Реликты прошлого: Nokia 5125

Сегодня поговорим о таком милом аппарате, как Nokia 5125. В наш чудный высокотехнологичный век Киберпанка удивить обывателя бывает сложно. Уходит из мира магия чуда. А потому предлагаю читателям забуриться немного в прошлое, во времена, когда мобила была не только лишь у всех.

Знакомьтесь — Nokia 5125. Аппарат вполне рабочий, увесистый. Правда, теперь он как корабль-призрак посреди степи — плавать может, да и, к сожалению, больше негде. Хранится у меня до сих пор. Достался от бабушки. В своё время был, наверное, единственным на селе, для общения с родственниками из Норильска. Работает нынче в мало известном и уже покойном стандарте D-AMPS. Показываешь агрегат людям, а те удивляются, мол, а куда вставлять сим-ку?

В ходе этого материала мы немного углубимся в историю D-AMPS, повертим, пощелкаем и поковыряем артефакт из другой эпохи во всех возможных направлениях, послушаем музыкальные хиты. Разве что жечь и взрывать не будем… пока. :)

Прежде чем перейти к детальному обзору, кратенько пробежимся по этому стандарту, освежим в чертогах памяти, как оно было и работало. Небольшой исторический ликбез. Итак…

Стандарт D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System — цифровая улучшенная система мобильной связи) — это связь второго поколения (2G), известная также под аббревиатурой IS-54 (Interim Standard). Стандарт нашел наибольшее распространение в Северной Америке, преимущественно в США и Канаде.

IS-54 разработан EIA (Electronic Industries Alliance — альянс отраслей электронной промышленности), а также TIA (Telecommunications Industry Association — ассоциация телекоммуникационной индустрии), однако позднее был переименован в American National Standard, когда был доработан Североамериканской организацией по стандартизации (ANSI — American National Standards Institute ). Когда Interim Standard превратился в American National Standard, его обозначение было изменено в ANSI/TIA/EIA-627. Однако до сих пор стандарт D-AMPS часто упоминается под аббревиатурой IS-54, вот так.

Так уж сложилось исторически, что сотовая связь развивалась параллельно в трех географических областях: Европа (к которой можно отнести и нашу страну), Северная Америка и Япония. Ранние системы сотовой связи были полностью аналоговыми и относились к первому поколению, то бишь 1G. В частности, в США одним из самых первых стандартов был AMPS (Advanced Mobile Phone System). Этот стандарт разработан Bell Labs в 1970-х годах, а первая коммерческая сеть AMPS запущена в 1983 году. Это было успехом, давшим толчок к дальнейшему развитию всей мобильной связи, без которой сегодня обойтись довольно затруднительно.

В скором времени после запуска первых AMPS рынок показал увеличение спроса на услуги мобильного доступа. Одной из наиболее острых проблем, которые обнаруживали сети 1G была низкая емкость сети. Так, например, сеть сотовой связи в Нью-Йорке могла поддерживать одновременно лишь 12 голосовых соединений. В стандарте AMPS применялся частотный метод множественного доступа (FDMA — Frequency Division Multiple Access). Это означает, что для увеличения пропускной способности требовалось использовать большее число приемо-передатчиков и ближе друг к другу устанавливать базовые станции (BTS). Кроме ограничений по пропускной способности, AMPS имел и другие недостатки. Например, системы безопасности оставляли желать лучшего: передаваемая по радио интерфейсу речь не подвергалась шифрованию. Кроме того, не были предусмотрены какие-либо процедуры аутентификации доступа в сеть, что, в свою очередь, давало возможность несанкционированному использованию услуг сети. Указанные выше проблемы были решены в первом Североамериканском стандарте второго поколения D-AMPS (IS-54). Также данный стандарт добавил системам сотовой связи новые важные услуги: SMS, передача данных (доступ в эти ваши интернеты) и роуминг.

Главным отличием D-AMPS от предыдущего стандарта был способ доступа абонентов в сеть: вместе с FDMA использовался TDMA (Time Division Multiple Access), т. е. множественный доступ с временным разделением. Это метод разделяет соединения по времени, размещая части каждого соединения одну за одной на одинаковой частоте. Только лишь благодаря этому нововведению емкость сети была увеличена в три раза.

Стандарт D-AMPS предусматривает аналого-цифровое преобразование (АЦП) голосового потока, благодаря чему появляется возможность использовать алгоритмы обеспечения безопасности доступа, дополнительные сервисы и, самое главное, более эффективное применение выделенного спектра частот. При этом новый стандарт задействует те же частотные каналы по 30 кГц в том же частотном диапазоне (824-849 и 869-894 МГц), что и AMPS.

В стандарте IS-54 предусмотрено в два раза большее число служебных каналов, чем в стандарте AMPS. Однако половина из них аналогична набору каналов из предшествующего аналогового стандарта, используются те же протоколы и схема модуляции. Это позволяет удовлетворять принципу «обратной совместимости», который закладывался как базовое требование к новой системе. Основной его смысл заключается в том, чтобы свести к минимуму изменения в существующей AMPS-сети и тем самым уменьшить перерыв в предоставлении услуг и снизить расходы на модернизацию.

