История развития сетей сотовой связи

Введение

В настоящее время, чтобы связаться с кем-то, это уже не проблема. Если мы не смогли позвонить человеку домой, мы сможем связаться с ним, пока он в пути или он находится в удаленном месте и вне досягаемости телефонной линии или просто по дороге на работу, мы все равно можем связаться с ним. Состояние в настоящее время сильно отличается от 1940-х годов, когда была разработана базовая клеточная концепция.
Система сотовой мобильной связи позволяет организовать беспроводную связь. Сотовые телефоны (или мобильные телефоны) в настоящее время широко используются многими людьми во всем мире. Из года в год увеличивается число абонентов мобильных телефонов. Например, в Соединенном Королевстве в конце 1992 года насчитывалось 1,4 млн. пользователей, а в 1993 году их стало 1,8 млн. человек – это огромная цифра среди растущего числа абонентов сотовых телефонов. По данным Международного института связи (World Institute of Communications), Британия заняла второе место после того, как в 1989 году Соединенные Штаты стали крупнейшими абонентами сотовых телефонов. Согласно опросу, проведенному 30 марта – 2 апреля 2000 года – примерно половина всех американцев владеет сотовым телефоном.
В последнее время развитие системы сотовой мобильной связи происходит очень быстро. Сетевые операторы сотовых телефонов теперь повсеместно распространены во всех странах мира. Быстрое развитие и распространение сотовой системы мобильной связи практически не может быть отделено от предыдущего развития телекоммуникационных систем, а именно электронной телеграфии, радио и телефона. Несмотря на то, что результат технологического развития ранее не планировался, важно рассмотреть предыдущие устройства связи.
Объектом исследования данной работы является история развития сотовой связи.
Предметом исследования данной работы являются сотовая связь и сотовые телефоны.
Цель данной работы заключается и изучении и осмыслении истории развития сотовой связи. Достижение данной цели связано с решением с следующих задач:
– проследить историю развития сотовой связи;
– рассмотреть философию современной сотовой связи;
– изучить философию работы аналоговых и цифровых сотовых телефонов;
– определить влияние развития сотовой связи на общество;
– выявить правила этикета при пользовании сотовыми телефонами и сотовой связью.


Основная часть
Раздел 1. История развития сотовой связи

Развитие сотовой системы мобильной связи можно интерпретировать очень широко. В этом реферате не будут рассмотрено развитие в определенной стране, но в целом, стоит упомянуть несколько стран, которые взяли на себя инициативу развития сотовой системы мобильной связи, например, такие как США и Япония. Давайте посмотрим на развитие электрической телеграфной сети. Характер отправки сообщения через прослойку провода электронно вдохновил Александра Грэма Белла на создание новой телекоммуникационной системы, называемой телефоном. Есть две версии, согласно которым был изобретен телефон, Александр Грэмом Беллом или Элишей Грей. Потому что в тот же день, 14 февраля 1876 года они запатентовали свои изобретения в Вашингтоне. Телефон использует на тот момент устное сообщение вместо того, чтобы кодировать сообщение так, как оно используется в телеграфной системе. Больше всего, изобретение телефона принесло телекоммуникационному продвижению еще один шаг вперед после телеграфии.
Феномен передовой новой технологии в общении, фактически был начат в 1851 году, когда Телеграфная Компания Томаса Крамптона успешно проложила кабель через море, от Дувра до Кале. Затем подводные кабели, которые прежде функционировали как электронная телеграфная сеть, были улучшены для передачи телефонных сигналов. И качество кабелей постепенно улучшалось от меди к коаксиальным кабелям, а затем к оптическим волокнам. Затем, комбинируя мобильную радиосистему и определенную полосу частот, система сотовой мобильной связи может быть реализована для ежедневного общения. Одним из ключевых элементов, обуславливающих быстрое развитие сотовой системы мобильной связи, является изобретение оптических волокон. Оптические волокна, которые были изобретены в 1964 году, – «крошечные нити ультрачистого стекла, которые могут передавать голос, данные, текст и изображения в цифровом формате». Более того, они также могут нести большой объем цифровой информации, включая тысячи телефонных звонков по импульсам света». По сравнению с предшественником, медные и коаксиальные кабели, оптические волокна явно превосходят по всем аспектам. Оптические волокна имеют много превосходства в четкости голоса, количества вызовов, которые они могут нести, очень низкий уровень помех, скорость импульсов и многие другие, которые медные и коаксиальные кабели не имеют, в том числе, и передачу определенных данных и изображений.
Сотовая связь также называется беспроводной связью, поскольку ей не нужен провод для вызова. Термин «беспроводной» был фактически придуман Гульельмо Маркони, когда в 1894 году ему удалось выявить сообщение в Азбуке Морзе. И в ответ на сигнал в другом конце комнаты раздался звонок. Это произошло потому, что сигнал пролетел по воздуху. Затем он назвал его «беспроводным». Таким образом, из-за того, что телефонные провода Белла могли донести человеческий голос в другую часть страны, ученые начали искать способы, которыми изобретение Маркони могло бы также транслировать речь. И в 1906 году Реджинальд Фессенден смог это сделать, изменив звуковые волны на сигналы посредством процесса, называемого амплитудной модуляцией (AM). В 1935 году Эдвин Армстронг из Соединенных Штатов представил радиоволны FM (частотной модуляции). Так как FM использовал меньше энергии, и меньшие, более легкие приемники, беспроводная связь начала свое развитие.
Всю историю развития сотовой связи стоит разделить на несколько периодов:
а) Период 1920-х – 1950-х гг. Развитие сотовой системы мобильной связи фактически было начато в начале 1920-х годов (если точнее, то в 1921 году), когда мобильная радиосвязь использовалась в транспортном средстве Отделом полиции Детройта Мичигана. Однако каналы были переполнены очень быстро, так как он работал на частоте 2 МГц. Затем в Соединенных Штатах произошло следующее важное событие – открытие первой публичной мобильной телефонной системы в США. Он имел три канала на частоте 150 МГц. Но вмешательство все же произошло, однако сотрудники все еще не могло решить проблему с оборудованием, потому что в то время еще не существовали технологии, которые могли помочь преодолеть возникшие проблемы. До 1920-х годов большая часть мобильной радиосвязи использовала кодирование Морзе с кодировкой «точка-тире». В начале разработки мобильные телефоны все еще были очень тяжелыми, громоздкими и шумными. Потому что они работали в нижней частотной части ОВЧ-диапазона, а дальность была около десяти миль.
б) Период 1950-х – 1960-х – в течение этого периода произошло значительное увеличение пропускной способности и технологии коммутации, используемой рабочими станциями. Например, в 1956 году было добавлено 12 каналов проводной линии около 450 МГц. И автоматическая возможность была расширена до диапазона 450 МГц в конце 1960-х годов. Она получила название «Улучшенная мобильная телефонная система» и стала стандартом для мобильной телефонной связи в США.
в) Период 1970-х – 1980-х – это был период более совершенной сотовой системы мобильной связи. Это было в 1970 году, когда Федеральная комиссия связи США (FCC) объявила предварительное распределение 75 МГц в регионе 800 МГц. FCC попросила некоторые отрасли промышленности представить свои предложения, чтобы стали понятны цели и мотивы данной коммуникации, а также продемонстрировать выполнимость этих целей. Монументальное событие произошло, когда компания Illinois Bell Telephone получила лицензию на эксплуатацию сотовой системы развития в 1977 году. В период между 1974 и 1981 годами AT & T Bell Labs сотрудничали с другими поставщиками сотовых терминалов для разработки своих сотовых телефонов, чтобы потребители могли использовать мобильный телефон для собственных нужд

