Geschichte von Mobiltelefonen

Ein Mann spricht auf seinem Handy, während er in der Nähe einer herkömmlichen Telefonkiste steht, die leer ist. Die Aktivierung der Technologie für Mobiltelefone wurde erstmals in den 1940er Jahren entwickelt, aber erst Mitte der 1980er Jahre wurden sie weit verbreitet. Bis 2011 wurde in Großbritannien geschätzt, dass mehr Anrufe unter Verwendung von Mobiltelefonen als verkabelte Geräte getätigt wurden.[1]

Das Geschichte von Mobiltelefone deckt mobile Kommunikationsgeräte ab, die drahtlos mit dem verbinden öffentliches Fernsprechwählnetz.

Während die Übertragung von Sprache nach Signal eine lange Geschichte hat, sind die ersten Geräte, die drahtlos, mobil und auch in der Lage waren, sich mit dem Standard -Telefonnetzwerk zu verbinden, viel neuer. Die ersten derartigen Geräte waren im Vergleich zu den heutigen kompakten Handgeräten kaum tragbar, und ihre Verwendung war ungeschickt.

Drastische Veränderungen haben sowohl bei der Vernetzung der drahtlosen Kommunikation als auch in der Verbreitung ihrer Verwendung stattgefunden, mit Smartphones weltweit gemeinsam und ein wachsender Teil von Internet Zugang jetzt über mobiles Breitband.

Fundamente

Vorgänger

Im Jahr 1908 gaben Professor Albert Jahn und die Oakland Transcontinental Aerial und Power Company an, ein drahtloses Telefon entwickelt zu haben. Sie wurden wegen Betrugs beschuldigt und die Anklage wurde dann fallen gelassen, aber sie scheinen nicht wirklich mit der Produktion vorgegangen zu sein.[2] 1917 der finnische Erfinder Eric Tigerstedt erfolgreich ein Patent für ein "faltendes Telefon mit Taschengröße mit einem sehr dünnen Kohlenstoffmikrofon" eingereicht. Ab 1918 testete das deutsche Eisenbahnsystem die drahtlose Telefonie in Militärzügen zwischen Berlin und Zossen.[3] 1924 begannen öffentliche Gerichtsverfahren mit Telefonverbindung in Zügen zwischen Zügen Berlin und Hamburg. 1925 die Firma Zugtelephonie AG wurde gegründet, um Zug-Telephony-Geräte zu liefern und 1926 den Telefondienst in Zügen der Züge Deutsche Reichsbahn und die Deutscher Postdienst auf der Route zwischen Hamburg Und Berlin wurde genehmigt und an erstklassige Reisende angeboten.[4]

Karl Arnold Zeichnung der öffentlichen Nutzung von Mobiltelefonen.

Die Fiktion erwartete die Entwicklung realer Mobiltelefone. 1906 der englische Karikaturist Lewis Baumer veröffentlichte einen Cartoon in Schlagen Mit dem Titel "Prognosen für 1907"[4] in dem er einen Mann und eine Frau in London zeigte Hyde Park Jedes trieb sich separat mit dem Glücksspiel und dem Ausgang mit drahtlosen Telegraphie-Geräten aus.[5] 1923 Ilya Ehrenburg beiläufig aufgeführte "Taschentelefone" unter den Errungenschaften der zeitgenössischen Technologie in einer Geschichte in seiner Sammlung Dreizehn Rohre (Russisch: Тринадцать трубок).[6] 1926 der Künstler Karl Arnold zeichnete einen visionären Cartoon über die Verwendung von Mobiltelefonen auf der Straße auf dem Bild "Wireless Telefonie", das im deutschen Satirischen Magazin veröffentlicht wurde Simpleicissimus.[7]

Das Zweiter Weltkrieg (1939-1945) sah den militärischen Einsatz von Radio-Telephony-Verbindungen. Handradio-Transceiver sind seit den 1940er Jahren erhältlich. Mobiltelefone für Automobile wurden in den 1940er Jahren bei einigen Telefongesellschaften erhältlich. Frühe Geräte waren sperrig, verbrauchten große Mengen an Strom, und das Netzwerk unterstützte nur einige gleichzeitige Gespräche. (Modern Zelluläre Netzwerke Ermöglichen Sie die automatische und allgegenwärtige Verwendung von Mobiltelefonen für Sprach- und Datenkommunikation.)

In den USA begannen Ingenieure von Bell Labs mit der Arbeit an einem System, damit mobile Benutzer Telefonanrufe von Automobilen telefonieren und empfangen können, was zur Einweihung des mobilen Dienstes am 17. Juni 1946 in St. Louis, Missouri, zur Einweihung des mobilen Dienstes führte. Kurz danach, AT&T angeboten Mobilfunkdienst. Eine breite Palette von meist inkompatiblen Mobile-Telephone-Diensten bot begrenzte Abdeckungsbereiche und nur wenige verfügbare Kanäle in städtischen Gebieten. Als Anrufe als unverschlüsselte analoge Signale übertragen wurden, konnte jeder mit Funkgeräten, der diese Frequenzen erhalten könnte, abhören. Die kommerzielle Einführung (in Japan im Jahr 1979) von zellulär Die Technologie, die die Wiederverwendung von Frequenzen in kleinen angrenzenden Bereichen, die von relativ geringem Sendern bedeckt sind, ein Vielfaches ermöglichten, machte die weit verbreitete Einführung von Mobiltelefonen wirtschaftlich machbar.

