сотовый-телефон
Сотовая связь

Сотовый телефон

Со́товый телефо́н — мобильный телефон, предназначенный для работы в сетях сотовой связи; использует приёмопередатчик радиодиапазона и традиционную телефонную коммутацию для осуществления телефонной связи на территории зоны покрытия сотовой сети.

В настоящее время сотовая связь — самая распространённая из всех видов мобильной связи, поэтому обычно мобильным телефоном называют сотовый телефон, хотя мобильными телефонами, помимо сотовых, являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны, DECT-телефоны, некоторые модели IP-телефонов и аппараты магистральной связи.

Сотовый телефон — сложное высокотехнологичное электронное устройство, включающее в себя: приёмопередатчик на поддиапазоны 1—2 ГГц (GSM) и 2—1 ГГц (UMTS) СВЧ-диапазона, специализированный контроллер управления, дисплей, интерфейсные устройства, аккумулятор. Большинство аппаратов имеет свой уникальный номер, т. н. IMEI — международный идентификатор мобильного устройства. IMEI присваивается при производстве сотового телефона и состоит из 15 цифр; он записывается в немодифицируемую часть прошивки телефона. Сам этот номер отпечатан на этикетке телефона под аккумулятором, также на коробке (упаковке) от телефона (под штрихкодом). В большинстве телефонов его также можно узнать, набрав на клавиатуре код *#06#.

Большинство стандартов мобильной связи использует для идентификации абонента SIM-карту. Она представляет собой смарт-карту с программным управлением, и также имеет свой уникальный идентификационный номер IMSI (англ. International Mobile Subscriber Identity — международный идентификационный номер подвижного абонента) и индивидуальный цифровой пароль.

История

В 1900-х годах Никола Тесла выпустил очередной отчёт, содержащий строки: «Например, с ее помощью находящийся в данном месте телефонный абонент может позвонить и поговорить с другим абонентом в любой части Земли. Недорогая телефонная трубка по величине не больше наручных часов позволит ему слушать повсюду, на суше и на море, речевое сообщение или исполняемую музыку из какого-либо другого места, как бы далеко оно ни находилось».

В 1910 году американский журналист Роберт Слосс предсказал появление мобильного телефона и описал последствия его появления.

Во время Великой Отечественной советский учёный и изобретатель Георгий Ильич Бабат в блокадном Ленинграде предложил так называемый «монофон» — автоматический радиотелефон, работающий в сантиметровом диапазоне 1000-2000 МГц (сейчас для стандарта GSM используются частоты 850, 900, 1800 и 1900 МГц), номер которого кодируется в самом телефоне, снабжен буквенной клавиатурой и имеет также функции диктофона и автоответчика. «Он весит не больше, чем пленочный аппарат «лейка»» — писал Г. Бабат в своей статье «Монофон» в журнале «Техника-Молодежи» № 7-8 за 1943 год: «Где бы ни находился абонент — дома, в гостях или на работе, в фойе театра, на трибуне стадиона, наблюдая состязания — всюду он может включить свой индивидуальный монофон в одно из многочисленных окончаний разветвлений волновой сети. К одному окончанию могут подключиться несколько абонентов, и сколько бы их ни было, они не помешают друг другу». В связи с тем, что принципы сотовой связи к тому времени еще не были изобретены, Бабат предлагал использовать для связи мобильников с базовой станцией разветвленную сеть СВЧ — волноводов.

В 1946 году Моторола совместно с исследовательской лабораторией Bell Laboratories запустила первый коммерческий мобильный телефонный сервис в США — Мобильная Телефонная Система (МТС).

В 1947 году Bell Laboratories (принадлежащая компании AT&T) предложила принцип действия сотовой мобильной связи.

В 1957 году Л. И. Куприянович создал в СССР экспериментальный образец мобильного телефона ЛК-1 весом 3 кг и базовую станцию к нему, связанную с ГТС; в последующих образцах 1958 года вес мобильных телефонов был снижен до 0,5 кг. В 1961 году Л. И. Куприянович создал опытный образец карманного мобильного телефона[3].

В 1966 году Болгария представила на выставке «Интероргтехника-66» промышленный образец прообраза микросотовых сетей — мобильные телефоны РАТ-0,5 и АТРТ-0,5 и базовую станцию РАТЦ-10 на 6 абонентов.

