Κινητό Τηλέφωνο

Τα κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούν τεχνολογία κυψελών (cells, εξ ου και ο αγγλικός όρος cell phone για το κινητό τηλέφωνο, αν και αναφέρεται επίσης και ως mobile phone, κυριολεκτικά κινητό τηλέφωνο) και εκπέμπουν σε υψηλές συχνότητες. Για την εκπομπή και λήψη των σημάτων χρησιμοποιείται, πλέον, αποκλειστικά ψηφιακή τεχνολογία με κωδικοποίηση.

Το πρώτο φορητό με δομή κυψελών κινητό τηλέφωνο επιδείχθηκε από τους Τζον Φ. Μίτσελ και Μάρτιν Κούπερ της Motorola το 1973, το οποίο ζύγιζε περίπου 2 κιλά. Το 1979, η ιαπωνική Nippon Telegraph and Telephone (NTT) κυκλοφόρησε το πρώτο δίκτυο κινητής τηλεφωνίας. Το 1983 κυκλοφόρησε το DynaTAC 8000x, το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο κινητό τηλέφωνο. Ειδικότερα στην Ελλάδα, οι πρώτες εταιρείες κινητής τηλεφωνίας ιδρύθηκαν το 1992 και η πρώτη κλήση κινητής τηλεφωνίας πραγματοποιήθηκε στις 29 Ιουνίου 1993.

Τα πρώτα χρόνια, οι συσκευές αυτές ήταν ιδιαίτερα ακριβές, για παράδειγμα το Motorola 8900x κόστιζε σχεδόν 4.000 δολάρια στη δεκαετία του 1980 και για τον λόγο αυτό η διάδοσή τους περιοριζόταν στις εξαιρετικά υψηλές κοινωνικές τάξεις. Τελικώς όμως, από το 1991 - 1992 άρχισαν να κατασκευάζονται κινητά τηλέφωνα με σχετικά ανεκτές τιμές και από το δεύτερο μισό της δεκαετίας του 1990, με νέες τεχνολογίες που έκαναν εφικτές τις ιδιαίτερα χαμηλές τιμές, το κινητό τηλέφωνο έγινε εθιμοτυπική συνήθεια.

Από το 1983 έως το 2014, οι παγκόσμιες συνδρομές κινητής τηλεφωνίας αυξήθηκαν σε πάνω από επτά δισεκατομμύρια - το οποίο αναλογεί σε μία συνδρομή για κάθε κάτοικο της Γης. Στο πρώτο τέταρτο του 2016, οι κορυφαίοι παραγωγοί έξυπνων τηλεφώνων / smartphone παγκοσμίως ήταν οι Samsung, Apple, Huawei, και η Xiaomi με τις πωλήσεις έξυπνων τηλεφώνων/smart phone να αντιπροσωπεύουν το 78% των συνολικών πωλήσεων κινητών τηλεφώνων. Στα χαρακτηριστικά κινητά τηλέφωνα, το 2016 οι μεγαλύτεροι παραγωγοί ήταν οι Samsung, Nokia και Alcatel.

Μια κοινή ραδιοτηλεφωνική υπηρεσία κινητής τηλεφωνίας σχεδιάστηκε στα αρχικά στάδια της ραδιομηχανικής. Το 1917, ο Φινλανδός εφευρέτης Έρικ Τίγκερστεντ κατέθεσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για "πτυσσόμενο τηλέφωνο τσέπης με πολύ λεπτό ανθρακικό μικρόφωνο". Οι πρώτοι προκάτοχοι των τηλεφώνων με δομή κυψελών περιλάμβαναν αναλογικές ραδιοεπικοινωνίες από πλοία και τρένα. Ο αγώνας για τη δημιουργία πραγματικά φορητών τηλεφωνικών συσκευών άρχισε μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, με εξελίξεις που έλαβαν χώρα σε πολλές χώρες. Οι πρόοδοι στην κινητή τηλεφωνία έχουν εντοπιστεί σε διαδοχικές γενιές, ξεκινώντας από τις πρώτες υπηρεσίες μηδενικής γενιάς (0G). Αυτά τα συστήματα 0G δεν είχαν δομή κυψελών, υποστήριζαν μερικές ταυτόχρονες κλήσεις και ήταν πανάκριβα.

 

Το πρώτο φορητό με δομή κυψελών κινητό τηλέφωνο επιδείχθηκε από τους Τζον Φ. Μίτσελ και Μάρτιν Κούπερ της Motorola το 1973, το οποίο ζύγιζε 2 κιλά. Το πρώτο εμπορικό αυτοματοποιημένο δίκτυο κυψελών ξεκίνησε στην Ιαπωνία από την Nippon Telegraph and Telephone το 1979. Το 1981 ακολούθησε η ταυτόχρονη έναρξη του συστήματος Nordic Mobile Telephone (NMT) στη Δανία, Φινλανδία, Νορβηγία και Σουηδία. Στη συνέχεια ακολούθησαν αρκετές άλλες χώρες από τις αρχές έως τα μέσα της δεκαετίας του 1980. Αυτά τα συστήματα πρώτης γενιάς (1G) μπορούσαν να υποστηρίξουν πιο πολλές ταυτόχρονες κλήσεις, αλλά χρησιμοποιούσαν ακόμα αναλογική τεχνολογία κυψελών. Το 1983, το DynaTAC 8000x ήταν το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο φορητό κινητό τηλέφωνο.