In der UdSSR, Leonid Kupriyanovich, ein Ingenieur aus Moskau, entwickelte und präsentierte 1957-1961 eine Reihe experimenteller Kommunikationsfunkgeräte in Taschengröße. Das 1961 vorgestellte Gewicht eines Modells betrug nur 70 g und konnte in eine Handfläche passen.[8][9] In der UdSSR die Entscheidung jedoch zunächst, das System des Automobils zu entwickeln "Altai" Telefon wurde gemacht[von wem?].[10]

1965 präsentierte die bulgarische Firma "Radioelektronika" ein mobiles automatisches Telefon in Kombination mit einer Basisstation auf der International Exhibition InForga-65 in Moskau. Die Lösungen dieses Telefons basierten auf einem System, das von entwickelt wurde von Leonid Kupriyanovich. Eine Basisstation, die an eine Telefonrahtlinie angeschlossen ist, könnte bis zu 15 Kunden bedienen.[11]

Fortschritte in der Mobiltelefonie können aufeinanderfolgend verfolgt werden Generationen Von den frühen "0G" -Diensten wie MTS und seinem Nachfolger verbesserte Mobilfunkdienste bis hin zu analogen Mobilfunknetzen (1979–), digitale Zellnetzwerke der zweiten Generation (2G), die dritte Generation (1991–), dritte Generation (dritte Generation (2G 3G) Breitbanddienste (2001 kommerziell eingeführt) in die nativen Netzwerke der vierten Generation (4G) (2006 in Südkorea). 5g begann im Jahr 2019 den Einsatz.

Zugrunde liegende Technologie

Die Entwicklung von Metalloxid-Sämiewerk (Mos) Große Integration (LSI) Technologie, Informationstheorie und Zelluläre Netzwerke führte zur Entwicklung von erschwinglich Mobile Kommunikation. Es gab ein schnelles Wachstum von kabellos Telekommunikation gegen Ende des 20. Jahrhunderts, vor allem aufgrund der Einführung von digitale Signalverarbeitung in drahtlose Kommunikation, angetrieben von der Entwicklung von kostengünstigem, Sehr große Integration (VLSI) RF CMOS (Radiofrequenz Komplementäre Mos) Technologie.[12]

Die Entwicklung der Handy -Technologie wurde durch Fortschritte in ermöglicht Mosfet (Metal-Oxid-Silicon-Feldeffekttransistor) Herstellung von Halbleitervorrichtungen. Das MOSFET (MOS -Transistor), erfunden von Mohamed Atalla und Dawon Kahng bei Bell Labs 1959 ist der grundlegende Baustein moderner Mobiltelefone.[13][14] MOSFET -Skalierung, wo MOS -Transistoren mit abnötigerer Bedeutung werden Energieverbrauch, aktiviert Sehr große Integration (VLSI) -Technologie mit MOS Transistor zählt in Integrierter Schaltkreis Chips steigen in exponentiellem Tempo, wie vorhergesagt Moores Gesetz. Durch kontinuierliche MOSFET -Skalierung ermöglichte es schließlich, tragbare Mobiltelefone zu bauen.[13] Ein typisches modernes Smartphone wird ab 2019 aus Milliarden winziger MOSFets gebaut.[14] verwendet in integrierten Schaltungen wie z. Mikroprozessoren und Speicher Chips,[15] wie Stromversorgungsgeräte,[16] und wie Dünnfilmtransistoren (TFTS)[17] in Mobile Anzeigen.

Fortschritte in MOSFET elektronische Leistungsstärke Die Technologie ermöglichte auch die Entwicklung von Digital kabellos Mobilfunknetze, die für moderne Handys unerlässlich sind. Die breite Einführung von Power MOSFET, Ldmos (laterale diffuse Mos) und RF CMOS (Radiofrequenz CMOs) Geräte führten in den neunziger Jahren zur Entwicklung und Verbreitung digitaler drahtloser Mobilfunknetze, wobei weitere Fortschritte in der MOSFET -Technologie zu zunehmendem Anstieg führten Bandbreite In den 2000er Jahren.[18][19][20] Die meisten wesentlichen Elemente von drahtlosen Mobilfunknetzen sind aus MOSFets, einschließlich des Mobilfunks Transceiver, Basisstation Module, Router, HF -Leistungsverstärker,[19] Telekommunikationsschaltungen,[15] RF -Schaltungenund Radio -Transceivers,[20] in Netzwerken wie z. 2g, 3g,[18] und 4g.[19]

Ein weiterer wichtiger Ermöglichungsfaktor war der Litium-Ionen-Batterie, was als unverzichtbar wurde Energiequelle für Handys.[16] Die Lithium-Ionen-Batterie wurde von erfunden von John Goodenough, Rachid Yazami und Akira Yoshino in den 1980er Jahren,[21] und kommerzialisiert von Sony und Asahi Kasei 1991.[22]

Frühe Dienstleistungen

Siehe auch: Autotelefon

MTS

1949 wurde AT & T kommerzialisiert Mobilfunkdienst. Von seinem Start in St. Louis, Missouri im Jahr 1946, stellte AT & T bis 1948 einhundert Städten und Autobahnkorridoren einen Mobilfunkdienst ein 30.000 Anrufe jede Woche. Anrufe wurden von einem Bediener manuell eingerichtet und der Benutzer musste eine Taste auf dem Mobilteil zum Sprechen drücken und die Taste zum Anhören freigeben. Die Call -Abonnentenausrüstung wog ungefähr 80 Pfund (36 kg)[23]

Der Abonnentenwachstum und die Umsatzerzeugung wurden durch die Einschränkungen der Technologie behindert. Da nur drei Radiokanäle verfügbar waren, konnten nur drei Kunden in einer bestimmten Stadt Mobiltelefonanrufe gleichzeitig tätigen.[24] Der Mobiltelefondienst war teuer und kostete 15 US -Dollar pro Monat zuzüglich 0,30 bis 0,40 US -Dollar pro Call, entspricht (im Jahr 2012 US -Dollar) etwa 176 USD pro Monat und 3,50 bis 4,75 USD pro Anruf.[23]

In Großbritannien gab es auch ein fahrzeugbasiertes System namens "Post-Radiophone-Service", "Post Office Radiophone Service", "[25] das wurde in der Stadt von gestartet Manchester Im Jahr 1959 und obwohl Anrufer mit einem Betreiber gefordert wurden, war es möglich, an einen Abonnenten in Großbritannien zu gelangen. Der Service wurde auf erweitert auf London 1965 und andere Großstädte im Jahr 1972.

