הטכנולוגיה הסלולרית היא טכנולוגיה מרתקת ומהפכנית, אך כדי להוציא אותה אל הפועל נדרשה יריבות מרה בין שתי חברות ענק – ויריבות מקצועית בין שני מהנדסים גדולים…
- 0410: על טלפונים במכוניות בשנות הארבעים, ומדוע לא רצוי היה לדבר על אהבה ועסקים מתוך המכונית…
- 0845: כיצד ניתן להעביר מידע על גבי גל אלקטרו-מגנטי, וכיצד דומה הפרעה הדדית ללהקת בנים?
- 1455: ג'ואל אנגל ב-AT&T ומרטין קופר במוטורלה משנים את העולם, כל אחד בדרכו הוא…
- 3600: כיצד ניתן לדחוס מספר שיחות טלפון, ומידע דיגיטלי, על גבי תדר יחיד?
תודה לדינה בר-מנחם על העריכה הלשונית, ולנועם קופרשטיין על האיור (בקרו בגלריית האיורים שלו!).
אני מזכיר שתחרות עיצוב הסטיקרים למכוניות עדיין בעיצומה, ואתם מוזמנים להמשיך ולהציע עיצובים משלכם. פרטים מלאים וגרפיקות לשימושכם כאן.
חדש בחנות הפודקאסט! אזניות אוויר חלולות שאינן מעבירות קרינה, ולכן מתאימות במיוחד להאזנה ממושכת למוסיקה ופודקאסטים בטלפון הסלולרי (וגם לשיחות, כמובן). האזניות בגרסא חוטית וגם BlueTooth.
המהפכה הסלולרית – על ההיסטוריה של הטלפון הנייד
כתב: רן לוי
כפי שרובכם ודאי יודעים, אלכסנדר גראהם בל המציא את הטלפון. מעטים שמעו על המצאתו הנוספת, מכשיר שפיתח בעזרת הכסף שהרוויח מהמצאת הטלפון – מכשיר שבל עצמו כינה 'ההמצאה החשובה ביותר שלי': ה"פוטופון".
הפוטופון היה טלפון – או נכון יותר לומר מערכת תקשורת – שבה קול מועבר על גבי קרני אור, ולא כזרמי חשמל בכבלי נחושת. עקרון פעולת המכשיר היה גאוני בפשטותו. מראה עגולה אספה את קרני השמש והקרינה אותם אל מקלט מרוחק. הדובר שוחח אל תוך אפרכסת וגלי קולו היו מרעידים את המראה. עקב כך הייתה עצמת האור המוקרן אל המקלט משתנה קלות, ומעגל חשמלי במקלט היה מתרגם את שינויי העצמה הזעירים בחזרה אל גלי קול. בל בנה את המערכת בפועל בשנת 1880 והיא פעלה טוב כל כך, עד שסיפר כי עצמת הקול שהפיק המקלט הכאיבה לאוזניו.
בל קיווה שהפוטופון יחליף את הטלפון הקווי, מבוסס חוטי החשמל, עוד לפני שהטלפון הקווי יספיק להיכנס לשימוש בקרב הציבור הרחב. בל אפילו רצה לקרוא לבתו השנייה בשם 'פוטופון', אם כי למזלה של הילדה הצעתו נדחתה על הסף.
הפוטופון זכה להצלחה מסויימת במלחמת העולם הראשונה והשנייה, בעיקר כאמצעי תקשורת בין ספינות- אך הטווח המוגבל שלו היה בעוכריו והוא מעולם לא זכה להצלחה מסחרית. עם זאת, במבט לאחור ניתן לראות כי תחושת הבטן של בל הייתה מוצדקת שכן ברגע שהפך הטלפון האלחוטי למציאות, הוא כבש אותנו בסערה. רק שלושים שנה עברו מאז נחנך השירות הסלולרי הראשון בארצות הברית, וכיום כמעט כל פינה מאוכלסת בעולמנו – פרט אולי לאזורים המרוחקים והנידחים ביותר – היא חלק מרשת תקשורת אלחוטית גלובלית.
טלפונים במכוניות
תקשורת אלחוטית באמצעות גלי רדיו הייתה מוכרת כבר בשלהי המאה ה-19, בעקבות עבודתם של חלוצים כגון טסלה ומרקוני. בעשורים הראשונים של המאה העשרים עוד היו משדרי הרדיו והמקלטים גדולים וכבדים מכדי שניתן יהיה לשנע אותם ממקום למקום בנוחות – אך לאורך זמן הבשילו טכנולוגיות שאיפשרו להקטין אותם במידה ניכרת, ובשנות השלושים כבר היו מכשירי קשר ניידים מותקנים במכוניות משטרה, אמבולנסים וניידות כיבוי אש. אבל מכשירי קשר אלה לא היו טלפונים ניידים. מכשיר קשר נייד טיפוסי יכל ליצור קשר עם תחנת הבסיס שלו – למשל, תחנת כיבוי האש – אך כדי להיחשב ל'טלפון נייד', על המכשיר להיות מסוגל להתחבר אל רשת הטלפוניה היבשתית – דהיינו, הוא צריך לאפשר למשתמש ליצור קשר עם טלפון רגיל – ולא רק אל מכשירי קשר אלחוטיים אחרים.
הטלפון הנייד ה'אמתי' הראשון נכנס לשימוש בסביבות 1945, ובדומה למכשירי הקשר שקדמו לו, הותקן גם הוא במכוניות. לא בכדי ניתן היה להתקין את הטלפונים הניידים בתוך מכוניות בלבד: המשדר והמקלט היו כה גדולים, עד שתפסו את מרבית המקום בתא המטען של הרכב. צריכת החשמל שלהם הייתה כה גדולה עד שניתן היה לשוחח בטלפון הנייד רק כשמנוע המכונית היה מונע – וגם אז הפנסים הקדמיים התעמעמו באופן בולט… למעשה, חסרונם הגדול של הטלפונים ברכבים לא היה משקלם או צריכת האנרגיה שלהם, כי אם מספר המשתמשים המועט שהיה יכול להשתמש בהם בו זמנית. במנהטן, למשל, היו כשלוש מאות מנויים לשירות – אך בכל רגע נתון יכלו רק שלושה מהם לנהל שיחות טלפון. משתמש רביעי שביקש לחייג נאלץ להמתין עד שאחד מהשלושה סיים את השיחה, ואז לקוות שהיה זריז מספיק כדי לתפוס את הקו לפני שמישהו ממאתיים תשעים ושישה המנויים האחרים יקדים אותו… החמירה את המצב העובדה שהתקשורת במערכת הייתה גלויה לחלוטין לכל מי שהיה ברשותו טלפון נייד: אם ביקשת לשוחח על נושאים רגישים כמו חיי האהבה או סודות עסקיים, היה עדיף שתשתמש במילות קוד אם לא רצית שכל העיר תדע עליהם למחרת.
