Pred 80 rokmi spustili prvú mobilnú službu. Telefón vážil 36 kg!

Ak dnes vytiahneme smartfón z vrecka a dotkneme sa mena na displeji o pár sekúnd sa rozprávame s človekom pokojne aj na opačnom konci sveta.

Pred 80 rokmi potreboval mobilný telefón celé auto, približne 36 kilogramov techniky, operátorku na ústredni a poriadnu dávku trpezlivosti. Celé veľkomesto navyše zvládlo súčasne len niekoľko mobilných hovorov.

Presne 17. júna 1946 spustili spoločnosti AT&T a Southwestern Bell v americkom St. Louis službu Mobile Telephone Service, skrátene MTS. Vodič mohol po prvýkrát zdvihnúť slúchadlo umiestnené v aute a zavolať na bežný telefón pripojený k verejnej sieti. Mnohí (aj samotné AT&T) tento deň označujú za začiatok komerčnej mobilnej telefónnej služby v USA, no až Ericsson pridáva presnejšie označenie: prvá komerčne prevádzkovaná mobilná telefónna sieť pre súkromných predplatiteľov. 

Ľudia totiž používali rádiotelefóny, vojenské vysielačky či spojenie medzi loďami a pobrežím už skôr. Cestujúci prvej triedy mohli od roku 1926 telefonovať aj z vlakov premávajúcich medzi Berlínom a Hamburgom. St. Louis však priniesol službu určenú predplatiteľom, ktorá prepájala pohybujúce sa vozidlá s verejnou telefónnou sieťou. Z pohľadu obchodného modelu, telefónnych čísel aj účtovania tak pripomínala dnešného mobilného operátora podstatne viac než uzavretá policajná či taxikárska rádiová sieť. 

Na systéme pracovali odborníci z Bell Laboratories, výrobnej spoločnosti Western Electric a miestneho operátora Southwestern Bell. Medzi členov vývojového tímu patrili Alton Dickieson, D. Mitchell a H. I. Romnes, ktorý sa neskôr stal šéfom AT&T. Vývoj trval viac než desať rokov a výrazne z neho ťažili skúsenosti s rádiovou komunikáciou z druhej svetovej vojny. Vojenské rádiostanice ukázali, že spoľahlivý hlasový prenos z pohybujúceho sa vozidla fungovať môže. Vývojári však ešte museli prepojiť rádio s bežnou telefónnou ústredňou, zaviesť adresné vyzváňanie a vyriešiť účtovanie hovorov. Drobnosti, poviete si. Opak bol ale pravdou.

Prvými zákazníkmi v St. Louis sa stali spoločnosť Monsanto Chemical Company a stavebný dodávateľ Henry Perkinson. Služba však necielila na rodiny, ktoré by si počas nedeľného výletu chceli zavolať domov. Southwestern Bell počítal najmä s kuriérskymi a expresnými službami, novinármi, energetickými podnikmi, stavebnými firmami, autobusovými dopravcami, kamiónovou prepravou, sťahovacími spoločnosťami a servisnými technikmi. Telefón v aute im umožnil meniť pracovné úlohy bez toho, aby vodič najskôr hľadal verejnú telefónnu búdku. 

Samotné slúchadlo vyzeralo pomerne nenápadne a konštruktéri ho upevnili na palubnú dosku alebo pod ňu. Zvyšok zariadenia už nenápadný nebol. V kufri sa nachádzala samostatná vysielacia a prijímacia jednotka. Každú uzatvárala oceľová skrinka s rozmermi 25,4 x 45,7 x 20,3 cm. Jedna skrinka vážila okolo 18 kg, takže dvojica pridala vozidlu približne 36 kg. K tomu treba pripočítať signalizačné zariadenie, kabeláž, slúchadlo a anténu. 

Vysielač v automobile poskytoval výkon približne 20 W. Na streche auta sa nachádzala anténa dlhá okolo 46 cm, ktorú systém používal na vysielanie aj príjem. Elektronika pracovala s elektrónkami, produkovala veľa tepla a odoberala toľko energie, že počas vysielania mohli svetlá automobilu viditeľne zoslabnúť. Na rozdiel od smartfónu ste teda nemuseli sledovať percentá batérie. Skôr ste dúfali, že elektrická sústava auta prežije celý rozhovor. 