IMTS

AT & T führte 1965 die erste größere Verbesserung der Mobiltelefonie ein und verleiht dem verbesserten Service den offensichtlichen Namen von Verbesserter Mobilfunkdienst. IMTs verwendeten zusätzliche Funkkanäle, die gleichzeitig auf einen bestimmten geografischen Bereich gleichzeitig aufgerufen wurden, das Wählen des Kunden eingeführt haben, die manuelle Anrufeinrichtung durch einen Bediener beseitigt und die Größe und das Gewicht der Abonnentenausrüstung reduziert.[23]

Trotz der von IMTS angebotenen Kapazitätsverbesserung übertraf die Nachfrage die Kapazität. In Übereinstimmung mit staatlichen Aufsichtsbehörden beschränkte AT & T den Dienst auf gerade 40.000 Kunden System breit. Zum Beispiel in New York City, 2.000 Kunden Nur 12 Funkkanäle und musste normalerweise 30 Minuten warten, um einen Anruf zu tätigen.[23]

Radio Common Carrier

Ein mobiles Funkelefon.

Radio Common Carrier[26] oder RCC Wurde ein Dienst in den 1960er Jahren von unabhängigen Telefongesellschaften vorgestellt, um gegen die IMTs von AT & T zu konkurrieren. RCC -Systeme verwendeten gepaarte UHF 454/459 MHz und VHF 152/158 MHz Frequenzen in der Nähe der von IMTs verwendeten. RCC -basierte Dienste wurden bis in die 1980er Jahre erbracht, als Mobilfunkverstärker RCC -Geräte veraltet machten.

Einige RCC -Systeme waren so konzipiert, dass Kunden benachbarter Fluggesellschaften ihre Einrichtungen nutzen können. Die von RCCs verwendeten Geräte erlaubten jedoch nicht das Äquivalent des modernen "Roaming", da die technischen Standards nicht einheitlich waren. Zum Beispiel würde das Telefon eines RCC -Dienstes in Omaha, Nebraska, nicht in Phoenix, Arizona, nicht funktionieren. Das Roaming wurde zum Teil nicht ermutigt, da es keine zentralisierte Branchenabrechnungsdatenbank für RCCs gab. Signalformate waren nicht standardisiert. Zum Beispiel einige verwendete Systeme Zweifarbige sequenzielle Paging ein Handy eines eingehenden Anrufs aufmerksam zu machen. Andere Systeme verwendet DTMF. Einige benutzten SECODE 2805, der einen unterbrochenen 2805 -Hz -Ton (ähnlich der IMTS -Signalübertragung) übertraf, um die Handys eines angebotenen Anrufs aufmerksam zu machen. Einige mit RCC-Systemen verwendete Funkgeräte waren Halbduplex, LOMO-Ausrüstung von Push-to-Talk-Geräten wie Motorola-Handhelds oder herkömmliche Zwei-Wege-Radios der 700er-Serie. Andere Fahrzeugausrüstung hatten Telefon -Mobilteile und Drehzahlen oder Pushbutton -Pads und bedauerten volle Duplex wie ein herkömmliches verkabeltes Telefon. Einige Benutzer hatten Full-Duplex-Aktentelefone (radikal fortgeschritten für ihren Tag)

Am Ende der Existenz von RCC arbeiteten die Branchenverbände an einem technischen Standard, der das Roaming ermöglicht hätte, und einige mobile Benutzer hatten mehrere Decoder, um den Betrieb mit mehr als einem der gängigen Signalformate (600/1500, 2805 und Reichweite) zu ermöglichen, und Reichweite). . Der manuelle Betrieb war oft ein Fallback für RCC -Roamer.

Sonstige Dienstleistungen

1969 ausgestattete Penn Central Railroad Pendlerzüge entlang der 360 Kilometer (220 Mio.) New York-Washington Route mit speziellen Gehaltshörungen, mit denen Passagiere Telefonanrufe telefonieren konnten, während sich der Zug bewegte. Das System verwendete sechs Frequenzen im 450-MHz-Band in neun Standorten.[24]

In Großbritannien, Kanalinseln und anderswo die Telefonsystem "Kaninchen" Wurde kurz verwendet, wobei ein Mischung aus "Zell" -Basisstationen und Handys war. Eine wichtige Einschränkung bestand darin, dass Sie aufgrund von Leistungsbeschränkungen auf einem tragbaren Gerät weniger als 300 Fuß (näher mit Gebäuden) von einer Basis entfernt sein mussten. Bei der modernen Technologie wird eine ähnliche Variante für die neue 4G "Smart Watch" von Apple in Betracht gezogen, sodass sie in großer Weise in großer Weise wie bei einer Femtozell eingesetzt werden können.

Europäische mobile Radio -Netzwerke

In Europa wurden mehrere für beide Seiten inkompatible mobile Radiodienste entwickelt.

1966 hatte Norwegen ein System genannt Olt das wurde manuell kontrolliert. Finnland ARP, der 1971 eingeführt wurde, war ebenso manuell wie der Schwedisch Mtd. Alle wurden durch die Automatik ersetzt Nmt, (Nordisches Mobiltelefon) System in den frühen 1980er Jahren.

Im Juli 1971 wurde Readycall in London von Burndept vorgestellt, nachdem er eine spezielle Konzession erhalten hatte, um das Post -Office -Monopol zu brechen, um selektive Anrufe an Mobiltelefonanrufe aus dem öffentlichen Telefonsystem zu ermöglichen. Dieses System stand der Öffentlichkeit für ein Abonnement von 16 Monaten in Höhe von 16 Pfund zur Verfügung. Ein Jahr später wurde der Service auf zwei andere britische Städte erweitert.[27]

West Deutschland hatte ein Netzwerk namens A-Netz 1952 als erstes öffentliches kommerzielles Handy-Netzwerk des Landes gestartet. 1972 wurde dies von verdrängt von B-Netz welche aufgerufen automatisch aufgerufen.

