Hoofdstuk 11: uitvinding van radio en mobiele telefoon

Technologisch innovatieproces radio: noodzakelijke kennis: algemeen

• telegraaf

• telefonie

• Hertz golftheorie

• electric light bulb (gloeilamp)

Technologisch innovatieproces radio: noodzakelijke kennis: electric light bulb (gloeilamp)

• uitvinder → Thomas Edison

• vervanger kaars → gloeilamp

• werking → obv thermische detectoren + vacuüm buizen

• oprichting Edison Company → leasing van gloeilampen

  • leasen = betalen voor gebruik idpv lamp zelf

Technologisch innovatieproces radio: intrede sociale behoeften

• Zeevaart:

  • noodzaak voor wireless

  • boten → sneller + minder samen → stimulans om over te schakelen naar wireless

  • titanic:

    • ervoor → geen wet om wakker te blijven voor signalen

    • erna → wel wet

• WOI:

  • nood info doorsturen zonder kabel

Technologisch innovatieproces radio: wet ‘onderdrukking’: algemeen

• telegraaf

• telefoon

• industriële vijandigheid

Technologisch innovatieproces radio: uitvinding: algemeen

• Marconi

• Fleming

• De Forest

• Fessender

Technologisch innovatieproces radio: uitvinding: Marconi

• uitvinding → wireless telegraaf of radio

• Marconi → eerst patent op ‘radio wave detection device’

  • toestel om radiogolven op te vangen

  • volledig prototype

  • 1900 → wireless telegraaf

  • 1901 → eerste transatlantische morse code draadloos verstuurd

• draadloos sturen → zendmasten nodig

  • hoe hoger, hoe verder golven reizen

Technologisch innovatieproces radio: uitvinding: Fessender

• uitvinding → continue golfgenerator

• Fessender → gebruikt modulatie

  • wireless telegraaf → wireless telefoon

  • radiogolven die geluid vervoeren → door continue golfgenerator

  • eerste prototype → mislukt

  • later → eerste ‘radio uitzending’ → overdracht stem/spraak idpv morse code

• oorspronkelijk doel radio → point to point communicatie

• later → broadcasting

• werking:

  • geluid zijn golven

  • creatie continue golven → carrier wave/dragende golven

  • stem inbedden in golf → via modulatie = draaggolf aanpassen met geluidsignaal

  • resultaat → gemoduleerde golven

Technologisch innovatieproces radio: uitvinding: Fleming + De Forest

• uitvinding → diode buis + radiolamp

• Fleming → diode buis

• De Forest → audio/radiolamp

• beide → essentieel voor ontwikkeling radio receiver

  • toestellen die sturen → bestaan

  • toestellen die ontvangen → noodzakelijk → radio receiver = radio toestel gebruikt door eindgebruiker

• belangrijk → radiosignaal ontvangen + versterken

  • verzwakt na opvangen

  • spraak uit draaggolf halen

Technologisch innovatieproces radio: diffusie: algemeen

• radio stations

Technologisch innovatieproces radio: spin-offs: algemeen

• CB radio

• mobiele telefonie

Radiosignalen: kort samengevat

• geluiden → geluidsgolven

• geluidsgolven → bestaan/omgezet → combinatie elektronische frequenties

• radiosignalen → overgebracht = gemoduleerde continue golven die geluidsgolven bevatten

• radiogolven → deel elektromagnetisch spectrum → 3kHz - 30GHz

Frequentie, eenheid en typische bandbreedte

• bandbreedte = range frequenties die bron produceert

• bandbreedte telecom termen = verschil hoogste en laagste frequentie die wordt doorgelaten

  • hoeveelheid info die verbinding binnen bepaalde tijd kan overdragen

Radiogolven: amplitude en frequentie modulering

• modulatie = proces waarbij geluidssignaal op radiogolf wordt overgebracht

• uitvinder → Edwin Armstrong

• amplitude modulering = AM → verder reizen dan FM

• frequentie modulering = FM → korter reizen dan AM

  • betere kwaliteit

  • minder last interferenties

  • grotere bandbreedte

• opvolger FM → DAB+ = digital audio broadcasting+

Radiogolven: golfpropagatie

• grondgolven:

  • lage frequentie = LF

  • volgt curve aarde

  • AM uitzendingen

• directe golven:

  • super hoge + extreem hoge frequentie = VHF + UHF

  • rechtdoor

  • FM uitzendingen + TV broadcasting mobile communication (relays nodig)

• sky wave single hop:

