Come avviene la comunicazione telefonica. connessione mobile

19.06.2019 Interessante

Il tipo più diffuso di comunicazione mobile oggi è la comunicazione cellulare. I servizi cellulari sono forniti agli abbonati dalle società esercenti.

Una rete di stazioni base fornisce la comunicazione wireless a un telefono cellulare.

Ogni stazione fornisce l'accesso alla rete in un'area limitata, la cui area e configurazione dipendono dal terreno e da altri parametri. Le aree di copertura sovrapposte creano una struttura a nido d'ape; da questa immagine deriva il termine "comunicazione cellulare". Quando un abbonato si sposta, il suo telefono è servito da una o un'altra stazione base e la commutazione (cambio di cella) avviene automaticamente, completamente invisibile all'abbonato e non influisce in alcun modo sulla qualità della comunicazione. Questo approccio consente, utilizzando segnali radio a bassa potenza, di coprire vaste aree con una rete mobile, che fornisce a questo tipo di comunicazione, oltre all'efficienza, anche un alto livello di rispetto dell'ambiente.

La società dell'operatore non solo fornisce supporto tecnico per le comunicazioni mobili, ma instaura anche relazioni economiche con gli abbonati che acquistano un determinato insieme di servizi di base e aggiuntivi da esso. Poiché esistono molti tipi di servizi, i loro prezzi sono combinati in set, chiamati piani tariffari. Il sistema di fatturazione (sistema software e hardware che tiene traccia dei servizi e dei servizi forniti all'abbonato) è responsabile del calcolo del costo dei servizi resi a ciascun abbonato.

Il sistema di fatturazione dell'operatore interagisce con sistemi simili di altre società, ad esempio fornendo a un abbonato servizi di roaming (la possibilità di utilizzare le comunicazioni mobili in altre città e paesi). Tutti gli accordi per le comunicazioni mobili, incluso il roaming, sono effettuati dall'abbonato con il suo operatore, che è un unico centro di regolamento per lui.

Roaming: accesso ai servizi mobili al di fuori dell'area di copertura della rete dell'operatore "domestico" con cui l'abbonato ha un contratto.

Durante il roaming, l'abbonato di solito mantiene il suo numero di telefono, continua a utilizzare il cellulare, effettuando e ricevendo chiamate allo stesso modo della rete domestica. Tutte le azioni necessarie a ciò, compreso lo scambio di traffico tra operatori e l'attrazione delle risorse di altre società di comunicazione (ad esempio quelle che forniscono comunicazioni transcontinentali) secondo necessità, vengono eseguite automaticamente e non richiedono azioni aggiuntive da parte dell'abbonato. Se la rete domestica e quella ospite forniscono servizi di comunicazione con standard diversi, il roaming è ancora possibile: l'abbonato può ricevere un altro dispositivo durante il viaggio, mantenendo il suo numero di telefono e instradando automaticamente le chiamate.

La storia delle comunicazioni cellulari.

I lavori per la creazione di sistemi di comunicazione mobile civili sono iniziati negli anni '70. A questo punto, lo sviluppo delle reti telefoniche convenzionali nei paesi europei aveva raggiunto un livello tale che il prossimo passo nell'evoluzione delle comunicazioni non poteva che essere la disponibilità di comunicazioni telefoniche ovunque e ovunque.

Le reti basate sul primo standard cellulare civile, NMT-450, sono apparse nel 1981. Sebbene il nome dello standard sia l'abbreviazione di Nordic Mobile Telephony, la prima rete cellulare al mondo è stata implementata in Arabia Saudita. In Svezia, Norvegia, Finlandia (e altri paesi nordici), le reti NMT sono state attivate pochi mesi dopo.

Due anni dopo, nel 1983, fu lanciata negli Stati Uniti la prima rete standard AMPS (Advanced Mobile Phone Service), creata presso il centro di ricerca Bell Laboratories.

Gli standard NMT e AMPS, solitamente attribuiti alla prima generazione di sistemi di comunicazione cellulare, prevedevano la trasmissione di dati in forma analogica, che non consentivano di fornire il livello adeguato di immunità al rumore e protezione da connessioni non autorizzate. Successivamente, hanno migliorato le modifiche attraverso l'uso di tecnologie digitali, ad esempio DAMPS (la prima lettera dell'abbreviazione deve il suo aspetto alla parola Digital - "digital").

Gli standard della seconda generazione (il cosiddetto 2G) - GSM, IS-95, IMT-MC-450, ecc., Originariamente creati sulla base delle tecnologie digitali, hanno superato gli standard della prima generazione in termini di qualità del suono e sicurezza , e anche, come si è scoperto in seguito, in termini di standard del potenziale di sviluppo.

Già nel 1982 la Conferenza europea delle amministrazioni delle poste e delle telecomunicazioni (CEPT) ha istituito un gruppo per sviluppare uno standard unificato per le comunicazioni cellulari digitali. Il frutto di questo gruppo è GSM (Global System for Mobile Communications).

La prima rete GSM è stata lanciata in Germania nel 1992. Oggi il GSM è lo standard cellulare dominante sia in Russia che nel mondo. Nel 2004 oltre il 90% degli abbonati cellulari nel nostro Paese serviva reti GSM; nel mondo il GSM è stato utilizzato dal 72% degli abbonati.

Per il funzionamento delle apparecchiature dello standard GSM, vengono allocate diverse gamme di frequenza, indicate dai numeri nei nomi. Nella regione europea vengono utilizzati principalmente GSM 900 e GSM 1800, in America - GSM 950 e GSM 1900 (al momento dell'approvazione dello standard negli Stati Uniti, le frequenze "europee" erano occupate da altri servizi).

La popolarità dello standard GSM è stata assicurata dalle sue caratteristiche significative per gli abbonati:

- immunità da interferenze, intercettazioni e "doppi";

- la presenza di un gran numero di servizi aggiuntivi;

- la capacità, in presenza di "add-on" (quali GPRS, EDGE, ecc.) di fornire trasmissione dati ad alta velocità;

- presenza sul mercato di un ampio numero di telefoni operanti su reti GSM;

- semplicità della procedura per il cambio di un dispositivo in un altro.

Nel processo di sviluppo, le reti cellulari dello standard GSM hanno acquisito la possibilità di espansione grazie ad alcuni "add-on" sull'infrastruttura esistente, fornendo una trasmissione dati ad alta velocità. Le reti GSM che supportano GPRS (General Packet Radio Service) sono chiamate 2.5G e le reti GSM che supportano EDGE (Enhanced Data rate for Global Evolution) sono talvolta chiamate reti 2.75G.

Alla fine degli anni '90, sono emerse reti di terza generazione (3G) in Giappone e Corea del Sud. La principale differenza tra gli standard su cui sono costruite le reti 3G rispetto ai loro predecessori è la capacità ampliata di trasmissione dati ad alta velocità, che consente di implementare nuovi servizi in tali reti, in particolare la videotelefonia. Nel 2002-2003, le prime reti 3G commerciali hanno iniziato a funzionare in alcuni paesi dell'Europa occidentale.

Sebbene attualmente le reti 3G esistano solo in alcune regioni del mondo, nei laboratori di ingegneria delle più grandi aziende è già in corso il lavoro per creare standard di comunicazione cellulare di quarta generazione. In questo caso, la pietra angolare non è solo un ulteriore aumento della velocità di trasferimento dei dati, ma anche un aumento dell'efficienza nell'utilizzo della larghezza di banda delle gamme di frequenza allocate per le comunicazioni mobili, in modo che un gran numero di abbonati si trovi in un'area limitata potrebbe accedere ai servizi (cosa importante soprattutto per le megalopoli)...

Altri sistemi di comunicazione mobile.

Oltre alle comunicazioni cellulari, oggi esistono altri sistemi di comunicazione civile che forniscono anche comunicazioni mobili tramite canali radio, ma costruiti su principi tecnici differenti e focalizzati su altri terminali di abbonato. Sono meno comuni delle comunicazioni cellulari, ma trovare l'uso quando si utilizzano i telefoni cellulari è difficile, impossibile o economicamente non redditizio.

Lo standard microcellulare DECT sta diventando sempre più popolare, utilizzato per le comunicazioni in un'area limitata. La stazione base dello standard DECT è in grado di fornire terminali (fino a 8 di essi possono essere serviti contemporaneamente) per comunicare tra loro, inoltrare chiamate e accedere alla rete telefonica pubblica. Il potenziale dello standard DECT consente di fornire comunicazioni mobili all'interno di quartieri urbani, singole aziende o appartamenti. Risultano ottimali nelle regioni con edifici bassi, i cui abbonati necessitano solo della comunicazione vocale e possono fare a meno della trasmissione dati mobile e di altri servizi aggiuntivi.

Nella telefonia satellitare, le stazioni base si trovano su satelliti in orbite basse. I satelliti forniscono comunicazioni laddove l'implementazione di una rete cellulare convenzionale è impossibile o non redditizia (in mare, in vaste aree scarsamente popolate della tundra, deserti, ecc.).