В 1973 году был выпущен первый прототип портативного сотового телефона — Motorola DynaTAC. Считается, что первый звонок по этому телефону был сделан 3 апреля 1973 года, когда его изобретатель, сотрудник Motorola Мартин Купер, позвонил конкуренту из AT&T, Джоэлю Энгелю (англ.)русск.. DynaTAC весил около 1,15 кг и имел размер 22,5×12,5×3,75 см. На его передней панели было расположено 12 клавиш — 10 цифровых и две для отправки вызова и прекращения разговора. У DynaTAC отсутствовал дисплей и не было никаких дополнительных функций. В режиме ожидания он мог работать до восьми часов, в режиме разговора — около часа (по другим данным, 35 минут); заряжать его приходилось чуть более 10 часов. До 1983 года было создано 5 прототипов DynaTAC.

В 1981 году в качестве единого стандарта для Швеции, Финляндии, Норвегии, Дании, Исландии и Саудовской Аравии был принят NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) с рабочей частотой 450 МГц.

В 1983 году в США исследовательский центр Bell Laboratories ввёл в эксплуатацию систему связи на базе стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service).

В 1984 году в продаже появилась итоговая модель DynaTAC 8000X. Потребителей настолько поразила возможность всегда оставаться на связи при помощи портативного телефона, что в очередь на приобретение DynaTAC 8000X записывались тысячи человек, несмотря на внушительную первоначальную цену новинки — 3995 долларов.

В 1985 году в Великобритании в качестве национального стандарта принята система ETACS (Enhanced Total Access Communications System), основанная на технологии AMPS.

В 1989 году был выпущен сотовый телефон Motorola MicroTAC с флипом (микрофон его размещался в этой откидывающейся крышке).

В 1990 году в США утверждён новый национальный стандарт цифровой связи IS-54 (D-AMPS). Тогда же в США Qualcomm начала исследования нового вида связи, основанного на технологии кодового разделения сигналов по частоте, CDMA (Code Division Multiple Access).

9 сентября 1991 в СССР появился первый оператор сотовой связи стандарта NMT-450 — ЗАО «Дельта Телеком». Цена телефона Mobira — MD 59 NB2 (массой около 3 кг) с подключением составляла около 4000 долл., минута разговора стоила около 1 долл. За первые четыре года работы «Дельта Телеком» подключила 10 000 абонентов.

1992 год — начало эпохи GSM, в Германии запущена в коммерческую эксплуатацию система связи на основе этой технологии.

  • 1993 — произведён первый сотовый телефон со встроенными часами Benefon Beta.
  • 1993 — В России появился первый GSM-оператор. Компания МТС образована как закрытое акционерное общество в октябре 1993 года такими компаниями, как ОАО «Московская городская телефонная сеть» (МГТС), Deutsche Telecom (DeTeMobil), Siemens и ещё несколькими акционерами.
  • 1994 год — МТС начала коммерческую деятельность в Московской лицензионной зоне.
  • 1995 год — в Китае заработала первая в мире система связи стандарта CDMA (IS-95).
  • 1996 год — выпущен первый сотовый телефон в форм-факторе «раскладушка» — Motorola StarTAC. Этот телефон пользовался большим успехом в США и Европе.
  • 1996 — начато производство Siemens S10, первого телефона с цветным дисплеем (3 цвета, 8 оттенков) и диктофоном.
  • 1996 — первый коммуникатор (Nokia Communicator), включающий в себя широкий спектр функций, среди которых факс и электронная почта.
  • 1997 год — выпущен сотовый телефон Philips Spark, способный работать до 350 часов без подзарядки.
  • 1997 — выпущены первые мобильные телефоны в форм-факторе «слайдер»: Sony CMD-X1000 и получивший широкую известность благодаря использованию в фильме «Матрица» Nokia 8110 (многие источники ошибочно приписывают первенство в этом плане аппарату Siemens SL10, хотя выпуск последнего был начат только в 1999 году).
  • 1998 год — первый мобильный телефон с сенсорным дисплеем — Sharp PMC-1 Smart-phone.
  • 1998 — Siemens S10 Active — первый мобильный телефон в защищённом корпусе.
  • 1999 год — выпущен телефон с поддержкой технологии WAP — Nokia 7110.
  • 1999 — выпущен сотовый телефон с возможностью использования двух SIM-карт Benefon Twin+.
  • 2000 год — первый сотовый телефон с поддержкой технологии Internet Times (Swatch) — Ericsson T20.
  • 2000 — первый сотовый телефон, имеющий GPS-приёмник — Benefon ESC.
  • 2000 — первый сотовый телефон, с полифонией (Sony J5).
  • 2000 — японская компания Sharp совместно с оператором сотовой связи J-Phone выпустила первые сотовые телефоны со встроенной фотокамерой (первый телефон серии — Sharp J-SH04).
  • 2000 — первый сотовый телефон с MP3-плеером и поддержкой карт памяти MMC (Siemens SL45).
  • В 2001 году — первый сотовый телефон, разработанный специально для женщин — Samsung SGH-A400.

