История сотовой связи. Сотовая связь: история появления и развития. Сотовая связь в России. История мобильной связи в США

Сегодня сложно представить современного человека без мобильного телефона, хотя всего 25 лет назад покупку этого устройства в России могли позволить себе только самые обеспеченные граждане. По данным «ТМТ консалтинга», на конец 2015 года в России насчиталось 251,8 млн сотовых абонентов, а это на 105,3 млн больше, чем всё население страны - полтора мобильника на одного человека. Телефоны давно перестали быть предметом роскоши. Тем интереснее заглянуть в недалёкое прошлое, когда мобильные телефоны в России считались экзотикой, а разговаривать с родными и близкими из разных концов страны могли лишь избранные.

Немного истории

Разработка первого сотового телефона началась в 1947 году американской компанией Bell Labs. Идея такого устройства моментально захватила умы ведущих инженеров США и России. Ещё одной американской компанией, заинтересовавшейся мобильными телефонами стала Motorola. В России же в 1957 году инженером Леонидом Ивановичем Куприяновичем был продемонстрирован переносной телефон ЛК-1. Он весил 3 кг, работал не больше 30 часов, но обеспечивал радиус действия до 30 км. В 1958 году им был представлен аппарат весом в 500 г, а уже в 1961 году якобы появился телефон весом всего 70 г. До наших дней дошла лишь сомнительного качества фотография этого устройства, разработка которого то ли была прекращена, то ли передана спецслужбам (сторонникам теорий заговора посвящается).



Вместо этого революционного устройства, россияне увидели аппарат «Алтай», перевозить который можно было только в автомобиле, чем и пользовались сотрудники «Скорой Помощи». Разработки Куприяновича легли в основу нескольких болгарских аппаратов 1966 года выпуска РАТ-05, АТРТ-05 и базовой станции РАТЦ-10, которые нашли применение на промышленных объектах. В 1973 году Motorola положила конец борьбе за первенство: Мартин Купер позвонил в Bell Labs с телефона, спокойно умещающегося в руке и не требующего дополнительных аксессуаров. размером 22,5х12,5х3,75 см весил 1,15 кг, состоял из 2000 деталей, а заряда батареи хватало лишь на 20 минут разговора. На доработку мобильника ушло ещё 10 лет и только 6 марта 1983 года телефон, весом 800 грамм, поступил в продажу за $3500.

В России тема коммерческой мобильной связи не поднималась вплоть до 1986 года. Министр связи СССР Геннадий Кудрявцев рассказывал, что КГБ и силовики считали доступную сотовую связь угрозой национальной безопасности. Эпохальным событием стал звонок Михаила Горбачёва из Хельсинки в Москву в 1987 году по - первому телефону для сетей NMT. До выпуска первого GSM-телефона оставалось 5 лет - им стал и это навсегда изменило сотовую связь.

Российские реалии

Первый звонок из России в США произошёл 9 сентября 1991 года в стенах компании «Дельта-телеком» с помощью аппарата Nokia Mobira MD 59 NB2 по стандарту связи NMT-450. Его осуществил мэр города Санкт-Петербурга Анатолий Собчак. Телефон весил около 3 кг, стоил $4000 (и $1995 по контракту оператора), а минута разговора обходилась в 1$. Несмотря на дороговизну и габариты девайса, «Дельте» удалось сделать мобильными 10 000 абонентов за первые 4 года работы.

До Москвы сотовая связь дошла только в 1992 году силами компаний Ericsson и «Московская Сотовая Связь». За год сотовая связь стала доступной для 5000 москвичей. В том же 1992 году на российском рынке появился новый игрок «ВымпелКом» с торговой маркой Билайн. 12 июля 1992 года в офисе компании раздался первый звонок с Motorola DynaTAC, в народе получившем название «кирпич».

В это время в Германии была запущена сеть GSM, быстро ставшая мировым стандартом. В России первым оператором, взявшим GSM на вооружение, стал МТС, начавший коммерческую эксплуатацию сети в 1994 году. В этом же году первый звонок раздался из офиса оператора «Северо-Западный GSM» (ныне МегаФон), но он начал коммерческую деятельность только в 1995 году.

По словам Яна Вареби из Ericsson, внедрение сетей GSM позволило России начать развитие сотовой связи быстрее многих других стран, опередив основоположников стандарта.

Цена мобильности

Стать обладателем мобильного телефона мог далеко не каждый. Средняя цена аппарата составляла $2500, а ещё почти $2500 абонент должен был внести в качестве первого взноса и платы за подключение. «Всего» за $5000 можно было стать мобильным и современным. Но и это был далеко не конец растрат. Дорогая абонентская плата и цена минуты разговора вынуждала абонентов платить не менее $200 ежемесячно на конец 1998 года. Сейчас услуги связи с безлимитным доступом к Интернету и обмену сообщениями обходятся не дороже $10. Тем не менее, уже к концу 90-х в стране было продано около 20 млн SIM-карт, но настоящий бум случился в начале 2000-х. Около 30 млн абонентов насчитывалось в стране уже в 2003 году, а к 2010 году их количество выросло до 216 млн. Удешевлению сотовой связи способствовал выпуск всё более доступных мобильников, многие из которых стали культовыми: , и многие другие.

