Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №02 за 2008 год
Кого следует благодарить за изобретение радио и всех тех современных технологий, которые основаны на радиопередаче? Кто был самым-самым первым? «Наш» Попов или «не наш» Маркони? Может быть, Фарадей, Максвелл или Герц? В сущности, большой разницы нет (хотя всем этим ученым стоит отдать должное). Ведь главное в том, что в итоге выиграло все человечество. Радио в нашу жизнь вошло так основательно, что никто уже не задумывается над этим чудом, поднося к уху телефон, пользуясь GPS-приемником или болея за любимую команду перед экраном телевизора.
Сотовая связь
Уинстон Черчилль разговаривает по одному из первых «уоки-токи»
Так же как и с изобретением радио, в вопросе создания сотовых телефонов трудно найти отправную точку. Кто был первым на этом пути?
Возможно, американский радиолюбитель Ал Гросс, еще в 1938 году создавший мобильное устройство под названием «иду и говорю» — walkietalkie. Изобретатель быстро попал в поле зрения американской разведки, призвавшей Гросса на службу, и аналоги «уоки-токи» поступили на вооружение разведчиков, работавших за линией фронта. Тот же самый Ал Гросс в 1950 году продемонстрировал Федеральной комиссии по связи США возможности использования портативной радиостанции в качестве «беспроводного удаленного телефона» — идея на первый взгляд лежала на поверхности. Но стоит учесть, что транзисторы были изобретены всего за пару лет до этого события и вся электроника была еще ламповой. Так что портативная армейская радиостанция весила около 20 килограммов. К изобретению вернулись спустя годы, и оно стало прототипом беспроводных и сотовых радиотелефонов.
Термин «сота» — cell ввели в обращение с подачи Bell System, подразделения AT&T. В 1946 году сотрудник компании Уильям Янг предложил строить сети маломощных передатчиков, использующих один и тот же диапазон частот. Коммутация между всеми передатчиками, или сотами, должна была осуществляться централизованно. Так же как и в случае с радиотелефоном Гросса, для воплощения идеи сотовой связи в жизнь не было нужной элементной базы. Лишь в 1969 году Bell System запустило в эксплуатацию радиотелефонную сеть в окрестностях Филадельфии на частоте 450 МГц.
Но все же днем рождения сотовой связи принято считать 3 апреля 1973 года. В этот день Мартин Купер, сотрудник компании Motorоla, конкурировавшей с AT&T в создании сетей сотовой связи, сделал первый звонок по сотовому телефону. Это была хорошая маркетинговая акция, так как Купер прогуливался по улицам Манхэттена и первый звонок сделал конкурентам, в AT&T, а затем, конечно же, позвонил журналистам. Этот первый телефон весил около килограмма, и впереди еще была большая долгая работа по выводу продукта на рынок, но о нем уже было объявлено общественности — а это порой важнее.
В продажу первый сертифицированный Федеральной комиссией по коммуникациям (США) коммерческий сотовый телефон, Motorola DynaTAC 8000X, поступил спустя 10 лет после знаменитого звонка Купера. Он стоил около четырех тысяч долларов, но цена не смущала потребителей, в очередь на его приобретение записывались тысячи американцев. Совсем как история с Apple iPhone этим летом — первый «официальный» сотовый был детищем грамотного маркетинга.
1997 год, разработка программ для проведения беспроводных видеоконференций
Первая сотовая сеть Advanced Mobile Phone Service (AMPS) заработала в США в 1983 году, а в Европе сотовая связь появилась в 1981-м, в Скандинавии. Позднее практически каждая европейская держава внедрила свою сотовую сеть, и в итоге в Европе оказалось 9 несовместимых между собой стандартов. Это побудило европейские страны разработать единую систему с поддержкой роуминга. Итогом работы представителей 26 стран в 1991 году стал стандарт Global System for Mobile Communications — GSM, используемый и в России. Наряду с общей валютой и парламентом единый стандарт сотовой сети стал значительным шагом на пути к единой Европе. В США же годом ранее приняли другой цифровой стандарт — D-AMPS, а маленькая гордая Япония пошла своим, независимым путем — здесь создали стандарт сотовой связи PDC (Personal Digital Cellular). В итоге в начале 1990-х годов на планете существовало несколько стандартов сотовой связи, что делало весьма неудобными путешествия с одного континента на другой — привыкнув за несколько лет пользоваться удобной беспроводной связью, человечество уже не мыслит себе жизнь без сотового телефона. Забыть его дома — значит выпасть из жизни на день. Оказаться же в чужом городе или стране без возможности роуминга — об этом теперь даже думать не хочется. Именно потому в середине 1990-х годов специалисты заговорили о третьем поколении сотовой связи: миру требовались новые услуги, нужно было обеспечить поддержку большего количества абонентов, ведь количество пользователей росло как на дрожжах! Кроме того, сети сотовой связи хотели приспособить под передачу не только голоса, но и данных.