Le reti di trunking che forniscono comunicazioni ai terminali degli abbonati (di solito non sono telefoni, ma stazioni radio) all'interno di un determinato territorio sono sistemi di stazioni base (ripetitori) che trasmettono un segnale radio da un terminale all'altro a una distanza significativa l'uno dall'altro. Poiché le reti di trunking di solito forniscono comunicazioni ai dipendenti dei dipartimenti (Ministero degli affari interni, Ministero delle emergenze, ambulanza, ecc.) o in grandi siti tecnologici (lungo le autostrade, in un cantiere edile, sul territorio delle fabbriche, ecc.), i terminali non hanno opzioni di intrattenimento e design delizie nella decorazione.

Le radio indossabili comunicano direttamente tra loro senza sistemi di comunicazione intermedi. Questo tipo di comunicazione mobile è preferito sia da strutture statali (polizia, vigili del fuoco, ecc.) e dipartimentali (per comunicazioni all'interno di un complesso di magazzini, parcheggi o cantieri), sia da privati (raccoglitori di funghi, cacciatori-pescatori o turisti), in situazioni in cui è più semplice ed economico utilizzare le radio tascabili per comunicare tra loro rispetto ai telefoni cellulari (ad esempio, in aree remote dove non c'è copertura cellulare).

La comunicazione di paging fornisce la ricezione di brevi messaggi ai terminali degli abbonati - pager. Attualmente, le comunicazioni di paging nelle comunicazioni civili non sono praticamente utilizzate; a causa dei loro limiti, sono stati spinti nell'area di soluzioni altamente specializzate (ad esempio, servono per informare il personale nelle grandi istituzioni mediche, trasferire dati a schede informative elettroniche , eccetera.).

Dal 2004, un nuovo sottotipo di comunicazione mobile è diventato sempre più diffuso, offrendo la possibilità di trasmissione di dati ad alta velocità su un canale radio (nella maggior parte dei casi, per questo viene utilizzato il protocollo Wi-Fi). Le aree con copertura Wi-Fi disponibili per l'uso pubblico (a pagamento o gratuite) sono chiamate hotspot. In questo caso, i terminali degli abbonati sono computer, sia laptop che PDA. Possono anche fornire comunicazioni vocali bidirezionali su Internet, ma questa opportunità viene utilizzata molto raramente, principalmente la connessione viene utilizzata per accedere ai servizi Internet più comuni: e-mail, siti Web, sistemi di messaggistica istantanea (ad esempio ICQ), ecc...

Dove stanno andando le comunicazioni mobili.

Nelle regioni sviluppate, la principale direzione di sviluppo delle comunicazioni mobili per il prossimo futuro è la convergenza: fornire ai terminali degli abbonati il passaggio automatico da una rete all'altra al fine di utilizzare nel modo più efficiente le capacità di tutti i sistemi di comunicazione. Il passaggio automatico, ad esempio, da GSM a DECT (e viceversa), da comunicazione satellitare a terrestre, consentirà di risparmiare i fondi degli abbonati e migliorare la qualità della comunicazione, e quando è prevista la trasmissione dati wireless - tra GPRS, EDGE, Wi- Fi e altri standard, molti dei quali (ad esempio WiMAX) stanno solo aspettando dietro le quinte.

Il posto delle comunicazioni mobili nell'economia globale.

La comunicazione è il ramo più dinamico dell'economia mondiale. Ma le comunicazioni mobili, anche rispetto ad altre aree di "telecomunicazioni", si stanno sviluppando a un ritmo più veloce.

Nel 2003, il numero totale di telefoni cellulari sul pianeta ha superato il numero di dispositivi fissi collegati alle reti cablate pubbliche. In alcuni paesi il numero di abbonati alla telefonia mobile già nel 2004 ha superato il numero di abitanti. Ciò significa che alcune persone hanno utilizzato più di un "cellulare", ad esempio due telefoni cellulari con gestori diversi o un telefono vocale e un modem wireless per l'accesso a Internet mobile. Inoltre, sempre più moduli wireless erano necessari per fornire comunicazioni tecnologiche (in questi casi gli abbonati non sono persone, ma computer specializzati).

Attualmente, gli operatori mobili forniscono una copertura completa del territorio di tutte le regioni economicamente sviluppate del pianeta, ma continua l'ampio sviluppo delle reti. Vengono installate nuove stazioni base per migliorare la ricezione in quei luoghi in cui la rete esistente per qualche motivo non può fornire una ricezione stabile (ad esempio, in lunghe gallerie, sul territorio della metropolitana, ecc.). Inoltre, le reti cellulari stanno gradualmente penetrando nelle regioni a basso reddito della popolazione. Lo sviluppo delle tecnologie di comunicazione mobile, accompagnato da una forte riduzione del costo delle apparecchiature e dei servizi, rende i servizi cellulari disponibili a un numero crescente di persone sul pianeta.

La produzione di telefoni cellulari è una delle aree in più rapida crescita dell'industria dell'alta tecnologia.

Anche il settore dei servizi di telefonia mobile sta crescendo rapidamente, offrendo accessori per la personalizzazione dei dispositivi: dai campanelli originali (suonerie) ai portachiavi, salvaschermi grafici, adesivi per il corpo, pannelli sostituibili, cover e lacci per il trasporto del dispositivo.

Tipi di telefoni.

Telefono cellulare (mobile): un terminale dell'abbonato che opera in una rete cellulare. In effetti, ogni telefono cellulare è un computer specializzato che si occupa principalmente di fornire (nell'area di copertura di una rete domestica o ospite) la comunicazione vocale degli abbonati, ma supporta anche la messaggistica di testo e multimediale, è dotato di un modem e di un interfaccia semplificata. I moderni telefoni cellulari forniscono la trasmissione di voce e dati in forma digitale.

La precedente divisione dei dispositivi in modelli "economici", "funzionali", "business" e "fashion" sta perdendo sempre più significato: i dispositivi aziendali acquisiscono le caratteristiche di modelli di moda e funzioni di intrattenimento, a seguito dell'uso di accessori, telefoni economici diventano funzionalità di moda sta crescendo rapidamente.

La miniaturizzazione dei tubi, che ha raggiunto il picco nel 1999-2000, è stata completata per ragioni abbastanza oggettive: i dispositivi hanno raggiunto la loro dimensione ottimale, la loro ulteriore riduzione rende scomodo premere i pulsanti, leggere il testo sullo schermo, ecc. Ma il telefono cellulare è diventato una vera opera d'arte: i principali designer sono attratti dallo sviluppo dell'aspetto dei dispositivi e ai proprietari vengono date ampie opportunità di personalizzare i propri dispositivi da soli.

Attualmente, i produttori prestano particolare attenzione alle funzionalità dei telefoni cellulari, sia a quelle principali (maggiore durata della batteria, schermi migliorati, ecc.) sia alle loro capacità aggiuntive (fotocamere digitali, registratori vocali, lettori MP3 e altri dispositivi "correlati").

Quasi tutti i dispositivi moderni, ad eccezione di alcuni modelli nella fascia di prezzo inferiore, consentono il download di programmi. La maggior parte dei dispositivi può eseguire applicazioni Java, il numero di telefoni che utilizzano sistemi operativi ereditati da PDA o portati da questi è in aumento: Symbian, Windows Mobile per Smartphone, ecc. I telefoni con sistema operativo integrato sono chiamati smartphone (da una combinazione delle parole inglesi "smart" e "phone" - "smart phone").

I comunicatori - computer tascabili dotati di un modulo che supporta GSM / GPRS, e talvolta standard EDGE e di terza generazione - possono oggi essere utilizzati anche come terminali di abbonato.

Servizi non vocali di reti cellulari.

Per gli abbonati alle reti cellulari sono disponibili numerosi servizi non vocali, il cui "assortimento" dipende dalle capacità di un particolare telefono e dalla gamma di offerte dell'operatore. L'elenco dei servizi nella rete domestica può differire dall'elenco dei servizi disponibili in roaming.

I servizi possono essere comunicazione (fornendo varie forme di comunicazione con altre persone), informativi (ad esempio, segnalazione delle previsioni del tempo o quotazioni di mercato), fornitura di accesso a Internet, commerciali (per il pagamento di vari beni e servizi dai telefoni), intrattenimento (giochi mobili , quiz , casinò e lotterie) e altri (questo include, ad esempio, il posizionamento mobile). Oggi, sempre più servizi vengono visualizzati nell'interfaccia, ad esempio, la maggior parte dei giochi e delle lotterie sono a pagamento, vengono visualizzati giochi che utilizzano tecnologie di posizionamento mobile e così via.

Quasi tutti gli operatori e i dispositivi più moderni supportano i seguenti servizi:

- SMS - Short Message Service - trasferimento di brevi messaggi di testo;

- MMS - Multimedia Messaging Service - trasferimento di messaggi multimediali: foto, video, ecc.;

- roaming automatico;

- determinazione del numero dell'abbonato chiamante;

- ordinare e ricevere vari mezzi di personificazione direttamente attraverso i canali di comunicazione cellulare;

- Accesso a Internet e visualizzazione di siti specializzati (WAP);

- scaricare suonerie, immagini, materiale informativo da risorse specializzate;

- trasmissione dati tramite modem integrato (può essere effettuata utilizzando vari protocolli, a seconda delle tecnologie supportate da un determinato dispositivo).