В стандарте D-AMPS, как отмечалось выше, используется временной метод множественного доступа TDMA. Он был принят ассоциацией TIA в 1992 году. TDMA разделяет каждый частотный FDMA-канал (30 кГц) на 3 TDMA-канала, каждый из которых способен передавать одно голосовое соединение. Позднее, благодаря появившемуся новому речевому кодеку каждый из TDMA-канала также мог быть разделен на 2 подканала, каждый из которых может передавать голос, но с большей степенью сжатия. Таким образом, благодаря этому новому методу емкость сети может быть увеличена в 3-6 раз.

В стандарте D-AMPS также используется другой способ модуляции — DQPSK (Differential Quaternary Phase Shift Keying), разновидность фазовой манипуляции (ФМ). Благодаря этому спектральная эффективность была увеличена до 1,62 бит/сек/Гц, что на 20% лучше чем GSM. Это позволяет более эффективно использовать частотный спектр. Однако энергетическая эффективность у D-AMPS ниже чем у GSM, что приводит к повышенному расходу электроэнергии базовых станций и ускоренному разряду аккумуляторов мобильных телефонов (MS).

Для устранения избыточности голосового потока в стандарте D-AMPS применяется голосовой кодек под названием VSELP (Vector Sum Excited Linear Prediction), который принадлежит к семейству речевых кодеков CELP (Code-Excited Linear Prediction) – речевые кодеки с линейным предсказанием. После сжатия скорость голосового потока достигает 7,95 кбит/сек (13 кбит/сек) при качестве, почти не уступающем AMPS. Для полускоростного кодека (Half Rate) скорость составляет 6,5 кбит/сек при незначительном ухудшении качества.

К нововведениям D-AMPS также можно отнести новый алгоритм аутентификации CAVE (Cellular Authentication, Voice Privacy and Encryption) и шифрования CMEA (Cellular Message Encryption Algorithm). В отличие от AMPS в этом стандарте применяется интерливинг (Interleaving — перемежение) для борьбы с быстрыми замираниями.

Первая коммерческая сеть стандарта D-AMPS появилась в 1990 году и быстро нашла широкое распространение в Северной Америке. Однако Digital AMPS нашел своё применение еще в 80 странах по всему миру, в том числе и в России. В 1997 году в Красноярском крае была построена первая сеть стандарта D-AMPS в России.

Несмотря на большой перечень преимуществ данного стандарта, все же D-AMPS обладает и неприятным недостатком: поменять абонентский номер (оператора) достаточно сложно, в отличие от стандарта GSM, где для этого достаточно лишь заменить SIM-карту. Тогда, если вы приходили в офис со своим телефоном, которому нужно было поменять старый номер – надо было, кроме платы за подключения, платить еще за «тестирование аппарата». Это и привело к постепенно вытеснению D-AMPS стандартом GSM.

Закатом технологии можно считать 2007-2008 года, когда по всему миру прошла волна завершения. Последняя в России сеть стандарта D-AMPS, принадлежащая калининградской компании Связьинформ, завершила работу 1 октября 2012 году.

Однако, несмотря на проигрыш GSM, стандарт D-AMPS придал сетям сотовой связи новый функционал, который задал вектор развития для последующих стандартов и указал на недостатки, которые были учтены в новых системах сотовой связи.

Такие дела.

Итак, что можно сказать об этой модели, прежде чем мы приступим к детальному обзору? Мобильный телефон Nokia 5125 поддерживает стандарты сотовой связи TDMA 800/AMPS 800. Оборудован монохромным LCD дисплеем с подсветкой. Адресная книга на 100 записей. Ni-MH аккумулятор позволяет работать в режиме ожидания до 42 часов и в режиме разговора до 3 часов. Часы, будильник, SMS. В общем, только самое необходимое, всё что надо обычной бабушке. Весит примерно 166 грамм. Сам по себе относится к 5000-й линейке, аппараты которой позиционировались в народе как более продвинутая техника, чем доступная по цене 3000-я линейка, но проще, чем бизнес-ориентированная 6000-я.

Конструкция, как видите, простая, боковых кнопочек не предусмотрено. Главное, чтобы добротно лежал в руке. Есть выемки под автомобильный держатель. Сверху отверстия для динамика вызова. ИК-порт не завезли, зато придумали кнопку отщелкивания передней панели. Так как это часть передней панели, то в быту можно поменять лишь её. Корпуса для всего телефона не предусмотрели. Сзади аккумулятор, по совместительству являющийся задней стенкой корпуса. Для его извлечения нужно нажать овальную кнопку и потянуть аккумулятор вниз. Чуть выше и левее — резиновая заглушка разъема внешней антенны. Интересной особенностью телефонов тех лет, было то, что вибровызова в самом телефоне не было (что мы увидим, разобрав его). Но можно было купить аккумулятор повышенной емкости, который оборудован моторчиком вибровызова.

В моём случае имеется аккумулятор повышенной емкости, только «дохлый». Он немного отличается формой, размером и весом. А теперь, смотря на фото выше, попробуем найти, куда устанавливать SIM-карту…. А некуда, как ни старайся. Также выпускалась версия этого телефона для GSM-сетей, под названием Nokia 5110, с некоторыми отличиями в дизайне.

