Статья: Анализ состояния, характеристики, перспективы развития в области создания цифровых телефонов

2

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕФОНОВ

Кузнецов А.Ю.

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики

Введение

Современный мир находится в процессе глобализации - главной ценностью в нашем мире постепенно становится информация и, соответственно, человек, владеющий ею. Сейчас мы живем в непрерывном и нескончаемом потоке информации, ее объемы растут, она становится все более актуальной, и человеку просто необходимо изучать ее и владеть ею в полной мере для нормальной жизни и развития в современном социуме.

Безусловно, для быстрого обмена данными необходимы средства передачи информации. Такими средствами являются: мобильные, цифровые и радиотелефоны, планшетные ПК, ноутбуки, компьютеры и другие. За последние десятилетия наш способ общения претерпел намного больше изменений, чем за все существование человека. Прогресс не стоит на месте, происходит постоянное совершенствование и модернизация средств коммуникаций. Вместе с развитием науки и техники меняются привычные для нас средства связи, каждый день меняется наш мир. Информации становится все больше и потребность в новых и более быстрых средствах коммуникации тоже растет.

Мы хотели бы остановиться и подробнее изучить цифровые телефоны. Каждый день мы набираем номер телефона и звоним, чтобы сообщить какие - либо данные, мы можем услышать из телефонной трубки голос человека, который находится за тысячи километров от нас, мы хотим поделиться новостью и с помощью телефона легко можем сделать это - мы просто не представляем свою жизнь без всего этого. Именно поэтому тема моей работы является актуальной, ведь это средство связи используют буквально все уже несколько поколений. Мы используем средства передачи данных, в том числе, такие как цифровые телефоны, каждый день и уже в определенной степени зависимы от них. Вместе с тем, что на рынке появляется все больше новых современных средств связи, цифровые телефоны все так же пользуются спросом и являются необходимыми практически в каждом доме и в любой организации. [1]

Мы рассматриваем современное состояние, характеристики и перспективы развития в области цифровых телефонов для того, чтобы узнать, как правильно выбрать качественный товар, на какие характеристики следует обратить внимание при покупке телефона и как в дальнейшем производители будут совершенствовать и обновлять данную продукцию.

1. История создания первых телефонов

14 февраля 1876 г. Александр Грэхем Белл (1847-1922), профессор физиологии органов речи Бостонского университета, запатентовал в США свое изобретение - телефон. Но сама идея создания привычного для всех нас телефона родилась не на пустом месте.

В 1860 г. учитель школы для глухонемых Филипп Рейс (1834-1874) в старом школьном сарае из подручных средств (пробка от бочонка, вязальная спица, старая разбитая скрипка, моток изолированной проволоки и гальванический элемент) создал аппарат для демонстрации принципа действия уха. Свой аппарат он назвал "телефоном" и продемонстрировал его 26 октября 1861 г. перед членами Физического общества Франкфурта. Электрический телефон Рейса особого успеха не имел.

Умелый механик Альберт изготовил в разном оформлении штук 10-20 телефонов Рейса и несколько из них даже были проданы. Один из экземпляров очутился в шотландском университете в Эдинбурге, в котором в то время учился американец английского происхождения Александр Грэхем Белл.

Ознакомившись с телефоном Рейса, Белл решил создать аппарат, превращающий звуки в световые сигналы. Он надеялся с его помощью научить говорить глухих детей. Будучи выходцем из Бостона, где царил дух наживы и предпринимательства, он понял, что у него под ногами богатство - надо только превратить телефон из научного аппарата в аппарат для практических целей более широкого круга потребителей. Отказавшись от "принципа Рейса", Белл возвращается к основам науки об электричестве - трудам датского физика Ханса Эрстеда (1771-1851) и английского профессора Майкла Фарадея (1791-1867).