2001 год — японская NTT DoCoMo запускает сеть связи 3G.

  • 2001 год появился первый телефон с поддержкой Java — Siemens SL45i.
  • В 2002 году был выпущен первый сотовый телефон в форм-факторе ротатор — Motorola V70.
  • 2002 год — компания Ericsson выпустила первый мобильный телефон с поддержкой технологии Bluetooth.
  • 2002 год — компания ЗАО «Дельта Телеком» запустила первую в России сеть современного стандарта CDMA-450.
  • 2002 год — выпущен первый сотовый телефон с поддержкой EDGE — Nokia 6200/6220.
  • В 2003 году в России насчитывалось свыше 30 млн сотовых абонентов.
  • Первый сотовый телефон с внутренним OLED-дисплеем был выпущен фирмой Sanyo.
  • Первый сотовый телефон с внешним OLED-дисплеем Fujitsu F504i.
  • 2007 год — анонсирован Apple iPhone.
  • В 2009 году в продажу поступил телефон с камерой 12,1 Мп — Samsung Pixon12 M8910.
  • В 2009 году анонсирован первый смартфон с беспроводной зарядкой — Palm Pre.
  • В 2012 году появился телефон с камерой 41 Мп — Nokia 808 PureView.

Работа телефона в сотовой сети

Сотовая сеть состоит из базовых станций (многочастотных УКВ-приёмопередатчиков), распределенных по всей зоне покрытия сотовой сети и коммутаторов. Сотовый телефон прослушивает эфир, находит сигнал от базовой станции и посылает ей уникальные идентификаторы — SIM-карты (IMSI) и телефона (IMEI).

Компьютер сети проверяет подлинность абонента, передав на мобильный телефон случайное число, которое SIM-карта обрабатывает по специальному алгоритму и посылает результат на ближайшую базовую станцию. Базовая станция передаёт информацию в центр коммутации, где сверяются зашифрованные отклики с мобильного телефона и вычисленный сетью. При совпадении абонент попадает в белый список и ему разрешается доступ в сеть. Если совпадения не происходит, SIM-карта блокируется. Надёжность идентификации считается достаточно высокой.

Сотовый телефон и базовая станция поддерживают постоянный радиоконтакт. При перемещениях сотовый телефон время от времени переключается с одной базовой станции на другую (хэндовер), выбирая «лучшую» станцию на основании одного или нескольких параметров — мощности принимаемого сигнала, отношения сигнал/шум, частоты появления ошибочных битов наличия свободных каналов и других. Этот процесс происходит, даже если телефон находится в режиме ожидания, и разговор не ведется.

Компьютер сети всегда знает, с какой базовой станцией данный мобильный телефон поддерживает устойчивую радиосвязь. Запоминая текущее время и номер базовой станции, компьютер хранит время переговоров и место нахождения абонента.

Украденный сотовый телефон могут находить по его идентификатору IMEI, независимо от того, какая SIM-карта в нём установлена. Во многих аппаратах можно сменить IMEI, используя различные незаконные способы.

Связь телефона со станцией может проводиться по множеству цифровых протоколов, которые можно разделить на семейства. Главные из них: (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS. Устаревшие аналоговые протоколы — (AMPS, NAMPS, NMT-450).

Большинство современных сотовых телефонов могут работать в нескольких стандартах, что позволяет пользоваться услугами роуминга в разных сотовых сетях. Большинство GSM-телефонов, используемых в России, поддерживают протоколы GSM-900 и GSM-1800, многие работают также в сетях GSM-850 и GSM-1900. Почти все UMTS-телефоны могут работать в сетях GSM. В СМИ сообщалось о проекте сотового телефона, которым можно пользоваться, примерно как рацией, — если абоненты находятся недалеко друг от друга, такой телефон обеспечит связь между ними, не используя коммутационную технику сотового оператора, — за такой разговор не придётся платить сотовому оператору. Данная технология была реализована в телефонах Nokia 3109c и Nokia 3110c.

