Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej: od przeszłości do

Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej: od przeszłości do

Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej
Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej: od
przeszłości do współczesności (cz.1)
Mateusz Malinowski
Wprowadzenie
Jesteś na długiej podróży biznesowej i na pokładzie
samolotu spędzasz długie godziny redagując notatki z
delegacji, będąc podłączonym do pokładowego serwera.
Po wyjściu z samolotu przechodzisz przez bramę, wchodząc do strefy dostępnej publicznie. W tym momencie
twoje osobiste urządzenie sieciowe, przypięte do twojego
paska, informuje cię, że automatycznie zostały pobrane
twoja poczta elektroniczna, skrzynka głosowa, a nawet
skrzynka wideo. Zatrzymujesz się, żeby przejrzeć tę
ostatnią – dostałeś skrót spotkania finansowego oraz
przedstawienie szkolne twoich dzieci.
W międzyczasie, w momencie kiedy znalazłeś się
w zasięgu sieci publicznej, twoje urządzenie sieciowe
automatycznie wysłało wiadomość na wyświetlacz znajdujący się na twojej lodówce, dzięki czemu cała twoja
rodzina wie, że znajdujesz już się na lotnisku i niedługo
będziesz w domu.
Sprawdzasz rozkład jazdy autobusu na swoim urządzeniu i łapiesz najbliższe połączenie z parkingiem
długoterminowym. Widzisz także, że dostałeś emaila od
grupy MP3, której jesteś członkiem, z listą najnowszych
polecanych utworów. Ściągasz utwory bezpośrednio do
swojego odtwarzacza MP3, żebyś miał czego słuchać w
drodze do domu.
W momencie, w którym w zasięgu masz inną sieć
publiczną, dostajesz kolejnego emaila, tym razem od
twojej żony. Akurat twoja lodówka poinformowała przez
wbudowany wyświetlacz, że skończyło się mleko, więc
mógłbyś kupić jeden karton w drodze powrotnej. Od razu
odpisujesz, że nie ma problemu. Wsiadając do samochodu podłączasz swoje urządzenie do gniazda. Wracając
do domu słuchasz dopiero co ściągniętych utworów,
zatrzymując się po drodze w sklepie spożywczym po
mleko. Najbliższy sklep został oczywiście znaleziony w
pokładowym systemie nawigacji.
Po przybyciu do domu,. Twoje osobiste urządzenie
sieciowe wkracza do akcji, wymieniając informacje z
urządzeniami w Twoim domu. Zapisane dane przesyłane
są do komputera osobistego, zaś zawartość skrzynki głosowej jest kopiowana do pamięci Twojej automatycznej
sekretarki. Pliki wideo przesyłane są bezpośrednio do
telewizora, który zapisuje je na swoim dysku i automatycznie kataloguje, dzięki czemu później te pliki można
bez problemu znaleźć i obejrzeć. Wkładając mleko do
lodówki, urządzenie monitorujące zawartość nie informuje
już o braku mleka. Twoje dzieci przynoszą Ci pilota do
telewizora, żebyś mógł wybrać film, który zostanie ściągnięty na wieczór. Kilka tygodni później znów jedziesz
na lotnisko, jednak tym razem wybierasz się z rodziną
na wakacje. Podczas jazdy samochodem zastanawiasz
się, czy o czymś nie zapomniałeś. Na swoim urządzeniu
sieciowym sprawdzasz status zabezpieczenia domu.
Okazuje się, że wszystko zostało włączone – strefy alarmu, wewnętrzne oświetlenie i losowe włączanie urządzeń
symulujące obecność domowników. Do tego sprawdzasz
zraszanie trawników wieczorami – okazało się, że o tym
zapomniałeś, więc włączasz zraszanie automatyczne na
czas Waszej nieobecności. Twoja żona na dzień powrotu
już zamówiła zakupy i dowóz ubrań z pralni, korzystając
z wyświetlacza zamontowanego na lodówce.
