Jak działa smartfon? 3G – wspaniała pomyłka!

To jest piąty artykuł serii zainspirowanej pytaniem mojej małżonki: jak działa smartfon? Niestety, nie da się tego wyjaśnić krótko. Ja do tej pory omówiłem radiotelefony oraz generacje od 0G do 2G, a w tym artykule omawiam zadziwiającą trzecią generację telefonii komórkowej, oznaczaną skrótem 3G.

Dla osoby „nietechnicznej” próba zrozumienia, jak działa smartfon, jak możliwe jest przesyłanie na dowolne odległości rozmów, tekstów, zdjęć i filmów, przypomina próbę wskoczenia do pędzącego ekspresu (fotografia niżej). Odpowiedź musi być bardzo obszerna, a osobom „nietechnicznym” nie da się w prosty sposób wyjaśnić wszystkich zadziwiających szczegółów. Jednak można przystępnie wyjaśnić i przybliżyć, pokazać zarys, najważniejsze zasady, a także pewne ciekawostki. Można, tylko w tym celu trzeba wrócić do korzeni i pokazać, jak telefonia powstała i jak się zmieniała.

Nieprzypadkowo zacząłem od telegrafu, telegrafu bezprzewodowego i omówiłem klasyczne stare telefony oraz stare radiotelefony. W drugim artykule doszliśmy do telefonii mobilnej zerowej generacji (0G), która była bardzo kosztowna, mało popularna. Potem przedstawiłem pierwszą, prawdziwą, analogową generację telefonii komórkowej (1G). Ostatnio omówiłem generację 2G, czyli pierwszą generację cyfrową, utożsamianą u nas z GSM.

Pora na omówienie następnej generacji. Dziś sporo mówi się o telefonii 3G, a konkretnie o jej ostatecznym zamknięciu, wyłączeniu! Paradoksalne jest to, że gorsza, słabsza, wcześniejsza telefonia 2G nadal jest w powszechnym użyciu. Dlaczego więc lepsza telefonia 3G, oparta na znakomitych, sprawdzonych rozwiązaniach wojskowych, przegrała z gorszą 2G? I jak to się ma do telefonii 4G, której tak naprawdę nie było i nie będzie? I jaki to wszystko ma związek z telefonią 5G, o której mówi się dziś bardzo dużo? Stopniowo to wyjaśnię.

Wcześniej wspomniałem, że lubimy „okrągłe” daty i że pierwsza „prawdziwa” telefonia komórkowa (1G) pojawiła się na początku lat 80. Telefonia 2G zaczęła się na świecie upowszechniać od wczesnych lat 90. Natomiast bohaterka tego artykułu – cyfrowa telefonia 3G to (pierwsze) lata dwutysięczne.

Dziwna, „wojskowa” droga do 3G

Telefonia GSM (2G) całkowicie wystarczała do rozmów telefonicznych, ale szybko okazało się, że jest fatalnie słaba jeśli chodzi o dostęp do Internetu, czyli o przesyłanie dowolnych danych cyfrowych. Dlatego już dawno, w ramach generacji 2G, dodano do GSM swego rodzaju protezy, pozwalające zwiększyć szybkość przesyłania cyfrowych informacji „internetowych”. Były to GPRS i EDGE, czasem nazywane telefoniami 2.5G i 2.75G.

Dość szybko, bo na początku lat dwutysięcznych, w różnych częściach świata zaczęto też wprowadzać telefonię trzeciej generacji (3G). Fotografia tytułowa pokazuje pierwszy telefon 3G produkcji Nokii – model 6650 z roku 2002.

Podkreślam: zaczęto ją wtedy wprowadzać do powszechnego użytku, natomiast koniecznie trzeba pamiętać, że badania i ustalanie standardów 3G zaczęły się dużo wcześniej, jeszcze w latach 80., a nawet wcześniej. Otóż wkład w technikę wykorzystaną w telefonach 3. generacji ma między innymi pokazana na fotografii 1, urodzona w roku 1914, Hedwig Eva Maria Kiesler, córka austriacko-żydowskiego bankiera, która stała się znana jako amerykańska aktorka Hedy Lamarr. Fotografia pochodzi z  roku 1941, w którym wraz z innym artystą złożyła zgłoszenie patentowe.

Fragment patentu (2292387) udzielonego w roku 1942 na system tajnej komunikacji pokazany jest na rysunku 2.

To był drobny wkład prowadzący do telefonii 3G. Na jej kolejne generacje nie powinniśmy patrzeć z dzisiejszej perspektywy. A spojrzenie z perspektywy lat 80. i 90. daje bardzo interesujący obraz. Jedna kwestia to błyskawiczny rozwój Internetu i wręcz konieczność wykorzystania telefonii komórkowej jako drogi dostępu do Internetu, czyli globalnej sieci komputerowej – do tego wątku wrócę w następnym artykule serii. Druga kwestia to ówczesne możliwości i dostępne rozwiązania techniczne oraz najbardziej obiecujące wtedy kierunki rozwoju.

Otóż w latach 80., a nawet w latach 90. elektronika w dużym stopniu była analogowa. Opracowanie i wprowadzenie na rynek cyfrowej telefonii 2G (a właściwie kilku odmian telefonii 2G) było olbrzymim osiągnięciem. Poważną wadą było to, że nie udało się stworzyć jednego, ogólnoświatowego standardu i systemu, niemniej możliwa była współpraca różnych systemów 2G.

Nie wchodząc w szczegóły techniczne, w europejskiej telefonii GSM wykorzystano rozwiązania, które można nazwać klasycznymi. Były to, jak na ówczesne czasy, rozwiązania nowoczesne, ale klasyczne.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w marcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 3/2026). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite, gdzie dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 15 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 3/2026 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć pełne wersje dowolnych numerów ZE znajdują się na stronie:
https://piotr-gorecki.pl/n11.