. И 13 октября 1983 года в Чикаго был организован первый звонок по коммерческой сотовой системе. Основываясь на развитии сотовой системы мобильной связи в первые три периода, наиболее фундаментальной проблемой, которая все еще существовала, была полоса пропускания – мера канала связи.
г) Период с 1980-х – до настоящего времени – в течение этого периода развитие сотовой системы мобильной связи распространяется очень быстро. Крупные производители мобильных телефонов, такие как Ericsson, Nokia, Siemens, Motorola, Apple и Samsung начали внедрять и применять новые технологии в своих продуктах и ​​максимизировать качество отправки и приема в своих мобильных телефонах. Развитие, достигнутое мобильными компаниями сотовой связи в этот период, показало большое достижение. Особенно в последние десять лет развитие системы мобильной связи было очень сложным. В настоящее время владельцы сотовых телефонов теперь могут комбинировать его с Интернетом, т.к. современные модели имеют возможность выхода в скть.
С телефонами WAP (протокол беспроводного применения) абонент мобильного телефона может получить доступ к информации при помощи мобильного телефона. Более того, с развитием технологии WAP даже можно стало делать покупки всего лишь одним нажатием пальца. Также в этот период абоненты мобильных телефонов возбуждаются появлением SMS (службы коротких сообщений), который позволяет им отправлять и получать сообщения на другие сотовые телефоны и с них. Кроме того, в настоящее время существует множество ASP (Application Service Protocol), которые предоставляют услуги для отправки SMS, можно отправлять короткие сообщения на другие мобильные телефоны в одной стране или во всем мире, например www.lycos.co.uk и www.mtnsms.com. Lycos может доставить сообщение на мобильные телефоны по всей Великобритании с длиной в 130 символов. При использовании mtnsms можно доставлять сообщения на сотовые телефоны по всему миру с длиной в 140 символов. Даже с помощью mtnsms абонент, который получает сообщение, может ответить на него. И отправитель сможет узнать ответное сообщение в своей учетной записи mtnsms. И все эти услуги в основном поставляются в течение нескольких секунд. Эти достижения в технологии сотовой мобильной связи побудили новых абонентов подписываться на сотовые телефоны. Наряду с технологическим развитием сотовых мобильных телефонов в основном их можно разделить на две основные категории, а именно аналоговые и цифровые сотовые технологии. Каждая категория имеет свои типы. Например, в качестве аналога может выступать AMPS (Advanced Mobile Phone System). AMPS был разработан Bell Labs в 1970-х годах и впервые был коммерчески использован в США в 1983 году. Он работает в диапазоне 800 МГц и к концу XX века стал крупнейшим в мире сотовым стандартом. Однако после 1980-х годов также появляется все больше и больше сотовых мобильных операторов, которые начали переходить на цифровую систему. А GSM (Global System for Mobile) считается первой цифровой сотовой системой. GSM – это цифровая коммуникационная технология, используемая некоторыми операторами для предоставления услуги PCS. И другие технологии помимо GSM и AMPS – это CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов) и TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов).
При этом, стоит сказать, что и такие технологии начинают устаревать, в особенности, со второй половины 2000-х гг. Огромное развитие сегодня получили 3G и 4G технологии, позволяющие пользоваться Интернетом с куда большей скоростью. Подавляющее большинство разработчиков мобильных телефонов и сотовой связи сегодня развиваются именно в этом направлении.


