul dintre punctele în care trebuie să măsoare viteza de comunicare. Nikifor stă în fața unuia dintre catargele pe care sunt instalate echipamente de comunicație. Dacă te uiți cu atenție, vei observa puțin mai în stânga un alt astfel de catarg, cu echipamente de la alți operatori celulari.
Destul de ciudat, operatorii de telefonie celulară permit adesea concurenților să-și folosească structurile turnului pentru a plasa antene (în mod firesc în condiții reciproc avantajoase). Acest lucru se datorează faptului că construirea unui turn sau a unui catarg este o propunere costisitoare, iar un astfel de schimb poate economisi mulți bani!
În timp ce măsuram viteza de comunicare, Nikifor a fost întrebat de mai multe ori de bunicile și unchii care treceau pe lângă el dacă era spion)) „Da, bruiem Radio Liberty!”
Echipamentul arată de fapt neobișnuit; din aspectul său se poate presupune orice.
Specialiștii companiei au mult de lucru, având în vedere că compania are peste 7 mii în Moscova și regiune. stații de bază: aproximativ 5 mii dintre ele. 3G și aproximativ 2 mii. Stații de bază LTE, iar recent numărul de stații de bază a crescut cu aproximativ o mie.
În doar trei luni, 55% din numărul total de noi stații de bază pentru operatori din regiune au fost transmise în regiunea Moscovei. În prezent, compania oferă o acoperire de înaltă calitate a teritoriului unde trăiește peste 90% din populația Moscovei și a regiunii Moscovei.
Apropo, în decembrie, rețeaua 3G a Tele2 a fost recunoscută drept cea mai bună calitate dintre toți operatorii de capital.
Dar am decis să verific personal cât de bună este conexiunea Tele2, așa că am cumpărat o cartelă SIM în cel mai apropiat centru comercial din stația de metrou Voykovskaya, cu cel mai simplu tarif „Foarte negru” pentru 299 de ruble (400 SMS/minute și 4 GB). Apropo, am avut un tarif Beeline similar, care era cu 100 de ruble mai scump.
Am verificat viteza fara sa ma indepartez de casa de marcat. Recepție - 6,13 Mbps, transmisie - 2,57 Mbps. Având în vedere că mă aflu în centrul unui centru comercial, acesta este un rezultat bun; comunicarea Tele2 pătrunde bine prin pereții unui centru comercial mare.
La metroul Tretyakovskaya. Recepție semnal - 5,82 Mbps, transmisie - 3,22 Mbps.
Și pe stația de metrou Krasnogvardeyskaya. Recepție - 6,22 Mbps, transmisie - 3,77 Mbps. L-am măsurat la ieșirea din metrou. Dacă țineți cont de faptul că aceasta este periferia Moscovei, este foarte decent. Cred că conexiunea este destul de acceptabilă, putem spune cu încredere că este stabilă, având în vedere că Tele2 a apărut la Moscova în urmă cu doar câteva luni.
Există o conexiune Tele2 stabilă în capitală, ceea ce este bine. Sper cu adevărat că vor veni în regiune cât mai curând posibil și voi putea profita din plin de legătura lor.
Acum știi cum funcționează comunicarea celulară!
Dacă aveți o producție sau un serviciu despre care doriți să le spuneți cititorilor noștri, scrieți-mi - Aslan ( [email protected] ) și vom face cel mai bun reportaj, care va fi văzut nu numai de cititorii comunității, ci și de site-ul http://ikaketosdelano.ru
De asemenea, abonați-vă la grupurile noastre în Facebook, VKontakte,colegi de clasa si in Google+plus, unde vor fi postate cele mai interesante lucruri din comunitate, plus materiale care nu sunt aici și videoclipuri despre cum funcționează lucrurile în lumea noastră.
Faceți clic pe pictogramă și abonați-vă!
În acest articol vă vom spune despre istoria apariției comunicațiilor mobile.
Primul sistem de comunicații radiotelefonice a apărut în 1946 în SUA – St. Louis. Radiotelefoanele funcționau pe frecvențe fixe și erau comutate manual. În Uniunea Sovietică, comunicațiile radiotelefonice au apărut în 1959 și au fost numite sistemul Altai. Desigur, nu a fost accesibil publicului, dar a fost folosit ca comunicații guvernamentale și de către agențiile de informații. În 1990-1994, în timpul prăbușirii URSS, o mare masă de dezvoltări clasificate, inclusiv dezvoltarea de comunicații radiotelefonice cu mai multe frecvențe, mai multe baze, au fost exportate „gratuit” de la institutele de cercetare sovietice din afara cordonului. Și în 1991, în SUA și, ulterior, în Federația Rusă, a apărut un nou standard de radiotelefonie - comunicația celulară NMT-450 (Sotel). A fost folosit un semnal analogic. Ulterior, au apărut standardele digitale - GSM-900 și GSM-1800.
Odată cu dezvoltarea progresivă a comunicațiilor celulare, telefoanele mobile au devenit disponibile pe scară largă. De regulă, o unitate de telefonie mobilă (denumită în continuare MTA) poate funcționa la o distanță de până la 1500 m de stația de bază.
După cum știți, fiecărui dispozitiv celular îi este atribuit propriul număr de serie electronic (ESN), care este codificat în microcipul telefonului atunci când telefonul este fabricat. Prin activarea cartelei SIM (Subscriber Identity Module) - un microcip în care numărul abonatului este „cusut”, dispozitivul de telefonie mobilă primește un număr de identificare mobilă (MIN).