על אף כל המגבלות והחסרונות, ולמרות שמחירה של דקת שיחה היה אסטרונומי ממש, הביקוש לטלפונים הניידים היו גדול מאוד ורשימות ההמתנה מנו אלפים רבים. היו בעלי מקצוע רבים – מרופאים ועד בעלי עסקים – שהיו מוכנים לשלם את המחיר שנדרש כדי ליהנות מהזמינות שהציעו הטלפונים הניידים, מוגבלת ככל שהייתה. הטלפון הנייד הפך לסמל סטטוס מובהק. אגדה אורבנית מפורסמת מספרת על הסנטור לינדון ג'ונסון, לימים נשיא ארצות הברית, שהיה מקפיד להתקשר ליריב פוליטי כלשהו מהטלפון הנייד שלו. כשיריבו הצליח סוף סוף להשיג מספיק קשרים כדי לקבל טלפון נייד משל עצמו, הוא התקשר ללינדון ואמר לו – 'הי, לינדון, אני מדבר מהמכונית שלי.' 'תמתין רגע,' השיב לו ג'ונסון, 'יש לי שיחה בקו השני.'
מי שיזמה את הקמת מערכת הטלפונים הניידים למכוניות הייתה חברת American Telephone & Telegraph, או בקיצור AT&T. AT&T, העסיקה בשיא פריחתה כמיליון עובדים, הייתה צאצא של החברה שהקים אלכסנדר בל במאה ה-19, ובמשך חלק ניכר מהמאה העשרים שלטה ללא מיצרים על תשתיות הטלפון בארצות הברית כולה. השאלה המתבקשת היא – אם הביקוש לטלפונים ניידים היה כה גבוה, מדוע לא הרחיבה AT&T את השירות והפכה אותו לזמין יותר עבור הציבור? הסיבה הייתה שידיה של AT&T, על כל עצמתה הכלכלית והטכנולוגית, היו קשורות. כדי להבין מדוע, עלינו ראשית להבין כיצד עובד הרדיו – או במילים אחרות, כיצד ניתן להעביר מידע, כגון דיבור, באופן אלחוטי.
העברת מידע באמצעות גלי רדיו
המידע בתקשורת האלחוטית מועבר על גבי קרינה אלקטרומגנטית. כולנו מכירים קרינה א"מ: האור שמגיע מהשמש ושבוקע מהמנורה הוא סוג של קרינה כזו. גם גלי רדיו הם סוג של קרינה א"מ, כזו שאיננו מסוגלים לראות בעינינו, אך אנטנות יכולות לקלוט בקלות. ההבדל בין סוגים שונים של קרינה א"מ – למשל, אור נראה וגלי רדיו – הוא בתדר שלהם. מבלי להיכנס לפרטים, נזכיר שקרינה א"מ היא סוג של גל – כמו גלים בים – ותדר הוא מדד לצפיפות הגלים. תדר גבוה פירושו גלים צפופים וקרובים זה לזה, ותדר נמוך פירושו גלים ארוכים ומרווחים.
כיצד ניתן להעביר מידע על גבי הקרינה הא"מ? נניח, לשם ההסבר, שהמשדר שלנו פולט תדר אחד מסוים ללא הפסקה – כמו צפצוף קבוע וממושך. כעת, נחבר אל המשדר כפתור: לחיצה על הכפתור תפסיק את הצפצוף, וברגע שנרים את האצבע – הצפצוף חוזר. אם נלחץ לחיצות קצרות וארוכות לחילופין, הצפצוף שלנו יהפוך לסדרה של צפצופים כמו 'קווים' ו'נקודות'. אם המילים 'קוד מורס' עלו בראשכם, לא טעיתם… הקווים והנקודות שיצרנו באמצעות לחיצות הכפתור הן דוגמה ל'אפנון' – "הלבשת מידע" (במקרה זה, אותיות בקוד מורס) על גבי התדר המשודר. אדם שברשותו מקלט המכוון לאותו תדר מסוגל לפענח את שדר המורס ולחלץ ממנו את המידע ששודר. זהו העקרון שעומד בבסיס תקשורת אלחוטית מכל סוג – משידורי גלגל"צ ועד תקשורת לוויינים – וכך גם פעלה רשת הטלפונים הניידים שהקימה AT&T בשנות הארבעים. בכל עיר שבה הוקמה המערכת, הוצבה אנטנה בודדת על גג בניין גבוה, ובאמצעותה נוצר הקשר עם כל הטלפון הניידים בעיר.
אך מה יקרה אם מישהו יחליט להפעיל משדר משלו, ולשדר קוד מורס על אותו התדר בדיוק? שתי התשדורות יתמזגו לרצף של קווים ונקודות, המקלט לא יידע להבחין בין שני המקורות והתוצאה תהיה שדר מבולגן וחסר משמעות. הדבר דומה לשני רמקולים במסיבה רועשת שמשמיעים כל אחד שיר אחר: התוצאה תהיה קשקוש מוזיקלי חסר פשר, תופעה המוכרת גם בשם 'להקת בנים'. אותו הדבר יקרה אם שני טלפונים ניידים ינסו לשדר בו זמנית על אותו התדר: שני השידורים יפריעו וישבשו זה את זה – כמו שתי תחנות רדיו שמשדרות על אותו הערוץ – ושיחות הטלפון ייקטעו.
