Сото Эрнандо деСОТОС Андрес де

Сотовая связь

Найдено 2 определения термина Сотовая связь

Показать: [все] [краткое] [полное] [предметную область]

Автор: [отечественный] Время: [современное]

Сотовая связь

Оказывается, на вопрос, сколько лет телефону, ответить не так-то просто. Судите сами: принцип трансформирования вибрации мембраны от звуковых волн в электрический сигнал, который подлежит в дальнейшем передаче по проводам на расстояние, открыл французский исследователь Шарль Бурсоль в 1854 году. Позже немецкий естествоиспытатель Иоганн Рейс научился передавать по проводам музыкальные звуки. Но передавать речь все не получалось. Наконец, в 1876 году удача улыбнулась американскому изобретателю Александру Беллу, который догадался, что для передачи речи нужен постоянный ток, и разработал примитивный (но работающий) телефонный аппарат. Выглядел он ужасно: в центре «натюрморта» находился подковообразный магнит с намотанной на него проволокой – никакой эстетики. Оговоримся, что приоритет Белла – это американская версия истории, но некоторые исследователи ее оспаривают, находя в изобретении «русский след». Впрочем, запатентована технология была именно Беллом, да и словом «телефон» мы обязаны ему. С тех пор телефон начал стремительно меняться и внешне и изнутри. В 1920-е годы это был «колокольчик» со съемным громкоговорителем. В 1937 году телефон обзавелся привычной ныне трубкой и вращающимся диском для набора номера. И прожил в таком виде в СССР и в странах Восточной Европы до конца 1980-х. Советская промышленность никогда не выпускала беспроводные телефоны. Мобильность в пределах собственной квартиры решалась установкой длинного, более десяти метров, витого шнура, позволяющего унести телефон в соседнюю комнату. В начале 1990-х годов появились беспроводные телефоны с кнопочным набором. Постепенно домашние и офисные аппараты, работающие в диапазоне 50 МГц с радиусом действия в несколько десятков метров, были вытеснены 900-мегагерцевыми аппаратами. Последние обеспечивали более высокую помехозащищенность, некоторую защиту от аппаратов-двойников и радиус действия – до нескольких сот метров от базовой станции. Реальный радиус действия сильно зависел от типа помещения, числа бетонных переборок и прочих препятствий. Однако современные 900-мегагерцевые аппараты позволяют комфортно работать в крупном офисе и многоэтажном здании. По сути, предками сотовой подвижной связи были радиотелефонные удлинители и различные автономные сети радиосвязи. Кстати, широко известная еще в советские времена радиально-зоновая сеть спецсвязи «Алтай», которой пользовалась тогдашняя государственная элита, обеспечивала подвижность в пределах сот внушительного размера. Поскольку абонентов у этой сети было немного, вопрос об экономии радиочастотного ресурса тогда не стоял. Аналогичные системы связи имелись и в других странах, но это была лишь прелюдия к будущей сотовой связи. Внедрение настоящих сотовых сетей началось лишь после того, как была решена проблема экономии спектра радиочастот и найдены способы определения текущего местоположения подвижных абонентов. Это было необходимо для оптимального направления к ним вызовов и обеспечения непрерывности связи при перемещении абонента из одной соты в другую. Рождение сотовой связи относят к 1971 году. Именно тогда компания «Bell System» представила в Федеральную комиссию США по связи (FCC) описание архитектуры радиотелефонной связи, которая впоследствии и стала называться сотовой. Но путь от идеи до реального проекта занял довольно долгий срок – коммерческие сотовые сети заработали лишь через десять лет. Разработка в 1970-х годах сотовых систем и их последующее внедрение в 1980-х годах потребовали решения разнообразных и весьма непростых технических проблем. Одной