Zona acoperită de rețeaua GSM (Global System for Mobile communications) este împărțită în celule (celule) separate, adiacente - de unde și denumirea de „comunicații celulare”, în centrul cărora există stații de bază transceiver. De obicei, o astfel de stație are șase transmițătoare, care sunt amplasate cu un model de radiație de 120° și oferă o acoperire uniformă a zonei. O stație medie modernă poate deservi simultan până la 1000 de canale. Suprafața unui „fagure” în oraș este de aproximativ 0,5-1 km2; în afara orașului, în funcție de locația geografică, poate ajunge la 20 sau 50 km2. Traficul telefonic din fiecare „celulă” este controlat de o stație de bază, care primește și transmite semnale pe o gamă largă de frecvențe radio (canal dedicat - un pas minim pentru fiecare telefon mobil). Stația de bază este conectată la o rețea telefonică cu fir și este dotată cu echipamente pentru conversia unui semnal de înaltă frecvență de la un telefon mobil într-un semnal de joasă frecvență de la un telefon cu fir și invers, ceea ce asigură interfațarea acestor două sisteme. Echipamentul modern al stației de bază din punct de vedere tehnic ocupă o suprafață de 1...3 m2 și este amplasat într-o încăpere mică, unde funcționarea acestuia este efectuată automat. Pentru funcționarea stabilă a unei astfel de stații, aveți nevoie doar de o conexiune prin cablu cu o centrală telefonică (PBX) și o sursă de alimentare de 220 V.
În orașele și orașele cu o mare concentrație de case, emițătoarele stației de bază sunt amplasate direct pe acoperișurile caselor. În zonele suburbane și deschise, se folosesc turnuri în mai multe secțiuni (acestea pot fi adesea văzute situate de-a lungul autostrăzilor).
Zona de acoperire a stațiilor învecinate este învecinată. Când un dispozitiv telefonic se deplasează între zonele de acoperire ale stațiilor învecinate, acesta este înregistrat periodic. Periodic, cu un interval de 10...60 minute (în funcție de operator), stația de bază emite un semnal de serviciu. După ce l-a acceptat, telefonul mobil adaugă automat numerele sale MIN și ESN și transmite combinația de cod rezultată la stația de bază. Astfel, se realizează identificarea unui anumit dispozitiv de telefonie mobilă mobilă, numărul de cont al proprietarului acestuia și legarea dispozitivului de o anumită zonă în care se află la un moment dat. Acest punct este foarte important - deja în această etapă este posibil să se controleze mișcările unui obiect sau al unuia, dar cine beneficiază de aceasta este o altă întrebare - principalul lucru este că există o oportunitate...
Când un utilizator se conectează la cineva de pe telefonul său, stația de bază îi alocă una dintre frecvențele libere ale zonei în care se află, face modificările corespunzătoare în contul său (debitează fonduri) și îi transferă apelul la destinație.
Dacă un utilizator mobil se mută dintr-o zonă de comunicație în alta în timpul unei conversații, stația de bază a zonei (celulei) pe care o părăsește transferă automat semnalul de comunicare la frecvența liberă a zonei (celulei) adiacente acesteia.
Principiul analogic al transmiterii informațiilor se bazează pe emisia unui semnal radio non-digital în aer, prin urmare, prin acordarea la frecvența corespunzătoare a unui astfel de canal de comunicație, este teoretic posibil să ascultați conversația. Cu toate acestea, merită „răcirea capetelor deosebit de fierbinți” - ascultarea comunicațiilor celulare de acest standard nu este atât de ușoară, deoarece acestea sunt criptate (distorsionate) și pentru recunoașterea corectă a vorbirii aveți nevoie de un decodor adecvat. Negocierile acestui standard sunt mai ușor de găsit decât, să zicem, standardul GSM - comunicații celulare digitale, ale căror telefoane mobile transmit și primesc informații sub forma unui cod digital. Cel mai simplu mod de a găsi direcția este obiectele staționare sau staționare care asigură comunicații celulare; este mai dificil să găsești cele mobile, deoarece mișcarea abonatului în timpul unei conversații este însoțită de o scădere a puterii semnalului și de o tranziție la alte frecvențe (când transmiterea unui semnal de la o stație de bază la una vecină).
Metode de căutare a direcției
Prima este o metodă de găsire a direcției direcționate a unui telefon mobil, care determină direcția către un transmițător de lucru de la trei până la șase puncte și oferă o locație precisă a sursei de semnal radio. Particularitatea acestei metode este că poate fi aplicată la ordinul cuiva, de exemplu, autoritățile autorizate de lege.
A doua metodă este printr-un operator de telefonie mobilă, care înregistrează automat în mod constant unde se află un anumit abonat la un moment dat, chiar și atunci când nu conduce nicio conversație. Această înregistrare are loc automat utilizând semnalele de identificare ale serviciului transmise automat de telefonul mobil către stația de bază (asta a fost discutat mai devreme). Precizia determinării locației abonatului depinde de o serie de factori: topografia zonei, prezența interferențelor și a reflectării semnalului de la clădiri, poziția stațiilor de bază și volumul lor de lucru (numărul de telefoane mobile ale operatorului activ într-o anumită celulă). ), și dimensiunea celulei. Prin urmare, precizia determinării locației unui abonat celular în oraș este vizibil mai mare decât în zonele deschise și poate ajunge la un loc de câteva sute de metri. Analiza datelor despre sesiunile de comunicare ale abonatului cu diverse stații de bază (de la ce stație a fost efectuat apelul și către care, ora apelului etc.) ne permite să reconstruim o imagine a tuturor mișcărilor abonatului din trecut. Datele sunt înregistrate automat la operatorul de telefonie mobilă (pentru facturare și nu numai...), deoarece plata pentru astfel de servicii se face în funcție de durata de utilizare a sistemului de comunicații. Aceste date pot fi stocate câțiva ani, iar de această dată nu este încă reglementată de legea federală, ci doar de actele departamentale.
