Au cours des 80 dernières années, le secteur des télécommunications a connu une croissance fulgurante. Aujourd’hui, de nombreux passionnés de smartphones ne savent pas vraiment jusqu’où l’industrie a évolué. C'est pourquoi nous avons écrit cet article pour examiner le développement de l'industrie des télécommunications après la Seconde Guerre mondiale.
Під час Другої світової війни рації Motorola серії SCR домоглися великих успіхів на полі бою. Він показав світові силу бездротового зв’язку. Це також викликало у людей бажання застосувати їх на цивільному ринку.
Les premiers téléphones portables
Після війни, в 1946 році, компанія AT & T в Сполучених Штатах приєднала бездротовий приймач до комутованої телефонної мережі загального користування (PSTN). Він також офіційно запустив послугу мобільного телефонного зв’язку MTS (Mobile Telephone Service) для цивільного використання.
У MTS, якщо користувач хоче подзвонити, він повинен спочатку вручну знайти вільний бездротовий канал. Якщо він отримає канал, він потім поговорить з оператором, попросивши іншу сторону встановити друге з’єднання через мережу PSTN.
L'ensemble de l'appel utilise le mode semi-duplex, ce qui signifie qu'un seul appelant peut parler à la fois. Lors d'un appel, l'utilisateur doit appuyer sur le bouton push-to-talk du téléphone. Pas très pratique, non ?
Метод тарифікації або білінгу у MTS теж дуже примітивний. Оператор буде прослуховувати розмову між двома сторонами протягом усього процесу. Потім він вручну розрахує вартість після завершення розмови й підтвердить рахунок. Такою була перша комерційна система мобільного зв’язку в історії людства.
Vous diriez probablement que les téléphones portables ont été inventés dans les années 1970 ? Pourquoi existait-il dans les années 1940 ? Pas de panique, ce « téléphone portable » n’est pas un vrai téléphone portable. Il s'agit en fait d'un téléphone portable de voiture. Plus précisément, un talkie-walkie semi-duplex pour voiture.
Téléphone portable de voiture
À cette époque, il était impossible d’inventer un téléphone portable utilisant la technologie électronique et des batteries. Pourtant, à cette époque, il existait déjà de nombreuses voitures.
À cette époque, la « station de base » était également très grande, un peu semblable à une tour de radio et de télévision. Elle était la seule dans la ville et ils l’avaient au centre de la ville. La tour couvrait un rayon de 40 kilomètres avec une puissance extrêmement élevée.
У грудні 1947 року дослідник Bell Labs Дуглас Х. Ринг вперше запропонував ідею «стільникового зв’язку». Це знаменує початок розвитку телекомунікаційної галузі. Він вважає, що замість того, щоб наосліп збільшувати потужність передачі сигналу, краще обмежити дальність передачі сигналу та управляти сигналом в межах обмеженій області (стільники).
Ainsi, différentes cellules peuvent utiliser la même fréquence sans s'influencer mutuellement, augmentant ainsi la bande passante du système.
Хоча ідея стільникового зв’язку дуже хороша, в той час було багато обмежень. Таким чином, Bell Labs поклала це на полицю тільки як свою ідею.
L'Europe et les États-Unis développent un téléphone de voiture
Dans les années 1950, de plus en plus de pays ont commencé à construire des réseaux téléphoniques automobiles. Par exemple, en 1952, l’Allemagne de l’Ouest a lancé A-Netz. En 1961, l'ingénieur soviétique Leonid Kupriyanovych inventa également le téléphone portable LK-1, qui fut également installé sur une voiture. Plus tard, en Union soviétique, le système téléphonique automobile « Altaï » a été mis en œuvre, couvrant plus de 30 villes du pays.
En 1969, les États-Unis ont introduit un système téléphonique de voiture MTS amélioré appelé IMTS (Improved MTS). IMTS prend en charge le mode full-duplex, la numérotation automatique et la recherche automatique de chaînes et peut fournir 11 chaînes (plus tard 12). Il s'agit d'un saut qualitatif par rapport à MTS.
У 1971 році Фінляндія запустила громадську мережу мобільного зв’язку ARP (Auto Radio Puhelin – Puhelin в перекладі з фінського означає телефон). Цей пристрій працює в діапазоні частот 150 МГц, але все ще перемикається вручну і в основному використовується для автомобільних телефонних служб.
