三、担当“老大”的“大哥大”
无线寻呼机虽然能随身携带,但只能接受信息而不能发出信息。普通电话虽然使用方便,但只能放在固定的地方,不能随便移动。能在移动的情况下与各处的人们交流信息,甚至双方都在移动的环境中保持联系,是人们一直向往的理想通信方式。移动电话的出现,终于解决了这个问题。
移动电话俗称“大哥大”,它是由早期用于军事部门和警察部门的步话机发展而来的。1921 年,美国警察部门就开始使用车载无线电通信,后来就发展为步话机。我们在电影《英雄儿女》中看到英雄王成在硝烟弥漫的战火
中与指挥部保持联系,用的就是他身上背着的步话机。步话机也可以算是一种移动电话,但是它通信距离不过几千米,而且只能与规定的有限个对象联络。
- “蜂窝”中的通信
真正能够直接拨号进行通信的移动电话直到 1963 年才出现。移动电话的信息交换如同广播、电视一样,都是依靠无线电波的传送实现的,这就需要使用一定范围的无线电波。但现代通信事业的迅猛发展,使得能用的无线电波已被其他通信手段大量占有,留给移动电话使用的电波范围很有限了。由于不能在一个相同的电波上同时进行多路通信,因为那样就会互相干扰,影响信息传送效果,所以早期的移动电话系统不能接纳很多的用户,这正好象现代城市中的交通拥挤情况,有限的路面和车道,不可能容纳越来越多的车辆同时行驶。如当年美国纽约市分配给移动电话使用的仅有 12 个信息通道,
即只能有 12 个移动电话同时使用。这种状况,当然不能满足社会的需求。
为了解决这种“千军万马过独木桥”的问题,本世纪 80 年代,美国、日本、瑞典等国先后开发出了同种波复用,大容量小区制的移动电话通信系统, 解决了电波信道少、用户多的矛盾,使移动电话通信系统有了真正的发展。
在这种移动电话通信系统的有效通信范围内,比方说在一个城市的市区范围内,分布着一些“基站”。每个“基站”都有接收、处理和发出移动电话的无线电信号的设备,它们有各自的通信范围,有的达十几千米,有的只有几千米。一般设在市中心建筑物密集区的基站,通信范围小一些,设在市区边缘城乡结合处的基站,通信范围大一些。相邻基站的通信范围在接界处相互重叠,所有基站的通信范围合起来将整个城市区域全部覆盖,没有一处“漏网”。在地图上看,各个基站的通信范围呈六边形小区,一个挨着一个, 排列得像蜂窝那样,因此这种移动电话系统取名为“蜂窝式移动电话系统。” 持有“大哥大”的用户,无论在市区什么地方,总是在这个“蜂窝”的某一个正六边形小区中。当他在“大哥大”上拨号打电话时,“统治”这个小区的基站就收到了“大哥大”发出的信号,并立即把这个信号传给移动电话交换机。
如果该用户拨打的对方电话是普通电话,移动电话交换机就把信号传给电话局的交换机,用电话局接通对方电话。接通后,对方双方按以下途径交换信息:
如果对方也是“大哥大”,则移动电话交换机通知各基站发出寻呼,在各自的“管辖区”寻找对方“大哥大”,这个“大哥大”无论在“蜂窝”中的哪一个小区内,都会响铃。待它的主人作出应答后,“统治”这个小区的基站马上会接到信号,并通知“移动电话交换机:对方电话在本区内。于是, 对话双方按以下途径交换信息:
由于整个通信范围被分割成一个个小区,每个小区“各自为政”,其能力也仅限于同自己小区内的“大哥大”通信,因此不同的小区可以使用相同的无线电波。但相近的小区仍会相互影响,因此一般在相隔一定距离的两个小区内才使用相同的电波。移动电话虽然可作用的电波有限,但由于能像这
样重复使用,倒也可以让许多用户同时通话。
如果某个移动电话用户边走边打电话,正好从“蜂窝”中的一个小区走到了另一个小区,或者他坐在汽车上打电话,而汽车从一个小区开进了另一个小区,那么这两个小区的基站会自动进行“交接班”,由新的小区基站把“大哥大”使用的信号转换成自己小区使用的信号,并把信息传递工作继续进行下去。这种转换是在一瞬间完成的,用户几乎没有什么感觉。
- “大哥大”的成长历程
现在使用的“蜂窝式移动电话系统”一般是数字式移动电话系统,也就是用数字信号而不是用过去的模拟信号来传递信息。我们一定还记得前面曾提到的无线寻呼机,也是采用的数字信号系统。这大大提高了通信频道的容量,不仅通信质量好,而且保密性强,还可以兼容多种通信业务。例如,一般电话铃响时,你并不能知道这电话是哪里打来的,而有一种“大哥大”在响铃的同时还可以在液晶显示屏显示出对方的电话号码,你可以根据情况, 决定是否要回答。这似乎和寻呼机有些相似,只是“大哥大”可以在想回信时立刻回信,而寻呼机则必须先问寻呼服务中心或根据显示屏上的电话号码拨通寻呼者后才能对话、回信。
如今的移动电话正朝着超小型、多功能的方向发展。最小的“大哥大” 和烟盒差不多大小,重量还不到 300 克,并且可以记住几百个电话号码。人们在推测,下一个目标是否将是手表式的移动电话呢?
