Яр Долгов 2015-05-27 00:00

Мы же поговорим о первом виде связи — мгновенной, поскольку именно она с течением времени постепенно трансформировалась в мобильную связь. Сотовые телефоны как терминалы доступа являются конечным (но не последним) звеном в этой цепи, и то, с помощью чего они работают, передают информацию, нас больше всего и интересует.

С чего же всё началось? Наверное, не ошибусь, если предположу (на самом же деле кто его знает, что было десятки тысяч лет назад), что первая информация, переданная на расстояние больше прямой видимости, была звуковая. Естественный человеческий инструмент — голос. В шестом веке до нашей эры в Персии специально обученные голосистые рабы забирались на башни или деревья и просто кричали то, что им говорили хозяева-владельцы этих импровизированных почтовых отделений. Барабаны — отличные резонаторы, и могли передавать сигналы на километры (вплоть до пары-тройки десятков), и использовались преимущественно в Африке.

Гонги и прочие звеняще-вибрирущие штуки были в ходу в Азии.
Звуки рога, горна, трубы также покрывали немаленькую площадь:
эти средства были в ходу в Европе и обеих Америках.

Когда технологии достигли определённого уровня, появились колокола и возможность передавать информацию тоном или частотой звона. Этот способ использовался в морских державах (Греция, Финикия и другие античные государства Средиземноморского бассейна), в Индии и Тибете, а также на территории, которую сейчас занимает Россия.

Звуковая передача информации, как и подобает самой старой на планете, оставалась популярной очень долгое время — вплоть до начала 1900-х годов (англичане в период англо-бурской войны замечали вражеские донесения, переданные с помощью туземных барабанов). Но это была лишь первая ступень в коммуникациях... Звук — это хорошо, но он имеет несколько недостатков: сравнительно небольшая дистанция, заметность и доступность всем, кто имеет свободные уши. Свет же распространяется быстрее, виден дальше и имеет больше возможностей для разнообразия и расширения коммуникаций.

Костры и разновидность игр с огнём — дымовые сигналы — были популярны по всему миру, и они отличались от звуковых сигналов тем, что могли иметь чёткую ориентировку в пространстве. В Древней Греции (XIII вв. до н.э.) существовала целая цепь трансляторов из костров, которая действовала на расстояние почти 600 км! Но этот способ связи зависел от состояния погоды и силы ветра, поэтому от него с развитием технологий постепенно отказались.

Стена с факелами Клеоксена и Демокрита

Крайне интересное изобретение применялось в V веке до нашей эры в Греции. Философы и инженеры (их можно сегодня и так назвать) Клеоксен и Демокрит сделали две стены с ячейками, в которых располагались факелы. Разбив алфавит по квадратно-гнездовому методу, они добились побуквенной передачи информации: первая стена обозначала номер строки в таблице, вторая стена — номер буквы в строке.

Как только люди смогли получить полированную поверхность (раковины, камня типа обсидиана, а затем отражателей в виде примитивных зеркал из бронзы), они заметили, что пускать солнечные зайчики это не только весело, но ещё и информативно. Используя кодировку (предтечу азбуки Морзе), шторки, которые позволяли закрывать отражатель быстро, в солнечную погоду можно было передавать на 20-40 км любые сигналы и команды.

Зеркалами пользовались индейцы, когда боролись против захватчиков их земель, средневековые рыцари и южноамериканские народности. Кстати, и до сих пор на кораблях используются такие устройства (прожекторы со шторками), они называются “ратьеры”.

Также нельзя не упомянуть флажковую систему, или её развитие — семафоры. К сожалению, они работали только на расстоянии прямой видимости, поэтому использовались ограниченно, но в Европе по сей день сохранились семафорные башни — огромные механизмы приводили в движение большие “руки”, которые составлялись в сигналы и команды. Например, в 1794 году между Парижем и Лиллем была проложена семафорная линия: 22 станции, 225 км, и сообщение, переданное по этому устройству (его изобрёл француз Клод Шапп) шло около получаса. Флажки на кораблях — из той же оперы, матросов до сих пор учат азбуке Морзе во флажковой интерпретации.

