Сотовый телефон почему так называется. Почему сотовый телефон лучше сотового модема

В эфире всегда тесно. В Москве немногим больше полусотни FM-радиостанций, но почти у каждого из 12 миллионов жителей столицы есть сотовый телефон - маленькая персональная рация. Как миллионы включенных мобильников не мешают друг другу? Читайте всплывающие подсказки на схеме, чтобы разобраться.

1. Любительская рация имеет 16 каналов и “бьет” на десятки километров. На общей территории всего 16 человек с такими рациями могут передавать сообщения, не мешая друг другу. На аналогичной площади в городе десятки тысяч людей могут одновременно болтать по мобильным телефонам.

2. Технически рация и телефон отличаются друг от друга. Рация намного мощнее, зато телефон “знает” больше каналов и работает в дуплексном режиме (см. пункт 3).

3. Общаясь по рации, абоненты говорят по очереди ( полудуплексный режим ) , отсюда своеобразная культура общения: “прием”, “вас понял”, “конец связи”. Пользователи телефонов одновременно слушают и говорят ( дуплексный режим ) , занимая сразу два радиоканала: один на передачу, один на прием.

4. Секрет сотовой связи в том, что большую часть расстояния между абонентами сигнал проходит по проводам, а по радио - лишь так называемую “последнюю милю”.

5. "Соты" - это зоны действия базовых станций (антенных комплексов). Обозначение в виде шестиугольника условно. Просто если начертить окружность вокруг каждой базовой станции, пересечение этих кругов образует фигуру с шестью гранями.

6. Распространенный в городах стандарт GSM 1800 дает на всю сотовую сеть 374 дуплексных канала. Каналы выделяются с шагом 200 кГц (у обычного FM-приемника шаг 100 кГц: на 88,2 и 88,3 МГц вещают разные станции). Соседние соты должны работать на разных частотах, чтобы не мешать друг другу. На практике каждый антенный комплекс получает от 1 до 16 каналов, и этого вполне достаточно: современные технологии позволяют даже на одной частоте обслуживать до восьми абонентов.

7. Технология FDMA (Frequency Division Multiple Access, одновременный доступ с разделением по частоте) позволяет поделить выделенную полосу в 200 кГц на восемь каналов по 25 кГц - на небольшой площади уменьшение шага не критично. FDMA использовалась раньше, когда аудиосигнал передавался в аналоговом виде (как по радио).

8. Сегодня аудио переводится в цифровую форму, сжимается и делится на маленькие пакеты, которые несколько телефонов могут передавать и принимать от станции по очереди. Каждому выделяется один из восьми временных промежутков (слотов). Технология называется TDMA (первая буква означает Time - время) .

9. Как только вы включаете свой мобильный, он настраивается на сервисную частоту - это специальный канал, по которому телефоны общаются с базовыми станциями “по служебным вопросам”. Станция сообщает телефону идентификатор сети SID (среди прочего он содержит и название сотового оператора). Телефон в ответ передает параметры SIM-карты (в том числе уникальный идентификационный номер MIN) - и регистрируется в сети.

10. Коммутационный центр сотовой сети постоянно следит, в зоне действия каких базовых станций находится ваш телефон, к каким из них приближается и от каких удаляется. Если вам поступит звонок, коммутатор передаст его на ближайшую к вам вышку. Она по сервисному каналу сообщит телефону, на какой канал и временной слот он должен настроиться, чтобы принять вызов.

11. В безлюдных местах ставят высокие мощные станции с большим радиусом действия. Там, где много абонентов, напротив, используют слабые антенны, но устанавливают их как можно чаще, чтобы на каждую станцию приходилось не так много одновременно работающих телефонов. Прогуливаясь в центре города, оглянитесь: скорее всего, где-то рядом прячется антенна.

Ещё: и .

Интернетом через мобильную связь уже давно никого не удивишь. Более того, в некоторых местах это единственный способ более-менее прилично поработать в Интернете. Сотовые операторы это тоже прочувствовали - и продают сотовые модемы(и даже комплекты с ними) - причем, совсем недорого.
НО! Продавая эти модемы операторы рассчитывают на людей неопытных(таких, к сожалению, большинство) и не разбирающихся в принципах распространения радиоволн(таких ещё больше). Реально же сотовый модем(дальше - просто модем) в тех условиях, когда он нужен, работает хуже, чем обычный сотовый телефон. Попробую пояснить почему это происходит всем желающим - и, по возможности, популярно.