Будь то Altai, IMTS або ARP, пізніше її назвали технологією мобільного зв’язку «0G» або «Pre-1G» (перед 1G). Тепер подивімось, що пропонує телекомунікаційна галузь в період 1G.
L'ère de la 1G dans l'industrie des télécommunications
Le développement des technologies des semi-conducteurs a offert davantage d'opportunités pour le développement de l'industrie des télécommunications. Cela ne s'est produit que dans les années 70. En 1973, les ingénieurs de Motorola, Martin Cooper et John F. Mitchell, ont finalement changé l'histoire pour toujours. Ils ont inventé le premier véritable téléphone mobile au monde (un téléphone portable personnel de poche).
Le téléphone s’appelait DynaTAC (Dynamic Adaptive Total Area Coverage). Il mesure 22 cm, pèse 1,28 kg, peut parler pendant 20 minutes et est équipé d'une énorme antenne.
У 1974 році Федеральна комісія зі зв’язку (FCC) США схвалила частина радіочастотного спектра для використання при тестуванні стільникових мереж. Однак експеримент був відкладений до 1977 року, перш ніж він офіційно почався. У той час в експерименті брали участь два суперники – AT & T і Motorola.
Конгрес США в 1964 році «позбавив» AT & T можливості комерційного використання супутникового зв’язку. У розпачі вони створили в Bell Labs відділ мобільного зв’язку, шукаючи нові можливості.
Прогрес 1G – повільний, але стабільний
Entre 1964 et 1974, les Bell Labs ont développé un système analogique appelé HCMTS (High-Volume Mobile Telephone System). Les canaux de signal et de voix du système utilisent une modulation FM avec une bande passante de 30 kHz et un débit de transmission de 10 kbit/s.
Puisqu’il n’existait à l’époque aucune organisation de normalisation des services mobiles sans fil, AT&T a établi sa propre norme pour le HCMTS. L'Electronics Industry Association (EIA) a ensuite nommé ce système Interim Standard 3 (IS-3).
En 1976, HCMTS a changé son nom pour AMPS (Advanced Mobile Phone Service). AT & T a utilisé la technologie AMPS pour effectuer des tests FCC à Chicago et à Newark.
Подивимося ще раз на Motorola. Спочатку Motorola розробила технологію RCC (Radio Common Carrier) і заробила багато грошей. Тому вони категорично заперечували проти надання FCC спектра для стільникового зв’язку, щоб не вплинути на їх ринок RCC. Але водночас вони відчайдушно розвивали технології стільникового зв’язку і робили технічні резерви. Так народилася компанія DynaTAC.
Après que la FCC a publié le spectre, Motorola a mené des essais basés sur DynaTAC à Washington. Alors qu’ils expérimentaient encore lentement, d’autres pays avaient déjà pris les devants.
Le premier réseau commercial 1G au Japon
У 1979 році компанія Nippon Telegraph and Telephone (NTT) запустила першу у світі комерційну автоматизовану систему стільникового зв’язку в столичному районі Токіо. Пізніше ця система була визнана першою у світі комерційною мережею 1G.
À cette époque, le système disposait de 88 stations de base prenant en charge la commutation entièrement automatique des appels entre différents nœuds cellulaires sans intervention manuelle. Le système utilise la technologie FDMA, la bande passante du canal est de 25 kHz, il se situe dans la bande de fréquences de 800 MHz et le nombre total de canaux duplex est de 600.
1G en Europe
Два роки по тому, в 1981 році, країни Північної Європи, Норвегія і Швеція, створили першу в Європі мережу мобільного зв’язку 1G – NMT (Nordic Mobile Telephones). Незабаром до них приєдналися Данія і Фінляндія. NMT став першою у світі мережею мобільного зв’язку з можливістю міжнародного роумінгу.
Plus tard, le NMT a été introduit par l’Arabie saoudite, l’URSS et certains autres pays baltes et asiatiques.
Motorola a lancé le premier téléphone mobile commercial 1G au monde
En septembre 1983, Motorola a lancé le premier téléphone mobile commercial au monde, le DynaTAC 8000X.
DynaCT 8000XCet appareil pèse 1 kg et peut parler en continu pendant 30 minutes. Une charge complète prend 10 heures, mais le prix est de 3995 XNUMX $.
