Ранняя мобильная связь MTS: первая система радиотелефонии, работавшая через оператора. Подключение к обычной телефонной сети, принцип работы и история.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Ранний стандарт мобильной связи
Early mobile telephone standard
Служба мобильной связи (MTS) была предклеточной системой радиосвязи в диапазоне VHF, подключенной к общественной коммутируемой телефонной сети (PSTN). MTS являлся радиотелефонным эквивалентом стационарной телефонной связи. Служба мобильной связи была одним из первых стандартов мобильной связи. Обслуживание осуществлялось оператором в обоих направлениях, то есть, если на мобильный телефон звонили со стационарного, вызов направлялся мобильному оператору, который перенаправлял его на телефон абонента. Аналогично, для совершения исходящего вызова необходимо было обращаться к мобильному оператору, который запрашивал номер мобильного телефона и номер вызываемого абонента, после чего устанавливал соединение. Эта услуга была разработана компанией Bell System и впервые применена 17 июня 1946 года в Сент-Луисе, штат Миссури, США. Первоначальное оборудование весило [укажите вес], и изначально для всех пользователей в пределах городской зоны было доступно всего 3 канала, позже количество лицензий было увеличено до 32 каналов в 3 диапазонах (см. частоты IMTS). Эта услуга использовалась как минимум до 1980-х годов на значительной территории Северной Америки. 2 октября 1946 года оборудование связи Motorola обеспечило первые вызовы в новой службе автомобильной радиотелефонной связи компании Illinois Bell Telephone Company в Чикаго. Из-за ограниченного количества доступных радиочастот, служба быстро достигла предельной пропускной способности. MTS была заменена Улучшенной мобильной телефонной службой (IMTS), представленной в 1964 году.
The Mobile Telephone Service (MTS) was a pre cellular VHF radio system that linked to the Public Switched Telephone Network (PSTN). MTS was the radiotelephone equivalent of land dial phone service. The Mobile Telephone Service was one of the earliest mobile telephone standards. It was operator assisted in both directions, meaning that if one were called from a land line the call would be routed to a mobile operator, who would route it to one's phone. Similarly, to make an outbound call one had to go through the mobile operator, who would ask for the mobile number and the number to be called, and would then place the call. This service originated with the Bell System, and was first used in St. Louis, Missouri, United States on June 17, 1946. The original equipment weighed , and there were initially only 3 channels for all the users in the metropolitan area, later more licenses were added bringing the total to 32 channels across 3 bands (see IMTS frequencies). This service was used at least into the 1980s in large portions of North America. On October 2, 1946, Motorola communications equipment carried the first calls on Illinois Bell Telephone Company's new car radiotelephone service in Chicago. Due to the small number of radio frequencies available, the service quickly reached capacity. MTS was replaced by Improved Mobile Telephone Service (IMTS), introduced in 1964.
Канал
MTS использует 25 радиоканалов VHF в Соединенных Штатах и Канаде. Каналы идентифицируются парами букв, взятых из позиций на североамериканском телефонном диске, которые, при преобразовании в цифры, формируют (для 12-канальных мобильных устройств) 55, 57, 95 и 97. В плане 1960-х годов распределение частот в высоком диапазоне VHF предусматривало 11 каналов в Соединенных Штатах: JL, YL, JP, YP, YJ, YK, JS, YS, YR, JK и JR. В Канаде были доступны два дополнительных канала: JJ и JW.
