Mobiltelefónia technológia- és fejlődéstörténete, avagy a mobiltelefon generációk

0G – Nulladik generáció

1945-ben született meg az első mobil rádiótelefonok. A rádiótelefonok gyakorlatilag Push to Talk elven működtek, mint az adó-vevők. Méretüket és tömegüket nézve igen csak nagyok voltak a készülékek. Ezért inkább járművekbe szerelve használták, a mobilitásuk kihasználása miatt.

Hivatalosan ezeket a telefonokat nem sorolják a mobiltelefonok közé, mivel ezek a készülékek még nem kezelték telefonbeszélgetés közben a beszédcsatorna frekvenciájának automatikus átváltását, máshogyan a hívásátadást. Az automatikus hívásátadásra főként cellaváltáskor van szükség, ugyanis ennek hiányában, mikor egy felhasználó egyik cellából a másikba lépett át, akkor a beszédcsatorna megszűnt és a hívás megszakadt.
Mivel ez a technológia az első generációs mobiltelefonok elődei, így előfordul, hogy nulladik generációként ezt a korszakot.

1G – Első generáció

Az 1970-es évek elején az Amerikai Egyesült Államokban lévő Bell Laboratóriumban született meg a celluláris alapú mobil rádiós rendszer ötlete, mely már lehetővé tette, hogy a felhasználó a telefonos beszélgetés közben akár már több cellán is áthaladjon a kapcsolat megszakadása nélkül. Az első kézi mobiltelefon feltalálójának Martin Coopert tartják, a Motorola egykori mérnökét. Cooper 1973. április 3-án kezdeményezte az első mobilhívást egy akkoriban modernnek számító, de mégis jókora mérettel rendelkező Motorola DynaTAC típusú készülékről.

Az első automatizált kereskedelmi mobilhálózatot Japánban indították 1979-ben Tokióban, majd azt kiterjesztve lett az legelső országos 1G hálózat.
1981-be indították el a Nordic Mobile Telephone (NMT) rendszert, mely az első olyan hálózat volt, ami nemzetközi roamingra is képes. Ez az analóg rendszer a 450 MHz-es frekvenciát használta. Magyarországon is az első mobilhálózat NMT rendszert alkalmazott, melyet a Westel Rádiótelefon Kft. indított útjára 1991. október 15-én.

Amerikában ezzel egyidőben az AMPS (Advanced Mobile Phone System) rendszert alakították ki, melyen ugyan csak analóg módon történt a hang továbbítása, de a 800 MHz-es frekvencián üzemelt. Egyes országokban pedig az AMPS leszármazottját a TACS (Total Access Communication System) használták, mely 900 MHz-en működött.

Az első generációs hálózatok főbb problémája volt, hogy a különböző hálózatok nem voltak kompatibilisek egymással, valamint nem rendelkezett semmiféle titkosítással, így akármelyik beszélgetésbe bele lehetett hallgatni a megfelelő eszköz segítségével. A készülékek ekkoriban nagy mérettel (táskatelefonok) és igen kevés tudással rendelkeztek. Bizonyos készülékek extrával is rendelkeztek, melyet ekkor a beépített telefonkönyv jelentett.
Az analóg rendszerek visszaszorulásának oka a korlátozott kapacitás, valamint a GSM megjelenése és elterjedése.

2G – Második generáció

Az igazi áttörést a 2. generációs (2G) hálózatok megjelenése jelentette, ugyanis ekkor vezették be a digitális technológiát a jelátvitelre. A technológia segítségével már több csatornát lehetett igénybe venni, mint az azonos sávszélességgel rendelkező analóg rendszerekben, mivel a digitálisan kódolt jel jól tömöríthető. Ennek köszönhetően a digitális rendszerek nagyobb hatékonysággal, jobb hangátviteli minőséggel bírtak, mint az analóg hálózatok, mindemellett biztonságosabbá is váltak.