1. Стоя или лёжа? Как поляризация влияет на приём

У радиоволн(как и других тоже) есть такое понятие, как поляризация. Грубо говоря, поляризация показывает в какой плоскости происходит колебание. На уроках оптики думаю все видели опыты с поляризационным светофильтром. Поворачивая его легко было видеть, что если свет, например, с горизонтальной поляризацией, то через "вертикально ориентированный" фильтр он не проходит. С радиоволнами дело обстоит то же самое. А поляризация радиоволн определяется тем, как расположена антенна. Вертикально расположенная излучает радиоволны вертикальной поляризации, горизонтально расположенная - горизонтальной.
Классически сложилось, что БС у сотовой связи излучает с вертикальной поляризацией. А почему - легко догадаться по ориентации телефона во время разговора. В большинстве случаев он расположен более-менее вертикально.
Вообще, мы сами можем провести эксперимент, как положение телефона при приёме влияет на уровень сигнала. Возьмем телефон, поместим его вертикально и посмотрим на уровень сигнала. Затем в том же самом месте(почему - будет написано в п.2) повернём его горизонтально. Вы увидите, что в большинстве случаев при горизонтальном положении уровень сигнала будет на одну(или половину) "палку" меньше. А такая разница в местах со слабым приёмом может существенно влиять на качество связи.
А теперь посмотрим на модем - как же он расположен при работе? Горизонтально! Телефон же, связанный по "голубому зубу" с компьютером, мы можем расположить так, как нам больше нравится - хоть горизонтально, хоть вертикально.
Конечно, модем можно подключить кабелем-удлиннителем USB и располагать его тоже как нам нужно. Но если вы попробуете это сделать, то увидите что телефон расположить вертикально гораздо проще, чем модем.

2. Многолучевой приём и слабый сигнал

Думаю те, кто внимательно смотрел за уровнем сигнала в телефоне, замечали, что часто уровень сигнала может очень сильно меняться при небольших перемещениях в пространстве. Почему же это происходит?
А всё дело в том, что сигналы от одной(а, тем более, разных) БС могут приходить к телефону разным путями(это и называется "многолучевой приём"). И, естественно, у каждого луча в каждой точке своя амплитуда и своя фаза. А это приводит к тому, что сигналы разных лучей могут как складываться - так и вычитаться в разных местах.
Тут мы видим что телефон, подключенный по "голубому зубу" тоже имеет своё преимущество. Мы можем потаскать его по помещению и найти то место, где сигнал будет самый сильный. Таскать же компьютер с модемом гораздо мене удобно, тем более что максиумы и миниумы приёма обычно "плавают" в пространстве.
Опять, как и в прошлом примере, модему может помочь USB-удилиннительный кабель. Но даже в этом случае телефон с "голубым зубом" оказывается "вдвое лучше" чем модем с USB. Всё очень просто - длина кабеля USB по стандарту не может быть более 5м., в то время как "голубой зуб" категории II работает на 10м. Конечно, посредине можно поставить USB-хаб и удлинить "радиус доступности" до 10м. - но это получается достаточно громоздкая конструкция, да и не всегда возможно физически, а телефон может находиться в другом помещении и даже на улице для уверенного приёма. А отверстий для того чтобы протянуть USB-кабель может и не быть.

Статья обсуждается на Всеобщем форуме

». А не задавались ли вы вопросом, почему мобильный телефон называют сотовым? В этом материале мы расскажем об истории возникновения сотовой связи и принципах ее работы.

Вконтакте

История появления сотовых телефонов

Американский журналист Роберт Слосс предсказал появление «мобильников» ещё в 1910 году. Первыми новую технологию на вооружение получили полицейские – в 1921 г. стражи правопорядка в Детройте получали информацию от диспетчеров по радиосвязи в диапазоне 2 МГц, а уже к 1940 году мобильные телефоны работали уже в 10 000 полицейских машинах по всей стране. А в 1946 г. в Сент-Луисе появился первый общественный подвижной радиотелефон. Связь осуществлялась по двум диапазонам – 150 и 450 МГц.