Проще всего на начальном этапе перехода к новым сетям было операторам GSM: именно там впервые появились такие привычные уже возможности, как передача SMS, протоколы для доступа в Интернет (GPRS и WAP). Всему остальному не-GSM миру пришлось искать новые пути. Так, в 1993 году после ряда успешных испытаний в США перешли на новую перспективную технологию CDMA, приняв его в качестве национального стандарта цифровой сотовой связи. Сейчас CDMA используется в Северной Америке и странах Азии, включая и Японию. Такой революционный переход оказался далеко не безболезненным, но нет худа без добра. CDMA обеспечивает более эффективное использование частотного спектра, лучшую пропускную способность сети — втрое выше по сравнению с GSM, качество речи, сопоставимое с качеством связи по проводным линиям, а также поддерживает новые виды цифровых услуг — передачу данных и мобильную факсимильную связь.
Начиная с 2006 года активно идет рост количества абонентов сетей следующего поколения — 3G (от 3 Generation). Основная выгода для абонентов — расширение набора услуг и увеличение скорости передачи данных по сетям сотовой связи. Сейчас в мире активно внедряются два стандарта 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) и CDMA2000. UMTS распространен в Европе и позволяет GSM-операторам переводить своих абонентов на новый уровень связи, CDMA2000 внедряется в Азии и Америке. Сети 3G могут похвастаться прежде всего расширенной полосой для передачи данных: скорость может достигать 2,4 Мбит/с! Высокая скорость передачи данных помимо доступа в Интернет позволяет операторам предоставлять клиентам такие сервисы, как мобильное ТВ или видеозвонки с телефона на телефон, — казавшийся еще 20 лет назад фантастикой мобильный видеофон стал обычным устройством. И этими сервисами можно пользоваться с мобильного телефона во всей зоне действия сотовой сети. На конец 2006 года в мире насчитывалось уже 364 миллиона абонентов 3G.
А что же в России? Наши операторы сотовой связи только-только начинают предоставлять услуги 3G своим абонентам. В сентябре Мегафон стал первым, объявив о запуске сервиса 3G в Санкт-Петербурге. А уже в октябре состоялся первый видеозвонок по сетям 3G, весьма показательная PR-акция: министр связи Леонид Рейман из Москвы позвонил губернатору Санкт-Петербурга Валентине Матвиенко. Так что следующий год обещает стать началом новой сотовой 3G-эры в России.
Дж. К. Максвелл
Если разобраться в истории вопроса, то выяснится, что, как такового, «изобретения» радио, по сути, не было. Не было внезапного озарения, криков «Эврика!» или вещих снов, как в случае с Таблицей Менделеева. Была долгая и кропотливая работа множества людей на пути к изобретению. Сегодня такую работу, пожалуй, назвали бы группой по разработке стандартов, наподобие известного Института инженеров в области электросвязи — IEEE. Только работа эта была растянута во времени лет на восемьдесят. И помимо «чистых практиков», Попова и Маркони, стоит вспомнить еще и других ученых, работы которых, собственно, и позволили создать радио. Это прежде всего Майкл Фарадей, Джеймс Клерк Максвелл и Генрих Рудольф Герц. Основоположником учения об электромагнитном поле стал английский физик Майкл Фарадей — именно он в 1831 году открыл электромагнитную индукцию. Это открытие и легло в основу развития электротехники, в том числе и беспроводной электросвязи. А уже в 1832 году Фарадей пришел к выводу о существовании электромагнитных волн. Но сделал он это, основываясь скорее на интуиции, чем на результатах опытов. Наверное, потому до конца жизни он не решился заявить о своей гениальной гипотезе ученому сообществу, а лишь изложил ее в письме, сдав его в запечатанном конверте в архив Лондонского Королевского общества. Максвелл, подхватив эстафету, развил идеи Фарадея и придал им форму последовательную математической теории электромагнитного поля. Из ее уравнений вытекало существование колебаний поля, которые способны перемещаться в пространстве. Но всякая теория нуждается в экспериментальном подтверждении, и нужен был гений, способный взяться за эту работу.