1G en Amérique du Sud et du Nord
En 1983, les États-Unis ont finalement pensé à construire leur propre réseau commercial 1G. Le 13 octobre 1983, Americitech Mobile Communications a lancé le premier réseau 1G aux États-Unis basé sur la technologie AMPS.
Le téléphone de voiture et le DynaTAC 8000X peuvent être utilisés sur ce réseau. La FCC a alloué 40 MHz de bande passante à l'AMPS dans la bande de fréquences de 800 MHz. Avec cette bande passante, AMPS prend en charge 666 canaux duplex et la bande passante d'un canal montant ou descendant est de 30 kHz. Plus tard, la FCC a alloué 10 MHz supplémentaires de bande passante. Ainsi, le nombre total de canaux AMPS duplex devient 832.
За перший рік комерційного використання Americitech продала близько 1 200 мобільних телефонів DynaTAC 8000X, набравши 200 000 користувачів. Через п’ять років кількість користувачів стало 2 мільйони.
Le nombre d’utilisateurs en croissance rapide dépasse de loin la capacité du réseau AMPS. Plus tard, pour augmenter la capacité, Motorola a introduit une version à bande étroite de la technologie AMPS, à savoir NAMPS. Il divise le canal vocal actuel de 30 kHz en trois canaux de 10 kHz (le nombre total de canaux devient 2496 XNUMX) pour économiser le spectre et augmenter la capacité.
Le Royaume-Uni rejoint le 1G
Outre NMT et AMPS, une autre norme 1G largement utilisée est TACS (Total Access Communication Systems), qui a été lancée pour la première fois au Royaume-Uni.
У лютому 1983 р британський уряд оголосив, що дві компанії, BT (British Telecom) і Racal Millicom (попередник Vodafone), побудують мережі мобільного зв’язку TACS на основі технології AMPS.
Le 1er janvier 1985, Vodafone lance officiellement le service TACS (équipement acheté à Ericsson). À cette époque, il n’existait que 10 stations de base couvrant toute la région de Londres.
Одноканальна смуга пропускання TACS становить 25 кГц, висхідна лінія зв’язку використовує 890-905 МГц, спадна лінія зв’язку 935-950 МГц, всього 600 каналів використовуються для передачі голосових і керуючих сигналів.
Le système TACS a été principalement développé par Motorola et est en fait une version modifiée du système AMPS. À l'exception de la bande de fréquences, de l'espacement des canaux, du décalage de fréquence et de la vitesse de transmission du signal, ils sont complètement identiques.
Par rapport au NMT en Europe du Nord, les caractéristiques de fonctionnement du TACS sont très différentes. NMT convient aux zones rurales peu peuplées des pays du nord (Scandinavie). Il utilise une fréquence de 450 MHz (plus tard modifiée à 800 MHz) et dispose d'une gamme de cellules plus large.
Перевага TACS – це пропускна здатність, а не відстань покриття. Система TACS має низьку потужність передавача і підходить для країни з високою щільністю населення і великих міських територій, таких як Великобританія.
Au fur et à mesure que le nombre d'utilisateurs augmentait, TACS ajouta plus tard plusieurs bandes de fréquences (10 MHz) et devint ETACS (Extended TACS). La société japonaise NTT a développé le JTACS basé sur le TACS.
La Chine rejoint le développement de la 1G
Варто зазначити, що перша базова станція мобільного зв’язку, побудована Китаєм в Гуанчжоу в 1987 році, використовувала технологію TACS, а партнером була Motorola.
Крім AMPS, TACS і NMT, технологія 1G також включає C-Netz в Німеччині, Radiocom 2000 у Франції і RTMI в Італії. Ці успішні технології сповістили про настання ери мобільного зв’язку. Фактично, в телекомунікаційній галузі не існувало такої назви, як 1G, в той час, коли воно використовувалося. Тільки після появи технології 2G їх назвали 1G, щоб відрізнити їх.
L'ère de la 2G dans l'industrie des télécommunications
У 1982 році Європейська комісія поштою і електрозв’язку заснувала «Групу експертів по мобільному зв’язку», яка буде відповідати за вивчення стандартів зв’язку.
Ця «мобільна експертна група», французьке скорочення – GroupeSpécialMobile, пізніше значення цієї абревіатури було змінено на «Глобальна система мобільного зв’язку». Це те, що ми все тепер знаємо як GSM.