Теперь поковыряемся в функциях…

Итак, включаем. После традиционной заставки, телефон упорно но тщетно пытается поймать сеть, но по понятным причинам, у него этого не выйдет. В этом есть что-то трагическое, согласны?

После чего заходим в телефонную книгу. Вообще, функционал тут бедненький, но тем не менее, он есть.

Для начала посмотрим на её емкость. Для этого обратимся к последнему пункту — “Состояние памяти”.

Не густо, всего сотня номеров. Впрочем, в те славные времена больше и не требовалось. Память телефона, к слову, единственное хранилище, сим-карты нет, как и карты памяти. Создадим новый контакт. Для создания нового контакта, выбираем — “Дать новое”. После имени вводим номер телефона.

После чего возникает интересная фича — телефон предложил ввести адрес электронной почты. Это в 98-м году. Телефон среднего ценового сегмента. Встроенный e-mail. Это была действительно крутая фишка. Выходит, что сети D-AMPS, кроме поддержки SMS-сообщений, имели шлюз на почтовые сервера.

Следующим пунктом главного меню идут “Сообщения”.

За смазанное фото сердечно извиняюсь!

В разделе текстовых сообщений можно получить доступ к принятым сообщениям. Увы, история таких сообщений не сохранила.

Тут же можно написать какое-нибудь SMS-сообщение.

Тут мне показались интересными два момента. Во-первых, поддерживаются только латинские символы (скорее всего ограничения сети). И второе — интерфейс создания нового сообщения на английском языке (подпись к софт-клавише) при общем русском языке телефона. Забавненько.

Переходим к «Звонкам». Тут всё стандартно. Принятые, набранные, пропущенные…

Из примечательного — время разговоров. Не густо…

В меню “Варианты” находятся настройки телефона. Настроек крайне мало. Можно выбрать язык телефона, звуковое подтверждение нажатия клавиш, поставить пароль на исходящие звонки. Сами варианты сфотографировать я забыл, рассмотрим имеющиеся функции.

Самая интересная настройка это выбор режима работы телефона — в цифровой или аналоговой сети. Сети второго поколения D-AMPS имеют совместимость с сетями первого поколения AMPS.

Игрушки. Их тут не много, но они есть.

Для настройки часов имеется отдельный целый пункт меню так и названный — “Часы”. Тут можно установить время, будильник. И выбрать формат времени — 12 или 24-х часовой.

Дата в телефоне не устанавливается. И никаких функций использующих дату нет — ни календаря, ни заметок, ни списка задач. Ибо нефиг. Всего по минимуму и самого необходимого.

В пункте меню “Сигналы” можно настроить мелодию вызова, громкость сигнала, сигнал о получении SMS.

Вообще, любопытно, что по таким телефонам можно изучать эволюцию мобильного UI. Экраны меню тогдашних телефонов выглядят почти пустыми в сравнении с сегодняшними звонилками. Никаких значков батареи, никаких часов. Из удобств только простенькая полоса прокрутки и цифровая навигация (которая, к слову, у Nokia была весьма удобна - нужный пункт можно было вызвать вслепую в кармане). Уже потом фирмы начали заимствовать друг у друга разные улучшения и настал золотой век кнопочных телефонов.

А также послушать музыкальные хиты.

Что ж, приступим к вскрытию пациента.

Раз мобила оборудована функцией сменных передних панелей — снимем эту панель.

Гол как сокол.

Для доступа к внутренностям телефона нужно открутить белую накладку. Для этого откручиваем четыре самореза под маленький шестигранник, под аккумулятором.

Разговорный динамик крепится к белой крышке с задней стороны.

Видим конструкцию из двух плат. Откручиваем два самореза сверху и снимаем «верхушку».

Между платами, по периметру находится пластиковый разделитель. В верхней части платы, там где находятся компоненты радиомодуля, много пустых, не запаянных, контактных площадок. В нижней части платы — разъем для соединения плат и центральный процессор телефона.

Также есть схемка.

Заметьте, если посмотреть на платы телефона, можно увидеть, что прилично большой процент деталей не распаян. Хотя места под детали предусмотрены. С какого момента в электронной промышленности разработчики смогли позволить себе подобное? Ранее ведь это было слишком жирно — заложить про-запас процентов 20.

Или это признаки оптимизации? А может отпавшая необходимость поддержки совместимости с ушедшими решениями?

Интересный момент…

Что тут сказать, обычная бюджетная мобила для своего времени. Ничего лишнего. Удобно лежит в руке. Увесисто. Можно колоть орехи или отбиваться от грабителей. Бабушка была довольна. В наше же время, как уже отмечал в начале, это всего лишь реликт из прошлого. Артефакт, причем не очень то и ценный. Что с ним делать, не знаю. Единственное осмысленное действие, которое на нем можно выполнять — играть в «Змейку».

В статье про D-AMPS в Википедии изображена именно Nokia 5125.

Есть даже фан-сайт.

А вот тут можно скачать схемы и инструкции. На английском, но в целом, что к чему понятно.