ספקטרום התדרים
מי שאחראי למנוע מצב שבו שני גורמים שונים מנסים לשדר בו זמנית על אותו התדר הוא הרשות הממשלתית: בישראל זהו משרד התקשורת, ובארצות הברית זהו ה-FCC, הסוכנות הפדרלית לתקשורת. ה-FCC מקצה לכל הגופים הרלוונטיים – תחנות רדיו, יחידות צבאיות, חברות מסחריות וכדומה – תדרים ייעודיים עבורם, ובכך מבטיח שלא תהיינה הפרעות הדדיות. במקרה זה, ה-FCC הסכים להעניק ל-AT&T רק כמה תדרים בודדים בלבד עבור רשת הטלפונים הניידים, וזו הסיבה שרק נהגים בודדים יכלו לשוחח במכשיריהם בו זמנית.
בהחלטתו זו דן ה-FCC את הטלפונים הניידים לגסיסה ארוכה וכואבת: עם רק כמה מאות לקוחות בכל עיר, הסיכוי לרווח היה אפסי ול-AT&T לא הייתה מוטיבציה כלכלית להמשיך ולפתח את הטכנולוגיה. פרט למספר שיפורים הדרגתיים ומתונים לאורך השנים, מערכת הטלפונים הניידים נותרה כמעט ללא שינוי – ועם אותה קיבולת אפסית של שיחות – במשך כמעט ארבעים שנה, עד תחילת שנות השמונים. יש מי שטוענים שאלמלא היקצה ה-FCC מספר זעום כל כך של תדרים ל-AT&T, טכנולוגיית הטלפונים הניידים הייתה פורחת ותופסת תאוצה כבר בשנות השבעים.
מדוע סירב ה-FCC לבקשתה של AT&T ולא הקצה לה תדרים חדשים עבור הטלפונים הניידים? ל'קמצנות' הזו יש סיבה טובה. באופן תאורטי, קיימים אינסוף תדרי קרינה א"מ – אך בפועל רק פלח מצומצם מתוכם מתאים לשידורי רדיו. קרינה בתדרים גבוהים מאןד, למשל, נחסמת על ידי האטמוספירה עוד בטרם היא מספיקה להתפשט למרחק רב. כפי שציינתי, גורמים רבים – מטלוויזיה ועד הצבא – מתחרים על הזכות לעשות שימוש בתדרי רדיו, אך ספקטרום התדרים נחשב ל'משאב משותף' השייך לאזרחי המדינה כולם – בדומה למים או לאוויר. לכן, על ה-FCC ומקביליו ברחבי העולם מוטלת החובה לוודא היטב שמי שמקבל הקצאת תדרים עושה בהם שימוש מועיל לטובת הציבור כולו. לעתים קל להגדיר מהו 'שימוש מועיל': למשל, מכשירי קשר באמבולנסים ובניידות כיבוי אש הם אינטרס ציבורי מובהק. במקרים אחרים, קצת פחות ברורים מאליהם, על ה-FCC להפעיל שיקול דעת. במקרה זה, ה-FCC היה צריך להחליט אם להקצות את התדרים הפנויים לטלפונים ניידים – או לערוצי טלוויזיה חדשים. כיוון שטכנולוגיית הטלפון הנייד הייתה חדשנית וצעירה ורק העשירים הרשו לעצמם להחזיק טלפון שכזה ברכבם, בעוד שטלוויזיה מטבעה פונה לציבור רחב מכל שכבות העם – החליט ה-FCC להעדיף את הטלוויזיה.
כך קרה שרשת הטלפונים הניידים נותרה זנוחה ומנוונת, ובסוף שנות השישים AT&T כמעט ושכחה ממנה לגמרי. פה ושם עוד היו כמה קבוצות מהנדסים וטכנאים שתיחזקו את המערכת המיושנת משנות הארבעים, אך קבוצות זעירות אלה נבלעו בתוך אלפי המחלקות והחטיבות שבחברה הענקית. AT&T הייתה עסוקה בלסייע לממשלת ארצות הברית להנחית אדם על הירח ולהתמודד במירוץ החימוש מול ברית המועצות: אף אחד לא התעניין בטלפונים ניידים.
פיתוח הסלולר ב-AT&T
כמעט אף אחד. ג'ואל אנגל (Engel) היה מהנדס אלקטרוניקה צעיר שהחל את הקריירה שלו ב-AT&T בפיתוח מוצרים לתחום החלל – אך עזב אותה לטובת חוזה מפתה בחברה אחרת. לאחר שנה וחצי התחוור לאנגל שהמעבר היה שגיאה, והעבודה בחברה החדשה הייתה משעממת בהרבה ממה שחשב. הוא פנה אל AT&T וביקש לחזור. בקשתו נענתה בחיוב, אבל הוא לא חזר אל תחום החלל אלא הוצב במחלקה שעסקה – כן, ניחשתם נכון – בתחזוקת מערכת הטלפונים הניידים.
למרות שתפקידו החדש הציב אותו רחוק מאד מהתחומים ה'מסעירים' שבהם התמקדה החברה, אנגל לא היה מאוכזב. עולם התקשורת האלחוטית סיקרן אותו מאוד באופן אישי. התרבות הארגונית ב-AT&T עודדה אנשים שרצו להעמיק ולחקור בתחומי העניין שלהם, והמהנדסים השקיעו שעות רבות – לעתים אף כמחצית מסך כל שעות העבודה שלהם – בפרויקטים אישיים. הפרויקט האישי של ג'ואל אנגל היה תקשורת סלולרית.
הרעיון העקרוני של מערכת תקשורת סלולרית לא היה חדש בימיו של אנגל. את המודל הבסיסי למערכת כזו הגו עוד בשנת 1947 שני חוקרים, עובדי AT&T: ריי יאנג (Young) ועמיתו בעל השם ההולם דאגלס רינג (Ring).
רינג ויאנג חיפשו דרכים להקל על מצוקת התדרים במערכת הטלפונים הניידים. התובנה המרכזית שלהם הייתה שהסיבה הראשית למצוקה זו היא שבכל עיר הייתה רק אנטנה אחת בלבד, ששירתה את כל המכשירים הניידים בעיר כולה. אם שני טלפונים ניידים שידרו על אותו התדר, גם אם כל אחד מהם ניצב בקצה הנגדי של העיר, הם עדיין הפריעו זה לזה כיוון ששידוריהם נקלטו בנקודה מרכזית אחת, האנטנה הראשית.
