تاریخچه تلفن های موبایل، داستانی طولانی و درباره ابزارهایی است که توانایی اتصال بی سیم به سویچ های عمومی شبکه تلفن را داشتند. البته امکان انتقال صدا با استفاده از امواج رادیویی قدمتی بسیار بیشتر از موبایل دارد و استفاده از آن به سال ۱۹۰۸ بر می گردد، در این زمان شخصی به نام «ناتان استابلفیلد» اختراعی را ثبت کرد که چیزی بیشتر از گوشی بی سیم با برد کوتاه نبود. سال ۱۹۱۰ «لارس ماگنوس اریکسون» تلفنی را در اتومبیلش نصب کرد که البته کارکردی مثل یک تلفن موبایل نداشت. او هر بار که در جایی متوقف می شد می توانست با یک جفت سیم بلند، تلفن اتومبیلش را به شبکه محلی تلفن متصل کند و تماس تلفنی برقرار سازد!
اما بعد از آن، تلفن های رادیویی باب شد. نخستین بار در سال ۱۹۲۶ مسافران درجه یک ترن هایی که بین برلین و هامبورگ طی مسیر می کردند، می توانستند از فناوری تلفن های رادیویی استفاده کنند. در همین زمان خطوط هوایی مسافربری هم از همین فناوری برای مقاصد امنیتی بهره گرفتند.
طی جنگ جهانی دوم، فناوری تلفن های رادیویی در مقیاس گسترده در تانک های آلمانی مورد استفاده قرار گرفت. بعد از اتمام جنگ جهانی دوم، پلیس آلمان از همین فناوری استفاده کرده و خودروهای گشتی اش را مجهز به تلفن رادیویی کرد.
البته در همه مواردی که گفته شد، استفاده از تلفن رادیویی آسان نبود و نیاز به دانش یک متخصص و خبره فن برای برقراری ارتباط بود. اما در سال های اولیه دهه ۵۰ میلادی کشتی هایی که در رود راین سفر می کردند، مجهز به نوعی از فناوری تلفن رادیویی شدند که کاربران معمولی هم می توانستند به آسانی از طریق آن تماس برقرار کند.
دستگاه های گیرنده و فرستنده رادیویی دستی هم از دهه ۱۹۴۰ در دسترس عموم قرار گرفتند. تلفن های داخل اتومبیل هم از همین زمان توسط برخی شرکت ها عرضه شدند. اما دستگاه های اولیه سنگین و بسیار پر مصرف بودند و از طرفی شبکه آنها از تعداد محدودی مکالمه هم زمان پشتیبانی می کرد. اما پس از آن، شبکه های سلولی (Cellular Networks) مدرن امکان استفاده از تلفن های موبایل به صورت فراگیر به عنوان یک ابزار انتقال صدا و اطلاعات را فراهم آوردند.
از ۱۷ ژوئن ۱۹۴۶ آزمایشگاه بل در آمریکا امکان تماس تلفنی بی سیم از درون ماشین را برای اهالی سنت لویز ایالت میسوری فراهم آورد. کمی بعد از آن هم AT&T عرضه «سرویس تلفنی قابل حمل» را در ناحیه ای محدود و با تعداد کمی کانال ارتباطی شهری آغاز کرد. اما معرفی تکنولوژی سلولار و امکان باز-استفاده از فرکانس ها در محدوده های بسیار کوچک و همچنین ارائه ابزارهای ارسال و دریافت رادیویی از نوع کم مصرف و سبک، باعث همه گیر و تجاری شدن صنعت موبایل گشت.
پیشرفت های سریع صنعت ارتباطات همراه را می توان در چند نسل مشخص دسته بندی و پیگیری کرد:
شبکه 0G:
اولین نسل ارتباطات همراه که با تلاش های آزمایشگاه بل و به خصوص شرکت T&AT از سال ۱۹۴۶ آغاز به کار نمود و تا سال ۱۹۴۸ بیش از ۱۰۰ شهر آمریکا و نزدیک به ۵۰۰۰ مشترک را تحت پوشش قرار داد. تماس ها به صورت دستی و توسط اپراتور شرکت برقرار می شد. مشترکان برای صحبت کردن باید دکمه ای را نگه داشته و برای شنیدن صدای طرف مقابل، آن را رها می کردند. هر فرد برای استفاده از این خدمات به تجهیزاتی با وزن ۳۶ کیلوگرم نیاز داشت. در این سیستم تنها امکان برقراری سه تماس به صورت همزمان وجود داشت.
