telefoanele

Există lucruri care sunt o istorie mai respectată decât utilizarea zilnică. Uneori - din păcate. Una dintre ele este rețelele de interconectare analogică.

Deși au multe în comun, rețelele celulare diferă semnificativ unele de altele, în primul rând dacă folosesc o formă analogică sau digitală de transmitere a informațiilor. Primele rețele erau analogice, iar dispozitivele din ele - în general - radiouri de comunicații cu un mic computer slab care oferă funcții simple - o agendă telefonică, un identificator al numărului de apeluri primite.

În întreaga lume, au fost dezvoltate și implementate 9 standarde analogice, care funcționează la frecvențe diferite și sunt incompatibile între ele. Două dintre ele au fost distribuite cu succes: NMT scandinav și AMPS american. Cele mai recente caracteristici ale acestor rețele includ servicii care nu au fost planificate inițial: reapelare automată, atribuire de numere, SMS, mesagerie vocală, conferințe, transmisie de date și chiar funcționează pe Internet.

Cu toate acestea, au o capacitate limitată și nu permit ca mai mult de cincizeci de persoane să se conecteze simultan într-o singură celulă. AMPS funcționează în banda de 800 MHz, NMT-450 - aproximativ 450 MHz, utilizată în țările scandinave NMT-900 - aproximativ 900 MHz. În NMT, raza maximă a celulei poate fi de 40 de kilometri, în AMPS - nu mai mult de 20. Puterea emițătoarelor NMT-450 este de până la 2 - 3 wați pentru telefoane, poate ajunge la 15 wați pentru telefon fix și auto, și pe stațiile de bază - 50 - 100 W. Telefoanele AMPS au o putere de cel mult 0,6 wați.

Semnalul audio din rețelele analogice nu este supus unei prelucrări semnificative și, prin urmare, pentru apelurile locale întârzierea conexiunii este de doar zeci de milisecunde. Din nou, vocile umane sună cel mai natural și familiar. Zgomotul și interferențele tipice rețelelor analogice sunt similare cu foșnetul și sonorizarea telefoanelor cu fir. În rețelele analogice, problema confidențialității apelurilor nu este rezolvată.

Ascultarea este posibilă chiar și de la o distanță considerabilă, datorită puterii ridicate a transmițătorilor. Deși cele mai recente modele ale unor companii au scramblere încorporate, o astfel de criptare nu este foarte robustă.

Imediat, au apărut telefoane „avansate”, capabile să intercepteze numerele de identificare ale utilizatorilor legitimi. În același timp - suficient de inteligent încât înainte de a apărea în aer, să verifice dacă persoana pe cheltuiala căreia este conectată la rețea, nu vorbește singură în prezent. Apoi, cel puțin în NMTi, problema duplicat a fost rezolvată.

Roamingul este posibil doar în cadrul aceluiași standard - telefoanele care funcționează pe standarde diferite sunt fundamental incompatibile. Acolo unde este posibil, lucrăm în așa-numitul roaming semi-automat, solicitând utilizatorului să selecteze manual codul țării sau regiunii dorite.

Telefoanele NMT erau mai mari decât telefoanele digitale, deși cele mai recente modele au fost emise doar de antena externă sau telescopică.

În Statele Unite, ei se confruntă foarte repede cu faptul că standardul analogic nu poate oferi o conexiune cu nimeni.

Următorul D-AMPS aproape digital, care a înlocuit AMPS la raza maximă anterioară a celulei de 20 km, permite efectuarea a 300 de apeluri într-o singură celulă la un moment dat. Aceasta oferă deja o conexiune relativ stabilă în zonele dens populate.

Cele patru standarde de bază pentru comunicații celulare NMT-450, AMPS/D-AMPS, GSM-900 și GSM-1800 diferă prin principiile de construcție și prin caracteristici precum tipul (analogic/digital), intervalul de frecvență utilizat, gradul de protecție, capacitatea specifică a rețelei, calitatea transmisiei vocale, cantitatea și gama de funcții suplimentare de servicii.

Gama de frecvențe determină rezistența la interferențele terestre și particularitățile propagării undelor radio în oraș și în aer liber.

Capacitatea de a asculta interfețe la apeluri și incluziuni neautorizate (pentru apeluri din contul altcuiva) depinde de nivelul de protecție.

Capacitatea specifică este importantă în cazul unei densități mari de abonați în teritoriile celulare și în timpul orelor de vârf.
Naturalitatea vocii umane reproduse și inteligibilitatea mesajelor în condiții de zgomot sever depind de calitatea transmiterii vorbirii.

