Geschichte der HandysDie Geschichte der Mobiltelefone umfasst mobile Kommunikationsgeräte, die drahtlos mit dem öffentlichen Telefonnetz verbunden sind. Während die Übertragung von Sprache per Signal eine lange Geschichte hat, sind die ersten Geräte, die drahtlos und mobil waren und auch eine Verbindung zum Standardtelefonnetz herstellen konnten, viel jünger. Die ersten derartigen Geräte waren im Vergleich zu den heutigen kompakten Handgeräten kaum tragbar, und ihre Verwendung war ungeschickt. Sowohl bei der Vernetzung der drahtlosen Kommunikation als auch bei der Verbreitung ihrer Nutzung haben sich drastische Änderungen ergeben, wobei Smartphones weltweit verbreitet sind und ein wachsender Anteil des Internetzugangs jetzt über mobiles Breitband erfolgt.

Stiftungen

Vorgänger

1908 gaben Professor Albert Jahnke und die Oakland Transcontinental Aerial Telephone and Power Company an, ein drahtloses Telefon entwickelt zu haben. Sie wurden des Betrugs beschuldigt und die Anklage wurde dann fallen gelassen, aber sie scheinen nicht mit der Produktion fortgefahren zu sein. Ab 1918 testete das deutsche Eisenbahnsystem die drahtlose Telefonie in Militärzügen zwischen Berlin und Zossen. 1924 begannen öffentliche Gerichtsverfahren mit einer Telefonverbindung in Zügen zwischen Berlin und Hamburg. 1925 wurde die Firma Zugtelephonie AG gegründet, um Zugtelefonie-Geräte zu liefern, und 1926 wurde der Telefondienst in Zügen der Deutschen Reichsbahn und des deutschen Postdienstes auf der Strecke zwischen Hamburg und Berlin genehmigt und erstklassigen Reisenden angeboten.

Fiktion nahm die Entwicklung realer Mobiltelefone vorweg. 1906 veröffentlichte der englische Karikaturist Lewis Baumer in der Zeitschrift Punch einen Cartoon mit dem Titel “Forecasts for 1907”, in dem er einen Mann und eine Frau im Londoner Hyde Park zeigte, die sich jeweils getrennt mit Glücksspielen und Datierungen auf drahtlosen Telefoniegeräten beschäftigten. 1926 schuf der Künstler Karl Arnold einen visionären Cartoon über die Nutzung von Mobiltelefonen auf der Straße in dem Bild “Funktelefonie”, das in der deutschen satirischen Zeitschrift Simplicissimus veröffentlicht wurde.

Der Zweite Weltkrieg nutzte militärische Funktelefonieverbindungen. Handfunkgeräte sind seit den 1940er Jahren erhältlich. Mobiltelefone für Automobile wurden in den 1940er Jahren von einigen Telefongesellschaften angeboten. Frühe Geräte waren sperrig, verbrauchten viel Strom und das Netzwerk unterstützte nur wenige gleichzeitige Gespräche. Moderne Mobilfunknetze ermöglichen die automatische und allgegenwärtige Nutzung von Mobiltelefonen für die Sprach- und Datenkommunikation.

In den Vereinigten Staaten begannen Ingenieure von Bell Labs mit der Arbeit an einem System, mit dem mobile Benutzer Telefonanrufe von Automobilen tätigen und empfangen können. Dies führte am 17. Juni 1946 in St. Louis, Missouri, zur Eröffnung des mobilen Dienstes. Kurz darauf bot AT & T einen Mobiltelefondienst an . Eine breite Palette von meist inkompatiblen Mobiltelefondiensten bot eine begrenzte Reichweite und nur wenige verfügbare Kanäle in städtischen Gebieten. Da Anrufe als unverschlüsselte analoge Signale übertragen wurden, konnten sie von jedem mit Funkgeräten abgehört werden, die diese Frequenzen empfangen konnten. Die Einführung der Mobilfunktechnologie, die die mehrfache Wiederverwendung von Frequenzen in kleinen angrenzenden Gebieten ermöglichte, die von Sendern mit relativ geringer Leistung abgedeckt wurden, machte eine breite Akzeptanz von Mobiltelefonen wirtschaftlich machbar.

In der UdSSR entwickelte und präsentierte der Moskauer Ingenieur Leonid Kupriyanovich in den Jahren 1957-1961 eine Reihe von experimentellen Kommunikationsfunkgeräten im Taschenformat. Das Gewicht eines 1961 vorgestellten Modells betrug nur 70 g und konnte auf eine Handfläche passen. In der UdSSR wurde jedoch zunächst die Entscheidung getroffen, das System des Automobiltelefons “Altai” zu entwickeln.

1965 präsentierte die bulgarische Firma “Radioelektronika” auf der internationalen Ausstellung Inforga-65 in Moskau ein Mobiltelefon in Kombination mit einer Basisstation. Die Lösungen dieses Telefons basierten auf einem von Leonid Kupriyanovich entwickelten System. Eine Basisstation, die an eine Telefonleitung angeschlossen ist, kann bis zu 15 Kunden bedienen.

Die Fortschritte in der Mobiltelefonie können in aufeinanderfolgenden Generationen von den frühen “0G”-Diensten wie MTS und seinem Nachfolger Improved Mobile Telephone Service bis hin zu analogen Mobilfunknetzen der ersten Generation (1G) und digitalen Mobilfunknetzen der zweiten Generation (2G) verfolgt werden Breitband-Datendienste der Generation (3G) für die hochmodernen nativen IP-Netze der vierten Generation (4G).