Comunicazioni mobili in Russia.

Non c'erano sistemi di comunicazione mobile civili in URSS. Con un po' di fantasia, il sistema di telefonia mobile Altai, costruito sulla base dello standard MRT-1327, creato a cavallo tra gli anni '70 e '80 per fornire comunicazioni tra rappresentanti del partito, dello stato e dei leader economici, può essere chiamato il sistema di telefonia mobile Altai. Altai è operato con successo fino ad oggi. Certo, non può competere con le reti cellulari, ma trova applicazione per risolvere alcuni compiti altamente specializzati: fornire comunicazioni per unità mobili dei servizi di emergenza cittadini, installare telefoni nei caffè estivi, ecc.

Le prime reti cellulari commerciali costruite secondo lo standard NMT sono state create in Russia nell'autunno del 1991. I pionieri della telefonia mobile nel nostro paese sono stati Delta Telecom (San Pietroburgo) e Mosca Cellular Communications. La prima telefonata al cellulare risale al 9 settembre 1991 a San Pietroburgo: Anatoly Sobchak, allora sindaco della città, chiamò il suo collega, il sindaco di New York.

Nel luglio 1992 furono effettuate le prime chiamate alla rete Beeline AMPS.

La prima rete GSM russa, creata da MTS, ha iniziato a connettere gli abbonati nel luglio 1994.

Nel 2005, ci sono tre operatori cellulari federali in Russia che forniscono servizi nello standard GSM: MTS, Beeline e MegaFon. La gamma e la qualità dei servizi di telecomunicazione che offrono, così come i loro prezzi, sono approssimativamente gli stessi. Nel 2005, il numero di stazioni base nelle reti dei principali operatori metropolitani a Mosca e nella regione di Mosca più vicina era di circa 3000 e l'area di copertura superava l'area della maggior parte dei paesi europei. Oltre a loro, ci sono numerosi operatori locali che operano in modo abbastanza efficace, sia sussidiarie delle Big Three che società indipendenti.

Gli operatori stanno attivamente sviluppando il mercato, aumentando la copertura delle loro reti e diffondendo le comunicazioni mobili tra i vari segmenti della popolazione. Se a metà degli anni '90 il cellulare era disponibile solo per i rappresentanti degli strati più ricchi della popolazione, oggi quasi tutti possono utilizzare la telefonia mobile. Gli operatori russi implementano i servizi più recenti nelle loro reti e offrono servizi costruiti sulla loro base, spesso superando anche la maggior parte delle aziende europee. Attualmente, tutti e tre gli operatori GSM federali si stanno preparando per l'implementazione di reti commerciali di terza generazione.

Oltre alle reti GSM degli operatori cellulari federali e locali, in Russia continuano a funzionare reti di altri standard: DAMPS, IS-95, NMT-450, DECT e IMT-MC-450. Quest'ultimo standard ha uno status federale e le reti costruite sulla sua base (ad esempio SkyLink) si stanno sviluppando molto attivamente. Tuttavia, né in termini di copertura, né in termini di numero di abbonati serviti da reti di tutti gli standard diversi dal GSM, non possono creare una concorrenza significativa per i tre principali operatori federali.

Letteratura:

Malyarevsky A., Olevskaya N. Il tuo telefonino(tutorial popolare). M, "Pietro", 2004
Zakirov Z.G., Nadeev A.F., Faizullin R.R. Comunicazione cellulare dello standard GSM. Stato dell'arte, passaggio alle reti di terza generazione("Libreria MTS"). M., "Eco-tendenze", 2004
Popov V.I. Nozioni di base sul cellulare GSM("The Engineering Encyclopedia of the Fuel and Energy Complex"). M., "Eco-tendenze", 2005

Comunicazione cellulare mobile

cellulare- uno dei tipi di comunicazioni radiomobili, che si basa su rete cellulare... La caratteristica fondamentale è che l'area di copertura totale è suddivisa in celle (celle), determinate dalle aree di copertura delle singole stazioni base (BS). I favi si sovrappongono parzialmente e insieme formano una rete. Su una superficie ideale (uniforme e senza edificio), l'area di copertura di una BS è un cerchio, quindi la rete composta da esse assomiglia a favi con celle esagonali (favi).

È interessante notare che nella versione inglese la comunicazione è chiamata "cellular" o "cellular" (cellulare), che non tiene conto della natura esagonale del nido d'ape.

La rete è costituita da ricetrasmettitori distanziati che operano nella stessa gamma di frequenze e apparecchiature di commutazione che consentono di determinare la posizione corrente degli abbonati mobili e garantire la continuità della comunicazione quando un abbonato si sposta dall'area di copertura di un ricetrasmettitore all'area di copertura di un altro.

Storia

Il primo utilizzo della telefonia mobile negli Stati Uniti risale al 1921: la polizia di Detroit utilizzava la trasmissione unidirezionale nella banda 2 MHz per trasmettere informazioni da un trasmettitore centrale ai ricevitori installati nei veicoli. Nel 1933 la polizia di New York iniziò ad utilizzare un sistema di telefonia mobile a due vie, sempre nella banda dei 2 MHz. Nel 1934, la Federal Communications Commission degli Stati Uniti assegnò 4 canali per le comunicazioni radio telefoniche nell'intervallo 30 ... 40 MHz e nel 1940 circa 10 mila veicoli della polizia utilizzavano già le comunicazioni radio telefoniche. Tutti questi sistemi utilizzavano la modulazione di ampiezza. La modulazione di frequenza iniziò ad essere utilizzata nel 1940 e nel 1946 sostituì completamente la modulazione di ampiezza. Il primo radiotelefono mobile pubblico è apparso nel 1946 (St. Louis, USA; Bell Telephone Laboratories) utilizzando la banda 150 MHz. Nel 1955, un sistema a 11 canali iniziò a funzionare nella gamma dei 150 MHz e nel 1956 un sistema a 12 canali nella gamma dei 450 MHz. Entrambi questi sistemi erano simplex e utilizzavano la commutazione manuale. I sistemi duplex automatici hanno iniziato a funzionare rispettivamente nel 1964 (150 MHz) e nel 1969 (450 MHz).

In URSS Nel 1957, un ingegnere di Mosca L. I. Kupriyanovich creò un prototipo di un radiotelefono mobile duplex automatico portatile LK-1 e una stazione base per esso. Il radiotelefono mobile pesava circa tre chilogrammi e aveva una portata di 20-30 km. Nel 1958, Kupriyanovich creò modelli migliorati dell'apparato del peso di 0,5 kg e delle dimensioni di una scatola di sigarette. Negli anni '60 Hristo Bochvarov in Bulgaria dimostra il suo prototipo di radiotelefono portatile tascabile. Alla fiera Interorgtechnika-66, la Bulgaria presenta un set per l'organizzazione delle comunicazioni mobili locali dai telefoni cellulari tascabili RAT-0.5 e ATRT-0.5 e una stazione base RATTs-10, che fornisce la connessione di 10 abbonati.

Alla fine degli anni '50, in URSS iniziò lo sviluppo del sistema radiotelefonico automobilistico Altai, messo in funzione nel 1963. Il sistema Altai inizialmente funzionava a una frequenza di 150 MHz. Nel 1970 il sistema Altai operava in 30 città dell'URSS e gli fu assegnata una banda di 330 MHz.

Allo stesso modo, con differenze naturali e su scala minore, la situazione si è sviluppata in altri paesi. Così, in Norvegia, le comunicazioni radio telefoniche pubbliche sono state utilizzate come comunicazioni mobili marittime dal 1931; nel 1955 c'erano 27 stazioni radio costiere nel paese. Le comunicazioni mobili terrestri iniziarono a svilupparsi dopo la seconda guerra mondiale sotto forma di reti private commutate a mano. Così, nel 1970, la comunicazione radiotelefonica mobile, da un lato, era già abbastanza diffusa, ma dall'altro, chiaramente non rispondeva alle esigenze in rapida crescita, con un numero limitato di canali in bande di frequenza rigorosamente definite . È stata trovata una soluzione sotto forma di un sistema di comunicazione cellulare, che ha permesso di aumentare notevolmente la capacità riutilizzando le frequenze in un sistema cellulare.

Naturalmente, come di solito accade nella vita, i singoli elementi del sistema di comunicazione cellulare esistevano prima. In particolare, una parvenza di sistema cellulare è stata utilizzata nel 1949 a Detroit (USA) da un servizio di dispacciamento taxi - con il riutilizzo delle frequenze in diverse celle con commutazione manuale dei canali da parte degli utenti in posizioni predeterminate. Tuttavia, l'architettura del sistema che oggi è noto come sistema di comunicazione cellulare è stata delineata solo nella relazione tecnica della società Bell System presentata alla FCC statunitense nel dicembre 1971. E da quel momento inizia lo sviluppo della comunicazione cellulare stessa, che è diventato veramente trionfante dal 1985 g., negli ultimi dieci anni e poco.

