Història del telèfon mòbil

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Estació base de telefonia mòbil (cel·lular).

El telèfon mòbil o telèfon cel·lular és un aparell indispensable en l'actualitat; no obstant això la seva popularització ha estat un fenomen molt recent. Al principi el telèfon mòbil solament podia ser usat en vehicles per la seva grandària, reduint-se posteriorment a una unitat portàtil, i finalment a la grandària de butxaca que utilitzem avui. Però el telèfon en si és solament una petita part d'un sistema de telefonia molt complex.

El sistema cel·lular va ser creat per satisfer la demanda de comunicació mòbil dins d'un espectre de radiofreqüència limitat. Aquesta limitació és el factor original que va motivar i segueix motivant el desenvolupament del telèfon mòbil, enfront d'uns altres dels varis factors com la durada de la bateria o la grandària de l'aparell. El sistema ha d'acomodar milers d'usuaris dins d'un espectre reduït per transmetre cada vegada més informació. La transmissió de veu, però actualment també la demanda d'imatges, vídeos i accés a internet, continuen augmentant els requisits del sistema.

Primers sistemes de radiotelefonia[modifica | modifica el codi]

Telèfon mòbil experimental, 1924

La ràdio va sorgir com una alternativa a la comunicació per cable a la fi del s.XIX. En un primer moment va ser utilitzada per a comunicació marítima, però a partir de la dècada del 1920 van començar els intents d'aplicar-la també a la comunicació mòbil a terra. El 1923, el cos de policia de Victoria, Austràlia, va ser el primer a utilitzar comunicació sense fil dúplex en cotxes, posant fi a la pràctica de donar reportis policials en les cabines de telèfon públiques.[1] Aquests telèfons mòbils primitius van romandre restringits a l'ús governamental fins als anys 40, quan es va estendre al públic general.

El primer servei de telefonia mòbil comercial va aparèixer el 1946 en Sant Luis, EE. UU.[2][3][4] La companyia AT&T va començar llavors a operar el MTS, o Mobile Telephone System, que dos anys després estaria disponible en més de 100 ciutats i autopistes.[5] A causa de les limitacions en l'espectre de radiofreqüència, el sistema permetia un màxim de sis canals, la qual cosa provocava llargues llistes d'espera. En els anys 60 el Improved Mobile Telephone Service oferiria un total de 44 canals per ciutat. El 1964, EE. UU. comptava amb 1,5 milions d'usuaris de telèfons mòbils.[3]

A Europa, la primera xarxa de telefonia mòbil va ser instal·lada per la companyia nacional de telefonia sueca, Televerket, el 1955.[6][3]

Els primers equips eren grans i pesats, per la qual cosa estaven gairebé exclusivament destinats a un ús a bord de vehicles. Generalment s'instal·lava l'equip de radi en el maleter i es passava un cable amb el telèfon fins al quadre de comandament del cotxe. Si bé en els anys 40 l'equip ocupava tot el maleter, en els anys 60 la seva grandària s'havia reduït al d'un maletí gràcies a l'invent del transistor. El transistor, creat el 1948 en els Laboratoris Bell, substituiria els tubs de buit per amplificar i commutar senyals, inaugurant l'era de la miniaturització dels aparells electrònics.

En la URSS, L.I. Kupriyanovich va desenvolupar entre 1957 i 1961 una sèrie de models experimentals de telèfons mòbils portàtils. Un d'aquests models, presentat el 1961, pesava tan sol 70 grams i cabia en el palmell d'una mà.[7][8] No obstant això la URSS va prendre la decisió de desenvolupar en primer lloc el sistema de telefonia mòbil per a cotxes Altay, que va ser distribuït comercialment el 1963.[9]

Aquests sistemes encara no eren cel·lulars. Cada telèfon funcionava com un transmissor que abastava tota la ciutat amb una freqüència fixa, o en altres paraules, cada telèfon era una estació de radi per a tota la ciutat, que transmetia senyals amb molta potència per poder ser rebut al major àrea possible. Això suposava un problema a causa de l'escassetat d'espectre de radiofreqüència útil, la qual cosa provocava que solament uns 44 usuaris podien comunicar-se simultàniament en una ciutat.[3] El sistema no cobria la demanda, el servei estava reservat a uns pocs privilegiats.

Telefonia cel·lular[modifica | modifica el codi]

Reutilització de freqüències en una xarxa de cel·les

El sistema cel·lular consisteix en la subdivisió d'un territori en petites àrees (anomenades cel·les), cadascuna amb una antena de transmissió, de manera que la mateixa freqüència pot utilitzar-se en diferents zones alhora dins d'una ciutat. Això permet un ús molt més eficient de l'espectre. Com més petites siguin les cel·les, més freqüències poden reutilitzar-se i més usuaris poden utilitzar el servei.

