Соты и мобильная связь

Виталий Романюк • 22 сентября 2016
Удивительно то, что никакой особой революции не было. Мобильная радиосвязь действует по принципам, открытым в XIX веке. Информацию передают электромагнитные волны, предсказанные Максвеллом и экспериментально обнаруженные Герцем. Ничего принципиально нового по сравнению с радиоустройствами Попова и Маркони: передатчик, приемник, антенны.

    Любитель путешествий отправился в горный Крым. Пробираясь по узким тропам, карабкаясь по скалам, он оказался на вершине Тай-Коба. Вид сверху сказочный: покрытые лесами горы и голые скалы, вдали синеет море. Абсолютная тишина, кажется, что в мире нет никого, кроме покорителя вершин. В это время в кармане штормовки звонит мобильный телефон. Деловому партнеру — в Москве — понадобилась срочная консультация.

    По дороге мчится туристический автобус. Вдруг один из туристов вспомнил, что оставил кошелек на столике придорожного кафе. Гид по мобильному телефону связался с кафе. Действительно, кошелек там. Турист получит его на обратном пути.

    Мобильная связь ворвалась в жизнь современных людей. Она удобна, а многим просто необходима. Телефонные разговоры на улице, в фойе театра, за рулем автомобиля и даже, чего греха таить, на экзамене.

    Что случилось и как это произошло?
    Революция в мире науки и техники?

    Принцип радиосвязи не изменился, но появился новый способ организации. «Идеи — семена будущих событий» — сказал русский поэт и философ Николай Белоцветов. Из каких семян выросла мобильная связь?

    Связь называют мобильной, если источник информации или ее получатель (или оба) перемещаются в пространстве. Радиосвязь с момента возникновения была мобильной. Первые радиостанции предназначались для связи с подвижными объектами — кораблями. Не так сильно изменились схемы передатчиков и приемников, как их физический облик.

    Сейчас электрические цепи собираются не из отдельных ламп, транзисторов, резисторов, конденсаторов, а из интегральных схем. Многосложные устройства выполняются в едином технологическом процессе в одном кристалле полупроводника.

    Изготовление интегральных схем рентабельно, когда имеется массовый спрос. В деле сотовой связи счастливо сошлись два интереса. Изготовители интегральных схем искали рынок массового сбыта, а изготовители аппаратуры — дешевую элементную базу.

    В то же время в другой области электроники — в компьютерной — действительно произошла революция: вместо громоздких шкафов электронно-вычислительных машин появились компактные приборы. И компьютеры стали доступны практически каждому желающему.

    Идея сотовой связи

    Долгие годы в развитии радиосвязи преобладала тенденция увеличения дальности. Росла мощность радиопередатчиков и чувствительность приемников. Радиорелейные линии усиливали слабеющий от расстояния радиосигнал, очищали его от помех. Неизменным оставался принцип: посредством радиосистемы, работающей на определенной частоте, общаются двое — по радиостанции на каждом конце радиолинии, то есть имеется один радиоканал на одной частоте связи. При такой организации невозможно представить себе общение большого числа людей посредством радио.

    Одновременную радиосвязь по многим каналам можно было бы обеспечить, выделив каждому каналу определенную полоску частот. Но помимо радиосвязи, частоты нужны для радиовещания, телевидения, радиолокации, радионавигации, военных нужд. Поэтому и число каналов радиосвязи весьма ограничено. Чтобы мобильная связь стала массовой, понадобилась новая идея.

    Эта идея — разделить пространство на небольшие участки — соты, или ячейки (радиусом 1 — 5 километров) и отделить «короткую» радиосвязь в пределах одной ячейки от «длинной» связи между ячейками. Тогда в разных сотах можно использовать одни и те же частоты.

    В центре каждой ячейки имеется базовая — приемно-передающая — радиостанция. Она обеспечивает радиосвязь в пределах ячейки со всеми абонентами. У каждого — микрорадиостанция «мобильный телефон» — комбинация телефона, приемопередатчика и мини-компьютера. Абоненты связываются между собой через посредников — базовые станции, соединенные друг с другом и с городской телефонной сетью.

    Центральная часть системы мобильной связи — компьютеры. Они отыскивают абонента, затерявшегося в сотах, подключают его к телефонной сети, передают абонента с одной базовой станции на другую, когда он перемещается из одной ячейки в другую, а также гостеприимно подключают клиента из «чужой» сотовой сети к «своей», раз уж он оказывается в зоне ее действия, — осуществляют роуминг (что по-английски означает «странствие»).