При оформлении патента на телефон Беллу сопутствовала "звезда удачи": его изобретение было зарегистрировано всего лишь на два часа раньше другого телефона, созданного на том же принципе Греем (который в 1898 г. изобрел систему звуковой подводной сигнализации, предупреждающей корабли о приближении другого судна так называемого "Колокол Грея"). Не повезло и итальянцу А. Меуччи, будто бы изобретшему телефон еще в 1849 г., и французу Ш. Бурселю, представлявшему в 1854 г. описание аналогичного изобретения в свою Академию, где оно «затерялось в пыли».

В том же 1876 г. телефон Белла был продемонстрирован посетителям Всемирной выставки в Филадельфии, а в 1881 г. на международной выставке в Париже к его аппарату выстраивались огромные очереди.

Получение патента на телефон было уделом не только изобретателя. История сохранила и такой факт. 14 октября 1876 г. генеральный почтмейстер Германии и основатель Всемирного почтового союза (ВПС) Генрих Стефан проверял в своем кабинете действие телефона Белла. На следующий день у него возникла идея подключить его к телеграфной сети, соединявшей почтовые отделения Берлина и Потсдама. Для реализации своей идеи он обратился за дополнительными разъяснением и консультацией к своему другу фабриканту Сименсу, который тут же запросил бюро патентов Германии. В ответе говорилось, что: "...господин Белл заявки на патент под названием "телефон" в Германии не делал...". Час спустя такую заявку подал Сименс. Вскоре фабрики Сименса стали поставлять на рынок десятки тысяч запатентованных им телефонных аппаратов.

Первая телефонная линия в Европе соединила 5 ноября 1877 г. берлинский почтамт с телеграфом (длина линии была около 2 км). 12 января 1881 г. в Берлине вышел первый телефонный справочник, на двух страницах которого были приведены имена 48 абонентов.

Первая в мире телефонная линия в 1877 г. связала квартиру и канцелярию американского бизнесмена Уильдиса в Бостоне, а первая телефонная станция была установлена в 1879 г. в г. Hью-Хевене.

Одним из наиболее важных изобретений для дальнейшего усовершенствования телефонов было создание в 1878 г. английским физиком-изобретателем и профессором музыки Дейвидом Юзом (1831-1900) угольного микрофона, в котором, в свою очередь, использовал идеи американского изобретателя Томаса Эдисона (1847-1931) и российского ученого М. Михальского.

Hомеронабиратель был разработан в 1889 г. американцем Строуджером, а первый телефон-автомат был продемонстрирован на следующий год на Всемирной выставке в Париже.

Телефон, представленный 6 марта 1983 года, весил пол килограмма и стоил 3,5 тыс. американских долларов.

Согласно данным статистики, в 1993 году в мире было более 1 000 000 абонентов сотовой связи. Сегодня на рынке России и мира представлены мобильные телефоны, цифровые телефоны, радиотелефоны, сотовые телефоны, смартфоны, коммуникаторы и другие устройства связи. Сейчас уже телефон весит около 100-200 грамм, стоит от 100 долларов, и пользуется огромным спросом у потребителей.

2. Современное состояние телефонов

2.1 Цифровые телефоны

Значительная часть телефонов, используемых в системах связи, представляет собой аналоговые устройства: они передают и принимают непрерывно меняющийся электрический сигнал, соответствующий плавно меняющимся звуковым частотам речи.

Аналоговая электрическая передача - естественное продолжение человеческого речевого общения, которое тоже представляет собой аналоговый процесс, основанный на возбуждении и восприятии колебаний со звуковыми частотами. Однако у аналоговой передачи есть свои недостатки, которые особенно существенны, когда один кабель служит общим звеном для большого числа разговорных трактов. Кроме того, затруднена аналоговая передача цифровых сигналов компьютера. По этим причинам все шире начинают применяться цифровые телефонные сети.

Цифровой телефон подключается к цифровой телефонной линии. Офисные цифровые телефонные станции могут допускать использование аналоговых линий, но цифровые телефоны и в этом случае следует подключать только к цифровым линиям.

