Сотовый телефон

Со́товый телефо́н, или моби́льный телефо́н, — телефон, предназначенный для работы в сетях сотовой связи; использует приёмопередатчик радиодиапазона и традиционную телефонную коммутацию для осуществления телефонной связи на территории зоны покрытия сотовой сети.
В настоящее время сотовая связь — самая распространённая из всех видов мобильной связи. По этой причине мобильным телефоном называют именно сотовый, хотя «мобильными» (то есть, переносными) являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны, DECT-телефоны, некоторые модели IP-телефонов и аппараты магистральной связи.
Сотовый телефон — сложное высокотехнологичное электронное устройство, включающее в себя: приёмопередатчик на поддиапазоны 1—2 ГГц (GSM) и 2—1 ГГц (UMTS) СВЧ-диапазона, специализированный контроллер управления, дисплей, интерфейсные устройства, аккумулятор. Большинство аппаратов имеет свой уникальный номер, т. н. IMEI — международный идентификатор мобильного устройства. IMEI присваивается при производстве сотового телефона и состоит из 15 цифр; он записывается в немодифицируемую часть прошивки телефона. Сам этот номер отпечатан на этикетке телефона под аккумулятором, также на коробке (упаковке) от телефона (под штрихкодом). В большинстве телефонов его также можно узнать, набрав на клавиатуре код *#06#.
Большинство стандартов мобильной связи использует для идентификации абонента SIM-карту. Она представляет собой смарт-карту с программным управлением, и также имеет свой уникальный идентификационный номер IMSI (англ. International Mobile Subscriber Identity — международный идентификационный номер подвижного абонента) и индивидуальный цифровой пароль.
Первый прототип портативного сотового телефона (Motorola DynaTAC) был выпущен в 1973 году. Считается, что первый звонок по этому телефону был сделан 3 апреля 1973 года, когда его изобретатель, сотрудник Motorola Мартин Купер, позвонил конкуренту из AT&T, Джоэлю Энгелю. DynaTAC весил около 1,15 кг и имел размер 22,5×12,5×3,75 см. На его передней панели было расположено 12 клавиш — 10 цифровых и две для отправки вызова и прекращения разговора. У DynaTAC отсутствовал дисплей и не было никаких дополнительных функций. В режиме ожидания он мог работать до восьми часов, в режиме разговора — около часа (по другим данным, 35 минут); заряжать его приходилось чуть более 10 часов. До 1983 года было создано 5 прототипов DynaTAC.
В 1981 году в качестве единого стандарта для Швеции, Финляндии, Норвегии, Дании, Исландии и Саудовской Аравии был принят NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) с рабочей частотой 450 МГц.
В 1983 году в США исследовательский центр Bell Laboratories ввёл в эксплуатацию систему связи на базе стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service).
В 1984 году в продаже появилась итоговая модель DynaTAC 8000X. Потребителей настолько поразила возможность всегда оставаться на связи при помощи портативного телефона, что в очередь на приобретение DynaTAC 8000X записывались тысячи человек, несмотря на внушительную первоначальную цену новинки — 3995 долларов.
В 1985 году в Великобритании в качестве национального стандарта принята система ETACS (Enhanced Total Access Communications System), основанная на технологии AMPS.
В 1989 году был выпущен сотовый телефон Motorola MicroTAC с флипом (микрофон его размещался в этой откидывающейся крышке).
В 1990 году в США утверждён новый национальный стандарт цифровой связи IS-54 (D-AMPS). Тогда же в США Qualcomm начала исследования нового вида связи, основанного на технологии кодового разделения сигналов по частоте, CDMA (Code Division Multiple Access).
9 сентября 1991 в СССР появился первый оператор сотовой связи стандарта NMT-450 — ЗАО «Дельта Телеком». Цена телефона Mobira - MD 59 NB2 (массой около 3 кг) с подключением составляла около 4000 долл., минута разговора стоила около 1 долл. За первые четыре года работы «Дельта Телеком» подключила 10 000 абонентов.
1992 год — начало эпохи GSM, в Германии запущена в коммерческую эксплуатацию система связи на основе этой технологии.
Сотовая сеть состоит из базовых станций (многочастотных УКВ-приёмопередатчиков), распределенных по всей зоне покрытия сотовой сети и коммутаторов. Сотовый телефон прослушивает эфир, находит сигнал от базовой станции и посылает ей уникальные идентификаторы — SIM-карты (IMSI) и телефона (IMEI).
Компьютер сети проверяет подлинность абонента, передав на мобильный телефон случайное число, которое SIM-карта обрабатывает по специальному алгоритму и посылает результат на ближайшую базовую станцию. Базовая станция передаёт информацию в центр коммутации, где сверяются зашифрованные отклики с мобильного телефона и вычисленный сетью. При совпадении абонент попадает в белый список и ему разрешается доступ в сеть. Если совпадения не происходит, SIM-карта блокируется. Надёжность идентификации считается достаточно высокой.