移动电话不但已使用在飞机、火车、轮船上,还被美国航天航空和美国电话电报公司联手送上了太空。尽管飞船在太空中以每秒钟几千米的速度急速飞行,然而在地球任何地方,人们都可以通过普通电话直接拨号与宇航员对话,了解宇航员在天宫漂游的趣闻轶事,询问宇航员太空飞行的航程安排; 如果你使用的是可视电话,那就更是锦上添花了。
移动电话使人们能够在移动过程中进行互相通信,适应了现代社会节奏快、人员流动性强的需要。近些年来,移动电话的使用越来越普遍。据 1992 年初的统计,日本平均每个家庭至少有一部“大哥大”。至今全世界移动电话的用户已超过 5000 万。随着经济的发展和生活水平的提高,普通平民百姓享用移动电话将不再是一种奢望。
- 群星出动为“大哥”
“大哥大”真是太方便了,你一定会发生这样的感慨了。其实,“大哥
大”使用也有局限。由于隔一定距离就要建造一个基站,所以一般只在人口稠密的城区设立移动电话系统。为此,不久前科学家们提出了建造一种全球性卫星个人通信系统的计划。通过这个系统,人们就可以在世界上任何地方随时进行通信了。
这种新系统的核心是运行在近地轨道上的 77 颗人造通信卫星。这种卫星
与一般的通信卫星不同。它们的直径仅 1 米多,重 300 多千克,与地球同步卫星比起来,可说是“孙子辈”了。但由于这种通信卫星体积小、重量轻, 故能实现多颗卫星的一次发射,美国的多种类型火箭、欧洲的“阿丽亚娜” 火箭与中国的长征系列火箭都能承担发射任务。它们比一般卫星的运行轨道要低得多,这是因为袖珍移动电话发出的信号很微弱,卫星太高了就收不到。这些小卫星共 77 个兄弟姐妹,它们被分配在 7 条环形近地轨道上,每条轨道
排列着 11 颗小卫星。为什么要这么多的小卫星呢?我们都知道“站得高,看得远”,这些小卫星只能近地运行,为了保证地球表面的任何一个角落都被
这些卫星中至少一个卫星的通信范围所覆盖,让全球的人们都能随时通信联络,所以就只有派上一群小卫星去充当“天空信使”了。我们刚刚讲过地面移动电话的信息传播途径,你一定还记得“蜂窝房”中的基站,这些小卫星就是担当地面基站的任务,只不过它们不是固定地悠闲地停在空中,而是在急匆匆地飞速地移动着,要不然会被地球拉回来。别忘了地球的引力,要是卫星想歇歇脚,那么它就会被地球毫不客气地拉回地面,像苹果落地一样。同时,在信息传输的处理上,它们与地面基站也有不同。
这种全球性的卫星个人通信系统除了让人们可不受地域条件随便随时通话外,还让人们可以用膝上型计算机收发数据和文字信息。此外,这个系统还具有定位功能,即可以确定指定的目标在什么地方,以帮助寻找遇险人员, 或帮助运输公司了解货船的位置,精度可在百米之内。因此,如果你有个“大哥大”的话,通过全球卫星个人通信系统,你就大可以放心地“潇洒走天下” 了。