MTS uses 25 VHF radio channels in the United States and Canada. The channels are identified by pairs of letters taken from positions on a North American telephone dial that, when changed to digits, form (for 12 channel mobile sets) 55, 57, 95 and 97. In the 1960s plan, the VHF high band allocations provided for 11 channels in the United States: JL, YL, JP, YP, YJ, YK, JS, YS, YR, JK and JR. In Canada, two additional channels were available: JJ and JW. 12 ChannelMobile ID 24 ChannelMobile Base Station MHz Transmit Receive JJ 152.480 157.740 XJ 1 152.495 157.755 1 JL 2 152.510 157.770 XK 3 152.525 157.785 2 YL 4 152.540 157.800 XL 5 152.555 157.815 3 JP 6 152.570 157.830 XP 7 152.585 157.845 4 YP 8 152.600 157.860 XR 9 152.615 157.875 5 YJ 10 152.630 157.890 XS 11 152.645 157.905 6 YK 12 152.660 157.920 XT 13 152.675 157.935 7 JS 14 152.690 157.950 XU 15 152.705 157.965 8 YS 16 152.720 157.980 XV 17 152.735 157.995 9 YR 18 152.750 158.010 XW 19 152.765 158.025 10 JK 20 152.780 158.040 XX 21 152.795 158.055 11 JR 22 152.810 158.070 XY 23 152.825 158.085 12 JW 24 152.840 158.100
MTS uses 25 VHF radio channels in the United States and Canada. The channels are identified by pairs of letters taken from positions on a North American telephone dial that, when changed to digits, form (for 12 channel mobile sets) 55, 57, 95 and 97. In the 1960s plan, the VHF high band allocations provided for 11 channels in the United States: JL, YL, JP, YP, YJ, YK, JS, YS, YR, JK and JR. In Canada, two additional channels were available: JJ and JW. 12 ChannelMobile ID 24 ChannelMobile Base Station MHz Transmit Receive JJ 152.480 157.740 XJ 1 152.495 157.755 1 JL 2 152.510 157.770 XK 3 152.525 157.785 2 YL 4 152.540 157.800 XL 5 152.555 157.815 3 JP 6 152.570 157.830 XP 7 152.585 157.845 4 YP 8 152.600 157.860 XR 9 152.615 157.875 5 YJ 10 152.630 157.890 XS 11 152.645 157.905 6 YK 12 152.660 157.920 XT 13 152.675 157.935 7 JS 14 152.690 157.950 XU 15 152.705 157.965 8 YS 16 152.720 157.980 XV 17 152.735 157.995 9 YR 18 152.750 158.010 XW 19 152.765 158.025 10 JK 20 152.780 158.040 XX 21 152.795 158.055 11 JR 22 152.810 158.070 XY 23 152.825 158.085 12 JW 24 152.840 158.100
Проблемы с частотой и ликвидация службы
Эти каналы подвержены сетевым перегрузкам и помехам, поскольку радиостанция, находящаяся ближе к терминалу, иногда перехватывает канал из-за более сильного сигнала. В данной системе используется технология, снятая с производства более трех десятилетий назад. Основной причиной замены в большей части Северной Америки, особенно в крупных городах, была перегрузка сети и ее неспособность поддерживать более двух десятков каналов на определенной территории. Сотовая связь эффективно решила эту проблему, в частности, благодаря тому, что сотовые частоты, как правило, УВЧ, имеют меньший радиус действия, чем ОВЧ, и поэтому могут быть повторно использованы. Возможность сотовой системы выбирать каналы на основе силы сигнала и разделять зоны покрытия на более мелкие ячейки также способствует увеличению пропускной способности. Однако в отдаленных районах причиной замены является не перегрузка сети, а устаревание оборудования. Поскольку оборудование больше не выпускается, компании, продолжающие использовать эту систему, вынуждены прилагать усилия для поддержания работоспособности оборудования, используя запчасти от выведенных из эксплуатации устройств или разрабатывая нестандартные решения. Из-за недостаточного трафика сотовая связь не является экономически выгодной заменой. В настоящее время единственным жизнеспособным решением является спутниковая связь, поскольку небольшое количество "базовых станций", вращающихся вокруг планеты, обслуживают обширные географические регионы по мере их прохождения. Однако стоимость остается проблемой, и замена стала приемлемой для пользователей мобильной связи ОВЧ постепенно, по мере снижения и дальнейшего снижения стоимости спутниковой связи. Многие частоты MTS теперь используются для локальных пейджинговых служб. Они встречаются лишь в некоторых сельских районах Северной Америки, поскольку в большинстве регионов были заменены сотовой связью в 1980-х годах или позднее.
These channels are prone to network congestion and interference since a radio closer to the terminal will sometimes take over the channel due to having a more powerful signal. The service uses technology that has been manufacturer discontinued for more than three decades. The driver for replacement in most of North America, particularly large cities, was congestion, the inability of the network to carry more than two dozen channels in a geographic area. Cellular service resolved this congestion problem very effectively, especially since cellular frequencies, typically UHF, do not reach as far as VHF frequencies and can therefore be reused. The ability of a cellular system to use signal strength to choose channels and split cells into smaller units also helps expand channel capacity. The driver for replacement in remote areas, however, is not network congestion, but obsolescence. Because the equipment is no longer manufactured, companies still using the service must struggle to keep their equipment operating, either by cannibalising from retired equipment or improvising solutions. Due to insufficient traffic, cellular is not a cost effective replacement. Currently, the only viable solution is satellite telephony, as the small number of "base stations" which orbit the planet serve large geographic regions as they pass over. Cost, however, has been an issue, and the replacement has become acceptable to VHF mobile customers gradually, as the cost of satellite telephony has been dropping and will continue to drop. Many MTS frequencies are now used for local paging services. They are only found in some parts of rural North America, having been replaced in most areas by cellular service in the 1980s or later.