Сотовый телефон и базовая станция поддерживают постоянный радиоконтакт. При перемещениях сотовый телефон время от времени переключается с одной базовой станции на другую (хэндовер), выбирая «лучшую» станцию на основании одного или нескольких параметров — мощности принимаемого сигнала, отношения сигнал/шум, частоты появления ошибочных битов, наличия свободных каналов и других. Этот процесс происходит, даже если телефон находится в режиме ожидания, и разговор не ведется.
Компьютер сети всегда знает, с какой базовой станцией данный мобильный телефон поддерживает устойчивую радиосвязь. Запоминая текущее время и номер базовой станции, компьютер хранит время переговоров и место нахождения абонента.
Украденный сотовый телефон могут находить по его идентификатору IMEI, независимо от того, какая SIM-карта в нём установлена. Во многих аппаратах можно сменить IMEI, используя различные незаконные способы.
Связь телефона со станцией может проводиться по множеству цифровых протоколов, которые можно разделить на семейства. Главные из них: (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS. Устаревшие аналоговые протоколы — (AMPS, NAMPS, NMT-450).
Большинство современных сотовых телефонов могут работать в нескольких стандартах, что позволяет пользоваться услугами роуминга в разных сотовых сетях. Большинство GSM-телефонов, используемых в России, поддерживают протоколы GSM-900 и GSM-1800, многие работают также в сетях GSM-850 и GSM-1900. Почти все UMTS-телефоны могут работать в сетях GSM. В СМИ сообщалось о проекте сотового телефона, которым можно пользоваться, примерно как рацией, — если абоненты находятся недалеко друг от друга, такой телефон обеспечит связь между ними, не используя коммутационную технику сотового оператора, — за такой разговор не придётся платить сотовому оператору. Данная технология была реализована в телефонах Nokia 3109c и Nokia 3110c.
В современном стандарте LTE (сеть сотовой связи 4G, 4-го поколения) возможность связи аппаратов напрямую реализована уже на уровне стандарта. Это позволяет как общаться людям, так и связываться автоматически нескольким устройствам. Например, можно сделать сеть «умных» светофоров и дорожных знаков, которые будут напрямую связаны с оконечными устройствами LTE. Это открывает новые возможности для информирования людей о дорожной ситуации, о завершении определённой фазы работы светофора и многие другие.
Помимо обычных сотовых телефонов, существуют такие разновидности, как:
Помимо основной своей функции, а именно телефонной связи, современные сотовые телефоны имеют множество дополнительных:
Иногда производители сотовых телефонов включают в них и более экзотические функции:
Телефоны могут:
Также существуют такие исполнения сотовых телефонов, как:
В настоящее время в мировой научной литературе опубликовано огромное число исследований по теме влияния излучения беспроводных приборов на здоровье. Среди них самое масштабное международное эпидемиологическое исследование INTERPHONE (в 2002—2011) под эгидой Всемирной организации здравоохранения, которое должно было показать, может ли глобальное использование приборов беспроводной связи приводить к развитию различных видов малигнизации (развитию онкологических болезней). Итогом этого исследования стал вывод, что продолжительное использование (например, разговор по сотовому телефону по 30 минут в день в течение 7-10 лет) может приводить к значительному повышению риска малигнизации. Согласно решению Всемирной Организации Здравоохранения и Международного агентства по изучению рака от 31 мая 2011 года излучение сотовых телефонов было классифицировано как «возможно канцерогенный для человека» фактор, в одной группе с хлороформом, охратоксином А и т. д.
Нагрев, связанный с работой радиопередатчика, намного меньше, чем, например, нагрев на солнце. В 2005 году китайские исследователи пришли к выводу, что излучение мобильного телефона приводит к повреждению ДНК. В некоторых странах существуют нормы, ограничивающие использование аппаратов, имеющих слишком высокий уровень излучения (см. Удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии — SAR).
В 2007 году шведские учёные сделали вывод по результатам обработки 11 исследований, что при использовании сотового телефона в течение 10 лет вероятность возникновения опухоли слухового нерва увеличивается в два раза. При этом отмечается, что дети подвержены этому риску больше, так как имеют более тонкие костные ткани, чем взрослые. Но руководитель исследования Кьелл Мильд (Kjell Mild) заявил, что ещё рано делать окончательные выводы о вреде радиоволн для человека и необходимы более длительные исследования.
Центр радиационной и ядерной безопасности Финляндии выпустил отчёт, согласно которому родителям настоятельно рекомендуется ограничить общение детей по мобильным телефонам. Разговоры рекомендуется вести с помощью гарнитуры или заменять общением по SMS.
