TEMA BROJA - MIHAJLO PUPIN

Pripremio: Vladimir Milojević

Telefonija danas

Bežični klasični telefon - pionir wireless-a

Poslednjih godina uobičajeno je prisustvo monogih “wireless” uređaja: bežičnih miševa i tastatura, rutera, WLAN-ova, „bluetooth“-ova, i drugih. Za sve je zajedničko da u sebi sadrže minijaturne radio-uređaje kratkog dometa sa jednosmernom ili dvosmernom komunikacijom, pomoću kojih se osvaruju funkcionalni kontakt sa nekom drugom komponentom bez fizičke veze

Ako se zapitamo: koji uređaj zaslužuje da ponese titulu pionira kućne „wireless“ tehnologije, pravi odgovor je: bežični klasični telefon. Taj uređaj je promenio naše navike, omogućio razgovor u pokretu mnogo pre pojave celularne mobilne telefonije i prvi istinski “gadžet” dostupan najširim krugovima. Modeli mnogih svetskih proizvođača, različitog dizajna, kvaliteta, mogućnosti i dometa, rasprostranjeni širom sveta, služe rade već pune tri decenije.

Radio-telefonija

Kućni bežični telefon nastao je objedinjavanjem klasičnog telefonskog aparata i radio-uređaja. Uspostavljanje prespojnog telefonskog puta između dva krajnja korisnika, gde bi umesto žice u jednom delu trase bila upotrebljena radio-veza, nije ideja novijeg datuma. Prve uspešne radiotelefonske veze ostvarene su još 1927. godine kada je pušten u rad prvi prekookeanski komercijalni radiotelefonski sistem kojim se ostvarivala veza izmađu Velike Britanije i Amerike. Princip rada ovakvih sistema se bazirao na principu dvosmerne radio-veze između terminalnih stanica do kojih su dospevale klasične žičane telefonske linije. Svaka stanica imala je dva nezavisna dela: svoj radio-predajni uređaj (transmiter), kojim je na jednoj frekvenciji emitovan usmeren radio-signal ka udaljenoj prijemnoj stanici, i radio-prijemnik (risiver) kojim je priman signal emitovan od strane te iste udaljene radio-telefonske stanice, ali na drugoj frekvenciji. U pitanju je bio istovremeni rad u punom „dupleks“ (dvosmernom) režimu, korišćenjem dva nezavisna radio-kanala.

Rani radiotelefonski sistemi su pomoću dve nezavisne frekvencije omogućavali „prenos“ samo jedne telefonske linije. Međutim, već tokom Drugog svetskog rata razvijen je koncept „frekventnog multipleksa“, čime je uz istovremeni razvoj mikrotalasnih radio-komponenti, stvorena mogućnost ostvarivanja velikog broja nezavisnih telefonskih veza u okviru samo jednog dupleksa, koji se pedesetih godina već merio hiljadama u okviru jednog linkovskog sistema.

Dupleks veza u malom

Bežični klasični telefon radi na istom principu kao jednolinijski radio-telefonski sistemi, s tom razlikom što veza sa klasičnom telefonskom linijom („žicom“) postoji samo na jednom terminalnom kraju koji je stacionaran, tzv. “baza”. Drugi deo bežičnog telefona je prenosna, mobilna jedinica, koja praktično ima ulogu MTK (mikrotelefonske kombinacije) običnog klasičnog telefona. Baza u sebi poseduje kontrolno-relejski sistem kojim se reguliše uspostavljanje i raskid veze (simulira se rad standardnog klasičnog telefonskog aparata), kao i pojačavačko-prilagodni sistem za audio spregu sa telefonskom linijom (ka centrali). Za rad baze (i uopšte bežičnog telefona), neophodno je odgovarajuće napajanje iz kućne električne mreže, koje služi i za dopunjavanje akumulatorskog baterijskog uloška mobilne jedinice telefona. I mobilna jedinica i baza sadrže male primopredajne sisteme pomoću kojih se ostvaruje njihov međusobni rad u punom dupleksu, na dve nezavisne radio-frekvencije. Obe imaju svoje antene, koje u zavisnosti od radnih frekvencija mogu da budu različitih veličina.

Baza ima logičko-memorijski deo, ponekad numerički birač ili interkomski sistem (“spikerfon“), kao i taster za “pozivanje” mobilne nedinice. Mobilna jedinica poseduje mikrofon i slušalicu (kao i MTK), kontrolne tastere za regulisanje statusa veze, numerički birač i po pravilu zvučni indikator poziva. Noviji modeli kao sastavni element imaju i mali LCD-displej za prikazivanje pozivanih i primljenih brojeva telefona, memorisanog telefonskog imenika i drugih korisnih funkcija. Mobilna jedinica sadrži punjivi AA ili AAA “battery pack”, koji su ranije činili NiCd ulošci, a danas su uobičajeni NiMh ili Lion, brže punjivi i većeg kapaciteta.