Раздел 2. Философия современной сотовой связи

Принцип, используемый в сотовых телефонах, называется «повторное использование частоты». Он нацелен на увеличение обслуживания абонентов мобильных телефонов. Под «повторным использованием частоты» понимается использование мобильных телефонов с низким уровнем мощности и радиооборудования в каждом месте ячеек, что позволяет повторно использовать одну и ту же радиочастоту в разных ячейках. И он может умножать вызывающую способность, не вызывая помех. Он сильно отличается от более ранних мобильных систем, которые используют высокомощный передатчик с центральным расположением. Частота, используемая мобильными телефонами, не была повторно использована на широкой территории. Все аналоговые и цифровые мобильные телефоны используют сеть базовых станций и антенн для покрытия большой площади. Если это видно на диаграмме, маленькое место, которое покрывается каждой базовой станцией, выглядит как ячейка в сотах. Вот почему она называется сотовой. Размер ячейки варьируется от шестой десятой мили до тридцати миль в радиусе для сотовых телефонов (от 1 до 50 км). В каждой ячейке была построена базовая радиостанция для обработки входящих сигналов от других ячеек.
Медленно движущиеся абоненты, например, разговоры во время ходьбы, обрабатываются в микроячейках. В то время как быстро движущиеся абоненты, например, те, кто водит или на общественном транспорте, обрабатываются внутри макроячейки. Они должны поддерживать владельцев сотовых телефонов, которые находятся в здании или в закрытом помещении. Улучшение в делении клеток на несколько видов привело к улучшению качества приема и передачи голоса.
Сотовые телефоны сегодня часто также используют низкочастотные FM-радиоволны для передачи голоса в ближайшую антенну с локальной телефонной сетью. Тогда звонок будет проходить через обычную телефонную линию или по радиосигналу на другой сотовый телефон, в зависимости от того, кому мы звоним. Эта технология использует отдельные радиочастоты, разделяя зоны обслуживания в разных географических зонах. И эти зоны называются клетками. Ячейки здесь могут быть столь же маленькими, как библиотека университета или такая же большая, как территория Москвы. Обычно в городах больше клеток, чем в сельской местности, потому что в городах больше людей, чем в городах или в сельской местности. И каждый из них имеет свой собственный компьютер, передатчик, приемник и направленную антенну, которые связаны с MTSO или мобильными телефонными коммутационными отделениями. Мощность радиооборудования в базовой станции фиксируется так, чтобы она охватывала только одну конкретную ячейку. Когда сотовый телефон включен, компьютер на ближайшей базовой станции определяет свое присутствие внутри «соты», а затем телефон может передавать и принимать сообщения с этой позиции. Когда абонент сотового телефона перемещается из одного места в другое, его вызов передается MTSO на следующий узел сотовой связи.


Раздел 3. Философия работы аналоговых и цифровых сотовых телефонов

Сотовые телефонные системы могут быть «аналоговыми» или «цифровыми». Старые системы, такие как AMPS, TACS, NMT, являются аналоговыми. Этот механизм передачи, такой же, как и в случае с аудиокассетами и компакт-дисками – аудиокассеты являются аналоговыми, а компакт-диски – цифровыми. В любой из систем звук на микрофоне всегда начинается с уровня напряжения, который непрерывно изменяется с течением времени. Высокие частоты (высокий шаг) вызывают быстрые изменения, а низкие частоты вызывают медленные изменения. Звук в аналоговых системах имеет много общего с FM-радио, где аудио сигнал преобразуется в радиосигнал. В цифровых системах звук преобразуется в оцифрованные сэмплы со скоростью около 8000 выборок в секунду.
Цифровые выборки – это числа, которые представляют собой изменяющийся во времени уровень напряжения в определенные моменты времени. Эти образцы (числа) передаются как 1s и 0s. На другом конце образцы снова преобразуются в уровни напряжения и сглаживаются; так что человек получает примерно такой же аудиосигнал. Некоторые данные могут быть потеряны, но это может быть незаметно – в зависимости от того, как происходит процесс передачи информации. При аналоговых передачах помехи (радиочастотный шум или какая-либо другая аномалия, которая влияет на передаваемый сигнал), переводятся непосредственно в восстановленный сигнал