Puteți trage concluzia că confidențialitatea este asigurată, dar nu pentru toată lumea. Dacă este necesar să vă ascultați comunicările sau să vă determinați locația, aproape orice serviciu de informații „echipat” sau comunitate criminală poate face acest lucru fără niciun efort.
Este mai dificil să interceptați o conversație dacă este purtată dintr-o mașină în mișcare, deoarece... Distanța dintre utilizatorul de telefon mobil și echipamentul de stabilire a direcției (dacă vorbim de comunicații analogice) este în continuă schimbare și dacă aceste obiecte se îndepărtează unele de altele, mai ales pe teren accidentat printre case, semnalul slăbește. Când se deplasează rapid, semnalul este transferat de la o stație de bază la alta, cu o schimbare simultană a frecvenței de operare - acest lucru face dificilă interceptarea întregii conversații (cu excepția cazului în care este condusă intenționat cu participarea unui operator de telecomunicații), deoarece este nevoie de timpul pentru a găsi o nouă frecvență.
Puteți trage singur concluzii din asta. Închideți telefonul mobil dacă nu doriți să vă cunoașteți locația.
Caracteristici ascunse ale telefoanelor mobile
Un MTA modern poate trece automat în modul de înregistrare vocală (înregistrarea sunetelor de la microfonul încorporat) în funcție de un semnal sau de un anumit program, fără permisiunea proprietarului său. Nu este un fapt că fiecare MTA înregistrează vorbirea și vocea proprietarului și apoi transmite informațiile, dar o astfel de posibilitate este oferită tehnic în fiecare MTA modern. E ca și cum ai avea o armă atârnată de perete. Și dacă acțiunea are loc în timpul unui spectacol într-un teatru, atunci este aproape evident că înainte de sfârșitul spectacolului arma va trage. Deci, în acest caz, MTA are capacitatea de a înregistra și transmite informații, iar acest factor trebuie luat în considerare atunci când utilizați „telefonul mobil”.
Informația este primită de stația cea mai apropiată de MTA - celula. Cum se transmite informația prin aer? MTA comunică cu stația în rafale de semnale digitale de impuls, care sunt numite intervale de timp. Durata unei sesiuni de comunicare de serviciu poate dura de la o fracțiune de secundă la câteva secunde.
MTA efectuează astfel de sesiuni de comunicare de serviciu cu stația de bază în mod constant când telefonul mobil este pornit. Inițial, acest lucru se întâmplă după ce MTA este pornit, apoi telefonul, comunicând cu cea mai apropiată stație de comunicație a operatorului său (conform cartelei SIM instalate), își poziționează poziția pe sol, își difuzează datele (de exemplu, numărul de identificare). al telefonului mobil în rețea etc.) , adică este înregistrat în rețea. Pe baza acestei înregistrări, în timpul negocierilor ulterioare, acest abonat este taxat pentru conexiuni, servicii de comunicații, tarife de apel și roaming. În plus față de intervalele de timp dintr-o sesiune de comunicare când alimentarea este pornită, MTA-ul periodic, aproximativ o dată pe oră (și în timpul mișcării active în mod constant) comunică cu o stație de bază din apropiere, poziționând poziția acesteia și, dacă este necesar (trecând dincolo de celulă). ) înregistrarea în zona de responsabilitate a unei alte stații de bază învecinate. Durata și frecvența sesiunilor de comunicare a serviciului (interval de timp) pentru diferite MTA sunt diferite și variază (frecvența) de la 10 la 35 de ori pe zi. În acest caz, durata intervalelor de timp variază în intervalul 2-25 milisecunde.
Multe MTA moderne includ automat funcții pentru diverse tipuri de servicii care informează proprietarul, de exemplu, despre prognoza meteo sau știri, astfel încât intervalele orare pentru un astfel de telefon vor fi mai dese și mai lungi. În acest caz, este imposibil să determinați exact ce semnale trimite telefonul dvs. mobil către stația de bază fără echipament special. Se poate înregistra doar faptul că o scurtă sesiune de comunicare a avut loc fără participarea proprietarului MTA. În orice caz, dacă primiți un mesaj SMS, atunci intervalele orare au fost schimbate.
Fiecare proprietar de telefon mobil trebuie să cunoască această caracteristică a MTA „lor”, în ciuda faptului că companiile de producție nu se grăbesc fie să împărtășească aceste informații cu cumpărătorii produselor lor, fie să explice aceste funcții și scopul lor. După cum se spune, avertizat este protejat... Un semn indirect al MTA care funcționează la transmisie de putere mare este o baterie care se descarcă rapid.