Grundlegende Technologie

Die Entwicklung der großtechnischen Integrationstechnologie (LSI), der Informationstheorie und der zellularen Vernetzung von Metalloxid-Halbleiter (MOS) führte zur Entwicklung einer erschwinglichen Mobilkommunikation . Gegen Ende des 20. Jahrhunderts gab es ein schnelles Wachstum der drahtlosen Telekommunikation, hauptsächlich aufgrund der Einführung der digitalen Signalverarbeitung in der drahtlosen Kommunikation , die durch die Entwicklung eines kostengünstigen VLSI-RF-CMOS (Radio) mit sehr großer Integration (VLSI) angetrieben wurde-Frequenzkomplementäre MOS )-Technologie.

Die Entwicklung der Mobiltelefontechnologie wurde durch Fortschritte bei der Herstellung von MOSFET-Halbleiterbauelementen (Metalloxid-Silizium-Feldeffekttransistor) ermöglicht. Der MOSFET (MOS-Transistor), der 1959 von Mohamed Atalla und Dawon Kahng in den Bell Labs erfunden wurde, ist der Grundbaustein moderner Mobiltelefone. Die MOSFET-Skalierung, bei der MOS-Transistoren mit abnehmendem Stromverbrauch kleiner werden , ermöglichte eine VLSI-Technologie (Very Large Scale Integration), bei der die Anzahl der MOS-Transistoren in Chips mit integrierten Schaltkreisen exponentiell zunimmt, wie dies durch das Moore’sche Gesetz vorhergesagt wird. Die kontinuierliche MOSFET-Skalierung ermöglichte es schließlich, tragbare Mobiltelefone zu bauen. Ein typisches modernes Smartphone besteht ab 2019 aus Milliarden winziger MOSFETs, die in integrierten Schaltkreisen wie Mikroprozessoren und Speicherchips, als Leistungsgeräte und als Dünnschichttransistoren (TFTs) in mobilen Displays verwendet werden.

Fortschritte in der leistungselektronischen MOSFET-Technologie ermöglichten auch die Entwicklung digitaler drahtloser Mobilfunknetze, die für moderne Mobiltelefone unverzichtbar sind. Die breite Akzeptanz von Leistungs- MOSFET-, LDMOS- (Lateral Diffused MOS) und RF-CMOS- Geräten (Radio Frequency CMOS) führte in den 1990er Jahren zur Entwicklung und Verbreitung digitaler drahtloser Mobilfunknetze, wobei weitere Fortschritte in der MOSFET-Technologie in den 2000er Jahren zu einer Erhöhung der Bandbreite führten. Die meisten wesentlichen Elemente drahtloser Mobilfunknetze bestehen aus MOSFETs, einschließlich mobiler Transceiver, Basisstationsmodule, Router, HF-Leistungsverstärker, Telekommunikationsschaltungen, HF-Schaltungen und Funk-Transceiver in Netzwerken wie 2G, 3G und 4G.

Ein weiterer wichtiger Faktor war der Lithium-Ionen-Akku, der als Energiequelle für Mobiltelefone unverzichtbar wurde. Der Lithium-Ionen-Akku wurde in den 1980er Jahren von John Goodenough, Rachid Yazami und Akira Yoshino erfunden und 1991 von Sony und Asahi Kasei kommerzialisiert.

Frühe Dienste

MTS

1949 kommerzialisierte AT & T den Mobiltelefondienst. Seit seiner Gründung in St. Louis, Missouri, im Jahr 1946 führte AT & T 1948 den Mobiltelefondienst in einhundert Städten und Autobahnkorridoren ein. Der Mobiltelefondienst war eine Seltenheit, da nur 5.000 Kunden wöchentlich etwa 30.000 Anrufe tätigten. Anrufe wurden manuell von einem Bediener aufgebaut und der Benutzer musste eine Taste am Mobilteil drücken, um zu sprechen, und die Taste loslassen, um zuzuhören. Die Anrufteilnehmer-Ausrüstung wog ungefähr 36 kg.

Das Abonnentenwachstum und die Umsatzgenerierung wurden durch die Einschränkungen der Technologie behindert. Da nur drei Funkkanäle verfügbar waren, konnten nur drei Kunden in einer bestimmten Stadt gleichzeitig Mobiltelefongespräche führen. Der Mobiltelefondienst war teuer und kostete 15 US-Dollar pro Monat plus 0,30 bis 0,40 US-Dollar pro Ortsgespräch, was (2012 US-Dollar) etwa 176 US-Dollar pro Monat und 3,50 bis 4,75 US-Dollar pro Anruf entsprach.

In Großbritannien gab es auch ein fahrzeugbasiertes System namens “Post Office Radiophone Service”, das 1959 in der Stadt Manchester eingeführt wurde, und obwohl Anrufer mit einem Betreiber sprechen mussten, war es möglich, durchgestellt zu werden jeder Abonnent in Großbritannien. Der Dienst wurde 1965 auf London und 1972 auf andere Großstädte ausgedehnt.

IMTS

AT & T führte 1965 die erste wesentliche Verbesserung der Mobiltelefonie ein und gab dem verbesserten Dienst den offensichtlichen Namen ” Verbesserter Mobiltelefondienst” . IMTS verwendete zusätzliche Funkkanäle, um mehr gleichzeitige Anrufe in einem bestimmten geografischen Gebiet zu ermöglichen, führte die Kundenwahl ein, eliminierte den manuellen Anrufaufbau durch einen Betreiber und reduzierte die Größe und das Gewicht der Teilnehmerausrüstung.

