மொபைல் தொடர்பாடல் வரலாறு – பகுதி 1 (0G & 1G)

கோரா

முகவுரை :

எங்கெங்கு காணினும் சக்தியடா தம்பி
ஏழு கடல் அவள் வண்ணமடா
அங்குத் தங்கும் வெளியினில் கோடியண்டம் அந்தத்
தாயின் கைப்பந்தென ஓடுமடா

இதை எழுதியவர் மகாகவி பாரதியாரா அல்லது பாவேந்தர் பாரதிதாசனா என்று உறுதிபடுத்திக் கூற முடியாவிட்டாலும் எழுதியவர், கோடி அண்டங்கள் மற்றும் ஏழு நிறங்களின் கலவையான சூரிய ஒளியையும் குறிப்பிடுகிறார் என நான் எண்ணுவதுண்டு. அவர் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள சக்தியும் இயற்பியலாளர்கள் கூறும் மின்காந்தக் கதிர் வீச்சு ஆற்றலும் (electromagnetic radiation energy) ஒன்றே எனத் தெரிகிறது.

மின்காந்தக் கதிரியக்கம் (Electromagnetic Radiation)

பழைய இயற்பியலின்படி, ஒத்திசைவாக (Resonance) அலைவுறும் மின்புலங்கள் (electric field) மற்றும் காந்தப் புலங்களின் வழியாக ஒளி வேகத்தில் பரவெளியில் செலுத்தப்படும் சக்தியே மின்காந்தக் கதிரியக்கம் எனப்படுகிறது. தற்காலத்தியக் குவாண்டம் கோட்பாட்டின்படி, மின்காந்தக் கதிரியக்கம் என்பது சக்திச் சொட்டுகளாக (Quanta) ஓடும் போட்டான்கள் (photons) எனக் கருதப்படுகிறது. உண்மையில் கிட்டத்தட்ட 0.01 விழுக்காடு பொருண்மை / சக்தி, மின்காந்தக் கதிர்வீச்சாகவே நிகழ்கிறது. நம்மைச் சுற்றிலும் எப்போதும் இந்தக் கதிரியக்கம் வெவ்வேறு வடிவங்களில் நிகழ்ந்துகொண்டே இருக்கிறது. இவற்றின் வீரியங்கள், மிகக் குறைந்த ஆற்றல் முதல் மிக அதிக ஆற்றல் வரையில் வேறுபட்டிருக்கும்.

மின்காந்த நிறமாலை (Electromagnetic Spectrum)

மின்காந்த நிற மாலை என்பது எல்லா விதமான மின்கதிரியக்கங்களின் அலைவெண்கள் மற்றும் அவற்றிற்குரிய அலை நீளங்கள் மற்றும் போட்டான் ஆற்றல்கள் ஆகியவற்றின் வீச்சு (range) ஆகும். இது அலைவெண்கள் 1 Hz முதல் 1025 Hz-க்கும் மேலான மின்காந்த அலைகளை அடக்கியிருக்கிறது. அதையே அலை நீளத்தில் குறிப்பிடுவதென்றால் ஆயிரக்கணக்கான கி.மீ -யில் தொடங்கி அணுக்கரு அளவின் பின்னம் (fraction) வரையெனக் குறிப்பிடலாம். இந்த அலைவெண் (frequency) வீச்சு ஏழு தனித்த பட்டைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு ஒவ்வொரு பட்டைக்கும் வெவ்வேறு பெயர்கள் சூட்டப்பட்டுள்ளன. மிகக் குறைவான அலைவெண், மிகக் குறைவான சக்தி, மிக அதிக அலைநீளம்கொண்ட அலைப்பட்டையில் தொடங்கி மிக அதிக அலைவெண், மிக அதிக சக்தி, மிகக் குறைந்த அலைநீளம் வரை வரிசைப்படுத்திய பட்டியலைக் கீழே காணலாம்.

  1. ரேடியோ அலைகள் (Radio Waves) — 3 x 109க்குக் கீழுள்ள அலைவெண்கள்
  2. நுண்ணலைகள் (Micro waves) — 3 x 109 முதல் 3 x 1011 வரை
  3. அகச்சிவப்புக் கதிர்கள் (Infrared Rays) — 3 x 1011முதல் 4 x 1014 வரை
  4. கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளி (Visible Light) — 4 x 1014 முதல் 7.5 x 1014 வரை
  5. புறஊதாக் கதிர்கள் (Ultra Violet Rays) —- 7.5 x 1014 முதல் 3 x 1016 வரை
  6. எக்ஸ் கதிர்கள் (X Rays) — 3 x 1016 முதல் 3 x 1019 வரை
  7. காமாக் கதிர்கள் (Gama Rays) — 3 x 1019 க்கும் மேல்

அலைகள் உற்பத்தியாகும் விதத்திலும் பிற பொருட்களுடன் இடைவினை புரிவதிலும் மற்றும் நடைமுறைப் பயன்பாட்டிலும் ஒவ்வொரு பட்டையும் வெவ்வேறு சிறப்பியல்புகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. பூமியின் வளிமண்டலம், மின்காந்தக் கதிரியக்கத்தில் பெரும்பாலானவற்றைப் பூமியின் தரைக்கு வந்துசேர முடியாமல் தடுத்துவிடுகிறது. ரேடியோ அலைகள், கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி மற்றும் சில புற ஊதாக் கதிர்கள் மட்டுமே கடல் மட்டம் வரை வந்துசேருகின்றன.