В 1957 г. московский инженер Куприянович представил мобильный телефон ЛК-1. Прототип «мобильника» весил три килограмма и позволял звонить на 25-30 км в округе.

Уже в следующем году Куприянович представил заметно более усовершенствованную модель ЛК-1 – весом всего в полкилограмма и размером с коробку папирос.

Примерно в то же время специалисты Воронежского НИИ Связи разработали первую в мире систему автоматической (до этого абонентов соединяли вручную) мобильной связи «Алтай». К 1970 г она работала в 30 городах СССР на частоте в 150 и 330 мегагерц. Каждый город обслуживала одна базовая станция, радиус действия составлял от 50 до 100 км, звонили на аппараты «Алтай», городские и междугородные / международные номера.

Современные системы сотовой связи появились в США в 1978 году, когда в Чикаго начались испытания первой такой системы для 2 тыс. абонентов в диапазоне 800 МГц. Первую коммерческую систему сотовой связи жители города получили в октябре 1983 года от компании AT&T. А первой коммерчески успешной сетью сотовой связи стала финская Autoradiopuhelin (ARP, «Автомобильный радиотелефон»). К 1986 году ей пользовались более 30 тыс. абонентов.

Как работает сотовая связь

Современная сотовая сеть состоит из базовых станций – многочастотных УКВ-приемопередатчиков, равномерно распределенных по всей зоне покрытия. Внешне они выглядят как огромные вышки красного или белого цвета со специальным оборудованием.

Вертикальные части антенны отвечают за мобильную связь, круглые — обеспечивают связь с контроллером. Радиус действия базовой станции — 35 километров (но это не предел, см. далее). Каждая базовая станция имеет шесть секторов обслуживания, один сектор принимает до 70 телефонных звонков одновременно. Умножьте 6 на 70 и поймёте, почему на Новый Год никому нельзя дозвониться:).

Рядом стоящие станции никогда не работают в одном и том же диапазоне – иначе не избежать интерференционных помех.

Сотовая связь считается одним из самых полезных изобретений человечества - наряду с колесом, электричеством, интернетом и компьютером. И лишь за несколько десятилетий эта технология пережила целый ряд революций. С чего начиналось беспроводное общение, как работают соты и какие возможности откроет новый мобильный стандарт 5G?

Первое использование подвижной телефонной радиосвязи относится к 1921 году - тогда в США полиция Детройта использовала одностороннюю диспетчерскую связь в диапазоне 2 МГц для передачи информации от центрального передатчика к приемникам в автомобилях полицейских.

Как появилась сотовая связь

Впервые идея сотовой связи была выдвинута в 1947 году - над ней работали инженеры из Bell Labs Дуглас Ринг и Рэй Янг. Однако реальные перспективы ее воплощения стали вырисовываться только к началу 1970-х годов, когда сотрудники компании разработали рабочую архитектуру аппаратной платформы сотовой связи.

Так, американские инженеры предложили размещать передающие станции не в центре, а по углам «ячеек», а чуть позже была придумана технология, позволяющая абонентам передвигаться между этими «сотами», не прерывая связи. После этого осталось разработать действующее оборудование для такой технологии.

Задачу успешно решила компания Motorola - ее инженер Мартин Купер 3 апреля 1973 года продемонстрировал первый работающий прототип мобильного телефона. Он позвонил начальнику исследовательского отдела компании-конкурента прямо с улицы и рассказал ему о собственных успехах.

Руководство Motorola немедленно вложило в перспективный проект 100 миллионов долларов, однако на коммерческий рынок технология вышла только через десять лет. Такая задержка связана с тем, что сначала требовалось создать глобальную инфраструктуру базовых станций сотовой связи.

В продажу первый сотовый телефон поступил 6 марта 1983 года. Он весил почти 800 граммов, мог работать на одном заряде 30 минут в режиме разговора и заряжался около 10 часов. При этом аппарат стоил 3995 долларов - баснословную сумму по тем временам. Несмотря на это, мобильник мгновенно стал популярен.