Przechodząc przez bramkę na lotnisku dostajesz nowe
powiadomienie na swoje urządzenie sieciowe, dotyczące lotu. Okazuje się, że Wasz lot jest opóźniony. Twoje
nastoletnie dzieci, które zwykle nie mają się czym zająć,
siadają na krzesłach w poczekalni i wyciągają z bagażu
podręcznego swoje przenośne tablety, żeby zabić czas
grając w gry Online. Podchodzisz do kiosku Bluetooth i
wydrukowujesz bardziej szczegółowe informacje o opóźnieniu lotu. Do wydrukowanej wiadomości dołączony jest
kupon do znajdującej się na lotnisku kawiarni, więc Twoja
żona idzie od razu po kawę. Przysiadasz się do dzieci i
zaczynacie oglądać film, który ściągnęliście korzystając
z usługi VOD, dzięki czemu czas leci o wiele szybciej.
Czy taki scenariusz wygląda znajomo? Jeśli jeszcze
tak nie jest, jest to najprawdopodobniej nieodległa przyszłość. Urządzenia wyposażone w moduły do osobistej
łączności bezprzewodowej są już dostępne na większości
rynków, lub będą dostępne w najbliższym czasie. Dostawcy innowacyjnych usług planują stworzenie nowych
usług dostępnych publicznie na całym świecie. Niedługo
będziemy mogli korzystać z dobrodziejstw łączności
bezprzewodowej na całym świecie. Jest to jedna z najważniejszych technologii przyszłości, istna rewolucja w
telekomunikacji.
Teraz, kiedy już mamy wyobrażenie o tym jak wygląda łączność bezprzewodowa i jakie stwarza możliwości,
przyjrzyjmy się jak doszło do sytuacji obecnej, czyli wynalazkom i odkryciom, dzięki którym możemy łączyć się
bez użycia przewodów. Ponadto, odkryjemy najnowsze
trendy w komunikacji bezprzewodowej i w jaki sposób
sektor prywatny i sektor przedsiębiorczości wykorzystują
te technologie już teraz.
Odkrycia, które doprowadziły do powstania łączności bezprzewodowej
Technologia bezprzewodowa jest metodą przesyłania
danych z jednego punktu do drugiego nie korzystająca z
fizycznych połączeń, a więc korzystającą z radia, telefonii
komórkowej, podczerwieni oraz przekazu satelitarnego.
Tło historyczne pozwoli zrozumieć ewolucję między
tymi metodami, której zwieńczeniem jest współczesna
technologia. Najczęściej używane, współczesne sieci
bezprzewodowe biorą swój początek w wielu momentach
ewolucji bezprzewodowej komunikacji oraz zastosowań
SERWIS ELEKTRONIKI Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej
radiotelegraficznych. Mimo że niektóre odkrycia zostały
dokonane na początku XIX wieku, większa część ewolucji
komunikacji bezprzewodowej rozpoczęła się wraz z epoką
elektryczności. Swój udział miał również rozwój ekonomii
oraz odkrycia w fizyce.
Jako że bieżące zapotrzebowanie na technologię
bezprzewodową wyrosło z tradycyjnych sieci Ethernet
10Base-T, zajmiemy się krótko opisem rozwoju tradycyjnych sieci komputerowych. Sieci fizyczne oraz ich
ograniczenia w znacznym stopniu wpłynęły na technologię bezprzewodową. Innym istotnym czynnikiem było
wynalezienie telefonii komórkowej.
Odkrycie elektromagnetyzmu
Z wielu opracowań wynika, że ludzkość zdawała sobie
sprawę z istnienia sił magnetycznych wiele stuleci przed
połową XVI wieku, jednak nie zdawali sobie sprawy ze
związku między elektrycznością a magnetyzmem aż do
XIX wieku. W 1820 roku, duński fizyk i filozof Hans Christian Oersted, profesor na Uniwersytecie Kopenhaskim,
podczas wykładu podłączył baterię do przewodu. Zbiegiem okoliczności, obok znajdował się kompas. Oersted
zauważył, że po podłączeniu baterii igła kompasu zaczęła
się obracać. W ten sposób dokonano odkrycia związku
między elektrycznością a magnetyzmem. Oersted prowadził dalsze badania mające na celu dokładniejsze
poznanie związku, wpływając na prace współczesnych
mu Michaela Faradaya i Josepha Henry’ego.