Nel 1974, la FCC decise di assegnare una banda di frequenza di 40 MHz per le comunicazioni cellulari nella gamma di 800 MHz; nel 1986 sono stati aggiunti altri 10 MHz nella stessa gamma. Nel 1978 iniziarono a Chicago i test del primo prototipo di sistema di comunicazione cellulare per 2.000 abbonati. Pertanto, il 1978 può essere considerato l'anno dell'inizio dell'applicazione pratica delle comunicazioni cellulari. Anche il primo sistema cellulare commerciale automatico è stato commissionato a Chicago nell'ottobre 1983 dall'American Telephone and Telegraph (AT&T). In Canada, la comunicazione cellulare è stata utilizzata dal 1978, in Giappone - dal 1979, nei paesi scandinavi (Danimarca, Norvegia, Svezia, Finlandia) - dal 1981, in Spagna e Inghilterra - dal 1982. Da luglio 1997 g. comunicazione cellulare operato in più di 140 paesi di tutti i continenti, servendo più di 150 milioni di abbonati.

La prima rete cellulare di successo commerciale è stata la rete finlandese Autoradiopuhelin (ARP). Questo nome è tradotto in russo come "radiotelefono per auto". Lanciato in città, ha raggiunto il 100% di copertura del territorio della Finlandia c. La dimensione della cella era di circa 30 km e in città c'erano più di 30 mila abbonati. Ha lavorato a una frequenza di 150 MHz.

Il principio della comunicazione cellulare

I componenti principali di una rete cellulare sono i telefoni cellulari e stazioni base... Le stazioni base si trovano solitamente su tetti e torri. Quando è acceso, il cellulare ascolta l'aria, trovando un segnale dalla stazione base. Il telefono invia quindi il proprio codice di identificazione univoco alla stazione. Il telefono e la stazione mantengono un contatto radio costante, scambiandosi periodicamente i pacchetti. Il telefono può comunicare con la stazione utilizzando un protocollo analogico (NMT-450) o digitale (DAMPS, GSM, ing. devolvere).

Le reti cellulari possono essere costituite da stazioni base di diversi standard, il che consente di ottimizzare le prestazioni della rete e migliorarne la copertura.

Le reti cellulari di diversi operatori sono collegate tra loro, così come alla rete telefonica fissa. Ciò consente agli abbonati di un operatore di chiamare gli abbonati di un altro operatore, dai telefoni cellulari ai fissi e dai fissi ai cellulari.

Operatori di paesi diversi possono concludere accordi di roaming. Grazie a tali accordi, un abbonato, mentre si trova all'estero, può effettuare e ricevere chiamate attraverso la rete di un altro operatore (anche se a tariffe più elevate).

Comunicazione cellulare in Russia

In Russia, la comunicazione cellulare iniziò ad essere introdotta nel 1990, l'uso commerciale iniziò il 9 settembre 1991, quando la prima rete cellulare in Russia fu lanciata a San Pietroburgo da Delta Telecom (funzionava nello standard NMT-450) e la prima un appello simbolico del sindaco di San Pietroburgo, Anatoly Sobchak. Nel luglio 1997, il numero totale di abbonati in Russia era di circa 300 mila. Per il 2007, i principali protocolli di comunicazione cellulare utilizzati in Russia sono GSM-900 e GSM-1800. Inoltre, l'UMTS funziona. In particolare, il primo frammento della rete di questo standard in Russia è stato messo in funzione il 2 ottobre 2007 a San Pietroburgo dalla società MegaFon. La regione di Sverdlovsk continua a gestire una rete cellulare DAMPS di proprietà della MOTIV Cellular Communications Company.

A dicembre 2008 c'erano 187,8 milioni di utenti mobili in Russia (in base al numero di carte SIM vendute). Il tasso di penetrazione delle comunicazioni cellulari (numero di SIM ogni 100 abitanti) a questa data è pari al 129,4%. Nelle regioni, esclusa Mosca, il tasso di penetrazione ha superato il 119,7%.

La quota di mercato dei maggiori operatori cellulari a dicembre 2008 era del 34,4% per MTS, del 25,4% per VimpelCom e del 23,0% per MegaFon.

Nel dicembre 2007, il numero di utenti cellulari in Russia è aumentato a 172,87 milioni di abbonati, a Mosca - fino a 29,9, a San Pietroburgo - fino a 9,7 milioni.Il tasso di penetrazione in Russia - fino al 119,1%, a Mosca - 176% , San Pietroburgo - 153%. La quota di mercato dei maggiori operatori cellulari a dicembre 2007 era: MTS 30,9%, VimpelCom 29,2%, MegaFon 19,9%, altri operatori 20%.

Secondo la società di ricerca britannica Informa Telecoms & Media per il 2006, il costo medio di un minuto di comunicazione cellulare per un consumatore in Russia era di $ 0,05 - questa è la cifra più bassa tra i paesi del G8.

IDC, sulla base di uno studio sul mercato cellulare russo, ha concluso che nel 2005 la durata totale delle conversazioni su un telefono cellulare dei residenti della Federazione Russa ha raggiunto 155 miliardi di minuti e sono stati inviati 15 miliardi di messaggi di testo.

Secondo uno studio di J "son & Partners, il numero di carte SIM registrate in Russia alla fine di novembre 2008 ha raggiunto i 183,8 milioni.

Guarda anche

Fonti di

Link

Sito di informazioni su generazioni e standard di comunicazione cellulare.
Comunicazioni cellulari in Russia 2002-2007, statistiche ufficiali

cellulare in Russia
Operatori cellulari	Utel Akos Altaysvyaz Baikalwestcom Beeline ETK MegaFon Motive MTS NSS NTK SMARTS Sky Link Sonnet Sotel SSB STEC GSM TomskTeleCom UUSS Espansione digitale
Reti di vendita di telefoni cellulari	Divizion Simphony AltTelecom Banzai Betalink Euroset ION Spettro di comunicazione Telefon.Ru Teleforum Point Ultra Tsifrograd Eldorado
Standard cellulari	D-AMPS GSM IMT-MC-450 IS-95

La telefonia è la trasmissione di informazioni vocali su lunghe distanze. Con l'aiuto della telefonia, le persone sono in grado di comunicare in tempo reale.

Se al momento dell'emergere della tecnologia esisteva un solo metodo di trasmissione dei dati: analogico, al momento viene utilizzata con successo una varietà di sistemi di comunicazione. Le comunicazioni telefoniche, satellitari e mobili, così come la telefonia IP, forniscono un contatto affidabile tra gli abbonati, anche se si trovano in parti diverse del mondo. Come funziona la telefonia con ciascun metodo?

La buona vecchia telefonia cablata (analogica)

Il termine "comunicazione telefonica" è spesso inteso come comunicazione analogica, un metodo di trasmissione dei dati che è diventato familiare da quasi un secolo e mezzo. Quando si utilizza tale, le informazioni vengono trasmesse continuamente, senza codifica intermedia.

La connessione di due abbonati è regolata componendo un numero, quindi la comunicazione viene effettuata trasmettendo un segnale da persona a persona tramite fili nel senso più letterale della parola. Gli abbonati non sono più collegati da operatori telefonici, ma da robot, che hanno notevolmente semplificato e reso il processo più economico, ma il principio di funzionamento delle reti di comunicazione analogiche è rimasto lo stesso.

Comunicazione mobile (cellulare)

Gli abbonati agli operatori mobili credono erroneamente di aver “tagliato il filo” che li collega alle centrali telefoniche. Sembra che sia così: una persona può spostarsi ovunque (all'interno della copertura del segnale) senza interrompere la conversazione e senza perdere il contatto con l'interlocutore, e<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Tuttavia, se osserviamo come funziona la comunicazione mobile, non troviamo molte differenze rispetto al lavoro delle reti analogiche. Il segnale in realtà "è nell'aria", ma dal telefono del chiamante arriva al ricetrasmettitore, che a sua volta comunica con l'apparecchiatura simile più vicina all'abbonato chiamato ... tramite reti in fibra ottica.

Lo stadio dati radio copre solo il percorso del segnale dal telefono alla stazione base più vicina, che è collegata ad altre reti di comunicazione in modo abbastanza tradizionale. Come funziona la comunicazione cellulare è chiaro. Quali sono i pro e i contro?

La tecnologia offre una maggiore mobilità rispetto alla trasmissione dati analogica, ma comporta gli stessi rischi di interferenze indesiderate e la possibilità di intercettazioni.

Percorso del segnale cellulare

Consideriamo più in dettaglio come il segnale raggiunge l'abbonato chiamato.