Метою створення GSM є встановлення нового загальноєвропейського стандарту і розвиток загальноєвропейської системи наземної мобільного зв’язку. Вони висувають вимоги по ефективному використанню спектру, недорогим системам, портативним терміналам і глобальному роумінгу.
У наступні роки Європейська організація по стандартизації електрозв’язку (ETSI) змогла завершити розробку специфікацій GSM 900 МГц і 1800 МГц (DCS).
En 1991, la société finlandaise Radiolinja (qui fait désormais partie d'ELISA Oyj) a lancé le premier réseau 2G au monde basé sur la norme GSM.
Як ми всі знаємо, 2G використовує цифрові технології, щоб замінити аналогову технологію 1G. Це значно покращує якість зв’язку та стабільність системи. Це також робить його більш безпечним, надійним і знижує споживання енергії обладнанням.
Крім GSM, ще одним широко відомим стандартом 2G є CDMA, запущений Qualcomm. Якщо бути точним, це IS-95 або cdmaOne. IS -95 має дві версії: IS-95А та IS-95Б. Перший може підтримувати пікові швидкості передачі даних до 14,4 кбіт / с, а другий – до 115 кбіт / с.
Крім IS-95, Сполучені Штати також виробляли IS-54 (Північна Америка, цифровий стільниковий зв’язок TDMA) і IS-136 (1996). Власне, 2G – це не тільки GSM і CDMA. Асоціація виробників стільникового зв’язку розробила цифрову версію AMPS, засновану на технології AMPS, під назвою D-AMPS (Digit-AMPS). Насправді це стандарт 2G. Інший стандарт 2G – це PDC (Personal Digital Cellular) з Японії.
L'ère de la 2.5G
À la fin du XXe siècle, lorsque l’Internet a connu une croissance explosive, la demande d’accès à l’Internet mobile a été très forte. Ainsi, le GPRS (General Packet Radio Service, General Packet Radio Service) a démarré.
On peut considérer le GPRS comme un « plug-in » du GSM. Avec l'aide du GPRS, le réseau peut fournir une vitesse de transfert de données allant jusqu'à 114 Kbps.
Перше речення про GPRS було зроблено в 1993 році. Однак треба було ще чотири роки, щоб перша фаза угоди відбулася в 1997 році. Це, мабуть, поворотний момент в історії стільникового зв’язку, а також галузі телекомунікацій. На той момент послуги передачі даних стали основним напрямком розвитку мобільного зв’язку.
Ère 2.75G
Після запуску технології GPRS оператори зв’язку також розробили більш швидку технологію. Ця технологія є покращеною швидкістю передачі даних для розвитку GSM (EDGE). Звичайно, всі ми знаємо або чули про EDGE в якийсь момент свого життя.
La plus grande caractéristique d'EDGE est qu'il peut fournir deux fois la vitesse de transfert de données du GPRS sans remplacer le matériel. Le premier réseau EDGE au monde a été déployé par AT&T en 2003 sur son propre réseau GSM.
L'ère de la 3G dans l'industrie des télécommunications
У 1996 році в Європі було засновано форум UMTS (Універсальна система мобільного зв’язку), який зосередився на координації досліджень в галузі європейських стандартів 3G. Європейський табір в особі Nokia, Ericsson і Alcatel чітко усвідомлює переваги CDMA. Таким чином, вони розробили систему W-CDMA з аналогічними принципами.
Il est appelé W-CDMA (Wide-CDMA) car sa bande passante de canal atteint 5 MHz, ce qui est plus large que les 1,25 MHz du CDMA2000.
Багато людей не розуміють відносини між UMTS і WCDMA. Фактично, UMTS – це загальний термін для позначення 3G в Європі. WCDMA є реалізацією UMTS і зазвичай належать до частини бездротового інтерфейсу. TD-SCDMA, про який ми будемо говорити пізніше, також належить до UMTS.
Щоб мати можливість конкурувати зі Сполученими Штатами, European ETSI також спільно заснувала 3GPP (проєкт партнерства третього покоління) з Японією, Китаєм і т. д., щоб співпрацювати в розробці глобальних стандартів мобільного зв’язку третього покоління.
En revanche, dans le camp nord-américain, les avis divergent.