רינג ויאנג הציעו להחליף את האנטנה הגדולה ורבת העצמה באנטנות רבות וקטנות שיפוזרו ברחבי העיר. כיוון שהמרחק בין טלפון נייד והאנטנה הקרובה ביותר אליו יהיה קטן יחסית, הטלפון הנייד יוכל לשדר בעצמה חלשה: שני טלפונים שנמצאים במרחק גדול זה מזה יוכלו לשדר במקביל על אותו תדר, מבלי לחשוש שיפריעו זה לזה – כמו ההבדל שבין לחישה שקטה על האוזן ובין צעקה מהקצה השני של החדר. כל אחת מהאנטנות הקטנות תהיה אחראית על תקשורת מול טלפונים ניידים שנמצאים בתוך האזור הגאוגרפי המצומצם שבקרבתה, כך שהעיר כולה תהיה מחולקת לתאי תקשורת קטנים – Cells – ומכאן מגיעה המונח 'תקשורת סלולרית'. החלוקה לתאים תאפשר שימוש יעיל יותר במספר המצומצם של תדרים שזמין למערכת התקשורת, שכן כעת כמה וכמה נהגים יוכלו לשוחח על אותו התדר – כל עוד הם נמצאים בתאים שונים ומרוחקים זה מזה ברחבי העיר. במקום שלוש שיחות בלבד, ניתן יהיה כעת לנהל עשרות ואף מאות שיחות במקביל. השיחות מהמכשירים הניידים ינותבו למרכזיה ראשית שתחבר את המערכת הסלולרית אל מערכת הטלפוניה הקווית הרגילה.
זו הייתה הצעה טובה, אך הטכנולוגיה בשנות הארבעים לא הייתה בשלה מספיק כדי ליישם אותה. למשל, מה יקרה אם תוך כדי שיחה יתרחק הטלפון הנייד מטווח הקליטה של אנטנה אחת, וייכנס לתא של אנטנה אחרת? כיצד תוכל המערכת לזהות את מעבר בין תאים ולהעביר את השיחה ביניהם מבלי שהיא תתנתק? בימים שלפני עידן המחשב, שליטה ובקרה כה מתוחכמים נראו כמו חלום רחוק. עשרים שנה מאוחר יותר כבר היו המחשבים נפוצים יותר, וג'ואל אנגל הרשה לעצמו לפנטז על מערכת מורכבת שכזו, אם כי עדיין על הנייר בלבד. הוא בילה את שעותיו הפנויות בפיתוח עקרונות תאורטיים למערכת הסלולרית: למשל, כמה תאים נדרשים כדי לכסות עיר בגודל, מה יהיה שטחו של כל תא וכמה תדרים נדרשים כדי לספק שירות סביר ללקוחות. באותו הזמן הכיר שני מהנדסים: דיק פרנקל (Frenkiel) ופיל פורטר (Porter). שעבדו גם הם על רעיונות דומים במקביל אליו. השלושה נפגשו באופן קבוע וגיבשו קווי מתאר למערכת סלולרית בסיסית.
אם זה היה תלוי ב-AT&T, עבודת שלושת המהנדסים הייתה נשארת בגדר רעיון תאורטי מעניין ותו לו: איש בהנהלת החברה לא התעניין ברעיונות הישנים על תקשורת סלולרית, ומעטים אם בכלל זכרו שפעם, לפני המון שנים, AT&T ביקשה מה-FCC הקצאת תדרים כדי לפתח את מערכת הטלפונים הניידים.
ה-FCC ביוזמה משלו
אך עד כמה שזה יישמע מפתיע, ה-FCC לא שכח את הבקשה. במהלך עשרים השנה שחלפו מאז הוגשה, הלכה והתחוורה לאנשי ה-FCC עובדה בסיסית שמוכרת לכל אחד מאיתנו: לא משנה כמה ערוצים יש לך בטלוויזיה, עדיין אין מה לראות. הקצאת תדרים לטלוויזיה על חשבון הטלפונים הניידים לא הייתה טעות, אבל גם לא הביאה לקפיצת מדרגה באיכות התכנים על המסך הקטן, וב-FCC הלכה והתגבשה החלטה שהגיע הזמן לתת צ'אנס לטכנולוגיות חדשות. בשנת 1969 פנה ה-FCC, ביזמתו, אל AT&T ושאל אותה – בניסוח שלי – 'אם נקצה לכם תדרים חדשים, מה אתם יודעים לעשות אתם?'
הפניה המפתיעה הכניסה את הנהלת AT&T לפרץ פעלתני של התרוצצויות וישיבות קדחתניות. כולם ידעו שהקצאת תדרים חדשים הייתה הזדמנות נדירה שאסור לפספס, אבל… באמת… מה אנחנו יודעים לעשות אתם? לא נדרש להנהלה זמן רב לגלות את העבודה פורצת הדרך שעשו ג'ואל אנגל ושני עמיתיו בזמנם הפנוי, והשלושה עברו ממש בין לילה מסטטוס של מהנדסים נמוכי-דרג למומחים הגדולים ביותר של AT&T לעניין תקשורת סלולרית. הם השתתפו בדיונים בדרג סגני-נשיא, אנגל קודם להיות ראש קבוצה שהוקמה במיוחד לצורך זה, ופרנקל ופורטר הצטרפו אליה אף הם. אם סינדרלה הייתה מהנדסת אלקטרוניקה, ה-FCC היה הנסיך על הסוס הלבן.
אך לא הכול היה פשוט וברור. ב-AT&T חששו שה-FCC אינו מתכוון ברצינות להקצות להם תדרים: מה יקרה אם החברה תשקיע שנים של עבודה ומיליוני דולרים בפיתוח הטכנולוגיה, ובסוף ה-FCC יאמר משהו בסגנון – 'אתם יודעים מה… בעצם, סתם שאלתי. תשכחו מהתדרים.' החברה דרשה מה-FCC התחייבות ברורה יותר, אך חלפו שלוש שנים נוספות עד שה-FCC הסכים להתחייב באופן מפורש להקצאת התדרים. העיכוב הזה היה מצוין עבור אנגל ואנשיו, שכן המרחק בין רעיונות תאורטיים לבין תכנית מעשית להקמת רשת סלולרית היה מרחק משמעותי. העיכוב האחרון נתן בידיהם די זמן כדי למצוא פתרונות לבעיות הכאובות ביותר, כמו למשל טכנולוגיה שמאפשרת לשתי אנטנות לזהות שהטלפון הנייד עובר מתא סלולרי אחד לשני ולהעביר ביניהן את האחריות על המשך התקשורת מבלי שהשיחה תתנתק או תשובש באופן מורגש.