Michael Faraday, angielski wykładowca, badał magnesy i efekty magnetyczne. W 1831 roku, Faraday
postawił hipotezę, że zmieniające się pole magnetyczne
jest konieczne do pojawienia się prądu w znajdującym się
obok obwodzie. Teoria ta była właściwie definicją indukcji
elektromagnetycznej. W celu sprawdzenia hipotezy, Faraday zbudował cewkę poprzez owinięcie papierowej tuby
przewodem. Podłączył tak zbudowaną cewkę do urządzenia zwanego galwanometrem, po czym zaczął poruszać
magnesem wewnątrz tuby w jedną i drugą stronę. Kiedy
magnes poruszał się, igła galwanometru obracała się,
wskazując na to, że w obwodzie płynie prąd. Pokazało
to, że aby doszło do indukcji pole magnetyczne musi się
poruszać. Podczas swojego eksperymentu Faraday nie
tylko odkrył indukcję, ale także stworzył pierwszy w historii
generator prądu elektrycznego. Ustalenia Faradaya do
tej pory służą jako podstawa współczesnej technologii
elektromagnetycznej.
Mniej więcej w tym samym czasie, kiedy Faraday
pracował z elektromagnetyzmem, amerykański profesor
Joseph Henry został pierwszą osobą, która przesłała
sygnał elektryczny. Jako zegarmistrz skonstruował baterię i prowadził eksperymenty z magnesami. Henry jako
pierwszy owinął żelazny rdzeń izolowanym przewodem
tworząc elektromagnes. Henry pracował nad teorią zwaną
samoindukcją, inercyjną właściwością prądu elektrycznego. Jeśli prąd płynie, jego stały przepływ odbywa się dzięki
właściwości indukcji własnej. Henry odkrył, że właściwość
samoindukcji różni się w zależności od konfiguracji obwodu, szczególnie poprzez nawinięcie przewodu na rdzeń.
Część z tych eksperymentów dotyczyła przesyłania
prostych sygnałów.
Okazuje się, że Henry i Faraday doszli do wielu
wspólnych wniosków. Mimo że Faraday jako pierwszy
opublikował swoje wnioski, Henry’emu przyznaje się
pierwszeństwo jeżeli chodzi o przesyłanie sygnałów
poprzez fale elektromagnetyczne. Mimo że Henry nigdy
nie wykorzystał praktycznie swoich wyników, pomogły
one znacznie Samuelowi Morse’owi. W 1832 roku Morse
przeczytał o wynikach Faraday’a dotyczących indukcji.
Zastosował te wyniki do stworzenia technologii nazwanej telegrafem. Henry pomógł Morse’owi skonstruować
wzmacniacz sygnału, dzięki któremu można było przesyłać sygnały na znaczne odległości. Doprowadziło to do
powstania alfabetu Morse’a, który na długie lata stał się
standardem komunikacyjnym. Morse wprowadził technologię wzmacniania sygnału w 1838 i dostał patent na
telegraf w 1838 roku. Jak wiele innych wielkich wynalazków, telegraf zrewolucjonizował komunikację wypierając
wiele innych form komunikacji – w tym także tak wówczas
popularny Pony Express.
Odkrywanie przewodnictwa
Samuel Morse spędził wiele czasu pracując nad technologią bezprzewodową, ale wykorzystywał także inne
media, takie jak wodę i ziemię. W 1842 roku przeprowadził
on spektakularny publiczny pokaz, w którym próbował
przesłać prąd elektryczny przez przewód znajdujący
się pod wodą. Ostatecznym wynikiem tego pokazu była
komunikacja kablowa poprzez przewodzenie, mimo że
pierwotnie nie było to celem. Morse położył ponad kilometr izolowanego przewodu pomiędzy Governor’s Island
a Castle Garden w Nowym Jorku aby pokazać, że prąd
może być przekazywany poprzez przewód poprowadzony
w wodzie. Przesłano alfabetem Morse’a kilka znaków,
jednak nagle połączenie zostało przerwane. Okazało się,
że marynarze na statku znajdującym się między oboma
wyspami przypadkowo uszkodzili kabel podczas podnoszenia kotwicy. Morse, nękany pytaniami przez widzów
obecnych na pokazie natychmiast rozpoczął prace nad
zmianami w eksperymencie. Udało mu się wcielić pomysł
przekazywania sygnału bez użycia przewodów. Umieścił
dwie miedziane płyty w rzece Susquehanna w odległości
ponad kilometra. W ten sposób stał się pierwszą osobą,
która zademonstrowała połączenie bezprzewodowe przez
przewodzenie. Przewodzenie jest przepływem ładunków
elektrycznych poprzez substancję (w tym wypadku wodę
w rzece), powstającym na skutek różnicy potencjałów
elektrycznych w substancji.