A legelterjedtebb 2. generációs hálózat a GSM (Global System for Mobil Communication), mely legelsőnek Finnországban került kiépítésre 1991-ben. A GSM rendszerek később több országban is főként a politikai nyomásra, és a legnagyobb mobiltelefon gyártó vállalatok támogatására kerültek kiépítésre. Mára a GSM a világ legelterjedtebb digitális rendszere lett, mely annak is köszönhető, hogy a különböző vállalatok hálózatai között egy átjárható, egységes rendszert hozott létre. A GSM rendszerek főként 900 és 1800 MHz-es frekvenciasávokon működnek, kivéve Amerikát, ahol 1900 MHz-es frekvenciát bocsátottak a mobil szolgáltatók rendelkezésére. Mindemellett a GSM vezette be a SIM (Subscriber Identity Module) kártyát, mely azonosítja a felhasználót és tárolja annak néhány adatát. Mivel a SIM áthelyezhető más mobiltelefonba, ezért könnyedén lehetett már készüléket is váltani.

A telefonok ára jelentősen csökkenni kezdett, mivel a készülékek energiafogyasztása és méretük is egyaránt kisebb lett, mely annak volt köszönhető, hogy a digitális készülékek kisebb teljesítményű adót használtak. Ebben az időszakban a mobiltechnológia terén robbanásszerű fejlődés következett be.
Új szolgáltatások kerültek bevezetésre, mint például a népszerűvé vált SMS (Short Message Service), vagy a WAP (Wireless Application Protocol), melynek köszönhetően áramkörkapcsolt adatátvitel jöhetett létre 14,4 Kbit/s sebességgel és idő alapú számlázással. Ennek hátrány az volt, hogy a kapcsolat ideje alatt a csatorna folyamatosan foglalt volt, ami költségesnek bizonyult.

2.5G
A továbblépést a csomagkapcsolt adatátviteli szabvány, a GPRS (General Packet Radio Service) kifejlesztése jelentette, mely már csak akkor foglalja le a csatornát, ha valóban történik adatátvitel. Ez esetben az adatátvitel sebessége 56 – 114 Kbit/s-ra nőtt.
Az ekkor már népszerű SMS kommunikáció mintájára, a színes kijelzős telefonok fokozatos megjelenésével bevezetésre került az MMS (Multimedia Messaging Service) szolgáltatás, ami már lehetővé tette multimédiás tartalmaink elküldését. A Westel 2002. április 18-án Magyarországon, és ezzel a világon is elsőként indított el teljes körű MMS szolgáltatást.

2.75G
Az EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) szabvány egy újfajta kódolási technológiáját alkalmazva, akár 150-350 Kbit/s-os adatátviteli sebesség elérhető. Ez a technológia a GSM rendszer egy még tovább fejlesztett, nagyobb kapacitású és hatékonyabb változata, mely megőrizte a hangátviteli funkciót. Eredetileg a 3G koncessziót nem kapott hálózatok számára fejlesztették ki, hiszen megközelíti annak adatátviteli sebességét, ezért is nevezik gyakran 2,75G rendszereknek.

3G – Harmadik generáció

2003. júniusában egy új mérföldkövéhez érkezett a mobil kommunikáció világa, mikor a Hutchison Telecommunications (Hong Kong) elindította harmadik generációs hálózatát. A 3. generációs (3G) hálózatok immár 2 GHz-es frekvencián és más kódolási eljárást használva működnek, mint a korábbi 2G-s rendszerek. Nagysebességű adatátvitelre és új multimédiás szolgáltatások (pl.: video telefonálás, videó konferencia, e-mail, …stb.) igénybevételéhet tervezték a 2G hálózatok igénybevétele mellett. Ezen rendszerek kezdeti szabványa az UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), valamint a CDMA2000. Az utóbbi főként Japánban és Amerikában váltak elfogadottá. Az UMTS alapszolgáltatásai azonosak a már meglévő 2,75G szolgáltatásokkal, mindezt nagyobb adatátviteli sebesség, és jobb minőség mellett. A maximális adatátviteli sebesség 384 Kbit/s-re nőtt.

2005. nyarától már Magyarországon is igénybe vehetőek voltak 3G szolgáltatások a T-Mobile és a Pannon hálózatában. A 3G újításai igazán jól sikerültek, de ezek korántsem mozgattak meg annyi felhasználót a kezdetekben, mint a 2G megjelenése.