Почему связь называется сотовой

Принцип мобильной связи прост - территория, на которой обеспечивается соединение абонентов, разбивается на отдельные ячейки или «соты», каждую из которых обслуживает базовая станция. При этом в каждой «соте» абонент получает идентичные услуги, поэтому сам он никак не чувствует пересечения этих виртуальных границ.

Обычно базовая станция в виде пары железных шкафов с оборудованием и антенн размещается на специально построенной вышке, однако в городе их нередко размещают на крышах высотных зданий. В среднем каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров.

Для улучшения качества обслуживания операторы также устанавливают фемтосоты - маломощные и миниатюрные станции сотовой связи, предназначенные для обслуживания небольшой территории. Они позволяют резко улучшить покрытие в тех местах, где это необходимо.Сотовую связь в России объединят с космосом

Находящийся в сети мобильник прослушивает эфир и находит сигнал базовой станции. В современную SIM-карту, кроме процессора и оперативки, вшит уникальный ключ, позволяющий авторизоваться в сотовой сети. Связь телефона со станцией может осуществляться по разным протоколам - например, цифровым DAMPS, CDMA, GSM, UMTS.

Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Если телефон выходит из поля действия базовой станции, аппарат налаживает связь с другими - установленное абонентом соединение незаметно передается другим «сотам», что обеспечивает непрерывную связь при перемещениях.

В России для вещания сертифицированы три диапазона - 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. Диапазон 1800 МГц считается самым популярным в мире, так как сочетает высокую емкость, большой радиус действия и высокую проникающую способность. Именно в нем сейчас работают большинство мобильных сетей.

Какие стандарты мобильной связи бывают

Первые мобильники работали с технологий 1G - это самое первое поколение сотовой связи, которое опиралось на аналоговые телекоммуникационные стандарты, главным из которых стал NMT - Nordic Mobile Telephone. Он предназначался исключительно для передачи голосового трафика.

К 1991 году относят рождение 2G - главным стандартом нового поколения стал GSM (Global System for Mobile Communications). Данный стандарт поддерживается до сих пор. Связь в этом стандарте стала цифровой, появилась возможность шифрования голосового трафика и отправки СМС.

Скорость передачи данных внутри GSM не превышала 9,6 кбит/с, что делало невозможной передачу видео или высококачественного звука. Проблему был призван решить стандарт GPRS, известный как 2.5G. Он впервые позволил пользоваться сетью Интернет владельцам мобильных телефонов.

Еще одним отличием 3G стало присвоение каждому абоненту IP-адреса, что позволило превратить мобильники в маленькие компьютеры, подключенные к интернету. Первая коммерческая сеть 3G была запущена 1 октября 2001 года в Японии. В дальнейшем пропускная способность стандарта неоднократно увеличивалась.

Наиболее современный стандарт - связь четвертого поколения 4G, которая предназначена только для высокоскоростных сервисов передачи данных. Пропускная способность сети 4G способна достигать 300 Мбит/сек, что дает пользователю практически неограниченные возможности работы в интернете.

Сотовая связь будущего

Стандарт 4G заточен на непрерывную передачу гигабайтов информации, в нем даже отсутствует канал для передачи голоса. За счет чрезвычайно эффективных схем мультиплексирования загрузка фильма высокого разрешения в такой сети займет у пользователя 10-15 минут. Однако даже его возможности уже считаются ограниченными.

В 2020 году ожидается официальный запуск нового поколения связи стандарта 5G, который позволит передачу больших объемов данных на сверхвысоких скоростях до 10 Гбит/сек. Кроме этого, стандарт позволит подключить к высокоскоростному интернету до 100 миллиардов устройств.

Именно 5G позволит появиться настоящему интернету вещей - миллиарды устройств будут обмениваться информацией в реальном времени. По оценке экспертов, сетевой трафик скоро вырастет на 400%. Например, автомобили начнут постоянно находиться в глобальной Сети и получать данные о дорожной обстановке.

Низкая степень задержки обеспечит связь между транспортными средствами и инфраструктурой в режиме реального времени. Ожидается, что надежное и постоянно действующее соединение впервые откроет возможность для запуска на дорогах полностью автономных транспортных средств.

