Mobiiltelefonide ajalugu

Eelkäijad

Enne neid seadmeid, mida meie tänapäeval nimetame mobiiltelefonideks, olid neil ka eelkäijad. 1908. aastal professor Alber Jahnke ja Oakland Transcontinental Aerial Telefonid ning elektrifirma väitsid, et on välja töötanud traadita telefoni. Neid süüdistati pettuses ja nad lõpetasid telefonide tootmise. Hiljem süüdistused tühistati. 1918. aasta algul testis Saksa raudteevõrk traadivaba telefoni militaarrongide peal, mis sõitsid Berliini ja Zossenise vahel. 1924. aastal algasid avalikud testimised rongiliinidel Berliinist Hamburgi. Aastal 1925 asutati firma Zugtelephonie A. G., et varustada ronge telefoniseadmetega. 1926. aastaks oli telefoniteenus Saksa Reich raudtee ja Saksamaa postirongil heaks kiidetud ning esimese klassi reisijatele pakuti võimalust neid kasutada Hamburgi ja Berliini vahelisel liinil. Aastal 1926 lõi kunstnik Karl Arnold tulevikulise koomiksi mobiilide kasutamisest tänavatel, pilt traadivaba telefon, avaldati Saksamaal satiirilises ajakirjas Simplicissimus. Kujutus ulmelisest mobiilist pärineb aastast 1931. See on Erich Kästneri lasteraamatust "35. mai" või "Conard's Ride to the South Seas":
Härasmees, kes sõitis mööda kõnniteed nende ees, astutes äkki liikuvalt lindilt maha, tõmbas jope taskust telefoni, lausus numbri ja hüüdis: Gertude, kuule, ma hilinen tunnike lõunale, kuna tahan minna laborisse. Hüvasti, kullake! Siis ta paneb taskusse tagasi, astub uuesti liikuvale lindile, ning hakkab raamatut lugema...
Teise maailmasõja ajal kasutati telefoniühendust militaarsetel eesmärkidel. Käeskantavaid raadio- vastuvõtjaid toodeti 1940. aastatel. Mobiilid, mis valmistati autode jaoks, arenesid mõnedes telefonifirmades samamoodi 1940. aastatel. Esimesed seadmed olid mahukad ja tarbisid palju voolu ning võrgud võimaldasid ainult paari samaaegset vestlust. Modernsed mobiilsidevõrgud võimaldasid mobiilidel kõne- ja andmeside ühenduvust. Ameerika Ühendriikides töötasid telefonsidet välja insenerid Bell Labortooriumist. Esimene katsetus tehti 17. juunil 1946 Saint Louises Missouri osariigis. Veidi pärast seda, pakkus AT&T mobiiltelefoni teenust. Esimeste telefonide levipiirkond oli suhteliselt väike ja linnades oli saadaval ainult paar kanalit. Telefoni tehnoloogia areng, mis lubas taaskasutada sagedusi mitmeid kordi väikeses alas, suhteliselt väikese voolutarbega edastajaga ja erinevate sageduste kasutamine tegi telefonide kasutamise majanduslikult otstarbekaks. NSV Liidus leiutas ja esitab Moskva insener Leonid Kuprijanovitš, aastatel 1957–1961 erinevaid käeshoitavate mobiiltelefonide eksperimentaalseid mudeleid. Ühe mudeli kaal, mida esitleti 1961, oli ainult 70 g ja see mahtus peopessa. NSV Liidus valmistati esimene automobiil Altai. Aastal 1965 esitles Bulgaaria firma Radioelektronika Inforga-65 rahvusvahelisel näitusel Moskvas automaatset mobiiltelefoni koos tugijaamaga. Inforga-65 telefoni lahendusee põhinesid süsteemid Leonid Kuprijanovitši loodud süsteemile. Üks tugijaam, mis on ühendatud traadiga telefoniga, suutis teenindada kuni 15 klienti. Telefoni edusamme saab jälgida põlvkondade algusest alates 0G-teenustest nagu MTS ja selle järglasest Improved Mobile Telephone Service kuni esimese põlvkonna (1G) analoogmobiilsidevõrguni teise põlvkonna (2G) digitaalmobiilsidevõrguni, kolmanda põlvkonna (3G) lairiba andmesideteenusteni ja praeguse hetkeseisuga parima ehk neljanda põlvkonna (4G) native-IP-võrguni. Motorola oli esimene ettevõte, mis tootis käeshoitavaid mobiiltelefone. 3. aprillil 1973 tegi Martin Cooper, Motorola insener ja juht, esimese mobiiltelefonikõne esitletud tootega ajakirjanike ees, helistades Dr. Joel S. Engelike Bell Laboris. Dr. Martin Cooperi käes olev prototüüp kaalus 1,1 kg ja oli 23 cm pikk, 13 cm paks ja 4,45 cm lai. Prototüüp võimaldas ainult 30 minutit rääkimist ja vajas 10 tundi laadimist. Cooper on öelnud, et oma nägemuse mobiiltelefonidest sai ta Kapten James T. Kirkilt, mida ta kasutas telesarjas "Star Trek". Motorola kaasaskantavate seadmete juht John F. Mitchell oli Cooperi ülemus 1973. aastal ning mängis võtmerolli kaasaskantavate seadmete varustuse arengus. Mitchell veenis edukalt Motorola firmat tootma traadivabu sidevahendeid, mis oleks piisavalt väike, et seda kõikjal kasutada saaks ja kasutada mobiiltelefoni ehituses.