  • hoge + middel (nacht) frequentie = HF + MF (nacht)

  • rechtdoor richting atmosfeer → overdag

  • terugkaatsing → nacht (andere deeltjes in lucht)

  • AM uitzendingen (nacht) + internationale uitzendingen

• sky wave multihop:

  • hoge frequentie = HF

  • richting atmosfeer + terugkaatsing

  • internationale uitzendingen

Radiogolven: transmissiedekking + frequentieplanning

• reisafstand radiogolf → beïnvloed door: frequentieband + transmitter power

  • transmitter power = hoeveelheid vermogen radiofrequentie-energie die zender produceert → Watt

  • beide → bepalen afstand

  • grotere afstand reizen → goedkoper

  • AM → nationale uitzendingen

  • FM → lokale uitzendingen

• frequentieplanning = plannen spectrum radiogolven op manier dat radionetwerk zo efficiënt mogelijk kan functioneren + maximaal gebruik infrastructuur + minimaal overlapping frequenties

  • hoge kwaliteit nationale uitzendingen → meerdere transmitters gebruiken → opletten: overlap frequenties = interferentie

  • interferentie = niet intentioneel verstoren radiosignalen door stoorsignaal = samengaan twee/meer golven die door elkaar lopen

  • verschillende FM radio frequenties → afhankelijk locatie

Cellular jamming

• = cell phone jamming

• jamming = opzettelijk gebruik radioruis/signalen in poging communicatie te verstoren/luisteren voorkomen

• voorbeeld:

  • auto president VS = the beast

  • maakt contragolven → breken radiogolven af

  • ingezet voor onderschepping

Noise cancelling

• anti signaal maken op geluid buiten

• golf van buiten tegenwerken

• golven met andere golven onderdrukken

Technologisch innovatieproces radio: diffusie: belang do-it-yourself cultuur

• evolutie:

1. crystal radio kits:

• goedkoop + eenvoudig ontvangersmateriaal

• afluisteren

• koptelefoon op batterij → zwak signaal

• individueel gebruik

• veel interferenties

2. 1920: radio in thuisomgeving:

• meubelstuk aangesloten op elektriciteit

• meerdere mensen tegelijk luisteren

3. 1947: miniaturisering:

• vacuümtubes → vervangen door transistors → kleiner

• mobiel toestel

4. AM naar FM:

• traag → iedereen ander toestel kopen

5. FM naar DAB+

Strijd over frequentie gebruik: vrij/privaat naar institutionalisering

• radio was ‘vrij’ → hobbyisten maakten/ontvangen radio

  • interne strijd → gebruik frequenties

  • veel chaos + verstoring

• regulering frequentie gebruik nodig:

  • Radio Act → eerste poging mislukt → tweede poging gelukt

  • vandaag:

    • internationaal → ITU = internationale telecommunication union

    • België → BIPT = Belgisch instituut voor postdiensten en telecommunicatie

• UK:

  • oprichting privaat bedrijf → BBC = British broadcasting company

  • later → overheid neemt over → BBC = British broadcasting corporation

  • receiver licence = kijk en luistergeld

• na WOII:

  • gebruik HF → bruikbaar voor FM

  • betere kwaliteit

  • minder interferenties

  • meer radiostations

BIPT taken

• beheer radiofrequentie spectrum

• aanvragen gebruik radiofrequentie spectrum onderzoeken

• coördinatie radiofrequenties → nationaal + internationaal

• controle gebruik spectrum

Institutionalisering radio België

1. Radio-Belgique → privé initiatief

2. oprichting NIR/INR

3. eerste FM uitzending

4. NIR → BRT:

• radio → staatsmonopolie → overheid neemt over

Conclusies

• ontwikkeling → verder gebouwd op bestaande uitvindingen → maar zonder kabels

• wireless → goedkoper dan wired

  • interferentie + invloed omgevingsfactoren → groter dan wired

• gebruik radio → verander door: hobbyisten + sociale context + opkomende business interesse broadcasting

• niets aan de technologie zelf dat radio automatisch beter maakte voor broadcasting dan voor telefonie of telegrafie

  • voordeel → niet in techniek

  • voordeel → hoe mensen het gebruiken

  • lang geduurd → telefoon in gebruik

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: noodzakelijke kennis: algemeen

• Hertz-radiogolven

• draadloze telegraaf

• radio

• Alohanet → eerste wireless packet-switching digitale netwerk ‘packet radio’

• cellulaire netwerk

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: intrede sociale behoeften: algemeen