В цифровом телефонном аппарате микросхема преобразует аналоговый речевой сигнал в цифровой сигнал 64 Кбит/с для передачи по цифровому речевому каналу. Таким образом, аналоговый электрический сигнал с непрерывно изменяющейся интенсивностью заменяется последовательностью кодированных двоичных чисел (битов). Хотя для цифрового телефона подходит только цифровая телефонная линия, он может быть соединен с аналоговым телефоном, подключенным к сети. Цифровые линии стыкуются с аналоговыми на АТС, где осуществляется преобразование цифровых сигналов в аналоговые и наоборот. [2]

В современном мире цифровые технологии играют огромную роль, с каждым годом совершенствуясь и предлагая новые возможности.

Изобретение цифровых телефонов улучшило уровень телекоммуникационных услуг, благодаря значительному улучшению качества голоса в телефонных разговорах и быстроте. Цифровые телефоны способны не только передавать качественный звук, но также предназначены для передачи данных. ПО сравнению с ранее использовавшимися аналоговыми телефонами, цифровые телефоны обеспечивают лучшую четкость и поэтому они идеально подходят для междугородних звонков.

Технологические достижения в области цифровых телефонов, дали начало новой услуге - Комплексные Услуги Цифровой Сети, широко известной как ISDN. Эта услуга используется для телекоммуникационных потребностей бизнеса, поскольку позволяет передавать не только голос, но и данные, видео и использовать другие сетевые сервисы на основе общих общественных телефонных линий.

Различные типы ISDN телефонов:

Nortel: телефоны Nortel используются как в качестве домашних телефонов, так и телефонов для офиса. Nortel VOIP телефоны используют специальный протокол для связи в мобильном режиме.

Panasonic: Panasonic является признанным лидером в области производства цифровых, беспроводных и домашних телефонов. Продукция Panasonic предназначена в основном для бытовых целей, поэтому широко используется людьми дома.

Avaya: телефоны Avaya являются современным достижением и используются в контактных центрах для управления огромными объемами звонков. Avaya позволяет проводить запись звонков и их мониторинг, что необходимо в центрах обработки вызовов или сфере услуг, поскольку они могут отмечать качество услуг, которое предоставляется их агентами при каждом вызове.

2.2 Сотовые телефоны

Сотовый телефон -- мобильный 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, поэтому обычно мобильным телефоном называют именно сотовый телефон, хотя мобильными телефонами, помимо сотовых, являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны и аппараты магистральной связи.

Сотовый телефон -- сложное высокотехнологичное электронное устройство, включающее в себя: приёмопередатчик на поддиапазоны 1--2

ГГц (GSM) и 2--4 ГГц (UMTS) СВЧ-диапазона, специализированный контроллер управления, цветной/монохромный дисплей, интерфейсные устройства, аккумулятор. Большинство трубок 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 не модифицируемую часть прошивки телефона. Сам этот номер отпечатан на этикетке телефона под аккумулятором, также на коробке (упаковке) от телефона (под штрих-кодом). В большинстве телефонов его также можно узнать, набрав на клавиатуре код *#06#.

Большинство стандартов мобильной связи используют для идентификации абонента SIM-карту. Она представляет собой смарт-карту (пластиковую карточку с запрессованной в неё микросхемой микроконтроллера и памяти) 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. Напряжение питания SIMкарты -- 3,3 В.

Таблица 1. Сравнение характеристик аппаратов: Palm Treo 500, Asus m530w, Samsung i600, HTC S620, Nokia E61i

2.3 Радиотелефоны

Радиотелефон -- общее название средств передачи речевого сигнала через радиосвязь. В быту радиотелефоном называют телефонный аппарат с беспроводной связью трубки с базой.

Представляют собой систему, состоящую из базы, к которой подключаются аналоговые или цифровые абонентские линии от АТС, и одной или нескольких беспроводных трубок, которые могут как связываться между собой, так и звонить по внешним линиям. Работают на разных частотах. Первоначально выпускались только аналоговые аппараты с несущей частотой несколько десятков мегагерц. Вследствие этого аппараты такого типа, были подвержены помехам и иногда в своей трубке можно было слышать разговоры по такому же телефону из соседней квартиры. Такие телефоны, в основном, были оснащены только одной трубкой.

Таблица 2. Сравнительная таблица характеристик некоторых радиотелефонов