L'utente compone il numero.
Il suo telefono sta stabilendo un contatto radio con la stazione base più vicina. Si trovano in grattacieli, edifici industriali e torri. Ogni stazione è composta da antenne ricetrasmittenti (da 1 a 12) e da un'unità di controllo. Le stazioni base che servono lo stesso territorio sono collegate al controller.
Dall'unità di controllo della stazione base, il segnale viene trasmesso tramite il cavo al controller e da lì, sempre tramite il cavo, all'interruttore. Questo dispositivo fornisce l'input e l'output di un segnale a varie linee di comunicazione: a lunga distanza, urbane, internazionali e altri operatori mobili. A seconda delle dimensioni della rete, può coinvolgere uno o più switch collegati tra loro tramite fili.
Dal “proprio” centralino il segnale viene trasmesso tramite cavi ad alta velocità al centralino di un altro operatore, e quest'ultimo determina facilmente quale area di copertura del controllore è l'abbonato a cui è indirizzata la chiamata.
Lo switch chiama il controller desiderato, che inoltra il segnale alla stazione base, che "interroga" il telefono cellulare.
L'utente chiamato riceve una chiamata in arrivo.

Una tale struttura di rete multistrato consente di distribuire uniformemente il carico tra tutti i suoi nodi. Ciò riduce la probabilità di guasti alle apparecchiature e garantisce una comunicazione ininterrotta.

Come funziona la comunicazione cellulare è chiaro. Quali sono i pro e i contro? La tecnologia offre una maggiore mobilità rispetto alla trasmissione dati analogica, ma comporta gli stessi rischi di interferenze indesiderate e la possibilità di intercettazioni.

Collegamento satellitare

Vediamo come funzionano le comunicazioni satellitari, lo stadio più alto nello sviluppo delle comunicazioni a relè radio oggi. Un ripetitore posto in orbita è in grado di coprire da solo una vasta area della superficie del pianeta. Una rete di stazioni base, come nel caso delle comunicazioni cellulari, non è più necessaria.

Un singolo abbonato ha l'opportunità di viaggiare praticamente senza restrizioni, rimanendo in contatto anche nella taiga o nella giungla. Un abbonato legale può associare un'intera centrale telefonica mini-automatica a un'antenna ripetitore (questa è una "parabola" familiare), tuttavia, si dovrebbe tenere conto del volume in entrata e in uscita, nonché della dimensione dei file che devono essere inviato.

Contro della tecnologia:

grave dipendenza dal clima. Una tempesta magnetica o un altro cataclisma può lasciare un abbonato senza comunicazione per molto tempo.
se qualcosa si guasta fisicamente sul transponder satellitare, il tempo che trascorrerà prima che venga ripristinata la piena funzionalità sarà molto lungo.
il costo dei servizi di comunicazione senza frontiere spesso supera le bollette più usuali. Quando si sceglie un metodo di comunicazione, è importante considerare quanto è necessaria una connessione così funzionale.

Comunicazioni satellitari: pro e contro

La caratteristica principale del "satellite" è quella di fornire agli abbonati l'indipendenza dalla rete fissa. I vantaggi di questo approccio sono evidenti. Questi includono:

mobilità delle apparecchiature. Può essere distribuito in un tempo molto breve;
la capacità di creare rapidamente reti estese che coprono vaste aree;
comunicazione con aree difficili da raggiungere e remote;
ridondanza dei canali utilizzabili in caso di interruzione della comunicazione di terra;
flessibilità delle caratteristiche tecniche della rete, consentendone l'adattamento a quasi tutte le esigenze.

Contro della tecnologia:

grave dipendenza dal clima. Una tempesta magnetica o un altro cataclisma può lasciare un abbonato senza comunicazione per molto tempo;
se qualcosa è fisicamente fuori servizio sul transponder satellitare, il periodo che trascorrerà prima che il sistema sia completamente ripristinato si allungherà per molto tempo;
il costo dei servizi di comunicazione senza frontiere spesso supera le bollette più usuali.

Quando si sceglie un metodo di comunicazione, è importante considerare quanto è necessaria una connessione così funzionale.

Come funziona la comunicazione radio

La radio (radio latina - irradiare, emettere raggi - raggio - raggio) è un tipo di comunicazione wireless in cui le onde radio vengono utilizzate come vettore di segnale, propagandosi liberamente nello spazio.

Principio di funzionamento
La trasmissione avviene nel seguente modo: lato trasmittente viene generato un segnale con le caratteristiche richieste (frequenza e ampiezza del segnale). Il segnale trasmesso modula quindi l'oscillazione a frequenza più alta (portante). Il segnale modulato ricevuto viene emesso dall'antenna nello spazio. Sul lato ricevente, le onde radio inducono un segnale modulato nell'antenna, dopo di che viene demodulato (rilevato) e filtrato da un filtro passa basso (eliminando così il componente ad alta frequenza - la portante).Il segnale modulato ricevuto viene irradiato dall'antenna nello spazio.
Sul lato ricevente, le onde radio inducono un segnale modulato nell'antenna, dopo di che viene demodulato (rilevato) e filtrato da un filtro passa-basso (eliminando così il componente ad alta frequenza - il vettore). Viene così estratto un segnale utile. Il segnale ricevuto potrebbe differire leggermente da quello trasmesso dal trasmettitore (distorsione dovuta a interferenze e interferenze).

Bande di frequenza
La griglia di frequenza utilizzata nelle comunicazioni radio è convenzionalmente suddivisa in intervalli:

Onde lunghe (LW) - f = 150-450 kHz (l = 2000-670 m)
Onde medie (MW) - f = 500-1600 kHz (l = 600-190 m)
Onde corte (HF) - f = 3-30 MHz (l = 100-10 m)
Onde ultracorte (VHF) - f = 30 MHz- 300 MHz (l = 10-1 m)
Alte frequenze (gamma HF-centimetro) - f = 300 MHz - 3 GHz (l = 1-0,1 m)
Frequenze estremamente alte (gamma EHF-millimetro) - f = 3 GHz - 30 GHz (l = 0,1-0,01 m)
Frequenze iperalte (HHF - range micrometrico) - f = 30 GHz - 300 GHz (l = 0,01-0,001 m)

A seconda della portata, le onde radio hanno le proprie caratteristiche e leggi di propagazione:

Le onde LW sono fortemente assorbite dalla ionosfera; le onde di superficie, che si propagano intorno alla terra, sono di primaria importanza. La loro intensità diminuisce relativamente rapidamente con la distanza dal trasmettitore.
I SW sono fortemente assorbiti dalla ionosfera durante il giorno e l'area d'effetto è determinata dall'onda di superficie, di sera sono ben riflessi dalla ionosfera e l'area d'effetto è determinata dall'onda riflessa.
L'HF si propaga esclusivamente attraverso la riflessione della ionosfera, quindi c'è una cosiddetta zona di silenzio radio attorno al trasmettitore. Di giorno le onde più corte (30 MHz) si propagano meglio, di notte quelle più lunghe (3 MHz). Le onde corte possono percorrere lunghe distanze con una bassa potenza di trasmissione.
Il VHF si propaga in linea retta e, di regola, non viene riflesso dalla ionosfera. Si piegano facilmente intorno agli ostacoli e hanno un alto potere di penetrazione.
L'HF non aggira gli ostacoli, si diffonde all'interno della linea di vista. Utilizzato in WiFi, cellulare, ecc.
L'EHF non si piega intorno agli ostacoli, viene riflesso dalla maggior parte degli ostacoli e si diffonde all'interno della linea di vista. Utilizzato per le comunicazioni satellitari.
Le frequenze iper-alte non si piegano attorno agli ostacoli, vengono riflesse come la luce e si propagano all'interno della linea di vista. Uso limitato.

Propagazione di onde radio
Le onde radio si propagano nel vuoto e nell'atmosfera; solido terreno e acqua sono opachi per loro. Tuttavia, a causa degli effetti della diffrazione e della riflessione, è possibile la comunicazione tra punti della superficie terrestre che non hanno una linea di vista (in particolare quelli situati a grande distanza).
La propagazione delle onde radio da una sorgente a un ricevitore può avvenire in diversi modi contemporaneamente. Questa diffusione è chiamata multipath. A causa del multipath e dei cambiamenti nei parametri dell'ambiente, si verifica lo sbiadimento: un cambiamento nel livello del segnale ricevuto nel tempo. Con multipath, la variazione del livello del segnale si verifica a causa dell'interferenza, ovvero, nel punto di ricezione, il campo elettromagnetico è la somma delle onde radio spostate nel tempo della gamma.

Radar

Radar- il campo della scienza e della tecnologia, combinando metodi e mezzi di rilevamento, misurando le coordinate, nonché determinando le proprietà e le caratteristiche di vari oggetti basati sull'uso delle onde radio. Un termine vicino e in qualche modo sovrapposto è la radionavigazione, tuttavia, nella radionavigazione, un oggetto le cui coordinate sono misurate svolge un ruolo più attivo, molto spesso questa è la determinazione delle proprie coordinate. Il principale dispositivo tecnico per il radar è una stazione radar.

