Історія стільникового

Швеція: ще один погляд на історію

У п'ятдесятих роках, коли почалося створення систем мобільного зв'язку, Televerket (Міністерство зв'язку Швеції, в 1993 році змінив назву на Telia AB) повновладно розпоряджався всім, що стосувалося телекомунікацій. Однак, незважаючи на явну монополію Televerket, у Швеції завжди була прекрасна телефонна зв'язок (хоча особливою різноманітністю послуг вона не балувала), а тарифні ставки залишалися одними з найнижчих у світі до тих пір, поки уряд не запровадив податок на додану вартість на всі послуги.

В кінці сорокових років два інженери з Televerket, Стуре Лаурен і Рагнар Берглунд, отримали завдання на розробку системи мобільного зв'язку. У п'ятдесятих роках у Стокгольмі вже була встановлена перша дослідна система з одного базовою станцією та антеною, розташованої на водонапірної вежі. Вона була побудована по вже описаному нами принципом "фаталізму", мала два дуплексних радіоканалу в діапазоні 160 МГц і п'ять мобільних станцій. Коммутатор, що з'єднував її з традиційною телефонною мережею, знаходився на місцевій АТС. Система мобільного зв'язку отримала назву MTL (мобільний телефон Лаура) на ім'я інженера, який розробив комутаційний інтерфейс (у ньому використовувався імпульсний метод обміну сигналами між комутатором і мобільною станцією).

Берглунд відповідав за радіотехнічну частина проекту, реалізовану їм у співпраці з Іваром Алгреном і компанією SRA (Svenska Radio Aktiebolaget).

MTL Випробування пройшли успішно, і було вирішено встановити дві комерційні системи: в Стокгольмі та Гетеборзі. Проте введені в експлуатацію вони були тільки в 1956 році, оскільки для практичної реалізації потрібні були значні доробки. У цей період п'ять досвідчених мобільних станцій використовувалися постійно - спочатку співробітниками Televerket, потім їх віддали в безкоштовну оренду іншим користувачам. Крім того, мобільні станції демонструвалися на виставках. Так Тeleverket пробував ринок.

Встановлені в 1956 році системи мали чотири дуплексних каналу, які могли обслуговувати до ста користувачів, а радіус їх дії становив приблизно 25 - 30 км. Автомобілям абонентів (тоді використовувалися тільки автомобільні станції) присвоювалися п'ятизначні номери серії 95ХХХ. Теоретично система могла бути розгорнута на всю країну, але дві фіксовані цифри серії обмежували кількість абонентів до 1000.

Система МТЛ експлуатувалася до кінця шістдесятих років, коли у неї вже було 125 користувачів.

А тим часом Берглунд не припиняв експерименти. Незабаром він винайшов метод ідентифікації користувачів, заснований на присвоєння їм унікального тонального коду замість послідовності імпульсів. Випробування системи, поль в 1961 році. У ній використовувалися діапазони частот 76 і 81 МГц. Абонентам виділялися телефонні номери місцевих станцій, до яких підключалася система (зараз прийнято їх називати "прямі міські номери"). Принаймні з цієї точки зору ємність системи була необмежена. Після успішних випробувань було вирішено встановити MTB в Стокгольмі, Гетеборзі (1965 рік) і в Мальмо (1967 рік).

Отже, у Швеції функціонували дві різні системи мобільного зв'язку і ринок відреагував на них позитивно. Але на розширення зони охоплення йшло все більше коштів і, що ще важливіше, для збільшення щільності абонентів у містах необхідно було розширювати частотний діапазон. Співробітники Televerket почали розуміти, що використовувана технологія може привести у глухий кут.

У 1964 році була створена аналітична група під головуванням Карла-Гості Асда для вивчення майбутнього мобільних телекомунікаційних послуг. Звіт "Наземна мобільний радіозв'язок", представлений цією групою в 1967 році, містив однозначний висновок: будь-яка автоматизована (без участі оператора) система повинна дати Швеції більше, ніж будь-яка інша і в першу чергу в плані різноманітності послуг. Окремо у звіті порушувалося питання про необхідність знайти спосіб багаторазового використання частот. Була запропонована стільниковий концепція, хоча сам термін "стільниковий зв'язок "у Швеції в той час ще не звучав. Крім того, звіт рекомендував три виду нових послуг:

• загальнонаціональну мобільну телефонну службу, названу МТС,

• загальнонаціональну пейджингового систему (MBS),

• наземну мобільну систему радіозв'язку для індивідуальних користувачів (транспортних компаній і т. п.) під назвою MRG.