היו מספר סיבות לעיכוב בהחלטת ה-FCC. ראשית, אנשי רשות הפיקוח הממשלתית שקלו את העניין באריכות ובכובד ראש כיוון שהניסיון לימד אותם שקל לתת תדרים – אבל כמעט בלתי אפשרי לקחת אותם בחזרה. שידורי הטלוויזיה הם דוגמה מצוינת לכך. בשנת 2009 החליטה ממשלת ארצות הברית שהיא מעוניינת לבטל את שידורי הטלוויזיה דרך האוויר – מה שמכונה 'שידור אנלוגי' – ולהקצות את התדרים שהתפנו לשימושים אחרים. על פניו, זו החלטה הגיונית: ברור לכולם ששידורי טלוויזיה בלווין, בכבלים או דרך האינטרנט עדיפים בהרבה מבחינה טכנולוגית על שידור טלוויזיה דרך האוויר. ובכל זאת, הממשלה נתקלה בהתנגדות רבה בבואה להעביר את החוק: בארה"ב ישנם מאות אלפי צרכנים שעדיין מחזיקים ברשותם טלוויזיות מהדור הישן, ואינם ששים להשליך אותם לפח…על פי התחזיות, רק בשנת 2015 ייפסקו השידורים האנלוגיים באופן סופי.
סיבה נוספת לעיכוב בהחלטה הייתה שהצורך במערכת טלפונים ניידים משוכללת ומורחבת לא היה מובן מאליו. אפילו בתוך AT&T עצמה היו מי שפיקפקו בהיגיון הכלכלי של השקעה בפיתוח הטכנולוגיה הסלולרית. חברת מחקר שנשכרה על ידי AT&T כדי להעריך את הפוטנציאל העסקי של הסלולר טענה בדו"ח שהגישה ש"אין כמעט שום שוק לשירותים סלולריים, גם במחיר נמוך." למרבה המזל, הדו"ח נגנז והפיתוח המשיך בכל זאת.
הסיבה השלישית הייתה התנגדות מספר גורמים אחרים בשוק התקשורת האמריקני ליזמת ה-FCC. מאזינים חדי-אוזן אולי שאלו את עצמם – מדוע פנה ה-FCC אל AT&T מלכתחילה? מדוע העדיף אותה על פני כל החברות האחרות, והציע רק לה את התדרים החדשים? התשובה היא שמדובר, שוב, בנטייה של ה-FCC לעדיף את טובת הציבור על פני שיקולים של תחרות הוגנת או קפיטליזם. היות וספקטרום התדרים הוא משאב נדיר, ה-FCC העדיף להעניק אותו לחברת טלפוניה גדולה ומבוססת, בעלת המשאבים הנדרשים בכדי לפתח טכנולוגיה סלולרית חדשנית – במקום לחברה קטנה יותר שאולי תיכשל בכך.
חברות תקשורת אחרות לא הסכימו לגישה הזו, כמובן: הן חששו שמא המונופול המוחלט של AT&T על הטלפוניה בארצות הברית יאפשר לה להציע ללקוחות את שירות הטלפון הנייד המשודרג במחירים כה נמוכים, עד שאף חברה אחרת לא תוכל להתחרות מולה.
מרטין קופר והטלפון הסלולרי הראשון
חברה אחת במיוחד חששה מהשלכות התחרות מול AT&T. חברת 'גאלווין תעשיות' (Galvin Manufacturing Corp.) הייתה אחת החלוצות בתחום התקשורת האלחוטית. בשנת 1930 בנתה מכשירי קשר ניידים עבור רכבי משטרה, ובמלחמת העולם השנייה פיתחה מכשירי קשר נישאים על הגב כמו תרמיל בשם 'ווקי-טוקי' – ומכשירי קשר אישיים שניתן להחזיק בכף היד בשם 'הנדי-טוקי'. בישראל, משום מה, דבק השם 'ווקי-טוקי' דווקא במכשירי קשר ידניים. מכשירי הקשר של גאלווין תעשיות נחשבו לאכותיים ביותר, ובפרט זכו להצלחה גדולה מכשירי קשר ניידים למכוניות מסדרה בשם 'מוטורולה' –מהמילה 'מוטור', דהיינו מנוע מכונית. המותג 'מוטורולה' היה כה מוצלח, עד שבשנת 1947 החליטה החברה לשנות את שמה למוטורולה.
המודל העסקי של מוטורולה נשען במידה ניכרת על המומחיות והדומיננטיות שלה בשוק מכשירי הקשר הניידים ולכן לה, יותר מלכל שאר החברות, היה הכי הרבה מה להפסיד מהשתלטות AT&T על התחום הסלולרי. מוטורולה החליטה להילחם ב-AT&T בכל דרך אפשרית, ועל כל הצעה ורעיון שהציגה חברת הטלפוניה ל-FCC, הגישה מוטורולה התנגדויות והצעות נגדיות שיצרו סחבת ועיכובים בקבלת ההחלטות.
אך במקביל, ראשיה של מוטורולה זיהו את הפוטנציאל הטמון בתקשורת סלולרית. בפרט, שני מנהלים במוטורולה דחפו את המחקר והפיתוח בתחום זה וקידמו אותם ללא לאות: ג'ון מיצ'ל (Mitchell), המהנדס הראשי של מוטורולה בתחום התקשורת הניידת, ומרטין קופר (Cooper), ראש חטיבת התקשורת של החברה. קופר, אז כבן ארבעים, בילה את כל הקריירה שלו במוטורולה בפיתוח טכנולוגיות ניידות מסוגים שונים. בפרט, הוא היה מעורב בפיתוח טלפונים ניידים למכוניות – אותה מערכת שבנתה AT&T לפני שנים. ההיכרות האינטימית עם את עולם הטלפונים הניידים, היכרות שצמחה 'מהשטח' ונבעה מעבודה מול הלקוחות עצמם, העניקה לו יתרון על פני ג'ואל אנגל ועמיתיו.
