Якщо комусь прийде в голову розібрати свій стільниковий телефон «подивитися, що там усередині», то це буде абсолютно марне заняття.
У пластмасовому корпусі маленького телефону, окрім акумулятора, утримувача картки SIM і дисплея, ми виявимо дуже трохи деталей. Друкарська плата, декілька розпаяних на ній мікросхем, вбудована прийомо – передаюча антена, клавіатура (найзвичайніша «гумка» з пластмасовими клавішами), світлові індикатори. Ну, ще крихітний фотомодуль в камерофонах – з пластмасовими лінзочками об'єктиву і дуже маленькою світлочутливою матрицею, захованою в корпусі модуля (сенсор набагато менший, ніж в найдешевшому цифровому фотоапараті, розміром з рисове зерно). Завершують цю сумну картину декілька зв’язуючих дротів. В загалі, нічого особливого. На перший погляд стільниковий телефон зроблений нітрохи не складніше за сучасний радіоприймач. Портативний аналоговий (не цифровий!) радіоприймач здається навіть більш мудрованим – в нім є верньєр, шкала настройки з механічною системою переміщення движка. За що ж платимо такі гроші? Що такого особливого приховує в собі стільниковий телефон?
Втім, не забуватимемо, що стільниковий зв'язок один з останніх представників (разом з персональним комп'ютером і Інтернетом) великих технологій минулого століття. Люди вже побували на Місяці, посадили на Венеру автоматичний зонд, опустилися на дно найглибшої в світі западини (Маріанської), створили величезні повітряні і автомобільні транспортні системи, відкрили будову атома і висадили ядерну бомбу, а маленький радіотелефон з необмеженою зоною дії залишався лише мрією.
Телефон, як і комп'ютер, пройшов декілька стадій розвитку. Спочатку він був здоровенною валізою з телефонною трубкою. У валізі розташовувалася безліч схем і деталей, а вага «портативного» пристрою наближалася до десятка кілограмів. Потім з'явилися телефони «кирипичи». Вони були трохи легші, трохи менше, але їх пристрій теж був достатньо, скажімо так, насиченим. Велика багатодіапазонна радіола в порівнянні з цим телефоном виглядала, як бутафорський надувний автомобіль поряд із справжнім лімузином. І лише на початку 90-х років стільниковий телефон став тим маленьким пристроєм кишенькового розміру, який ми використовуємо сьогодні. І все це завдяки зусиллям розробників нового (на той час) стандарту стільникового зв'язку GSM. Тільки введенням в стільникову телефонію цифрових технологій вдалося зменшити потужність передавачів, підвищити чутливість приймачів і досягти високої якості зв'язку, досягти нікчемно малих розмірів самого абонентського пристрою – стільникового телефону.
Сьогодні ми користуємося маленьким телефоном і навіть не замислюємося – а як, власне, він працює? Що відбувається усередині стільникового телефону? Чому цей маленький і вже доступний всім і кожному пристрій відносять до області високих технологій? У чому, власне, його складність (якщо звичайний дротяний телефонний пристрій до здивування простий – простіше за кофемолку або електробритву)? І що таке GSM?
Історія GSM почалася у 80-ті роки минулого століття, коли країни Європи мали власні, несумісні між собою, мережі стільникового зв'язку. Власними мережами були оснащені країни Скандинавії, Великобританія, Франція і Німеччина. Несумісність стандартів заважала розповсюдженню стільникової телефонії, ускладнювала життя і операторам, і абонентам. Неможливо було, наприклад, здійснювати автоматичний роумінг при переміщенні із зони дії однієї мережі в зону дії іншої. І абонентські пристрої, самі стільникові телефони, були далеко не універсальними. Для кожного типу стільникового зв'язку потрібно було розробляти унікальну апаратуру.