Операция
Все вызовы осуществлялись подготовленным оператором с соответствующим оборудованием. Исходящие вызовы совершались при подключении оператора к базовой станции (первоначально с использованием шлейфового коммутатора, но к 1990-м годам это можно было сделать, набирая кодовую последовательность с позиции TOPS), после чего оператор объявлял вызов по каналу (называя сначала название канала), например:
All calls were placed by a suitably equipped telephone operator. Outgoing calls were placed when the operator connected to a base station (originally using a cord board, but by the 1990s could be done by dialing a code sequence from a TOPS position), then announced the call over the channel (giving the channel's name first), e. g.,
"Dawson Channel calling 2M 2368, 2M 2368, 2M 2368". Обычно объявление повторялось еще дважды после паузы. Вызываемый абонент должен был включить свой аппарат и установить громкость на уровень, позволяющий заметить вызов и прослушать номер. Если вызываемый абонент слышал входящий вызов, он использовал микрофон, чтобы сообщить о приеме вызова, после чего оператор соединял обе стороны, контролировал окончание разговора и выставлял ручную квитанцию для биллинга. Формат таких "голосовых вызовов" для мобильных абонентов различался в зависимости от юрисдикции. Например, B.C. Tel использовала семизначные номера, начинающиеся с N или H, за которыми следовала цифра (часто 1) и еще пять цифр для конкретного абонента. AGT в Альберте использовала семизначные номера. Вскоре было разработано абонентское оборудование "селективный вызов", которое имело встроенную схему, способную распознавать пятизначный код как свой собственный, аналогично системам IMTS, но более примитивно по сравнению с сотовой связью. Телефонная компания присваивала абоненту номер, который тот мог запрограммировать в оборудование через телефонную компанию или дилера. Оператор подключался к базовой станции через шлейфовый коммутатор и вводил пятизначный номер; в 1990-х годах операторы на позициях TOPS вводили пять цифр после набора кода для инициирования вызова и идентификации базовой станции; типичный код оператора TOPS состоял из двухзначной последовательности для голосового или селективного вызова, трехзначной последовательности для базовой станции и затем номера абонента. Базовая станция передавала пятизначную последовательность; любое радио, настроенное на эту базовую станцию, обнаруживало последовательность и сравнивало ее со своей собственной; при совпадении устройство сигнализировало пользователю звонком или сигналом, после чего пользователь мог ответить и сообщить идентификатор своего аппарата, как это делал пользователь голосового вызова. Вызовы с мобильных аппаратов на базовую станцию начинались с сигнализации оператору нажатием кнопки микрофона. Оператор подключался к каналу (автоматизированные системы TOPS направляли входящий вызов в общую очередь), объявлял о доступности и названии канала, а абонент идентифицировал свой мобильный номер. (Впоследствии иногда внедрялись системы безопасности для предотвращения мошенничества, требующие от абонента указания конфиденциального номера. При автоматическом соединении с оператором другие радиостанции на базовой станции могли слышать передачу от станции, но не то, что передавал пользователь радио). Абонент затем указывал детали вызова, либо на другой мобильный номер, либо на стационарный номер, который оператор затем осуществлял. До использования TOPS вызовы оформлялись вручную, а при автоматическом подключении мобильного абонента к оператору TOPS – автоматически. Очень немногие компании автоматизировали MTS для использования TOPS, поскольку большинство из них смогли отказаться от услуг MTS по вышеуказанным причинам: они не могли удовлетворить спрос на услуги, не перейдя на сотовую связь. Northwestel была одной из компаний, которая все еще предлагала MTS, интегрируя базовые станции с TOPS. Вариант MTS использовал коротковолновые частоты и был известен как высокочастотная связь (ВЧ) или высокочастотная однополосная связь (ВЧОС), получившие свое название за использование частот от 3 до 30 МГц. Эти услуги требовали гораздо меньше базовых станций и использовались для связи с удаленными районами на обширных территориях. Недостатком было то, что частоты были подвержены сильным помехам и проблемам распространения, зависящим от времени суток, в основном из-за влияния солнца на ионосферу. Northwestel, прекратившая обслуживание вскоре после 2000 года, не могла интегрировать эту систему с TOPS и должна была осуществлять аудиомониторинг каналов с помощью динамиков для прослушивания входящих вызовов. В целях биллинга многие базовые станции MTS были идентифицированы с ближайшим центром тарификации автоматической станции. Однако, если поблизости не было центра тарификации, они становились "Другой точкой". Телефонные компании обычно идентифицировали их, а также отдельные точки, такие как отдельный телефон в сельской местности, используя шестизначную комбинацию 88T XXX, где T – цифра от 6 до 9, а X – любая цифра от 0 до 9. Например, Fox Lake, Юкон, был 889 949. Эта комбинация выполняла ту же функцию, что и код зоны и код центральной станции NANP, с собственными координатами широты и долготы, для расчета расстояния для тарификации вызова. Эта система кодирования, достигшая пика использования в 1980-х и 1990-х годах, стала непригодной для использования, когда администратор Североамериканского плана нумерации отозвал коды 88X для будущего использования в качестве бесплатных (например, 1 800). К концу 1990-х годов очень немногим компаниям все еще требовались коды "Другой точки", и были приняты другие схемы тарификации. Например, Northwestel использовала ближайшую станцию для вызовов на свои мобильные точки от других телефонных компаний и кодировала местоположения в своем биллинговом программном обеспечении для вызовов внутри территории деятельности компании. Влияние на тарифы для вызовов на большие расстояния было незначительным.