Связь нового поколения

В 2003 году «Дельта-телеком» запустила сеть 3G/CDMA200 под брендом Скай-Линк, однако коммерческая сеть на основе стандарта EV-DO была готова лишь к 2005 году. В 2007 году МегаФон построил первую сеть на базе 3G/UMTS, а уже в 2008 году все операторы «большой тройки» начали развитие 3G в регионах. Появление мобильных телефонов по типу с большими сенсорными экранами и поддержкой высокоскоростных подключений потребовало наращивания скоростей и мощностей сетей для передачи не только голоса, но и фото или видео-изображений, мультимедийных сообщений. В 2008 году компанией «Скартел» под брендом Yota был осуществлён запуск первой коммерческой сети WiMAX в России, а первым устройством в мире с поддержкой работы в этой сети одновременно с GSM стал . Бурное развитие 4G LTE-сетей в России началось с конца 2011 года, а первым оператором, предоставившим связь нового поколения для абонентов стал МегаФон.

C этого момента начинается современная мобильная история России. За последние 5 лет абоненты начали активнее пользоваться мобильным интернетом, предпочитая общение через Интернет обычным звонкам. Все современные смартфоны обладают быстрым доступом в сеть, а самые доступные телефоны с поддержкой 4G можно найти по цене от 3500 рублей в салонах операторов. Мобильный телефон стал таким же привычным и обычным предметом, как электрический чайник. Удешевление производства и появление новых игроков на рынке делают мобильную связь доступнее даже для самых удалённых и бедных уголков мира. 25 лет назад невозможно было представить масштабы распространения сотовой связи в России, но что нас ждёт ещё через 25 лет?

На протяжении всей своей истории человечество испытывало острую необходимость в средствах быстрой передачи информации на большие расстояния. На заре цивилизации для этого использовались различные примитивные способы - сигнальные костры, барабаны, почтовые голуби и т. д. С развитием науки эти технологии все более совершенствовались - изобретение электричества со временем позволило соединять проводами между собой удаленные на большое расстояние объекты и практически моментально обмениваться между ними достаточно приличными объемами информации. Это было очень большим достижением, но местоположение абонентов было строго фиксировано, что иногда создавало большие неудобства.

Первым шагом к появлению мобильных средств связи было открытие в 1888 году немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных радиоволн и нахождение способа их обнаружения. Немного позже русский ученый Александр Степанович Попов, опираясь на результаты исследований Г. Герца, создает прибор для регистрации электрических колебаний - первый примитивный радиоприемник.

Начало было положено и в 1901 году итальянец Гульельмо Маркони установил радио -приемопередающее устройство на борт парового автомобиля и провел первую наземную мобильную связь. При этом имелась возможность передавать только данные (точка-тире), но не голос. Однако говорить о настоящей мобильности было еще рано, размеры устройства были просто огромными, о чем говорит хотя бы тот факт, что перед тем как автомобиль начинал движение, необходимо было опустить высокую цилиндрическую антенну в горизонтальное положение.

Но технологии не стоят на месте, и в 1921 году в США появилась диспетчерская служба телеграфной подвижной связи. Первоначально такие радиосистемы располагались только на автомобилях полиции и используя азбуку Морзе вызывали патрули для того чтобы те связались с полицейским участком посредством проводного телефона. То есть это была система однонаправленного действия и ее смело можно назвать прообразом современной пейджинговой связи.

В 1934 году Конгресс США создает Федеральную Комиссию Связи (ФКС), которая помимо регулирования проводного телефонного бизнеса, также управляла и радиодиапазоном. Комиссия решала, кто и какие частоты будет получать. Самый высокий приоритет получили спасательные службы, государственные агентства и прочие службы, которые, по мнению ФКС, помогали наибольшему числу людей. Следом за ними шли компании предоставляющие услуги транспортировки грузов, такси и им подобные. Частот для использования частными лицами вообще не выделялось до окончания Второй Мировой Войны.

Ограниченное количество частот, и как следствие, небольшое количество клиентов, являлось одной из причин задержки развития радиотелефонной связи. Производители телефонных систем не видели достаточной экономической выгоды в переходе к беспроводным технологиям.

Но как уже было сказано выше, ФКС со временем все же выделила частоты для использования частными лицами и 17 июня 1946 года в Сент Луисе, США, лидер телефонного бизнеса компания AT&T и Southwestern Bell запускают первую радиотелефонную сеть для частных клиентов. Аппаратура была очень громоздкой и предназначалась только для установки в автомобили - таскать на себе 40 килограммовый телефон (без учета веса источника питания!) было просто невозможно. Но, несмотря на это, популярность мобильной связи стала стремительно расти. Но тут возникла еще одна, более серьезная, чем большой вес аппаратуры, проблема - ограниченность частотного ресурса. Радиотелефоны, с близкими по частоте каналами, начинали вызывать взаимные помехи, и необходимо было минимум 100 километров между двумя радиосистемами, чтобы стало возможным использовать частоту вновь.

В 1947 году происходят два события, имеющие огромное значение для дальнейшего развития радиотелефонной связи. В июле У. Шокли, У. Браттайн и Дж. Бардин - сотрудники Bell Laboratories, изобретают транзистор. Это в дальнейшем позволило заметно уменьшить вес и размеры мобильных телефонных аппаратов.

Немногим позже Д. Ринг, сотрудник все той же Bell Laboratories, на внутреннем меморандуме выдвигает идею сотового принципа организации сетей мобильной связи. Эта схема решала проблему конфликта близких по частотам каналов и позволяла повторно их использовать.

Разработкой систем сотовой связи стали заниматься сразу несколько производителей радиотехники, но прошло более 20 лет, прежде чем появились первые подобные сети.

И вот в 1973 году в Нью-Йорке, на вершине 50 этажного здания Alliance Capital Building, компанией Motorola, была смонтирована первая в мире базовая станция сотовой связи . Она могла обслуживать не более 30 абонентов и соединять их с наземными линиями связи. Первый сотовый телефон получил название Dina-TAC, его вес составлял 1,15 килограмма, размеры - 22,5х12,5х3,75 сантиметра.

Утром, 3 апреля этого же года, вице-президент Motorola Мартин Купер, взяв Dina-TAC в руки, вышел на улицу и совершил первый в мире звонок по сотовому телефону. И позвонил он не кому иному, как начальнику исследовательского отдела Bell Laboratories. Как рассказывал впоследствии сам Купер, он произнес следующие слова: «Представь себе, Джоэл, что я звоню тебе с первого в мире сотового телефона. Он у меня в руках, а я иду по нью-йоркской улице».

Таким образом, днем рождения сотового телефона, да и всей сотовой связи можно считать 3 апреля 1973. Но, несмотря на то, что основные разработки велись в США, первая коммерческая сеть сотовой связи была запущена в мае 1978 года в Бахрейне. Две соты с 20 каналами в диапазоне 400 МГц обслуживали 250 абонентов .

Немногим позже сотовая связь начала свое шествие по всему миру. Все больше и больше стран понимали выгоду и удобства, которые она может принести. Однако использование своего собственного частотного диапазона в каждой стране, со временем привело к тому, что владелец сотового телефона приезжая в другое государство не мог им пользоваться. Помимо этого все существующие на тот момент системы были аналоговым , что не позволяло обеспечивать конфиденциальность разговора даже на самом примитивном уровне. Их принято называть системами первого поколения. И в результате для решения всех этих проблем в 1982 году Европейская Конференция Администраций Почт и Электросвязи (СЕРТ) объединяющая 26 стран, приняла решение о создании специальной группы Groupe Special Mobile. Ее целью была разработка единого европейского стандарта цифровой сотовой связи . Было принято решение использовать диапазон 900 МГц , а затем, учитывая перспективы развития сотовой связи в Европе и во всем мире, было принято решение выделить для нового стандарта и диапазон 1800 МГц . Новый стандарт получил название GSM - Global System for Mobile Communications . GSM 1800 МГц также носит название DCS -1800 (Digital Cellular System 1800). Первым государством, запустившим сеть GSM , является Финляндия, коммерческая сеть такого стандарта была там открыта в 1992 году. В следующем году в Великобритании заработала первая сеть DCS -1800 One-2-One. С этого момента начинается глобальное распространение стандарта GSM по всему миру.

Если же сети первого поколения позволяли передавать только голос, то второе поколение систем сотовой связи , которым является и GSM , позволяют предоставлять и другие неголосовые услуги. Самой известной и популярной услугой, скорее всего, является передача коротких текстовых сообщений - SMS (Short Message Service) . Это двунаправленный сервис позволяющий передавать текстовое сообщение с одного сотового телефона GSM на другой, и является улучшенным аналогом пейджинговой связи, так как нет необходимости связываться с операторской службой, для того чтобы отправить сообщение другому абоненту .

Помимо SMS -сервиса первые телефоны стандарта GSM также позволяли передавать и другие не голосовые данные . Для этого был разработан протокол передачи данных , получивший название CSD (Circuit Switched Data - передача данных по коммутируемым линиям). Однако этот стандарт обладал весьма скромными характеристиками - максимальная скорость передачи данных составляла всего 9600 бит в секунду, и то при условии стабильной связи. В прочем для передачи факсимильного сообщения таких скоростей вполне хватало, но бурное развитие Интернета в конце 90-х годов привело к тому, что многие пользователи сотовой связи захотели использовать свои трубки как модемы , а существующих скоростей для этого было явно недостаточно.

Для того чтобы хоть как-то, удовлетворить потребность своих клиентов в доступе к сети Интернет , инженеры изобретают WAP -протокол . WAP это сокращенное название от Wireless Application Protocol , что переводится как протокол беспроводного доступа к приложениям. В принципе WAP можно назвать упрощенной версией стандартного Интернет протокола HTTP, только приспособленного под ограниченные ресурсы мобильных телефонов, таких как небольшие размеры дисплея, небольшую производительность телефонных процессоров и небольшие скорости передачи данных в мобильных сетях. Однако этот протокол не позволял просматривать стандартные Интернет -страницы, они должны быть написаны на языке WML , также адаптированным для сотовых телефонов. В итоге, абоненты сотовых сетей хотя и получили доступ в Интернет , но он оказался весьма «урезанным» и малоинтересным. Плюс к этому, для доступа к WAP -сайтам используется тот же канал сотовой связи , что и для передачи голоса, то есть пока вы загружаете или просматриваете страничку, канал связи занят, и с лицевого счета списываются те же деньги, что и во время разговора . В результате, достаточно интересная технология какое то время была практически похоронена и использовалась абонентами сотовых сетей весьма редко.