AT&T הייתה מאז ומתמיד חברה שהתמקדה בתשתיות תקשורת ובמערכות בפרישה ארצית, פיתוח מכשירים קטנים וניידים לא היה ב'דנ"א' שלה. כשתיכננו אנגל וחברי קבוצתו את המערכת הסלולרית, הם יצאו מנקודת הנחה שהמכשירים שבהם ישתמשו הלקוחות יהיו טלפונים המותקנים בכלי רכב: אחרי הכל, זה היה מצב העניינים בעשרים השנים האחרונות. קופר, לעומת זאת, ידע שהלקוחות צמאים לתקשורת ניידת מסוג אחר – תקשורת אישית, טלפון שאפשר להחזיק ביד, ללכת אתו ברחוב ולקחת אותו למשרד.
"שמענו את זה מאנשים כמו מפקח משטרה בשיקגו, שסיפר לנו על בעיה אמתית שיש לו. השוטרים בשטח היו זקוקים לאמצעי תקשורת [מול התחנה], והדרך היחידה שלהם ליצור קשר הייתה מתוך המכונית – אבל האנשים שעליהם הם מגנים נמצאים ברחוב [ולא במכונית]. הוא שאל אותנו – 'איך אני יכול לשמור על קשר מול השוטרים שלי, ועדיין לאפשר להם להסתובב בין האנשים?' שמענו אותם הדברים מעובדים בשדות תעופה, מסוכני נדל"ן… הבנו שתקשורת אמתית היא תקשורת ניידת: שים את המכשיר על האדם."
ג'ון מיצ'ל, מנהלו של קופר, חלק עמו את החזון. השניים החליטו שהדרך הטובה ביותר לשכנע את ה-FCC שגם מוטורולה, ולא רק AT&T, מסוגלת לעמוד באתגר של פיתוח מערכת סלולרית – היא לבנות מערכת אמתית ופועלת שתהיה מתקדמת ומשוכללת כל כך, עד שכל מי שיצפה בה בפעולה לא יוכל להתכחש ליכולותיה של מוטורולה. בתחילת 1973, כשהוא מגובה בסמכותו של מיצ'ל, החליט קופר החלטה נועזת: הוא עצר את כל הפרויקטים האחרים שהחטיבה שלו עבדה עליהם והורה לכל המהנדסים לעבוד על דבר אחד בלבד – מערכת תקשורת סלולרית, וטלפון נייד שאפשר להחזיק ביד.
ריכוז המוחות והמשאבים נשא פרי. בתוך שלושה חודשים בלבד, זמן שיא במונחים של פיתוח מוצרים אלקטרוניים, החזיק בידיו מרטין קופר את ה-DynaTAC: הטלפון הסלולרי הנייד הראשון בהיסטוריה. מאזינים צעירים אולי לא היו מזהים כלל שמדובר בטלפון סלולרי: המכשיר היה גדול כמו קופסת נעליים, וכינוי החיבה שלו היה 'הלבנה'. משקלו היה מעט יותר מקילוגרם, שווה ערך לקצת יותר מעשרה מכשירי אייפון 5. הסוללה הספיקה לשלושים דקות שיחה בלבד, אך כפי שקופר מרבה לספר בראיונות שהוא מעניק לתקשורת, זו לא הייתה מגבלה משמעותית כיוון שהמכשיר היה כבד כל כך עד שאף אחד לא הצליח להחזיק אותו צמוד לאוזן לאורך זמן.
ב-3 באפריל, 1973, כינסה מוטורולה מסיבת עיתונאים בשיקגו, כדי להציג בפניהם את הפיתוח המהפכני. מרטין קופר הגאה הוליך את העיתונאים הסקרנים אל המדרכה לפני הבניין, שלף את ה-DynaTAC ולנגד עיניהם חייג אל משרדו של… ג'ואל אנגל, יריבו המקצועי ב-AT&T.
"הי, ג'ואל, זה מרטי… אני מתקשר אליך מטלפון סלולרי, טלפון סלולרי ידני אמתי…"
קופר הסתובב ברחובות שיקגו עם העיתונאים, ונתן להם לחייג בעצמם למספרי טלפון שבחרו, כדי להוכיח להם שמדובר בחיבור אמתי וישיר לרשת הטלפונים היבשתיים, ולא בתרמית שיווקית מתוחכמת. מעניין לציין שכבר אז, בהדגמה הראשונה של טלפון סלולרי נייד, נתקל קופר בסכנה שאנחנו כבר למדנו להכיר היטב בשנים האחרונות: בזמן שאחז במכשיר והיה שקוע בשיחה, חצה קופר מבלי משים כביש סואן. בדיעבד, הוא מספר, "זה היה כנראה הדבר המסוכן ביותר שעשיתי בחיים שלי."
ההדגמה הייתה הצלחה מסחררת, והדיווחים בעיתונים היו מלאי התפעמות והתלהבות מהפוטנציאל הטמון בטכנולוגיה החדשה. אבל מוטורולה לא חיפשה אהדת הציבור. להדגמה הייתה מטרה אחת, ואחת בלבד – להרשים את ה-FCC. והיא השיגה את מטרתה. בשנת 1981, אחרי שנים של התלבטויות והתחבטויות, הודיעה הרשות הפדרלית שבחרה בפיתרון בסגנון משפט שלמה. תחום התדרים שתיכנן ה-FCC להקצות לטובת המערכת הסלולרית יחולק לשניים: חצי מהערוצים תקבל AT&T , ואת החצי השני יקבלו חברות אחרות שיתמודדו במכרזים והגרלות. המשמעות המעשית הייתה שבכל עיר יהיו שתי רשתות סלולריות שיפעלו במקביל, וה לקוחות יוכלו לבחור ביניהן.