Пейджинговий система MBS тільки недавно поступилася своїм місцем нових мереж. Після довгих років MRG також довелося потіснитися. Службу МТС чекала інша доля, але про це нижче.

Звіт був схвалений Радою директорів Televerket в 1967 році і став надбанням гласності.

Ще в 1953 році уряду Данії, Фінляндії, Ісландії, Норвегії та Швеції утворили постійно діючий Північний Рада, до завдань якого входило визначати, вивчати і рекомендувати можливі галузі співробітництва для членів Ради із найрізноманітніших напрямів.

У 1969 році на Телекомунікаційної конференції Північного Ради Карл-Гості Асда повідомив про роботу групи мобільної телефонії і зроблених висновках, а також запропонував мобільну телефонію в якості одного з основних напрямків співпраці Північної Ради. Пропозиція була негайно прийнята, і на тому ж засіданні був розроблений проект створення спільної робочої групи Північної Ради по мобільному зв'язку.

Перший і самий цікавий звіт Північної Групи мобільного телефонії (Nordic Mobile Telephone, NMT) був опублікований в 1970 році. Звіт містив рекомендації щодо створення мобільного телефонного системи, яка охоплює всі Скандинавські країни. Однак NMT попереджала, що на це піде не менш як десять років вих розробок в галузі мікроелектроніки. Було запропоновано створювати проміжні неавтоматичні мобільні телефонні системи для задоволення зростаючого попиту і розвитку ринку в країнах Північної Ради. Країни - члени Ради повинні були піклуватися про сумісність таких систем (використовувати загальні характеристики і одні й ті самі частоти). Більш того, NMT рекомендувала продавати мобільні станції абонентам, а їх виробництво передавати конкуруючим виробникам. Це повинно було сприяти швидкому зниженню цін і забезпечити подальше вдосконалення систем.

Неавтоматичні (що працюють з оператором) мобільні телефонні мережі в Північній Європі швидко стали реальністю. У Швеції ця служба з'явилася в 1971 році (вона називалася MTD), і дуже скоро її послугами вже користувалися 20 тис. абонентів. Своє існування вона припинила тільки в 1987 році.

Початок розвитку мобільних систем у країнах Північної Європи

Деякі погляди NMT, як показала практика, були помилкові. Так, наприклад, в 1971 році вважалося, що нова автоматизована система стане доповненням, а не заміною існуючих неавтоматических систем. Популярність цього виду послуг недооцінювалася протягом багатьох років, причому це було характерно не тільки для Північної Європи. Багато з них були переконані, що це було того варте. Але ніхто не припускав, наскільки високі ставки в цій грі.

На ранній стадії NMT багато сил витрачала на планування і розподіл частот, щоб забезпечити сумісність з перехідною неавтоматичне системою. Особлива увага приділялась районам, що перебувають на кордоні Швеції з Норвегією і Данією, де абоненти повинні користуватися мобільними станціями по обидва боки кордону. Саме тоді були підняті перші юридичні питання міжнародного частотного розподілу і планування.

У 1973 році NMT прийшла до висновку, що єдиний спосіб досягти сумісності окремих мереж країн Північної Європи - це об'єднати їх в єдине ціле.

Була поставлена мета добитися для мобільних систем такий ж надійності функціонування, що й у звичайних телефонних мережах. Особливо це стосувалося прийому та передачі цифрової інформації, необхідної, зокрема, для набору номера та обліку тривалості зв'язку.

Крім того, потрібно створити мобільний телефон, максимально наближений з використання до звичайного телефону. Щоб розмова при переміщенні автомобіля від однієї базової станції до іншої не переривався, в системі необхідно було передбачити механізм т. н. "перекидання" сигналу (hand-off). У специфікаціях також вказувалося, що викликає сторона не зобов'язана знати, де в даний момент знаходиться абонент. Ця вимога призвело до появи процедури, пізніше названої роумінгом. Вона дозволяла зв'язуватися з абонентом за одним номером, незалежно від того, в якій з країн Північної Європи він знаходиться. Самі технології, які зробили роумінг реальністю, з'явилися через кілька років.