Wynalezienie radia
Po znaczących odkryciach indukcji i przewodzenia, naukowcy rozpoczęli sprawdzanie przewodzenia
przez różne media i zastosowanie elektryczności w wielu
maszynach. Inni szukali zastosowań nowych odkryć
i poszukiwali różnych parametrów. Po udowodnieniu
teorii przewodzenia w wodzie, powstawały nowe teorie
dotyczące przewodzenia prądu w powietrzu. W 1887
roku w Niemczech Heinrich Hertz stał się pierwszą w
historii osobą, która pokazała, że elektryczność płynie
falami w atmosferze. Hertz pokazał także, że przewod-
SERWIS ELEKTRONIKI Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej
niki elektryczne odbijają fale, podczas gdy izolatory po
prostu przepuszczają fale. Dodatkowo Hertz udowodnił,
że prędkość światła i fal radiowych są sobie równe, jak
również, że jest możliwe oddzielenie fal elektrycznych i
magnetycznych od przewodu. Ustalenia Hertza zainspirowały innych badaczy, którzy starali się naśladować i
rozwijać jego eksperymenty. Wynalazcy z całego świata z
łatwością odtworzyli eksperymenty Hertza, a świat powoli
przygotowywał się na nową epokę radia – bezprzewodowej transmisji fal elektromagnetycznych.
Włoski wynalazca Guglielmo Marconi szczególnie
zainteresował się opublikowanymi wynikami Hertza.
Marconiemu udało się przesłać bezprzewodowo wiadomości na odległość 10 mil, a później także przez Kanał La
Manche, za pomocą swojego opatentowanego radia. Pod
koniec roku 1901, Marconi wraz z asystentami zbudował
bezprzewodowy odbiornik w Nowej Fundlandii i odebrał
sygnał litery „S” wysłany przez Ocean Atlantycki z Anglii.
Był to widoczny dowód na to, że sygnał dosłownie „zagina
się” wokół Ziemi, przez linię horyzontu. Nawet Marconi
nie był w stanie wyjaśnić dlaczego tak się dzieje, jednak
mimo to udało mu się dokonać pierwszego połączenia
komunikacyjnego na tak znaczną odległość.
Współcześnie wiemy, że promieniowanie ze słońca
tworzy warstwę jonizowanych cząsteczek gazu, mniej
więcej 150 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Warstwa
ta, jonosfera, odbija fale radiowe w kierunku powierzchni,
gdzie odbijają się one z powrotem do jonosfery. Proces
ten odbywa się dopóki nie wyczerpie się energia fal.
Inny badacz, Reginald Fessenden, rozwinął osiągnięcia Marconiego, i jako pierwszy przesłał przez fale
radiowe ludzką mowę. Skutki jego wyczynu bardzo szybko
zostały odczute na całym świecie, zaś radio nie było już
wykorzystywane tylko do sygnałów telegraficznych.
Radiotelefony samochodowe
W 1921 roku, na paśmie 2 MHz zaczęły działać przenośne odbiorniki radiowe. Jest to tuż powyżej pasma
modulacji amplitudowej (AM), znanej z dzisiejszych stacji
radiowych. Radia te były zasadniczo używane przez instytucje rządowe. Nie były one integrowane z istniejącymi
systemami telefonii naziemnej, które były wówczas o wiele
bardziej powszechne – jako że technologia wciąż była
nowością, sprzęt był uznawany za rodzaj eksperymentu
i nie był dostępny do masowej dystrybucji. Początkowo
nawet nie myślano o tym, że przenośne radioodbiorniki
będą kiedyś dostępne dla sektora prywatnego. Zamiast
tego rozwijano wiele usług dla policji i służ ratunkowych,
którzy byli pionierami technologii radiowej.