பயனுள்ள ரேடியோ நிறமாலை

ரேடியோ அலைகள், மின்காந்த நிறமாலையின் மிக அகண்ட பகுதி மற்றும் கீழ்ப் பகுதியும் ஆகும். ரேடியோ நிறமாலை அலைவெண் 3 GHz (Giga Hz)க்குக் கீழுள்ள எல்லா அலைவெண்களையும் அடக்கியுள்ளது. ஆனால் மிகவும் கீழுள்ள அலைவெண்களை (1Hz முதல் 30 Hz வரை) ரேடியோ தொடர்பாடலுக்குப் பயன்படுத்த இயலாது. அதற்கு மிகப் பெரிய வான் அலைவாங்கி (antenna) தேவைப்படும். அதன் மூலம் கிடைக்கும் அலை அகலம் (Band Width) மிகச் சொற்பமே. 30kHz-க்குக்கீழ் ஒலிப் பண்பேற்றம் (audio modulation) செய்யவியலாது. அதுவே கீழ்வரம்பு. ரேடியோ நிற மாலையின் உயர் அலைவெண்களில் 30 GHz-க்கு மேற்பட்டவை பெரும்பாலும் வளிமண்டல வாயுக்களால் உட்கிரகிக்கப்பட்டுவிடும். தொடர்பாடலுக்குப் பயன்படாது.

ரேடியோ பட்டைகள் (Radio Bands)

ரேடியோ பட்டை என்பது ரேடியோ நிறமாலை அலைவெண்களின் தொடரில் ஒரு சிறு துண்டுப் பகுதி. அதன் அலைப் பாதைகள் (channels) ஒரே நோக்கத்திற்காக பயன்படுத்தப்படும் அல்லது ஒதுக்கீடு செய்யப்படும். ரேடியோ குறுக்கீட்டைத் (Interference) தவிர்க்கவும் ரேடியோ நிறமாலையின் திறன்மிகு பயன்பாட்டை உறுதிசெய்யவும் ஒரே மாதிரி சேவைகளுக்கான அலைக் கற்றைகள் ஒரு பட்டையில் ஒதுக்கீடு செய்யப்படும். ஒவ்வொரு பட்டைக்கும் அதை எப்படிப் பயன்படுத்துவது மற்றும் பகிர்வது என ஆணையிடுகிற பட்டைத் திட்டத்தைப் பன்னாட்டுத் தொலைத்தொடர்புக் கூட்டமைப்பு (ITU) வெளியிட்டுள்ளது. அதில் அலைநீள வரிசையில் ஒவ்வொன்றும் முந்தையதைவிடப் பத்து (10n) மடங்காக இருக்கின்ற 12 பட்டைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டு, அதன் பயன்பாடுகளும் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. ரேடியோ அலைகளின் உற்பத்தி மற்றும் பரப்புகை, பன்னாட்டுத் தொலைத்தொடர்புக் கூட்டமைப்பின் வழிகாட்டுதலின்படி இயற்றப்பட்ட உள்நாட்டு சட்டங்களால் கண்டிப்பாக முறைப்படுத்தப்படுகின்றன.

ரேடியோ நிறமாலைப் பற்றாக்குறையும் மேலாண்மையும்

தற்போதைய தொழில்நுட்ப அடிப்படையில் அலைவெண் 30 kHz முதல் 30GHz வரையுள்ள ரேடியோ நிறமாலையே தொடர்பாடலுக்குப் பயன்படுத்த உகந்ததாக உள்ளது. இதுவே அமோகம் எனத் தோன்றினாலும் உண்மையில் கிடைக்கும் அலைப்பாதைகள் (channels) போதாதனவாகவே இருந்துவருகின்றன. அதன் காரணங்கள்: அரசாங்கம் ஒரு சேவையில் போட்டியை உருவாக்கக் கொண்டவரும் அதிக எண்ணிக்கை செய்குநர்கள் (operators) மற்றும் தொழில்நுட்பங்கள், குறிப்பிட்ட சில அலைப்பட்டைகளையே பயன்படுத்தும் தனியுரிம (Proprietary) உபகரணங்கள் மற்றும் சிந்தனையற்ற (mindless) பழைய ஒதுக்கீடுகள். நிறமாலையின் பயன்பாட்டை உச்ச நிலைக்குக் கொண்டுசெல்ல (maximise) நிறமாலை மேலாண்மை தேவைப்படுகிறது. அமெரிக்காவில் FCC-யும் (Federal Communications Commission), இந்தியாவில் தொடர்பாடல் மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்ப அமைச்சகத்தின் WPC (Wireless Planning & Coordination wing)-யும் ரேடியோ நிறமாலை ஒதுக்கீடு மற்றும் மேலாண்மைப் பொறுப்பை ஏற்றுள்ளன.

ரேடியோ தொடர்பாடல் அடிப்படைத் தொழில்நுட்பம்

ரேடியோ தொடர்பாடலின் அடிப்படைத் தொழில்நுட்பம் வருமாறு: வானலை அனுப்பியுடன் (antenna) இணைத்த மின் ஒத்ததிர்வு சுற்றில் (electric resonance circuit) மின்னூட்டத்தை (charge) வேண்டிய அலைவெண்ணில் அலைவுறச் (oscillate) செய்தால், அங்கு தேவையான மின்காந்த அலைகள் உற்பத்தியாகும். அவை மின்காந்த வானலை அனுப்பி மூலம் விண்ணில் பரவும். மறுமுனையில் அதே அலைவெண்ணுக்கு இசைவிக்கப்பட்ட (tune) அலைவி மின்சுற்றின் (oscillator circuit) இசைவியில் (tuner) இணைத்த வானலை ஏற்பியால் அதே மின்காந்த அலைகளைப் பெற்றுக்கொள்ள முடியும். ஒரு முனையில் குறிகைகளைத் (signals) தகுந்தவாறு மின்காந்த அலைகளின்மேல் பதியவைத்து அனுப்பி மறுமுனையில் அதே குறிகைகளை மீட்டெடுப்பதை ரேடியோ தொடர்பாடல் என்கிறோம்.