Российские операторы уже экспериментируют с новыми спецификациями - например, работы в этом направлении ведет «Ростелеком». Компания подписала соглашение о строительстве сетей 5G в инновационном центре «Сколково». Реализация проекта входит в государственную программу «Цифровая экономика», недавно утвержденную правительством.

Помимо прямых функций – связь с окружающими, смартфон может заменить фотоаппарат, видеокамеру, игровую приставку, книгу. И трудно представить – как же еще несколько десятков лет назад люди обходились без него? Впрочем, у этих «отношений» есть и обратная сторона.

Наверняка, вы иногда замечали, как вместо того, чтобы внимательно слушать вас, . А может лично вас охватывает паника при мысли о том, что мобильник мог остаться дома, и, невзирая ни на что, вы готовы вернуться за ним?

Термин «номофобия» возник относительно недавно. Он происходит от английского «no mobile phobia» (можно перевести и как «нетмофобия») и был введен специалистами для описания состояния беспокойства и даже паники у человека, который по тем или иным причинам потерял возможность с помощью смартфона поддерживать контакт с людьми. Казалось бы, это абсолютно банальная и рядовая ситуация, когда разряжается аккумулятор, отсутствует связь или деньги на счету, или происходит столкновение с ворами, незаметно вытащившими телефон. Однако результаты проведенного в Великобритании социологического исследования говорят о другом. 53% жителей этой страны страдают от номофобии из-за панического страха . А источником страха становится молчащий телефон. 48% опрошенных женщин и 58% мужчин отметили, что испытывают тревогу, когда в их телефоне садится батарея, заканчиваются деньги на счете или нет зоны покрытия сети. Каждый второй респондент никогда не выключает свой телефон. Каждый десятый отметил постоянную необходимость быть на связи в силу своего рода деятельности и 9% заявили, что в те моменты, когда их смартфон отключен, они чувствуют тревогу.

Со страхом оторваться от телефона, пожалуй, соперничает страх набрать лишний вес – две эти фобии стали настоящими болезнями века. Смотрите видео!..

А вот результаты еще одного исследования, в рамках которого опросили 1000 человек: две трети из них признались, что боятся потерять мобильник, 41% заявили, что на всякий случай носят с собой два телефона. При этом женщины больше подвержены страху остаться без связи, чем мужчины (70% против 61%), но мужчины чаще носят с собой два телефона (47% против 36%). Более всего зависимыми от смартфона оказались молодые люди в возрасте от 18 до 24 лет. Страдающие номофобией не расстаются с телефоном даже в местах, где он совершенно неуместен – ванная и туалет.

Психологи часто сравнивают зависимость от телефона с : лишение телефона, так же, как и алкоголя, вызывает панику и синдром отмены, или абстинентный синдром. Хотя номофобия не вызывает угрозы для здоровья и жизни человека , однако ее влияние на повседневную жизнь может быть достаточно серьезным. Симптоматика номофобии заключается в панических атаках, головокружениях, недостатке кислорода, тошноте, потливости, учащенном сердцебиении, треморе и боли в груди. Признаки номофобии резко обостряются, когда человек вдруг обнаруживает, что не может найти свой телефон. Они заключаются в том, что больной приходит в возбужденное состояние, становится раздражен, суетлив. На какое-то время человек перестает . Он может нервно разбрасывать вещи, переворачивать все в доме в поисках средства связи. Ощущение крайнего дискомфорта не покинет его, пока он не выяснит, куда же запропастился телефон.

Еще несколько проявлений номофобии

1. Тяга к новой информации

Когда человек каждую минуту тянется к телефону, переворачивая сумки или карманы вверх дном, дабы не пропустить ничего важного и вовремя ответить на сообщение.

2. Зависимость от внешнего вида аппарата

Человек всегда стремится к новому. Мобильные телефоны не исключение. Всегда хочется купить последнюю модель, украсить телефон всевозможными аксессуарами, как-то , подчеркнуть социальный статус.

3. Галлюцинации

Еще одно проявление зависимости – звуковые галлюцинации. Зачастую людям начинает казаться, что они слышат звук мобильного, хотя в действительности аппарат не звонил, а то и вовсе не был включен. У некоторых на этой почве развивается мания звонка.

Почему это происходит?