из серьезнейших было создание небольших по размерам и весу переносных абонентских терминалов. На рубеже 1970-х годов даже передовые по техническим решениям автомобильные терминалы весили немногим менее 15 килограммов. И такое же по назначению устройство надо было реализовать в размерах и весе, приемлемых для удержания одной рукой возле уха. Первыми успехами удалось блеснуть специалистам компании «Motorola» (США). Один из родоначальников новых направлений телекоммуникаций – Мартин Купер, занимавший в начале 1970-х годов пост вице-президента компании «Motorola». Он первым предложил пути кардинального уменьшения размеров радиотелефона. И вот в 1973 году появился первый сравнительно небольшой радиотелефон, который успешно прошел лабораторные испытания. Мартин Купер сделал с него первый звонок коллеге-конкуренту из «Bell Laboratories». Как свидетельствует сам Купер, он произнес следующие слова: «Представь себе, Джоэл, что я звоню тебе с первого в мире сотового телефона. Он у меня в руках, а я иду по нью-йоркской улице». В середине 1980-х годов имя Мартина Купера было помещено в Зале Славы беспроводной связи. Первые системы сотовой связи были аналоговыми и обладали одним серьезным недостатком – несовместимостью систем различных производителей. Это существенно ограничивало возможности перемещения абонентов между странами и даже городами, в которых были развернуты разнотипные системы. Столь привычные современному пользователю аналоговые сотовые сети начали создаваться в начале 1980-х годов во многих странах Европы на базе унифицированного оборудования стандарта MMT-450 и в США – на базе стандарта AMPS. Именно им в ту пору суждено было принять на себя основную часть подвижных абонентов во всем мире. В результате европейской инициативы в 1982 году возникла группа экспертов подвижной связи GSM (Group Special Mobile) из 17 европейских администраций связи, которая приступила к разработке нового цифрового стандарта сотовой связи. Многолетние усилия GSM увенчались успехом, и сегодня мы имеем еще одну широко распространенную расшифровку аббревиатуры GSM. Global System for Mobile Communications (глобальная система подвижной связи). Для решения проблем внедрения и эксплуатации нового стандарта в 1987 году была основана европейская рабочая группа MoU – меморандум понимания сущности совместных соглашений по использованию. Это сообщество партнеров насчитывает к настоящему моменту не одну сотню операторов из почти 100 стран мира. Серьезный подход европейцев к созданию нового стандарта привел к успеху – появлению нынешнего лидера европейской сотовой связи – стандарту GSM, работающего в диапазоне 900 МГц. «В 1988 году были приняты основные документы и началось освоение производства оборудования для сервисных систем этого стандарта, – пишет в журнале «Радио» А. Голышев. – А в 1991 году первые сети GSM уже стали практически эксплуатироваться. До сих пор процесс создания этого стандарта может считаться образцом совместного решения сложных технических и организационных задач большой группой стран. Разработанные в рамках GSM системные и технические решения широко используются в настоящее время при создании перспективных цифровых систем сотовой связи, в том числе и на базе других технологий. В первую очередь, к таким решениям относится построение сетей GSM на принципах интеллектуальных сетей, применение модели открытых систем, внедрение новых эффективных моделей повторного использования частот и т п.». В стандарте используется многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA), функционирующий в диапазоне частот 890…915 МГц (по линии «вверх») и 935…960 МГц (по линии «вниз») с шириной полосы канала 200 кГц. Помимо каналов трафика присутствуют также каналы управления. Таким образом, в одном