Időközben a mobiltelefonok pedig robbanásszerű fejlődésen mennek át, mivel a készülékekbe a gyártók egyre több funkciót lettek képesek belezsúfolni, egyre nagyobb teljesítmények elérése mellett. Megjelennek az úgynevezett okostelefonok, melyeknél a billentyűzet helyét az érintőkijelzők veszik át, és saját mobil operációs rendszert futtatnak (pl.: Windows Mobile, iOS, Android, Windows Phone…)

3.5G
A 3G technológia fejlődése nem állt meg, hiszen a továbblépésig körülbelül két évet kellett várni. 2005-ben ugyanis megjelent az első HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) szabványt támogató 3G hálózat. A HSDPA-val ezután már 1,8-14.4 Mbit/s-os maximális adatátviteli sebesség vált elérhetővé. Ez az előrelépés igen nagynak bizonyult, hiszen a korábbiakhoz képest jelentős növekedést értek el adatátviteli sebességet illetően.

3.75G
A csúcsnak számító HSDPA is csak körülbelül két évig birtokolhatta a leggyorsabb mobil adatátviteli technológia címét, míg 2007-ben át nem vette helyét egy új és sokkal nagyobb sebességre képes HSPA+ (High-Speed Packet Access). A HSPA+ sebessége kezdetben 21 Mbit/s-ra változott, majd később ennek duplájára, azaz egészen 42 Mbit/s-ig emelték.
Magyarországon a HSPA+-t elsőként a Vodafone vezette be.

4G – Negyedik generáció

2009. december 14-én elérkezett a pillanat, mikor a mobil telekommunikációban új generációváltás veszi kezdetét. Ezen a napon a TeliaSonera Oslóban és Stockholmban a világon elsőként indított el nyilvános LTE (Long Term Evolution) szolgáltatást, mely akár már HD multimédiás tartalmak megosztását is lehetővé tették a hálózaton keresztül. A szédületes sebességgel bíró LTE szolgáltatás, ami akár 100 Mbit/s-ot is képes elérni az adatátvitel során 2011-ig csak USB modemmel volt igénybe vehető, mivel a legelső LTE képes telefon – mely a HTC ThunderBolt volt - csupán csak ekkor jelent meg. Mivel az LTE kizárólag IP technológián alapul, ezért megoldást kellett találni, hogy a mobil hívások átjárhatóak legyenek a PSTN hálózattal.

2011. februárjában a Huawei Technologies a barcelonai Mobile Word Congressen már az LTE-nél is nagyobb adatátvitelt lehetővé tevő fejlesztéseit mutatta be. Ez az LTE Advanced, melynek maximális elméleti adatátviteli sebessége egyesek szerint elérheti az 1Gbit/s-ot határt (egyenlőre a technológiával 225 Mbit/s-os sebességet értek el).

Magyarországon LTE szolgáltatás elsőként 2012. január 1-től érhető el a T-Mobile kínálatában. Oroszországban 2012. októberétől viszont már LTE Advanced szolgáltatásokra képes hálózatot alakított ki YOTA Networks Moszka egyes részein.

Rövidítés jegyzék:
AMPS - Advanced Mobile Phone System
CDMA - Division Multiple Access
EDGE - Enhanced Data rate for GSM Evaluation
FDMA - Frequency Division Multiple Access
GPRS - General Packet Radio Service
GSM - Global System for Mobil Communication
HSDPA - High-Speed Downlink Packet Access
HSPA - High-Speed Packet Access
LTE - Long Term Evolution
LTE Advanced - Long Term Evolution Advanced
MMS - Multimedia Messaging Service
NMT - Nordic Mobile Telephone
OFDMA - Orthogonal Frequency-Division Multiple Access
PSTN - Public Switched Telephone Network
SMS - Short Message Service
TACS - Total Access Communication System
TDMA - Time Division Multiple Access
UMTS - Universal Mobile Telecommunications System
WAP - Wireless Application Protocol

Forrás: www.mobilgyujtemeny.hu