Trotz der von IMTS angebotenen Kapazitätsverbesserung überstieg die Nachfrage die Kapazität. In Übereinstimmung mit den staatlichen Aufsichtsbehörden beschränkte AT & T den Service systemweit auf nur 40.000 Kunden . In New York City beispielsweise teilten sich 2.000 Kunden nur 12 Funkkanäle und mussten in der Regel 30 Minuten warten, um einen Anruf zu tätigen.

Radio Common Carrier

Radio Common Carrier oder RCC war ein Dienst, der in den 1960er Jahren von unabhängigen Telefongesellschaften eingeführt wurde, um gegen das IMTS von AT & T anzutreten. RCC-Systeme verwendeten gepaarte UHF-Frequenzen von 454/459 MHz und VHF 152/158 MHz in der Nähe der von IMTS verwendeten Frequenzen. RCC-basierte Dienste wurden bis in die 1980er Jahre bereitgestellt, als zellulare AMPS-Systeme RCC-Geräte überflüssig machten.

Einige RCC-Systeme wurden entwickelt, um Kunden benachbarter Fluggesellschaften die Nutzung ihrer Einrichtungen zu ermöglichen, aber die von RCCs verwendeten Geräte erlaubten nicht das Äquivalent zu modernem “Roaming”, da die technischen Standards nicht einheitlich waren. Beispielsweise würde das Telefon eines in Omaha, Nebraska, ansässigen RCC-Dienstes in Phoenix, Arizona, wahrscheinlich nicht funktionieren. Roaming wurde teilweise nicht gefördert, da es keine zentralisierte Abrechnungsdatenbank für RCCs gab. Signalformate waren nicht standardisiert. Beispielsweise verwendeten einige Systeme zweifarbiges sequentielles Paging, um ein Mobiltelefon auf einen eingehenden Anruf aufmerksam zu machen. Andere Systeme verwendeten DTMF. Einige verwendeten Secode 2805 , der einen unterbrochenen 2805-Hz-Ton (ähnlich der IMTS-Signalisierung) sendete, um Mobiltelefone auf einen angebotenen Anruf aufmerksam zu machen. Einige Funkgeräte, die mit RCC-Systemen verwendet wurden, waren Halbduplex-Push-to-Talk-LOMO-Geräte wie Motorola-Handhelds oder herkömmliche Funkgeräte der RCA 700-Serie. Andere Fahrzeugausrüstungen hatten Telefonhörer und Wählscheiben oder Drucktasten und betrieben Vollduplex wie ein herkömmliches kabelgebundenes Telefon. Einige Benutzer hatten Vollduplex-Aktentaschen-Telefone (für ihren Tag radikal fortgeschritten)

Am Ende des Bestehens von RCC arbeiteten Branchenverbände an einem technischen Standard, der Roaming ermöglicht hätte, und einige mobile Benutzer verfügten über mehrere Decoder, um den Betrieb mit mehr als einem der gängigen Signalformate (600/1500, 2805 und Reach) zu ermöglichen.. Der manuelle Betrieb war für RCC-Roamer oft ein Rückfall.

Andere Dienstleistungen

1969 rüstete die Penn Central Railroad Nahverkehrszüge entlang der 360 Kilometer langen Strecke New York-Washington mit speziellen Münztelefonen aus, mit denen die Fahrgäste während der Fahrt telefonieren konnten. Das System verwendete sechs Frequenzen im 450-MHz-Band an neun Standorten erneut.

In Großbritannien, auf den Kanalinseln und anderswo wurde kurz das “Rabbit”-Telefonsystem verwendet, das eine Mischung aus “Zellen”-Basisstationen und Mobilteilen darstellt. Eine wesentliche Einschränkung bestand darin, dass Sie aufgrund von Leistungsbeschränkungen bei einem tragbaren Gerät weniger als 300 Fuß (näher an Gebäuden) von einer Basis entfernt sein mussten. Mit moderner Technologie wird eine ähnliche Variante für Apples neue 4G “Smartwatch” in Betracht gezogen, damit sie bei Großveranstaltungen ähnlich wie eine Femtozelle eingesetzt werden können.

Europäische Mobilfunknetze

In Europa wurden mehrere miteinander inkompatible Mobilfunkdienste entwickelt.

1966 hatte Norwegen ein System namens OLT, das manuell gesteuert wurde. Das 1971 gestartete finnische ARP war ebenso manuell wie das schwedische MTD. Alle wurden Anfang der 1980er Jahre durch das automatische NMT- System (Nordic Mobile Telephone) ersetzt.

Im Juli 1971 wurde Readycall in London von Burndept eingeführt, nachdem er eine Sonderkonzession erhalten hatte, um das Postmonopol zu brechen und selektive Anrufe auf Mobiltelefone von Anrufen aus dem öffentlichen Telefonsystem zu ermöglichen. Dieses System war für ein Abonnement von 16 GBP pro Monat für die Öffentlichkeit zugänglich. Ein Jahr später wurde der Dienst auf zwei andere britische Städte ausgedehnt.

Westdeutschland hatte 1952 ein Netz namens A-Netz als erstes öffentliches kommerzielles Mobilfunknetz des Landes ins Leben gerufen. 1972 wurde dies durch B-Netz verdrängt, das Anrufe automatisch verband.

Zellulares Konzept

Im Dezember 1947 schlugen Douglas H. Ring und W. Rae Young, Ingenieure von Bell Labs, hexagonale Zellen für Mobiltelefone in Fahrzeugen vor. Zu diesem Zeitpunkt gab es weder die Technologie zur Umsetzung dieser Ideen noch wurden die Frequenzen zugewiesen. Zwei Jahrzehnte würden vergehen, bevor Richard H. Frenkiel, Joel S. Engel und Philip T. Porter von Bell Labs die frühen Vorschläge zu einem viel detaillierteren Systemplan erweiterten. Es war Porter, der zuerst vorschlug, dass die Mobilfunkmasten die jetzt bekannten Richtantennen verwenden, um Interferenzen zu reduzieren und die Kanalwiederverwendung zu erhöhen (siehe Bild rechts). Porter erfand auch die Dial-Then-Send-Methode, die von allen Mobiltelefonen verwendet wird, um die verschwendete Kanalzeit zu reduzieren.

In all diesen frühen Beispielen musste ein Mobiltelefon innerhalb des Versorgungsbereichs bleiben, der von einer Basisstation während des Telefonanrufs bedient wurde, dh es gab keine Kontinuität des Dienstes, da sich die Telefone durch mehrere Mobilfunkbereiche bewegten. Die Konzepte der Frequenzwiederverwendung und -übergabe sowie eine Reihe anderer Konzepte, die die Grundlage der modernen Mobiltelefontechnologie bildeten, wurden Ende der 1960er Jahre in Veröffentlichungen von Frenkiel und Porter beschrieben. 1970 erfand Amos E. Joel Jr., ein Ingenieur von Bell Labs, einen “dreiseitigen Amtsleitungskreis”, um den ” Anrufübergabeprozess ” von einer Zelle zur anderen zu unterstützen. Sein Patent enthielt eine frühe Beschreibung des zellularen Konzepts von Bell Labs, aber als Vermittlungssysteme schneller wurden, wurde eine solche Schaltung unnötig und wurde nie in einem System implementiert.

Ein Vermittlungsplan für Mobiltelefone wurde 1973 von Fluhr und Nussbaum beschrieben, und ein Datensignalisierungssystem für Mobiltelefone wurde 1977 von Hachenburg et al.

Entstehung automatisierter Dienste

Das erste vollautomatische Mobiltelefonsystem für Fahrzeuge wurde 1956 in Schweden eingeführt. Mit dem Namen MTA (Mobiltelefonisystem A) konnten Anrufe im Auto mit einem Drehknopf getätigt und entgegengenommen werden. Das Autotelefon könnte auch ausgelagert werden. Anrufe vom Auto aus wurden direkt gewählt, während bei eingehenden Anrufen ein Bediener die nächstgelegene Basisstation zum Auto suchen musste. Es wurde von Sture Laurén und anderen Ingenieuren des Televerket- Netzbetreibers entwickelt. Ericsson stellte die Telefonzentrale zur Verfügung, während Svenska Radioaktiebolaget (SRA) und Marconi die Telefone und die Basisstation bereitstellten. MTA-Telefone bestanden aus Vakuumröhren und Relais und wogen 40 Kilogramm. 1962 wurde eine aktualisierte Version namens Mobile System B (MTB) eingeführt. Dies war ein Drucktastentelefon, bei dem Transistoren und DTMF- Signale verwendet wurden, um die Betriebssicherheit zu verbessern. 1971 wurde die MTD- Version eingeführt, die sich für verschiedene Ausrüstungsmarken öffnete und kommerziellen Erfolg erzielte. Das Netzwerk blieb bis 1983 geöffnet und hatte zum Zeitpunkt der Schließung noch 600 Kunden.

1958 begann die Entwicklung eines ähnlichen Systems für Autofahrer in der UdSSR. Der nationale zivile Mobiltelefondienst ” Altay ” basierte auf dem sowjetischen MRT-1327-Standard. Die Hauptentwickler des Altai-Systems waren das Voronezh Science Research Institute of Communications (VNIIS) und das State Specialized Project Institute (GSPI). 1963 begann der Dienst in Moskau und wurde 1970 in 30 Städten in der UdSSR eingesetzt. In einigen Teilen Russlands werden heute noch Versionen des Altai-Systems als Trunking-System verwendet.

1959 bot eine private Telefongesellschaft in Brewster, Kansas, USA, die S & T Telephone Company (die heute noch im Geschäft ist) mit Motorola-Funktelefonausrüstung und einer privaten Turmanlage den öffentlichen Mobiltelefondiensten in dieser Region an NW Kansas. Dieses System war ein Direktwahldienst über die lokale Telefonzentrale und wurde in vielen privaten Fahrzeugen installiert, einschließlich Getreidekombinaten, Lastwagen und Automobilen. Aus einem noch unbekannten Grund wurde das System heruntergefahren, nachdem es online gestellt und für einen sehr kurzen Zeitraum betrieben wurde. Die Geschäftsführung des Unternehmens wurde sofort geändert, und das voll funktionsfähige System und die dazugehörige Ausrüstung wurden Anfang 1960 sofort abgebaut, um nicht mehr gesehen zu werden.

1966 präsentierte Bulgarien auf der internationalen Ausstellung Interorgtechnika-66 das Taschenautomat RAT-0,5 in Kombination mit einer Basisstation RATZ-10 (RATC-10). Eine Basisstation, die an eine Telefonleitung angeschlossen ist, kann bis zu sechs Kunden bedienen (“Radio”-Magazin, 2, 1967; Wochenschau “Novosti dnya”, 37, 1966).

Eines der ersten erfolgreichen öffentlichen kommerziellen Mobilfunknetze war das 1971 gestartete ARP- Netz in Finnland. Posthum wird ARP manchmal als 0G- Mobilfunknetz ( Zero Generation ) angesehen, das geringfügig über früheren proprietären Netzen mit begrenzter Netzabdeckung liegt.

Handheld-Handy

Vor 1973 war die Mobiltelefonie auf Telefone beschränkt, die in Autos und anderen Fahrzeugen installiert waren. Motorola war das erste Unternehmen, das ein Handheld-Mobiltelefon herstellte. Am 3. April 1973 tätigte Martin Cooper, ein Forscher und leitender Angestellter von Motorola, den ersten Mobiltelefonanruf über Handheld-Teilnehmergeräte und rief Dr. Joel S. Engel von Bell Labs, seinem Rivalen, an. Der von Dr. Cooper verwendete Handheld-Prototyp wog 1,1 Kilogramm und war 23 mal 13 mal 4,5 Zentimeter groß. Der Prototyp bot eine Gesprächszeit von nur 30 Minuten und das Aufladen dauerte 10 Stunden.

John F. Mitchell, Motorolas Chef für tragbare Kommunikationsprodukte und Coopers Chef im Jahr 1973, spielte eine Schlüsselrolle bei der Weiterentwicklung der Entwicklung von Handheld-Mobiltelefonen. Mitchell konnte Motorola nicht dazu bringen, drahtlose Kommunikationsprodukte zu entwickeln, die klein genug sind, um überall verwendet zu werden, und war am Design des Mobiltelefons beteiligt.

Frühe Generationen

Neuere Technologien wurden in einer Reihe von Wellen oder Generationen entwickelt und eingeführt. Die “Generation”-Terminologie wurde erst mit dem Start von 3G weit verbreitet, wird jetzt jedoch rückwirkend verwendet, wenn auf frühere Systeme Bezug genommen wird.

1G-Analoges Mobiltelefon

Die ersten automatischen analogen Mobilfunksysteme, die jemals eingesetzt wurden, waren das 1979 erstmals für Autotelefone in Tokio (und später für den Rest Japans) verwendete NTT-System und das 1981 in den nordischen Ländern eingeführte NMT- System.

Das erste in Nordamerika weit verbreitete analoge Mobilfunksystem war das Advanced Mobile Phone System (AMPS). Es wurde am 13. Oktober 1983 in Amerika, 1986 in Israel und 1987 in Australien kommerziell eingeführt. AMPS war eine wegweisende Technologie, die dazu beitrug, die Nutzung der Mobilfunktechnologie auf dem Massenmarkt voranzutreiben, hatte jedoch nach modernen Maßstäben mehrere schwerwiegende Probleme. Es war unverschlüsselt und leicht anfällig für das Abhören über einen Scanner. Es war anfällig für das “Klonen” von Mobiltelefonen und verwendete ein FDMA-Schema (Frequency Division Multiple Access), für dessen Unterstützung erhebliche Mengen an Funkspektrum erforderlich waren.

Am 6. März 1983 startete das DynaTAC 8000X-Mobiltelefon im ersten US 1G-Netzwerk von Ameritech. Die Entwicklung kostete 100 Millionen US-Dollar und es dauerte über ein Jahrzehnt, bis der Markt erreicht war. Das Telefon hatte eine Gesprächszeit von nur 30 Minuten und das Aufladen dauerte zehn Stunden. Die Nachfrage der Verbraucher war trotz der Akkulaufzeit, des Gewichts und der geringen Gesprächszeit stark, und die Wartelisten lagen bei Tausenden.

Viele der legendären frühen kommerziellen Mobiltelefone wie das analoge Motorola DynaTAC AMPS wurden schließlich 1990 von Digital AMPS (D-AMPS) abgelöst, und der AMPS-Dienst wurde 2008 von den meisten nordamerikanischen Netzbetreibern eingestellt.

Im Februar 1986 startete Australien sein Mobiltelefonsystem von Telecom Australia. Peter Reedman war der erste Telekommunikationskunde, der am 6. Januar 1986 zusammen mit fünf anderen Abonnenten als Testkunden vor dem offiziellen Starttermin am 28. Februar verbunden wurde.

2G-Digitales Mobiltelefon

In den neunziger Jahren entstanden die Mobiltelefonsysteme der zweiten Generation. Zwei Systeme konkurrierten um die Vorherrschaft auf dem Weltmarkt: der in Europa entwickelte GSM- Standard und der in den USA entwickelte CDMA-Standard. Diese unterschieden sich von der vorherigen Generation durch die Verwendung digitaler statt analoger Übertragung sowie durch schnelle Out-of-Band-Signalisierung zwischen Telefon und Netzwerk. Der Anstieg der Handy-Nutzung als Folge von 2G war explosiv und diese Ära sah auch das Aufkommen von Prepaid-Handys.

1991 wurde in Finnland das erste GSM-Netz (Radiolinja) gestartet. Im Allgemeinen waren die von 2G-Systemen in Europa verwendeten Frequenzen höher als in Amerika, wenn auch mit einigen Überschneidungen. Beispielsweise wurde der Frequenzbereich von 900 MHz sowohl für 1G-als auch für 2G-Systeme in Europa verwendet, sodass die 1G-Systeme schnell geschlossen wurden, um Platz für die 2G-Systeme zu schaffen. In Amerika wurde der IS-54- Standard im selben Band wie AMPS eingesetzt und verdrängte einige der vorhandenen analogen Kanäle.