Varajane ühendus – 0G MTS

Aastal 1947 tõi AT&T turule mobiiltelefoni teenuse. Aastal 1946 oli Saint Louise AT&T mobiiltelefoniühendus juba sajal linnal ja maanteel. Mobiiltelefoni ühendus oli haruldus ja seda sai kasutada ainult 5000 klienti. Nad tegid igal nädalal ligi 30 000 kõnet. Operaator ühendas kõned käsitsi ja kasutaja pidi vajutama nuppu telefoniseadme peal, et rääkida ja vabastama selle, et kuulata. Kõneseade kaalus ligi 36 kg. Tellijate arvu ja tulu takistas kasvu piiratud tehnoloogia. Kuna oli ainult kolm raadiojaama, sai ainult kolm kasutajat ühes linnas samal ajal telefonikõnet teha. Mobiiltelefoniühendus oli kallis, maksis 15 USA dollarit kuus, lisaks maksis iga kohalik kõne 0,30–0,40 dollarit, mis tähendab umbes 176 dollarit kuus ja teeb kõne keskmiseks hinnaks 3,50–4,75 dollarit (2012. aasta vääringus).

IMTS

1965. aastal tutvustas AT&T esimest olulist paranemist mobiilsides, mis andis parema teenuse. Nimeks pandi Improved Mobile Telephony Service. IMTS kasutas täiendavaid raadiojaamu, mis võimaldas antud geograafilises piirkonnas rohkem üheaegseid kõnesid teha. Ta lõi klientidele numbrite valimise võimaluse, kaotades manuaalse operaatori ja vähendades telefoni suurust ja raskust. Helistajate arvu suurenemise tõttu ületas varsti nõudlus ka uue võimsuse. Kokkuleppel riigi reguleeriva agentuuriga piiras AT&T teenuseid 40 000 kliendini kogu süsteemis. New Yorgis oli näiteks 2000 kliendi vahel jagatud ära 12 raadiojaama ja tavaliselt tuli helistamiseks oodata 30 minutit.

Avaliku mobiilsideteenuse pakkuja

Radio Common Carrier ehk RCC teenus loodi 1960. aastatel iseseisvate telefonifirmade poolt, et võistelda AT&T ja IMTSiga. RCC-süsteem pandi kokku UHF 454/459 MHz ja VHF 152/158 MHz sagedusega, mis oli lähedal IMTSi omale. RCC-l põhinevat teenust kasutati kuni 1980. aastateni, mil loodi AMPS-süsteem ja RCC vananes. Mõned RCC-süsteemid olid mõeldud selleks, et kliendid saaksid seda kaasas kanda. Vanemad RCC ei võimaldanud samaväärset ringiliikumist. Näiteks telefon Omaha, Nebraskale kalibreeritud RCC teenus ei oleks tõenäoliselt töötanud Phoenixis Arizonas. Tänapäevased teenused ei olnud sobivad, kuna ei olnud tsentraliseeritud tööstuse andmebaasile. Signalisatsiooni formaadid ei olnud standardiseeritud. Näiteks mõned süsteemid kasutasid kahetoonilist järjestiku kutsuvat signaali kõne korral, teised süsteemid kasutasid Dual-tone multi-frequency. Mõned kasutasid Secode 2805, mis edastas 2805 Hz tooni (sarnane IMTS signaaliga), kõne korral. Mõned raadiosüsteemid koos RCC olid poolduplikaadid, kasutades kõnenuppu nagu Motorola pihutelefonidel või RCA 700-seerias tavapärasel kahesuunalisel raadiol. Sõidukite varustuses oli telefoniaparaat, telefoni numbriketas või vajutatavad nupud ja töötas nagu tavaline telefon. Mõnedel klientidel olid kaasas täies varustuses kohvris olev telefon (radikaalselt täiustatud tolleks ajaks). RCC lõpul (tööstusliidud töötasid tehnilisel standardil) jõuti selleni, et telefon oleks kaasaskantav. Mõnel mobiilikasutajal oli mitu dekoodi mis võimaldaks koostööd rohkem kui ühe samasuguse signaali formaadiga (600/1500, 2805 ja Reach) Käsitsi juhtimine oli tagasilöök RCC kasutajatel.