Cunoscut în țara noastră ca „telefoane mobile” NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) este un standard analogic dezvoltat în Scandinavia, echipamentul funcționează în intervalul de frecvență 453 - 468 MHz. Datorită atenuării reduse a semnalului în spații deschise, acesta are cea mai mare zonă dintre toate standardele din fiecare celulă. Acest lucru oferă cel mai mic cost și este optim pentru suprafețele mari cu densitate scăzută a populației. Conexiunea la stația de bază este posibilă pentru zeci de kilometri (teoretic - și 100, mai ales vara) și chiar în afara limitelor acoperirii garantate atunci când se utilizează amplificatoare și antene direcționale. Sunetul vocal este mai natural decât în ​​standardele digitale, dar posibilele servicii și caracteristici suplimentare sunt mai puține.

Rezistența la zgomot nu este ridicată din cauza nivelului relativ ridicat de perturbări industriale din acest domeniu. În interior, conexiunea se poate deteriora. Nu este protejat de ascultare - conversațiile se aud cu un receptor VHF simplu cu frecvența necesară. Dimensiunile, greutatea și consumul bateriilor sunt relativ mai mari decât cele ale telefoanelor digitale, ceea ce înseamnă mai puțin timp între două încărcări. Cu toate acestea, principala problemă este capacitatea redusă de abonat. Acest lucru mărește timpul de conectare la sarcini de vârf. În orașele mari, numărul de difuzoare simultane într-o celulă este limitat.

Înainte de a-l lăsa, s-a presupus că îmbunătățește standardul prin reducerea pasului dintre canale de la 25 la 12,5 kHz, ceea ce ar crește numărul de canale din celulă de la 180 la 359, precum și o divizare temporară a canalelor ca în rețelele digitale (funcționarea mai multor abonați pe o singură frecvență).

American AMPS (Advanced Mobile Phone Service) este, de asemenea, analog și funcționează la 825 - 890 MHz. Capacitatea rețelei este mai mare decât NMT-450. În acest interval, nivelurile perturbărilor industriale și atmosferice sunt mai scăzute. Conexiunea interioară este mai bună. Cu toate acestea, aria conexiunii stabile în jurul fiecărei stații de bază este mai mică, motiv pentru care sunt plasate mai aproape una de cealaltă.

Datorită caducității sale, după 1990, acest standard a fost înlocuit de deja digitalul D - AMPS. Funcționează la același 825 - 890 MHz, dar capacitatea rețelelor este acum mult mai mare și are o gamă largă de servicii suplimentare pe lângă transmisia vocală. Ceea ce este mai interesant - telefoanele pot funcționa atât în ​​mod analog, cât și digital. Dacă în timpul roamingului abonatul cade de la rețeaua analogică AMPS la D-AMPS digital, i se alocă un canal analogic. Este adevărat, atunci nu puteți utiliza servicii digitale preplătite.

Rețelele celulare au orele lor de vârf. Acest lucru este valabil mai ales pentru orașele mari, unde majoritatea consumatorilor. Pentru a evita întreruperile sau incapacitatea de a efectua apeluri, rețelele digitale au înlocuit analogul.

GSM - 900 (Global System for Mobile Communications - Global System for Mobile Communication) este un standard digital care funcționează în intervalul 890 - 960 MHz. Capacitatea rețelelor este relativ mare. Tulburările industriale sunt nesemnificative. Telefoanele sunt mai mici și mai ușoare decât cele analogice. Puterea maximă emisă de aceștia este de 2 wați.

Funcționează mai mult cu o singură încărcare a bateriei, în principal datorită ajutorului stației de bază. Monitorizează constant nivelul semnalului pe care îl primește de la abonat și atunci când este mai puternic decât este necesar, trimite automat o comandă către telefon pentru a reduce puterea transmisă. Dar conexiunea la o distanță de peste 35 km de cea mai apropiată stație de bază este imposibilă chiar și cu amplificatoare și antene direcționale. Vocile sună oarecum nenatural, dar datorită criptării cheii publice, ascultarea și utilizarea ilegală a numerelor sunt dificile.

GSM-1800 este o modificare a standardului GSM-900, care funcționează în intervalul 1710 - 1880 MHz. Puterea maximă emisă de telefoane este redusă la jumătate - acum doar 1 W, ceea ce crește timpul de funcționare cu o singură încărcare a bateriei și reduce radiația dăunătoare a difuzoarelor. În mod ideal, acestea pot funcționa în rețelele GSM-900 (comutarea se face manual sau automat), dar numai dacă rețelele au același proprietar sau dacă există un acord de roaming între diferiți proprietari.