Cum să verifici un telefon mobil
În zorii popularizării în masă a telefoanelor mobile (și nu cu mult timp în urmă), populația era dominată de dispozitivele de telefonie mobilă (MTA), achiziționate în străinătate și care necesitau rusificare. In plus, unele telefoane mobile aduse din strainatate in CSI (achizitionate de pe piata secundara pentru ca erau ieftine) s-au dovedit a fi blocate la conectarea la cartela SIM a unui operator local (nu au implementat unele dintre functiile mentionate in meniul MTA). și în manualul său de utilizare) . Oamenii au dus MTA la serviciul corespunzător (după numele MTA) și uneori au primit răspunsul: telefonul tău nu va funcționa în Rusia. De atunci, MTA-urile, aduse în mod privat din străinătate, au început să fie împărțite în secret în „alb” și „gri”. Cele „albe” pot fi reînviate și utilizate „la maxim” în CSI, dar cele „gri” sunt practic fără speranță sau necesită astfel de investiții încât să depășească costul lor. Prin urmare, de ceva timp, dispozitivele mobile „gri” vin în Rusia doar în exemplare unice, sau în loturi importate de mici „navete” sau după vacanța rușilor în străinătate, din cauza ignoranței lor. În acest sens, a luat naștere o metodă de testare pentru verificarea MTA.
Pentru a testa, trebuie să apăsați tastele de pe tastatură în ordine: *#06#. Ca urmare, seria și numărul de model indicate în datele pașaportului vor fi afișate. Aceleași date sunt imprimate pe corpul MTA sub baterie. Cum vor ajuta?
Datele specificate sunt IMEI (International Mobile Equipment Identifier) al MTA. După această procedură de notificare către compania de telefonie mobilă, MTA-ul dumneavoastră, împreună cu cartela SIM (sau chiar cea nou introdusă), vor fi sub controlul operatorului dumneavoastră de telefonie mobilă. Este mai bine să aflați acest număr în avans (când achiziționați sau utilizați MTA) și să îl notați undeva departe de privirile curioșilor. Dacă dispozitivul este pierdut sau furat, aceste date trebuie să fie transferate operatorului dumneavoastră de telefonie mobilă. Acest lucru este necesar pentru a vă asigura că MTA-ul dvs. este găsit cu siguranță, sau cel puțin blocat din serviciu de către operatorul pe care l-ați folosit înainte de a vă pierde telefonul.
Este puțin trist că marea majoritate a oamenilor, la întrebarea: „Cum funcționează comunicarea celulară?”, răspund „prin aer” sau chiar „nu știu”.
Continuând acest subiect, am avut o conversație amuzantă cu un prieten pe tema comunicațiilor mobile. Acest lucru s-a întâmplat exact cu câteva zile înainte de ceea ce a fost sărbătorit de toți oamenii de semnalizare și lucrătorii din telecomunicații Sărbătoarea „Ziua Radioului”. S-a întâmplat ca, din cauza poziției sale arzătoare de viață, prietenul meu să creadă asta comunicația mobilă funcționează fără fire prin satelit. Datorită exclusiv undelor radio. La început nu l-am putut convinge. Dar după o scurtă conversație totul a căzut la loc.
După această „prelecție” prietenoasă, a apărut ideea de a scrie într-un limbaj simplu despre cum funcționează comunicațiile celulare. Totul este așa cum este.
Când formați un număr și începeți să sunați sau vă sună cineva, atunci dvs telefonul mobil comunică prin canal radio de la una dintre antenele celei mai apropiate stații de bază. Unde sunt aceste stații de bază, vă întrebați?
fi atent la clădiri industriale, clădiri urbane înalte și turnuri speciale. Pe ele există blocuri dreptunghiulare mari, gri, cu antene proeminente de diferite forme. Dar aceste antene nu sunt televiziune sau satelit, dar transceiver operatori celulari. Acestea sunt direcționate în direcții diferite pentru a oferi comunicare abonaților din toate direcțiile. La urma urmei, nu știm de unde va veni semnalul și unde ne va duce nefericitul abonat cu telefonul? În jargonul profesional, antenele sunt numite și „sectoare”. De regulă, acestea sunt setate de la unu la doisprezece.
De la antenă semnalul este transmis prin cablu direct către unitatea de control al stației. Împreună formează stația de bază [antene și unitatea de control]. Mai multe stații de bază, ale căror antene deservesc o zonă separată, de exemplu, un cartier sau un oraș mic, sunt conectate la o unitate specială - controlor. Până la 15 stații de bază sunt de obicei conectate la un controler.
La rândul lor, controlerele, dintre care pot fi și mai multe, sunt conectate prin cabluri la „tank de gândire” - intrerupator. Comutatorul oferă ieșire și intrare de semnale către liniile telefonice ale orașului, către alți operatori celulari, precum și către operatori de comunicații internaționale și pe distanțe lungi.
În rețelele mici se folosește un singur switch, în cele mai mari, care deservește mai mult de un milion de abonați deodată, se pot folosi două, trei sau mai multe switch-uri, din nou interconectate prin fire.
De ce o asemenea complexitate? Cititorii vor întreba. S-ar părea că, pur și simplu poți conecta antenele la comutator și totul va funcționa. Și aici sunt stații de bază, comutatoare, o grămadă de cabluri... Dar nu este atât de simplu.
Când o persoană se deplasează pe stradă pe jos sau cu mașina, trenul etc. si in acelasi timp vorbind la telefon, este important sa se asigure continuitatea comunicarii. Semnaliștii numesc termenul procesului de predare a serviciului în rețelele mobile "predea". Este necesar să comutați în timp util telefonul abonatului de la o stație de bază la alta, de la un controler la altul și așa mai departe.
Dacă stațiile de bază au fost conectate direct la comutator, atunci toate acestea comutarea ar trebui să fie gestionată de comutator. Iar „bietul” tip are deja ceva de făcut. Designul rețelei pe mai multe niveluri face posibilă distribuirea uniformă a sarcinii pe echipamentele tehnice. Acest lucru reduce probabilitatea defecțiunii echipamentului și pierderea de comunicare care rezultă. La urma urmei, noi toți interesatîn comunicare neîntreruptă, nu?