از سال ۱۹۶۵ شرکت T&AT با بهبود خدمات خود، امکان برقراری تعداد بیشتری تماس همزمان را فراهم کرد و مناطق بیشتری را تحت پوشش قرار داد. کاربران امکان یافتند که به جای تماس با اپراتور، از شماره گیر استفاده کنند. حجم و وزن دستگاه ارتباطی مورد نیاز نیز کاهش چشمگیری یافت. اما مشکل کمبود کانال های تماس همچنان پا بر جا بود و برای مثال در نیویورک تنها ۱۲ کانال تماس وجود داشت که معمولا باعث انتظار ۳۰ دقیقه ای برای برقراری تماس می شد.
تکنولوژی سلولار برای ارتباط بهتر و وسیع تر تلفن های قابل حمل، در سال ۱۹۴۷ ابداع شد. اما تا اواخر دهه ۱۹۶۰ فرصت لازم بود تا پیشرفت های الکترونیکی مورد نیاز برای عملی کردن این ایده گرد هم آیند. به این شکل، از سال ۱۹۷۷ استفاده از این تکنولوژی در ارتباطات موبایل آغاز شد.
تا قبل از ۱۹۷۳ تماس بی سیم محدود به تلفن های نصب شده در ماشین ها بود. اما از این زمان موتورولا و آزمایشگاه بل رقابت خود را برای تولید اولین تلفن موبایل دستی آغاز کردند. این مسابقه خیلی زود و در ۳ آوریل ۱۹۷۳ با برقراری اولین تماس تلفنی موبایل توسط یکی از محققان موتورولا با یک ابزار کوچک دستی به سرانجام رسید. این موبایل ۱۱۳۳ کیلوگرم وزن، ۲۲.۹ سانتی متر طول، ۴.۵ سانتی متر عرض و ۱۲ سانتی متر عمق داشت. باتری این موبایل تا ۳۰ دقیقه مکالمه شما را همراهی می کرد و شارژ مجدد آن به ۱۰ ساعت زمان نیاز داشت.
شبکه 1G:
اولین شبکه با تکنولوژی سلولار به صورت آنالوگ بود که اکنون آن را 1G می خوانند. شروع استفاده تجاری از این نسل شبکه های تلفن همراه از سال ۱۹۷۸ آغاز شد. البته این نسل ارتباطات همراه علی رغم گسترش زیاد، از اشکالات فراوانی همچون قابلیت شنود بسیار ساده، میزان تشعشع بالای امواج و سادگی کلون کردن تلفن، رنج می برد. این شد که نسل بعدی تلفن های همراه که استفاده دیجیتال از تکنولوژی سلولار را پشتیبانی می کرد، از سال ۱۹۹۰ آغاز شد.
شبکه های NMT,C-Net,AMPS,TACS شبکه هایی بودند که از این نسل ارتباط استفاده می کردند. این شبکه اولین سیستم محاسبگر آنالوگ می باشد که در دهه ۱۹۸۰ شروع به کار کرد. البته از این شبکه به دلیل سرعت پایین، بیشتر برای تماس تلفنی استفاده می شد تا اینترنت.
شبکه 2G :
شبکه های GSM ,CDMAOne ,D-AMPS اولین شبکه های مخابراتی بودند که در دهه ۱۹۹۰ از ۲G را در سیستم های خود استفاده کردند، در این شبکه:
شبکه 2.5G
GPRS ,CDMA2000 1x شبکه های مخابراتی بودند که از 2.5 Gبهره مند بودند. این شبکه یک شبکه تقویت شده 2Gبود که بعد از ارتقاء، اسم آن را ۲٫۵G گذاشتند. سرعت انتقال اطلاعات در این شبکه 144Kbit/sec می باشد.
شبکه 3G
شبکه های UMTS FDD,TDD,CDMA2000 1x EVDO,CDMA2000 3x,TD-SCDMA,Arib WCDMA, EDGEmIMT-2000 DECTاز جمله دستگاه هـای محاسبگری بودند که از 3 G استفاده می کردند، سرعت انتقال در این شبکه ۳۸۴Kbit/s می باشد. اتحادیه بین المللی مخابرات سرعت شبکه مخابراتی IMT-2000 را ۲Mbps در منازل و ۳۸۴ Kbit در تلفن های همراه معین کرد و بیان کرد این سرعت نسل 3 G می باشد.
شبکه 4G
شبکه 4G فعلا از دید کاربران و شرکت ها جنبه تبلیغاتی دارد تا کاربردی. ITI فعلا مالکیت 4G را در دست دارد و این شبکه را شبکه پیشرفته IMT نامگذاری کرده است، سرعت انتقال اطلاعات این شبکه در منازل1Gbpsو در تلفن های همراه 100Mbps معیٌن شده است و همچنین شعاع انتقال داده این شبکه از آنتن های مخابراتی ۵۰۰-Fold اندازه گیری شده است.
