电话拨号上网时需要使用什么(电话拨号上网属于互联网无线连接方式)

相信很多人都想过，为什么我们的手机可以打电话，可以上网。为什么他能借我在千里之外拨的电话？我的声音在他耳朵里听得很清楚。在这个小小的手机里，我们可以浏览世界上所有的信息。这到底是怎么回事？

实际上，这是由于蜂窝移动通信网络的发展。今天，我们将谈论我们的手机如何通过蜂窝移动通信网络打电话和上网。

蜂窝移动通信网络的诞生史

移动通信的发展历史可以追溯到19世纪。1864年，年轻的英国物理学家麦克斯韦建立了麦克斯韦电磁理论，并在研究当时发现的电磁现象的基础上预言了电磁波的存在。1888年，年轻的德国物理学家赫兹首次用实验证明了电磁波的存在。

1901年12月，马可尼决定用他的发射系统来证明无线电波不受地球表面曲率的影响。无线电波第一次跨越了康沃尔的波特休和纽芬兰的圣约翰之间的大西洋，距离为2100英里。马可尼的实验将世界带入了无线电通信的新时代。

1928年，美国普渡大学的学生发明了工作在2MHz的超外差无线电接收机，不久就在底特律警察局投入使用。这是世界上第一个能够有效工作的移动通信系统，它标志着人类进入了移动通信时代。

20世纪30年代初，第一个调幅的双向移动通信系统在美国新泽西州的警察局投入使用，但调幅是一种从声音的高度变化到振幅的电信号。传输距离远，但受天气因素影响大。信道的衰落会导致模拟AM产生额外的AM，造成失真，在传输过程中容易被窃听。

因此，在20世纪30年代末，诞生了第一个调频移动通信系统。调频是一种使载波的瞬时频率按照所需发射信号的变化规律而变化的调制方式。与AM相比，FM抗干扰能力更强，传输距离更远，但对障碍物的穿透能力较弱。

调幅和调频的区别

1946年，贝尔实验室在美国圣路易斯成功测试了MTS系统(移动电话系统)。一开始只提供3个频道，后来升级到32个频道。到了20世纪50年代，一些欧洲国家已经成功开发了移动电话系统，实现了固定电话运营商和移动运营商的互通，电话转接由运营商完成。

电话接通后，人们告诉接线员他们要拨的电话，接线员会为你转接。通话结束后，切断电话，手动计算费用。

除了打电话过程复杂，携带起来也很不方便。这个电话连接系统重达几十公斤，只能安装在汽车的后备箱里。

电话服务终端

后来在1964年，贝尔实验室开发了基于MTS的改进型移动公用电话系统，IMTS仍属于第0代VHF/UHF无线电系统，采用模拟FM调制。

IMTS初步具备蜂窝移动通信技术概念，采用区域制，为全双工制(当数据分别由两条不同的传输线路发送和接收时，双方可同时发送和接收)，覆盖半径约为40~ 60英里，取消人工连接方式，实现自动拨号互联到公共电话网(PSTN)。

20世纪70年代中期，随着民用移动通信用户数量的增加和业务范围的扩大，有限的频谱供应与日益增多的可用信道之间的矛盾日益尖锐。

因此，1978年，贝尔实验室开发了高级移动电话服务(AMPS)系统，这是第一个真正具有随时随地通信能力的大容量蜂窝移动通信系统。

AMPS采用的频率复用技术可以保证移动终端在整个服务覆盖区域内自动接入公共电话网，容量更大，语音质量更好，很好地解决了公共移动通信系统面临的大容量需求和频谱资源有限的矛盾。