Distinguere tra attivo, semi-attivo, attivo con una risposta passiva e RL passivo. Sono suddivisi in base alla portata di onde radio utilizzata, al tipo di segnale di sondaggio, al numero di canali utilizzati, al numero e al tipo di coordinate misurate, alla posizione del radar.

Principio operativo

Il radar si basa sui seguenti fenomeni fisici:

Le onde radio sono diffuse da disomogeneità elettriche incontrate lungo il percorso della loro propagazione (oggetti con altre proprietà elettriche diverse dalle proprietà del mezzo di propagazione). In questo caso, l'onda riflessa, così come la radiazione effettiva del bersaglio, consente di rilevare il bersaglio.
A grandi distanze dalla sorgente di radiazione, si può presumere che le onde radio si propaghino in linea retta e a velocità costante, grazie alla quale è possibile misurare la distanza e le coordinate angolari del bersaglio (Deviazioni da queste regole, che sono validi solo in prima approssimazione, sono studiati da una branca speciale dell'ingegneria radiofonica - Propagazione delle onde radio (queste deviazioni portano a errori di misura).
La frequenza del segnale ricevuto differisce dalla frequenza delle oscillazioni emesse con il movimento reciproco dei punti di ricezione e radiazione (effetto Doppler), che consente di misurare le velocità radiali del bersaglio rispetto al radar.
Il radar passivo utilizza l'emissione di onde elettromagnetiche da parte degli oggetti osservati, può essere radiazione termica inerente a tutti gli oggetti, radiazione attiva creata dai mezzi tecnici dell'oggetto o radiazione spuria creata da qualsiasi oggetto con dispositivi elettrici funzionanti.

cellulare

cellulare, rete mobile- uno dei tipi di comunicazioni radiomobili, che si basa su rete cellulare... La caratteristica fondamentale è che l'area di copertura totale è suddivisa in celle (celle), determinate dalle aree di copertura delle singole stazioni base (BS). I favi si sovrappongono parzialmente e insieme formano una rete. Su una superficie ideale (uniforme e senza edificio), l'area di copertura di una BS è un cerchio, quindi la rete composta da esse assomiglia a favi con celle esagonali (favi).

Il principio della comunicazione cellulare

I componenti principali di una rete cellulare sono i telefoni cellulari e le stazioni base, che di solito si trovano su tetti e torri. Quando è acceso, il cellulare ascolta l'aria, trovando un segnale dalla stazione base. Il telefono invia quindi il proprio codice di identificazione univoco alla stazione. Il telefono e la stazione mantengono un contatto radio costante, scambiandosi periodicamente i pacchetti. Il telefono può comunicare con la stazione utilizzando un protocollo analogico (AMPS, NAMPS, NMT-450) o digitale (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Se il telefono esce dalla portata della stazione base (o la qualità del segnale radio della cella di servizio si deteriora), stabilisce la comunicazione con un altro (ing. devolvere).

Le reti cellulari possono essere costituite da stazioni base di diversi standard, il che consente di ottimizzare le prestazioni della rete e migliorarne la copertura.

Gli operatori possono concludere tra loro accordi di roaming. Grazie a tali accordi, l'abbonato, trovandosi al di fuori dell'area di copertura della sua rete, può effettuare e ricevere chiamate attraverso la rete di un altro operatore. Di norma, questo viene fatto a tassi più elevati. La possibilità di roaming è apparsa solo negli standard 2G ed è una delle principali differenze rispetto alle reti 1G.

Gli operatori possono condividere l'infrastruttura di rete, riducendo l'implementazione della rete e i costi operativi.

Servizi cellulari

Gli operatori cellulari forniscono i seguenti servizi:

Chiamata vocale;
Segreteria telefonica nella comunicazione cellulare (servizio);
Il roaming;
ID chiamante (ID chiamante automatico) e AntiAON;
Ricezione e trasmissione di brevi messaggi di testo (SMS);
Ricezione e trasmissione di messaggi multimediali - immagini, melodie, video (servizio MMS);
Banca mobile (servizio);
Accesso ad Internet;
Videochiamata e videoconferenza

La televisione

La televisione(Greco τήλε - lontano e lat. video- Vedo; di Novolatinsky televisione- lungimiranza) - un insieme di dispositivi per trasmettere un'immagine in movimento e un suono a distanza. Nell'uso comune, è anche usato per designare organizzazioni coinvolte nella produzione e distribuzione di programmi televisivi.

Principi di base

La televisione si basa sul principio della trasmissione sequenziale di elementi dell'immagine tramite segnale radio o filo. La scomposizione dell'immagine in elementi avviene utilizzando un disco di Nipkov, un tubo a raggi catodici o una matrice a semiconduttore. Il numero di elementi dell'immagine viene selezionato in base alla larghezza di banda del canale radio e ai criteri fisiologici. Per restringere la banda delle frequenze trasmesse e ridurre la visibilità dello sfarfallio sullo schermo TV, viene utilizzata la scansione interlacciata. Consente inoltre di aumentare la scorrevolezza della trasmissione del movimento.

Il percorso televisivo in generale comprende i seguenti dispositivi:

Telecamera di trasmissione televisiva. Serve per convertire un'immagine ottenuta con una lente su un bersaglio di un tubo trasmittente o di una matrice di semiconduttori in un segnale video televisivo.
Videoregistratore. Registra e al momento giusto riproduce il segnale video.
Mixer video. Consente di passare tra più sorgenti di immagini: videocamere, videoregistratori e altri.
Trasmettitore. Il segnale RF viene modulato da un segnale video televisivo e trasmesso via radio o filo.
Ricevitore - TV. Con l'aiuto degli impulsi di sincronizzazione contenuti nel segnale video, l'immagine televisiva viene riprodotta sullo schermo del ricevitore (cinescopio, LCD, pannello al plasma).

Inoltre, per creare una trasmissione televisiva viene utilizzato un percorso audio simile a un percorso di trasmissione radio. Il suono viene trasmesso su una frequenza separata, solitamente utilizzando la modulazione di frequenza, una tecnica simile alle stazioni radio FM. Nella televisione digitale, la colonna sonora, spesso multicanale, viene trasmessa in un flusso di dati comune con un'immagine.

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Data di creazione della pagina: 2016-04-11

La comunicazione è detta mobile se la fonte dell'informazione o il suo destinatario (o entrambi) si muovono nello spazio. Sin dall'inizio, la comunicazione radio è stata mobile. Sopra, nel terzo capitolo, viene mostrato che le prime stazioni radio erano destinate alla comunicazione con oggetti mobili: le navi. Dopotutto, uno dei primi dispositivi di comunicazione radio A.S. Popov è stato installato sulla corazzata "Admiral Apraksin". Ed è stato grazie alla comunicazione radio con lui che nell'inverno del 1899-1900 questa nave, persa nei ghiacci del Mar Baltico, è stata salvata. Tuttavia, in quegli anni, questa "comunicazione mobile" richiedeva dispositivi ricetrasmettitori radio ingombranti, che non contribuivano allo sviluppo della comunicazione radio individuale tanto necessaria anche nelle Forze Armate, tanto meno nei clienti privati.

Il 17 giugno 1946, a St. Louis, negli Stati Uniti, i leader del settore telefonico AT&T e Southwestern Bell lanciano la prima rete radiotelefonica privata. La base elementare dell'attrezzatura erano i dispositivi elettronici a tubo, quindi l'attrezzatura era molto ingombrante ed era destinata solo all'installazione nelle auto. Il peso dell'attrezzatura senza alimentazione era di 40 kg. Nonostante ciò, la popolarità delle comunicazioni mobili iniziò a crescere rapidamente. Questo ha creato un problema nuovo, più serio del peso e delle dimensioni. Un aumento del numero di strutture radio, con una risorsa di frequenza limitata, ha portato a forti interferenze reciproche per le stazioni radio che operano su canali a frequenza vicina, che hanno deteriorato significativamente la qualità della comunicazione. Per eliminare le interferenze reciproche alle frequenze ripetitive, era necessario garantire una distanza minima di cento chilometri nello spazio tra i due gruppi di sistemi radio. Ecco perché le comunicazioni mobili sono state fondamentalmente utilizzate per le esigenze di servizi speciali. Per l'implementazione di massa, era necessario modificare non solo il peso e le dimensioni, ma anche il principio stesso dell'organizzazione delle comunicazioni.

Come notato sopra, nel 1947 fu inventato il transistor, che svolgeva le funzioni dei tubi a vuoto, ma aveva dimensioni molto più ridotte. Fu l'apparizione dei transistor ad essere di grande importanza per l'ulteriore sviluppo della comunicazione radiotelefonica. La sostituzione dei tubi elettronici con i transistor ha creato i presupposti per l'introduzione diffusa di un telefono cellulare. Il principale deterrente era il principio dell'organizzazione della comunicazione, che avrebbe eliminato o almeno ridotto l'influenza dell'interferenza reciproca.