1993 wurde IBM Simon eingeführt. Dies war möglicherweise das erste Smartphone der Welt. Es war ein Handy, ein Pager, ein Faxgerät und ein PDA in einem. Es enthielt einen Kalender, ein Adressbuch, eine Uhr, einen Taschenrechner, einen Notizblock, eine E-Mail und einen Touchscreen mit einer QWERTZ-Tastatur. Der IBM Simon hatte einen Stift, mit dem auf den Touchscreen getippt wurde. Es enthielt eine vorausschauende Eingabe, die die nächsten Zeichen beim Tippen erraten würde. Es gab Anwendungen oder zumindest eine Möglichkeit, mehr Funktionen bereitzustellen, indem eine 1,8-MB- PCMCIA-Speicherkarte in das Telefon eingesteckt wurde. Gleichzeitig mit der Einführung von 2G-Systemen ging der Trend weg von den größeren “Brick”-Telefonen hin zu winzigen Handgeräten mit einem Gewicht von 100 bis 200 Gramm. Diese Änderung war nicht nur durch technologische Verbesserungen wie fortschrittlichere Batterien und energieeffizientere Elektronik möglich, sondern auch aufgrund der höheren Dichte der Zellstandorte, um der zunehmenden Nutzung gerecht zu werden. Letzteres führte zu einer Verkürzung der durchschnittlichen Entfernungsübertragung vom Telefon zur Basisstation, was zu einer längeren Akkulaufzeit unterwegs führte.

Die zweite Generation führte eine neue Kommunikationsvariante ein, die als SMS oder SMS bezeichnet wird. Es war ursprünglich nur in GSM-Netzen verfügbar, verbreitete sich aber schließlich in allen digitalen Netzen. Die erste maschinengenerierte SMS-Nachricht wurde am 3. Dezember 1992 in Großbritannien gesendet, gefolgt von der ersten persönlichen SMS, die in Finnland gesendet wurde. Das Aufkommen von Prepaid-Diensten Ende der neunziger Jahre machte SMS bald zur Kommunikationsmethode der Wahl unter jungen Menschen, ein Trend, der sich über alle Altersgruppen ausbreitete.

2G führte auch die Möglichkeit ein, auf Medieninhalte auf Mobiltelefonen zuzugreifen. 1998 war der Klingelton, der von der finnischen Radiolinja (jetzt Elisa) gestartet wurde, der erste herunterladbare Inhalt, der an Mobiltelefone verkauft wurde. Werbung auf dem Handy erschien erstmals in Finnland, als im Jahr 2000 ein kostenloser täglicher SMS-Schlagzeilendienst gestartet wurde, der durch Werbung gesponsert wurde.

Mobile Zahlungen wurden 1998 in Finnland und Schweden getestet, wo mit einem Mobiltelefon ein Coca-Cola-Verkaufsautomat und ein Parkplatz bezahlt wurden. Kommerzielle Markteinführungen folgten 1999 in Norwegen. Das erste kommerzielle Zahlungssystem, das Banken und Kreditkarten nachahmt, wurde 1999 auf den Philippinen gleichzeitig von den Mobilfunkbetreibern Globe und Smart eingeführt.

Der erste vollständige Internetdienst für Mobiltelefone wurde 1999 von NTT DoCoMo in Japan eingeführt.

3G-Mobiles Breitband

Als die Verwendung von 2G-Telefonen immer weiter verbreitet wurde und die Menschen in ihrem täglichen Leben anfingen, Mobiltelefone zu verwenden, wurde deutlich, dass die Nachfrage nach Daten (wie dem Zugang zum Surfen im Internet) zunahm. Darüber hinaus haben die Erfahrungen mit festen Breitbanddiensten gezeigt, dass auch die Nachfrage nach höheren Datengeschwindigkeiten immer größer wird. Die 2G-Technologie war dem Job bei weitem nicht gewachsen, daher begann die Branche, an der nächsten Generation von Technologien zu arbeiten, die als 3G bekannt ist. Der technologische Hauptunterschied, der die 3G-Technologie von der 2G-Technologie unterscheidet, ist die Verwendung der Paketvermittlung anstelle der Leitungsvermittlung für die Datenübertragung. Darüber hinaus konzentrierte sich der Standardisierungsprozess mehr auf Anforderungen als auf Technologie (maximale Datenrate von 2 Mbit/s in Innenräumen, beispielsweise 384 kbit/s im Freien).

Dies führte unweigerlich dazu, dass viele konkurrierende Standards mit unterschiedlichen Konkurrenten ihre eigenen Technologien vorantrieben, und die Vision eines einzigen einheitlichen weltweiten Standards sah weit von der Realität entfernt aus. Die Standard-2G-CDMA- Netzwerke wurden mit der Einführung von Revision A zu EV-DO 3G-konform, wodurch das Protokoll unter Beibehaltung der Abwärtskompatibilität mehrfach erweitert wurde:

  • Einführung mehrerer neuer Forward Link-Datenraten, die die maximale Burst-Rate von 2,45 Mbit/s auf 3,1 Mbit/s erhöhen
  • Protokolle, die die Verbindungsaufbauzeit verkürzen würden
  • Möglichkeit für mehr als ein Mobiltelefon, dasselbe Zeitfenster zu nutzen
  • Einführung von QoS- Flags

All dies wurde eingerichtet, um eine Kommunikation mit geringer Latenz und niedriger Bitrate wie VoIP zu ermöglichen.

Das erste vorkommerzielle Testnetzwerk mit 3G wurde im Mai 2001 von NTT DoCoMo in Japan in der Region Tokio gestartet. NTT DoCoMo startete am 1. Oktober 2001 das erste kommerzielle 3G-Netzwerk mit der WCDMA-Technologie. Im Jahr 2002 wurden die ersten 3G-Netze der konkurrierenden CDMA2000 1xEV-DO-Technologie von SK Telecom und KTF in Südkorea sowie von Monet in den USA eingeführt. Monet ist seitdem bankrott gegangen. Ende 2002 wurde das zweite WCDMA-Netzwerk in Japan von Vodafone KK (jetzt Softbank) ins Leben gerufen. Die europäische Einführung von 3G erfolgte in Italien und Großbritannien durch die Three / Hutchison-Gruppe auf WCDMA. 2003 wurden weitere acht kommerzielle 3G-Produkte eingeführt, sechs weitere für WCDMA und zwei weitere für den EV-DO-Standard.