可以说，与最早的移动通信系统相比，第一代公众移动通信系统仍然采用以调频为主的模拟调制传输方式，但已经具备了比较完整的蜂窝结构和自动切换机制。

它也被称为模拟频分双工(FDD)系统。这标志着蜂窝移动通信系统的诞生，也就是1G时代的到来，它的诞生也催生了世界上第一部手机的诞生。

摩托罗拉世界上第一部商用手机

这无疑是人类历史上最伟大的发明之一。生活在21世纪，我们无法摆脱蜂窝移动通信系统，它已经成为我们生活的一部分。

蜂窝移动通信网络的工作原理

首先，我们可以把蜂窝移动通信网络分为两个阶段。第一阶段是模拟蜂窝移动电话通信系统。第二阶段是从2G开始的数字蜂窝移动电话通信系统。这里我们主要谈谈数字蜂窝移动电话通信系统。

我们每次打电话，发短信，都离不开背后庞大的移动通信网络。这个通信网络最初由许多基站组成。你要发送的文字、图片、声音、视频都是先通过无线电波发送到最近的基站，再由各个网络节点传输到最近的基站，再由基站通过无线电波发送到对方手机上。

基站之间有许多通信设施，如光缆、基站控制器、交换中心等。，所有这些构成了一个巨大的交流网络。

正是这个庞大的通信网络，将全世界的移动用户连接起来。

在最早的GSM系统规范中，无线网络规划通常采用4×3频率复用，即4个基站区域(每个基站分为3个120°扇区或60°三叶草形区域)，12个扇区为一个小区组，即一个簇。

由于每个单元都是六边形的，并且彼此相邻，整体上看起来像一个蜂巢，所以人们称之为“蜂巢”网络。因此，我们将使用多个蜂窝小区来覆盖大容量和中等容量移动电话系统的整个服务区域，这些系统被称为蜂窝移动电话系统，或简称为蜂窝移动电话。

当你在移动中打电话时，你可能会穿越多个小区。这个时候，任何一个基站(或小区)覆盖不足，都会导致你的通话中断或质量不佳。

蜂窝网络由以下三部分组成:移动台、基站子系统和网络子系统。移动台是我们的网络终端设备，比如手机或者一些蜂窝工控设备。

2G蜂窝网络的组件

子系统包括移动基站(大铁塔)、无线收发器、专网(通常是光纤)、数不清的数字设备等等。

移动基站的核心是收发站。收发站在基站控制器的控制下，完成基站的控制和无线信道之间的转换，实现手机通信信号的收发和移动平台之间的无线in 空传输及相关控制功能。收发站可以解码并发送每个用户的无线信号。这样用户就可以准确的收到对方发来的短信和电话。

在整个蜂窝移动通信系统中，基站子系统是连接移动台和移动中心的桥梁，其地位极其重要。整个蜂窝系统的通信质量取决于整个覆盖区域内基站的数量、基站在蜂窝小区内的位置以及基站子系统中相关部件的工作性能。基站的选择和建设已经成为建设现代移动通信网络的重要组成部分。

基站子系统依靠传输连接网络中的各类设备，构建无线网络与有线网络之间的转换器。传输是网络的枢纽，传输的范围很广，包括铜线、微波、光纤、卫星通信等等。

随着通信技术的不断变化，网络子系统可以简单地概括为:接入网、核心网和业务/应用网。这四个部分具有统一的接口，并根据国际标准化组织3GPP定义的全球统一标准相互连接。

接入网是由手机和基站组成的网络。我们把手机和基站之间的接口称为空介质接口(Uu)。手机通过空介质接口连接基站。一个基站连接多个移动电话，从移动电话收集数据和语音信息，并将其传输到核心网络。

2G、3G和4G无线接入网的网络结构

核心网是网络的心脏和最关键的部分，所有的数据都存储在这里，计费也在这里完成。我们用智能手机打电话、上网、发短信、微信聊天、看视频等。这些都叫服务，每个服务由不同的服务网络提供。

所以整个过程可以简单的概括为:我们打电话的时候，基站接收到你发射的频率，然后它就可以解码，通过收发台把每个用户的无线信号发送出去。当我们上网的时候，接入网会通过接入网汇聚到基站，然后通过核心网给你提供服务。