Bezprzewodowa telefonia dopiero w roku 1924 pozwoliła na wymianę komunikatów (do tej pory wszystkie komunikaty były wysyłane w jedną stronę). W laboratoriach
Bella stworzono właśnie taki telefon. Od tego momentu
było możliwe nie tylko odbieranie wiadomości, ale także
natychmiastowe odpowiadanie na nie, znacznie zwiększając wygodę i wydajność. Ulepszony system wciąż
nie był połączony z telefonią naziemną, jednak ewolucje
bezprzewodowej komunikacji poczyniła kolejny znaczący
krok. Jednym z najważniejszych problemów pozostawał
jednak wciąż rozmiar urządzeń – początkowo odbiorniki
radiowe zajmowały nawet całe bagażniki. Do tego, wraz
z rozmiarem zwiększały się koszty: koszt radia był prawie
tak samo wysoki, jak koszt pojazdu.
W 1935 roku Edwin Howard Armstrong wprowadził
modulację częstotliwościową (FM). Technologia te nie
tylko zwiększyła ogólną jakość transmisji bezprzewodowego radio, ale również drastycznie zmniejszyła rozmiar
urządzeń. Do tego technologia ta nie mogła pojawić się
w lepszym momencie. Rozpoczęła się II wojna światowa,
w której armia szybko zaadoptowała technologię FM do
swoich potrzeb. W związku z wojną przedsiębiorstwa
zaczęły masowo produkować odbiorniki działające w
systemie FM, a firmy takie jak Motorola czy AT&T zaczęły produkować o wiele mniejsze radioodbiorniki. Wiele
usprawnień było także możliwe wraz z wprowadzeniem
płytek drukowanych, które diametralnie zmieniły świat
urządzeń elektronicznych wszystkich typów.
Komputery i sieci
Mimo że nie ma ustalonej dokładnej daty rozpoczęcia
epoki komputerów, najczęściej wspominanym wydarzeniem jest stworzenie w 1822 roku przez Anglika Charles’a
Babbage’a kalkulatora mechanicznego, zwanego „Maszyną Różniczkującą”. Pół wieku później, w 1887 Amerykanin
Herman Hollerith opracował system czytania kart perforowanych na potrzeby powszechnego spisu ludności w
1890 roku. W następnych latach wprowadzano kolejne
ulepszenia do systemu kart perforowanych, dwójkową
reprezentację liczb oraz lampy elektronowe.
W związku z wybuchem wojny w latach 40. ubiegłego
wieku stworzono pierwszą maszynę dekodującą Colossus, używaną przez Anglię do łamania niemieckich
kodów. Maszyna była wolna – potrzebowała od 2 do 5
sekund na pojedynczą operację. Następnym znaczącym
przełomem było stworzenie przez Amerykanów Johna
Prespera Eckerta i Johna W. Mauchley’a ENIAC-a (Electronic Numerical Integrator and Computer – elektroniczna
maszyna do obliczania i całkowania numerycznego).
ENIAC był pierwszym komputerem ogólnego zastosowania, działającym blisko 1000 razy szybciej niż Colossus.
Niestety, urządzenie potrzebowało bardzo dużej mocy
– około 160 kW. Kiedy było włączane, w całym regionie
miasta Filadelfii żarówki były przyciemnione. Głównym
powodem rozmiarów i wymagań było zastosowanie lamp
elektronowych. Wynalezienie w 1948 roku tranzystora
zmieniło rozwój komputerów, których rozmiary zaczęły
się zmniejszać. W ciągu kolejnych 30 lat komputery były
coraz szybsze i coraz mniejsze.