மின்காந்த அலைகள் கண்டுபிடிப்பு:

ஜேம்ஸ் கிளெர்க் மேக்ஸ்வெல் 1865-ல் கண்ணுக்குப் புலப்படாத மின்காந்த அலைகளின் இருப்பை முன்னுரைத்தார். மேலும் மின் மற்றும் காந்தப் புலங்களுக்கு (fields) இடையிலான தொடர்பைக்காட்டும் ஒருங்கிணைந்த சமன்பாடுகளை உருவாக்கினார். இந்த சமன்பாடுகளே மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. மேக்ஸ்வெல் கோட்பாட்டுப்படி மின்புலமும் காந்தப் புலமும் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக அலைந்தால் (oscillate) மட்டுமே அது மின்காந்த அலையைத் தோற்றுவிக்கும். அறிவியலின் வழக்கமான பாதை, புலப்பாட்டில் (phenomenon )தொடங்கி கோட்பாட்டை அடைவதுதான். ஆனால் மின்காந்த அலைகளைப் பொருத்தவரை, முதலில் உருவானது மேக்ஸ்வெல் கோட்பாடு. 1888-ல் அவற்றின் இருப்பைச் சோதனைகள் மூலம் உறுதிப்படுத்தியவர் ஹெய்ன்ரிச் ஹெர்ட்ஸ். (Heinrich Hertz.) பிந்தைய பரிசோதனைகள்மூலம் ரேடியோ அலைகள் ஒளிவேகத்தில் பரவுவதையும் கண்டுபிடித்தார். ஆனாலும் அவர் தன் கண்டுபிடிப்புக்கு நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் ஏதுமில்லை என்று தவறாகக் கணித்துவிட்டார். பரிசுத்த (pure) கோட்பாட்டாளரான அவர் நினைவாக 1960-ல் அலை வேகத்தைக் குறிக்கும், விநாடிக்கு எத்தனை சுழற்சிகள் என்ற அளவைக்கு ஹெர்ட்ஸ் (Hertz) என்று பெயரிடப்பட்டது.

மார்க்கோனியின் கம்பியில்லாத் தந்தி:

1895-96-ல் மார்க்கோனி முதலாவது நடைமுறைப் பயன்பாட்டுக்குரிய ரேடியோ பரப்பி மற்றும் ஏற்பிகளை உருவாக்கித் தன் கம்பியில்லாத் தந்திக்காகக் காப்புரிமம் பெற்றார். இங்கிலிஷ் கால்வாயைக் கடக்கும் கப்பல்களுடன் மோர்ஸ் கோடைப் பயன்படுத்திக் கம்பியில்லாத் தந்தித் தொடர்பு கொள்ளக்கூடிய ஒரு ரேடியோ பரப்புகை அமைப்பை வெற்றிகரமாகச் செய்துகாட்டினார். இந்த அமைப்புக்குத் தேவையான அனுப்பி (transmitter) மற்றும் ஏற்பி (Receiver) அவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டவை.1920 வரை, கடலில் பயணித்துக்கொண்டிருக்கும் கப்பல்களுடன் தொடர்புகொள்ளவே ரேடியோ பயன்பட்டு வந்தது. இரண்டாம் உலகப் போரின்போது, கையடக்க ரேடியோ ஏற்பிகள் பெருமளவில் தயாரிக்கப்பட்டுப் போர்க்களத்தில் தொடர்பாடலுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டன. அதன் பயன்பாடு வெளிச்சத்துக்கு வந்ததால், பின்னர் படைத்துறை சாராதவர்களும் ரேடியோக்களைத் தனிப்பட்ட பயன்பாடுகளுக்காக வாங்கினர். பயனர்களின் பேராதரவே மொபைல் ஃபோன் வருகைக்கு காரணமாகியது.

ரேடியோவின் தந்தை‘ (Father of Radio) யார்? – சர்ச்சை

ரேடியோ தொடர்பாடலில் பெருஞ்சாதனைகள் புரிந்த மார்க்கோனி முறையான பொறியியல் அல்லது இயற்பியல் பட்டம் பெறாதவர். அறிவியலர் என்பதைவிட அரைகுறைப் (tinkering) பொறியாளர் என்றால் பொருந்தும். நோபல் பரிசு ஏற்புரையில் தன் கண்டுபிடிப்பு எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதைப் பற்றியெல்லாம் தனக்கு எதுவும் தெரியாது என்று மனம் திறந்து பேசினார். நோபல் பரிசு பெற்றிருந்தாலும் அவரை ‘ரேடியோவின் தந்தை’ எனக் கூறிவிட முடியாது. அதற்கு உரிமை கோருவோர் பலர் உண்டு. கீழ்கண்டவற்றைப் படித்தால் புரியும் .