Gli studi sulla gamma di onde ultracorte, effettuati negli anni '40 del secolo scorso, hanno permesso di rivelare il suo principale vantaggio rispetto alle onde corte - banda larga, cioè capacità ad alta frequenza e il principale svantaggio - forte assorbimento delle onde radio da parte della propagazione medio. Le onde radio di questa gamma non sono in grado di piegarsi attorno alla superficie terrestre, quindi il raggio di comunicazione è stato fornito solo sulla linea di vista e, a seconda della potenza del trasmettitore, è stato fornito un massimo di 40 km. Questo svantaggio si trasformò presto in un vantaggio che diede impulso all'adozione di massa attiva della telefonia cellulare.

Nel 1947, D. Ring, un dipendente della società americana Bell Laboratories, propose una nuova idea per l'organizzazione delle comunicazioni. Consisteva nel dividere lo spazio (territorio) in piccole sezioni - celle (o celle) con un raggio di 1-5 chilometri e nel separare la comunicazione radio all'interno di una cella (mediante ripetizione razionale delle frequenze di comunicazione utilizzate) dalla comunicazione tra le celle. La ripetizione della frequenza ha ridotto significativamente i problemi di utilizzo delle risorse di frequenza. Ciò ha permesso di utilizzare le stesse frequenze in celle diverse distribuite nello spazio. Al centro di ogni cella, è stato proposto di individuare una stazione radio trasmittente e ricevente di base, che fornisse la comunicazione radio all'interno della cella con tutti gli abbonati. Le dimensioni della cella sono state determinate dalla portata massima di comunicazione dell'apparato radiotelefonico con la stazione base. Questo intervallo massimo è chiamato raggio della cella. Durante la conversazione, il radiotelefono cellulare è collegato alla stazione base da un canale radio, attraverso il quale viene trasmessa la conversazione telefonica. Ogni abbonato deve avere la propria micro stazione radio - "cellulare" - una combinazione di telefono, ricetrasmettitore e minicomputer. Gli abbonati comunicano tra loro tramite stazioni base collegate tra loro e alla rete telefonica pubblica.

Per garantire una comunicazione ininterrotta quando un abbonato si sposta da una zona all'altra, era necessario utilizzare il controllo del computer sul segnale telefonico emesso dall'abbonato. È stato il controllo del computer che ha permesso di passare un telefono cellulare da un trasmettitore intermedio a un altro in appena un millesimo di secondo. Tutto accade così rapidamente che l'abbonato semplicemente non se ne accorge. Pertanto, i computer sono la parte centrale di un sistema di comunicazione mobile. Cercano un abbonato in una qualsiasi delle celle e lo collegano alla rete telefonica. Quando un abbonato si sposta da una cella (cella) a un'altra, i computer sembrano trasferire l'abbonato da una stazione base a un'altra e connettere l'abbonato della rete cellulare "estranea" alla "loro" rete. Ciò accade nel momento in cui l'abbonato "estraneo" si trova nell'area di copertura della nuova stazione base. Pertanto, viene effettuato il roaming (che in inglese significa "vagabondaggio" o "vagabondaggio").

Come notato sopra, i principi delle moderne comunicazioni mobili erano una conquista già alla fine degli anni '40. Tuttavia, a quei tempi, la tecnologia informatica era ancora a un livello tale che il suo uso commerciale nei sistemi telefonici era difficile. Pertanto, l'applicazione pratica della comunicazione cellulare è diventata possibile solo dopo l'invenzione dei microprocessori e dei microcircuiti integrati a semiconduttore.

Il primo telefono cellulare è stato progettato da Martin Cooper (Motorola, USA).

Nel 1973, a New York, in cima a un edificio di 50 piani della Motorola, sotto la sua guida, fu installata la prima stazione base cellulare al mondo. Poteva servire non più di 30 abbonati e collegarli a linee fisse.

Il 3 aprile 1973, Martin Cooper compose il numero del suo capo e disse le seguenti parole: “Immagina, Joel, che ti chiamo dal primo cellulare al mondo. Ce l'ho tra le mani e sto camminando lungo New York Street".

Il telefono da cui Martin chiamava si chiamava Dyna-Tac. Le sue dimensioni erano 225 × 125 × 375 mm e il suo peso era poco meno di 1,15 kg, che, tuttavia, è molto inferiore ai dispositivi da 30 chilogrammi della fine degli anni Quaranta. Con l'aiuto del dispositivo è stato possibile chiamare e ricevere un segnale, negoziare con un abbonato. Questo telefono aveva 12 tasti, di cui 10 digitali per la composizione del numero dell'abbonato, e gli altri due fornivano l'inizio di una conversazione e interrompevano la chiamata. Le batterie Dyna-Tac hanno permesso un tempo di conversazione di circa mezz'ora e ci sono volute 10 ore per caricarle.

Sebbene la maggior parte dello sviluppo abbia avuto luogo negli Stati Uniti, la prima rete cellulare commerciale è stata lanciata nel maggio 1978 in Bahrain. Due celle con 20 canali nella gamma 400 MHz hanno servito 250 abbonati.

Poco dopo, la comunicazione cellulare iniziò la sua marcia trionfante in tutto il mondo. Sempre più paesi hanno compreso i vantaggi e la convenienza che potrebbe portare. Tuttavia, la mancanza di un unico standard internazionale per l'utilizzo della gamma di frequenze, nel tempo, ha portato al fatto che il proprietario di un telefono cellulare, spostandosi da uno stato all'altro, non poteva utilizzare un telefono cellulare.

Per eliminare questa grave carenza, dalla fine degli anni settanta Svezia, Finlandia, Islanda, Danimarca e Norvegia hanno avviato una ricerca congiunta per sviluppare un unico standard. Il risultato della ricerca è stato lo standard di comunicazione NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), che doveva operare nella gamma di 450 MHz. Questo standard è stato utilizzato per la prima volta nel 1981 in Arabia Saudita e solo un mese dopo in Europa. Varie versioni dell'NMT-450 sono state adottate in Austria, Svizzera, Olanda, Belgio, Sud-Est asiatico e Medio Oriente.

Nel 1983 è stata lanciata a Chicago la rete AMPS (Advanced Mobile Phone Service), sviluppata dai Bell Laboratories. Nel 1985, in Inghilterra, fu adottato lo standard TACS (Total Access Communications System), che era una variazione dell'AMPS americano. Due anni dopo, a causa di un forte aumento del numero di abbonati, è stato adottato lo standard HTACS (Enhanced TACS), aggiungendo nuove frequenze e correggendo parzialmente le carenze del suo predecessore. La Francia, invece, si è distinta da tutti e ha iniziato a utilizzare il proprio standard Radiocom-2000 dal 1985.

Il successivo era lo standard NMT-900, che utilizzava le frequenze della gamma 900 MHz. La nuova versione è stata introdotta nel 1986. Ha permesso di aumentare il numero di abbonati e migliorare la stabilità del sistema.

Tuttavia, tutti questi standard sono analogici e appartengono alla prima generazione di sistemi di comunicazione cellulare. Usano un metodo analogico di trasmissione delle informazioni utilizzando la modulazione di frequenza (FM) o di fase (PM), come nelle stazioni radio convenzionali. Questo metodo presenta una serie di svantaggi significativi, il principale dei quali è la capacità di ascoltare le conversazioni di altri abbonati e l'impossibilità di combattere lo sbiadimento del segnale quando l'abbonato si muove, nonché sotto l'influenza del terreno e degli edifici. La congestione delle gamme di frequenza ha causato interferenze nelle conversazioni. Pertanto, entro la fine degli anni '80, iniziò la creazione della seconda generazione di sistemi di comunicazione cellulare basati su metodi di elaborazione del segnale digitale.

In precedenza, nel 1982, la Conferenza europea delle amministrazioni delle poste e delle telecomunicazioni (CEPT), unendo 26 paesi, aveva deciso di creare un gruppo speciale, Groupe Special Mobile. Il suo obiettivo era sviluppare un unico standard europeo per le comunicazioni cellulari digitali. Il nuovo standard di comunicazione ha richiesto otto anni per svilupparsi ed è stato annunciato per la prima volta solo nel 1990, quando sono state proposte le specifiche dello standard. Il gruppo speciale ha inizialmente deciso di utilizzare la banda 900 MHz come unico standard, quindi, tenendo conto delle prospettive di sviluppo delle comunicazioni cellulari in Europa e nel mondo, si è deciso di destinare la banda 1800 MHz al nuovo standard .

Il nuovo standard è stato denominato GSM - Global System for Mobile Communications. GSM 1800 MHz è anche chiamato DCS-1800 (Digital Cellular System 1800). Lo standard GSM è uno standard digitale per le comunicazioni cellulari. Implementa il multiplexing a divisione di tempo (TDMA - accesso multiplo a divisione di tempo, crittografia dei messaggi, codifica a blocchi e modulazione GMSK) (gaussian Minimum Shift Keying).

Il primo stato a lanciare una rete GSM è la Finlandia, che ha lanciato questo standard in operazioni commerciali nel 1992. L'anno successivo, nel Regno Unito fu lanciata la prima rete DCS-1800 One-2-One. Da quel momento inizia la diffusione globale dello standard GSM in tutto il mondo.