Zelluläres Konzept

Siehe auch: Mobilfunk
Ein multidirektionales, zelluläres Netzwerkantennenarray ("Mobilfunkmasten").

Im Dezember 1947, Douglas H. Ring und W. Rae Young, Bell Labs Ingenieure, vorgeschlagen sechseckige Zellen für Mobiltelefone in Fahrzeugen.[28] Zu diesem Zeitpunkt gab es die Technologie, um diese Ideen zu implementieren, und die Frequenzen wurden auch nicht zugewiesen. Zwei Jahrzehnte würden vorher vergehen Richard H. Frenkiel, Joel S. Engel und Philip T. Porter von Bell Labs erweiterte die frühen Vorschläge in einen viel detaillierteren Systemplan. Es war Porter, der zuerst vorschlug, dass die Zelltürme die inzwischen bekannten Richtantennen verwenden, um die Störung zu verringern und die Wiederverwendung von Kanal zu erhöhen (siehe Bild rechts)[29] Porter erfand auch die Methode des Dial-Then-Sends, die von allen Mobiltelefonen zur Reduzierung der Verschwendung der Kanalzeit verwendet wurde.

In all diesen frühen Beispielen musste ein Mobiltelefon während des gesamten Telefonanrufs innerhalb des Abdeckungsbereichs bleiben, d. H. Es gab keine Kontinuität des Dienstes, da sich die Telefone durch mehrere Zellbereiche bewegten. Die Konzepte von Frequenzwiederverwendung und weiterleitensowie eine Reihe anderer Konzepte, die die Grundlage der modernen Mobiltechnologie bildeten, wurden Ende der 1960er Jahre in Papieren von Frenkiel und Porter beschrieben. 1970 Amos E. Joel, Jr., ein Bell Labs -Ingenieur,[30] erfand einen "dreiseitigen Kofferraum", um den "Anruf" zu unterstützen weiterleiten"Der Prozess von einer Zelle zu einer anderen. Sein Patent enthielt eine frühe Beschreibung des Bell Labs Cellular Concept, aber als die Schaltsysteme schneller wurden, wurde eine solche Schaltung unnötig und wurde nie in einem System implementiert.

Ein Mobilfunk -Telefon -Switching -Plan wurde 1973 von Fluhr und Nussbaum beschrieben.[31] und ein Mobiltelefondatensignalsystem wurde 1977 von Hachenburg et al.[32]

Entstehung automatisierter Dienste

Das erste vollständig automatisierte Mobiltelefonsystem für Fahrzeuge wurde eingeführt Schweden im Jahr 1956. benannt MTA (Mobiltelefonisystem a) erlaubte es, Anrufe zu tätigen und im Auto mit a zu empfangen Wählscheibe. Das Auto -Telefon könnte ebenfalls ausgelegt werden. Anrufe aus dem Auto waren ein direktes Zifferblatt, während eingehende Anrufe einen Betreiber erforderten, um die nächste Basisstation zum Auto zu finden. Es wurde von Sture Laurén und anderen Ingenieuren bei entwickelt Televerket Netzbetreiber. Ericsson stellte das Switchboard zur Verfügung, während Svenska RadioaktieBolaget (SRA) und Marconi Bereitstellung der Telefone und der Basisstation. MTA -Telefone bestanden aus Vakuumröhren und Relaisund 40 Kilogramm (88 lb). 1962 eine aktualisierte Version namens namens Mobiles System B (MTB) wurde vorgestellt. Dies war ein Push-Button-Telefonund verwendet Transistoren und DTMF Signalisierung zur Verbesserung seiner betrieblichen Zuverlässigkeit. 1971 die Mtd Die Version wurde eingeführt, die für verschiedene Ausrüstungsmarken geöffnet und kommerzielle Erfolg erzielte.[33][34] Das Netzwerk blieb bis 1983 geöffnet und hatte noch 600 Kunden, als es geschlossen wurde.

1958 begann die Entwicklung mit einem ähnlichen System für Autofahrer in der UdSSR.[35] Das "Altay"National Civil Mobile Service basierte auf dem sowjetischen MRT-1327-Standard. Die Hauptentwickler des Altay-Systems waren das Voronezh Science Research Institute of Communications (VNIIS) und das staatliche Specialized Project Institute (GSPI). 1963 begann der Service in Moskau und bis 1970 wurde in 30 Städten in der UdSSR -Version des Altay -Systems eingesetzt Trunking -System In einigen Teilen Russlands.

1959 eine private Telefongesellschaft in Brewster, Kansas, USA, der S & T -Telefongesellschaft (noch heute im Geschäft) mit Motorola -Funk -Telefonausrüstung und einer privaten Turmeinrichtung, die den öffentlichen Mobiltelefondiensten in diesem Gebiet von der Region angeboten wird NW Kansas. Dieses System war ein direkter Wähldienst über ihre lokale Schalttafel und wurde in vielen Privatfahrzeugen wie Getreide, Lastwagen und Automobilen installiert. Aus einigen noch unbekannten Gründen wurde das System nach dem online platzierten und operativen Zeitraum geschlossen. Die Verwaltung des Unternehmens wurde sofort geändert, und das voll funktionsfähige System und verwandte Geräte wurden Anfang 1960 sofort abgebaut, um nicht wieder zu sehen.