В одном исследовании отмечено увеличение уровней транстиретина в крови у лиц, получавших излучение, аналогичное получасовому разговору по сотовому телефону.
Разработана и ограниченно выпускается одежда, карманы которой выполнены с использованием специальной ткани, экранирующей радиоизлучение.
Разговор по телефону во время вождения автомобиля приводит к повышенному риску ДТП. Во многих странах запрещено разговаривать по мобильному телефону во время вождения. Инструкции к мобильным телефонам рекомендуют разговаривать по гарнитуре или через комплект громкоговорящей связи или съехать на обочину и только тогда ответить на звонок. Но даже с этими устройствами водитель всё равно отвлекается, и риск попасть в аварию повышается вчетверо (по сравнению с теми, кто не говорит по телефону).
Поскольку размеры мобильных телефонов постоянно уменьшаются, а потребляемая мощность повышается, повышается и ёмкость аккумуляторов. Из массовых видов аккумуляторов наибольшую ёмкость (на единицу массы и объёма) имеют литий-ионные (и, в частности, литий-полимерные) аккумуляторы; однако они же являются и наиболее пожаро- и взрывоопасными при нарушении условий эксплуатации или неисправностях. Случаи воспламенения или даже взрыва аккумуляторов редки, но продолжают происходить.
Излучение мобильного телефона может привести к нарушению работы сложного медицинского оборудования, поэтому не стоит пользоваться мобильными телефонами в больницах. Также людям, которые используют кардиостимуляторы, производители рекомендуют носить телефон со стороны, противоположной кардиостимулятору (например, если он вшит слева, телефон надо держать на правой стороне).
Людям, использующим слуховые аппараты, следует испытать телефон, прежде чем покупать его, так как некоторые модели телефонов создают помехи для слуховых аппаратов, и абонент слышит посторонние шумы (писк, жужжание и т. д.). Подобный эффект наблюдается при работе сотовых телефонов вблизи звукоусиливающей аппаратуры.
Состояние, сопровождаемое беспокойством, при котором человек полагает, что его мобильный телефон звонит или издаёт вибрации, хотя на самом деле этого не происходит. Люди могут услышать фантомные «звонки» во время принятия душа, просмотра телевизора или использования фена. Человеческое ухо особенно чувствительно к звукам с частотой в диапазоне 1000-6000 герц, на котором, например, звучит детский плач и заодно многие из мобильных рингтонов.
Ощущение фантомных вибраций связано с использованием на протяжении определённого времени мобильного телефона, поставленного на режим вибрации. Кора головного мозга начинает неправильно интерпретировать сенсорные ощущения от микроспазмов мышц, трения одежды о тело, которые по сути являются галлюцинациями.
Пути лечения фантомных вибраций или звонков ещё не были глубоко исследованы. Один из способов избавиться от фантомных вибраций — перестать носить телефон в кармане и переложить его в сумку, в карман куртки или в другое место. Другой способ — полностью переставать использовать все технологии на 10 мин каждые несколько часов, заменяя их на прогулку, чтение книг, живые разговоры.
По данным Федеральной комиссии по связи, каждое третье ограбление связано с кражей сотового телефона. Данные полиции Сан-Франциско показывают, что половина всех ограблений в 2012 году были кражами сотовых телефонов. Онлайн-петиция на Change.org под названием «Защитите наши смартфоны» призвала производителей смартфонов устанавливать на свои устройства аварийные выключатели, чтобы сделать их непригодными для использования в случае кражи. Петиция является частью совместных усилий генерального прокурора Нью-Йорка Эрика Шнайдермана и окружного прокурора Сан-Франциско Джорджа Гаскона и была направлена генеральным директорам основных производителей смартфонов и операторов связи. 10 июня 2013 года Apple объявила, что установит «аварийный выключатель» в своей следующей операционной системе iPhone, которая должна дебютировать в октябре 2013 года.
Все мобильные телефоны имеют уникальный идентификатор IMEI. Любой желающий может сообщить о своем телефоне как потерянном или украденном у своего оператора связи, а IMEI будет занесен в черный список в центральном реестре. Операторы связи, в зависимости от местного законодательства, могут или должны блокировать телефоны, занесенные в черный список, в своей сети. Однако есть несколько способов обойти черный список. Один из способов - отправить телефон в страну, где операторы связи не обязаны вносить в черный список и продавать его там, другой предполагает изменение номера IMEI телефона. Даже в этом случае мобильные телефоны обычно имеют меньшую стоимость на вторичном рынке, если исходный IMEI телефона находится в черном списке.
Компьютерные программы для работы с мобильным телефоном: