Před deseti lety bych mohl směle napsat, že se v následujícím článku budeme probírat historií jedné zajímavé telefonní sítě, která byla předchůdcem dnešních mobilních telefonů. Jelikož jsou ale současné mobilní telefony skutečným telefonem už jen podle názvu, tak tyto sítě jako předchůdce dnešních telefonů presentovat nechci. Tento článek by měl mimo zajímavých podrobností především opravit nepřesnosti a opisované chyby v článcích, které se objevují na internetu o síti AMR.
Historie
Možnost komunikace na dálku pomocí telefonního zařízení využívá lidstvo již více než 150 let a vsadil bych se už tehdy si při používání drátových telefonních stanic nejeden uživatel říkal, jaké by to asi bylo, mít takový přístroj ve vlaku, automobilu nebo při chůzi po ulici a mít tu možnost telefonovat během cest. V roce 1908 tak byl zapsán ve spojených státech patent s názvem „bezdrátový telefon“. Tehdy se jednalo především o teoretickou koncepci možnosti přenosu telefonních linek bez drátů pomocí radiových pojítek a vlastně vůbec nikdo netušil, zda to bude možné, jak bude vypadat šíření signálu během pohybu telefonního zařízení, zda vůbec bude možné udržet spojení na větší vzdálenosti a při větších rychlostech apod.
Tato myšlenka se nicméně uchytila v Evropě v poválečném Německu, kde si armáda vytvořila krátkovlnné radiové linky propojené do tehdejší vojenské telefonní sítě. V roce 1918 tak vznikla testovací armádní telefonní linka z vlaků podél trati Berlin – Zossen (cca 50 km). Projekt to byl evidentně úspěšný, neboť již o 6 let později (1924) vzniká akciová společnost Zugtelefonie A.G., která vyvíjí radiotelefonní přístroje s možností instalací do civilních vlaků. O dva roky později, tedy v roce 1926 začnou německé říšské dráhy (Deutche Reischsbahn) na trati dlouhé 280 km z Berlína do Hamburku nabízet možnost cestujícím v první třídě využít bezdrátového telefonu.
ZÁPAD
Na druhé straně Atlantiku se ovšem také nezahálelo a známé Bellovy laboratoře (Bell Systems) dělaly ve dvacátých letech první pokusy s bezdrátovými telefonními přístroji instalovanými nikam jinam než do automobilů. O úrovni a spolehlivosti techniky založené elektronkových přijímačích a vysílačích asi není potřeba hovořit, a proto se tato technika ještě dalších 20 let víceméně masově neobjevovala. Do dalšího vývoje na obou stranách Atlantiku pak zasáhla druhá světová válka, která samozřejmě způsobila to, že se firmy zaobíraly především vojenským výzkumem. Ale již v roce 1946 nabízí firma Bell Systems službu s označením MTS (Mobile Telephone Service). V několika velkých amerických městech a jejich okolí je nabízena možnost instalace a provozu radiotelefonu v autě.
Tehdy se jednalo o tříkanálové radiotelefonní zařízení v pásmu 43/35 MHz s použitím frekvenční modulace. Později bylo přiděleno dalších 6 kanálů v pásmu 35 MHz, dále pásmo VHF (11 kanálů v pásmu 158/152 MHz) a UHF (12 kanálů v pásmu 460/454 MHz). Tato síť ještě nepoužívala plně duplexního druhu provozu, ale semiduplexního tj. základnová stanice s anténou umístěnou vysoko nad městem vysílala trvale a mobilní stanice na druhém kmitočtu jen klíčovaly v případě odpovědi, aby nedocházelo k výpadkům signálu v zástavbě. Možnost spojení stanic bylo obousměrné, ale v případě volání z automobilu, volala posádka operátorku a ta ji spojila s konkrétním číslem pevné linky. Tato síť fungovala až do poloviny 60 let.
Na evropském kontinentu bychom našli jako první radiotelefonní síť v Holandsku a to již od roku 1949. Vznikla zde neautomatická (spojení pomocí operátorky) telefonní síť s označením OLN. Jednalo se o dvoukanálový systém v pásmu 80 MHz. Zpočátku bylo instalováno 22, později až 35 základnových stanic po celém Nizozemsku, čímž byla pokryta většina území. Kapacita sítě byla 2500 účastníků. Tato síť fungovala až do poloviny 80 let. Od poloviny padesátých a v průběhu šedesátých let vznikají v západní Evropě další radiotelefonní sítě.
Jako zajímavosti z okolní Evropy bych ještě zmínil vznik rozsáhlé německé radiotelefonní sítě „öbL B“ v roce 1972, což byla civilní síť v bývalém západním Německu. Bylo zde vybudováno 150 základnových stanic, k dispozici bylo 401 hovorových kanálů a celá síť byla schopna pojmout 10.000 a později až 14.000 účastníků.
RVHP
Ve východním bloku byla situace trochu jiná. Vývoj radiotelefonního spojení bylo z mnoha důvodů (materiálových, kádrových a ideologických) proti západnímu světu opožděný. První zmínky o mobilních radiotelefonech v bývalém Sovětském svazu lze nalézt až kolem roku 1957, kdy radioamatér, elektrotechnik vývojář a řekl bych i nadšenec do Science fiction Leonid Kupryanovič, publikuje (nejen v bývalém SSSR) články o bezdrátových radiotelefonech své vlastní konstrukce s označením LK1 až LK3.
Navíc ale představuje i na svou dobu poměrně zajímavou koncepci radiotelefonní sítě, řešení automatického přepínání komunikačních kanálů, ale i systémy automatického vytáčení. Tehdy se jeho radiotelefony, (na svoji dobu a místo neuvěřitelně zajímavé miniaturní konstrukce) neujaly. Samotný Leonid byl zaměstnán v ústavu pro studii spánku, tedy na první pohled naprosto nesouvisející zaměstnání. Zajímavostí je, že již v relativně mladém věku dostává vlastní auto a nadprůměrnou gáži. Znamená to tedy, že byl tento nadaný radioinženýr pravděpodobně zaměstnán na úplně jiném projektu, ale již necivilním. Po roce 1960 přestává Kupryanovič vydávat technické články o radiotelefonních zařízeních a sítích.
V roce 1958 vzniká v Sovětské Voroněži první testovací radiová telefonní síť pod taktovkou VNIIS (Všeruský výzkumný ústav) pod názvem Altaj. Tato síť pracovala v pásmu 150 MHz a radiotelefony měly k dispozici 8 kanálů. Zajímavostí bylo, že si stanice uměly vybírat volný kanál, provést automatické spojení se základnovou stanicí a přenést vytáčené telefonní číslo. Tedy vše, o čem Kupryanovič několik let před tím psal. O čtyři roky později (1962) se síť Altaj rozšiřuje do dalších měst. Mimo hlavního města Moskvy se začala budovat i v Kyjevě, Leningradu (nyní Petrohradu) atd. Telefonní stanice byly ovšem určeny pouze pro vládní činitele.
V roce 1971 vzniká rozšířená verze Altaj-3 (zda byla verze 2 jsem nezjistil, pokud ano, nebyla veřejná) pracující v pásmu UHF v rozsahu 337.15 MHz – 341.8 MHz / 301.15 – 305.8 MHz. K dispozici bylo tedy 93 kanálů v rastru 50 kHz.
Zatímco prapůvodní radioamatérské bezdrátové telefony byly navrženy s otočným číselníkem, radiotelefony sítě Altaj již používaly klasická tlačítka. Bylo to tím, že se zde již začal používat tónový selektivní systém vysílající tři tóny současně (tato selektivní volba se mimochodem používá v Rusku dodnes) a nebylo nutné tedy posílat čísla jako sérii modulovaných tónů. Všechny verze radiotelefonů Altaj je možné vidět v soukromém telefonním muzeu v Moskvě.
V Maďarsku vzniká v roce 1974 vládní radiotelefonní síť MRKB-I (výrobce maďarský závod BRG) v pásmu 158/152 MHz. Později se objevuje síť MRKB-II v pásmu 450 MHz. Jedná se o dvou až osmi kanálový systém bez automatické telefonní ústředny. Spojení z telefonní sítě na mobilní stanice tedy zajišťovala spojovatelka. Vlastní číslo radiotelefonů mělo maximálně 4 cifry. Pro selektivní volání zde bylo použito volby standardizovaného typu CCIR, ale samotný systém používal soustavu různých tónů pro identifikaci stavu volání, linky a komunikace základna – mobilní telefon během sestavování nebo ukončování hovoru.
Síť MRKB měla jeden řídící kanál, na kterém byla mobilní stanice na poslechu a po úspěšném selektivním volání na mobilní stanici se otevřel nový hovorový kanál s tónem označujícím volný kanál. Zde proběhl hovor, a volání se ukončilo speciálním tónem. Poté radiotelefon přešel opět na řídící kanál. Síť již měla v sobě implementovanou funkci omezení délky hovoru a účastníci byly před vypršením tohoto času akusticky upozorněni.
ČSSR
Ačkoliv se ve východním bloku vyvíjely radiotelefonní sítě (viz například výše zmiňovaná síť Altaj nebo maďarský systém MRKB), výsledky výzkumů, technologie a principy fungování byly považovány za utajované, a tak si každý stát východního bloku vyvíjel ty samé sítě pomocí vlastních výzkumných ústavů. Na území ČSSR měl tuto funkci VÚS (Výzkumný ústav spojů) a ten dostal za úkol ve spojení s Teslou Pardubice vyvinout pro účely ministerstva pošt a spojů služební bezdrátovou telefonní síť.
Jako první jednoduchou radiotelefonní síť (na našem území) lze považovat testovací převaděč zprovozněný již v roce 1969 a určený pro ústřední správu spojů v Praze na MTÚ (Meziměstské a mezinárodní Telefonní Ústředny) ve Fibichově ulici. Vysílač pracoval na kmitočtu 83.425 MHz. Pro kompletnost uvádím, že vstupní kmitočet byl 78.925 MHz. Anténa byla umístěna ve věži. Základnová stanice měla tím pádem velmi dobrý dosah (uvádí se dosah až ke středočeským Mirošovicím, tedy cca 30 km od centra Prahy).
Radiotelefonní síť fungovala na jednoduchém jednosměrném volání. V síti bylo jen 10 stanic typu VXN101, které byly doplněny jednak o selektivní volbu typu Tesla Selectic pro příjem, ale současně i o ovládací skříňku doplněnou o klasický rotační telefonní číselník (žádná fotografie této ovládací skříňky se bohužel nedochovala).
Princip funkce této sítě bych celkem jednouchý. Základnová stanice neustále vysílala trvalý tón, který sloužil jako umlčovač pro mobilní stanice. Pokud někdo služebně volal z pevné telefonní sítě a vytočil číslo 273999 a číslo 0-9, poslední volané číslo vyzvánělo konkrétním tónem konkrétní stanici pomocí systému Tesla Selectic.
Opačný směr byl zajímavější. Samotná telefonní linka se aktivovala nosnou vlnou na vstupním kmitočtu. K vytáčení čísel se používal rotační číselník, který generoval pulsní volbu. Jelikož ale nebylo možné generovat pulsní modulaci, používal se dvoutónový multivibrátor se změnou tónu podle pulsů z číselníku (pravděpodobně dle normy Dálkových telefonních voleb DV52). Volané číslo se tedy odvysílalo jako série frekvenčně modulovaných „pulsů“. Pro ukončení hovoru se opět aktivoval trvalý tón, který umlčel stanici.
Testovací bezdrátové telefonní spojení po Praze a okolí prováděl ze svého vozu pracovník VÚS ing. Vopálenský a dále jedna ze stanic byla například umístěna na Kavčích horách během výstavby nových budov československé televize.
V polovině 70 let byla v Praze instalována maďarská síť MRKB první generace. Tuto síť si zbudovaly Stavební Závody Praha jako soukromou radiotelefonní ústřednu pro deset účastníků. Základnová stanice byla umístěna na Zeleném Pruhu a tato síť sloužila jen jako služební telefonní připojení do několika vozidel. Tato síť pracovala na čtyřech kmitočtových párech:
- 156.875 MHz / 152.375 MHz
- 156.925 MHz / 152.425 MHz
- 157.000 MHz / 152.500 MHz
- 157.100 MHz / 152.600 MHz
Automatický městský radiotelefon (AMR)
Po několikaletých zkušenostech s testovací bezdrátovou telefonní sítí (dá-li se takto nadneseně jednoduchý jednokanálový základnový radiotelefonní vysílač nazvat) dostal VÚS za úkol vyvinout plně automatickou radiotelefonní síť pro účely ministerstva pošt a spojů.
Plán byl takový, že se vybuduje na každé uzlové telefonní ústředně základnová stanice bezdrátového telefonu pro služební účely servisních aut spojů. Mimo to měly vzniknout i celostátní základnové stanice pro telefonní spojení v rámci celé ČSSR. Některé vysílače tak měly pokrýt pouze oblast působnosti samotné telefonní ústředny a pokud chtěl někdo z pevné linky volat konkrétní posádku vozu, musel znát předvolbu oblasti působnosti této posádky a koncové číslo radiotelefonu. Některé měly pak sloužit pro volání posádek na větším území.
Ve výzkumném ústavu spojů dostal vývoj na starosti kolektiv kolem Ing. Maška. Vývoj radiotelefonní sítě probíhal ve spolupráci s podnikem Tesla Pardubice celou druhou polovinu 70 let. Vývoj této sítě ovšem nezůstal bez povšimnutí, a tak se již v roce 1977 mobilní radiotelefon (nebo alespoň jeho ovládací hlava) objevuje ve filmu „Ráno vstanu a opařím se čajem“. V té době bylo ale zařízení ještě ve stavu vývojového kusu, a tak jeho podoba ve filmu není identická s tou, v jaké se vyráběly později sériově, ale rozmístění prvků na ovládacím panelu se již zásadně neměnilo. V této době začala vysílat první testovací základnová stanice v Pardubicích jako dvoukanálový experimentální AMR kolem kmitočtu 167.5 MHz. Již v roce 1979 byla hotová v Tesle Pardubice kompletní dokumentace k nově budované síti s oficiálním označením AMR ze zkratky “Automatický Městský Radiotelefon“. Poté začala výroba upravených radiostanic a základnových stanic. K oficiálnímu spuštění radiotelefonní sítě pro účely ministerstva spojů došlo v roce 1983. V té době byly již nainstalovány první základnové stanice v Praze, Bratislavě, Brně a Ostravě.
Tato síť byla plánována a budována ve dvou kmitočtových rozsazích. Základní celorepubliková síť pracovala v pásmu 165/161 MHz a později bylo plánována i výstavba lokální sítě v pásmu 157/152 MHz, která měla pokrývat velká města a velké telefonní uzly. Lokální síť byla oficiálně spuštěna mnohem později až v roce 1987, ale plány na výstavbu dalších základnových stanic a rozšiřování první i druhé sítě sahaly až do devadesátých let.
Volání z pevné linky do radiotelefonní sítě AMR mělo svoje jasná pravidla. Volající totiž musel vědět, kde se příslušný volaný účastník nachází. Volané číslo mělo devítimístný formát, ačkoliv samotný AMR umožňoval jen čtyřciferné číslo radiotelefonu v síti. Číslo totiž obsahovalo několik základních identifikací, podle kterých se aktivovala příslušná základnová stanice AMR. Číslo radiotelefonu se skládalo z následujících numerických skupin ve formátu 0XXXYZZZZ:
0 – předvolba pro aktivaci telefonní ústředny
XXX – tříciferný formát místního telefonního uzlu UTO (Uzlový Telefonní Obvod) dle oficiálního číslování UTO. (Příklad 428-Jablonec nad Nisou, 946-Michalovce atd.)
Y – jednočíselný identifikant, v jaké síti se radiotelefon nachází. Čísla 1 a 2 označovala celostátní síť AMR, číslo 3 a 4 označovalo spojení do lokální sítě AMR.
ZZZZ – samotné čtyřciferné číslo účastníka v radiotelefonní síti.
Pokud tedy volal účastník z pevné linky například místní radiotelefon AMR v okrese Mělník, volil tedy následující číslo: 0-206-3-1581. Pokud byla správně zvolena ústředna a pokud byl radiotelefon v dosahu, ozval se vyzváněcí tón. Pokud byla špatně zvolena oblast nebo volaný AMR nebyl v dosahu, odpověď ústředny volajícímu účastníku byl obsazovací tón.
Spojová radiotelefonní síť AMR neunikla pozornosti i dalším institucím, a tak se začali v síti objevovat nejen samotní plánovaní účastníci (tedy servisní vozy spojových techniků), ale také mimoresortní stanice. Na přelomu 80 a 90 let tak v síti pracovaly radiotelefony institucí, které neměly s ministerstvem spojů nic společného. V síti AMR jste tak mohli například najít stanice ČST, ČTK, MF, Státní banky, ale třeba také FMV, OÚNZ, apod. Spousta mobilních stanic ale patřila i poslancům federálního shromáždění, úřadu vlády atd. Tyto stanice měly předvolbu, která byla pro všechny stanice stejná 02-001 a 02-002 pro celorepublikovou síť a 02-003 a 02-004 pro stanice v lokální síti.
Po změně režimu na počátku 90 let došlo ke změně použití sítě. Během privatizace na počátku 90 let vzniká SPT Telecom, který má mimo jiné v gesci i radiotelefonní síť AMR a tu začal nabízet i pro civilní uživatele. Jelikož původně nebyla síť AMR určena pro klasické telefonní spojení, ale jen pro služební účely. Nebyla tak například vyřešena tarifikace hovorů, nebylo možné telefonovat do zahraničí apod.
Problém tarifikace se vyřešil tím, že se radiotelefon platil ve formě paušálního poplatku 1000,- Kčs měsíčně. Za měsíční paušál tedy nebyl omezen počet hovorů. Jelikož ale docházelo k velmi častému obsazení všech telefonních kanálů, přistoupilo se nakonec i k časovému omezení každého hovoru na 4 minuty.
Samostatnou kapitolou bylo kvetoucí pirátství na této síti. Někteří podnikaví uživatelé sítě si zřizovali drahé placené linky a na ně si (sami sobě) volali, čímž od Telecomu dostávali část hovorného. Bylo tedy záhy omezeno volání na placené linky. Spousta majitelů radiostanic ať již z řad radioamatérů, ale také osob mimo obor, vlastnící radiostanice Tesla nebo jiných západních výrobců, dokázaly využít jednoduchého principu fungování sítě k „černému“ volání zdarma. Jedna ze zásadních chyb této sítě byla chybějící identifikace terminálů v síti. Základnové stanice tedy neměly jakoukoliv zpětnou vazbu, jaký terminál volá do telefonní sítě. A tak stačilo celkem triviálně generovat potřebné tóny pro aktivaci telefonní linky a vytočení telefonního čísla. Poté bylo možné duplexně nebo semiduplexně telefonovat na libovolné číslo zdarma. V roce 1993 se tak přistoupilo k doplnění základnových stanic a koncových terminálů o identifikační kód, který autorizoval radiotelefony k provádění telefonních hovorů.
Na začátku 90 let byla Tesla Pardubice privatizována a vznikla firma RCD Pardubice, která mimo jiné začala vyrábět zcela nové digitální ovládací hlavy pro radiotelefony v síti AMR. Součástí výbavy těchto hlav byla i speciální paměť selektivní volby pro autorizaci radiotelefonu k aktivaci telefonní linky a volání. Radiotelefony AMR byly určeny a montovány do aut a s rozšiřujícím se počtem uživatelů se bohužel šířily ruku v ruce i krádeže zařízení z aut. Autorizační paměti tak byly připojeny trvale na napájení baterie v autě. Pokud tedy zloděj AMR odpojil od baterie (nebo se baterie v autě vybila) došlo k zablokování této paměti a radiotelefon nemohl volat do telefonní sítě. Zpětné odblokování paměti pak prováděli servisní pracovníci.
Že radiotelefon AMR nebyla záležitost masová, mohu doložit jednou zajímavostí a tou je cena instalace zařízení do auta. Tu prováděla firma RCD za 35.000 Kč, takže to rozhodně nebyla levná záležitost, když si uvědomíte, že průměrný plat byl v té době cca 5800,-Kč.
Popis používané techniky a přesný princip fungování sítě AMR naleznete v druhé kapitole.
Krajský radiotelefonní systém MV (REGIONET)
V druhé polovině 80 let vzniká na území ČSSR ještě další radiotelefonní síť, a to v pásmu 168/163 MHz. Tentokrát ovšem pro účely federálního ministerstvo vnitra. Název sítě byl „Krajský radiotelefonní systém MV“ (používal se také neoficiální název „Regionet“) a jednalo se celorepublikovou telefonní síť, která ale již pracovala na jiném principu než původní síť AMR. Síť KRS-MV měla vždy jeden řídící datový kanál, na kterém byly na poslechu všechny radiotelefony v oblasti (oblasti byly děleny na tehdejší kraje). Datový kanál každé základny sloužil jednak pro vysílání digitální selektivní volby jednotlivých terminálů a také se zde vysílala informace pro konkrétní terminál o číslu hovorového kanálu. Pokud tedy radiostanice zachytila selektivní volání, dekódovala číslo hovorového kanálu a přešla automaticky na definovaný kanál, kde probíhal již analogový hovor. Kanálů bylo definovaných v rozsahu 167-168 MHz celkem 80 a v případě hovoru radiostanice dostala v radiotelegramu číslo hovorového kanálu.
Po zapnutí radiostanice bylo nutné zadat číslo kraje ČSSR (těch bylo tehdy jen 9) a podle toho se stanice naladila na příslušný datový kanál. Radiotelefon měl také režim, kdy obsluha nevěděla, v jakém kraji se nachází. V tomto režimu se automaticky procházely všechny kanály a radiotelefon se snažil spojit s řídící základnou.
Zajímavostí bylo samotné zapínání radiotelefonu. K zapnutí sloužil kódový klíček velmi podobný, ale nezáměnný s tehdejšími policejními radiostanicemi řady 31, který měl v sobě kódované identifikační číslo a tímto číslem se pak radiotelefon hlásil do sítě. Samotné vypnutí radiotelefonu bylo pak podmíněno odhlášením ze sítě, otočením klíčku do stavu vypnuto k okamžitému vypnutí nedošlo, čekalo se na povolení ze sítě nebo na tři neúspěšné pokusy o odhlášení. Veškeré základní provozní stavy radiotelefonu tedy byly hlášeny pomocí krátkých digitálních zpráv do sítě na dohledové centrum.
Celá tato logika byla obsluhována v samotné ovládací hlavě VO32, ve které byly dva procesory typu 8035, z nichž jeden obsluhoval periferie (klávesnice, displej apod.) a druhý měl na starosti datovou komunikaci na řídícím kanálu. Jelikož se jednalo o síť MV, byly tyto radiotelefony osazeny stejně, jako všechny běžné policejní stanice, inverzním maskovačem hovoru, aby je nebylo možné poslouchat obyčejným upraveným rozhlasovým nebo televizním tunerem. Zajímavostí těchto radiotelefonů bylo automatické přepínání VF výkonu podle síly signálu základnové stanice. Plný výkon koncové stupně vysílače byl 8W a snížený výkon byl jen 100 mW. Stanice tak mohla automaticky přepínat dva výkony (obsluha neměla možnost volbu výkonu).
Další podrobnosti o této síti, její historii a technických detailech se mi bohužel zatím nepodařilo zjistit.
KONEC
Radiotelefonní sítě na našem území fungovaly do pozdních 90 let, kdy byly postupně rušeny jednak z důvodu poklesu zájmu, ale také z důvodu výrazně vyšší dostupností jiných radiotelefonních sítí. Systém AMR dostal v první polovině 90 let konkurenci ve formě analogové radiotelefonní sítě skandinávského typu NMT (Nordic Mobile Technology), která měla přidělený rozsah 461-465 MHz a předvolbu „601“. Signalizace této sítě byla digitální, ale samotné hovorové kanály byly analogové. K dispozici byly v síti NMT přenosné a později i mobilní telefonní přístroje, které v sítích AMR neexistovaly. Cena volání v této síti byla na svoji dobu poměrně vysoká a ačkoli účastníci této sítě platili nejen volaný hovor, ale také hovor příchozí, měla síť poměrně dost účastníků.
V roce 1996 přišla s firmou EUROTEL nová digitální síť GSM s novou předvolbou „602“, která se začala masivně rozšiřovat. Pořizovací ceny mobilních telefonů a výrazný pokles cen způsobil masivní přechod uživatelů na tuto síť. Původní analogová síť AMR tak byla v roce 1999 úplně vypnuta. To samé čekalo i radiotelefonní síť MV. Přechod na GSM a později na síť PEGAS zapříčinila vypnutí i této radiotelefonní sítě MV na přelomu tisíciletí.
Pokud v článku naleznete chybu nebo nepřesnost, popřípadě pokud jej můžete doplnit o další zajímavosti, určitě mne kontaktujte.