Teised teenusepakkujad

1969. aastal varustas Penni Central Raudtee oma rongid New Yorgi – Washingtoni liinil eriliste taksofonidega, mis lubas reisijatel rongist sõidu ajal helistada. Süsteem kasutas kuut sagedust 450 MHz sagedusala üheksas paigas.

Euroopa mobiilside raadiovõrkudes

Euroopas asutati mitu erinevat mobiilside raadiotorni. Lääne-Saksamaal oli võrk A-Netz. Võrk alustas tööd aastal 1952 riigi esimese avaliku tasulise mobiilvõrguna. 1972 oli see ümber vahetatud B-Netziga, mis ühendas kõned automaatselt. 1966. aastal oli Norral süsteem OLT, mis oli käsitsi ühendamisega.

Mobiilsuse mõiste

Detsembris 1947 tegid Belli labortooriumi insenerid Douglas H. Ring ja W. Rae Young, ettepaneku teha kuusnurksed mobiiltelefonid autodesse. Tol ajal puudus tehnoloogia selle tegemiseks, samuti ei olnud sagedused jaotatud. Läks mööda kakskümmend aastat, enne kui Richard H. Frenkiel, Joel S. Engel ja Philip T. Porter Belli labortooriumist täiendasid eelnevat ideed ja tegid palju põhjalikuma plaani. See oli Porter, kes esimesena tegi ettepaneku, et mobiili mastidel tuleks kasutada tänapäevale sarnaseid antenne häirete vähendamiseks ja kanalite taaskasutamise suurendamiseks. Porter leiutas vajuta ja saada meetodi, mida kasutatakse kõikides mobiiltelefonideks, et vähendada infoliikumisaega mööda kanaleid. Kõigis varasemates mudelites pidid mobiilid jääma kindlasse levialasse, kuid nüüd teised mastid edastasid side edasi teise masti. Info liikus läbi mitme masti. Mõisted "sageduse taaskasutus" ja "ärapanek", ning samuti mitmed teised mõisted mis olid aluseks modernsele mobiiltelefoni tehnoloogiale tutvustati hiljem 1960. aastatel Frenkiel ja Porteri poolt. 1970 leiutas Bellsi labori insener Amos E. Joel Jr kolmepoolse elektriringi, mis aitaks kõne edastamist ühelt telefonilt teisele. Tema patent sisaldas algset kirjeldust Bellsi Laboratooriumi mobiili mõistest. Kui lülitussüsteemid muutusid kiiremaks, muutus selline elektriring kasutuks ja seda ei lisatud enam sellistesse süsteemidesse. Telefoni plaani vahetamistest avaldasid Fluhr ja Nussbaum 1973. aastal. Mobiiltelefoni andme signalisatsioonisüsteemi kirjeldas aastal 1977 Hachenburg.

