3.7. Беспроводня телефония

В 1876 г. Александр Грэхем Белл решил проблему передачи звукового сигнала на дальние расстояния, когда изобрел. При работе телефона происходит трансформация звукового электрического сигнала, который распространяется по витой паре проводов. Когда сигнал затухает до определенного уровня, он усиливается и таким образом достигает места назначения.

В 1888 г. Генрих Рудольф Герц передал и принимал «невидимые силовые волны». Во время его эксперимента осуществлялась передача короткой по продолжительности несущей волны (частотой 100 Гц) от импульсного источника: Регистрация этой волны осуществлялась с помощью вспышки, возникавшей в небольшом зазоре одновитковой спирали, размер которой был подобран таким образом, чтобы настроиться на частоту передаваемого сигнала. Эти волны передавались по воздуху. Позднее процесс получил название «искровое радио». В ознаменование этого открытия Герца единица частоты, ранее обозначавшаяся как количество циклов в секунду, в 1960 г. была переименована и названа в его честь.

В 1896 г. Гильермо Маркони сумел передать информацию на расстояние несколько километров, используя для этого электромагнитные волны. Информация представляла собой телеграфные сигналы (азбуку Морзе). Сам Маркони назвал этот процесс радио. В 1901 г. Маркони передал первое сообщение через Атлантический океан.

В 1905 г. Реджинальд Фессенден применил радио для передачи речи и музыки. Огромное количество людей пришло в изумление, когда среди многочисленных широковещательных сообщений, передававшихся азбукой Морзе, услышали голос Фессендена, комментировавший результаты регаты в Нью-Иорке. В 1921 г. в Соединенных Штатах Америки состоялась первая коммерческая радиопередача.

Вскоре стало понятно, что если использование радиочастот не будет строго регулироваться, это приведет к хаосу. Закон о радио от 1912 г. обязывал каждого, кто собирает радиоприемник, регистрировать его в коммерческом департаменте, однако не предусматривал никаких мер по регулированию использования спектра радиоволн. На основании Закона о радио от 1927 г. и Закона о связи от 1934 г. была создана Федеральная комиссия связи (FСС, Fеdегаl Соmmunications Соmmunission). Кроме того, эти законодательные акты обеспечили правительству США широкие возможности правового регулирования применения спектра радиочастот в Соединенных Штатах. Контроль над использованием спектра радиочастот государственными организациями осуществляет Национальная администрация по связи и информации (NТIА, Natiоnаl Те1есоmmuniсаtiоn аnd Infoгnаtiоn Аdministгаtiоn), в то время как использование спектра радиочастот всеми остальными лицами и организациями находится в ведении FСС.

Доплеровский сдвиг. частота радиосигнала может изменяться вследствие относительного движения передатчика и приемника.

Телекоммуникации - одна из наиболее динамично развивающихся отраслей инфраструктуры современного общества. Этому способствуют постоянный рост спроса на услуги связи и информацию, а также достижения научно-технического прогресса в области электроники, волоконной оптики и вычислительной техники. Анализ тенденций и мирового опыта развития электросвязи, а также результаты прогнозных исследований Международного союза электросвязи (МСЭ) показывают, что на рубеже ХХ - ХХI вв. человечество вплотную подошло к реализации так называемых «предельных» задач в области развития телекоммуникаций - глобальных персональных систем связи. Глобальность связи обеспечивается созданием Всемирной сети связи, в которую интегрируются национальные (федеральные) и входящие в них региональные и ведомственные сети связи, что позволит любому абоненту пользоваться различными услугами связи в любой точке земного шара. При осуществлении персональной связи любой абонент сможет пользоваться телекоммуникационными услугами по своему личному номеру, который он получит с момента рождения и который будет зарегистрирован во Всемирной сети связи.

В настоящее время во многих странах, в том числе и в России, ведется интенсивное внедрение систем персонального радиовызова, сотовых сетей подвижной связи и систем спутниковой связи. Такие системы и сети предназначены для передачи данных и обеспечения подвижных и стационарных объектов телефонной связью. Подвижными объектами являются наземные транспортные средства или человек, имеющий портативную носимую абонентскую радиостанцию (пользовательский терминал). Передача данных подвижному абоненту резко расширяет его возможности, поскольку, кроме телефонных, он может принимать телексные и факсимильные сообщения, различного рода графическую (планы местности, графики движения и т.п.), медицинскую, аудио-, видеоинформацию и многое другое. Особое значение эти системы и сети приобретают в связи с активным внедрением во все сферы человеческой деятельности персональных компьютеров, различных баз данных, государственных и коммерческих компьютерных сетей.

Увеличение объема информации требует сокращения времени ее передачи и получения. Именно поэтому уже сейчас наблюдается устойчивый рост производства мобильных средств радиосвязи (пейджеров, автомобильных и портативных сотовых радиотелефонов, спутниковых пользовательских терминалов), которые дают возможность сотрудникам ГПС вне стационарного рабочего места получать необходимую информацию и оперативно решать возникающие вопросы.

Преимущества подвижных систем связи состоят в следующем:

• у абонента нет необходимости присутствовать в строго определенном месте при проведении сеанса связи, что позволяет ему получать услуги связи в любой точке в пределах зон действия наземных или спутниковых сетей связи;

• возможность подключения к подвижным сетям связи всех действующих стандартов, сопрягаемых с персональными компьютерами. Используемые системы радиосвязи с подвижными объектами можно разделить на следующие классы:

• ведомственные (или частные) профессиональные подвижные системы радиосвязи;

• системы персонального радиовызова;

• системы сотовой подвижной радиосвязи;

• спутниковые системы связи.