1966 präsentierte Bulgarien das Pocket Mobile Automatic Phone RAT-0,5 in Kombination mit einer Basisstation RATZ-10 (RATC-10) auf der internationalen Ausstellung InterorgTechnika-66. Eine Basisstation, die an eine Telefonrahtlinie angeschlossen ist, könnte bis zu sechs Kunden bedienen.[36]

Eines der ersten erfolgreichen öffentlichen kommerziellen Handy -Netzwerke war die ARP Netzwerk in Finnland1971 eingeführt. Posthum wird ARP manchmal als als angesehen Null Generation (0g) Zelluläres Netzwerk, das geringfügig über den früheren proprietären und begrenzten Abdeckungsnetzen liegt.

Handy Handy

Martin Cooper fotografierte 2007 mit seinem Handy -Handyprototyp von 1972.

Vor 1973 war die Mobiltelefonie auf Telefone beschränkt, die in Autos und anderen Fahrzeugen installiert wurden.[30] Motorola war das erste Unternehmen, das ein Handy -Handy produzierte. Am 3. April 1973, Martin Cooper, a Motorola Forscher und Executive tätigte den ersten Handyanruf von Handheld -Abonnentenausrüstung und stellte Dr. an Dr. Joel S. Engel von Bell Labs, sein Rivale.[37][38][39] Das von Dr. Cooper verwendete Prototyp Handheld -Telefon wog 2 Kilogramm (4,4 lb) und maß 23 x 13 mal 4,5 Zentimeter (9,1 x 5,1 x 1,8 Zoll). Der Prototyp bot eine Gesprächszeit von nur 30 Minuten und dauerte 10 Stunden, um wieder aufzuführen.[40]

John F. Mitchell,[41][42][43] Der Chef der tragbaren Kommunikationsprodukte von Motorola und Coopers Chef im Jahr 1973 spielte eine Schlüsselrolle bei der Weiterentwicklung der Entwicklung von Handy -Handy -Geräten. Mitchell hat Motorola erfolgreich dazu gebracht, drahtlose Kommunikationsprodukte zu entwickeln, die klein genug sind, um sie überall zu verwenden, und nahm an der Gestaltung des Mobiltelefons teil.[44][45]

Frühe Generationen

Neuere Technologie wurde in einer Reihe von Wellen oder Generationen entwickelt und eingeführt. Die Terminologie der "Generation" wurde erst bei der Startung von 3G weit verbreitet, wird jedoch nun retrospektiv verwendet, wenn er sich auf die früheren Systeme bezieht.

1g - analoge Zellular

Hauptartikel: 1g

Die ersten automatischen analogen zellulären Systeme, die jemals bereitgestellt wurden, waren NttDas System wurde erstmals 1979 für Autotelefone in Tokio (und später im Rest des Landes Japans) und der Nmt System, das in der freigegeben wurde nordische Länder 1981.

Das erste in Nordamerika weit verbreitete analoge zelluläre System war das Erweitertes Mobiltelefonsystem (Verstärker).[23] Es wurde am 13. Oktober 1983 in Amerika 1986 im Jahr 1987 im Handel eingeführt. Amps war eine Pioniertechnologie, die dazu beitrug, den Massenmarkt zu fördern, aber es hatte mehrere schwerwiegende Probleme nach modernen Maßstäben. Es war unverschlüsselt und leicht anfällig für Abhören über a Scanner; Es war anfällig für Handy "Klonen" und es wurde a verwendet Frequenz-Division Multiple Access (FDMA) Schema und erforderte erhebliche Mengen an drahtlosen Spektrum.

Am 6. März 1983 die Dynatac 8000x Das Mobiltelefon wurde im ersten US 1G -Netzwerk von der US -amerikanischen 1G gestartet Ameritech. Es kostete sich 100 Millionen US -Dollar und dauerte über ein Jahrzehnt, um den Markt zu erreichen.[46] Das Telefon hatte eine Gesprächszeit von nur dreißig Minuten und dauerte zehn Stunden. Die Nachfrage der Verbraucher war trotz der Akkulaufzeit, dem Gewicht und der geringen Gesprächszeit stark, und die Wartelisten waren in Tausenden.[47][48]

Viele der ikonischen frühen kommerziellen Handys wie die Analogverstärker von Motorola Dynatac wurden schließlich von ersetzt Digitale Verstärker (D-Amps) im Jahr 1990 und der AMPS-Service wurde bis 2008 von den meisten nordamerikanischen Fluggesellschaften geschlossen.

Im Februar 1986 startete Australien sein Mobiltelefonsystem von Telecom Australia. Peter Reedman war der erste Telekommunikationskunde, der am 6. Januar 1986 zusammen mit fünf weiteren Abonnenten als Testkunden vor dem offiziellen Startdatum vom 28. Februar in Verbindung gebracht wurde.

2G - Digital Cellular

Hauptartikel: 2g, 2,5 g, und 2,75 g
Zwei 1991 GSM -Mobiltelefone mit mehreren Wechselstromadaptern.

In den neunziger Jahren entstand die Mobiltelefonsysteme der zweiten Generation. Zwei Systeme konkurrierten um Vorherrschaft auf dem globalen Markt: die europäischen entwickelten europäischen GSM Standard und die USA entwickelten CDMA -Standard. Diese unterschieden außerhalb der Bandbreite Telefon-an-Netzwerk-Signalisierung. Der Anstieg der Nutzung von Mobiltelefonen infolge von 2G war explosiv und diese Ära sah auch das Advent von Prepaid Mobiltelefone.

1991 das erste GSM -Netzwerk (Radiolinja) ins Leben gerufen Finnland. Im Allgemeinen waren die von 2G -Systemen in Europa verwendeten Frequenzen höher als die in den USA, allerdings mit etwas Überschneidung. Beispielsweise wurde der Frequenzbereich von 900 MHz sowohl für 1G- als auch für 2G -Systeme in Europa verwendet, sodass die 1G -Systeme schnell geschlossen wurden, um Platz für die 2G -Systeme zu schaffen. In den Vereinigten Staaten die IS-54 Standard wurde in derselben Band eingesetzt wie Verstärker und verdrängte einige der vorhandenen analogen Kanäle.