  • 1895-ல் ரஷ்ய இயற்பியலாளரான அலெக்சாண்டர் போபோவ் இரு கட்டங்களுக்கு இடையே ரேடியோ தகவலைப் பரப்பிக் காட்டினார்.
  • அதே ஆண்டில் இந்தியாவின் ஜெகதீஷ் சந்திர போஸ் என்னும் இயற்பியலாளர், ரேடியோ அலைகள் மூலம் மணி ஒலிக்கவும் வெடி வெடிக்கவும் செய்துகாட்டினார்.
  • 1891-93-ல் Nikolai Tesla என்பவர்தான் முதன் முதலாக ரேடியோ தொடர்பு அமைப்புகள் பற்றிய ஆய்வு அறிக்கையை வெளியிட்டார். பின்னர் 1897-ல் அதிக அலைவெண் மற்றும் அதிக மின்னழுத்தம் உண்டாக்கும் சுருளைக் (coil) கண்டுபிடித்து, அதற்கு டெஸ்லா காயில் என்று பெயரிட்டார். அது ரேடியோ குறிகைகளை அனுப்பவும் பெறவும்கூடிய சாதனம் என்று காப்புரிமம் கோரி விண்ணப்பம் செய்திருந்தார்.
  • 1897-ல் இத்தாலியைச் சேர்ந்த மார்க்கோனி, தாம் உருவாக்கிய கம்பியில்லாத் தந்தி அமைப்புக்கு இங்கிலாந்து நாட்டில் காப்புரிமம் பெற்றார். 1899-ல் லண்டனில் இருந்து செயல்படும் மார்க்கோனி தந்திக் கம்பெனியை நிறுவினார். 1901 டிசம்பரில் அட்லான்டிக் கடல் கடந்து போகும் (இங்கிலாந்தின் கார்ன்வாலில் இருந்து நியூ பௌந்துலாண்டில் அமைந்திருந்த படைத்தளத்துக்கு) முதல் ரேடியோ தகவலை அனுப்பினார். ரேடியோ தொடர்பாடலில் ஆற்றிய பணிகளுக்காக இவருக்கும் கார்ல் பிரான் என்னும் இயற்பியலாளருக்கும் 1909-ஆம் ஆண்டின் இயற்பியல் நோபல் பரிசு கார்ல் பகிர்ந்தளிக்கப்பட்டது.
  • 1901-ல் இவ்வகை சாதனத்திற்கான காப்புரிமம் மார்க்கோனிக்கு வழங்கப்பட்டதை எதிர்த்து டெஸ்லா நீதிமன்றத்தில் வழக்காடினார். தன்னுடைய 17 காப்புரிமம் பெற்ற கருவிகளைப் பயன்படுத்தியே மார்க்கோனி ஆய்வுகளை மேற்கொண்டார் என்பதே அவர் முறையீடு. மார்க்கோனியின் மேல்முறையீட்டின் காரணமாகப் பல ஆண்டுகளுக்கு வழக்கு தொடர்ந்தது. 1943-ல் அமெரிக்க உச்ச நீதிமன்றம் மார்க்கோனியின் உரிமத்தைச் செல்லாததாக்கி (டெஸ்லாவுக்கு ஆதரவான) தீர்ப்பை அளித்தபோது டெஸ்லாவோ மார்க்கோனியோ உயிருடன் இல்லை.

தொடக்கக் கால மொபைல் தொலைபேசி அமைப்புகள்:

மேற்கு ஜெர்மனி, UK, ஸ்வீடன் ஆகிய நாடுகளும் மொபைல் தொலைபேசி சேவையைத் தொடங்கும் முயற்சியில் ஈடுபட்டிருந்தாலும் அனைத்து நாடுகளுக்கும் முன்பாக அமெரிக்காவின் Saint Louis நகரில் Bell Labs என்ற அமெரிக்கக் கம்பெனி அறிமுகப்படுத்திய, வாகன ஓட்டிகள் பயன்படுத்தும் மொபைல் தொலைபேசி சேவைகள் பற்றிய குறிப்புகள் மட்டுமே கீழே தரப்பட்டுள்ளன. இவை முதல் தலைமுறையில் தொடங்கி ஆறாவது தலைமுறைக்கு விரைந்து கொண்டிருக்கும் செல்லுலார் சகாப்தத்தின் முன்னோடிகள் என்பதால் பூஜ்யத் தலைமுறைக்கு உரியவையாகக் கருதப்படுகின்றன.

0G – மொபைல் தொலைபேசி சேவை (Mobile Telephone Service)

1946 ஜூன் மாதம் Bell Labs செயின்ட் லூயிஸ் நகரில் அறிமுகப்படுத்திய வாகன மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பே, மொபைல் சேவை சகாப்தத்தின் ஆரம்பம் எனக் கூறலாம். 1948க்குள், AT&T (American Telephones & Telegraphs) இதே போன்ற சேவையை அமெரிக்காவின் 100 பெருநகரங்களில் தொடங்கியது. மொபைல் பயனாளிகளுக்குத் தரைவழித் தொலைபேசிகளுடன் தொடர்புகொள்ளும் வசதியும் தரப்பட்டது. இவை அனைத்தும் Trunked Mobile Systemவகையாகும். இந்த அமைப்பில் ஒதுக்கப்பட்ட அலைக்கற்றையின் அலைவெண்களைப் பல சிறு அலைவெண்கள் அகல பாதைகளாகப் பிரித்து பயன்படுத்தப்படும். மொபைல் கருவிகளுக்கு ரேடியோ குறிகைகளை அனுப்ப நகரின் மையத்தில் உயரமான இடத்தில் ஒரேயொரு உயர் ஆற்றல் ஆன்டெனாகொண்ட BTS (Base Transmitter / Receiver Station ) அமைத்து அங்கே இணைப்புகளை உண்டாக்க ஓர் ஆபரேட்டர் நியமிக்கப்படுவார்.

மொபைல் தொலைபேசிகள் வழக்கமாக மகிழுந்து (car) அல்லது சுமையுந்து (truck)களில் வைக்கப்படும். ஓரிரு கைப்பெட்டி (briefcase) மாடல்களும் புழக்கத்தில் இருந்தன.பொதுவாக வாகனங்களின் டிக்கியில் அனுப்பி – ஏற்பி (transceiver அதாவது transmitter cum receiver) வைக்கப்பட்டிருக்கும். அதனுடன் இணைக்கப்பட்ட கைப்பேசி, டயல், காட்சியகம் (display) ஆகியன தலையில் அணிந்து கொள்ளக்கூடிய தலையணி (head gear) வடிவில் ஓட்டுனரின் அருகில் வைக்கப்படும்.