Gadžet star 45 godina

Prototip bežičnog telefona napravio je 1965. godine američki džez muzičar Teri Pal. To je bio prilično robustan radio-telefonski sistem koji je imao fiksnu bazu sa velikom kućnom antenom i akumulatorski napajanu mobilnu jedinicu, a radio je u nižim talasnim opsezima. Telefon je uspešno ostvarivao domet veći od 3 km. Međutim, zbog interferencija i smetnji koje je tokom rada stvarao vazduhoplovnim komunikacijama, posle kratkog vremena morao je da prestane sa radom. Gotovo istovremeno kad i Pal, na konstrukciji funkcionalnog bežičnog telefona radio je i veteran Drugog svetskog rata, američki radio-amater Džordž Svajgert. On je još tokom rata na Pacifiku vršio eksperimente sa dvosmernom (dupleks) radio- komunikacijom u lancu komandovanja. Takva komunikacija radio-telefonskim uređajima malog dometa davala je bolje rezultate u odnosu na jednosmernu „push-to-talk“ vezu, koja se do tada uobičajeno primenjivala. Godine 1966. Svajgert je patentirao sistem dvosmerne komunikacije čiji je koncept predstavljao osnovu za konstrukciju komercijalnog kućnog bežičnog telefonskog aparata. On je istovremeno dao veliki doprinos borbi protiv monopola američkih telefonskih kompanija, koje sve do kasnih šezdesetih godina nisu dozvoljavale da se na njihove linije (mrežu) priključi nijedan uređaj osim posebno atestiranih klasičnih telefonskih aparata.

Takav monopol telefonskih kompanija se dugo održao u većini zemalja sveta, bez obzira da li je telefonska distribuciona mreža bila u državnom ili privatnom vlasništvu. Tek kasnih sedamdesetih godina prošlog veka (u nekim zemljama i znatno kasnije), propisi o sprezanju aparata koji nisu klasični stacionarni telefoni na telefonsku mrežu, postali su nešto tolerantniji.

“Cordless” na tržištu, put ka digitalizaciji

Godine 1980. kompanija “Sony” je napravila prvi pravi komercijalni bežični klasični telefonski aparat namenjen tržištu (“cordless”). Aparat je radio u opsegu od 1.7 MHz, koristio je AM (aplitudnu modulaciju), a njegov korisnik je ručno mogao da odabere jedan slobodan od pet mogućih kanala za komunikaciju. I baza i mobilni deo imali su velike teleskopske antene. Aparat je ostvarivao domet od stotinak metara, a mana mu je bila, kao i većini aparata te generacije, velika osetljivost na spoljne smetnje i lako prisluškivanje, čak i običnim radio-aparatima.

Sredinom osamdesetih godina se pojavljuje nova generacija bežičnih telefona, koja koristi FM (frekventnu modulaciju), i čiji je radni opseg bio oko 49 MHz. Uz smanjene dimenzije teleskopskih antena, za komunikaciju je na raspolaganju u prvo vreme bilo 10, a kasnije 25 različitih kanala. Napredniji modeli ovih uređaja su imali skener koji je automatski birao prvi slobodan kanal. Domet im se, u zavisnosti od otvorenosti radnog prostora, kretao od 30 do 300m. Bili su imuniji na smetnje, ali ne mnogo i na potencijalno prisluškivanje. Proizvođači su u neke modele ugrađivali elektronsko kolo za tzv. “inverziju glasa”, da bi se bar donekle umanjila mogućnost neovlašćenog slušanje razgovora. Tonski kvalitet je kod ovih aparata bio znatno bolji nego kod AM uređaja ranijih generacija.

Početkom devedesetih godina prošlog veka, bežični telefonski uređaji masovno počinju da koriste opseg od 900 MHz. Upotreba UHF opsega je omogućila da uređaji budu manjih dimenzija i skladnijeg dizajna, između ostalog i zbog smanjenih dimenzija antena, koje su ponekad i nevidljive spolja. Na raspolaganju se našlo novih 30 automatsko biranih kanala za rad, prenesen signal je bio odličnog zvučnog kvaliteta, a prisustvo smetnji je značajno umanjeno i na većoj udaljenosti od bazne jedinice. Osim analognih modela, pojavljuju se prvi digitalni uređaji, koji vrši kodiranje signala, pa se između bazne stanice i mobilnog dela komunikacija ostvaruje impulsnom PCM modulacijom. Analogni modeli iz ove generacije su u izvesnoj meri osetljivi na neovlašćeno prisluškivanje, dok je ono kod digitalnih modela gotovo nemoguće. Digitalni prenos je postao imun na smetnje, ali problem je mogao da nastane na takozvanoj „ivici prijema“ kada se mobilna jedinica značajno udalji od baze. Dok se degradacija analognog signala dešava postepeno, uz pojavu šumova i šuštanja, digitalni signal može naglo da se izgubi i nestane. Ova pojava predstavlja problem prilikom bilo kakvog digitalnog prenosa na ivici servisne zone (npr. kod DVB-T televizije).

Budućnost je u povezivanju mreža

Iako su krajem devedesetih godina kućnim bežičnim telefonima za upotrebu namenjeni još neki frekventni opsezi: 1,9 GHz, 2,4 GHz ili 5,8 GHz, opseg od 900 MHz je i dalje najzastupljeniji. Pošto taj opseg koristi i celularna mobilna telefonija, ponekad se desi da rad mobilnog telefona u blizini bežičnog „fiksnog“ telefona lošijeg kvaliteta izazove krčanje i impulsne smetnje.

Danas se već prave sistemi koji sadrže jednu fiksnu bazu i više mobilnih jedinica, koje u ograničenom dometu (kući ili zgradi) mogu da međusobno komuniciraju nezavisno od matične baze, a mogu da uspostave i konferencijsku vezu. Predviđa se da u budućnosti bežični klasični telefoni koriste isključivo GHz opsege i budu potpuno digitalizovani, a već postoje hibridni modeli koji se, osim na fiksnu telefonsku liniju, mogu vezivati i na mrežu celularne mobilne telefonije, ili pak direktno preko WLAN-a na internet kao VoiP uređaji.

Vladimir Milojević