Il passo successivo dopo il GSM è lo standard CDMA, che fornisce comunicazioni più veloci e affidabili grazie all'uso della divisione del codice. Questo standard iniziò ad emergere negli Stati Uniti nel 1990. Nel 1993, gli Stati Uniti hanno iniziato a utilizzare CDMA (o IS-95) nella gamma di frequenze 800 MHz. Allo stesso tempo, in Inghilterra è stata lanciata la rete DCS-1800 One-2-One.

In generale, c'erano molti standard di comunicazione e verso la metà degli anni novanta la maggior parte dei paesi civilizzati si stava muovendo senza problemi verso le specifiche digitali. Se le reti di prima generazione consentivano la trasmissione della sola voce, la seconda generazione di sistemi di comunicazione cellulare, che è il GSM, consente anche di fornire altri servizi non vocali. Oltre al servizio SMS, i primi telefoni GSM consentivano la trasmissione di altri dati non vocali. Per questo è stato sviluppato un protocollo di trasferimento dati, chiamato CSD (Circuit Switched Data). Tuttavia, questo standard aveva caratteristiche molto modeste: la velocità massima di trasferimento dei dati era di soli 9600 bit al secondo e quindi a condizione di una comunicazione stabile. Tuttavia, tali velocità erano abbastanza sufficienti per la trasmissione di un messaggio fax.

Il rapido sviluppo di Internet alla fine degli anni '90 ha portato al fatto che molti utenti cellulari volevano utilizzare i propri telefoni come modem e le velocità esistenti chiaramente non erano sufficienti per questo.
Per soddisfare in qualche modo le esigenze dei propri clienti per l'accesso a Internet, gli ingegneri inventano il protocollo WAP. WAP è l'abbreviazione di Wireless Application Protocol, che si traduce in protocollo di accesso alle applicazioni wireless. In linea di principio, WAP può essere definito una versione semplificata del protocollo Internet standard HTTP, adattato solo alle risorse limitate dei telefoni cellulari, come le dimensioni ridotte del display, le basse prestazioni dei processori telefonici e le basse velocità di trasferimento dei dati nelle reti mobili. Tuttavia, questo protocollo non consentiva la visualizzazione di pagine Internet standard, che dovevano essere scritte in WML, adattato ai telefoni cellulari. Di conseguenza, sebbene gli abbonati alle reti cellulari abbiano avuto accesso a Internet, si è rivelato molto "ridotto" e di scarso interesse. Inoltre per accedere ai siti WAP è stato utilizzato lo stesso canale di comunicazione della trasmissione vocale, ovvero mentre si scarica o si visualizza la pagina il canale di comunicazione è occupato e sul conto personale vengono addebitati gli stessi soldi che durante la conversazione . Di conseguenza, una tecnologia piuttosto interessante è stata praticamente sepolta per qualche tempo ed è stata utilizzata molto raramente dagli abbonati alle reti cellulari di vari operatori.
I produttori di apparecchiature cellulari hanno dovuto urgentemente cercare modi per aumentare la velocità di trasferimento dei dati e, di conseguenza, è nata la tecnologia HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data), che ha fornito una velocità abbastanza accettabile - fino a 43 kilobit al secondo . Questa tecnologia era popolare tra una certa cerchia di utenti. Tuttavia, questa tecnologia non ha perso il principale svantaggio del suo predecessore: i dati venivano ancora trasmessi tramite un canale vocale. Gli sviluppatori hanno dovuto fare di nuovo ricerche meticolose. Gli sforzi degli ingegneri non sono stati vani e abbastanza recentemente è apparsa una tecnologia chiamata GPRS (General Packed Radio Services): questo nome può essere tradotto come un sistema di trasmissione dati via radio a pacchetto. Questa tecnologia utilizza il principio della separazione dei canali per la trasmissione di voce e dati. Di conseguenza, l'abbonato paga non per la durata della connessione, ma solo per la quantità di dati trasmessi e ricevuti. Inoltre, il GPRS ha un altro vantaggio rispetto alle precedenti tecnologie per la trasmissione di dati mobili: durante la connessione GPRS, il telefono è ancora in grado di ricevere chiamate e messaggi SMS. Al momento, i moderni modelli di telefoni in commercio, quando si effettua una chiamata, sospendono la connessione GPRS, che viene ripresa automaticamente al termine della chiamata. Tali dispositivi sono classificati come terminali GPRS di classe B. È prevista la produzione di terminali di classe A, che scaricheranno contemporaneamente i dati e condurranno una conversazione con un interlocutore. Esistono anche dispositivi speciali progettati solo per la trasmissione di dati e sono chiamati modem GPRS o terminali di classe C. In teoria, il GPRS è in grado di trasmettere dati a una velocità di 115 kilobit al secondo, ma al momento la maggior parte degli operatori di telecomunicazioni fornisce un canale di comunicazione che permette di sviluppare velocità fino a 48 kilobit al secondo. Ciò è dovuto principalmente alle dotazioni degli operatori stessi e, di conseguenza, alla mancanza di telefoni cellulari sul mercato che supportano velocità più elevate.

Con l'avvento del GPRS, hanno nuovamente ricordato il protocollo WAP, poiché ora, con l'aiuto della nuova tecnologia, l'accesso a pagine WAP di piccoli volumi diventa molte volte più economico rispetto ai tempi di CSD e HSCSD. Inoltre, molti operatori di telecomunicazioni forniscono accesso illimitato alle risorse WAP della rete per un piccolo canone mensile di abbonamento.
Con l'avvento del GPRS, le reti cellulari hanno cessato di essere chiamate reti di seconda generazione - 2G. Attualmente siamo nell'era 2.5G. I servizi non vocali stanno diventando sempre più richiesti, il telefono cellulare, il computer e Internet si stanno fondendo. Sviluppatori e operatori ci offrono servizi a valore aggiunto sempre più diversi.
Quindi, utilizzando le funzionalità del GPRS, è stato creato un nuovo formato di messaggistica, che è stato chiamato MMS (Multimedia Messaging Service), che, a differenza degli SMS, consente di inviare da un telefono cellulare non solo testo, ma anche varie informazioni multimediali, ad esempio , registrazioni audio, foto e persino videoclip. Inoltre, un messaggio MMS può essere inviato sia a un altro telefono che supporti questo formato, sia a una casella di posta elettronica.
L'aumento della potenza del processore dei telefoni ora consente di scaricare ed eseguire vari programmi su di esso. Il linguaggio Java2ME è più spesso usato per scriverli. I proprietari della maggior parte dei telefoni moderni ora non hanno difficoltà a connettersi al sito degli sviluppatori di applicazioni Java2ME e a scaricare sul proprio telefono, ad esempio, un nuovo gioco o un altro programma necessario. Inoltre, nessuno sarà sorpreso dalla possibilità di collegare il telefono a un personal computer per salvare o modificare una rubrica o un organizer su un PC utilizzando un software speciale, il più delle volte fornito con il portatile; mentre sei in viaggio, utilizzando una combinazione di telefono cellulare + laptop, vai su Internet a tutti gli effetti e visualizza la tua posta elettronica. Tuttavia, le nostre esigenze sono in costante crescita, il volume delle informazioni trasmesse cresce quasi quotidianamente. E sempre più richieste vengono fatte sui telefoni cellulari, a causa delle quali le risorse delle tecnologie attuali stanno diventando insufficienti per soddisfare le nostre crescenti esigenze.

È alla soluzione di queste richieste che sono destinate le reti 3G di terza generazione, di recente realizzazione, in cui la trasmissione dei dati domina sui servizi voce. 3G non è uno standard di comunicazione, ma il nome generico di tutte le reti cellulari ad alta velocità che cresceranno e stanno già crescendo rispetto a quelle esistenti. Le enormi velocità di trasferimento dati ti consentono di trasferire immagini video di alta qualità direttamente sul tuo telefono, per mantenere una connessione costante a Internet e alle reti locali. L'uso di nuovi sistemi di sicurezza migliorati consente oggi di utilizzare il telefono per varie transazioni finanziarie: un telefono cellulare è abbastanza in grado di sostituire una carta di credito.

È del tutto naturale che le reti di terza generazione non diventino lo stadio finale dello sviluppo delle comunicazioni cellulari - come si suol dire, il progresso è inesorabile. La continua integrazione di vari tipi di comunicazione (cellulare, satellitare, televisione, ecc.), l'emergere di dispositivi ibridi, tra cui telefono cellulare, palmare, videocamera, porterà sicuramente all'emergere di reti 4G, 5G. E oggi è improbabile che anche gli scrittori di fantascienza siano in grado di raccontare come andrà a finire questo sviluppo evolutivo.

A livello globale, sono attualmente in uso circa 2 miliardi di telefoni cellulari, di cui oltre i due terzi sono collegati allo standard GSM. CDMA è il secondo più popolare, mentre il resto rappresenta standard specifici utilizzati principalmente in Asia. Ora nei paesi sviluppati c'è una situazione di "sazietà", quando la domanda smette di crescere.