Ako sa telefonovalo bez číselnice

MTS nepoužíval klasické vytáčanie telefónneho čísla. Každý hovor musela zostaviť operátorka, či už smeroval z auta, alebo do auta. Keď chcel človek zavolať na mobilný telefón z pevnej linky, spojil sa najskôr s diaľkovou ústredňou a požiadal o mobilnú službu. Operátorke oznámil číslo vozidla, ktoré hľadal. Ústredňa následne odvysielala adresný signál. V správnom automobile sa rozsvietila kontrolka a zazvonil zvonček. Až potom mohol vodič zdvihnúť slúchadlo a prijať hovor. 

Pri volaní z automobilu používateľ zdvihol slúchadlo a stlačil tlačidlo hovoru. Najbližšia prijímacia stanica zachytila signál a poslala ho po telefónnom vedení operátorke. Vodič jej oznámil číslo, ktoré si želal spojiť, a operátorka vytvorila spojenie cez klasickú telefónnu sieť.

Systém fungoval v režime half-duplex, podobne ako vysielačka. Človek počas rozprávania držal tlačidlo a po dopovedaní ho pustil, aby mohol počúvať druhú stranu. Obaja účastníci nemohli hovoriť naraz. Bežné skočenie do reči, ktoré dnes zvládame s profesionálnou ľahkosťou, by v roku 1946 spôsobilo nanajvýš rádiový chaos. 

Southwestern Bell ponúkal tri druhy služby. Zákazník si mohol objednať plnohodnotné obojsmerné spojenie medzi vozidlom a ľubovoľným telefónom alebo iným vybaveným vozidlom. Firmy mohli využívať obojsmernú dispečerskú službu, ktorá spájala ich kanceláriu iba s vlastným vozovým parkom. Najjednoduchšia možnosť poskytovala jednosmernú signalizáciu. Dispečer vodiča upozornil a ten postupoval podľa vopred dohodnutého pokynu, napríklad sa zastavil pri najbližšom telefóne alebo sa vrátil na základňu. 

Základný trojminútový hovor v oblasti St. Louis stál 30 až 40 centov podľa polohy pevného telefónu. Minúta dispečerského hovoru vyšla na 15 centov. Ak sa pevná linka nachádzala mimo oblasti mobilnej služby, operátor pripočítal poplatok za diaľkový hovor.

Zákazník si mohol kúpiť vlastné rádiové zariadenie alebo si techniku prenajať od telefónnej spoločnosti. Southwestern Bell účtoval za firemné vybavenie 15 dolárov mesačne a jednorazový inštalačný poplatok 25 dolárov. Po zohľadnení americkej inflácie predstavuje mesačný paušál približne 250 až 260 dnešných dolárov a inštalácia vyše 400 dolárov. Jeden miestny hovor by mal dnešnú kúpnu silu približne päť až sedem dolárov. Lacné nekonečné volania teda čakali ešte veľmi ďaleko. 

Tri mobilné hovory pre celé veľkomesto

Infraštruktúra MTS sa od dnešných mobilných sietí líšila ešte viac než telefón v kufri auta. St. Louis pokrývala jedna jediná centrálna vysielacia stanica s výkonom 250 W. Jej anténa stála na približne 15-metrovom stožiari na streche centrály Southwestern Bell na adrese 1010 Pine Street. 

Vozidlový vysielač mal podstatne nižší výkon než centrálna stanica, preto operátor rozmiestnil po meste päť prijímačov. Keď vodič vysielal, jeho hlas zachytil najbližší prijímač a odoslal ho po kábli do telefónnej siete. Mobilná časť komunikácie tak fungovala asymetricky: jeden silný vysielač pokrýval smer k automobilom, viacero lokálnych prijímačov zachytávalo slabšie signály smerujúce z vozidiel.

Služba využívala frekvencie v rozsahu 152 až 162 MHz. Pôvodná konfigurácia počítala so šiestimi kanálmi v pásme okolo 150 MHz, rušenie však prinútilo operátora znížiť ich počet na tri. Celé St. Louis preto zvládlo najviac tri súčasné mobilné hovory. Keď všetky kanály niekto obsadil, ďalší zákazník musel čakať. 

Kanál navyše nezískal každý používateľ výhradne pre seba. Pred nadviazaním hovoru musel počúvať, či frekvenciu nepoužíva niekto iný. IEEE preto prirovnáva MTS k obrovskej spoločnej telefónnej linke pre celé mesto. Súkromie prakticky neexistovalo. Analógový hovor mohol zachytiť ktokoľvek s vhodným rádiovým prijímačom a ostatní predplatitelia počuli aktivitu na spoločnom kanáli. 