Während der Entwicklung von 3G- Systemen wurden 2,5G- Systeme wie CDMA2000 1x und GPRS als Erweiterung bestehender 2G-Netze entwickelt. Diese bieten einige der Funktionen von 3G, ohne die versprochenen hohen Datenraten oder das gesamte Spektrum an Multimediadiensten zu erfüllen. CDMA2000-1X liefert theoretische maximale Datengeschwindigkeiten von bis zu 307 kbit/s. Gleich dahinter befindet sich das EDGE- System, das theoretisch die Anforderungen für ein 3G-System abdeckt, jedoch so eng darüber liegt, dass jedes praktische System mit Sicherheit zu kurz kommen würde.

Die hohen Verbindungsgeschwindigkeiten der 3G-Technologie ermöglichten einen Wandel in der Branche: Zum ersten Mal wurde das Medien-Streaming von Radio-(und sogar Fernseh-) Inhalten auf 3G-Handys möglich, wobei Unternehmen wie RealNetworks und Disney zu den ersten Pionieren dieser Art gehörten Angebot.

Mitte der 2000er Jahre begann eine Weiterentwicklung der 3G-Technologie, nämlich der High-Speed ​​Downlink Packet Access (HSDPA). Es wird eine verbesserte 3G (dritte Generation) Mobilfunk- Kommunikationsprotokoll in der High Speed Packet Access (HSPA) Familie, auch 3.5G, 3G + oder Turbo 3G geprägt, die Netzwerke auf Basis von ermöglicht Universal Mobile Telecommunications System höher (UMTS) zu haben, Datenübertragungsgeschwindigkeiten und-kapazität. Aktuelle HSDPA-Bereitstellungen unterstützen Downlink-Geschwindigkeiten von 1,8, 3,6, 7,2 und 14,0 Mbit / s.

Bis Ende 2007 gab es weltweit 295 Millionen Abonnenten in 3G-Netzen, was 9% der weltweiten Abonnentenbasis entspricht. Etwa zwei Drittel davon entfielen auf den WCDMA-Standard und ein Drittel auf den EV-DO-Standard. Die 3G-Telekommunikationsdienste erzielten 2007 einen Umsatz von über 120 Milliarden US-Dollar. In vielen Märkten waren die meisten aktivierten neuen Telefone 3G-Telefone. In Japan und Südkorea liefert der Markt keine Telefone der zweiten Generation mehr.

Obwohl Mobiltelefone lange Zeit auf Datennetze wie das Internet zugreifen konnten, schienen spezialisierte Geräte erst Mitte der 2000er Jahre (Jahrzehnt) auf das mobile Web zuzugreifen, da eine qualitativ hochwertige 3G-Abdeckung weit verbreitet war. Die ersten Geräte dieser Art, die als ” Dongles ” bezeichnet werden, werden über den USB- Anschluss direkt an einen Computer angeschlossen. In der Folge erschien eine weitere neue Geräteklasse, der sogenannte ” kompakte WLAN-Router ” wie der Novatel MiFi, der die 3G-Internetverbindung mehreren Computern gleichzeitig über WLAN und nicht nur einem einzelnen Computer über einen USB-Stecker zur Verfügung stellt. im.

Solche Geräte wurden aufgrund der zusätzlichen Portabilität, die sie bieten, besonders für die Verwendung mit Laptops beliebt. Infolgedessen haben einige Computerhersteller damit begonnen, die mobile Datenfunktion direkt in den Laptop einzubetten, sodass kein Dongle oder MiFi benötigt wurde. Stattdessen könnte die SIM-Karte direkt in das Gerät selbst eingelegt werden, um auf die mobilen Datendienste zuzugreifen. Solche 3G-fähigen Laptops wurden allgemein als “Netbooks” bekannt. Andere Arten von datensensitiven Geräten traten in die Fußstapfen des Netbooks. Zu Beginn des Jahres 2010 waren E-Reader wie der Amazon Kindle und der Nook von Barnes & Noble bereits mit eingebettetem drahtlosem Internet verfügbar, und Apple hatte später in diesem Jahr Pläne für eingebettetes drahtloses Internet auf seinen iPad- Tablet-Geräten angekündigt.

4G-Native IP-Netzwerke

Bis 2009 war klar geworden, dass 3G-Netze irgendwann vom Wachstum bandbreitenintensiver Anwendungen wie Streaming Media überfordert sein würden. Infolgedessen suchte die Branche nach datenoptimierten Technologien der 4. Generation mit dem Versprechen, die Geschwindigkeit gegenüber bestehenden 3G-Technologien um das Zehnfache zu verbessern. Die ersten beiden im Handel erhältlichen Technologien, die als 4G in Rechnung gestellt wurden, waren der WiMAX- Standard (in den USA von Sprint angeboten) und der LTE- Standard, der erstmals von TeliaSonera in Skandinavien angeboten wurde.

Eine der Hauptarten, in denen sich 4G technologisch von 3G unterschied, war die Eliminierung der Leitungsvermittlung, anstatt ein All-IP-Netzwerk zu verwenden. So leitete 4G eine Behandlung von Sprachanrufen wie jede andere Art von Streaming-Audiomedien ein, bei der die Paketvermittlung über Internet-, LAN- oder WAN- Netzwerke über VoIP erfolgt.