Το 1991, η ψηφιακή τεχνολογία δεύτερης γενιάς κυψελών (2G) ξεκίνησε στη Φινλανδία από την Radiolinja και χρησιμοποιούσε το πρότυπο GSM. Αυτό προκάλεσε τον ανταγωνισμό στον τομέα, καθώς οι νέοι φορείς ήταν ανταγωνιστές των υφιστάμενων φορέων εκμετάλλευσης δικτύων 1G.

Δέκα χρόνια αργότερα, το 2001, η τρίτη γενιά (3G) ξεκίνησε στην Ιαπωνία από το NTT DoCoMo με το πρότυπο WCDMA. Μετά ακολούθησαν οι βελτιώσεις 3.5G, 3G+ ή turbo 3G βασισμένες στην οικογένεια πρόσβασης πακέτων υψηλής ταχύτητας πακέτων, επιτρέποντας στα δίκτυα UMTS να έχουν υψηλότερες ταχύτητες και χωρητικότητα μεταφοράς δεδομένων.

Το δίκτυο 4G πρωτοπαρουσιάστηκε το 2009. Οι πρώτες δύο εμπορικά διαθέσιμες τεχνολογίες με την ονομασία 4G ήταν το πρότυπο WiMAX που προσφέρεται στη Βόρεια Αμερική από την Sprint και το πρότυπο LTE το οποίο προσφέρθηκε για πρώτη φορά στη Σκανδιναβία από την TeliaSonera.

 

To 2017 παρουσιάστηκε πιλοτικά σε εργαστηριακά πειράματα το δίκτυο 5G. Οι ταχύτητες του δικτύου 5G μπορούν να φτάσουν έως και 25gbps download - το κατάφερε η NTT Docomo στην Ιαπωνία, ενώ στην Ελλάδα που λειτούργησε πιλοτικά έπιασε από την Cosmote ταχύτητα 12gbps στην περιοχή του Ζωγράφου στην Αθήνα.

Τα περισσότερα σύγχρονα συστήματα κινητής τηλεφωνίας έχουν δομή κυψελών (cells). Ασύρματα σήματα χρησιμοποιούνται για να επιτευχθεί επικοινωνία μεταξύ ενός κινητού τηλεφώνου και κοντινών τηλεπικοινωνιακών κυψελών. Όταν ένα τηλέφωνο απομακρύνεται πάρα πολύ από μια κυψέλη, ένα σύστημα ηλεκτρονικών σταθμών στέλνει εντολή στη κινητή μονάδα και σε μια πιο κοντινή κυψέλη για να αναλάβουν τις μεταξύ τους επικοινωνίες χωρίς διακοπή της κλήσης. Οι κλήσεις σε κάθε κυψέλη εξυπηρετούνται από διαύλους, οι οποίοι μπορούν να εξυπηρετήσουν περισσότερες από μία κυψέλες, κυρίως λόγω των ευκολιών που προσφέρουν τα ψηφιακά συστήματα. Οπότε, οι κυψέλες επιτρέπουν την εκτεταμένη επαναχρησιμοποίηση συχνότητας αρκεί να μην γειτνιάζουν μεταξύ τους, για να μπορούν να χρησιμοποιούν τα κινητά τηλέφωνα ταυτόχρονα.

Οι ραδιοσυχνότητες είναι ένας περιορισμένος, κοινός πόρος. Οι υψηλότερες συχνότητες που χρησιμοποιούνται στα κινητά τηλέφωνα έχουν πλεονεκτήματα στις κοντινές αποστάσεις. Η απόσταση σύνδεσης είναι κάπως προβλέψιμη και μπορεί να ελεγχθεί με τη ρύθμιση του επιπέδου έντασης. Με την χρήση αρκετής ισχύος, ώστε να συνδεθεί το κινητό με τις «πλησιέστερες» κυψέλες που καλύπτουν μια περιοχή, δεν θα προκληθεί σχεδόν καμία παρεμβολή στα τηλέφωνα, που χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες σε μια άλλη περιοχή. Οι υψηλότερες συχνότητες λειτουργούν επίσης καλά με τις διάφορες μορφές πολυπλεξίας (Multiplexing) που επιτρέπουν σε περισσότερα από ένα τηλέφωνα για να συνδεθούν με τον ίδιο πύργο στην ίδια ομάδα συχνοτήτων. Το μόνο μειονέκτημα των υψηλών συχνοτήτων λειτουργίας της κινητής τηλεφωνίας (πάνω από 1GHz) είναι η υψηλή κατευθυντικότητα του σήματος, με αποτέλεσμα την μικρή εμβέλεια.

• Τηλέφωνο
• Έξυπνο τηλέφωνο