Brève histoire du téléphone mobile

1. Brève histoire du téléphone mobile Présentation réalisée par l’AHTI pour le compte du Service Mécénat d’IBM France

2. Les hommes ont toujours communiqué à distance MP3 tropical télégraphe tropical Mail marin Télégraphe indien

3. Les hommes ont toujours communiqué à distance On a gagné!! 490 avant J C Athènes Marathon 4 heures

4. Les hommes ont toujours communiqué à distance Pendant les croisades (11eme et 12eme siècle), les Turcs et les Arabes maîtrisaient déjà l'élevage des pigeons pour transmettre des messages ce qui leur rendait bien des services aux dépens des Croisés.

5. Les hommes ont toujours communiqué à distance Jusqu’à la fin du 18 eme siècle, la poste a été le seul moyen organisé pour la communication à distance entre les hommes

6. Les hommes ont toujours communiqué à distance Le Télégraphe optique de Chappe a été inventé pendant la Révolution française. La ligne Paris Lille fut créée en 1794.Il suffisait d’une heure au lieu d’un jour pour envoyer un message

7. Le télégrapheélectrique: première application de l’électricité pour la transmission d’informations 1837 : L'Américain Samuel Morse invente un télégraphe électrique simple: des piles, un interrupteur, un électro-aimant et des fils suffisent. Code binaire Morse

8. Les fréquences Une fréquence mesure le nombre de vibrations par seconde. S’applique au son , à l’électricité(courant alternatif), aux ondes radio, etc. S’exprime en cycles/seconde ou en Hertz (Hz) Amplitude d’énergie 3 Hz . . . . . 15 Hz 1 seconde

9. Les fréquences sonores 20 Hz 20 000 Hz 55 Hz 7 000 Hz 300 Hz 3 400 Hz

10. Les fréquences radioélectriques • Exemples de fréquences • Courant EDF: 50 Hz • Radio AM: 200 KHz • Radio FM: 87.5 MHz-108 MHz • Télévision: 110 MHz • GSM: 900 MHz; 1800 MHz • WiFi: 2.5 GHz • Micro-ondes 2.5 GHz K= 1000 Kilo M= 1000 000 Méga G= 1000 000 000 Giga

11. Le problème de la transmission du son à distance Le son dans l’air ne se propage pas très loin et pas très vite Ici un soldat avec des « grandes oreilles » pour mieux recevoir le son afin de détecter des avions (avant le RADAR, dans les années 1930)

12. Le problème de la transmission du son à distance ? ? La transmission mécanique ne permet pas non plus une bonne transmission du son à distance

13. L’électricité a révolutionné les communications: le téléphone Le 10 mars 1876 Graham Bell réussit à transmettre par fil électrique une première phrase devenue célèbre : " Monsieur Watson , veuillez venir dans mon bureau , je vous prie“. C’était l’invention du téléphone. Haut Parleur Micro SON SON Courant électrique

14. La transmission a fait des progrès continus: On a développé des moyens de transmission de plus en plus puissants (c.a.d en nombre de circuits téléphoniques simultanés et en distance): • Câbles métalliques symétriques • Câbles métalliques coaxiaux • Faisceaux hertziens • Satellites • Fibre optique

15. Le réseau téléphonique a rapidement dû être organisé ?

16. On a donc introduit très tôt des points d’aiguillage (les commutateurs téléphoniques) et un annuaire des abonnés.

17. Les commutateurs téléphoniques ont été automatisés à partir de 1920 1975: premiers Commutateurs électroniques Les demoiselles du téléphone 1920: premiers commutateurs électromécaniques

18. X La naissance de la radio (Télégraphie Sans Fil) 1888: Hertz (*) a fait la preuve expérimentale des ondes RADIO (*)on parle d’ondes hertziennes et de fréquences en Hertz

19. La naissance de la Télégraphie Sans Fil S O S tititi tatata tititi 1912: Le naufrage du Titanic: premier usage célèbre de la TSF

20. Le son transporté par radio Il faut « moduler» l’onde radio pour transporter le son. La restitution du son se fait par « démodulation». Ces opérations complexes sont à la base de la radio. Son + Le son est transporté par l’onde radio Onde radio

21. La naissance de la radiodiffusion 1922: première émission de radio à Paris Les triodes étaient les Composants critiques

22. Pourquoi utiliser la radio pour le téléphone ? • Les avantages du sans fil: • Permet la mobilité • Est économique : pas besoin de câble reliant chaque utilisateur • Les problèmes par rapport au téléphone fixe: • Il faut des fréquences radio • Il faut se protéger contre les brouillages des ondes radio • Les récepteurs sont compliqués • Besoin d’énergie électrique

23. La télégraphie sans fil en avion !! Pendant la guerre de 1914-1918 on utilisait encore des pigeons voyageurs pour envoyer des messages depuis les avions!!

24. Les débuts du radio téléphone • Le radio téléphone a débuté sur les avions , navires et autres véhicules militaires: il n’a été opérationnel sur les avions qu’à partir de la guerre 39-45 • Puis on a commencé à l’utiliser dans le civil avec des systèmes spécialisés;

25. Les débuts du radio-téléphone civil

26. Les débuts du radiotéléphone Un des premiers radiotéléphones militaires portables (radiotéléphone de campagne)

27. Les premiers téléphones mobiles commerciaux en France En France, le premier service commercial significatif de radiotéléphone fut lancé en 1984:RADIOCOM 2000. Juste avant le GSM, vers 1992, il n’y avait que 200 000 abonnés en France: le téléphone mobile était pour les professionnels. 10 Kg 3000 €

28. Un essai : le BIBOP En 1991, France Télécom a lancé un service limité de téléphonie sans fil de poche. Il fallait s’arrêter près d’une borne marquée du signe BIBOP et s’identifier. Il a été abandonné rapidement au profit du GSM.