1993, IBM Simon wurde vorgestellt. Dies war möglicherweise das erste Smartphone der Welt. Es war ein Mobiltelefon, ein Pager, ein Faxgerät und ein PDA in einem. Es enthielt einen Kalender, ein Adressbuch, eine Uhr, einen Taschenrechner, einen Notizblock, eine E -Mail und einen Touchscreen mit einer QWERTY -Tastatur.[49] Der IBM Simon hatte einen Stift, der zum Tippen auf den Touchscreen verwendet wurde. Es enthielt das Vorhersagetyping, das die nächsten Charaktere beim Abklopfen erraten würde. Es verfügte über Anwendungen oder zumindest eine Möglichkeit, mehr Funktionen zu liefern, indem ein PCMCIA gestoßen wurde 1,8 MB Speicherkarte in das Telefon.[50] Zusammen mit der Einführung von 2G-Systemen befand sich ein Trend von den größeren "Ziegel" -Telefonen in Richtung winziger Handgeräte mit 100–200 Gramm (3,5–7,1 Unzen). Diese Veränderung war nicht nur durch technologische Verbesserungen wie fortschrittlichere Batterien und energieeffizientere Elektronik möglich, sondern auch aufgrund der höheren Dichte der Zellstellen, um die zunehmende Verwendung zu berücksichtigen. Letzteres bedeutete, dass das durchschnittliche Entfernungsgetriebe vom Telefon bis zur Basisstation verkürzt wurde, was zu einer erhöhten Akkulaufzeit führte, während sie in Bewegung war.

Persönliches Handy-Phone-System Handys und Modems, 1997–2003.

Die zweite Generation führte eine neue Kommunikationsvariante ein, die als SMS oder Textnachrichten bezeichnet wird. Es war zunächst nur in GSM -Netzwerken erhältlich, verbreitete sich jedoch schließlich in allen digitalen Netzwerken. Die erste maschinengenerierte SMS-Nachricht wurde am 3. Dezember 1992 in Großbritannien gesendet, gefolgt von der ersten Person zu Person, die in Finnland gesendet wurde. Das Aufkommen von Prepaid Services In den späten neunziger Jahren machte SMS bald die Kommunikationsmethode der Wahl unter den Jungen, ein Trend, der sich in allen Altersgruppen ausbreitete.

2G führte auch die Möglichkeit ein, auf Medieninhalten auf Mobiltelefonen zuzugreifen. 1998 war der erste heruntergeladene Inhalt, der an Mobiltelefone verkauft wurde, der Klingelton, der von Finnlands Radiolinja (jetzt ELISA) gestartet wurde. Die Werbung auf dem Mobiltelefon erschien erstmals in Finnland, als im Jahr 2000 ein kostenloser täglicher SMS News -Schlagzeilendienst gestartet wurde, der von Werbung gesponsert wurde.

Die mobilen Zahlungen wurden 1998 in Finnland und Schweden getestet, wo ein Mobiltelefon für eine Coca-Cola-Automaten- und Parkplare bezahlt wurde. Kommerzielle Einführungen folgten 1999 in Norwegen. Das erste kommerzielle Zahlungssystem für Nachahmer von Banken und Kreditkarten wurde 1999 auf den Philippinen gleichzeitig von Mobilfunkbetreibern Globe und Smart eingeführt.

Der erste vollständige Internetdienst auf Mobiltelefonen wurde 1999 von NTT DOCOMO in Japan eingeführt.

3G - Mobiles Breitband

Hauptartikel: 3g
Apfel Iphone 3 g s.

Als die Verwendung von 2G -Telefonen weiter verbreitet wurde und die Menschen in ihrem täglichen Leben Mobiltelefone nutzten, wurde klar, dass die Nachfrage nach Daten (z. B. Zugriff auf das Internet) zunahm. Darüber hinaus zeigten die Erfahrung mit festen Breitbanddiensten, dass es auch eine immer größere Nachfrage nach höheren Datengeschwindigkeiten geben würde. Die 2G -Technologie war bei weitem nicht annähernd auf die Arbeit, so dass die Branche an der nächsten Generation von Technologien arbeitete, die als 3G bekannt war. Der wichtigste technologische Unterschied, der die 3G -Technologie von der 2G -Technologie unterscheidet, ist der Einsatz von Paketschaltung statt Schaltungsumschaltung Für die Datenübertragung.[51] Darüber hinaus konzentrierte sich der Standardisierungsprozess auf Anforderungen mehr als Technologie (2 MBIT/s Maximale Datenrate im Innenbereich, z. B. 384 kbit/s im Freien).

Dies führte unweigerlich zu vielen konkurrierenden Standards, wobei unterschiedliche Konkurrenten ihre eigenen Technologien drängten, und die Vision eines einzigen einheitlichen weltweiten Standards sah weit von der Realität entfernt aus. Der Standard 2G CDMA Netzwerke wurden 3G mit der Übernahme von Revision a bis 3G entspricht Ev-do, was mehrere Ergänzungen des Protokolls erzielte, während sie die Kompatibilität rückwärts behielten:

  • Einführung mehrerer neuer Forward Link -Datenraten, die die maximale Burst -Rate von 2,45 Mbit/s auf 3,1 Mbit/s erhöhen
  • Protokolle, die die Verbindungsaufbauzeit verringern würden
  • Fähigkeit für mehr als ein Mobilgeräte, den gleichen Zeitfenster zu teilen
  • Einführung von Qos Flaggen

Alle diese wurden eingerichtet, um eine niedrige Latenz und niedrige Bitrate -Kommunikation wie z. Voip.[52]

Das erste vorkommerzielle Testnetz mit 3G wurde im Mai 2001 von NTT DOCOMO in Japan in der Region Tokyo eingeführt. NTT DOCOMO startete am 1. Oktober 2001 das erste kommerzielle 3G-Netzwerk mit der WCDMA-Technologie. Im Jahr 2002 wurden die ersten 3G-Netzwerke der konkurrierenden CDMA2000 1XEV-DO-Technologie von SK Telecom und KTF in Südkorea und Monet in den USA eingeführt. Monet ist seitdem bankrott geworden. Bis Ende 2002 wurde das zweite WCDMA -Netzwerk von Vodafone KK (jetzt Softbank) in Japan ins Leben gerufen. Die europäischen Starts von 3G wurden in Italien und Großbritannien von drei/Hutchison -Gruppe über WCDMA durchgeführt. In 2003 wurden weitere acht kommerzielle Starts von 3G, sechs weitere zu WCDMA und zwei weitere auf dem EV-DO-Standard.