Но в истории человечества наступил момент, когда люди узнали про электричество. Да, можно вспоминать про древнеегипетские “банки с энергией” или древнегреческие опыты Фалеса с магнитами и статическим электричеством. Однако осознанно и практично человечество начало использовать силу электричества к XVII-XVIII векам: лейденская банка, электростатические машины Винклера, опыты Кавендиша и Кулона…

Наряду с изобретением испанского врача Сальвы в 1795 году передачи электросигналов по металлическим проводам (кстати, именно он изобрёл скрутку проводов, изоляцию и кабель с воздушной подвеской), учёные заметили, что электростатические разряды хорошо передаются и без проводов. Примерно с того времени эволюция электросвязи и начинает разделяться: на проводные системы и беспроводные.

Проводные были (да впрочем, и сейчас они занимают не последнее место в современных коммуникациях) надёжным средством объединить людей, передавать информацию и делать общение ближе и быстрее. Но чуть ли не единственный недостаток этого способа — привязка к стационарному месту пользования.

Отцом слова “телефон” и прародителем способа связи без проводов (телефонирования с помощью статического электричества) считается инженер-механик парижского телеграфа Шарль Бурсель. В 1849-1854 годах он разработал принцип передачи звуков с помощью электростатики, но дальше теории дело де пошло.

На практике беспроводная телефония была реализована учителем физики Филиппом Рейсом в 1861 году: во Франкфуртском физическом обществе он продемонстрировал аппарат, который мог передавать звук с помощью электричества на расстояние до 100 метров. Аппарат представлял собой передатчик — большой ящик с мембраной, которая взаимодействовала с контактом, подключенным к электроцепи, а также приёмник — соленоид с сердечником в виде спицы, которая резонировала в полый ящик. Были успешно переданы звуки пения, фортепиано и духовых инструментов, а вот речь была неразборчивой из-за низкой чувствительности.

Телефон Филиппа Рейса, 1861 год ( Источник фото : Википедия )

Наряду с успешными или не очень опытами по передаче именно голоса без проводов стоит сделать небольшое отступление в область радио. То, что мы описывали ранее (опыты Рейса) по сути дела не являлись радиопередачами, а лишь попытками превратить звуковые волны в электростатические или индукционные, которые отличаются от радиоволн. Но в дальнейшей истории именно радио сыграло крайне важную роль в деле передачи голоса на расстояние и возможности общаться (а не только слушать и принимать информацию).

Давайте посмотрим на таймлайн, как говорят сегодня, изобретений беспроводной передачи данных.

Несмотря на презентацию системы беспроводной радиосвязи Николы Теслы в 1893 и демонстрацию в 1894 Оливером Лоджем и индийцем Бозе факта передачи и приёма радиосигнала, именно с момента анонса Поповым радиоприёмника и началась эра радио. После 1895 и вплоть до 1913 было очень много изобретений и нововведений в области передачи радиосигналов — переписывать тут сведения из учебников и википедий незачем, вы можете обратиться непосредственно к первоисточнику.

Стоит заметить, что публичные и постоянные радиопередачи начали транслироваться в 1922 году в Англии, а первая программа радионовостей вышла в эфир двумя годами ранее в Детройте. Начиная с середины 20-х годов Землю окутала крепкая, но невидимая сеть радиопередач, а телефония в стандартном виде перестала быть диковинкой.

Но и этого человеку мало! Никто не хочет быть привязанным к приёмнику или передатчику радио, все устали от стационарных телефонов с этими проводами и жёсткой “привязкой” к физическому месту их “прописки”. Если есть радио, которое может передавать информацию без проводов, так почему бы и не быть переносной системе, которая позволяла бы общаться откуда угодно и с кем угодно?

Эти мысли возникали практически с момента начала регулярных трансляций радиопередач. В 1921 году в Детройте появилась первая передвижная радиостанция в полицейском автомобиле. Она работала на частоте 2 МГц, но работала только в одну сторону, то есть, дуплексной связи ещё не было. В 1930-е годы была проведена модернизация этой системы, появилась амплитудная, а затем и частотная модуляции, уменьшились габариты аппаратуры и появилась возможность пользоваться двусторонней связью, но только между двумя неизменяемыми точками.