Производителям оборудования сотовой связи срочно пришлось искать способы увеличения скорости передачи данных , и в результате на свет появилась технология HSCSD (High-Speed Circuit Switched Data) , которая обеспечивала вполне приемлемую скорость - до 43 килобит в секунду. И надо сказать, что у определенного круга пользователей эта технология пользовалась популярностью. Но все же и эта технология не лишилась главного недостатка своего предшественника - данные все так же передавались по голосовому каналу . И разработчикам вновь пришлось заняться кропотливым исследованиями.

Старания инженеров не прошли даром, и достаточно недавно на свет появилась технология, получившая название GPRS (General Packed Radio Services) - это название можно перевести как система пакетной радио передачи данных . В данной технологии используется принцип разделения каналов для передачи голоса и данных , и в результате оплачивается не длительность соединения, а лишь объем переданных и полученных данных.

Помимо этого у GPRS есть еще одно преимущество перед более ранними технологиями мобильной передачи данных - во время GPRS -соединения, телефон все также способен принимать звонки и SMS -сообщения. На данный момент современные модели телефонов представленные на рынке, при совершении разговора приостанавливают GPRS -соединение, которое автоматически возобновляется по окончании разговора. Такие аппараты классифицируются, как GPRS -терминал класса В. Планируется производство терминалов класса А, которые будут позволять одновременно загружать данные и вести разговор с собеседником. Также существуют специальные устройства, которые предназначены только для передачи данных , и их называют GPRS -модемами или терминалами класса С.

Теоретически GPRS способен передавать данные со скоростью 115 килобит в секунду, но на данный момент большинство операторов сотовой связи предоставляют канал , который позволяет развивать скорость до 48 килобит в секунду. Это связано в первую очередь с оборудованием самих операторов и как следствие, отсутствием на рынке сотовых телефонов поддерживающих более высокие скорости.

С появлением GPRS вновь вспомнили и о WAP -протоколе, так как теперь, посредством новой технологии, доступ к небольшим по объему

Наш мир стоит на пороге пятого поколения мобильной связи, которое предлагает заоблачные скорости, мгновенное соединение с любой точкой мира и интернетизацию множества устройств из нашей повседневной жизни, о выходе в онлайн которых мы раньше никогда не задумывались (интернет-вещей).

Сегодня вместе с вами я хотел бы вспомнить, с чего начиналась мобильная связь в России, как она развивалась и что приносила в наши будни смена ее поколений. Приятного чтения!

1G

Разработка первого поколения мобильной связи началась в 1970 году и была реализована только спустя 14 лет. Первое поколение было полностью аналоговым и включало в себя несколько технологий, названия которых уже практически забыты.

В России же (еще тогда в СССР) первая коммерческая мобильная сеть заработала 9 сентября 1991 года в Санкт-Петербурге, когда первый в истории нашей страны звонок по мобильному телефону совершил мэр Санкт-Петербурга Анатолий Собчак. Первым оператором стала компания "Дельта Телеком", а первым стандартом мобильной связи NMT-450. Именно в этом стандарте работали легендарные "чемоданные" телефоны, стоимость которых составляла тысячи долларов.

Вторым 1G-стандартом в России стала технология AMPS, на базе которой в июне 1992 началась эксплуатация экспериментальной сети Билайн. Все началось с первой базовой станции, установленной на крыше МИД в Москве. Официальное начало коммерческой деятельности состоялось 1-2 июня 1994 года, когда была сдана в эксплуатацию сеть на оборудовании Ericsson, позволяющая обслуживать до 10 000 абонентов. 10-тысячного абонента Билайн отпраздновал уже в июле 1995 года, став на то время самым крупным оператором в стране.

Телефоны, поддерживающие сети AMPS, были гораздо компактнее своих конкурентов для NMT-450. У них, как и у NMT-аппаратов, не было сим-карт, поэтому для работы с тем или иным оператором требовалось перепрограммирование самого устройства.

В то время ни о каком интернете в мобильных сетях не было и речи, ведь основной головной болью операторов и их клиентов была низкая емкость сетей, неуверенная связь в помещения и при движении в автомобиле. Возможность позвонить за пределами зданий и без проводов воспринималась большинством людей, как настоящее чудо.

Вот таким был старт мобильной связи и ее первого поколения в нашей стране!

2G

Смена поколений связи в России произошла стремительно, так как спустя месяц после старта AMPS-сети Билайн, свою сеть в Москве запустил МТС, причем сразу в стандарте GSM. Это позволило ему стать первым 2G-оператором в стране. Коммерческий запуск сети произошел 7 июля 1994 года. В день старта работало всего 8 базовых станций стандарта GSM-900 - 1 в центре, 6 вдоль МКАД и еще 1 вдоль трассы в аэропорт Шереметьево.

Спустя считанные дни после запуска МТС, в Санкт-Петербурге компанией Северо-Западный GSM, позже ставшей МегаФоном, была запущена вторая GSM-сеть в России.

Билайн в свою очередь, догоняя появившихся конкурентов по "большой тройке", в сентябре 1994 года модернизировал свою сеть до технологии D-AMPS, которую принято считать сетью второго поколения, так как она уже де-факто являлась цифровой. К коммерческой же GSM-сети Билайн пришел только в июне 1997 года, когда состоялся "мягкий" запуск сети стандарта GSM-1800 на оборудовании Alcatel.

Что касается аппаратов, то первым GSM-телефоном, доступным для покупки, стал Nokia 1011, выпущенный в 1992 году. Этот аппарат поддерживал работу с сим-картами формата miniSIM, который стал привычным стандартом практически на два десятилетия. Сегодняшние microSIM и nanoSIM являются, в целом, лишь уменьшенным за счет лишнего пластика форматом. Также в Nokia 1011 отсутствовал рингтон Nokia Tune, появившийся только в 1994 году.

Трудно в это поверить, но уже спустя два года мир увидел первый смартфон - Nokia 9000. Аппарат весил 400 граммов и впервые объединил в себе функциональность мобильного телефона и карманного компьютера. Полноценным смартфоном этот аппарат назвать нельзя, так как в нем была закрытая операционная система и отсутствовала возможность устанавливать сторонние приложения, однако этот недостаток компенсировался большим набором встроенных приложений.

В том же 1996 году появилась первая "раскладушка" - легендарный телефон Motorola StarTAC. Это был самый компактный и стильный аппарат своего времени.

В 1999 году появились массовые для России телефоны Motorola V3788 и Nokia 3210. Последний стал одним из самых успешных телефонов в истории, всего их было продано 160 миллионов штук.

А год спустя вышел легендарный Nokia 3310, ставший символом GSM и проданный по всему миру в количестве 126 миллионов штук.

Другим очень популярным в России телефоном того времени стал "народный" Siemens A35.

Но вернемся к операторам и к наконец-то появившемуся мобильному интернету. Передача данных в мобильной сети стала возможна только 1999 году, когда портфель услуг оператора Северо-Западный GSM пополнился "WAP-доступом в Интернет". Вторым оператором с WAP-интернетом в России стал МТС, а Билайн запустил WAP только в следующем году, объявив об этом на выставке «Связь-Экспокомм 2000» в мае 2000 года. Скорость доступа к сети составляла до 9,6Кбит/с, а тарификация была поминутной, что не способствовало популяризации услуги.

Первым телефоном с поддержкой WAP стал Nokia 7110, вышедший в том же 1999 году. Примечательно, что 7110 стал первым устройством на платформе Series 40.

В том же году доступ в мобильный интернет получила и 9000-я серия Nokia - вышел Nokia 9110i с поддержкой WAP.

Оставалось два года до перехода на пакетную передачу данных в мобильных сетях, которая дала миру понятие сетей 2.5G.

2,5 и 2,75G

Значимой вехой в истории мобильной связи стало появление стандарта GPRS, который представлял собой надстройку над GSM-сетями и позволил выходить в интернет с мобильного телефона на скоростях до 171,2 кбит/c. С появлением GPRS связано появление помегабайтной тарификации, что сделало мобильный интернет выгоднее для конечного пользователя.

Несмотря на то, что первым в России в 2000 году испытания этой технологии провел МТС, за что даже получил награду «Компания года — 2000» в номинации «Телекоммуникации», первый коммерческий запуск пакетной передачи данных произвел Билайн в июне 2001 года. Билайн стал первым и с внедрением MMS, услуги передачи мультимедийных сообщений по GPRS, которая была запущена в мае 2002 года. В 2003 году GPRS появился у всех операторов "большой тройки".

Первым в мире телефоном с поддержкой GPRS стал MOTOROLA Timeport P7389i, который очень быстро сменил его преемник MOTOROLA Timeport 260, имеющий тот же самый дизайн.

Двумя популярными пионерами в мире GPRS-интернета стали Siemens S45 и Nokia 3510, вышедшие в 2001 и 2002 году соответственно.

А первым телефоном с поддержкой MMS-сообщений стал первый классический смартфон Nokia на платформе Series 60 с индексом 7650.

Следующей доработкой GSM-сетей стал EDGE, объявивший эпоху 2.75G и ускоривший сети до максимальных 474 кбит/с. Внедрение EDGE в России было стремительным, так как не требовалась существенная модернизация базовых станций. Первым с EDGE снова стал Билайн, начавший тестирование в августе 2004 и запустивший его в декабре того же года. Чуть позже EDGE запустили и остальные участники "большой тройки".

Первым телефоном, получившим поддержку EDGE, стал Nokia 6200.

Мобильный интернет с технологиями GPRS и EDGE впервые стал массовым и пригодным к использованию. Во всю начала развиваться WAP-индустрия, предлагавшая скачать рингтоны, обои, игры и java-приложения. Операторы стали зарабатывать не только на звонках, но и на контенте, который можно было скачать с помощью мобильного интернета.

Смартфоны с поддержкой GPRS/EDGE научились ходить в "большой интернет" с помощью встроенных браузеров, а чуть позже для "обычных звонилок" с поддержкой JAVA появилось приложение Opera Mini, которое сделало мобильный интернет безумно популярным. Параллельно развивалась "ICQ-фикация", которая принесла общение в сети в мобильные телефоны. Наверное, для многих читателей то время является самым ностальгическим!

Продолжение следует...

Сегодня мы с вами вспомнили поколения мобильной связи в России от истоков до массовой интернетизации в кармане. На следующей неделе вы прочитаете о том, как начинались в России сети 3G, 4G и что нас ждет в недалеком будущем, которое связано уже со следующим поколением 5G. До встречи!