La primera descripció d'un sistema cel·lular va aparèixer en un treball de D.H. Ring, dels Laboratoris Bell, el 1947.[2][4] Però no es posaria en pràctica fins a dues dècades després per diversos motius. En primer lloc, els telèfons cel·lulars han de funcionar amb freqüències altes, on les transmissions poden limitar-se a cel·les petites. Però la tecnologia necessària per poder treballar amb freqüències tan altes no arribaria fins a més tard. A més, per poder posar en pràctica el sistema cel·lular, un usuari travessant la ciutat hauria de poder passar d'una cel·la a una altra sense que la trucada es talli. Per a això és necessari que el sistema pugui saber on va abandonar l'usuari la primera cel·la, localitzar la següent, i filar automàticament la conversa entre cel·la i cel·la. És a dir, el sistema necessita una base de dades amb informació sobre on estava el telèfon, cap a on anava, i qui l'estava usant; i aquesta base de dades havia de ser ràpida. En els anys 40 no era possible fer això amb la rapidesa suficient per no interrompre la trucada. D'altra banda, per poder transmetre i rebre tota la informació necessària, el telèfon havia d'incloure un sintetitzador de freqüència, una peça que quan va començar a desenvolupar-se per a l'exèrcit en els anys 60 costava tant com un bon cotxe.

En la dècada dels 60 totes les grans companyies de telecomunicacions coneixien el concepte cel·lular; la pregunta era quina companyia aconseguiria posar en marxa la idea, tant tècnicament com econòmicament, i qui aconseguiria la patent del sistema en primer lloc. Finalment els Laboratoris Bell van presentar un sistema que complia amb els requisits, la patent del qual va ser aprovada el 1972.[2][10] Un any després, el 1973, Martin Cooper i el seu equip de Motorola van demostrar el primer prototip funcional d'un telèfon cel·lular "personal".[11]

Primera generació[modifica | modifica el codi]

Martin Cooper, utilitzant un Motorola DynaTAC.

El 3 d'abril de 1973, Martín Cooper directiu de Motorola va realitzar la primera trucada des d'un telèfon mòbil del projecte DynaTAC 8000X des d'un carrer de Nova York. precisament al seu major rival en el sector de telefonia: Joel Engel, dels Bell Labs de AT&T.[12]

El DynaTAC 8000X és presentat oficialment el 1984, any en què es va començar a comercialitzar. El telèfon pesava prop de 1 kg, tenia una grandària de 33.02 x 4,445 x 8,89 centímetres i la seva bateria durava una hora de comunicació o una jornada laboral (vuit hores) en espera, amb pantalla led.

Ameritech Mobile Communications, LLC va ser la primera empresa en els EE.UU. en proporcionar servei de telefonia mòbil al públic general.

El 1981 el fabricant Ericsson llança el sistema NMT 450 (Nordic Mobile Telephony 450 MHz). Aquest sistema seguia utilitzant canals analògics (freqüències entorn als 450 MHz) amb modulació en freqüència (FM). Era el primer sistema del món de telefonia mòbil tal com s'entén avui dia.

Els equips 1G poden semblar una mica aparatosos per als estàndards actuals però van ser un gran avanç per a la seva època, ja que podien ser traslladats i utilitzats per una única persona.

El 1986, Ericsson va modernitzar el sistema, portant-lo fins al nivell NMT 900. Aquesta nova versió funcionava pràcticament igual que l'anterior però a freqüències superiors (de l'ordre de 900 MHz). Això va possibilitar donar servei a un major nombre d'usuaris i avançar en la portabilitat dels terminals.

A part del sistema NMT, en els 80 es van desenvolupar altres sistemes de telefonia mòbil tals com: AMPS (Advanced Mobile Phone System) a EE. UU. i el TACS (Total Access Comunication System) a altres paissos.

El sistema TACS es va utilitzar a Espanya amb el nom comercial de MoviLine. Va estar en servei fins a la seva extinció el 2003.

Segona generació[modifica | modifica el codi]

Evolució del nombre d'usuaris de telefonia mòbil segons l'estàndard que empren.

En la dècada de 1990 neix la segona generació, que utilitza sistemes com GSM, IS-136, iDEN i IS-95. Les freqüències utilitzades a Europa van ser de 900 i 1800 MHz.

El desenvolupament d'aquesta generació té com a pedra angular la digitalització de les comunicacions. Les comunicacions digitals ofereixen una millor qualitat de veu que les analògiques, a més a més s'augmenta el nivell de seguretat i se simplifica la fabricació del Terminal (amb la reducció de costos que això comporta). En aquesta època neixen diversos estàndards de comunicacions mòbils: D-AMPS (EE. UU.), Personal Digital Cellular (Japó), CDMAOne (EE. UU. i Àsia) i GSM.

Moltes operadores telefòniques mòbils van implementar Accés múltiple per divisió de temps (TDMA) i Accés múltiple per divisió de codi (CDMA) sobre les xarxes AMPS existents convertint-les així en xarxes D-AMPS. Això va portar com a avantatge per a aquestes empreses poder aconseguir una migració del senyal analògic al senyal digital sense haver de canviar elements com les antenes, torres, cablejat, etc. Fins i tot, aquesta informació digital es transmetia sobre els mateixos canals i per tant, radiofreqüències ja existents i en ús per part de la xarxa analògica. La gran diferència és que amb la tecnologia digital es va fer possible fer Multiplexació, de manera que en un canal abans destinat a transmetre una sola conversa alhora es va fer possible transmetre diverses converses de manera simultània, incrementant així la capacitat operativa i el nombre d'usuaris que podien fer ús de la xarxa en una mateixa cel·la en un moment donat.