Однако радиостанция так и оставалась радиостанцией, а запросы потребителей увеличивались. В 1946-47 годах американская телефонная компания Bell Laboratories заявила о разработке системы мобильной (не сотовой!) связи. Первая радиотелефонная система работала так: в автомобиле устанавливался передатчик, который связывался с АТС и мог вызывать желаемый номер. А вот чтобы позвонить на мобильный автомобиль (простите за тавтологию), нужно было сначала дозвониться на АТС, затем попросить соединить с конкретным абонентом в автомобиле. Связь такая, кстати, была полудуплексной, то есть, когда говорил один абонент, другой говорить не мог — использовалась кнопка-тангента для переключения направления коммуникации.

Подобный радиочастотный беспредел продолжался вплоть до 1970-х годов, и все мобильные системы связи были практически однотипные: передатчик, который направлялся на АТС, а там уже происходила коммутация и обработка маршрутизации. Ни о каком глобальном покрытии и речи не было, как и о сотовой системе. Напомним, что сегодняшняя беспроводная связь строится на ступенчатом принципе: территория покрыта сетью базовых станций, которые в виде условных сот охватывают наземное пространство. Мобильный телефон находится в этой сети, а все основные действия происходят в коммутаторных центрах: поиск абонентов, маршрутизация звонков, биллинг, дополнительные сервисы.

Мартин Купер и первый сотовый телефон Motorola DynaTAC

Так вот, к системе сотовой связи, когда у абонента телефон является по-настоящему мобильным, а не просто переносной рацией, компании AT&T Bell Labs и Motorola шли параллельно на протяжении более 15 лет. Но Motorola (благодаря 15 миллионам долларов) смогла вырваться вперёд и 3 апреля 1973 года инженер Мартин Купер сделал первый в истории человечества вызов с мобильного сотового телефона с улиц Манхеттена.

Целых 10 лет общественность подогревалась маркетинговыми и пиар-ходами про новые возможности: лёгкая трубка, вам не нужно носить чемодан-радиостанцию, связь откуда угодно и с кем угодно в автоматическом режиме… В 1984 году начались продажи мобильных телефонов и подключение обычных, не корпоративных и не служебных абонентов к сети. Из-за несовершенства технологий (частотный ресурс, слабые АТС) набор абонентов происходил медленно — но вот спрос был просто огромным. В первый год работы новой связи операторы набрали миллион абонентов, а к 1990 их было уже 11 миллионов по всему миру.

Тут отдельно стоит заметить, что есть данные, которые свидетельствуют о том, что система мобильной связи была разработана ДО американской, и советские Куприянович, Бабат, Шапиро, Захарченко в различные годы и независимо друг от друга работали над такими технологиями. Но это разговор для отдельного исследования, а также неизбежное скатывание в тему вечной гонки СССР и США во всём, начиная надоями и тоннами угля на душу населения и заканчивая освоением космоса.

за 3995 долларов абонент получал кирпич весом в 1,4 кг
и возможностью разговора чуть меньше часа

Так что же мог мобильный сотовый телефон? В 1984 первый терминал — Motorola — стоил 3995 долларов, по советским меркам (по 70 копеек за доллар) — почти 2800 рублей. Для сравнения, в Советском Союзе автомобиль Жигули ВАЗ-2101 стоил 7260 рублей при средней зарплате 120 рублей. В США средняя зарплата в 1984 была равна 1345 долларов, а автомобиль стоил в среднем 4-5 тысяч долларов. Так вот, за 3995 долларов абонент получал кирпич весом в 1,4 кг и возможностью разговора чуть меньше часа, а заряжать его нужно было не меньше 10 часов.