Deci, ajungând la comutator, apelul nostru este transferat la apoi - la rețeaua altui operator de telefonie mobilă, la distanță lungă de oraș și comunicații internaționale. Desigur, acest lucru se întâmplă prin canale de comunicație prin cablu de mare viteză. Apelul ajunge la centrală alt operator. În același timp, acesta din urmă „știe” în ce teritoriu [în zona de acoperire, ce controlor] se află în prezent abonatul dorit. Comutatorul transmite un apel telefonic către un controler specific, care conține informații în zona de acoperire a cărei stație de bază se află destinatarul apelului. Controlerul trimite un semnal către această stație de bază unică și, la rândul său, „interogează”, adică sună telefonul mobil. Un metrou începe să sune ciudat.
Tot acest proces lung și complex durează de fapt 2-3 secunde!
În același mod, apelurile telefonice au loc în diferite orașe din Rusia, Europa și lume. Pentru contact comutatoarele diverșilor operatori de telecomunicații folosesc canale de comunicație de mare viteză prin fibră optică. Datorită lor, un semnal telefonic parcurge sute de mii de kilometri în câteva secunde.
Mulțumim marelui Alexander Popov pentru că a dat radio lumii! Dacă nu ar fi el, poate că acum am fi lipsiți de multe dintre beneficiile civilizației.
Comunicarea se numește mobilă dacă sursa de informații sau destinatarul acesteia (sau ambele) se deplasează în spațiu. Comunicația radio a fost mobilă încă de la început. Mai sus, în al treilea capitol, se arată că primele posturi de radio au fost destinate comunicării cu obiecte în mișcare — nave. La urma urmei, unul dintre primele dispozitive de comunicații radio A.S. Popov a fost instalat pe cuirasatul Amiral Apraksin. Și datorită comunicării radio cu el, în iarna anilor 1899–1900, a fost posibil să salveze această navă, pierdută în gheața Mării Baltice. Cu toate acestea, în acei ani, această „comunicație mobilă” necesita dispozitive radio voluminoase, care nu au contribuit la dezvoltarea comunicațiilor radio individuale atât de necesare nici în Forțele Armate, ca să nu mai vorbim de clienții privați.
Pe 17 iunie 1946, în St. Louis, SUA, liderul afacerii de telefonie AT&T și Southwestern Bell au lansat prima rețea de radiotelefonie pentru clienții privați. Baza elementară a echipamentului era dispozitivele electronice cu tuburi, astfel încât echipamentul era foarte voluminos și era destinat doar instalării în mașini. Greutatea echipamentului fără surse de alimentare a fost de 40 kg. În ciuda acestui fapt, popularitatea comunicațiilor mobile a început să crească rapid. Acest lucru a creat o nouă problemă, mai serioasă decât indicatorii de greutate și dimensiune. O creștere a numărului de radiouri, cu o resursă de frecvență limitată, a dus la interferențe reciproce puternice pentru posturile de radio care operează pe canale apropiate ca frecvență, ceea ce a deteriorat semnificativ calitatea comunicației. Pentru a elimina interferența reciprocă la frecvențele care se repetă, a fost necesar să se asigure o distanță de minim o sută de kilometri în spațiu între două grupuri de sisteme radio. De aceea, comunicațiile mobile au fost folosite în principal pentru nevoile de servicii speciale. Pentru implementarea în masă, a fost necesar să se schimbe nu numai indicatorii de greutate și dimensiune, ci și principiul însuși al organizării comunicării.
După cum sa menționat mai sus, în 1947 a fost inventat un tranzistor care îndeplinește funcțiile tuburilor vidate, dar are o dimensiune semnificativ mai mică. Apariția tranzistorilor a fost de mare importanță pentru dezvoltarea în continuare a comunicațiilor radiotelefonice. Înlocuirea tuburilor de vid cu tranzistori a creat premisele pentru introducerea pe scară largă a telefoanelor mobile. Principalul factor limitativ a fost principiul organizării comunicării, care ar elimina sau cel puțin reduce influența interferențelor reciproce.
Studiile domeniului undelor ultrascurte, efectuate în anii 40 ai secolului trecut, au relevat principalul său avantaj față de undele scurte - gamă largă, adică capacitate mare de frecvență și principalul dezavantaj - absorbția puternică a undelor radio de către mediul de propagare. Undele radio din acest interval nu sunt capabile să se îndoaie în jurul suprafeței pământului, astfel încât raza de comunicare a fost asigurată doar pe linia de vedere și, în funcție de puterea emițătorului, a fost asigurat un maxim de 40 km. Acest dezavantaj s-a transformat curând într-un avantaj, care a dat impuls introducerii active în masă a comunicațiilor prin telefon celular.
În 1947, un angajat al companiei americane Bell Laboratories D. Ring a propus o nouă idee de organizare a comunicațiilor. Acesta a constat în împărțirea spațiului (teritoriul) în zone mici - celule (sau celule) cu o rază de 1–5 kilometri și separarea comunicațiilor radio într-o singură celulă (prin repetarea rațională a frecvențelor de comunicare utilizate) de comunicațiile dintre celule. Repetarea frecvenței a redus semnificativ problemele de utilizare a resurselor de frecvență. Acest lucru a făcut posibilă utilizarea acelorași frecvențe în celule diferite distribuite în spațiu. În centrul fiecărei celule s-a propus amplasarea unei stații radio de recepție și transmisie de bază, care să asigure comunicații radio în interiorul celulei cu toți abonații. Mărimea celulei a fost determinată de raza maximă de comunicare a dispozitivului radiotelefonic cu stația de bază. Acest interval maxim se numește raza celulei. În timpul unei conversații, radiotelefonul celular este conectat la stația de bază printr-un canal radio prin care este transmisă conversația telefonică. Fiecare abonat trebuie să aibă propria sa stație de microradio - un „telefon mobil” - o combinație între un telefon, un transceiver și un mini-computer. Abonații comunică între ei prin stații de bază, care sunt conectate între ele și la rețeaua publică de telefonie.