கைப்பேசி உட்பட்ட மொபைல் கருவி ஒவ்வொன்றும் 36 கிலோ எடையுள்ளவை. இந்த தொலைபேசி அமைப்பு, 20-30 மைல்கள் ஆற்றல் எல்லை, 40 அலைப்பாதைகள் (150 Mhz அல்லது 450 Mhz ரேடியோ அலைப்பட்டையில் ஒதுக்கீடு செய்யப்பட்டு 3 khz அகலப் பாதைகளாகப் பிரிக்கப்பட்ட 120 khz அலைக்கற்றை), ஒரு சமயம் ஒருவர் மட்டுமே பேசக்கூடிய இருவழி இணைப்பு (semi-duplex) ஆகிய கட்டுப்பாடுகள் கொண்டிருந்ததால் அதன் மூலம் சில பயனர்களுக்கு மட்டுமே சேவையளிக்க முடிந்தது. மேலும் அதே அலைப்பாதைகள் வெவ்வேறு நகரங்களில் மறு பயன்பாட்டுக்கு வேண்டியிருந்ததால் அவ்விரு நகரத் தொலைபேசி அமைப்புகளிடையே குறைந்தது 50 மைல்கள் இடைவெளி இருக்கவேண்டும். நியூயார்க்கில் பயன்படுத்தும் அலைப்பாதைகளை பிலடெல்பியாவில்தான் மறுசுழற்சி செய்யமுடியும். 40 அலைப்பாதைகள் கொண்ட அமைப்பில் நியூயார்க் நகர மற்றும் புறநகர்ப் பயனர்கள் ஒரே நேரத்தில் 40 அழைப்புகளுக்கு மேல் பயன்படுத்தமுடியாது.

குறைபாடுகள்கொண்ட விலையுயர்ந்த சேவையாக இது இருந்தபோதிலும் பயனாளிகள் இடப்பெயர்வு வசதிக்காக (mobility) எந்த விலையும் கொடுக்கத் தயாராக இருந்தார்கள். அதனால் சேவைக்கான கோரிக்கைகள் மிகுந்து அலைப்பாதைகளின் பற்றாக்குறை உணரப்பட்டது. ஆற்றல் எல்லை மற்றும் அலைப்பாதைகள் விடயத்தில் கடுமையான குறைபாடுகள்கொண்ட இந்தச் சேவைக்கு மாற்றாக, 1964-ல் AT&T தானியங்கி மேம்பட்ட (Improved) மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பைக் கொண்டுவந்தது.

மேம்பட்ட மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பு (IMTS)

IMTS (Improved Mobile Telephone System) அல்லது தானியங்கி மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பு AMTS (Automated Mobile Telephone System) என்ற பெயரால் அழைக்கப்படும் AT&-யின் 1964 மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பு, ஆபரேட்டர் உதவியின்றி நேரடி டயலிங்கில் அலைப்பாதையையும் விரும்பிய எண்ணையும் தேர்ந்தெடுத்து இருவரும் பேசக்கூடிய இருவழி இணைப்புத் தரும் அளவுக்கு மேம்படுத்தப்பட்டிருந்தது.

இதில் மொபைல் தொலைபேசிப் பயனாளி, தான் விரும்பும் தொலைபேசி எண்ணை டயல் செய்து முடித்துப்பின், ‘அனுப்பு’ (send) பொத்தானை அழுத்துவார். அவருடைய ஏற்பி எல்லா அலைப்பாதைகளையும் வரிசைக்கிரமமாக ஆராய்ந்து ஓர் ஓய்ந்திருக்கும் அலைப்பாதையைத் தேர்ந்தெடுக்கும். முதல் சுற்றில் எதுவும் கிடைக்காது போனால், ஓய்ந்திருக்கும் அலைப்பாதை கிடைக்கும் வரை சுற்றுகள் தொடரும். சில அமைப்புகளில் தேடல் சுற்றுகள் கட்டுப்படுத்தப்படும். அப்போது குறிப்பிட்ட சுற்றுகள் கடந்தபின், அழைப்பு முயற்சிகள் தற்காலிகமாக முடக்கப்படும். ஆனால் தரைவழித் தொலைபேசிகளிலிருந்து மொபைலுக்கு வரும் அழைப்புகளுக்கு உடனே அலைப்பாதை கிடைக்காவிட்டால் பல சுற்றுகளில் தேடும் வசதி மறுக்கப்பட்டு அழைப்பு முடக்கப்படும். மொத்தத்தில் தானியங்கி அமைப்பினால் சேவையின் தரத்தில் சிறிதளவே மேம்படுத்த முடிந்ததென்றும் தேவைக்கேற்ற அளவில் அலைப்பாதைகள் இல்லாதவரை சேவை மேம்பட வழியில்லை என்ற முடிவுக்கு வர நேரிட்டது. இருப்பினும் முதல் தலைமுறை மொபைல் அமைப்பு வரும்வரை IMTS சேவை தொடர்ந்தது.

செல்லுலார் கருத்துப்படிவ உதயம்

பூஜ்யத் தலைமுறையின் முதல் ஆளியக்கி (manual ) மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பின் பலகீனங்களான குறை திறன் (low capacity மற்றும் அலைவெண் மீள்பயன்பாடு ஆகியன புலப்பட்டவுடனேயே, 1947-ல் பெல் லேப்ஸ் தன் செல்லுலார் கருத்துப் படிவத்தை முன்வைத்தது. ஒற்றை உயர் திறன் அனுப்பிக்குப் பதிலாகச் சேவைப் பரப்பை பயனர் செறிவுக்கேற்ப 2 கிமீ முதல் 50 கிமீ வரை விட்டம் (diameter) கொண்ட சிறுசிறு பகுதிகளாகப் (cells ) பிரித்து அவை ஒவ்வொன்றுக்கும் பயன்பாட்டுக்குத் தக்கவாறு மொத்த அலைக்கற்றையின் சிறு பகுதியை வழங்கி, செல் ஒவ்வொன்றுக்கும் முழுமையாகத் தழுவக்கூடிய (coverage) ஒரு தாழ் திறன் (low power) அனுப்பி என்ற விகிதத்தில் அதிக எண்ணிக்கையில் தாழ் திறன் அனுப்பிகளை நிறுவுவதும், அலைவெண் குறுக்கீடுகளைத் (interference ) தவிர்க்கக்கூடிய வகையில் மீள்பயன்பாடுகளை அமைத்துக்கொள்வதும் செல்லுலார் கருத்துப் படிவத்தின் முக்கிய கருத்துரைகள்.