На малюнку показані основні складові частини системи. Мобільний станція (МС), розташована в автомобілі або вантажівці, з'єднується по радіоканалу з найближчою базовою станцією (БС). Базова станція, в свою чергу, за фіксованим (кабельному або радіорелейного) каналу з'єднується з мобільного телефонного станцією (МТС), названої мобільного не тому, що вона рухається, а тому, що працює з мобільними станціями. Від МТС сигнал йде у звичайну телефонну мережу. Окремі МТС з'єднуються між собою по виділених чи комутованих каналах.

Коммутатор МТС і базові станції визначаються як мобільний телефонна "система", тобто обладнання, на якому будується власне мережу. З одного боку, ця система стикується з мобільними телефонами, з іншого - З традиційними телефонними мережами.

В основі ефективної роботи стільникової системи лежить так званий комутаційний інтерфейс, тобто система обміну даними між базовою і мобільного станціями. Ця процедура вимагає обробки великих обсягів даних, отже, система повинна вміти їх обробляти, а сам обмін повинен здійснюватися з високою швидкістю, і (основна проблема з радіозв'язку) він повинен бути захищений від перехоплення. Щоб вибрати комутаційний інтерфейс, NMT провела глибокі теоретичні дослідження і практичні випробування в лабораторних і реальних умовах.

Остаточний вибір припав на цифровий комутаційний інтерфейс, а від ранніх рішень, що застосовувалися в перехідних системах (обмін тональними послідовностями і т. п.) відмовилися. Пов'язано це з тим, що радіосигнал, що передається від мобільного станції до базової і назад, схильний до загасання, що може призвести до помилок при передачі. А в цифрових системах передачі для їх усунення теорія кодування пропонує надійні методи корекції помилок.

Для сучасного читача рішення NMT розмістити логіку обробки сигналів як в мобільної станції, так і в МТС здається очевидним. Але в той час це був сміливий крок: мікропроцесори тільки з'явилися на світ, а комп'ютеризованих телефонних станцій, якою була МТС, існувало небагато. Використовувати мікропроцесори в мобільної станції було досить ризиковано, але, як виявилося, ризик себе виправдав. Вибір будь-якої іншої технології міг уповільнити розвиток стільникового зв'язку на довгі роки.

Звіт NMT, підготовлений для відбулася в 1975 році Телекомунікаційної конференції Північної Ради, містив специфікації всіх елементів нової системи, пропозиції з технічного виконання і опису процедур "перекидання" і роумінгу. Причому він підтвердив, що в даний час пропонована система може бути розгорнута в країнах Північної Європи практично без модифікації існуючих телефонних мереж.

У звіті також пропонувалося провести спільні випробування системи. По-перше, для підтвердження повноти специфікацій, особливо в частині мобільізводітелямі, а по-друге, для демонстрації виробникам відпрацьована і надійності обраних технологій. Випробування пропонувалося зробити відкритими для всіх виробників. Слід помітити, що жодна з технічних рішень і ні одна специфікація NMT не були запатентовані. Всі специфікації і опису нового міжнародного стандарту були безкоштовними для виробників.

За запропонованим графіком закінчення випробувань було намічено на 1977-1978 рік, укладення контрактів на обладнання - на 1978, а поставка обладнання - На 1979 і 1980 роки. Планувалося, що перша система буде введена в дію в 1981 році. Конференція 1975 погодилася з усіма рекомендаціями, і було вирішено, що витрати на випробування понесуть порівну всі учасники.

Головою NMT тоді був Хакан Бокстам, а секретарем - Томас Хауг (обидва вони були співробітниками Міністерства зв'язку Швеції). Випробування, про яких йшлося у 1975 році, з успіхом пройшли в Стокгольмі влітку 1978 року. На жаль, Хакан Бокстам за кілька місяців до завершення випробувань загинув і його місце зайняв Томас Хауг.

У Міністерстві зв'язку Швеції за розробку, конструювання та проведення випробувань системи відповідав Остен Макітало. Шведська Академія інженерних наук у 1987 році відзначила роботи Томаса Хауга і Остена Макітало в галузі мобільного телефонії золотими медалями.

Виробники обладнання були в курсі всіх подій вже з 1971 року. Протягом наступних років з ними проводилися регулярні зустрічі та обмін інформацією, а потім їх попросили оцінити всі розроблені специфікації та пропозиції, а також розрахувати приблизні витрати на продовження робіт.

Одним з цих виробників була фірма LM Ericsson Telephone Company, або, скоріше, два її філії - відділ відкритих систем, який називався зазвичай Х-відділ, чи просто Х, і дочірня компанія SRA.