физическом радиоканале в GSM реализовано восемь логических каналов связи, каждым из которых может пользоваться отдельный абонент. Одна базовая станция может поддерживать максимально 16-20 радиоканалов. Максимальная скорость передачи данных в системе – 9,6 Кбит в секунду. В стандарте GSM применяется так называемая спектрально-эффективная гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом. Для защиты от ошибок в радиоканалах системы GSM используется сверточное и блочное кодирование с перемежением. Сверточное кодирование борется с одиночными ошибками, перемежение позволяет преобразовать групповые ошибки в одиночные, а блочное кодирование освобождает от оставшихся нескорректированных ошибок. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения абонентских терминалов достигается медленным переключением рабочих частот в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду. Для высокой степени безопасности передачи сообщений осуществляется их дополнительное шифрование по алгоритму с открытым ключом. «Функциональный состав системы вполне традиционный, – отмечает А. Голышев, – она состоит из центра коммутации, центра управления и обслуживания, базовых станций и абонентских терминалов. Центр коммутации обслуживает группу ячеек (сот), в каждой из которых находится базовая станция (отдельные группы базовых станций управляются специализированным контроллером), обеспечивая все виды соединений, в которых нуждается абонентская подвижная станция, а также "эстафетную передачу" при движении абонента (из соты в соту) и переключение радиоканалов при появлении помех или неисправностей. Центр коммутации непрерывно отслеживает местонахождение подвижных станций, сохраняя эту информацию в специальных защищенных базах данных. Это позволяет осуществлять обслуживание (роуминг) пользователей других сетей данного стандарта (принадлежащих другим операторам)… …Разработчики позаботились о том, чтобы система GSM обладала собственным внутренним механизмом определения местоположения абонентов и маршрутизации вызовов, не зависящим от конкретной телефонной сети, к которой подключена, и соответственно могла бы достаточно просто сделать то же самое в любой части каждой страны. Все это облегчает организацию автоматического роуминга, что ныне широко используется во всем мире». Для исключения несанкционированного доступа в сеть GSM производится аутентификация абонента. При этом каждый получает на время пользования сетью стандартный модуль подлинности абонента, который содержит международный идентификационный номер, свой индивидуальный ключ и алгоритм аутентификации. Вставив свою карту в терминал, абонент превращает последний в свой индивидуальный аппарат. Чтобы обеспечить дополнительную защиту своего терминала, абонент может установить такой режим работы, при котором необходимо дополнительно набрать на клавиатуре pin-код. Еще один важный узел сети GSM, отвечающий за ее надежность, – это центр эксплуатации и технического обслуживания (OMC). Он обеспечивает контроль и управление всеми компонентами сети, а также контролирует качество ее работы. В зависимости от характера неисправности OMC позволяет устранить ее автоматически или с помощью экстренного вмешательства технического персонала. Сеть GSM имеет центр управления, предназначенный для эксплуатации и технического обслуживания всей сети, которая может содержать несколько региональных OMC. Система предоставляет своим абонентам широкий спектр услуг передачу вызова, оповещение о тарифных расходах, включение в закрытую группу пользователей. Применение в сети различного оборудования позволяет, кроме осуществления голосовой связи, передавать данные, короткие сообщения, сигналы экстренных служб, в том числе аварийной информации, сигналов охраны квартир, бедствия.