Une concurrence féroce avec la 3G
Компанії, представлені Lucent і Nortel, підтримують WCDMA і 3GPP. Однак такі компанії, як Qualcomm, об’єдналися з Південною Кореєю, щоб сформувати організацію 3GPP2, щоб конкурувати з 3GPP. Введений ними стандарт – це стандарт CDMA2000, розроблений на основі CDMA 1X (IS-95).
Bien que CDMA2000 soit une norme 3G, la vitesse de pointe initiale n'est pas élevée, seulement 153 kbps. Plus tard, avec la transition vers EVDO (EVOlution Data Optimized), le taux de transfert de données s'est considérablement amélioré. Il offrait une vitesse de téléchargement maximale de 14,7 Mbps et une vitesse de téléchargement maximale de 5,4 Mbps.
Au cours de cette période, la Chine a également lancé son propre programme candidat fonctionnant selon la norme 3G (également connue sous le nom de TD-SCDMA) pour participer conjointement à la compétition internationale.
Після жорсткої конкуренції та гри Міжнародний союз електрозв’язку (ITU), нарешті, підтвердив три глобальних стандартів 3G, а саме: WCDMA в Європі, CDMA2000 в США і TD-SCDMA в Китаї.
En termes de progrès dans la commercialisation de la 3G, la société japonaise NTT ouvre une fois de plus la voie.
Le 1er octobre 1998, NTT Docomo a lancé au Japon le premier réseau commercial 3G (basé sur WCDMA) au monde.
L'ère 3.75G dans l'industrie des télécommunications
Sur la base de l'UMTS, l'ETSI et le 3GPP ont développé HSPA (accès par paquets à haut débit), HSPA+, HSPA+ double canal et HSPA+ Evolution. La vitesse de ces technologies de réseau dépasse clairement la vitesse de la 3G traditionnelle, elle est communément appelée 3,75G.
En effet, la vitesse du HSPA+ est si rapide qu'elle bat même les premiers LTE et WiMAX. Par conséquent, à cette époque, certains opérateurs (par exemple, T-Mobile aux États-Unis) n'ont pas immédiatement commencé à construire le LTE. Cependant, ils ont mis à niveau le réseau HSPA actuel vers HSPA+. La Chine a ensuite fait de même.
La 4G dans l'industrie des télécommunications
У 1999 році Комітет зі стандартів IEEE заснував робочу групу для розробки стандартів бездротових міських мереж. У 2001 році була офіційно випущена перша версія IEEE 802.16, яка пізніше була перетворена в IEEE 802.16m. IEEE 802.16 пізніше широко відомий як WiMAX (всесвітнє з’єднання для мікрохвильового доступу).
WiMAX a introduit des technologies avancées telles que MIMO (multi-antennes) et OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence). La vitesse de téléchargement est beaucoup plus élevée et cela met beaucoup de pression sur le 3GPP.
Ainsi, sur la base de l'UMTS, le 3GPP étend la mise en œuvre du LTE (MIMO et OFDM) pour concurrencer le WiMAX. Plus tard, il a continué à se développer pour devenir LTE-Advanced (2009) et la vitesse a été augmentée plusieurs fois.
У 2008 році Міжнародний союз електрозв’язку ITU видав вимоги, яким повинен відповідати стандарт 4G, і назвав його IMT-Advanced. Тільки 3GPP LTE-Advanced, IEEE 802.16m і TD-LTE-Advanced, представлені Міністерством промисловості та інформаційних технологій Китаю, дійсно кваліфіковані. Іншими словами, це справжні стандарти 4G.
14 грудня 2009 року в Стокгольмі та Осло відкрилася перша у світі загальнодоступна сервісна мережа LTE. Мережеве обладнання поставляється від Ericsson і Huawei, а термінал – від Samsung.
Après une guerre industrielle féroce, le LTE a finalement remporté le WiMAX et a reçu un soutien et une reconnaissance mondiale. Le WiMAX a rapidement perdu de la puissance et est tombé en panne à cause du froid.
Ère 5G
Нам не потрібно говорити про розвиток 5G, чи не так? Кожен з нас – свідок нової історії. Ми всі були свідками того, як проєкт партнерства третього покоління (3GPP) запустив 5G (IMT-2020), щоб домінувати у світі.
Час летить, час летить. Після майже століття розвитку мережі мобільного зв’язку зросли з нуля, зі слабких в сильні. Він привів у рух колесо історії та прискорив соціальні зміни.
Куди піде майбутнє мобільного зв’язку? Почекаємо і подивимося!