மொபைல் அமைப்பில் செல் (cell) என்பது அடிப்படை நிலப்பரப்பு. ஒவ்வொரு செல்லுக்கும் ஓர் அறுகோணம் குறியீடாய் அமையும். ஒவ்வொரு செல்லிலும் ஒரு குறை திறன் அனுப்பியைக்கொண்ட தரை நிலையம் (base station) அமைக்கப்படும். பயனர் செறிவைக் கருதி அதிக செல்களை உண்டாக்குவதற்கு செல்பிரிப்பு (cell splitting) என்று பெயர் . மேலும் பயனர் செல்களுக்கிடையே இடம்பெயரும்போது, பயன்பாட்டில் உள்ள அழைப்பை அடுத்த செல்லுக்கு மாற்றும் வசதியையும் செல்லுலார் அமைப்பு கொண்டிருக்கவேண்டும். இது hand off (கை மாற்றம்) எனப்படுகிறது. செல்லுலார் அமைப்பின் அலைவெண் மீள்பயன்பாடு உத்தியால் மேம்பட்ட ஆற்றலெல்லை, மேம்பட்ட அலைக்கற்றை பயன்பாடு மற்றும் அனுப்பிகளின் திறன் குறைப்பு ஆகிய அனுகூலங்கள் கிட்டும். அனைத்து மொபைல் தொலைபேசி நிறுவனங்களும் செல்லுலார் மொபைல் தொலைபேசி அமைப்புக்கு ஆதரவாக இருந்தபோதிலும் அதை நடைமுறைப்படுத்தத் தேவையான தொழில்நுட்பம் 1970-ல்தான் கிடைத்தது.

மொபைல் தலைமுறைகள்

செல்லுலார் கருத்துப்படிவம் நடைமுறைப்படுத்தப்படுவதற்கு முந்திய மொபைல் தொலைபேசி அமைப்புகள் அனைத்தும் பூஜ்யத் தலைமுறையைச் சேர்ந்தவை எனவும் பின்னர் செல்லுலார் தொழில்நுட்பத்துடன் பயன்பாட்டுக்கு வந்தவை அவற்றின் தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டைக் குறிப்பிடும் வகையில் 1G, 2G…. 5G என்றழைக்கப்படுகின்றன எனவும் ஏற்கெனவே குறிப்பிட்டிருந்தேன். (G குறிப்பது Generation, அதாவது தலமுறை).

உலகின் முதல் 1G செல்லுலார் அமைப்பு 1979-ல் ஜப்பானின் தலைநகரான டோக்கியோவில் NTT (Nippon Telegraph and Telephone) கம்பெனியால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. அதைத் தொடர்ந்த ஒவ்வொரு தசாப்தத்திலும் (decade) தொடர்ந்துகொண்டிருக்கும் மேம்பாடுகள் முறையே 2G (1990), 3G (2000), 4G (2010) என்று பெயரிடப்பட்டன. செல்லுலார் மொபைல் தொடர்பாடலில் முன்னிலை வகிக்கும் நாடுகள் அனைத்தும் 2020-ல் 5G தொழில்நுட்பத்தை அறிமுகப்படுத்தத் திட்டமிட்டுள்ளன. பத்தாண்டுகால இலக்கை நோக்கித் தளராது ஜுர வேகத்தில் பயணிக்கும் தொழில்நுட்ப மேம்பாடுகளைத் தலைமுறை மாற்றங்கள் எனக் கருதுவதில் தவறேது? மேலும் ஒவ்வொரு தலைமுறையும் கணினி மென்பொருள் புதுப்பிப்பு போலல்லாமல் தனித்த அடையாளம்கொண்ட மேம்பாடாக வெளிவருவது அதன் தனிச் சிறப்பு. வரும் பத்திகளில் ஒவ்வொரு தலைமுறை பற்றியும் சற்று ஆழமாக நோக்குவோம்.

1G செல்லுலார் ஒப்புமை (analog) தொலைபேசி அமைப்பு

பூஜ்யம் G-யில் மொபைல் தொலைபேசி என்றாலே “ஆட்டோமொபைல் தொலைபேசி” என்றுதான் பொருள். 1G-யிலும் பெருவாரியான மொபைல் தொலைபேசிகள் வாகனங்களில் பொருத்தப்பட்டன. 1G-யின் ஆரம்ப காலத்தில் ‘இடம்மாற்றக்கூடியது’ (Portable) என்னும் விருப்பத் தெரிவும் இருந்தது. அது பள்ளிப் பை வடிவில் உடலின் குறுக்காக அணிந்து தோளில் சுமந்து செல்லக்கூடிய தோல் அல்லது கித்தான் பை (satchel) மாடல். பின்னர் வந்த கையடக்க அலைபேசிகள் அவற்றிற்கு மாற்றாக (replacement) ஆயின.

Dyna TAC- முதல் கையடக்க அலைபேசி:

1983-ல் மோட்ரோலா (motorola) கம்பெனி வடிவமைத்த DynaTAC 8000xதான் முதல் முழுமையான கையடக்க அலைபேசி. இதுவே அலைபேசி பரிணாமத்தைத் தொடக்கிவைத்தது. பெயரளவில்தான் இது கையடக்க அலைபேசி. உண்மையில் அது 1கிலோ எடை, 30 செமீ நீளம், 9 செமீ தடிமன் கொண்டிருந்தது. தோராயமாக முழுச் செங்கல் அளவில் ஒரு சிறு பெட்டியில் (brief case) எடுத்துச்செல்லத் தக்கதாக இருந்தது. விலை 4,000 டாலர்கள். தொடர்ச்சியாக 30நிமிடங்கள் மட்டுமே பேச அனுமதிக்கும் அளவிலேயே அதன் மின்கலனின் ஆற்றல் இருந்தது. மின்கலன் முழுதாக மின்னூட்டம்பெற 10 மணி நேரம் பிடித்தது.