Оцените определение:
↑ Отличное определение
Неполное определение ↓

Источник: 100 великих чудес техники

Сотовая связь

В 1908–1910 гг. американские военные провели ряд экспериментов по беспроводной связи для проверки возможности использования радиотелефонии в армейских каналах связи.

После начала в 1920?е годы коммерческого радиовещания радиостанции прерывали работу, чтобы сообщить полицейским о совершившемся преступлении. Полицейские патрули, оснащенные переносными рациями, могли оперативно отреагировать на сообщение.

В 1921 г. в США была создана диспетчерская система подвижной телеграфной связи. Сообщения полицейским патрулям передавались азбукой Морзе, после чего те связывались с участком по обычному телефону. Эта система была односторонней и охватывала только полицию. Оборудование не имело никакой связи с проводной телефонной связью.

Созданная в 1934 г. в США Федеральная комиссия связи (ФКС) кроме телефонной связи занималась распределением радиочастот. В первую очередь их получали спасательные службы и общественные компании. Кроме них частоты получали службы такси, компании по перевозке грузов и т. п. Индивидуальная мобильная радиотелефония использовала большие блоки частот. ФКС не распределяла частных или индивидуальных радиотелефонных каналов вплоть до окончания Второй мировой войны.

Монополист телефонного рынка США компания «American telephone and telegraph» (AT&T) не уделяла должного внимания радиотелефонной связи. Такая связь должна быть совместимой с остальной сетью и приносить прибыль. Из?за малого количества доступных частот количество ее клиентов было бы ограниченным. А потому ФКС препятствовала развитию мобильной телефонии, задерживая развитие этой технологии.

Идея сотовой телефонной связи появилась у компании «AT&T Bell Labs» в 1946 году. Тогда в городе Сент?Луисе был создан первый в мире радиотелефонный сервис – гибрид телефона и радиопередатчика. С помощью установленной в машине радиостанции можно было передать сигнал на автоматическую телефонную станцию и совершить обычный телефонный звонок. Звонок на радиотелефон был более сложным: абоненту необходимо было позвонить на телефонную станцию и сообщить номер телефона, установленного в машине.

Одновременный разговор был невозможен: связь происходила как в обычных радиостанциях – для разговора было необходимо нажать кнопку, а для того чтобы услышать ответное сообщение, требовалось ее отпустить. Радиотелефоны работали в диапазоне 150 МГц на 6 каналах с расстоянием между каналами 60 кГц. Центральный передатчик мог обслуживать радиотелефоны, находящиеся на значительном расстоянии. Ответный сигнал автомобильного передатчика не всегда достигал базовой станции из?за малой мощности. Для переадресации такого сигнала на принимающий узел требовались принимающие антенны, расположенные на большой территории. Процесс сохранения линии при переходе от одной зоны к другой стал называться «handoff» или «handover».

Для вызова мобильных телефонов центральный передатчик передавал вызовы на одной частоте. Автомобильные телефоны выбирали ближайший приемник из соотношения коэффициента сигнала к шуму и осуществляли передачу на него на другой частоте.

Для связи с мобильным телефоном требовалось позвонить оператору мобильной связи и назвать требуемый телефонный номер машины. Оператор посылал сигнал с терминала радиоконтроля, и в машине звучал звонок. Абонент отвечал по своему телефону, сигнал шел к ближайшему приемнику, с него на центральную антенну и поступал к вызывающему по телефонным проводам.

Для вызова из машины абонент поднимал трубку телефона и нажимал кнопку «разговор». Как только мобильное устройство подавало сигнал, открывались все приемники, установленные в городе. Мобильная телефонная служба собирала все сигналы в единый сигнал, усиливала и посылала в распределительный пункт. Это делало возможным роуминг (англ. «бродяжничество») между различными районами.

В этой системе связи применялись фиксированные каналы. Если один канал был занят, производилось ручное переключение на свободный канал. Позже появилась функция автоматического выбора свободного канала. В 1957–1958 гг. советские ученые Б. П. Терентьев, В. В. Шахгильдян и А. А. Ляховкин предложили и осуществили так называемые транкинговые системы подвижной связи, в которых любой абонент имел свободный доступ к любому незанятому каналу.

Радиотелефоны первоначально предназначались для использования только полицейскими. Но после того как система доказала свою работоспособность, появилась идея сделать ее доступной всем желающим. Для получения соответствующих разрешений от Федеральной комиссии связи потребовался 21 год. Комиссия объясняла свою медлительность тем, что массовое использование радиоканалов может оказать негативное влияние на уже существовавшие линии мобильной связи, например на линии, использовавшиеся полицией и авиадиспетчерами, а также создавать помехи радио– и телепередачам.

Популярность мобильной связи росла. Многие производители радиотехники стали выпускать аппаратуру для ее обслуживания. Но, несмотря на большую потребность, при ее разработке возникали большие проблемы. Аппаратура была громоздкой, ею было неудобно пользоваться. Производители ограничивали выпуск автомобильными радиотелефонами, поскольку носить с собой телефон массой 30–40 кг без аккумулятора было невозможно.