L'estàndard que ha universalitzat la telefonia mòbil ha estat el GSM (Global System for Mobile communications). Es tracta d'un estàndard europeu nascut dels següents principis:

  • Bona qualitat de veu (gràcies al processament digital).
  • Itinerància (Roaming).
  • Desig d'implantació internacional.
  • Terminals realment portàtils (de reduït pes i grandària) a un preu accessible.
  • Compatibilitat amb RDSI (Xarxa Digital de Serveis Integrats).
  • Instauració d'un mercat competitiu amb multitud d'operadors i fabricants.

El GSM va ser l'estàndard per molt temps, no obstant això va començar a ser insuficient ja que oferia un servei de veu o dades a baixa velocitat (9.6 kbit/s) i el mercat començava a requerir serveis multimèdia que feien necessari un augment de la capacitat de transferència de dades del sistema. És en aquest moment quan es comença a gestar la idea de 3G, però com la tecnologia CDMA no estava prou desenvolupada i es va optar per implementar un velocitat intermèdia denominada 2.5G.

Generació 2.5G[modifica | modifica el codi]

Atès que la tecnologia de 2G va ser incrementada a 2.5G, en la que s'inclouen nous serveis com EMS i MMS:

  • EMS és el servei de missatgeria millorat, permet la inclusió de melodies i icones dins del missatge basant-se en els sms; un EMS equival a 3 o 4 SMS.
  • MMS (Sistema de Missatgeria Multimèdia) Aquest tipus de missatges s'envien mitjançant GPRS i permet la inserció d'imatges, sons, videos i text. Un MMS s'envia en forma de diapositiva, de manera que cada plantilla solament pot contenir un arxiu de cada tipus acceptat, és a dir, solament pot contenir una imatge, un so i un text en cada plantilla, si es desitja agregar-ne més hauria d'agregar-se una altra plantilla. cal esmentar que no és possible enviar un vídeo de més de 15 segons de durada.

Per poder prestar aquests nous serveis es va fer necessària una major velocitat de transferència de dades, que es va fer realitat amb les tecnologies GPRS i EDGE.

  • GPRS (General Packet Radio Service) permet velocitats de dades des de 59 kbit/s fins a 120 kbit/s.
  • EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) permet velocitats de dades fins a 384 kbit/s.

Tercera generació[modifica | modifica el codi]

3G neix de la necessitat d'augmentar la capacitat de transmissió de dades per poder oferir serveis com la connexió a Internet des del mòbil, la videoconferència, la televisió i la descàrrega d'arxius. En aquest moment el desenvolupament tecnològic ja possibilita un sistema totalment nou: UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

UMTS utilitza la tecnologia CDMA, i pot aconseguir velocitats realment elevades (de 144 kbit/s fins a 7.2 Mbit/s, segons les condicions d'obstacles i del terreny).

Quarta generació[modifica | modifica el codi]

La generació 4, o 4G, és l'evolució tecnològica que ofereix a l'usuari de telefonia mòbil, internet amb més rapidesa una amplada de banda més gran que permet, entre moltes altres coses, la recepció de televisió d'alta definició. Com a exemple, podríem citar al concept mobile Nokia Morph.[13]

Avui dia, existeix un sistema d'aquest nivell, operant amb efectivitat només amb algunes companyies dels EUA, anomenat LTE. D'altra banda, cap la possibilitat de fabricar-se, un mateix, telèfons mòbils utilitzant un Arduino.[14]

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. The people's force : a history of the Victoria police. 2nd ed.. Carlton South, Vic., Australia: Melbourne University Press, 1995. 
  2. 2,0 2,1 2,2 Constant touch : a global history of the mobile phone. Cambridge: Icon Books, 2004. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 The cellphone : the history and technology of the gadget that changed the world. Jefferson, N.C.: McFarland, 2010. 
  4. 4,0 4,1 «Mobile telephone history». Telektronikk 3/4, 2005 [Consulta: 27 abril 2015].
  5. «1946: First Mobile Telephone Call» (en inglés). [Consulta: 27 abril 2015].
  6. Technology base of mobile cellular operators in Germany and China : a comparative study from the perspective of the resource based view. Berlin: Univ.-Verl. der TU, Univ.-Bibliothek, 2007. 
  7. «РАДИОФОН» (en ruso), 1961. [Consulta: 27 abril 2015].
  8. «ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ МОБИЛЬНИКИ 50-Х».
  9. Near Field Communication Complete Certification Kit - Core Series for IT. Emereo Publishing, 2013, p. 38. 
  10. «Mobile Telephone History» (en inglés). Privateline.com. [Consulta: 27 abril 2015].
  11. «Mobile Telephone History» (en inglés). Privateline.com. [Consulta: 27 abril 2015].
  12. «Este miércoles se cumplen 40 años desde la primera llamada realizada desde un teléfono móvil». 20 minutos.es, 03-04-2013. [Consulta: 11 abril 2013].
  13. Morph
  14. »

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]