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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Celular. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. La comunicación celular, una red de comunicación móvil es uno de los tipos de comunicación por radio móvil, que se basa en una red celular. La característica clave es que el área de cobertura total se divide en celdas (celdas) determinadas por las áreas de cobertura de las estaciones base (BS) individuales. Las celdas se superponen parcialmente y juntas forman una red. En una superficie ideal (plana y sin desarrollar), el área de cobertura de una BS es un círculo, por lo que la red compuesta por ellas parece celdas hexagonales (panales). La red consta de transceptores espacialmente separados que operan en el mismo rango de frecuencia y equipos de conmutación que le permiten determinar la ubicación actual de los suscriptores móviles y garantizar la continuidad de la comunicación cuando un suscriptor se mueve del área de cobertura de un transceptor al área de cobertura de otro La red móvil incluye una gran cantidad de estaciones base, cuyas áreas de servicio se superponen parcialmente debido a su limitada potencia de transmisión. Por lo tanto, el área en la que teóricamente se garantiza la conexión de un teléfono móvil con la estación base considerada, en términos del plan, es un poliedro, una celda que se asemeja a un panal. Es a partir de aquí que este tipo de comunicación de radio móvil obtuvo su nombre: celular.
Resulta que la pregunta de cuántos años tiene el teléfono no es tan fácil de responder. Juzgue usted mismo: el investigador francés Charles Boursol descubrió en 1854 el principio de transformar la vibración de la membrana de ondas sonoras en una señal eléctrica, que luego se transmite a través de cables a distancia. Posteriormente, el naturalista alemán Johann Reis aprendió a transmitir sonidos musicales a través de cables. Pero no fue posible transmitir el discurso. Finalmente, en 1876, la suerte le sonrió al inventor estadounidense Alexander Bell, quien supuso que se necesitaba corriente continua para transmitir el habla y desarrolló un teléfono primitivo (pero funcional). Se veía terrible: en el centro de la "naturaleza muerta" había un imán en forma de herradura con un alambre enrollado alrededor, sin estética. Hagamos una reserva de que la prioridad de Bell es la versión estadounidense de la historia, pero algunos investigadores lo cuestionan y encuentran un "rastro ruso" en la invención. Sin embargo, fue Bell quien patentó la tecnología, y le debemos la palabra "teléfono". Desde entonces, el teléfono comenzó a cambiar rápidamente tanto externa como internamente. En la década de 1920 era una "campana" con un altavoz desmontable. En 1937, el teléfono adquirió el ahora familiar auricular y un dial giratorio para marcar. Y vivió de esta forma en la URSS y en los países de Europa del Este hasta finales de la década de 1980. La industria soviética nunca ha producido teléfonos inalámbricos. La movilidad dentro de los límites del propio apartamento se resolvió instalando un cable trenzado largo, de más de diez metros, que permitía llevar el teléfono a la habitación contigua. A principios de la década de 1990, aparecieron los teléfonos inalámbricos de tonos. Gradualmente, los dispositivos domésticos y de oficina que operaban en la banda de 50 MHz con un alcance de varias decenas de metros fueron reemplazados por dispositivos de 900 MHz. Este último proporcionó una mayor inmunidad al ruido, cierta protección contra dispositivos gemelos y un alcance de hasta varios cientos de metros desde la estación base. El alcance real dependía en gran medida del tipo de habitación, el número de mamparos de hormigón y otros obstáculos. Sin embargo, los dispositivos modernos de 900 MHz le permiten trabajar cómodamente en una gran oficina y en un edificio de varias plantas. De hecho, los antepasados de las comunicaciones móviles celulares fueron los cables de extensión de radioteléfonos y varias redes de radio autónomas. Por cierto, la red de comunicaciones especiales zonal radial de Altai, ampliamente conocida en la época soviética, que fue utilizada por la élite estatal de entonces, proporcionó movilidad dentro de cientos de tamaños impresionantes. Dado que esta red tenía pocos suscriptores, no se trataba de salvar el recurso de frecuencia de radio en ese momento. Sistemas de comunicación similares estaban disponibles en otros países, pero esto fue solo un preludio del futuro de las comunicaciones celulares. La introducción de verdaderas redes celulares comenzó