5G-Mobilfunk

“5G” ist die nächste Version der Mobilfunkstandards. Die 5G-Standards umfassen ein Millimeterband-Funkspektrum, um Datengeschwindigkeiten von bis zu 1 Gigabit pro Sekunde zu ermöglichen und die Latenz (die Verarbeitungszeit für die Datenübertragung) zwischen Mobilteil und Netzwerk auf einige Millisekunden zu reduzieren. 5G-Standards umfassen auch Low-Band- und Mid-Band-Spektrum ähnlich wie bestehende Netzwerke. Telefongesellschaften führen ab 2019 die 5G-Technologie ein.

Standards für Ladegeräte für mobile Geräte

USB-Leistungsstandards für mobiles Ladegerät
Hafen Strom Stromspannung Leistung max)
Micro-USB 500 mA 5 V. 2,5 W.
1 A. 5 V. 5 W.
2 A. 5 V. 10 W.
USB-C 100 mA bis 3 A. 5 V. 15 W.
1,7 A bis 3 A. 9 V. 27 W.
1,8 A bis 3 A. 15 V. 45 W.
2,25 A bis 5 A. 20 V. 100 W.

Bevor Ende der 2000er Jahre ein universeller Ladestandard vereinbart wurde, benötigten Benutzer einen Adapter, der häufig von der Marke oder dem Hersteller geschützt wurde, um ihren Akku aufzuladen. Später verwendeten Mobiltelefone großer Marken in der Regel ein USB- Kabel mit einem Micro-USB oder seit Mitte der 2010er Jahre eine USB-C- Schnittstelle. Das iPhone von Apple ist die einzige große Marke, die ihre eigene Schnittstelle beibehält (30-poliger Dock-Anschluss wurde 2012 durch Lightning ersetzt).

In China

Ab dem 14. Juni 2007 müssen alle neuen Mobiltelefone, die in China eine Lizenz beantragen, einen USB-Anschluss als Stromanschluss zum Laden des Akkus verwenden. Dies war der erste Standard, der die Konvention des Kurzschlusses von D + und D– verwendete.

OMTP / GSMA Universal-Ladelösung

Im September 2007 gab die Open Mobile Terminal Platform- Gruppe (ein Forum von Mobilfunknetzbetreibern und Herstellern wie Nokia, Samsung, Motorola, Sony Ericsson und LG) bekannt, dass ihre Mitglieder Micro-USB als künftigen gemeinsamen Anschluss für Mobilgeräte vereinbart haben Geräte.

Die GSM Association (GSMA) folgte am 17. Februar 2009 und am 22. April 2009 wurde diese weiter durch die unterstützt CTIA-The Wireless Association, mit der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) am 22. Oktober 2009 bekannt, dass es auch die angenommen hatte Universal Charging Solution als “energieeffiziente Ein-Ladegerät-Lösung für alle neuen Mobiltelefone” und fügte hinzu: “Basierend auf der Micro-USB-Schnittstelle werden UCS-Ladegeräte auch einen Wirkungsgrad von 4 Sternen oder höher aufweisen-bis zu dreimal energieeffizienter als ein Ladegerät ohne Nennleistung. ”

EU-Standard für die Stromversorgung von Smartphones

Im Juni 2009 unterzeichneten viele der weltweit größten Mobiltelefonhersteller ein von der EU gesponsertes Memorandum of Understanding (MoU), in dem vereinbart wurde, die meisten in der Europäischen Union vermarkteten datenfähigen Mobiltelefone mit einem gemeinsamen externen Netzteil (Common EPS) kompatibel zu machen. Die gemeinsame EPS-Spezifikation der EU (EN 62684: 2010) bezieht sich auf die USB-Batterieladespezifikation und ähnelt den GSMA / OMTP- und chinesischen Ladelösungen. Im Januar 2011 veröffentlichte die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) ihre Version des gemeinsamen EPS-Standards (EU) als IEC 62684: 2011.

Satellitenmobil

Neben dem heute üblichen Mobiltelefon gibt es auch einen ganz anderen Ansatz, eine direkte Verbindung vom Mobilteil zu einem erdumlaufenden Satelliten herzustellen. Solche Mobiltelefone können in abgelegenen Gebieten außerhalb der Reichweite von drahtgebundenen Netzwerken oder dort eingesetzt werden, wo der Aufbau eines Mobilfunknetzes unwirtschaftlich ist.

Das Inmarsat- System ist das älteste, das ursprünglich 1979 für die Sicherheit des Lebens auf See entwickelt wurde. Es verwendet eine Reihe von Satelliten in geostationären Umlaufbahnen, um den größten Teil der Welt abzudecken. Mehrere kleinere Betreiber verwenden denselben Ansatz mit nur einem oder zwei Satelliten, um einen regionalen Dienst bereitzustellen. Ein alternativer Ansatz besteht darin, eine Reihe von Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn zu verwenden, die viel näher an der Erde liegen. Dies ist die Grundlage für die Satellitentelefondienste Iridium und Globalstar.

Weiterführende Literatur

  • Agar, Jon (2004). Constant Touch: eine globale Geschichte des Mobiltelefons . Cambridge: Ikone. ISBN 978-1840465419 .
  • Farley, Tom (2007). “Die Handy-Revolution”. Amerikanisches Erbe der Erfindung und Technologie . 22 (3): 8–19. ISSN 8756-7296. OCLC 108126426. BL Shelfmark 0817.734000.