15.09.2011

История становления и развития мобильной связи в России и мире

Когда я начал обдумывать идею статьи о прошлом сотовой связи, первым делом вспомнилась история, произошедшая 3 апреля 1973 года. Именно в этот день Мартин Купер, глава подразделения мобильной связи американской компании Motorola, совершил первый в мире звонок по мобильному телефону. И именно эта дата считается днем рождения мобильной связи в том виде, в каком мы все к ней привыкли. Но все началось гораздо раньше.

Когда говорят об истории сотовой связи, прежде всего вспоминается 3 апреля 1973 г. Именно в этот день Мартин Купер, глава подразделения мобильной связи американской компании Motorola, совершил первый в мире звонок по мобильному телефону. И теперь он считается днем рождения мобильной связи в том виде, к какому мы привыкли. Но ее история началась гораздо раньше.

Начало пути

Наверное, первой и самой важной датой в истории мобильной связи следует считать 7 мая 1895 г., когда известный русский ученый Александр Степанович Попов продемонстрировал прибор, предназначенный для регистрации электромагнитных волн. Что интересно, изначально Попов не планировал создавать какие-либо средства радиосвязи, а разрабатывал «грозоотметчик», прибор для регистрации молний. Но, по сути, прибор Попова стал первым в мире радиоприемником, источником сигнала для которого служили грозовые разряды. Позднее, в сентябре 1895 г., вместо метрологического регистратора Попов подключил к своему "грозоотметчику" телеграфный аппарат Морзе, что еще больше приблизило его к средству для беспроводной передачи информации.

Следующим шагом к мобильной связи стали сеансы беспроводной телеграфной связи, проводимые Гульельмо Маркони. Причем если в 1896 г. информация передавалась на расстояние нескольких километров, то к концу 1901 г. сообщение Маркони было получено по ту сторону Атлантического океана. Свою роль сыграло и то, что Маркони обладал коммерческой жилкой, благодаря чему разработанная им технология стала коммерчески успешной, а компания «Маркони и К°» -- известной на весь мир.

«Грозоотметчик» Попова – прибор, с которого началась
беспроводная радиосвязь

Не менее важен был и переход от использования абстрактных "точек-тире" к передаче живого человеческого голоса. Для исследователей-радиотехников тех лет это была одна из наиболее актуальных задач, в процессе решения которой были проведены сотни исследований и получены десятки патентов. Но наибольшего успеха добился Реджинальд Фессенден, в 1900 г. впервые передавший голос по радиоканалу, а к 1903 г. – получивший вполне приемлемое его качество. Датой «мобилизации» беспроводной радиосвязи стал 1901 г., когда Маркони установил приемо-передающее устройство на паровой автомобиль марки «Тоникрофт».

Так выглядел первый автомобиль,
оснащенный системой подвижной радиосвязи

Следующим ключевым стал 1921 г., когда в американском Детройте была запущена первая в мире диспетчерская система телеграфной подвижной связи, предназначенная для нужд местной полиции. Обмен информацией был односторонним – получив сигнал (азбукой Морзе), полицейские связывались с участком по обычному телефону. Фактически построенная в Детройте система была прототипом уже позабытой многими пейджинговой связи. Двусторонняя подвижная радиосвязь для помощи полиции появилась в 1933 г. в Нью-Йорке. Причем она уже была не телеграфной, а голосовой, хотя и работающей в полудуплексном режиме, т.е. для переключения между приемом и передачей нужно было нажимать кнопку.

Америка и Европа

Частным клиентам мобильная радиосвязь впервые стала доступна 17 июня 1946 г., когда в американском Сент-Луисе (штат Миссури) совместными усилиями AT&T и Bell Telephone Laboratories была запущена сеть стандарта MTS, работавшая на частоте 150 МГц. Принцип действия MTS-сети отличался от современной мобильной связи – для покрытия определенной территории использовался один мощный передатчик, а для регистрации сигнала от абонентских устройств – сеть приемников. Вызов в MTS-сети осуществлялся в ручном режиме – сначала абонент выбирал свободный канал, а затем устанавливал связь с оператором, соединявшим его с нужным абонентом. Причем изначально МТS-сеть работала в полудуплексном режиме, что позволяло решить проблему эха. Полнодуплексный режим (т.е. как в обычном телефоне) и автоматический выбор каналов появились лишь в 1964 г. Кстати, уже к концу 40-х гг. прошлого века AT&T и Bell Telephone Laboratories, не были самым передовыми – в 1948 г. Радиотелефонной компанией Ричмонда (штат Индиана) была запущена полностью автоматическая система подвижной радиосвязи, в которой вызов абонента осуществлялся без помощи оператора.

Один из первых автомобильных радиотелефонов

Все первые системы подвижной радиосвязи тех лет имели серьезное ограничение в виде частотного ресурса с ограниченным числом каналов. Это мешало обеспечить полное покрытие значительной территории и не позволяло двум сетям работать в одном частотном диапазоне – минимальное расстояние между двумя радиосистемами должно было составлять не менее 100 км. Решение данной проблемы было найдено сотрудником Bell Laboratories Д. Рингом, предложившим всю зону покрытия разделить на ячейки (соты), образуемые базовыми станциями, работающими в различающихся частотных диапазонах. И именно сотовый принцип стал основополагающим для современных мобильных сетей. Практическая реализация идеи появилась в 1969 г. в поездах Metroliner, курсировавших между Нью-Йорком и Вашингтоном – весь маршрут поезда (255 миль) был разделен на девять зон, в каждой из которых было доступно по шесть каналов на частоте 450 МГц, а центр управления системой находился в Филадельфии.