solo después de que se resolvió el problema de salvar el espectro de frecuencia de radio y se encontraron formas de determinar la ubicación actual de los suscriptores móviles. Esto era necesario para el enrutamiento óptimo de las llamadas hacia ellos y garantizar la continuidad de la comunicación cuando un suscriptor se mueve de una celda a otra. El nacimiento de la comunicación celular se remonta a 1971. Fue entonces cuando la empresa Bell System presentó a la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. una descripción de la arquitectura de las comunicaciones radiotelefónicas, que más tarde se conocería como celular. Pero el camino de una idea a un proyecto real tomó bastante tiempo: las redes celulares comerciales comenzaron a funcionar solo diez años después. El desarrollo de los sistemas celulares en la década de 1970 y su implementación posterior en la década de 1980 presentó una variedad de problemas técnicos desafiantes. Uno de los más graves fue la creación de terminales portátiles de abonado, de pequeño tamaño y peso. A principios de la década de 1970, incluso las soluciones técnicas avanzadas para terminales de automóviles pesaban un poco menos de 15 kilogramos. Y el dispositivo del mismo propósito tuvo que implementarse en tamaños y pesos aceptables para sujetar con una mano cerca de la oreja. Los especialistas de Motorola (EE.UU.) lograron lucir los primeros éxitos. Uno de los fundadores de las nuevas áreas de telecomunicaciones es Martin Cooper, quien a principios de la década de 1970 se desempeñó como vicepresidente de Motorola. Fue el primero en proponer formas de reducir radicalmente el tamaño del radioteléfono. Y en 1973, apareció el primer radioteléfono relativamente pequeño, que pasó con éxito las pruebas de laboratorio. Martin Cooper hizo la primera llamada con él a un compañero competidor de Bell Laboratories. Como testifica el propio Cooper, pronunció las siguientes palabras: “Imagina, Joel, que te estoy llamando desde el primer celular del mundo. Lo tengo en mis manos, y estoy caminando por una calle de Nueva York”.
A mediados de la década de 1980, el nombre de Martin Cooper fue incluido en el Wireless Hall of Fame. Los primeros sistemas de comunicación celular eran analógicos y tenían un serio inconveniente: la incompatibilidad de los sistemas de diferentes fabricantes. Esto limitó significativamente la capacidad de mover suscriptores entre países e incluso ciudades donde se implementaron diferentes tipos de sistemas. Las redes celulares analógicas tan familiares para el usuario moderno comenzaron a crearse a principios de la década de 1980 en muchos países europeos sobre la base del equipo unificado del estándar MMT-450 y en los EE. UU. Sobre la base del estándar AMPS. Eran ellos quienes en ese momento estaban destinados a hacerse cargo de la mayor parte de los suscriptores móviles de todo el mundo. Como resultado de una iniciativa europea en 1982, surgió un grupo de expertos en comunicaciones móviles GSM (Group Special Mobile) de 17 administraciones de comunicaciones europeas, que comenzaron a desarrollar un nuevo estándar digital para comunicaciones celulares. Muchos años de esfuerzos GSM han tenido éxito, y hoy tenemos otra decodificación ampliamente utilizada de la abreviatura GSM. Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for Mobile Communications). Para resolver los problemas de implementación y operación del nuevo estándar en 1987, se fundó el grupo de trabajo europeo MoU, un memorando de entendimiento de la esencia de los acuerdos conjuntos sobre el uso. Esta comunidad de socios incluye actualmente a más de cien operadores de casi 100 países de todo el mundo. El enfoque serio de los europeos para la creación de un nuevo estándar condujo al éxito: el surgimiento del líder actual en comunicaciones celulares europeas: el estándar GSM que opera en la banda de 900 MHz. “En 1988, se adoptaron los documentos principales y comenzó el desarrollo de la producción de equipos para sistemas de servicio de este estándar”, escribe A. Golyshev en la revista Radio. “Y en 1991, las primeras redes GSM ya se usaban prácticamente. ser considerado un ejemplo de una solución conjunta de problemas técnicos y organizativos complejos por parte de un gran grupo de países. El sistema y las soluciones técnicas desarrolladas en el marco de GSM se utilizan actualmente ampliamente en la creación de prometedores sistemas de comunicación celular digital, incluidos los basados en Otras tecnologías Las soluciones incluyen la construcción de redes GSM sobre los principios de las redes inteligentes, el