Для подолання бар'єру несумісності в 1982 році була створена міжнародна група по розробці загального стандарту стільникового зв'язку – Groupe Special Mobile або GSM. У 1990 році європейський інститут телекомунікаційних стандартів, до якого перейшли повноваження групи GSM, опублікував специфікації так званої "фази I", а в середині 1991 року розпочалася комерційна експлуатація першої мережі цього стандарту. Сьогодні GSM є найпоширенішою системою стільникового зв'язку в світі, а її назва розшифровується інакше - Global System for Mobile telecommunications або «глобальна система мобільних телекомунікацій».
Слід відмітити, що GSM перший загальноприйнятий цифровий стандарт стільникового зв'язку. До моменту ухвалення рішення про його введення в світі вже існувало декілька розвинених аналогових систем – окрім скандинавської NMT, це були англійські TACS і американська AMPS. Але розробники нової системи резонно вважали, що цифрові методи стиснення і кодування інформації значно розширять застосування стільникового зв'язку, забезпечать кращу якість і нададуть користувачам небачені раніше сервіси.
У стільниковому зв'язку стандарту GSM використовуються радіочастоти 900, 1800 або 1900 Мгц (трьохдіапазонні телефони при цьому можуть використовуватися в мережах будь-якого з перерахованих частотних діапазонів). Порівняно з аналоговими стандартами GSM має цілий ряд переваг. Основні з них – застосування малопотужних передавачів в абонентських апаратах і в базових станціях. Це здешевлює саму апаратуру, але не позначається на якості зв'язку. Крім того, передача інформації в цифровому вигляді дозволяє легко забезпечити високий ступінь конфіденційності переговорів.
Технологія GSM це насправді цілий «букет» складних технологій. Перша з них – технологія оцифровування і кодування звуку. Оскільки оцифровування звуку вимагає чималих обчислювальних ресурсів, в кожному стільниковому телефоні, навіть в найдешевшому, працює достатньо потужній спеціалізований комп'ютер, який виконує функції аналого-цифрового і цифрово-аналогового перетворювачів, - АЦП і ЦАП.
Далі – технологія багатоканального вирівнювання. Річ у тому, що в діапазоні 900 Мгц і вище радіосигнал легко відбивається від стін будівель і інших перешкод. В результаті телефон отримує безліч сигналів, що відрізняються по фазі, з яких виділяє потрібний, а інші ігнорує.
При пересуванні абонента стільниковий телефон повинен автоматично переходити з частоти на частоту без переривання сеансу зв'язку. Це забезпечує технологія «повільного частотного стрибка». При цьому кожна «порція» інформації (а весь потік цифрової інформації розділяється на «порції» в рамках так званого тайм-слота – тимчасового проміжку) передається по різних частотах.
Ще одна цікава технологія GSM – переривиста передача. Зверніть увагу, як ми говоримо по телефону. Скажемо слово, пауза, скажемо ще одне слово, знову пауза. Так от, коли ми мовчимо, телефон відключає передавач. Як тільки заговоримо – включає. Цей механізм дозволяє звести до мінімуму енергоспоживання стільникового телефону. Розумна виходить машинка!
Ще яка розумна – телефон і на прийом працює теж «переривисто». У включеному стані він чекає сигналу базової станції, але включається тільки на короткий час і тут же відключається. Тепер зрозуміло значення мигаючого світлового індикатора на вашому телефоні?
Всі стільникові телефони в залежності від потужності вбудованих радіопередавачів підрозділяються на декілька класів – від 20 ватів (справжні монстри!), до 0,8 ватів (більшість популярних моделей). Але зазвичай, коли базова станція знаходиться поряд з абонентським пристроєм (а "соти" GSM у великих містах розташовуються досить щільно, щоб уникнути "мертвих" зон між будовами), повна потужність передавача телефону для підтримки стійкого зв'язку не потрібна. Для регулювання потужності використовується механізм аналізу кількості помилок при передачі-прийомі. На його основі потужність передавача базової станції і телефону знижується до рівня, коли якість зв'язку достатньо стабільна. Цей контроль потужності річ дуже тонка. Більшість скарг користувачів на погану якість зв'язку на його "совісті".
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Що таке GSM?» з дисципліни «Мобільний інтернет та телекомунікації»