Схематичное изображение сотовой сети

Одновременно с США системы подвижной радиосвязи развивались и в Европе, где основные работы вели компании «Эрикссон» и «Маркони». Первые испытания европейских систем радиосвязи состоялись в 1951 г., а японских – в 1967 г. Кстати, именно японцы установили, что в условиях городской застройки для подвижной радиосвязи больше всего подходят диапазоны в районе 400 и 900 МГц. Среди европейских стран первая коммерчески успешная сеть сотовой связи была развернута в Финляндии в 1971 г., а к 1978 г. ей была покрыта вся территория страны. Естественно, речь шла об автомобильной радиосвязи, что даже нашло отражение в ее названии – Autoradiopuhelin (ARP, «Автомобильный радиотелефон»). Аналогично позиционировалась и сеть Autotel. Однако несмотря на аналоговую передачу голоса, в стандарте Autotel вся служебная информация, в отличие от других систем подвижной радиосвязи тех лет, передавалась уже в цифровой форме.

Велись разработки в области подвижной радиосвязи и в нашей стране, но о них будет рассказано немного ниже, а пока вернемся в США, где развернулась яростная борьба между компаниями AT&T Bell Labs и Motorola, стремившимися стать лидерами на зарождающемся рынке мобильной связи. Причем AT&T Bell Labs делала ставку на автомобильную радиосвязь, а Motorola – на компактные устройства, которые можно было носить с собой. Конкуренция была достаточно жесткой, предпринимались даже попытки задействовать административный ресурс в лице FCC (Федеральной комиссии по коммуникациям). Победителем в борьбе вышла Motorola, а главным направлением дальнейшего развития мобильной связи стало создание компактных устройств, которые можно было просто носить с собой. Коммерческая сеть, основанная на предложенных Motorola принципах, была запущена в 1983 г., через десятилетие после того исторического звонка.

Первый мобильный телефон Motorola DynaTAC 8000X
(Dynamic adaptive total area coverage)

Если обсуждать стандарты сотовой связи тех лет, то следует напомнить, что в Америке начинал набирать популярность аналоговый стандарт AMPS (Advanced mobile phones service - усовершенствованная подвижная телефонная служба), впоследствии усовершенствованный до цифрового D-AMPS. В Европе появилась целая россыпь различных несовместимых между собой стандартов, а наибольшее распространение получили скандинавский NMT (Nordic mobile telephony) и развернутый в ряде европейских стран TACS (Total access communications system, аналог AMPS). В Японии наиболее популярными стали NTT (Nippon telephone and telegraph system) и модифицированный вариант TACS, получивший имя JTACS(NTACS). Все перечисленные стандарты, как и AMPS, были аналоговыми, а построенные сети относились к первому поколению мобильной связи.

Одновременно с ростом количества абонентов мобильных сетей перед европейцами встал вопрос создания единого стандарта мобильной связи, для чего в 1982 г. была создана группа Groupe Spécial Mobile, включавшая 26 европейских телефонных компаний. На разработку одноименного стандарта ушло девять лет – его первая спецификация была опубликована в 1991 г., а первая в мире коммерческая GSM-сеть была запущена в 1992 г. в Финляндии. Альтернативой GSM стал стандарт CDMA, распространенный в США и странах Азии. Первая коммерческая CDMA-сеть появилась в 1995 г. в Гонконге, а первая спутниковая система связи коммерческого назначения (основанная на технологии CDMA Omni TRACKC) была запущена в 1980 г. Кстати, теоретические основы CDMA заложил еще в 1935 г. русский ученый Д. В. Агеев.

Наша история

Сотовая связь в современном понимании пришла в нашу страну в 1991 г., когда компания «Дельта Телеком» развернула сеть стандарта NMT-450i, а первый звонок с ее использованием состоялся 9 сентября 1991 г. Первая российская GSM-сеть была запущена в 1994 г., одновременно с появлением оператора «Северо-Западный GSM».

Однако история развития мобильной связи в нашей стране имеет более глубокие корни. Все началось с того, что во время Великой Отечественной войны советский ученый Георгий Ильич Бабат предложил идею устройства под названием «монофон», представлявшего собой переносной телефонный аппарат, работающий полностью в автоматическом режиме. Рабочий диапазон частот устройства должен был находиться в районе 1--2 ГГц, но в отличие от современных средств сотовой связи, в «монофоне» для передачи голоса планировалось использовать не радиоканал, а разветвленную сеть волноводов.

Г.И. Бабат, изобретатель «монофона»

Следующий шаг к отечественной мобильной связи был сделан Г. Шапиро и И. Захарченко, предложившими в 1946 г. систему автомобильной радиотелефонной связи. Ее принцип был прост и гениален – городские телефонные станции предполагалось дополнить радиоприемной аппаратурой, а каждому автомобилю, оснащенному радиосвязью, – выделить индивидуальные позывные. Для совершения вызова достаточно было передать в эфир свои позывные, после чего автоматически включался установленный в автомобиле телефон, пользоваться которым можно было, как обыкновенным телефонным аппаратом. При поступлении на номер мобильного абонента входящего звонка установка связи с ним осуществлялась также посредством позывных. На первых порах даже радиус действия системы Шапиро -- Захарченко составлял примерно 20 км, но впоследствии изобретатели смогли увеличить его до 150 км, причем сам прибор был весьма компактным. Изначально систему Шапиро -- Захарченко предполагалось использовать для координации работы милиции, пожарных, медиков и других экстренных служб. Однако идея не прижилась в первую очередь из-за нежелания этих служб быть привязанными к городской телефонной сети.