Другой проблемой была ограниченность частотного ресурса. В определенном частотном диапазоне нельзя было бесконечно увеличивать число фиксированных частот, и радиотелефоны с рабочими каналами, близкими по частоте, создавали взаимные помехи. Радиоволны большой длины распространялись на большие расстояния, а мощные передатчики обеспечивали мобильным устройствам широкий диапазон работы. Все это не позволяло использовать телефонным компаниям несколько своих каналов в близлежащих городах. Для повторного использования частоты требовалось расстояние между системами, по меньшей мере, 100 км.

В 1947 г. AT&T наладила радиотелефонное обслуживание на автостраде Нью?Йорк – Бостон. Передача велась в диапазоне 35–44 МГц. В ходе работы системы часто происходили накладки с другими службами, и после 5 лет эксплуатации эта служба закрылась из?за недостатка клиентов.

В этом же году сотрудник «AT&T Bell Labs» Д. Ринг выдвинул идею сотового принципа организации сетей мобильной связи. В таких сетях зоны обслуживания отдельных базовых станций образуют соты, размер которых определяется плотностью абонентов сети на данной территории. Частотные каналы, которые используются одной станцией, повторно распределяются по определенной схеме для работы других станций той же сети. Это обеспечивало высокую эффективность использования отведенных частот.

Находясь в сотовой сети, абонент мог поддерживать постоянную связь как с мобильным абонентом, так и с абонентом проводной телефонной связи, перемещаясь в зонах действия разных базовых станций. Сотовые сети могут охватывать большие территории, и абонент, находясь в зоне действия одной станции, может связываться с другим абонентом независимо от их взаимного расположения (роуминг). Основной отличительный признак сотовой связи от обычной мобильной – повторное использование частоты.

Эта идея воплотилась в сотовых сетях общего пользования спустя много лет. В стандартной же мобильной связи при наличии 6 каналов нельзя было обслужить одновременно более 250 человек.

В 1947 г. AT&T запросила у ФКС добавочные частоты. Годом позже ФКС распределила некоторое число добавочных каналов, но половину из них передала другим каналам, намеревавшимся предоставлять мобильные услуги.

В 1948 г. в Ричмонде начала действовать первая полностью автоматизированная служба радиотелефонии. AT&T в этом отношении отстала на 16 лет.

Лидерами европейской сотовой связи были компании «Эрикссон» и «Маркони». В 1951 г. в Стокгольме была испытана автоматическая мобильная телефонная система, разработанная сотрудником Шведской Сети связи С. Лауреном. В середине 50?х гг. на дорогах Европы появились первые телефонизированные автомобили. Телефон состоял из приемника, передатчика и логического устройства, находившихся в багажнике автомобиля, а также номеронабирателя и телефонной трубки, расположенных на щитке, прикрепленном к спинке переднего сиденья. Радиотелефон питался от автомобильного аккумулятора.

В 1962 г. в СССР была разработана система правительственной спецсвязи «Алтай». Радиально?зоновая сеть обеспечивала подвижность в пределах огромных сот. Небольшое количество абонентов позволяло не заботиться об экономии частотного ресурса. Аппаратура для «Алтая» изготавливалась на Воронежском радиозаводе «Сигнал».

В 1956 г. «Bell System» стала оказывать услуги ручной радиотелефонной связи в диапазоне 450 МГц. Это было сделано для уменьшения тесноты на частотах.

В 1968 г. ФКС решила удовлетворить запрос AT&T о выделении добавочных частот начиная с 1970 г. В 1971 г. AT&T представила в ФКС описание архитектуры сотовой связи, основанной на многократном использовании частот.

В 1969 г. AT&T запустила коммерческую сотовую систему с применением многократного использования частот. Эта сеть предоставляла услуги связи с использованием таксофонов пассажирам поездов, курсировавших между Нью?Йорком и Вашингтоном. Она использовала 6 каналов в диапазоне 450 МГц. Номиналы частот периодически повторялись в 9 зонах. Протяженность линии составляла 362 км.

К началу 1970?х гг. сотовые телефоны стали значительно легче: они весили 12–14 кг.