1989-ல் மோட்ரோலா DynaTAC வரிசையில் 9800X (MicroTAC) என்னும் சட்டைப் பையில் மடக்கி வைக்கக்கூடிய சுண்டு (flip) மாடலைக் கொண்டுவந்தது. அதுவே 1990களின் தரநிலை ஆனது.

சொந்த (personal) போன் மகத்துவம்

கார் ஃபோன், அலுவலக ஃபோன், வீட்டு ஃபோன் போன்று இடம்சார்ந்து குறிப்பிடவேண்டிய தேவை இல்லாத சொந்த அலைபேசி வைத்திருப்பது வணிக சமூகத்தின் தகுதி நிலைக்குறியீடு (status symbol) எனக் கருதப்பட்டதால் இதன் தேவை மிகவும் அதிகரித்து நீண்ட காத்திருப்புப் பட்டியலும் உருவானது. 1G வந்தபின்னர் உலகளாவிய அலைபேசி சந்தை ஆண்டுக்கு 30%முதல் 50% அளவுக்கு வளர்ந்துகொண்டிருந்தது. 1990 முடிவில் உலகின் மொபைல் பயனர்களின் எண்ணிக்கை கிட்டத்தட்ட 20 மில்லியன் ஆகி விட்டது. மேம்பட்ட அலைபேசிக் கருவிகள் வந்துவிட்டபடியால் மொபைல் பயன்பாட்டுக்கு ஒப்புமை அமைப்பின் ஒவ்வாமையை நன்கறிந்த பயனர்களும்கூட தொடர்ந்து ஆதரவு அளித்துவந்தார்கள். சொந்த அலைபேசிப் பயன்பாட்டின் உற்சாகமே, பயனர்களின் தயக்கமற்ற ஆதரவுக்குக் காரணம் எனக் கருதப்படுகிறது.

1G செல்லுலார் மொபைல் தரநிலைகள் (Standards)

இந்த1980-90 தசாப்தத்தில் கீழ்க்கண்ட ஒப்புமை செல்லுலார் மொபைல் தரநிலைகள் பெருமளவில் நிறுவப்பட்டன. அவை அலைக்கற்றைப் பயன்பாடு போன்ற பல அம்சங்களில் வேறுபட்டிருந்தன.

  • NMT 450 – நார்டிக் மொபைல் தொலைபேசி அமைப்பு. (1981 துவக்கம்; 450Mhz அலைவெண் பட்டையில் இயக்கப்பட்டது.) இந்தத் தரநிலை டென்மார்க், நார்வே, ஸ்வீடன், பின்லாந்து ஆகிய நார்டிக் நாடுகள் மற்றும் ஆஸ்ட்ரியா, ஸ்பெயின், பிரான்ஸ், பெல்ஜியம், நெதர்லாண்ட்ஸ், ஐஸ்லேண்ட், துருக்கி, ஹங்கேரி போன்ற ஐரோப்பிய நாடுகளில் நிறுவப்பட்டன.

  • AMPS – Advanced மொபைல் ஃபோன் சிஸ்டம். (1983 துவக்கம்; 800/900 Mhz அலைவெண் பட்டையில் இயக்கப்பட்டது.) இது பெல் லேப்ஸ் உருவாக்கிய தரநிலை. அமெரிக்கா, கனடா ஆகிய நாடுகளில் நிறுவப்பட்டன.

  • TACS-Total Access Communication சிஸ்டம். AMPS-ன் வடிவமைப்பில் ஐரோப்பிய அலைக்கற்றை ஒதுக்கீட்டுக்கு உகந்த வகையில் சிறு மாற்றம் செய்யப்பட்ட அமைப்பு. நிறுவப்பட்ட நாடுகள்: UK மற்றும் அயர்லேண்ட், ஸ்பெயின், ஆஸ்ட்ரியா ஆகிய ஐரோப்பிய நாடுகள், குவைத், UAE, பஹ்ரைன் ஆகிய மத்தியக் கிழக்கு நாடுகள், ஹாங்காங், சிங்கப்பூர், மலேசியா, சீனா ஆகிய தூர கிழக்கு நாடுகள்.

  • NTT System-முதல் செல்லுலார் அமைப்பு. 1979-ல் 800 Mhz அலைவெண் பட்டையில் ஜப்பான் தலைநகரான டோக்கியோவில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. பின்னர் 1988-ல் ஓர் அதிக ஆற்றல் அளவுகொண்ட தரநிலை அறிமுகமானது.

வெவ்வேறு தரநிலைகள் பயன்பாட்டில் இருந்ததால் உலகளாவிய இடப்பெயர்வு வசதி கிடைக்கவில்லை. நாடுவிட்டு நாடு பயணிப்போர் தேவைக்கேற்றபடி இரட்டை அலைப்பட்டை (dual-band) அலைபேசிகளை வாங்கிப் பயன்படுத்திக் கொண்டார்கள். பரந்தகன்ற இடங்களில் சுற்றித் திரியும்போதும் தொடர்பாடல் வசதி அளிக்கிற (roaming), மோட்ரோலா மலிவுக் கையடக்க அலைபேசிகள் சராசரிப் பயனர்களைக் கவர்ந்ததால் மொபைல் தொலைபேசி சேவைகள் இதுவரைக் கண்டிராத பெருவளர்ச்சி கண்டது. 1990-களில் அதிக ஆற்றலும் நல்ல செயல்திறனும் கொண்ட இலக்கமுறை அமைப்புகளின் வருகைக்குப் பின்னரும் ஒப்புமை வகை அமைப்புகள் செல்லுலார் சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்திவந்தன. இதனால் சில ஆண்டுகள் இலக்கமுறை அமைப்புகள் ஒப்புமை அமைப்புகளுடன் சேர்ந்தியங்க வேண்டிய அவசியம் ஏற்பட்டது. எனினும் புதிய கட்டுமானங்கள் அனைத்தும் இலக்கமுறை அமைப்புகளாக இருந்தன.