29. Le lancement du GSM • En 1982 les opérateurs européens de télécom se sont mis d’accord sur: • La réservation de la même plage de fréquences radio dans tous les pays pour la téléphonie mobile. • L’étude d’un nouveau système mobile appelé GSM (Global System for Mobile communications). • Le GSM a démarré en Europe au début des années 1990

30. Les principes du GSM

31. Le GSM est très innovant • Il utilise le principe de la téléphonie cellulaire; • La voix est numérisée dès le poste téléphonique; • Il faut beaucoup d’intelligence (grâce à l’informatique) pour gérer la mobilité;

32. La gestion des fréquences radio Il faut des arbitres internationaux Cette fréquence est à moi Na!

33. Les fréquences radio Une ressource naturelle très disputée! GSM

34. La gestion des fréquences Dans les premiers systèmes de radiotéléphonie (radio maritime, CiBi) un principe simple était appliqué: les échanges se partageaient le même canal (bande de fréquences): il fallait parler chacun son tour!

35. La gestion des fréquences Avec un seulémetteur, la plage des fréquences réservées pour le GSM permet d’écouler au plus de l’ordre de 1000communications simultanées. On a donc cherché à multiplier le nombre d’émetteurs, avec un nouveau problème: comment éviter le brouillage entre émetteurs? C’est pourquoi on a inventé le téléphone cellulaire(Bell Labs vers 1947)

36. Le téléphone cellulaire On divise le territoire en cellules, chacune desservie par un émetteur. Deux cellules voisines doivent utiliser des fréquences différentes (représentés ici par des couleurs)

37. Le téléphone cellulaire • Problèmes: • Il faut savoir où sont tous les mobiles par la gestion de la mobilité • Il faut que la communication ne soit pas interrompue quand on passe d’une cellule à l’autre (piéton, voiture, train).

38. Le téléphone cellulaire On a introduit le mécanisme de "hand over“ permettant de changer de cellule sans couper les communications Ne coupez pas

39. Le prix des portables Un portable est un appareil très complexe, en fait un véritable ordinateur de poche. Principales fonctions d’un portable • Numérotation d’un appel • Identification et gestion de la carte SIM (Subscriber Identity Module), facteur de sécurité • Microphone / haut-parleur • Numérisation (codage/décodage) • Gestion des SMS • Gestion de l’annuaire local • Internet • Et il faut une bonne batterie

40. Le prix des portables Ces terminaux complexes sont devenus économiques grâce aux progrès technologiques. Entre 1970 et 2000, la puissance des composants a été multipliée par 100 000 (loi de MOORE) 1993 Poids, prix 2006

41. La numérisation • De plus en plus, on numérise l’information, et pas seulement celle qui est échangée sur Internet. • Exemples: • Musique: CD, MP3 • Télévision: la TNT • Photographie : JPEG • Bientôt la radio • Téléphonie: GSM, voix/Internet • Etc...

42. La numérisation • La numérisation a de nombreux avantages. Elle permet: • Une bonne protection contre les parasites (le bruit) • La compression (on ne transmet que l’information utile, on élimine les répétitions) ce qui permet des économies de fréquences, (TNT, GSM) ou de mémoire (MP3) • Des appareils à basprix (grâce aux composants numériques en grande série)

43. Salut La numérisation Dans le téléphone classique, un courant électrique reproduit les vibrations du son. Pour que la voix soit compréhensible on transmet les fréquences entre 300 Hz et 3400 Hz Haut Parleur Micro SON SON Courant électrique analogique Hz: Hertz ou cycle par seconde

44. T’es où? La numérisation Dans le téléphone numérique le courant électrique de la voix est codé en chiffres binaires (0 et 1): c’est sous cette forme que la voix est échangée entre les deux appareils avec un CODEUR et un DECODEUR. Haut Parleur Micro 0101101101 SON COD DEC SON Canal numérique

45. La numérisation Courant électrique mesure de l’énergie du courant 8000 fois par seconde (Echantillonnage) Codage binaire Ce procédé de numérisation de la parole est utilisé depuis les années 1970 dans le cœur du réseau téléphonique fixe avec un débit de 64 000 b/s par communication téléphonique.

46. La numérisation Numérique Dans le "vieux" réseau fixe: le local est analogique Dans le GSM la communication est tout numérique

47. La numérisation débit divisé par 5 64 000 b/s 13 000 b/s COMPRESSION La compressiondans le GSMpermet de réduire le débit à 13 000 b/s par communication téléphonique. Le mécanisme de compression de la voix pour le GSM a été mis au point dans les années 80 dans les labos d’IBMla Gaude.

48. L’intelligence dans le réseau • La gestion de la mobilité n’est possible qu’avec des ordinateurs puissants (le réseau sait à tout instant localiser tous les mobiles allumés!) • Pour comprendre le fonctionnement du réseau nous allons suivre ce qui se passe quand Mr ZAVATTA qui a pris l’avion pour Montpellier appelle Mr ZIGOTO qui est resté à Paris.

49. L’intelligence dans le réseau INFORMATIQUE CENTRALE C001 Commutateurs CXXX Numéro de cellule (environ 5000 cellules en France C1001 C002 Les principaux composants d’un réseau GSM C1000

50. L’intelligence dans le réseau INFORMATIQUE CENTRALE Annuaire Localisation Consommation C001 CXXX C1001 N° de Cellule C002 Zigoto 06 87 65 43 21 C1000