Но действительно сенсационным можно считать то, что в 1957 г. Л. И. Куприянович создал прототип мобильного телефона, получившего имя ЛК-1. Что интересно, до разработки ЛК-1 сферой деятельности Куприяновича было создание портативных раций, так же как и у его заокеанского коллеги Мартина Купера. Сопряжение ЛК-1 с городской телефонной сетью осуществлялось через «Автоматическую телефонную радиостанцию» (АТР), с которой «мобильная» трубка была связана четырьмя частотными каналами: прием звука, передача звука, передача сигналов набора номера и отправка сигнала завершения вызова. Причем был продуман и вопрос массового использования ЛК-1 – в этом случае управляющие сигналы различались по тональности, а для передачи голоса использовались разные частотные каналы. Радиус действия аппарата составлял несколько десятков километров.

Заметка в журнале «Наука и жизнь», №10, 1958 г..

Обратите внимание – в СССР изначально ставка делалась именно на создание систем подвижной радиосвязи, использование которых максимально похоже на использование обычных городских телефонов, причем эти системы должны были максимально просто интегрироваться с действующей городской телефонной сетью. Также понималась и важность компактных размеров – если первые варианты ЛК-1 весили около 3 кг (напомню, вес автомобильных радиотелефонов составлял 10--20 кг.), то уже в 1958 г. Куприяновичу удалось изготовить телефон весом всего 500 гр. А в 1959 г. он выдвинул предложение установить АТР на высотном задании, т.е. реализовать то же самое, что сделал Мартин Купер спустя 14 лет. Но изобретение Л.И. Куприяновича хода не получило, и к 1960--1961 гг. в своих статьях он рассказывает о портативных рациях и новостях электроники, но ни словом не упоминает о радиотелефоне.

И это не случайно -- в конце 50-х гг. прошлого века по заказу высшего руководства страны в СССР началась разработка системы подвижной автоматической радиосвязи «Алтай». Причем одно из главных требований состояло в том, чтобы ее использование было максимально схоже с применением обычной телефонной сети, т.е. ручное переключение каналов и необходимость вызова диспетчера были исключены. И эта задача была решена – уже в 1963 г. система была запущена в опытную эксплуатацию на территории Москвы. Рабочий диапазон «Алтая» находился в районе 150 МГц, а позднее был задействован и диапазон 330 МГц. К середине 70-х под покрытием этой системы оказались уже 114 городов СССР, а на Олимпиаде 1980 г. она стала основным средством для связи освещавших ее журналистов. Причем качество связи на «Алтае» было не хуже, чем на лучших проводных телефонных линиях, а проблемы со связью возникали достаточно редко. В эпоху своего расцвета она стала доступна не только партийным и государственным деятелям, но и руководителям предприятий – к началу 80-х гг. ею пользовались около 25 тыс. абонентов. Для высшего руководства страны и нужд спецслужб также была создана «Роса», представлявшая собой вариант «Алтая», дополненный средствами шифрования.

Абонентское оборудование «Алтай» образца 1960-х гг

Были у СССР и планы по развертыванию сети мобильной связи, доступной для рядового человека. В начале 1980-х годов была начата работа над системой «ВоЛеМоТ», название которой состояло из первых букв городов, где велась ее разработка: Воронеж, Ленинград, Молодечно, Тернополь. Причем в систему изначально закладывались возможность использования множества базовых станций с целью покрыть всю территорию страны и поддержка автоматического перехода между базовыми станциями без прерывания разговора. Таким образом, «ВоЛеМоТ» могла стать полноценной сотовой сетью, и если бы не бюрократические проволочки и недостаточное финансирование работ, то ее запустили бы уже к середине 1980-х гг. В качестве рабочего диапазона в ней планировалось использовать частоту 330 МГц, что давало возможность покрыть одной базовой станцией большие расстояния. Кстати, запуск системы в эксплуатацию в некоторых городах все же состоялся, но произошло это лишь в середине 1990-х гг., когда технологическое лидерство было упущено, а на рынке доминировали NMT- и GSM-сети.

Резюме

История не имеет сослагательного наклонения. Мы упустили возможность стать лидерам в деле строительства мобильных сетей, а ведь шансы для этого у нашей страны были. В 1959 г. болгарский ученый Христо Бачваров создал мобильный телефон, концептуально схожий с аппаратом Л.И. Куприяновича, и получил соответствующий патент. Более того, на выставке «Интероргтехника-66» засветились РАТ-0,5 и АТРТ-0,5, компактные мобильные телефоны промышленного производства, а также базовая станция РАТЦ-10, способная одновременно связать шесть мобильных абонентов с городской телефонной сетью. Но в серию все эти наработки так и не пошли, а днем рождения мобильной связи все признали 3 апреля 1973 г., когда Мартин Купер совершил свой исторический звонок.