1. Боязнь остаться наедине с собой

В эксперименте петербургского психолога Екатерины Мурашовой добровольно приняли участие 68 подростков в возрасте от 12 до 18 лет. По условиям эксперимента участник соглашался провести непрерывно , не пользуясь никакими средствами коммуникации (телефоном, интернетом), не включая компьютер или другие гаджеты, а также радио и телевизор. Все остальные человеческие занятия – игра, чтение, письмо, ремесло, рисование, лепка, пение, музицирование, прогулки и т. д., были разрешены. При возникновении сильного напряжения или других беспокоящих симптомов эксперимент следовало немедленно прекратить. Довели эксперимент до конца всего 3 подростка из 68.

Причины прерывания участники объясняли весьма однообразно: «Я больше не мог». Прекратив эксперимент, молодые люди полезли в социальные сети, стали звонить приятелям и родителям, пошли к друзьям, погрузились в компьютерные игры, включили телевизор или плеер. сразу после прекращения эксперимента. И это касается не только молодых людей.

2. Стремление быть нужным

Особенно ярко оно прослеживается в том случае, когда человек был публичной персоной, получал тысячи звонков, сообщений, кучу приглашений на различные мероприятия, а когда все это заканчивалось, внезапная тишина и максимум пара-тройка звонков и даже не в день, а в неделю. Человек чувствует, что он выпал из жизни, что он никому не нужен. У людей, известностью не обремененных, стремление быть в курсе всех событий выражается в , звонках на работу в период болезни, а также звонках «ни о чем» друзьям и знакомым. Сейчас модно вести активный образ жизни и одновременно решать несколько задач, причем чаще всего удаленно. А когда двигаешься и вообще что-то делаешь, ты всем нужен. Каждый стремится к востребованности и хочет испытывать чувство собственной значимости. И телефон является большим помощником в этом отношении.

3. Возможность отойти от привычных способов общения

У некоторых людей сотни, а то и тысячи «друзей» в социальных сетях. Создается иллюзия очень широкого круга общения, которого у прежних поколений не было. Но на самом деле это общение суррогатное – формальное, не межличностное, не эмоциональное, несмотря на смайлики. В нем нет барьеров, которые в личном общении обычно сдерживают . Можно не испытывать , когда рвешь отношения с помощью всего лишь одного сообщения, потому что при встрече тет-а-тет это потребовало бы определенной доли мужества. Природная стеснительность, мешающая в реальности быстро и емко ответить на шутку собеседника или серьезный выпад оппонента, уже не будет препятствием, так как письменный ответ позволяет обдумать сказанное и взять некоторую паузу.

Как избавиться?

1. Честно спросите себя, почему вам так необходим смартфон, без которого еще 20-30 лет назад человечество прекрасно обходилось. Естественно, вы найдете тысячу причин. Самое время вспомнить про эксперимент Е. Мурашовой и отключить телефон, хотя бы в выходной. Удивитесь, но количество пропущенных звонков будет явно меньше, чем вы ожидали, либо их просто не будет.

2. Если вам тяжело вот так сразу с места в карьер, поупражняйтесь в том, чтобы представить себя без телефона, желательно в деталях: где вы находитесь, что делаете, кого видите и что чувствуете. Как только подобные игры с воображением перестанут быть для вас травматичными, отключите телефон для начала на час. С каждым днем можно добавлять к этому времени по 5 минут.

3. Есть такие места, где телефонная связь отсутствует напрочь. Почему бы не съездить на озеро, или просто в лес? Смартфон будет с вами, только сети не будет. Вот к этому и нужно привыкнуть.

4. Общение в соцсетях – это прекрасно. Правда, попытка вспомнить, а как, собственно, выглядят ваши близкие друзья, может закончиться фиаско. Самое время договориться о встрече. Телефон опять же возьмите с собой, вот только оставьте его в кармане одежды или в сумке, дабы не отвлекал, и наконец-то послушайте, чем живет и дышит друг или подруга. Удивитесь, как много нового узнаете, потому что в живом общении мы раскрываемся по-другому.

5. Если симптомы сохраняются, то лучше все-таки обратиться к специалисту, потому что тогда боязнь расстаться с телефоном будет являться симптомом чего-то большего.

И главное помнить, что не человек создан для техники, а техника для человека.