Automatiseeritud teenuse teke

Esimene täisautomaatne mobiiltelefonide süsteem sõidukitele toodi turule Rootsis 1956. aastal. Selle nimi oli MTA (Mobile Telephone system), ja see võimaldas helistada autost kasutades numbri ketast. Autotelefoni heli sai ka valjuhääldisse panna. Autost sai helistada kohe valitud numbrile, kuid kui keegi helistas autojuhile, siis pidi operaator enne kindlaks tegema, millise masti levialas auto asub. Sellise süsteemi töötasid välja Sture Lauren ja teised inseneride Televerket võrguettevõttes. Ericsson ehitas klahvistiku, samal ajal kui Svenska Radioaktiebolaget ja Marconi tegelesid telefoniga ja tugijaama seadmetega. MTA telefonid koosnesid elektronlambist ja releedest kaaludes 40 kg. Aastal 1962 tutvustati uuendatud versioon MTB. See oli kõnenupuga telefon ja kasutas parema töökindluse paranemiseks transistoreid ja DTMF-signaali. 1971. aastal tutvustati MTD versioon , luues mitu erinevat marki seadmeid ja saavutades kaubanduslikku edu. Võrk suleti alles 1983. aastal, kui oli järel veel 600 klienti. Aastal 1958 algas NSV Liidus Altai militaarmobiiltelefoni loomine, mis põhines NSV Liidu MRT-1327 standardil. Altai süsteemi peamised arendajad olid Voroneži kommunikatsiooniuurimisinstituut. 1963. aastal alustas see Moskvas ja 1970. aastatel oli see asutatud üle 30 linnas NSV Liidus. Siiani kasutatakse Venemaal selle teatud versioone. Aastal 1959 rajas eraettevõte avalikkusele raadiotorni pakkudes mobiilteenust NW Kansase piirkonnas. Kasutati Motorola raadiotelefoni seadmeid. Selles süsteemis oli sissehelistamisteenus läbi kohaliku keskjaama ja oli paigaldatud paljudesse erasõidukitesse nagu teraviljakombainidesse, veoautodesse ja sõiduautodesse. Teadmata põhjusel töötas see vähe aega ja pandi kinni. Ettevõtte juhtkond vahetati kohe välja ning töökorras olevad seadmed lammutati 1960. aastate algul, ning see kadus jäljetult. Aastal 1966 esitles Bulgaaria taskumobiiltelefoni RAT-0.5 koos tugijaamaga RATZ-10 (RATC-10) rahvusvahelisel Interorgtechnika-66 näitusel. 
Üks tugijaam ühendatuna liini juhtmega suutis teenindada kuut erinevat klienti. Üks esimesi edukaid avalikkusele suunatud kaubanduslikke mobiilsidesid oli ARP võrgustik Soomes 1971 aastal. Inimeste arvates oli ARP null-generatsiooni mobiilsidevõrk (0G). Ta oli natuke parem eelkäijatest ja ka piiratud kattealaga võrkudest.

Analoogmobiilsidevõrk – 1G

Esimest automaatset mobiilvõrgusüsteemi NTT kasutati Tokios 1979. Hiljem levis see üle Jaapani ja 1981 jõudis NMT Põhjamaadesse. Esimene laiemalt levinud 1G-võrk Põhja-Ameerikas oli Advanced Mobile Phone System (AMPS). Seda äriideed tutvustati Ameerikas oktoobris 1983, Israelis 1986 ja Austraalias 1987. AMPS oli teedrajav tehnoloogia, mis aitas juhtida mobiilsidevõrgu tehnoloogiat massturule. Kuid sellel oli tõsiseid probleeme modernsete standarditega. See oli krüpteerimata ja kergesti haavatav pealtkuulamisele, kergesti kloonitav ja kasutas sagedusjagajat mitme pääsupunktiga (FDMA).
6. märtsil 1983 võttis DynaTAC kasutusele esimese USA võrgu Ameritech. See maksis 100 miljonit dollarit ja kulus 10 aastat, enne kui see turule jõudis. Tarbijate nõudlus oli suur vaatamata telefoni miinustele (aku vastupidavus, kaal, lühikese kõneaeg, ootamisaeg).