اگر بخواهیم تاریخچه شبکه را چک کنیم خواهیم دید، WiMAX و LTE که هر دو طبق شبکه CDMA200 و GSM برنامه ریزی شده اند جز نسل 4G می باشند اما اینها فقط قسمتی از واقعیت است. هر دوی این شبکه ها از روش جدید برای ارسال اطلاعات استفاده می کنند، در این روش به جای اینکه اطلاعات پشت سر هم ارسال شود، با هم ارسال می شد.
به طور مثال یک آزاد راه را در نظر بگیرید به جای ۱ خط ۳ یا ۴ خط را برای عبور خط کشی کرده باشند. در این صورت به جای اینکه ماشین ها پشت سر هم حرکت کنند با هم حرکت می کنند و به مقصد می رسند. سرعت انتقال اطلاعات در WiMAX نزدیک به ۴۰Mbps و LTE هم تقریبا 100Mbps می باشد. البته اینها همه اطلاعاتی است که در تبلیغات استفاده می شود. با توجه به اطلاعاتی که استفاده کنندگان 4Gاظهار کرده اند نشان می دهد که سرعت WiMAX و LTE بین 4Mbps تا 30Mbps می باشد.
چرا با وجود شبکه های 3G شبکه های 4G ایجاد شدند ؟
با پیشرفت روزافزون تلفن های همراه و بالارفتن ضریب استفاده از اینترنت در بین مردم دیگر شبکه های 3G با سرعت اینترنت محدود پاسخگوی نیازهایی چون ارتباطات تصویری و یا تماشای تلویزیون و ... از طریق تلفن همراه نبودند و تنها شبکه های 4G با سرعت 100 مگابایت بر ثانیه در تلفن های همراه پاسخگوی این نیاز خواهد بود .
مهمترین مزیتی که شبکه های 4G به ما ارائه می دهند نرخ داده یا data rate با سرعت بسیار می باشد. در ارتباطات موبایل با جابجایی های بسیار بالا ، شبکه های نسل چهارم می توانند سرعتی بالغ بر 100 مگابیت بر ثانیه را ارائه دهند و در شبکه های موبایلی که جابجایی آنها کم می باشد یا حتی ثابت هستند این سرعت می تواند بالغ بر یک گیگابیت بر ثانیه هم باشد. در واقع شبکه های موبایل نسل چهارم یک انقلاب در تکنولوژی های بیسیم محسوب می شوند و با دریافت سرویس های 4G بیشتر احساس می کنید که یک شبکه LAN خریداری کرده اید تا یک دستگاه موبایل که قابل هم هست. 4Gها می توانند تمامی ارتباطات IP را با سرعت بسیار بالایی برای گوشی های هوشمند ، تبلت ها و هر دستگاه هوشمند قابل حمل فراهم کنند. در بیان تئوری شبکه های 4G برای سرویس های ارتباطی مبتنی بر IP سرعتی بیشتر از شبکه های کابلی و DSL را ارائه می دهند با یک بررسی ساده و مقایسه بین شبکه های 4G و شبکه های اینترنت DSL متوجه می شوید که سرعت شبکه های موبایل نسل چهارم از ADSL و ADSL2 و حتی ADSL2+ هم بیشتر است.
ضرورت استفاده از شبکه 4G در دنیای امروز :
زمانیکه شبکه های نسل چهارم یا همان 4G ها به شبکه های تلفن همراه امروزی متصل شوند و سرعت حداقلی ارتباط شما چیزی برابر یا 54 مگابیت بر ثانیه شد ، شما تقریبا تمامی نرم افزارهای اینترنتی را که می توانید بر روی کامپیوتر منزل خود نصب و استفاده کنید را با سرعتی بهتر از اینترنت خانگی استفاده خواهید کرد. برای مثال شما براحتی می توانید از سرویس هایی مثل اسکایپ ، یوتیوب و تلوزیون های آنلاین اینترنتی در گوشی خود براحتی استفاده کنید و ارتباطات Voip بسیار با کیفیتی را تجربه کنید. زمانیکه ارتباطات VOIP شما با استفاده از این شبکه ها ایجاد شود و شما بهترین کیفیت صدا به همراه تصویر و ارسال عکس و فایل ویدیو و انواع و اقسام ارتباطات را به صورت همزمان تجربه کردید مطمئن باشید که زمان مرگ استفاده از تلفن های همراه نسل گذشته رسیده است. شبکه های 4G فعلا در اروپا و آمریکا بصورت تقریبی راه اندازی و استفاده می شوند اما همچنان به نوعی یک نوع شبکه پایلوت محسوب می شوند. شبکه های 4G همانطور که عنوان شد علاوه بر سرعت 100 مگابیت بر ثانیه برای کاربران موبایل و 1 گیگابیت بر ثانیه برای کاربران ثابت در پی این است که بهترین سرویس را برای سرویس های Roaming خود ارائه دهد.