SMS как технология внедрилась в обычные мобильные телефоны в 1992 году, а в 1993 в мобильные телефоны начали встраивать часы. WAP появился в 1999 году и был просто ужасен: микроскопические пиксельные экраны, медленная передача данных, огромные тарифы и отсутствие разнообразных ресурсов делали эту технологию малоприменяемой. Однако со временем начал появляться контент, который пользователи могли закачивать на свои устройства, и WAP продержался молодцом вплоть до 2007, когда в мире наступила эра мобильных приложений и сайтов, рассчитанных под маленькие экраны смартфонов. 2000 — первый телефон с GPS, 2001 — первый терминал, который мог работать в сетях GPRS, 2002 — впервые в мобильные телефоны встроен модуль Bluetooth, тот же 2002 — первый аппарат с EDGE.

Вот так с начала 2000-х годов и началась активная экспансия отличных от голоса данных, которые передаются через мобильные сети. Конечно, поначалу это всё было неуверенно и даже кустарно (с нашей точки зрения), но на то время возможность закачать картинку или передать MMS выглядело чем-то волшебным. Я вот сам помню свой экстаз, когда в 1998 году, уже владея мобильным телефоном, попробовал email-sms гейт и отправлял бесплатные (тогда Sim-Sim не брал денег за SMS) сообщения на мыло американским знакомым.

Начало нового тысячелетия ознаменовалось появлением надстройки над GSM, которая позволяла достигать 171 кбит/с. Эта немыслимая скорость, конечно же, была только в теории, на бумаге и, наверное, в тайных Комнатах Тестирования (благодарим Киевстар за это аллюзию), где инженеры в лабораторных условиях показывали впечатлённым производителям, на что способна технология. На деле же скорость реально не превышала нескольких десятков кбит/с (особенно в Украине), аппетиты росли, и всего лишь через год появился EDGE — более скоростной вариант мобильного доступа к сети.

474 кбит/с — вот тот максимум, на который могли рассчитывать абоненты, однако все операторы честно предупреждают, что подобная скорость — это теория. В реальности всё в несколько раз меньше: например, в Украине средняя скорость мобильного интернета в 2014 году была равна 130 кбит/с. Это заявляют операторы (точнее, Киевстар) и эта цифра на самом деле может быть и меньше: ведь не все абоненты находятся в идеальных условиях, которые обеспечивают максимальные скорости.

Поэтому внедрение 3G (ура, наконец-то я написал это магическое сочетание в этом лонгриде!) в Украине будет людям вроде как и полезно и насущно, хотя… Что говорит нам статистика (версия агентства LEAD9)? Она говорит, что в нашей стране смартфонами пользуются чуть более 41% всех абонентов, то есть почти половина населения в стране, если принимать во внимание проникновение мобильной связи на уровне 130%. Киевстар заявляет о том, что проникновение мобильного интернета в Украине равно 43-44%, а также есть мнение, что около 65% всех владельцев смартфонов никогда не пользовались интернетом через своего оператора.

Операторы, в последний месяц забомбившие нас релизами про призрачный 3G в их сетях, ориентируются на 40% от всех абонентов, которые готовы принимать скоростной интернет на их устройства. Но всем ли нужен 3G? Да, отправить быстро фото в Инстаграм или обновить ленту Твиттера — это очень важно! Конечно, каждый абонент скажет, что хотел бы интернет побыстрее — но вот готов ли он будет платить за него? В итоге цена на 3G отсеет тех, кому он действительно не нужен (мобильное приложение Вконтакте работает хорошо даже на небольших EDGE-скоростях, а культура по-настоящему мобильного доступа для более серьёзных, чем картинки с котиками и сиськами, у нас ещё не привита, как и надобность в подобных услугах), и останутся четверть ото всех абонентов, готовых платить за качественный доступ в сеть.

Вот так и получается: к быстрым коммуникациям люди шли тысячи лет, и лишь за последние 50 лет мы получили взрывной рост как технологий, так и надобностей в мгновенном общении, но когда дело упирается в цену, законы или здравый смысл — тут любая эволюция падает на задние лапы и удивлённо мотает головой. Хочется верить, что телодвижения, направленные на повсеместное внедрение качественного доступа к информации (неважно, проводного или беспроводного) будут не напрасны и всё-таки войдут в историю, чтобы лет через 50 какой-нибудь журналист, пишущий на Гагаджет, написал бы про нашу сегодняшнюю реальность статью размером хотя бы вполовину этой.