История радио и мобильной связи

Стандарты связи

В Европе же исследования по стандартам сотовой связи велись ещё с конца семидесятых, основной интерес проявляли Швеция, Финляндия, Исландия, Дания и Норвегия. Результатом исследований стал стандарт связи NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), который предназначался для работы в диапазоне 450 МГц. NMT-450 стал использоваться в 1981 году в Саудовской Аравии, и лишь месяцем позже – в Европе. Различные варианты NMT-450 были взяты на вооружение в Австрии, Швейцарии, Голландии, Бельгии, странах Юго-Восточной Азии и Ближнего Востока. В 1983 году, в Чикаго, начала работу сеть стандарта AMPS /Advanced Mobile Phone Service), который был разработан Bell Laboratories. В 1985, в Англии, был принят стандарт TACS (TotalAccess Communications System), являвшийся разновидностью американского AMPS. Через два года, из-за резко возросшего числа абонентов, был принят HTAC.S (Enhanced TACS), добавивший новые частоты и частично исправивший недостатки предшественника. Франция же стояла отдельно от всех и начала использовать собственный Radiocom-2000 с 1985 года. Следующим стал NMT-900, использующий, соответственно, частоты 900 МГц диапазона. Новая версия стала применяться в 1986 году и позволила увеличить число абонентов и улучшила стабильность системы. Конечно же, все описанные выше стандарты связи являются аналоговыми и тем самым первым поколением (1 G). Они осуществляют передачу информации с помощью частотной или фазовой модуляции, наподобие того, как работают обычные радио ретрансляторы. Недостатком является пресловутая перекрываемость каналов и создаваемые этим помехи, а также потеря сигнала на сложной местности или в окружении зданий. Часть проблем можно было решить банальным расширением количества частот, предназначенных для сотовой связи, так, кстати, и поступили в Англии (HTAC.S). Однако прогресс не стоял на месте. 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. Судите сами - 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.

Сотовые телефоны – девяностые

Сотовая связь развивалась с каждым годом всё быстрее. На рынки приходили новые операторы и производители. Motorola, долгое время почивавшая на лаврах лидера, потеснилась. Nokia, тихая финская компания, в 1987 году представила свой первый мобильный телефон. Сегодня же она является лидером в индустрии, занимая почти треть рынка, следом за ней стоят Motorola и Samsung. В 1993 году Nokia объявила о новом сервисе для передачи текстовых сообщений, а в 1994 году появился телефон Nokia 2110 под стандарт GSM с поддержкой SMS сообщений. Ericsson в 1994 году заменила гарнитуру для своего мобильного телефона модулем Bluetooth, этот год можно считать первым появлением набирающего сегодня обороты стандарта. Первый складной телефон был представлен в 1996 году и назывался Motorola StarTAC. Развитие сетей CDMA в РФ было стимулировано приказом Министерства связи РФ № 18 от 24 февраля 1996 года. Первые CDMA развернулись в Челябинске, Москве и Санкт-Петербурге. В 1998 году 20 мая Bluetooth принимают официально и создаётся альянс из компания Nokia, Ericsson, Toshiba, IBM и Intel. Название Bluetooth исходит к королю Дании Харальду Блетанду, сумевшему в 10 веке объединить Данию с Норвегией. Устройства Bluetooth - это радиопередатчики, связь между ними осуществляется на радиочастоте 2,4 Гц в нелицензированном диапазоне ISM на расстоянии от 10 м. Скорость передачи данных - до 723.2 кб/с. Во Франции Bluetooth используется на другой частоте. В то же время был создан первый смартфон - Qualcomm pdQ-800 (объём памяти 2 Мб, совместим с CDMA 1900 и аналоговым CDMA 800, чёрно-белый 2 битный экран). В 2000 году Samsung отличилась первым в мире телефоном с возможностью проигрывания MP3 – это Samsung Uproar (стандарты CDMA 1900 и AMPS 800, встроенная флэш-память на 64 Мб). В 2001 году в США появились в продаже одноразовые бумажные мобильники, подобную идею одноразовых телефонов подхватил и Китай и другие страны Азии. Их стоимость должны была составлять от 5 до 10 долларов. Однако, такие сотовые не снискали популярности, основное их предназначение было выручать туристов (не нужно было переподключаться, а всего лишь заплатить символическую сумму) и тех, у кого в нужный момент сели аккумуляторы. В это же время в широкую продажу поступают гарнитуры Bluetooth. Первые мобильные вирусы появились на рубеже нового тысячелетия. Первенец был испанского происхождения и назывался Timofonica. Червь через заражённые компьютеры рассылал через Интернет SMS на номера сотовых и отправлял себя по записной книжке e-mail. И, снова, в 2001 году, Samsung метко бьёт в цель и выпускает телефон-раскладушку Samsung SGH-A400, предназначенный исключительно для женщин. С этого момента индустрия и клиенты признают, что телефон становится не в последнюю очередь модным аксессуаром. 2002 год отмечен появлением первого видеофона - Nokia 3650 (GSM, ОС – J2ME, разрешение передаваемого видео - 640x480) и телефона со встроенным модулем спутниковой системы местонахождения – GPS Kyocera 7135 Smartphone. Через год на прилавки вышла модель с интернет-браузером, это была модель Sony Ericsson T616.

Заключение

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. Вот такая вот история.