Systém nepoznal ani automatické odovzdanie hovoru medzi vysielačmi. Vozidlo zostávalo počas hovoru v oblasti jednej rádiovej stanice. Keď sa dostalo mimo jej dosahu, spojenie sa prerušilo. MTS preto nepoužíval bunky v dnešnom význame a frekvencie nedokázal opakovane využiť v rôznych častiach mesta.

Napriek obmedzeniam sa služba rozširovala rýchlo. Do konca roka 1946 fungovali podobné systémy v približne 25 amerických mestách. V roku 1948 ponúkal Bell System mobilné telefonovanie v takmer stovke miest a diaľničných koridorov. Približne 5 000 zákazníkov uskutočnilo každý týždeň okolo 30 000 hovorov. V porovnaní s dnešnými sieťami išlo o zanedbateľné čísla, dostupná kapacita však aj tak nestačila a v mnohých mestách vznikali poradovníky. 

Mobilná služba nultej generácie

Označenie 0G, ktoré dnes pri MTS často používame, vzniklo spätne. V roku 1946 nikto nehovoril o nultej generácii. Názov iba odlišuje predcelulárne rádiotelefónne systémy od analógových sietí prvej generácie.

Hlavný problém MTS nespočíval vo veľkosti telefónu, ale v neefektívnom využívaní frekvencií. Jeden výkonný vysielač pokrýval rozsiahle územie a každý hovor zabral jeden rádiový kanál v celom meste. Zmenšovanie elektroniky by preto samo osebe nepomohlo. Aj keby sa telefón zmestil do vrecka, sieť by stále obslúžila iba hŕstku ľudí.

Inžinier Donald H. Ring z Bell Labs preto už v roku 1947 navrhol rozdeliť územie na menšie bunky. Každá bunka mala používať vlastnú základňovú stanicu a susedné bunky rozdielne frekvencie. Vo vzdialenejších bunkách mohol operátor rovnaké frekvencie použiť znova bez výrazného vzájomného rušenia. Sieť zároveň potrebovala automaticky presúvať prebiehajúci hovor medzi bunkami podľa pohybu vozidla. Tento princíp tvorí základ mobilných sietí dodnes. Vtedajšia elektronika, prepájacie systémy a pridelené rádiové spektrum však ešte nedovoľovali postaviť takúto sieť v komerčnom rozsahu. 

Prvý automatický mobilný systém Dial Direct spustil Ramsey McDonald ale už 1. marca 1948 v meste Richmond v Indiane. Používatelia už pri lokálnych hovoroch nepotrebovali operátorku, systém však stále nemal kapacitu modernej bunkovej siete. Bell System zas predstavil v polovici 60. rokov vylepšenú službu IMTS, čiže Improved Mobile Telephone Service. Tá zaviedla priame vytáčanie, viac kanálov a plnohodnotný duplexný hovor, takže používateľ už nemusel stláčať tlačidlo a striedať sa v rozprávaní. Technika sa zmenšila približne na polovicu pôvodnej hmotnosti, kapacita však zostala nízka. A vývoj pokračoval ďalej.

Ďalší známy míľnik prišiel 3. apríla 1973. Inžinier Motoroly Martin Cooper uskutočnil v New Yorku demonštračný hovor z ručného prototypu mobilného telefónu. Cooper uskutočnil prvý verejne predvedený hovor z ručného bunkového telefónu, ktorý človek nemusel pripevniť k automobilu. 

Komerčné bunkové siete otvorili v roku 1979 v Japonsku a v roku 1981 v severských krajinách. Americká sieť AMPS začala komerčne fungovať v Chicagu v októbri 1983. Bunky, opakované využívanie frekvencií a automatické odovzdávanie hovorov umožnili obslúžiť podstatne viac zákazníkov. Analógové siete neskôr dostali označenie 1G. Digitálny štandard GSM odštartoval éru 2G v roku 1991 a priniesol vyššiu kapacitu, lepšiu kvalitu, medzinárodný roaming a neskôr aj textové správy a dátové služby. Postupne sme sa prepracovali až k sieťam 5G a chystajúcim sieťam 6G. Za 80 rokov.