Digitaalmobiilsidevõrk – 2G

1990. aastatel tekkisid nn teise põlvkonna mobiiltelefonisüsteemid. Kaks süsteemi võistlesid ülemvõimu pärast maailmaturul: Euroopa arendas GSM-standardeid ja USA arendas CDMA-standardeid. Need erinesid eelmisest põlvkonnast selle poolest, et kasutasid digitaalset edastust analoogse asemel ja kiiremat telefonisignaalivõrku. Teise generatsiooni mobiilide tõus oli plahvatuslik ja sel ajal nähti ka tuleviku taksofone. 1991. aastal alustas esimene GSM-võrk (Radiolinja) Soomes. Üldiselt olid Euroopas 2G-süsteemide sagedused kõrgemad kui Ameerika omad, kuigi mõned neist kattusid. Näiteks 900 MHz kasutasid nii 1G- kui ka 2G-süsteem Euroopas, seega suleti 1G-süsteemid kiiresti, et teha ruumi 2G-süsteemidele. Ameerikas oli IS-54 standardiks ja pandi samadele aladele, kus oli AMPS ja mõned olemasolevad analoogkanalid asustati ümber. 1993. aastal tutvustati maailma tõenäoliselt esimest nutitelefon IBM Simonit. See oli mobiil, piipar, faksiaparaat ja PDA kõik koos. Lisaks sisaldas see kalendrit, telefoni aadressiraamatut, kalkulaatorit, kella, Notepadi, e-posti ja puuteekraani QWERTY-klaviatuuriga. IBM Simonil oli pliiatsiga puutetundlik ekraan. See tutvustas ennustavat kirjutamist, mis ennustas pärast paari tähe sisestamist, mida kasutaja järgmisena kirjutab. Sellel olid apid või vähemalt võimalus rohkem funktsioone lisada ühendades PCMCIA 1,8 MB mälukaardi telefoni. 2G-süsteem oli trendi kaugusel muutumaks väikeseks, 100–200-grammiseks telefoniks. See uuendus oli võimalik tänu tehnoloogia arengule nagu näiteks rohkem arenenud akud kuid ka sellepärast, et suurendati telefonivõrgu taluvust, suurendades klientide arvu. Keskmine info leviku kaugus telefonist masti lühenes ja see viis mobiiltelefoni aku elukestvuse pikenemiseni. Teine põlvkond tutvustab uut suhtlemisviisi, mida kutsutakse SMS ehk tekstsõnumid. See oli algselt saadaval ainult GSM-võrkudes, kuid kandus lõpuks kõikidesse digitaalvõrkudesse. Esimene masina loodud sõnum saadeti Suurbritannias 3. detsembril 1992, millele järgnes 1993. aastal esimene inimeselt inimesele saadetud SMS Soomes. SMS-id said 1990. aastate lõpus noorte seas kiiresti populaarseks ja see trend levis kõikides vanusegruppides. 2G tutvustas ka moodust vaadata meediat telefonidest. Aastal 1998 esimene allalaaditav sisu müüdi mobiiltelefonides, selle taga oli Soome firma Radiolinja (nüüd Elisa). Reklaamimine mobiilidel ilmus esimest korda Soomes, kui 2000. aastal avati igapäevane tasuta SMS-uudisteteenus, mida spondeeriti reklaamide abil. Mobiilseid makseid katsetati 1998. aastal Soomes ja Rootsis, kus mobiiltelefoni kasutati Coca Cola müügiautomaadile maksmisel ja auto parkimisel. Turule toodi see 1999. aastal Norras. Esimene krediitkaarti jäljendav pangasüsteem käivitati 1999. aastal Filipiinidel samaaegselt mobiilioperaatorite Globe ja Smarti poolt.
Esimene täielik internetiteenus mobiiltelefonides võeti kasutusele NTT DoCoMo poolt Jaapanis aastal 1999.

Native IP võrk – 4G

Aastaks 2009 saadi selgeks, et mingil ajal ei suuda 3G-võrgud enam kasvavaid ribalaiusenõudeid täita, nagu meedia streamimine. Seega hakkas tööstus otsima andmete optimeerimist 4G-tehnoloogiale, lubadusega tõsta kiirust kuni 10 korda suuremaks võrreldes käesoleva 3G-tehnoloogiaga. Esimesed kaks kaubanduslikult kättesaadavat tehnoloogiat olid WiMAX-standard (pakutud USAs Sprinti poolt) ja LTE standard, pakutud Skandinaavias TeliaSonera poolt. Üks peamine viis, kuidas 4G erines tehnoloogiliselt 3G-st, oli selle kõrvaldamine ringlülitist, pannes asemele kõik IP-võrk.

Vargused

Vastavalt Federal Communications Commissioni avaldatud andmetele on iga kolmas rööv seotud telefonivargusega. Politsei andmed San Franciscos näitasid, et pooled kõigist röövidest 2012. aastal olid mobiiltelefonide vargused. Veebilehel Change.org "Secure our Smartphones" on petitsioon, millega kutsutakse nutitelefonide tootjaid ehitama telefoni tapmislüliti, mis muudab telefoni varguse puhul kasutuskõlbmatuks. See on New Yorgi peaadvokaadi Eric Schneidermani ja San Francisco piirkonnaadvokaadi George Gasconi ühisidee, mis on suunatud maailma suurimatele nutitelefonitootjatele. 10. juunil 2013 teatas Apple'i firma, et paigaldab oma järgmisele iPhone'i operatsioonsüsteemile tapmislüliti, tähtajaks pandi oktoober 2013.

Satelliittelefon

Maa-orbiitsatelliit saab katta maapealseid alasid, kus Wi-Fi-ühendus pole võimalik või selle rajamine mõttekas. Inmarsati satelliittelefonisüsteemis, algselt töötati 1979. aastal välja abisüsteemina merehädalistele, nüüd on kasutuses aladel, kus maa-liin ei eksisteeri, tavalistes mobiilides, või merelisel VHF-raadiojaamas. 1998. aastal loodi Iridiumi satelliidisüsteem ja kuigi looja firma läks suurte ehituskulude tõttu pankrotti, on teenus tellitav ka tänapäeval.