Pentru a asigura o comunicare neîntreruptă atunci când un abonat se deplasează dintr-o zonă în alta, a fost necesar să se utilizeze controlul computerizat asupra semnalului telefonic emis de abonat. Controlul computerului a făcut posibilă comutarea unui telefon mobil de la un transmițător intermediar la altul în doar o miime de secundă. Totul se întâmplă atât de repede încât abonatul pur și simplu nu-l observă. Astfel, partea centrală a sistemului de comunicații mobile sunt computerele. Găsesc un abonat situat în oricare dintre celule și îl conectează la rețeaua de telefonie. Când un abonat se mută de la o celulă (celulă) la alta, computerele par să transfere abonatul de la o stație de bază la alta și conectează abonatul unei rețele celulare „străine” la rețeaua „lor”. Acest lucru se întâmplă în momentul în care abonatul „străin” se află în zona de acoperire a noii stații de bază. Astfel, se realizează roaming (care în engleză înseamnă „rătăcire” sau „rătăcire”).
După cum sa menționat mai sus, principiile comunicațiilor mobile moderne au fost o realizare deja la sfârșitul anilor '40. Cu toate acestea, în acele vremuri, tehnologia informatică era încă la un asemenea nivel încât utilizarea sa comercială în sistemele de comunicații telefonice era dificilă. Prin urmare, utilizarea practică a comunicațiilor celulare a devenit posibilă numai după inventarea microprocesoarelor și a cipurilor semiconductoare integrate.
Primul telefon mobil, un prototip al unui dispozitiv modern, a fost proiectat de Martin Cooper (Motorola, SUA).
În 1973, la New York, deasupra unei clădiri de 50 de etaje, Motorola a instalat sub conducerea sa prima stație de bază de comunicații celulare din lume. Acesta ar putea deservi nu mai mult de 30 de abonați și îi poate conecta la linii fixe.
Pe 3 aprilie 1973, Martin Cooper a sunat șeful său și a spus următoarele cuvinte: „Imaginați-vă, Joel, că vă sun de pe primul telefon mobil din lume. O am în mâini și merg pe o stradă din New York.”
Telefonul de la care suna Martin se numea Dyna-Tac. Dimensiunile sale erau de 225x125x375 mm, iar greutatea lui nu mai puțin de 1,15 kg, ceea ce este, însă, mult mai mic decât dispozitivele de 30 de kilograme de la sfârșitul anilor patruzeci. Folosind dispozitivul, a fost posibil să efectuați apeluri și să primiți semnale și să negociați cu abonatul. Acest telefon avea 12 taste, dintre care 10 digitale pentru formarea numărului abonatului, iar celelalte două asigurau începerea unei conversații și întrerupeau apelul. Bateriile Dyna-Tac au permis timp de convorbire aproximativ o jumătate de oră și au necesitat 10 ore pentru încărcare.
Deși o mare parte a dezvoltării a avut loc în Statele Unite, prima rețea celulară comercială a fost lansată în mai 1978 în Bahrain. Două celule cu 20 de canale în banda de 400 MHz au deservit 250 de abonați.
Puțin mai târziu, comunicațiile celulare și-au început marșul triumfal în întreaga lume. Tot mai multe țări și-au dat seama de beneficiile și comoditatea pe care le-ar putea aduce. Cu toate acestea, lipsa unui standard internațional unificat pentru utilizarea intervalului de frecvență a dus în cele din urmă la faptul că proprietarul unui telefon mobil, trecând dintr-un stat în altul, nu putea folosi telefonul mobil.
Pentru a elimina acest principal neajuns, de la sfârșitul anilor șaptezeci, Suedia, Finlanda, Islanda, Danemarca și Norvegia au început cercetări comune pentru a dezvolta un standard unic. Rezultatul cercetării a fost standardul de comunicații NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), care trebuia să funcționeze în intervalul de 450 MHz. Acest standard a început să fie utilizat pentru prima dată în 1981 în Arabia Saudită și doar o lună mai târziu în Europa. Diverse variante ale NMT-450 au fost adoptate în Austria, Elveția, Olanda, Belgia, Asia de Sud-Est și Orientul Mijlociu.
În 1983, la Chicago a fost lansată o rețea a standardului AMPS (Advanced Mobile Phone Service), care a fost dezvoltată de Bell Laboratories. În 1985, în Anglia, a fost adoptat standardul TACS (Total Access Communications System), care era o variație a AMPS american. Doi ani mai târziu, din cauza creșterii semnificative a numărului de abonați, a fost adoptat standardul HTACS (Enhanced TACS), adăugând noi frecvențe și corectând parțial deficiențele predecesorului său. Franța s-a separat de toți ceilalți și a început să folosească propriul său standard Radiocom-2000 în 1985.
Următorul standard a fost NMT-900, folosind frecvențe din gama de 900 MHz. Noua versiune a intrat în uz în 1986. A permis creșterea numărului de abonați și îmbunătățirea stabilității sistemului.