תקשורת סלולרית, הדור הבא
שנתיים מאוחר יותר, ב-1983, נחנכה בשיקגו הרשת הסלולרית הראשונה, ומוטורולה הוציאה לשוק את הדגם המסחרי הראשון של ה-DynaTAC שלה. הדור הראשון של הטכנולוגיה הסלולרית כונה AMPS (ראשי תיבות של Advanced Mobile Phone System), והיה מבוסס במידה רבה על עבודתם פורצת הדרך של ג'ואל אנגל וקבוצתו ב-AT&T. כמו כל המצאה חדשנית, גם לתקשורת הסלולרית הצעירה היו מגבלות וחסרונות לרוב: התקשורת בין המכשיר לאנטנות לא הייתה מוצפנת, וניתן היה להאזין לשיחות בקלות יחסית; הלקוחות סבלו מניתוקים תכופים; איכות הקול היה משובשת לעתים; והמכשירים היו יקרים להחריד. ה-DyanTAC עלה כ-4000 דולר, שווה ערך לעשרת אלפי דולרים בימינו. אף על פי כן, בשנת 1987 כבר היו בארצות הברית קרוב למיליון מנויים – הצלחה כבירה, במיוחד בהשוואה למערכת הטלפונים הניידים במכוניות שהייתה קיימת מסוף שנות הארבעים ובכל זאת היו לה רק כמה עשרות אלפי מנויים בלבד. רשתות סלולריות הוקמו במדינות רבות ברחבי העולם, וישראל הייתה מבין החלוצות בתחום. בשנת 1985, פלאפון תקשורת, חברה שהוקמה כמיזם משותף של מוטורולה ותדיראן, פרסה בארץ רשת סלולרית מסוג AMPS. למרות שגם כאן עלות דקת שיחה ומחירי המכשירים הרקיעו שחקים, רבים החלו לרכוש טלפונים ניידים מחברת "פלאפון". המותג 'פלאפון' הפך למזוהה כל כך עם תקשורת סלולרית בישראל עד שכיום המילה 'פלאפון' משמשת רבים כמילה גנרית לטלפון נייד.
הצלחת הדור הראשון של התקשורת הסלולרית הביאה לכך שהעומס על רשתות הסלולר בכל העולם הלך ועלה בהתמדה ככל שיותר לקוחות חדשים רכשו טלפונים ניידים. ה-FCC ומקביליו בעולם היקצו תדרים נוספים לטובת הרשתות הסלולריים – אך לכולם היה ברור שהתרחבות לתדרים חדשים אינה פתרון מעשי לאורך זמן. מספר התדרים הפנויים מוגבל מאד ביחס לביקוש ההולך וגובר לטלפונים ניידים, ואם מספר אם מספר בעלי הטלפונים הניידים יזנק פי מאה – והתחזיות דיברו על גידול אפילו גדול בהרבה – הדרך היחידה לעמוד בביקוש תהיה לשפר את הטכנולוגיה הקיימת כדי שתוכל להעביר יותר שיחות על אותו מספר ערוצים. אך העברת מספר שיחות בו זמנית על אותו התדר שקולה להפגנה שבה כל מפגין צועק סיסמה משלו, וכולם עולים אחד על דברי האחר: אי אפשר להבין על מה מוחא כל אחד מהם. אז איך אפשר להעביר מספר שיחות טלפון על אותו התדר?
ה-GSM
בסוף שנות השמונים החלו קבוצות עבודה משותפות של יצרניות ציוד סלולרי בארצות הברית ובאירופה לעצב את תקני תקשורת מתקדמים – הדור השני של הטכנולוגיה הסלולרית. האמריקנים פיתחו תקן בשם CDMA, אך היה זה התקן האירופאי, ה-GSM (Global System for Mobile communication), שתפס את הבכורה והפך לטכנולוגיה הסלולרית הנפוצה ביותר בעולם. כיוון שה-GSM כה נפוץ, אעזר בו כדי להסביר את העקרון שמאחורי התקשורת הסלולרית המשופרת – אם כי כיום ה-GSM מוחלף בטכנולוגיות חדשות וטובות יותר.
הצעד הראשון בדרך להעברת מספר שיחות על אותו הערוץ הוא המרת קולו של המשוחח למידע דיגיטלי – דהיינו, הצלילים מומרים לרצף של סיביות בינאריות (אפס ואחת). הדיבור האנושי אטי מאוד ביחס לקצב התקשורת הדיגיטלית בין מחשבים, כך שבזמן שלוקח לי לומר את המשפט הזה, שני מחשבים יוכלו להעביר ביניהם ספרים שלמים.
הצעד השני הוא חלוקת זמן השיחה לפלחים, והקצאת הפלחים לטלפונים השונים. נניח, לצורך ההסבר, שההפגנה שבדוגמה הקודמת מתרחשת בשוויץ. השוויצרים ידועים כחבורה של אנשים מסודרים מאוד, וכל אחד מהמפגינים מקבל עשר שניות לצעוק את הסיסמה שלו מבלי שמישהו אחר יפריע לו. מפגין אחד צועק, משתתק, ואז המפגין הבא מקבל את זכות הדיבור, וכן הלאה – וכשמגיעים למפגין האחרון חוזרים אל המפגין הראשון וחוזר חלילה. חלוקת זמן ההפגנה לפלחים של עשר שניות מאפשרת למפגינים לומר את דבריהם מבלי להפריע זה לזה. אותו הדבר מתרחש ב-GSM: שמונה טלפונים ניידים חולקים אותו התדר, וכל אחד מהם מקבל את 'זכות השידור' למשך 577 מיקרושניות, או קצת פחות מאלפית שנייה. פרק זמן זה אולי נראה זעום, אבל הוא יותר ממספיק כדי להתמודד עם קצב הדיבור האנושי האטי ומשאיר זמן פנוי כדי להעביר גם מידע מסוגים אחרים, כמו דפי אינטרנט, דואר אלקטרוני וכדומה.