Während der Entwicklung von 3g Systeme, 2,5 g Systeme wie CDMA2000 1x und GPRS wurden als Erweiterungen zu bestehenden 2G -Netzwerken entwickelt. Diese bieten einige der Funktionen von 3G, ohne die versprochenen hohen Datenraten oder die gesamte Palette von Multimedia -Diensten zu erfüllen. CDMA2000-1x liefert theoretische maximale Datengeschwindigkeiten von bis zu 307 kbit/s. Direkt darüber hinaus ist das das KANTE Das System, das theoretisch die Anforderungen für 3G -System umfasst, aber so eng über dem liegt, dass jedes praktische System sicherlich zu kurz kommt.

Die hohen Verbindungsgeschwindigkeiten der 3G -Technologie ermöglichten eine Transformation in der Branche: Zum ersten Mal wurde das Streaming von Radio- (und sogar das Fernsehen) zu 3G -Handys möglich.[53] mit Unternehmen wie z. B. RealNetworks[54] und Disney[55] Unter den frühen Pionieren in dieser Art von Angebot.

Mitte der 2000er Jahre wurde eine Entwicklung der 3G-Technologie implementiert, nämlich Hochgeschwindigkeits-Downlink-Paketzugriff (HSDPA). Es ist ein verbessertes 3g (dritte Generation) Mobiltelefonie Kommunikationsprotokoll in dem Hochgeschwindigkeitspaketzugriff (HSPA) Familie, ebenfalls 3,5 g, 3G+ oder Turbo 3G geprägt, was Netzwerke basierend auf ermöglicht Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und -kapazität. Aktuelle HSDPA-Bereitstellungen unterstützen Down-Link-Geschwindigkeiten von 1,8, 3,6, 7.2 und 14.0 Mbit/s.

Bis Ende 2007 gab es weltweit 295 Millionen Abonnenten in 3G -Netzwerken, die 9% der gesamten weltweiten Abonnentenbasis widerspiegelten. Etwa zwei Drittel davon waren auf dem WCDMA-Standard und ein Drittel auf dem EV-DO-Standard. Die 3G -Telekommunikationsdienste erzielten im Jahr 2007 über 120 Milliarden US -Dollar und auf vielen Märkten waren die meisten neuen Telefone 3G -Telefone. In Japan und Südkorea versorgt der Markt nicht mehr Telefone der zweiten Generation.

Obwohl Mobiltelefone seit langem die Möglichkeit hatten, auf Datennetzwerke wie das Internet zuzugreifen, konnten spezielle Geräte erst in der Mitte der 2000er Jahre (Jahrzehnt) die weit verbreitete Verfügbarkeit von 3G-Abdeckungen von guter Qualität auf die auf die Weise auf die Weise (Jahrzehnt) zugreifen Mobiles Web. Die ersten derartigen Geräte, bekannt als "Dongles", direkt an einen Computer durch die USB Hafen. Eine weitere neue Geräteklasse erschien anschließend, der sogenannte "kompakte drahtlose Router" wie der Novatel MiFi, was die 3G -Internetkonnektivität für mehrere Computer gleichzeitig zur Verfügung stellt W-lan, und nicht nur zu einem einzelnen Computer über ein USB-Plug-In.

Solche Geräte wurden aufgrund der zusätzlichen Portabilität, die sie verleihen, besonders beliebt für den Einsatz mit Laptop -Computern. Infolgedessen begannen einige Computerhersteller, die mobile Datenfunktion direkt in den Laptop einzubetten, sodass ein Dongle oder MIFI nicht benötigt wurde. Stattdessen die SIM Karte könnte direkt in das Gerät selbst eingefügt werden, um auf die mobilen Datendienste zuzugreifen. Solche 3G-fähigen Laptops wurden allgemein als "Netbooks" bekannt. Andere Arten von datenbewussten Geräten folgten in die Fußstapfen des Netbooks. Anfang 2010 E-Readers wie die Amazon Kindle und die Winkel aus Barnes & Noble, war bereits mit eingebettetem drahtloses Internet erhältlich und Apfel hatte Pläne für ein eingebettetes drahtloses Internet in seiner angekündigt iPad Tablet -Geräte später in diesem Jahr.

4G - native IP -Netzwerke

Hauptartikel: 4g
Nokia Lumia 1020.

Bis 2009 war klar geworden, dass 3G-Netzwerke irgendwann durch das Wachstum von bandbreitenintensiven Anwendungen wie Streaming-Medien überwältigt werden würden.[56] Infolgedessen begann die Branche auf datenoptimierte Technologien der 4. Generation zu suchten, wobei das Versprechen von Geschwindigkeitsverbesserungen bis zu 10-fach gegenüber vorhandenen 3G-Technologien versprach. Die ersten beiden im Handel erhältlichen Technologien, die als 4G in Rechnung gestellt wurden WiMAX Standard (in den USA von angeboten von Sprint) und die Lte Standard, zuerst in Skandinavien von angeboten Teliasonera.