Cu toate acestea, toate aceste standarde sunt analogice și aparțin primei generații de sisteme de comunicații celulare. Ei folosesc o metodă analogică de transmitere a informațiilor folosind modulația de frecvență (FM) sau de fază (FM) - ca în stațiile de radio convenționale. Această metodă prezintă o serie de dezavantaje semnificative, principalele fiind capacitatea de a asculta conversațiile altor abonați și incapacitatea de a combate decolorarea semnalului atunci când abonatul se mișcă, precum și sub influența terenului și clădirilor. Benzile de frecvență supraîncărcate au cauzat interferențe în timpul conversațiilor. Prin urmare, până la sfârșitul anilor 1980, a început crearea celei de-a doua generații de sisteme de comunicații celulare, bazate pe metode de procesare a semnalului digital.
Anterior, în 1982, Conferința Europeană a Administrațiilor Poștale și Telecomunicațiilor (CEPT), care reunește 26 de țări, a decis să creeze un grup special Groupe Special Mobile. Scopul său a fost să dezvolte un standard european unic pentru comunicațiile celulare digitale. Noul standard de comunicare a fost dezvoltat pe parcursul a opt ani și a fost anunțat pentru prima dată abia în 1990 - apoi au fost propuse specificațiile standard. Grupul special a decis inițial să folosească banda de 900 MHz ca un singur standard, iar apoi, ținând cont de perspectivele de dezvoltare a comunicațiilor celulare în Europa și în întreaga lume, s-a decis alocarea benzii de 1800 MHz pentru noul standard. .
Noul standard se numește GSM - Global System for Mobile Communications. GSM 1800 MHz se mai numește și DCS-1800 (Digital Cellular System 1800). Standardul GSM este un standard de comunicații celulare digitale. Implementează divizarea în timp a canalelor (TDMA - time division multiple access, criptarea mesajelor, codificarea blocurilor, precum și modularea GMSK) (Gauss Minimum Shift Keying).
Prima țară care a lansat rețeaua GSM este Finlanda, care a lansat acest standard în exploatare comercială în 1992. În anul următor, prima rețea DCS-1800 One-2-One a intrat în funcțiune în Marea Britanie. Din acest moment începe răspândirea globală a standardului GSM în întreaga lume.
Următorul pas după GSM este standardul CDMA, care oferă comunicații mai rapide și mai fiabile prin utilizarea canalelor de divizare a codului. Acest standard a început să apară în Statele Unite în 1990. În 1993, CDMA (sau IS-95) a început să fie utilizat în Statele Unite în domeniul de frecvență de 800 MHz. În același timp, rețeaua DCS-1800 One-2-One a început să funcționeze în Anglia.
În general, existau multe standarde de comunicare, iar la mijlocul anilor nouăzeci, majoritatea țărilor civilizate treceau fără probleme la specificațiile digitale. Dacă rețelele de prima generație au permis transmiterea doar a vocii, atunci a doua generație de sisteme de comunicații celulare, care este GSM, permite furnizarea altor servicii non-voice. Pe lângă serviciul SMS, primele telefoane GSM au făcut posibilă transmiterea altor date non-voice. În acest scop, a fost dezvoltat un protocol de transfer de date, denumit CSD (Circuit Switched Data - transfer de date peste linii comutate). Cu toate acestea, acest standard avea caracteristici foarte modeste - rata maximă de transfer de date a fost de numai 9600 de biți pe secundă și apoi numai în condițiile unei comunicări stabile. Cu toate acestea, astfel de viteze erau destul de suficiente pentru transmiterea unui mesaj fax.
Dezvoltarea rapidă a Internetului la sfârșitul anilor 90 a dus la faptul că mulți utilizatori de telefonie mobilă doreau să-și folosească telefoanele ca modemuri, iar vitezele existente nu erau în mod clar suficiente pentru aceasta.
Pentru a satisface cumva nevoile clienților lor de acces la Internet, inginerii inventează protocolul WAP. WAP este o abreviere pentru Wireless Application Protocol, care se traduce prin Wireless Application Protocol. În principiu, WAP poate fi numită o versiune simplificată a protocolului standard de Internet HTTP, adaptată doar la resursele limitate ale telefoanelor mobile, precum dimensiunile mici ale afișajului, performanța scăzută a procesoarelor de telefonie și ratele scăzute de transfer de date în rețelele mobile. Cu toate acestea, acest protocol nu permitea vizualizarea paginilor standard de Internet; acestea trebuiau scrise în WML, care a fost adaptat pentru telefoane mobile. Drept urmare, deși abonații rețelelor celulare au primit acces la Internet, acesta s-a dovedit a fi foarte „dezbrăcat” și neinteresant. În plus, pentru a accesa site-urile WAP s-a folosit același canal de comunicare ca și pentru transmisia vocală, adică în timp ce încărcați sau vizualizați o pagină, canalul de comunicare este ocupat și din contul dvs. personal sunt debitați aceiași bani ca în timpul conversației. . Drept urmare, o tehnologie destul de interesantă a fost practic îngropată de ceva timp și a fost folosită foarte rar de abonații rețelelor celulare ale diverșilor operatori.