蜂窝移动通信网络的完整结构图…

蜂窝移动通信网络的迭代

我们用手机打电话、发短信和上网。所有这些信息都是通过无线信道传输的。不同的通信技术采用不同的信息编解码技术和射频。自1978年第一代蜂窝移动网络系统提出以来，蜂窝移动通信网络已经经历了40年的发展和5次迭代升级。

比如我们刚才说的，1G仿真时代有很多技术和制度上的限制，比如没有统一标准，业务量小，质量差，完整性差，没有加密，速度慢。

为了解决第一代蜂窝移动通信系统的技术缺陷，20世纪90年代，采用数字调制技术的第二代蜂窝移动通信系统(也称2G系统)应运而生。主要使用工作在900/1800MHz频段的GSM移动通信网络和工作在800/1900MHz频段的S-95CDMA系统网络提供的语音和数据业务。主要方案有GSM和CDMA。

随着数据业务(尤其是多媒体业务)需求的不断增长，2G系统在系统容量和频谱效率方面的局限性日益显现。

2000年5月，国际电信联盟正式公布了第三代移动通信标准，该标准主要利用第三代移动通信网络提供语音、数据、视频等业务，包括了第二代蜂窝移动通信系统所能提供的所有类型的业务。

2g/3g无线接入网络架构示意图

现在是3G高速IP数据网络时代。从这一代开始使用互联网技术，各种数据通过移动互联网高速传输，比如音频、视频、各种多媒体文件。移动互联网的速度大大提高，移动高速上网已经成为现实。主要方案有TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。

第四代蜂窝移动通信系统，又称4G系统，是一种融合了3G和WLAN，能够传输高质量视频图像的技术产品，图像传输质量与高清电视相当。它是一个真正的大容量宽带高速蜂窝系统，支持交互式多媒体服务、高质量图像、3D动画和宽带互联网连接。

4G时代的核心技术是OFDM，具有良好的抗噪声性能和多信道干扰能力。可以200 times的速度传输，是手机数据传输速率的1万倍，拨号上网的200倍，3G手机的50倍。

如果说3G可以给人们提供一个高速传输的无线通信环境，那么4G通信就是一条没有线缆的信息高速公路。这个新网络使电话用户能够通过无线和3D 空与虚拟现实连接。4G通信给人们带来了真正的通信自由，彻底改变了人们的生活方式乃至社会形态。包括4G TD-LTE和FDD-LTE。

需要注意的是，由于现有的LTE网络不能承载语音业务，只能承载数据业务，因此在有电话呼叫的情况下，系统会回退到2G网络。随着2G网络开始停止服务，运营商开始大规模推广VOLTE功能。

2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR第一版正式冻结发布。2018年6月14日，3GPP全会批准冻结第五代移动通信技术标准的独立组网功能，这标志着全球5G标准首个完整版本正式发布。

5G标准独立组网功能的冻结，不仅使5GNR具备了独立部署的能力，还带来了全新的架构，意味着5G完成了第一阶段的全功能标准化，标志着5G技术的正式到来。

与4G相比，5G增加了高速率、泛在网、低功耗、低时延的特性，从而拥有超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信。目前，5G时代定义了以下三种应用场景:

EMBB:增强移动宽带，顾名思义就是针对大流量的移动宽带业务；

URLLC:超高可靠、超低时延通信，如无人驾驶(3G响应500ms，is 50ms，5G要求0.5 ms)；

MMTC:大连接入物联网，瞄准大规模物联网业务；

2020年，我们的5G网络覆盖将逐步向一线城市扩散，5G时代指日可待。

可以说，我们的手机能打电话，能上网，得益于蜂窝移动通信网络的发明，得益于在幕后提供24小时服务的工程师，他们在幕后进行整个系统的维护和维修。保证了我们平时的通话上网服务。