История сотовой телефонии.
История сотовой телефонии
Леонид Черняк
Есть удивительные идеи, которые позволяют выйти за, казалось бы, непреодолимые природные ограничения.
Три десятилетия назад Мартин Купер, инженер из Motorola, запатентовал конструкцию первого сотового телефона, и теперь часто именно его называют отцом этого великого изобретения. Действительно, 17 октября 1973 года Купер подал заявку на «систему радиотелефонии» (radio telephone system) и получил US Patent Number 3 906 166 через два года, 16 сентября 1975 года. Однако от получения патента и первых экспериментов до демонстрации практических результатов путь оказался неблизким. Реальная первая коммерческая модель сотового телефона была представлена на суд публики только через десять лет. А сам Купер, отдав 30 лет компании Motorola, как это принято среди ветеранов из числа ученых и инженеров такого масштаба, достигнув преклонного возраста, основал свою собственную небольшую фирму ArrayComm, где продолжает работать над отдельными вопросами распространения сигнала в сотовой телефонии. Никоим образом не отрицая личной заслуги Купера, надо признать: он не может быть признан единственным изобретателем сотовой связи. Перед нами типичное проявление феномена памяти человечества. Люди склонны преувеличивать роль отдельной личности как в истории общества, так и в истории науки и техники. В конце концов, так ли критично, кто именно сделал тот или иной шаг — ведь не будь Христофора Колумба, Америка все равно была бы открыта, не будь Игоря Сикорского, кто-то иной сконструировал бы вертолет. Иногда, — разумеется, не всегда — история идей и их метаморфозы оказываются даже интереснее персональных историй творцов. Есть удивительные идеи, которые позволяют выйти за, казалось бы, непреодолимые природные ограничения. Это утверждение можно в полной мере отнести к изобретению сотовой телефонии.
Предпосылки
На пути к общедоступной мобильной связи непреодолимым ограничением выступала конечная пропускная способность эфирного радиоканала. Это такое же природное ограничение, как конечность скорости света. Правда, чем выше несущая частота, тем больше и пропускная способность канала, например: в длинноволновом радиодиапазоне может работать несколько станций, в средневолновом — дюжина, а в довольно узком, выделенном для радиовещания диапазоне УКВ-FM их может быть еще больше. В поисках новых возможностей осваиваются более и более высокие несущие частоты, например, эфирное телевидение перебралось в дециметровый диапазон. Лазерный луч может стать носителем гораздо большего числа каналов, чем эфир, кроме того, в отличие от эфира, имеющегося в единственном числе, количество ниток кабеля можно увеличивать, поэтому кабельная связь не имеет видимого предела для роста пропускной способности. Полоса частотного диапазона, которая может быть выделена для мобильной связи, конечна, она может занимать небольшую часть эфирного пространства, следовательно, в ней можно разместить только заданное число каналов, причем для каждого из них нельзя выделить полосу частот, которая была бы уже определенного минимума без потери качества. Кроме того, известно, что волны ультракороткого диапазона распространяются в зоне прямой видимости. С одной стороны, это ограничение, а с другой — шанс, о котором речь пойдет ниже.
Вследствие описанных ограничений радиодиапазон был и остается одним из самых нормируемых ресурсов во всех странах. Это означает, что массовый выход в радиодиапазон для всех желающих, если действовать напрямую, принципиально невозможен. Любая мобильная связь до появления сотовой строилась именно напрямую; задача решалась «в лоб» с использованием центральной диспетчерской, оборудованной достаточно высокой антенной, чтобы абоненты находились в зоне прямой видимости. Поэтому телевизионные башни сейчас используются не столько для передачи телевизионного канала (уж его-то разумнее передавать по кабелю сколько для многочисленных антенн ведомственной связи. Лет 20 тому назад появились такого рода телефоны в автомобилях. В нашей стране их принадлежность была вполне определенной, но и в западных странах телефон в автомобиле был малодоступен. Может быть, по этой причине тогда появилась мода на антенны-хлысты, устанавливаемые на обычные автомобили. Они были метра три длиной, функционально бессмысленные, но уравнивавшие, хотя бы внешне, обывателя с власть имущими. Качество связи из-за ограничений на частотную полосу по определению оставалось плохим, а зона действия определялась высотой антенны.
Мобильная телефония, досотовый период
Тем не менее мобильная связь развивалась. Где взять точку отсчета в ее истории? С Попова и Маркони? С работ физиков, открывших электромагнитное излучение? Так, оглядываясь все дальше назад, можно дойти и до античной Греции и первой теории электричества. Сегодняшняя доступность на бытовом уровне затмевает то обстоятельство, что сотовая телефония — это квинтэссенция человеческой мысли, накопленная за столетия. Возможно, первой практической точкой отсчета можно признать работы Эдвина Армстронга. В 1935 году он предложил использовать УКВ-диапазон и метод частотной модуляции Frequency Modulation (FM) для радиовещания, что позволило поднять качество, поскольку частотная модуляция меньше подвержена помехам и полоса шире, а следовательно, можно передавать более широкий спектр звука. Первой станцией, вышедшей в эфир в FM-диапазоне, была W47MV (ныне WSM-FM). Это случилось 31 декабря 1941 года. Но к тому же возможности FM оказались находкой и для радиосвязи, особенно в условиях сражений на полях Второй мировой войны.
Выдающуюся роль в создании средств мобильной радиосвязи сыграл Ал Гросс, который с детства был энтузиастом-радиолюбителем. Гросс первым смог вывести мобильную радиосвязь в метровый и дециметровый диапазоны (VHF и UHF, частота свыше 100 МГц). В 1938 году он соорудил мобильное устройство, которое окрестил хорошо известным теперь именем walkietalkie, то есть что-то вроде «иду-говорю». Очень скоро этот нехитрый прибор попал в поле зрения американской разведывательной конторы, предшественника нынешнего ЦРУ, — US Office of Strategic Services. Эта военизированная организация мобилизовала Гросса на свою службу, и вскоре аналоги «уоки-токи» успешно использовались разведчиками, работавшими за линией фронта, с их помощью агенты связывались с пролетающими самолетами и при этом не пеленговались немцами. Пеленгаторы помешали не только Штирлицу и радистке Кэт, но стали средством для обнаружения реальных разведчиков, которые работали в коротковолновом диапазоне. После войны Гросс создал основы для служебного и гражданского радио, и начиная с 1948 года радиотелефоны появились у различного рода служб. Гросс сделал чрезвычайно много, в том числе и для космической связи, получил массу почетных титулов, но случилось так, что не он предложил самое главное — идею сотовой связи.
Без картинок, только, лень в аплоад загонять
irinkina
http://www.school120.pisem.net/sotos.htmlПрикольно.
ps. Скопировать не могу.