Eine der Hauptmethoden, in denen sich 4G technologisch von 3G unterschieden Schaltungsumschaltungstattdessen ein All-IP-Netzwerk einsetzen. So läutet 4G eine Behandlung von Sprachanrufen genauso wie jede andere Art von Streaming -Audio -Medien mithilfe von Paketwechsel über das Internet ein. Lan oder Wan Netzwerke über Voip.[57]

5G - Mobile Mobile Communications

Hauptartikel: 5g
Samsung Galaxy Z Fold3 5g und Galaxy Z Flip3 5g.

"5G" ist die nächste Version von Mobiltelefonnormen. Die 5G-Standards umfassen ein Millimetre-Band-Funk-Spektrum, um Datengeschwindigkeiten bis zu 1 Gigabit pro Sekunde zu ermöglichen und die Latenz (die Verarbeitungszeit für die Verarbeitung einer Datenübertragung) zwischen Mobilteil und Netzwerk zu einigen Millisekunden zu verkürzen. 5G-Standards umfassen auch Spektrum mit niedrigem Band und mittlerem Band, ähnlich wie vorhandene Netzwerke. Telefonunternehmen führen ab 2019 5G -Technologie ein.

Mobilgeräte -Ladestoffstandards

USB -Leistungsstandards für mobiles Ladegerät
Hafen Aktuell Stromspannung Leistung max)
Micro-USB 500 mA 5 v 2,5 w
1 a 5 v 5 w
2 a 5 v 10 w
USB-C[58] 100 mA bis 3 a 5 v 15 w
1.7 a bis 3 a 9 v 27 w
1,8 a bis 3 a 15 v 45 w
2,25 a bis 5 a 20 v 100 w
Mobilfunkladegerät steckt vor dem Universal Standard (von links nach rechts) Samsung E900, Motorola V3, Nokia 6101 und Sony Ericsson K750.
Die Micro-USB-Schnittstelle findet sich auf Ladegeräten für Feature -Telefone und Smartphones.
Das USB-C Die Schnittstelle wird zunehmend auf (Ladegeräten für) Smartphones vorgestellt.[59]

Bevor ein universelles Ladegerät in den späten 2000er Jahren vereinbart wurde, benötigten Benutzer einen Adapter, der häufig von Marke oder Hersteller proprietär wurde, um ihre Batterie aufzuladen. Später verwendeten Mobiltelefone von großen Marken normalerweise a USB Kabel mit einem Micro-USB oder seit Mitte der 2010er Jahre, USB-C Schnittstelle. Apfel's iPhone ist die einzige Hauptmarke, um eine eigene Schnittstelle zu behalten (30-poliger Dock-Anschluss ersetzt durch Blitz in 2012).

In China

Ab dem 14. Juni 2007, alles neu Mobiltelefone Beantragung einer Lizenz in China sind erforderlich, um einen USB -Anschluss als Leistungsanschluss für die Batterieladung zu verwenden.[60][61] Dies war der erste Standard, der die Konvention von D+ und D– verwendete.[62]

OMTP/GSMA Universal Ladelösung

Im September 2007 die Öffnen Sie die mobile Terminalplattform Gruppe (ein Forum von Mobilfunknetzbetreibern und Herstellern wie z. Nokia, Samsung, Motorola, Sony Ericsson, und Lg) kündigte an, dass seine Mitglieder auf Micro-USB als zukünftige gemeinsame Connector für mobile Geräte vereinbart hatten.[63][64]

Das GSM Association (GSMA) folgte im 17. Februar 2009,[65][66][67][68] und am 22. April 2009 wurde dies von der weiter unterstützt CTIA - die drahtlose Vereinigung,[69] mit dem Internationale Telekommunikationsunion (ITU) Ankündigung am 22. Oktober 2009, dass es auch die universelle Ladelösung als "energieeffiziente Ein-Charger-Fits-all-neue-Mobilfunk-Lösung" angenommen hatte und hinzugefügt wurde: "Basierend auf der Micro-USB-Schnittstelle, UCS Chargers, basiert Beinhaltet auch eine 4-Sterne- oder höhere Effizienzbewertung-UP bis dreimal energieeffizienter als ein unglückliches Ladegerät. "[70]

EU Smartphone Netzteil Standard Standard

Hauptartikel: Gemeinsame externe Stromversorgung

Im Juni 2009 unterschrieben viele der weltweit größten Mobiltelefonhersteller eine EC-Ponierte Memorandum of Understanding (MOU) und erklärt sich bereit, die meisten datenfähigen Mobiltelefone in der Vermarktung zu machen europäische Union kompatibel mit a gemeinsame externe Stromversorgung (gemeinsame EPS). Die gemeinsame EPS -Spezifikation der EU (EN 62684: 2010) bezieht sich auf die USB -Batterieladungsspezifikation und ähnelt der GSMA/OMTP- und chinesischen Ladelösungen.[71][72] Im Januar 2011 die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) veröffentlichte seine Version des (EU) Common EPS -Standards als IEC 62684: 2011.[73]

Satellitenmobil

Hauptartikel: Satellitentelefon

Neben dem heutigen Mobiltelefon gibt es auch den ganz anderen Ansatz, sich direkt vom Mobilteil an einen erdorbitierenden Satelliten zu verbinden. Solche Mobiltelefone können in abgelegenen Bereichen verwendet werden, die außerhalb der Reichweite von Kabelnetzwerken oder bei der Konstruktion eines Mobilfunknetzes unwirtschaftlich ist.

Das Inmarsat Das System ist das älteste, ursprünglich 1979 für Lebenssicherheit auf See entwickelt und verwendet eine Reihe von Satelliten in Geostationäre Umlaufbahnen die Mehrheit der Globus abdecken. Mehrere kleinere Betreiber verwenden den gleichen Ansatz mit nur einem oder zwei Satelliten, um einen regionalen Service zu erbringen. Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung einer Reihe von Niedrige Erdumlaufbahn Satelliten viel näher an der Erde. Dies ist die Grundlage der Iridium und Globalstar Satelliten -Telefondienste.

Siehe auch

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