ஒப்புமை முறை இலக்க முறை: ஒப்பீடு

1G-யில் பயன்படுத்தப்பட்ட ரேடியோ குறிகைகள் அனைத்தும் ஒப்புமைக் குறிகைகள். இதில் குரல் பேச்சு அலைவெண் பண்பேற்றம் (frequency modulation) செய்யப்படுகிறது; அலைவெண் பண்பேற்றத்தின் பொதுவான பிரச்னையே, குறுக்கீடுகளுக்கு (interference) எளிதில் இலக்காகிவிடும் தன்மைதான். அதனால் ஒப்புமைக் குறிகைகள் வளிமண்டலத்தில் சிதைவுற்றுப் பேச்சின் தன்மை கெடும் வாய்ப்புகள் நிறையவே உண்டு. மேலும் ஒப்புமைக் குறிகைகளை மறையாக்கம் (encryption) செய்ய இயலாது. அதனால் எளிதாக ரேடியோ ரிசீவர் மூலம் பேச்சை ஒட்டுக்கேட்க முடியும்.

1G-யின் குறிப்பிடத்தக்க குறைபாடுகள்

பேச மட்டுமே பயன்படுவது, உரையாடலின்போது அதிக அளவில் இணைப்புகள் முறிதல், அதிகப் பருமன்கொண்ட அலைபேசிகள், அதிக மின்கலப் பயன்பாடு, மோசமான குரல் நயம், குறைவான அழைப்புத்திறன் (55 calls per cell), உரையாடலின் ரகசியக் காப்புக்கு உத்திரவாதமின்மை ஆகியவை 1G-யின் குறிப்பிடத்தக்க குறைபாடுகள் ஆகும். இவை அனைத்துமே ஒப்புமை முறையின் குறைபாடுகள். இலக்கமுறைத் தொழில்நுட்பத்தில் முற்றிலுமாகக் களையப்படக்கூடியவை.

தொழில்நுட்பச் சொற்கள்:

Resonanace – ஒத்திசைவு: மின்சுற்றில் ஏற்படும் ஒரு நிகழ்வு; அதன்படி ஒரு குறிப்பிட்ட அலைவெண்ணில் மின்சுற்றின் வெளிப்பாடு உச்சத்தை அடையும்.

Quntam theory: அணு மற்றும் துகள் மட்டத்தில் வஸ்து (matter) மற்றும் சக்தியின் இயல்பும் நடத்தையும் எவ்வாறிருக்கும் என்பதை விளக்கும் கோட்பாடு.

Quantum: இயல்பான உதிரிகளை அடக்கிய பொட்டலம் / பொதி / சொட்டு.
(உதா.: பூந்திப் பொட்டலம்.) மின்காந்த சக்தி, எக்ஸ் கதிர், gamma கதிர் ஆகியவற்றின் அடிப்படை அலகு.

Photon: துகள் வடிவ ஒளிப்பொட்டலம் ஃபோட்டான் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

Spectrum: ரேடியோ குறிகைகள் பயணம் செய்யக்கூடிய கண்ணுக்குப் புலப்படாத ரேடியோ அலைவரிசைகள். (அலைப்பாதைகள்.)

Band: பட்டை; ஒளி 7 நிறங்களின் தொகுப்பு என்பதுபோல், ரேடியோ அலையும் தனிப் பண்புகள்கொண்ட பட்டைகளைக் கொண்டது.

Hertz: ஒரு வினாடியில் ஏற்படும் சுழற்சிகள்.

Tera: 1012.

Oscillator: குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்கொண்ட அலைகளை உற்பத்தி செய்யும் மின்னணுவியல் கருவி அல்லது அலைப்பான் சுற்று.

Oscillate: அலைதல்.

Communication: தொடர்பாடல்.

Antenna :வானலை அனுப்பி / ஏற்பி.

AT&T: முந்தைய American Telephone and Telegraph Company.

Bell Labs: பழைய AT&Tயின் புகழ்பெற்ற ஆராய்ச்சிப் பிரிவு.

BTS: Base Transceiver Station, ஒரு செல்லில் உள்ள அலைபேசிகளுக்கும் மொபைல் பிணையத்துக்கும் (நெட்ஒர்க்) தொடர்பு ஏற்படுத்திக்கொடுக்கும் உபகரணங்களின் தொகுப்பு. கோபுரம் (டவர்), வானலை அனுப்பி / ஏற்பி, மின்னணுவியல் உபகரணம், மின் வழங்கி, மின்கலம் மற்றும் அவசர நிமித்தப் பயன்பட்டுக்கான மின்திறனாக்கி. (Generator.)

Trunked Radio System: இதில் நகரின் நடுப்பகுதியில் ஒரு ரேடியோ டவர் மற்றும் ரேடியோ உபகரணங்கள் அடங்கிய அடிப்படை ரேடியோ நிலையம் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். மொபைல் ஃபோன் பயனர்கள் ஆபரேட்டர் மூலமாகவோ அல்லது FDMA / TDMA உபகரணங்கள் மூலமாகவோ வேறு மொபைல் ஃபோனுடன் தொடர்பு ஏற்படுத்திக்கொள்வார்கள். இந்த அமைப்புக்கு ஓர் அலைவெண் வரிசை ஒதுக்கப்படும். அது எல்லாப் பயனர்களின் மொபைல் கருவியாலும் பகிர்ந்து கொள்ளப்படும்.

FDMA/TDMA: Frequency Division Multiple Access / Time Division Multiple Access: பல பயனர்கள், பயன்படுத்தக்கூடிய அலைக்கற்றையைத் திறமைமிக்க முறையில் பகிர்ந்து கொள்வதற்கான தொழில்நுட்பம்.

தகவல் குறிப்புகள்:

en.wikipedia.org › wiki › Maxwell’s_equations

  • Spectrum Managament

https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_allocation

  • Mobile and Personal Communication System and Services by Raj Panda

2000 IEEE Communication Society, Sponsor

  • Electro Magnetic Spectrum- Introduction- Imagine The Universe

https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.