SRA: Етапи великого шляху

Три промислових концерну - ASEA, виробник електроустаткування, AGA, виробник газового і бойлерного устаткування, і LM Ericsson, постачальник телефонів і комутаторів, - створили фірму Svenska Radio Aktiebolaget (SRA).

У попередньому розділі ми бачили, як Швеція почала енергійно розвивати концепцію стільникового телефонного зв'язку. Але перед тим як продовжувати розповідь, необхідно повернутися до 1919 року. Саме тоді в Швеції три промислові концерну - ASEA, виробник електроустаткування, AGA, виробник газового і бойлерного устаткування, і LM Ericsson, постачальник телефонів і комутаторів, - створили фірму Svenska Radio Aktiebolaget (SRA).

Нова компанія зайнялася виробництвом радіопередавачів, а в 1921 році почала випускати побутові радіоприймачі. У тому ж році частину акцій SRA придбала англійська фірма Marconi, що дозволило компанії використовувати деякі патенти Marconi.

Ericsson була зацікавлена у створенні концерну з виробництва телекомунікаційного обладнання, що зміг би повністю забезпечити операторів зв'язку всім необхідним. SRA для цієї мети підходила як не можна краще, тому Ericsson викупила у двох інших партнерів їх частки і стала основним власником акцій.

Компанії SRA було доручено розробити технологію, яка дозволила б передавати кілька телефонних розмов по одній парі проводів. Однак незабаром створенням цих систем зайнялася сама Ericsson. Надалі подібна апаратура отримала назву систем ущільнення.

У 40-х роках, все ще випускаючи побутову радіоапаратуру, SRA почала виробляти обладнання для наземної мобільного радіозв'язку і постачати їм транспортні компанії, поліцію, армію і т. д. Незважаючи на те що цей бізнес приносив непоганий дохід, для Ericsson він все ж таки був побічним.

У 50-х роках SRA, на запрошення Swedish Telecom, приймає участь у перших експериментах, пов'язаних з мобільної телефонії, але її основною продукцією залишаються радіоприймачі, телевізори і системи мобільного радіозв'язку, а головним ринком збуту - Швеція.

У 1961 році директором SRA став Івар Алгрен.Тогда ж компанія почала виробляти пейджингового обладнання. SRA продовжувала удосконалювати свої мобільні радіостанції і незабаром стала постачати їх за межі Швеції. Настав час подумати про довгострокову стратегію.

Виробництво радіоприймачів і телевізорів було продано концерну AGA, і основним напрямком діяльності фірми стало виготовлення радарів і військових радіостанцій, а також цивільних і військових мобільних радіостанцій.

У 1970 році главою відділення мобільного радіозв'язку став Аке Лундквіст, а в 1977 році він змінив на посаді директора фірми пішов на спокій Івара Алгрі.

Ще в 1965 році частка фірми Marconi в акціях SRA була зменшена до 29%, а в 1982 році Ericsson викупила частину акцій. 1 січня 1983 Ericsson, став повноправним власником SRA, змінила е зокрема у відділенні, займався телефонним зв'язком, де Джон Мерлінг пропрацював більшу частину свого життя, на SRA і ERA довго не звертали уваги.

"Ми, - згадує Джон, - були по горло зайняті разработкой і реалізацією комутаційних і передавальних систем і тому дивилися на SRA, а потім на ERA як на щось допоміжне і незначне. Звичайно, наприкінці 70-х вони приносили прибуток, але ми не вважали їх своїми. До того ж у першій половині 80-х ми були більше стурбовані появою нової "зірки" - відділу інформаційних систем. Це була спроба Ericsson, як і багатьох інших в ті роки, створити систему, поєднує в собі комп'ютерні та телекомунікаційні технології ".

Восени 1983 проходили переговори Аке Лундквіст і Джона Мерлінга з американцями. Джон у той час був прес-секретарем Ericsson. Маючи великий досвід в області телефонії, він, природно, розповідав про телефонних станціях і про вдалу розробці Ericsson - комутаторі AXE. Аке ж говорив про швидкий розвиток мобільної телефонії і про перші контракти Ericsson на поставку стільникових систем в Америку і Англію.

Підводячи підсумок переговорів, гість сказав: "До кінця століття оборот Ericsson за рахунок мобільної телефонії стане більше, ніж за рахунок телефонних мереж ". Джон був здивований:" Але це ж смішно! "

Така відповідь не можна вважати легковажним, адже він відображав традиційний погляд LM Ericsson Telephone Company на зароджується бізнес.