Основная борьба по созданию компактного сотового телефона шла между «AT&T Bell Labs» и компанией «Моторола». Сотрудники последней должны были продемонстрировать руководству ФКС возможность создания сетей сотовой связи, чтобы получить право на свободные частоты.

3 апреля 1973 года вице?президент компании «Моторола» М. Купер позвонил с нью?йоркской улицы в офис компании?конкурента «AT&T Bell Labs» и попросил к телефону главу исследовательского отдела Дж. Энгеля. Купер держал в руках первый образец действующего мобильного телефона и стоял вблизи базовой станции, установленной на одном из нью?йоркских небоскребов. После этого Купер на пресс?конференции, организованной компанией «Моторола», сообщил о достигнутом успехе журналистам.

Первый сотовый телефон назывался «Dyna?TAC». Его размеры достигали 22,5 см в длину, 12,5 см в ширину при толщине 3,75 см. Вес аппарата составлял 1,15 кг. На его передней панели было 10 цифровых клавиш, кнопка вызова и кнопка прекращения разговора.

Несмотря на успехи, Федеральная комиссия связи не позволяла создавать коммерческие сотовые сети.

В мае 1978 г. в Бахрейне началась эксплуатация первой в мире коммерческой системы сотовой связи. Она включала в себя 2 соты, работавших в диапазоне 400 МГц на 20 каналах и обслуживала 250 абонентов. Эта система работала на оборудовании японской фирмы «Мацусита электрик».

В июле 1978 г. AT&T развернула аналоговую сеть сотовых телефонов в районе Чикаго. После первых проб в декабре 1978 г. началось испытание с коммерческими клиентами. Эта сеть состояла из специального компьютера, интегрированных цепей, системы переключений и антенн.

В 1979 г. начала свою работу первая сеть сотовой связи в Токио. В 1981 г. в Дании, Швеции, Финляндии и Норвегии была создана Nordic Mobile Telephone System, или NMT?450. В этом же году начала работу первая сеть в Саудовской Аравии.

В 1983 г. сеть в Чикаго была пущена в коммерческую эксплуатацию. В декабре этого года в свободной продаже появился первый сотовый телефон «Motorola Dyna?TAC 8000х». Он весил 800 граммов и был оснащен светодиодным дисплеем. Несмотря на то, что он стоил 3 995 долларов, очередь на его приобретение составляла тысячи человек.

В 80?е гг. широкое развертывание сетей сотовой связи началось в Европе. Но аналоговые мобильные радиосистемы в Великобритании, ФРГ, Франции и Италии были несовместимы друг с другом. Это побудило к созданию единого европейского стандарта цифровой сотовой связи в диапазоне 900 МГц. Была создана специальная группа Group Special Mobile. Планирование продолжалось несколько лет.

В 1991 г. были созданы первые опытные сети этого стандарта, а затем началось его распространение по всему миру. В 1992 г. первая сеть GSM появилась в Финляндии.

В Украине первый мобильный оператор «Укра?нський мобiльний зв’язок», или UMC, появился в 1993 г. Он использовал стандарт NMT?450.

В 90?е гг. сотовая связь развивалась быстрыми темпами. Совершенствовались мобильные телефоны, расширялись их возможности. В 1994 г. финская компания «Nokia» создала первый телефон, способный передавать SMS?сообщения.

Сейчас сотовые телефоны предоставляют не только услуги телефонной связи. Они могут использоваться как блокноты, фотоаппараты, видеокамеры, обеспечивают доступ в Интернет и многое другое.

Оцените определение:
↑ Отличное определение
Неполное определение ↓

Источник: 100 знаменитых изобретений

Найдено схем по теме Сотовая связь — 0

Найдено научныех статей по теме Сотовая связь — 0

Найдено книг по теме Сотовая связь — 0

Найдено презентаций по теме Сотовая связь — 0

Найдено рефератов по теме Сотовая связь — 0