W 1981 roku firma IBM wypuściła na rynek komputer
osobisty dla domu, szkoły i biznesu. Liczba sprzedanych
komputerów zwiększyła się z 2 milionów w roku 1981 do
5.5 milionów rok później. Dziesięć lat później w użytku
było 65 milionów komputerów osobistych. Wraz z wdrażaniem komputerów na stanowiska pracy, zaczęto podejmować wysiłki mające na celu utworzenie połączenia między
komputerami. W miarę jak mniejsze komputery stawały
się coraz mocniejsze, pojawiła się potrzeba wymiany
między nimi informacji, oprogramowania oraz po prostu
komunikacji między nimi. Technologie sieciowe do tego
momentu ograniczały się do dużych komputerów klasy
SERWIS ELEKTRONIKI Wprowadzenie do łączności bezprzewodowej
mainframe, które przechowywały ogromne ilości informacji, wykonywały obliczenia i wysyłały je na terminale,
służące tylko do wprowadzania danych.
Technologia Ethernet powstała na początku lat 70.
I służyła do połączenia wielu komputerów osobistych
w małym obszarze fizycznym, tworząc tzw. Sieć LAN
(Local Area Network – sieć lokalna). Sieci LAN łączyły
urządzenia sieciowe na małe odległości. Do najczęstszych zastosowań należały biura, szkoły i domy. Czasem
firmy składały się z kilku sieci LAN połączonych ze sobą.
Poza małymi odległościami, sieci LAN miały kilka innych
cech charakterystycznych. Najczęściej były zarządzane
przez jedną osobę i działały w obrębie jednej jednostki
organizacyjnej. Sieci LAN używały również specyficznych
technologii do połączenia, takich jak Ethernet czy Token
Ring. W typowej konfiguracji sieci LAN występują dwa
elementy: klient i serwer. Klient jest węzłem wykonującym żądanie, serwer jest węzłem otrzymującym żądanie
i odsyłającym odpowiedź. Komputer klienta zawiera
oprogramowanie klienckie pozwalające na dostęp do
zasobów dzielonych na serwerze. Bez oprogramowania
klienckiego komputer nie będzie mógł aktywnie uczestniczyć w modelu sieciowym.
Sieci WAN (Wide Area Network – sieci o dużym zasięgu) mają znacznie większy zasięg fizyczny. Zwykle sieć
WAN jest siecią złożoną z wielu mniejszych sieci LAN.
Sieć WAN używa rutera do połączenia sieci LAN fizycznie.
Na przykład, firma może posiadać sieci LAN w Nowym
Jorku, Los Angeles, Tokio i Sydney, oraz sieć WAN łączącą te sieci, dzięki czemu jest zapewniona komunikacja w
całym przedsiębiorstwie. Sieci WAN wykorzystują zwykle
inne technologie niż sieci LAN – zwykle są to linie T1 lub
T3, ATM, obwody Frame Relay, łącza mikrofalowe, czy
połączenia optyczne typu SONET.
Największą siecią typu WAN jest Internet. Jest to tak
naprawdę sieć WAN o zasięgu globalnym. Sieci domowe
często implementują LAN z podłączeniem do WAN przez
modemy lub usługi DSL. W systemach tych model lub
ruter DSL łączy sieć użytkownika z siecią WAN dostawcy
usług i przez odpowiednią bramę z całym Internetem.
Bezprzewodowe sieci LAN (WLAN) przekazują dane
przez powietrze, wykorzystując do tego stacje bazowe
(punkty dostępu – access points) i odpowiednią częstotliwość radiową. Punkty dostępu są połączone do koncentratora Ethernet lub serwera. Użytkownicy końcowi
mogą być przełączani pomiędzy punktami dostępu, tak
jak dzieje się to w telefonii komórkowej, chociaż tutaj
zasięg jest ograniczony zwykle do kilkudziesięciu metrów.
Telefonia komórkowa
Technologia bezprzewodowa bazuje na tych samych
policyjnych odbiornikach radiowych, które były używane
w latach 20. ubiegłego wieku. Przenośna telefonia zaczęła być dostępna dla użytkowników już w latach 40.