    Можно сказать, что система сотовой связи — гигантский компьютер, распределенный в пространстве. По сложности ее можно сравнить с системой противоракетной обороны страны. Действительно, в Москве сейчас четыре миллиона мобильных телефонов. Если одновременно работают пять процентов из них, то система сотовой связи должна следить за положением и поддерживать постоянную связь с двумя сотнями тысяч подвижных объектов. Противоракетная оборона нынешнего поколения теоретически способна справиться с сотней атакующих ракет. Даже если учесть сотню радиолокаторов и несколько сотен противоракет, с которыми необходимо поддерживать связь, — это все же не двести тысяч!

    Почему не СССР — родина мобильной связи?

    Первую систему связи со многими подвижными объектами создали для полиции Детройта (США) в 1921 году. Через 25 лет в Сент-Луисе заработала радиотелефонная служба мобильной связи общего пользования. К 1985 году уже было около сотни сетей сотовой связи в Северной Америке, Европе и Азии.

    Не случайно сотовая связь родилась в странах Запада, для которых характерны ценность индивидуальности, стремление к децентрализации, ограничение вмешательства государства в частную жизнь человека. К примеру, американские радиовещательные станции всегда имели небольшую дальность действия, каждая покрывала малую часть страны, но их было много.

    В СССР по мере развития радиотехники строились самые мощные радиостанции в мире: вещать из единого центра на возможно большее расстояние, лучше всего на весь мир, — такая ставилась задача. Именно из единого центра! А чтобы радиослушатели не крутили ручку настройки радиоприемников, в стране была создана уникальная система проводного вещания. Подобная система существовала еще только в одной стране — в нацистской Германии.

    Даже подумать смешно, что кто-то в Советском Союзе мог помыслить о сети радиосвязи, по которой каждый человек разговаривал бы с кем хотел, в какой бы стране ни находился его собеседник. Это что же, уважаемые граждане товарищи, каждый американский шпион сможет безнаказанно передавать свою шпионскую информацию без явок, паролей, законспирированных радиопередатчиков?! Не выйдет!

    Была в СССР и мобильная радиосвязь, но то была «спецсвязь» — для руководителей страны. Член Политбюро прямо из своего черного лимузина «членовоза» мог позвонить, куда хотел. Но таких спецабонентов было совсем немного, и достаточно было одного приемопередатчика на всю Москву.

    Сверхцентрализация, отсутствие рыночных отношений, сверхсекретность нанесли непоправимый ущерб отечественной экономике. Пока специалисты наших закрытых НИИ и КБ при практически неограниченном финансировании изощрялись в создании электронной начинки для новейшего оружия, в передовых странах рыночной экономики шли стремительные перемены в телекоммуникационных системах — под лозунгом «Все для блага потребителя». И когда Россия открылась миру, к нам хлынули потоки зарубежной техники, стало очевидно, что отечественная электроника безнадежно отстала.

    Улучшать качество жизни, а не орудия убийства

    Идея сотовой мобильной связи оказалась весьма плодотворной. Она стимулировала развитие многих областей техники: новые виды радиосигналов, новые материалы в электронике, миниатюрные источники питания, новые методы в информатике. Сотовая мобильная связь попала в русло современных стимулов развития цивилизации — создание более удобной жизни человека.

    Основной стимул развития высоконаучной техники в прошлом — производство все более эффективных средств ведения войны. За передовую военную технику платило государство. С 60-х годов рынок бытовой электроники настолько вырос, что стал стимулировать развитие высоконаучной техники на Западе не меньше, чем госзаказ. Когда в России госзаказ утратил свою монопольную роль в экономике, высококвалифицированные работники в военной промышленности оказались без дела. Сотовая мобильная связь стала находкой для многих из них.

    В России первая сеть мобильной связи появилась в 1991 году.

    Каковы же последствия этого нового явления нашей жизни — сотовой мобильной связи? Жить стало удобнее — не надо бегать в поисках телефона-автомата, легче связаться с человеком, который не сидит на рабочем месте, а находится в движении. Пока мобильная связь дороже стационарной, она еще и дисциплинирует — учит говорить коротко и ясно.