"Dawson Channel calling 2M 2368, 2M 2368, 2M 2368." The page would usually be repeated twice more after a pause. The called party had to have their unit on and the volume set at a level that allowed them to notice a call and then listen to the called number. If the called party heard an incoming call, they would then use the microphone to announce they were receiving the call, and the operator would allow the two parties to speak, monitoring for the end of the call and marking a manual ticket for billing. The format of such "voice called" mobile customer numbers varied by jurisdiction. B. C. Tel, for example, used seven character numbers starting with N or H, a digit (often 1), then five more digits for the individual customer. AGT in Alberta used seven character numbers. Soon enough, customer equipment, "selective call", was developed that had a built in circuit that could be programmed to recognize a five digit code as its own, in a manner similar to IMTS systems and crude compared to cellular phones. The phone company would assign the customer a number and the customer would have it programmed into the set by the phone company or by a dealer. The operator would connect to the base station by cord board and key the five digit number; in the 1990s, phone operators at TOPS positions would key the five digits after dialing the code to initiate the call and then identify the base station; a typical TOPS operator code would consist of a two digit sequence for voice call or selective call, a three digit sequence for the base station, then the customer number. The base station would signal the five digit sequence; any and all radios tuned to that base station would detect the sequence and compare it with their own; if it matched, the unit would signal its user with a bell or buzzer, and the user could then answer and announce the identity of their unit, similar to how a voice call user would respond. Calls from mobile units to a base station were started by signaling the operator by pressing the microphone button. The operator would plug into the channel (automated TOPS systems routed the incoming call through the normal queue), announce availability and the channel name, and the customer would identify their mobile number. (Security systems were sometimes adopted later to prevent fraud, by the customer giving a confidential number. In an automated connection to the operator, other radios on the base station could hear the transmission from the station, not what the radio user was transmitting.) The customer would then specify the details of their call, either to another mobile or to a landline number, which the operator would then place. The call was manually ticketed prior to the use of TOPS, and automatically ticketed if the mobile user was automatically connected to the TOPS operator. Very few companies automated MTS to use TOPS as most were able to discontinue MTS services due to the reasons above: they could not meet the service demand except by switching to cellular. Northwestel was one company still offering MTS that tied the base stations into TOPS. A variant of MTS used short wave frequencies, and was known as High Frequency or High Frequency Single Sideband, so named for using frequencies between 3 and 30 MHz. These services required far fewer base stations and were used to reach distant locations over vast territories. The drawback was that the frequencies were extremely noisy from various interference, and were subject to propagation problems due to time of day, mostly due to the sun's effect on the ionosphere. Northwestel, which discontinued the service shortly after 2000, could not tie this system into TOPS, and had to aurally monitor the channels using speakers to listen for incoming calls. For billing purposes, many MTS base stations were identified with a very close by rate center of an automatic exchange. However, if there was no nearby rate center, they became an "Other Place Point". Phone companies typically identified these, and single points such as an individual telephone in a rural area, using a six digit combination of 88T XXX, where T is a digit from 6 to 9, and X is any digit 0 9. For example, Fox Lake, Yukon Territory, was 889 949. This combination would serve the same purpose as the NANP area code and central office code, with its own latitudinal longitudinal coordinates, to allow a distance to be calculated for rating of a call. This coding system, which was in its zenith of usage during the 1980s and 1990s, was rendered unusable when the North American Numbering Plan administrator withdrew the 88X codes for future use as toll free (e. g. 1 800 ) services. By the end of the 1990s, very few companies still had need of the Other Place Point codes, and other rating arrangements were made. For example, Northwestel would use the nearest exchange for calls to its mobile points from other phone companies, and would code the locations in its billing software for calls within the company's operating territory. The rate impact was negligible for calls over longer distances.