O formă suplimentară, în comparație cu telefoanele mobile, de protecție împotriva conexiunii neautorizate la rețea este o cartelă SIM specială (Modul de identificare a abonatului - modul pentru identificarea abonatului). Acest card de plată are un cip încorporat, care conține informații speciale despre abonat și poate fi utilizat cu orice telefon care funcționează conform acestui standard. Pentru protecția acestuia, este introdus un număr de identificare special - codul PIN (Număr personal de identificare - Număr personal de identificare), care trebuie apelat de fiecare dată când telefonul este pornit. Dacă codul PIN este format incorect de trei ori, cartela SIM este blocată temporar. Poate fi deblocat doar cu codul PUK din 8 cifre (cheie personală de deblocare), dar după a zecea încercare incorectă cu acesta, cartela SIM este blocată permanent.

Ultimul telefon mobil

Ideea unei conexiuni mobile este că, chiar înainte de a părăsi zona de operare a unei stații de bază, telefonul cade în zona următoarei și așa mai departe până la limita exterioară a întregii zone de acoperire. La începutul dezvoltării conexiunilor celulare, primul obiectiv a fost de a oferi o zonă de acoperire maximă cu un număr minim de stații de bază. Telefoanele mobile realizează acest lucru complet cu succes. În standardele analogice, este dată o anumită bandă de frecvență pentru fiecare apel și atâta timp cât stațiile de bază pot fi la zeci de kilometri distanță, în timp ce abonații sunt puțini - totul este în regulă.

Primele telefoane erau serviete cu căști cu fir, cântăreau aproape cinci kilograme, aveau antene cu magnet de acoperiș, amplificatoare în portbagaj când începeai să vorbești, motorul însuși a crescut viteza pentru a susține bateria:) Au costat o avere. Mobilitatea prea relativă la măsurile actuale, dar totuși mobilitatea și inconvenientele nu au deranjat pe nimeni. Dar, în ciuda prețurilor îngrozitoare, telefonul mobil a reușit deseori să înlocuiască mașina, de exemplu, atunci când trebuia să lucreze și numărul de abonați a crescut rapid. Ceea ce a adus problema congestiei rețelei - foarte curând telefoanele mobile au început să fie ocupate, la fel ca telefoanele de afaceri fixe. Doar că numărul mic de canale nu a fost suficient pentru toată lumea care a vrut să vorbească în același timp.

Unul dintre conceptele fundamentale ale conexiunii celulare este accesul multiplu. Aceasta înseamnă că mulți abonați trebuie să poată lucra în sistem în același timp. Cu alte cuvinte, un număr semnificativ de abonați partajează un număr limitat de canale radio. Fiecare abonat poate accesa orice canal radio. În acest sens, canalul face parte dintr-un interval limitat de frecvențe rezervat pentru această rețea celulară. Începutul dezvoltării intensive a noilor tehnologii pentru conexiunea telefonică mobilă poate fi considerat momentul în care creșterea numărului de abonați de rețea se confruntă cu bariera lipsei de frecvențe. În ciuda îmbunătățirilor majore, standardele analogice s-au dovedit condamnate - toate celelalte lucruri fiind egale, standardele digitale permit o creștere fundamentală a numărului de apelanți simultani.

Diferite rețele celulare utilizează diferite tehnologii de acces multiplu. AMPS-urile analogice tradiționale și TACS (Total Access Communications System) utilizează multiplexarea prin diviziune de frecvență. Gama de frecvență alocată acestora este împărțită în secțiuni de 30 și, respectiv, 25 kHz, în banda îngustă NAMPS - 10 kHz.

În rețelele digitale, metodele de acces multiple sunt diferite. Cel mai comun este Time Division Multiple Access (TDMA). Astfel sunt conexiunea celulară digitală din America de Nord (standardul se numește IS-64/IS-136) și GSM (sistem global pentru comunicații mobile) și PDS (Personal Digital Cellular). În Statele Unite sunt utilizate și rețelele CDMA, în care canalele sunt separate nu prin frecvență și timp, ci prin cod. Toate apelurile sunt amestecate într-un semnal comun în bandă largă, din care fiecare telefon extrage doar partea destinată acestuia, utilizând un cod unic special.

Utilizarea frecvențelor mai mici permite reducerea numărului de stații de bază din aceeași zonă. Telefoanele mobile analogice au nevoie de două ori mai puțin decât GSM-900 și de cinci ori mai puțin decât GSM-1800. Rău este că aceștia funcționează numai în zone mari, slab populate, și în orașe mari dens populate sau pe autostrăzi aglomerate - nu. Care, având în vedere micul teritoriu comun al țării noastre, în ciuda populației în declin, și-a decis soarta.