uso de un modelo de sistemas abiertos, la introducción de nuevos modelos eficientes de reutilización de frecuencias, etc. El estándar utiliza acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), operando en el rango de frecuencia 890...915 MHz (enlace ascendente) y 935...960 MHz (enlace descendente) con un ancho de banda de canal de 200 kHz. Además de los canales de tráfico, también hay canales de control. Por lo tanto, se implementan ocho canales de comunicación lógicos en un canal de radio físico en GSM, cada uno de los cuales puede ser utilizado por un suscriptor separado. Una estación base puede admitir un máximo de 16 a 20 canales de radio. La velocidad máxima de transferencia de datos en el sistema es de 9,6 Kbps. El estándar GSM utiliza la llamada modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana espectralmente eficiente con un desplazamiento de frecuencia mínimo. Para proteger contra errores en los canales de radio del sistema GSM, se utiliza codificación convolucional y de bloques con entrelazado. La codificación convolucional se ocupa de errores individuales, el intercalado permite que los errores de grupo se conviertan en errores individuales y la codificación de bloques elimina los errores restantes sin corregir. Se logra un aumento en la eficiencia de codificación e intercalación a baja velocidad de movimiento de los terminales de abonado mediante la conmutación lenta de frecuencias operativas durante una sesión de comunicación a una velocidad de 217 saltos por segundo. Para un alto grado de seguridad en la transmisión de mensajes, se cifran adicionalmente mediante un algoritmo de clave pública. "La composición funcional del sistema es bastante tradicional, - señala A. Golyshev, - consiste en un centro de conmutación, un centro de control y mantenimiento, estaciones base y terminales de suscriptores. El centro de conmutación atiende a un grupo de celdas (celdas), cada una de las cuales contiene una estación base (los grupos separados de estaciones base están controlados por un controlador especializado), proporcionando todo tipo de conexiones que necesita una estación móvil suscriptora, así como "traspaso". " cuando un suscriptor se mueve (de una celda celular) y cambia de canal de radio cuando ocurren interferencias o mal funcionamiento. El centro de conmutación monitorea continuamente la ubicación de las estaciones móviles, almacenando esta información en bases de datos seguras especiales. Esto permite dar servicio (roaming) a usuarios de otras redes de este estándar (propiedad de otros operadores)... ...Los desarrolladores se han asegurado de que el sistema GSM tenga su propio mecanismo interno para determinar la ubicación de los suscriptores y enrutar llamadas, independientemente de la red telefónica específica a la que esté conectado y, en consecuencia, podría simplemente hacer lo mismo en cualquier parte de cada país. Todo esto facilita la organización del roaming automático, que ahora es muy utilizado en todo el mundo”. Para excluir el acceso no autorizado a la red GSM, se autentica al suscriptor. Al mismo tiempo, todos reciben un módulo de autenticación de suscriptor estándar durante el uso de la red, que contiene un número de identificación internacional, su propia clave individual y algoritmo de autenticación. Habiendo insertado su tarjeta en el terminal, el suscriptor convierte este último en su dispositivo individual. Para proporcionar protección adicional a su terminal, el suscriptor puede configurar un modo operativo en el que es necesario teclear adicionalmente un código PIN en el teclado. Otro nodo importante en la red GSM responsable de su confiabilidad es el centro de operación y mantenimiento (OMC). Proporciona control y gestión de todos los componentes de la red, y también controla la calidad de su trabajo. Dependiendo de la naturaleza de la falla, el OMC permite corregirla automáticamente o con la ayuda de una intervención de emergencia por parte del personal técnico. La red GSM tiene un centro de control dedicado a la operación y mantenimiento de toda la red, que puede contener varios OMC regionales. El sistema brinda a sus suscriptores una amplia gama de servicios de transferencia de llamadas, notificación de costos de tarifas, inclusión en un grupo cerrado de usuarios. El uso de varios equipos en la red permite, además de la comunicación de voz, transmitir datos, mensajes cortos, servicios de emergencia, incluida información de emergencia, señales de seguridad de apartamentos y socorro. Autor: Musskiy S.A.
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