В современном стандарте LTE (сеть сотовой связи 4G, 4-го поколения) возможность связи аппаратов напрямую реализована уже на уровне стандарта. Это позволяет как общаться людям, так и связываться автоматически нескольким устройствам. Например, можно сделать сеть «умных» светофоров и дорожных знаков, которые будут напрямую связаны с оконечными устройствами LTE. Это открывает новые возможности для информирования людей о дорожной ситуации, о завершении определённой фазы работы светофора и многие другие.

Типы сотовых телефонов

Помимо обычных сотовых телефонов, существуют такие разновидности, как:

  • Камерофон — мобильные телефоны с функцией фотоаппарата и/или видеокамеры. В настоящее время данное название практически вышло из обихода в первоначальном понимании, поскольку большинство современных аппаратов оснащено встроенными фото/видеокамерами. Тем не менее, так часто называют мультимедийные телефоны с расширенными фотовозможностями (в частности, телефоны с высоким качеством камеры).
  • Мультимедийный телефон (плеерфон, мьюзикфон, музыкальный телефон) — специализированные мобильные телефоны с расширенными возможностями воспроизведения аудио- и видеофайлов и т. п.. Этот термин, как и «камерофон», выходит из употребления, поскольку большая часть современных средних по цене аппаратов может проигрывать цифровые фонограммы и оснащается разъёмом для карты памяти. Тем не менее, в ряде мультимедийных телефонов упор делается именно на аудиовозможностях (например, Sony Ericsson серии W (Walkman) со встроенным плеером, Motorola серии ROKR; W, Nokia серии X, являющиеся в основном бюджетными телефонами, за некоторыми исключениями).

Nokia 6680, пример смартфона 2005 года

  • Смартфон — мобильный телефон с полноценной операционной системой (Symbian OS, Windows Mobile, Palm OS, GNU/Linux, Android, Apple iOS, MeeGo и др.). Такие телефоны позволяют устанавливать любые новые программы, поддерживаемые данной операционной системой и расширяющие их функциональность: IM-клиенты, офисные пакеты, органайзеры, аудио и видеопроигрыватели, программы управления звонками, браузеры и т. д. Для смартфонов существуют и вирусы (в то время как возможность внедрения в обычные телефоны деструктивного кода весьма затруднительна, в силу закрытости ОС). С появлением таких телефонов в русском языке за телефонами, не обладающими такими функциями, закрепился жаргонный термин «звонилка».
  • Коммуникатор — карманный персональный компьютер (КПК) с функциями мобильного телефона. Иная ветвь мобильных устройств по отношению к смартфонам, но имеющая тенденцию к сближению между ними (в настоящее время функциональность и тех и других в целом сходится). Как и смартфоны, работают под управлением операционных систем, открытых для разработки сторонних приложений. Возможности смартфонов и коммуникаторов, как и любых «старших» компьютеров, зависят от установленных программ и «железа».
  • Бизнес-телефон — телефон со специализированными функциями для корпоративных пользователей. Такие телефоны позволяют просматривать текстовые документы и электронные таблицы, работать с электронной почтой, синхронизировать данные органайзера с корпоративным сервером и т. п. Значительная часть бизнес-телефонов является смартфонами или коммуникаторами, часто встречаются устройства с QWERTY-клавиатурой. Иногда такие телефоны, обладая значительной функциональностью, лишены фотокамеры (для организаций с повышенными требованиями безопасности).
  • Имиджевый телефон — телефоны, главная особенность которых — стильный внешний вид и броская функциональность (в частности — автоматизированное раскрытие). В имиджевых телефонах часто применяются необычные форм-факторы и стильные (и дорогостоящие) материалы — при изготовлении таких телефонов для отделки корпуса нередко используются благородные металлы и драгоценные камни. Функциональность таких устройств обычно невысока, хотя, в виде исключения, среди них встречаются смартфоны и коммуникаторы. Примером имиджевых телефонов являются модели от Vertu, хотя таковые обычно имеются и в линейках моделей у многих производителей.
  • Одноразовый телефон — телефон, обладающий базовой функциональностью (зачастую без дисплея и даже SIM-карты, некоторые в формате кредитной карты), предназначенный для звонков до исчерпания баланса или до окончания заряда батарей, далее выбрасываемый или утилизируемый.
  • Телефон для пожилых людей (бабушкофон, дедушкофон) — телефон, обладающий базовой функциональностью, кнопкой SOS, большими кнопками, крупным шрифтом на дисплее (зачастую монохромном).

Источник: ru.wikipedia.org

Похожие записи