המשפט האחרון מוליך אותנו אל נקודה חשובה. באופן טבעי, רוב תשומת הלב שלנו מופנית בדרך כלל לטלפונים הניידים עצמם: כמה גדול המסך במכשיר שפיתחה חברה זו, או כמה נפלא ממשק המשתמש של חברה אחרת. קל לשכוח שכל הטלפונים החכמים שלנו, על כל עצמת העיבוד האדירה שהם מכילים, יהיו כמעט חסרי תועלת אלמלא הטכנולוגיה הסלולרית שמאפשרת העברת נתונים בקצב מהיר. ההתפתחות ההדרגתית של הטכנולוגיה הסלולרית היא זו שדוחפת ומאפשרת את מהפכת הטלפונים הניידים. למשל, רשתות סלולריות מהדור השלישי, שהחליפו את רשתות ה-GSM וכבר נפוצות מאוד כאן בישראל, מאפשרות העברת נתונים בקצב שמאפשר גלישה נוחה באינטרנט, האזנה למוסיקה וצפייה בסרטוני יו-טיוב: יכולת זו היא זו שמדרבנת את הלקוחות לרכוש טלפונים מתקדמים בעלי מסכים גדולים וכו'.
התקדמותה של הטכנולוגיה הסלולרית גם שינתה את אופייה של מהפכת התקשורת הניידת שאנו חווים בעשרים השנים האחרונות. בשנים הראשונות, עיקר השינוי היה נעוץ בזמינות: כל אחד הפך להיות זמין לטלפון בכל מקום ובכל זמן, והטלפון עצמו הפך מלהיות מזוהה עם מקום – 'הטלפון במשרד' או 'הטלפון בבית' – למזוהה עם אדם מסוים: 'הטלפון של רן'. אך ככל שגדל קצב העברת הנתונים בין המכשיר הנייד והאנטנות הסלולריות, הלך ונדחק מקומו של 'הטלפון' ב'טלפון הסלולרי': כיום, היכולת לשוחח בטלפון היא כמעט זניחה ביחס לאינספור השימושים האחרים שלו, מפייסבוק, דואר אלקטרוני, ווטאספ, ווייז, אחסון בענן ועוד ועוד…
הרעב שלנו, הצרכנים, לתקשורת מהירה יותר ויותר אינו דועך לרגע. על מהנדסי התקשורת מוטלת המשימה הלא פשוטה של דחיסת יותר ויותר נתונים על גבי אותם התדרים, כמו ילקוט שצריך להכניס לתוכו עוד ועוד ספרים בכל שנה. הטכנולוגיות שנמצאות בפיתוח כעת כדי לעמוד באתגר זה נראות כלקוחות מתוך סרטי המדע הבדיוני וראויות בעצמן לפרק שלם: למשל, אנטנות חכמות שמסוגלות את 'תשומת לבן' לכיוון שבו נמצא הטלפון הנייד ולהתעלם מכל הכיוונים האחרים, ותוכנות בעלות אינטליגנציה מלאכותית שתוכלנה לסנכרן ולתאם מיליארדי אנטנות זעירות שיקיפו אותנו בכל מקום, מהבית ועד המשרד. אם יעמדו המהנדסים באתגר – ונכון להיום יש לנו את כל הסיבות להאמין שיעמדו בו – כיצד תשפיע, שוב, התקשורת האולטרא-מהירה על מהפכת הסלולר? האם נגלה שימושים חדשים ומפתיעים לטלפונים הניידים שלנו, שימושים שאיש לא יכול לחזות כיום – כמו האופן שבו שינו אפל והאייפון את עולם הטלפונים החכמים? מי יודע. מה שבטוח, אנחנו נמשיך להיות זמינים, בכל מקום ובכל זמן.
יצירות אשר הושמעו במסגרת הפרק:
https://soundcloud.com/audio_out/classical-foufou-l-lectro
https://soundcloud.com/stevenobrien/prelude-in-c-major?in=stevenobrien/sets/mood-minimalist
https://soundcloud.com/thesyl3ntone/phone-mix
https://soundcloud.com/ai_theeclectic/near-future-underwater-disco
http://www.youtube.com/watch?v=WaBMPNbH9XA
http://www.youtube.com/watch?v=rMQa9AgDmCU
http://www.youtube.com/watch?v=iuPWF688Djo
http://www.youtube.com/watch?v=gxgJYQL2HIc
http://www.youtube.com/watch?v=yCB6gUrma2c
http://www.youtube.com/watch?v=YppXaVwu8zE
מקורות ומידע נוסף:
http://www.fi.edu/learn/case-files/bell/phone.html
http://books.google.ca/books?id=CHvVTAcy-tkC&pg=PA12#v=onepage&q&f=false
http://www.accuconference.com/resources/invented-the-cell-phone.aspx
http://www.slideshare.net/gauravsitu/cellular-network-history
http://www.howstuffworks.com/cell-phone.htm
http://transition.fcc.gov/Bureaus/OGC/Reports/cellr.txt
http://cdnc.ucr.edu/cgi-bin/cdnc?a=d&d=SFC19080707.2.68
http://www.wired.com/business/2013/09/ericsson-apple-car-phon/
http://searchitchannel.techtarget.com/answer/CDMA-technology-explained
http://ecomputernotes.com/computernetworkingnotes/multiple-access/code-division-multiple-access
http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Oral-History:Joel_Engel
http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Richard_H._Frenkiel
http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/The_Foundations_of_Mobile_and_Cellular_Telephony
http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Oral-History:Amos_Joel_(1992)
http://books.google.co.il/books?id=fz0ymWEOyowC&lpg=PP1&pg=PA70#v=onepage&q&f=false
http://books.google.co.il/books?id=sBNfZNqcOzoC&printsec=frontcover&dq=history+of+cell+phone&hl=en&sa=X&ei=aC2JUueKG4iAhQfz3oH4Bg&sqi=2&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
http://www.itu.int/en/ITU-R/workshops/regional/RRS-13-Americas/Documents/Tutorial/SM_Fundamentals_Part1.pdf
http://transition.fcc.gov/Bureaus/OGC/Reports/cellr.txt
http://www.wb6nvh.com/Carphone.htm
http://www.motorolasolutions.com/US-EN/About/Company+Overview/History/Timeline
http://www.wirelessestimator.com/t_content.cfm?pagename=Martin%20%22Marty%22%20Cooper%20-%20inventor%20of%20the%20cell%20phone
http://m.washingtonpost.com/blogs/innovations/post/the-e-in-stem-gets-its-moment/2013/02/19/5597be52-7a3a-11e2-82e8-61a46c2cde3d_blog.html
http://www.privateline.com/archive/Ringcellreport1947.pdf
http://www.corp.att.com/attlabs/reputation/timeline/46mobile.html