W roku 1947 firmy Southwestern Bell i AT&T wypuściły
pierwszy komercyjny telefon przenośny w St. Louis, w
stanie Missouri. Niestety, Federalna Komisja ds. Komunikacji ograniczyła liczbę dostępnych częstotliwości,
przez co możliwe było prowadzenie jednocześnie tylko
23 rozmów w zasięgu usługi (telefony komórkowe ofe-
rowały tylko sześć kanałów w odległości co 60 kHz).
Prowadziło to do niskiej jakości dźwięku związanego ze
zbyt małą odległością między kanałami, podobnie jak
zdarzało się w centralach starego typu pomieszać linie.
Początkowo publiczne systemy telefonii bezprzewodowej
używały pojedynczego przekaźnika o wysokiej mocy w
celu pokrycia całego obszaru. Aby wykorzystać cenne,
przydzielone częstotliwości, AT&T wpadło na pomysł wymienienia pojedynczego przekaźnika dużej mocy kilkoma
mniejszymi przekaźnikami o mniejszej mocy, rozłożonymi
w strategicznych punktach miasta. Rozmowy miały być
przełączane między przekaźnikami, gdyby była potrzebna
większa moc sygnału. Mimo że metoda rozwiązywała
większość problemów, to jednak pozostała ich znaczna
liczba. Problem zbyt małej liczby kanałów trapił branżę
telefonii bezprzewodowej jeszcze przez wiele lat.
Problemem było to, że popyt zawsze był większy od
podaży. Jako że Komisja nie zgodziła się na przydzielenie
większej liczby częstotliwości, listy oczekujących były jedynym sensownym rozwiązaniem zaproponowanym użytkownikom, dopóki nie zostanie znalezione lepsze rozwiązanie
oferujące lepszą technologię. Na przykład, w roku 1976 w
Nowym Jorku było mniej niż 600 telefonów komórkowych,
a 3500 osób było na liście oczekujących. W tamtym okresie
w całych Stanach Zjednoczonych było 45000 abonentów
telefonii bezprzewodowej, liczba oczekujących zaś wynosiła 20000. Liczby te są wręcz niewyobrażalne w czasach,
kiedy operatorzy telefonii komórkowej zachęcają klientów
właściwie darmowymi telefonami.
Telefonia komórkowa przebyła długą drogę. Pojęcie
„komórkowa” oznacza, że region geograficzny został
rozbity na komórki. W każdej takiej komórce znajduje
się przekaźnik radiowy i sprzęt sterujący. Wczesne rozwiązania komórkowe działały w częstotliwości 800 MHz
w sygnale analogowym, wysyłanym w fali ciągłej. Kiedy
klient wykonuje połączenie, pierwszy wysłany sygnał
identyfikuje dzwoniącego jako klienta, weryfikuje jego
uprawnienia do dzwonienia, a następnie szuka wolnego
kanału do rozpoczęcia rozmowy. Użytkownik telefonu
komórkowego ma bezprzewodowy aparat, który w połączeniu z urządzeniami komórkowymi i stacją bazową
obsługuje rozmowy, połączenie i zakończenie oraz funkcje
sterujące telefonem bezprzewodowym.
Usługi PCS (Personal Communications Services – osobiste usługi komunikacyjne) pojawiły się kilka lat później i
działały na częstotliwości 1850 MHz. Termin PCS odnosi
się do usług, które są oferowane na tym samym nośniku
co rozmowy. Do tych usług należą wiadomości tekstowe
czy poczta głosowa. Niektórzy dostawcy technologii komórkowych zaczęli oferować technologię cyfrową (sygnały są
zamieniane na ciąg zer i jedynek). Inni poszli jeszcze dalej
i zaczęli przesyłać cyfrowo nie tylko głos, ale również inne
dane. Do innych zalet usług PCS należą większej mocy
na częstotliwości lub paśmie oraz mniej zakłóceń podczas
rozmowy. Obsługa rozmów jest zapewniana przez trzy
mechanizmy: CDMA (Code Division Multiple Access – równoczesny dostęp z podziałem kodu), TDMA (Time Division
Multiple Access – równoczesny dostęp z podziałem czasu)
oraz GSM (Global System For Mobile Communication –
Globalny System Mobilnej Komunikacji). }
SERWIS ELEKTRONIKI Dokończenie w następnym numerze