• politie

• bedrijfswereld

• miniaturisatie

• standaardisatie

• pre-paid card

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: wet ‘onderdrukking’: algemeen

• verschillende standaarden

• business model

• telecom publieke sector

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: uitvinding: algemeen

• Motorola

• CB

• Pagers

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: uitvinding: Motorola

• prototype

• Motorola = eerste autoradio voor eindgebruiker

  • eerst → 2-way communicatie

  • later → commercieel gebruik mobiele telefoon

Publieke mobiele telefonienetwerk

• = draadloze connectie met public switched telephone network (PSTN) gebruikmakend van radiogolven (analoge telefonie)

• 1946 → MTS = mobile telephone service:

  • ontwikkeld door AT&T → VS

  • operator behandeld gesprekken manueel

  • indrukken → spreken → lossen → luisteren

  • duur + beperkt

• 1965 → IMTS = improved mobile telephone service:

  • ontwikkeld door AT&T → VS

  • extra frequentiebanden

  • meer gelijktijdige gesprekken + zelf telefoneren mogelijk

  • minder zwaar

Publieke mobiele telefonienetwerk: België

• vroege vormen mobiele communicatie → biepers

• MOB1 → MOB2 = meer abonees mogelijk

• analoge mobiele telefonie → veel beperkingen blijven → brede verspreiding onmogelijk:

  • interferentie

  • weinig abonnees mogelijk

  • duur

  • werkt binnen specifieke geografische grenzen

Cellulaire telefonie netwerk

• 1947-1970

• ontwikkeld door → Bell Labs → VS

• lang geduurd → idee geïmplementeerd

• hergebruiken frequenties

• low-power transmitters

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: uitvinding: CB

• = citizen band radio

• = walkie talkie voor korte afstand → push-to-talk radio

• voordelen:

  • goedkoop

  • eenvoudig

  • geen kostprijs/minuut

• nadelen:

  • geen privacy

  • korte afstanden

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: uitvinding: Pagers

• = biepers

• oorspronkelijk → gebruikt in ziekenhuizen

  • telefoneren naar operator → vragen bericht bezorgen

• nadien → gebruikt door iedereen

  • rechtstreeks

• voorloper mobiele telefonie

• succes → wereldwijd

Technologisch innovatieproces mobiele telefoon: diffusie: GSM

• standaard GSM → noodzakelijk adoptie + diffusie

• GSM = global system for mobile communications

  • technische standaard van 2G voor digitale mobiele telefonienetwerken

  • wereldwijd beschikbaar

  • meest gebruikt

• invoering GSM → spraak + datacommunicatie via netwerk mogelijk

• gedefinieerd door ETSI

• netwerk → simkaart nodig

Verschillende generaties mobiele telefoons

• 1^e generatie:

  • = 1G

  • analoge signalen

  • geen datacommunicatie → enkel spraak

  • gebruikt → PSTN netwerk

  • ‘baksteen’

  • verschillende standaarden per land

  • eerste echte eindgebruiker → Martin cooper met Motorola

• 2^e generatie:

  • = 2G

  • digitale signalen

  • gebruikt cellulair netwerk + internationale GSM standaard

  • beveiliging op netwerk

  • geen volledige dekking (afhankelijk aantal masten operator)

  • applicaties → sms, MMS, WAP

  • gebruikers → professionals

• 3^e generatie:

  • = 3G

  • breedband toegang 3G standaard

• 4^e generatie:

  • = 4G

  • LTE = long term evolution system

  • 4G standaard

  • Brussel → stralingsnorm → strenger dan Vlaanderen

• 5^e generatie:

  • = 5G

  • wisselbare bandbreedte → afhankelijk toepassing

  • lage latency/vertraging netwerk

• evolutie → toename bandbreedte, meer dekking (iedereen op zelfde masten), toename snelheid internet

Mobiele app economie

• = geheel economische activiteiten rond mobiele toepassingen (apps)

• omvat:

  • verkoop apps

  • ad-inkomsten of viraliteit gegenereerd door gratis apps

  • hardware apparaten waarop apps zijn ontworpen

• ontstaan → marktplaatsen voor mobiele telefoon applicaties = app stores

Apple innovatie: app store

• belangrijke evolutie

• systeem waarbij jij + maker app wint → bouwen nieuwe economie

• Itunes → marktplaats muziek

  • toegang muziek → lage kost

Business ecosysteem

• = netwerk kopers, leveranciers en producenten van aanverwante producten/diensten + socio-economische omgeving inclusief beleid en wettelijk kader