    Развитие техники телекоммуникаций уменьшит надобность тратить время на дорогу и облегчит транспортную проблему. Для многих видов деятельности рабочее место можно иметь у себя дома, а служебное общение, выдача и прием заданий будут осуществляться по мобильным телефонам. Мобильные телефоны получили выход в Интернет, нет принципиальных препятствий для обмена не только звуковой, но и визуальной информацией.

    Сотовая мобильная связь помогает сделать жизнь человека более безопасной. Человек, попавший в беду, может послать сигнал тревоги в милицию, пожарную часть, службу спасения. Иногда людей удается спасти из-под развалин благодаря мобильным телефонам.

    Социальные последствия сотовой связи для России трудно переоценить. В нашей стране, не привыкшей к работе в условиях конкуренции, наглядный пример конкурентной борьбы -- взаимодействие компаний «Би Лайн» и «Мобильные телекоммуникационные системы». А потребителю эта борьба дает постоянное снижение платы и рост числа предлагаемых услуг.

    Для сотовых систем связи российские просторы предоставляют большие возможности, но пока ими пользуются в основном городские жители.

    В сельской местности всегдашние телефонные проблемы — плохая слышимость и прерывание связи — сотовая связь может решить и экономически. Поставить в небольшой деревне мобильный телефон дешевле, чем тянуть туда телефонные провода на столбах.

    Совсем недавно, в начале 90-х годов, чтобы приобрести мобильный телефон, требовалось разрешение милиции. Сотовая связь дает человеку большую свободу и способствует созданию нового отношения к жизни. Растет поколение людей, не знающих, что радиоприемники и пишущие машинки когда-то нужно было регистрировать в государственных органах, что далеко не всякие книги разрешалось читать.

    Создание сотовой связи — ступень к свободе. Общение без разрешения начальства и без границ невозможно в тоталитарном обществе.

    Как бы выглядела Земля, если бы с нее исчезли тени?

    Этот вопрос булгаковского Воланда напоминает о неизбежности обратной стороны в любом явлении. Жизнь с сотовой связью стала более интенсивной. Для владельца мобильного телефона отказывает патентованный (в анекдоте) способ увиливания от жизненной суеты к плодотворной работе: «Жене скажу, что пошел к любовнице, любовнице — что к жене, а сам в лабораторию и работать, работать, работать!» — достанут везде, где бы ты ни находился! А выключишь мобильный телефон во время рабочего дня — начальство воспримет как отлынивание от работы.

    Иногда пользователи мобильных телефонов раздражают. Представьте себе концерт в Консерватории. Скрипач выводит тончайшую мелодию. Слушатели замерли. И в тот момент в безмолвном зале раздается маловысокохудожественная мелодия мобильника. «Господа! — просит ведущая перед началом второго отделения, — убедительная просьба, отключите свои мобильные телефоны!».

    Как сказывается на здоровье человека электромагнитное поле сотовой связи? Особенно, если учесть, что передающая антенна располагается рядом с мозгом. Обнадеживает то, что за двадцать с лишним лет пользования сотовыми системами так и не зарегистрировано вредное воздействие мобильного телефона на человека. Иначе бы искушенные американские адвокаты засудили бы телефонные компании. Ведь удалось же им обложить огромными штрафами мощные табачные компании. Так что будем утешаться тем, что разговор по мобильному телефону не вреднее присутствия в одной комнате с курящим.

    Является ли сотовая мобильная связь абсолютным благом, безо всякой тени? Таких вообще не бывает с тех пор, как человек вкусил от древа познания. Но раз отведав сотовой связи, трудно забыть ее вкус.

    В мире владельцев мобильных телефонов сейчас сотни миллионов. В соседних с Россией странах — в Финляндии и Польше — сотовая связь более популярна, чем проводная.

    В начале ХХ века с помощью беспроволочного телеграфа Маркони письмо американского президента было отстукано морзянкой — через Атлантический океан — британскому королю. В начале XXI века не надо быть королем или президентом, чтобы без проволочки побеседовать с кем угодно, когда угодно и почти откуда угодно. По прогнозам, через пару лет мобильный телефон будет у каждого четвертого жителя планеты.

    Идея сотовой связи не совершила революции в радиотехнике и электронике. Но оказалась революционной в экономической и социальной жизни людей. Новая радиотехника способствует одновременно и свободе отдельного человека, и соединению людей в обществе, а такое сочетание — суть цивилизованной демократии.