Producătorii de echipamente celulare au fost nevoiți să caute urgent modalități de a crește vitezele de transfer de date și, ca urmare, a luat naștere tehnologia HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data), care a furnizat viteze destul de acceptabile de până la 43 de kilobiți pe secundă. Această tehnologie a fost populară în rândul unui anumit cerc de utilizatori. Dar totuși, această tehnologie nu a pierdut principalul dezavantaj al predecesorului său - datele erau încă transmise prin canalul vocal. Dezvoltatorii au trebuit din nou să se angajeze în cercetări minuțioase. Eforturile inginerilor nu au fost în zadar și destul de recent a apărut o tehnologie numită GPRS (General Packed Radio Services) - acest nume poate fi tradus ca un sistem de transmisie de date radio prin pachete. Această tehnologie folosește principiul separării canalelor pentru transmisia de voce și date. Ca urmare, abonatul nu plătește pentru durata conexiunii, ci doar pentru cantitatea de date transmise și primite. În plus, GPRS are un alt avantaj față de tehnologiile anterioare de date mobile - în timpul unei conexiuni GPRS, telefonul este încă capabil să primească apeluri și mesaje SMS. În acest moment, modelele moderne de telefoane de pe piață pun în pauză conexiunea GPRS la efectuarea unei conversații, care se reia automat când conversația se termină. Astfel de dispozitive sunt clasificate ca terminale GPRS de clasa B. Este planificat să producă terminale de clasă A care vă vor permite să descărcați simultan date și să conducă o conversație cu interlocutorul. Există, de asemenea, dispozitive speciale care sunt concepute doar pentru transmisia de date și se numesc modemuri GPRS sau terminale de clasa C. Teoretic, GPRS este capabil să transmită date cu o viteză de 115 kilobiți pe secundă, dar în acest moment majoritatea operatorilor de telecomunicații oferă o canal de comunicare care vă permite să atingeți această viteză de până la 48 de kilobiți pe secundă. Acest lucru se datorează în primul rând echipamentului operatorilor înșiși și, drept consecință, lipsei de pe piață a telefoanelor mobile care să suporte viteze mai mari.
Odată cu apariția GPRS, protocolul WAP a fost din nou amintit, deoarece acum, prin noua tehnologie, accesul la pagini WAP de volum mic devine de multe ori mai ieftin decât în zilele CSD și HSCSD. Mai mult, mulți operatori de telecomunicații oferă acces nelimitat la resursele rețelei WAP pentru o mică taxă lunară de abonament.
Odată cu apariția GPRS, rețelele celulare au încetat să mai fie numite rețele de a doua generație - 2G. În prezent ne aflăm în era 2.5G. Serviciile non-voice devin din ce în ce mai populare pe măsură ce telefonul mobil, computerul și internetul se unesc. Dezvoltatorii și operatorii ne oferă din ce în ce mai multe servicii suplimentare diferite.
Astfel, folosind capacitățile GPRS, a fost creat un nou format de transmisie a mesajelor, care s-a numit MMS (Multimedia Messaging Service), care, spre deosebire de SMS, vă permite să trimiteți nu numai text, ci și diverse informații multimedia de pe un telefon mobil, pt. de exemplu, înregistrări audio, fotografii și chiar clipuri video. Mai mult, un mesaj MMS poate fi transferat fie pe un alt telefon care acceptă acest format, fie către un cont de e-mail.
Puterea tot mai mare a procesoarelor de telefon vă permite acum să descărcați și să rulați diverse programe pe el. Limbajul Java2ME este cel mai des folosit pentru a le scrie. Proprietarii majorității telefoanelor moderne nu au acum nicio dificultăți să se conecteze la site-ul web al dezvoltatorilor de aplicații Java2ME și să descarce, de exemplu, un joc nou sau alt program necesar pe telefonul lor. De asemenea, nimeni nu va fi surprins de capacitatea de a conecta telefonul la un computer personal pentru a, folosind un software special, cel mai adesea furnizat împreună cu telefonul, să salveze sau să editeze o agendă sau un organizator pe un PC; în timp ce sunteți pe drum, folosind o combinație de telefon mobil + laptop, accesați Internetul complet și vizualizați-vă e-mailul. Cu toate acestea, nevoile noastre sunt în continuă creștere, volumul informațiilor transmise crește aproape zilnic. Și din ce în ce mai multe solicitări sunt puse pe telefoanele mobile, drept urmare resursele tehnologiilor actuale devin insuficiente pentru a satisface cerințele noastre tot mai mari.
Tocmai pentru a rezolva aceste solicitări sunt concepute rețelele 3G de generația a treia destul de recent create, în care transmisia de date domină asupra serviciilor de voce. 3G nu este un standard de comunicare, ci o denumire generală pentru toate rețelele celulare de mare viteză care vor crește și se dezvoltă deja dincolo de cele existente. Ratele uriașe de transfer de date vă permit să transferați imagini video de înaltă calitate direct pe telefon și să mențineți o conexiune constantă la Internet și rețelele locale. Utilizarea unor sisteme de securitate noi, îmbunătățite, face posibilă astăzi utilizarea unui telefon pentru diferite tranzacții financiare - un telefon mobil este destul de capabil să înlocuiască un card de credit.
Este destul de natural ca rețelele de generația a treia să nu devină etapa finală în dezvoltarea comunicațiilor celulare - așa cum se spune, progresul este inexorabil. Integrarea continuă a diferitelor tipuri de comunicații (celulare, satelit, televiziune etc.), apariția dispozitivelor hibride care includ un telefon mobil, PDA și o cameră video vor duce cu siguranță la apariția rețelelor 4G și 5G. Și chiar și scriitorii de science fiction din ziua de azi este puțin probabil să poată spune cum se va termina această dezvoltare evolutivă.
La nivel global, există în prezent aproximativ 2 miliarde de telefoane mobile în uz, dintre care mai mult de două treimi sunt conectate la standardul GSM. Al doilea cel mai popular este CDMA, în timp ce restul reprezintă standarde specifice utilizate în principal în Asia. Acum, în țările dezvoltate există o situație de „saturație”, când cererea încetează să crească.