Але вже через кілька років відбулися значні зміни. Відділ інформаційних систем, намагаючись вийти на ринок міні і персональних комп'ютерів, зазнав невдачі, в той же час мобільний зв'язок швидко розвивалася в багатьох країнах, включаючи США.

Джон звернувся в нову віру і став затятим прихильником радіотехніки. Таким чином, Радіобізнес завоював своє місце в Ericsson, і стало зрозуміло, що саме з ним компанія перейде в XXI століття.

Перша система стільникового зв'язку

У 1977 році збиралися пропозиції виробників на поставку (за окремими тендерам) базових станцій та комутаторів для країн Північної Європи. На жаль, SRA в той момент не мала готової розробки. Тим не менш вона прийняла участь у створенні блоку управління базової станції разом зі шведською фірмою Magnetic (саме Magnetic стала одним з постачальників базових станцій в Північній Європі).

Відділення Ericsson, яке займалося телефонним зв'язком, запропонувало комутатори для обробки мобільного трафіку в стаціонарних мережах.

У 1978 році замовлення були розподілені. Ericsson повинна була поставляти комутатори для Швеції, Данії і Норвегії. Фінляндія, яка вибрала спочатку іншого постачальника, згодом передала замовлення Ericsson. Це були комутатори типу AXE, розроблені фірмою Ellemtel, власниками якої були Swedish Telecom і Ericsson.

Оскільки система AXE в той час ще вимагала доопрацювання, на початковому етапі Ericsson збиралася використовувати AKE - комутатор з мікропроцесорним керуванням і електромеханіческфровая комутація мала б збільшити можливості мобільних телефонних станцій (МТX) і забезпечити високу швидкість "перекидання" (hand-over).

Потужний комутатор AXE міг працювати в дуже великих мережах, включаючи мобільні. Це, звичайно, позначалося на його ціну, а споживачі охочіше купували комутатори менше й дешевше (більшість конкурентів Ericsson пропонували невеликі комутатори).

Через кілька років комутатори типу AXE довели свою життєздатність. У деяких операторів почали виникати труднощі із-за того, що в районах з високою щільністю абонентів їм доводилося встановлювати безліч невеликих комутаторів.

Нова версія AXE для MTX вимагала значних доопрацювань в основному в частині програмного забезпечення. На його створення Ericsson витрачала близько 40% бюджету.

У специфікаціях тендера 1977 визначався термін введення в дію системи - жовтень 1981 року. І саме в цьому місяці в Швеції запрацювала мережа NMT - рідкісний випадок досягнення цілей перспективного планування.

Нагадаємо, що у SRA не було готової базової станції. Але вона мала багаторічний досвід з передачі аналогових і цифрових радіосигналів. На якомусь етапі SRA представилася можливість прокоментувати пропозиції щодо тональної системі сигналів, розробленої для групи NMT. І це допомогло SRA просунути цифрову систему обміну сигналами між базовою і мобільного станціями.

Свен-Олоф і його група перспективних розробок також створювали термінали для NMT. Крім того, SRA і Ericsson розробляли способи інтегрування мобільної мережі з телефонною мережею, способи комутації, а також досліджували можливості здійснення роумінгу.

Але внесок SRA (і Ericsson) у роботу групи NMT був невеликий, честь створення системи належить Міністерствам зв'язку країн Північної Європи.

SRA була зацікавлена в розвитку мобільних станцій і з видимою байдужістю ставилася до розробки базових станцій. Однак в 1977 році SRA зробила важливий крок - придбала більшу частину акцій шведської фірми SONAB - постачальника мобільних станцій для радіо і телефонних систем. Подібне злиття конструкторського та дослідницького потенціалу поклало початок посилення позицій SRA в галузі мобільного зв'язку. Була випущена перша базова станція, заснована на розробці SONAB, з підсилювачем потужності шведської фірми Radio Systems і блоком управління SRA.

У Швеції передбачалося поставити дві станції MTX (у Стокгольмі і в Гетеборзі) на 10 тис. абонентів кожна (з можливістю розширення до 50 тис. абонентів). Зі станцією в Стокгольмі, що має 236 каналів, повинні були з'єднуватися 53 базові станції, розташовані в різних куточках Швеції. Гетеборзької станція з 238 каналами поєднувалася з 51 базовою станцією.

Після п'ятнадцяти років безперервної роботи Міністерства зв'язку країн Північної Європи передчували поява першого в світі стільникового системи зв'язку, що базується на високих технологіях.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.connect.ru/