AMPS

Первые исследования в области сотовых сетей велись в Bell Labs и Motorola. В 1960 году Джон Ф. Митчелл (англ. John F. Mitchell)^[7][8][9] стал главным инженером Motorola по мобильной связи и курировал разработку и продвижение первого транзисторного пейджера.

Motorola долгое время выпускала автомобильные радиотелефоны, однако они были слишком громоздкими и энергоёмкими. Команда Митчелла, включая Мартина Купера (англ. Martin Cooper), разработала переносную систему сотовой телефонии. Купер и Митчелл в 1973 году получили патент на эту разработку; первая тестовая связь была случайно установлена на неправильный номер^[10][11].

Пока Motorola разрабатывала мобильный телефон, с 1968 по 1983 год в Bell Labs создавалась система Advanced Mobile Phone System (AMPS), ставшая первым стандартом сотовой сети в США. В 1978 году Bell System запустила пробную эксплуатацию в Чикаго (около 100 абонентов), затем — расширенный тест на 2000 пользователей^[12]. Motorola и другие разрабатывали терминалы для AMPS и аналогичных систем. Луис М. Винберг, директор по маркетингу AT&T, стал первым президентом корпорации AMPS и курировал запуск одноимённого дочернего предприятия.

Мартин Купер, бывший руководитель системного подразделения Motorola, возглавил создание первого ручного сотового телефона и осуществил с него первый звонок (1973). В 1983 году Motorola представила модель DynaTAC 8000x — первый портативный телефон, пригодный для постоянного ношения, позже — так называемый Bag Phone.

В 1992 году первый смартфон IBM Simon работал в AMPS-сетях; его конструкцию возглавлял Фрэнк Дж. Канова (англ. Frank J. Canova) из IBM, а демонстрация состоялась на выставке COMDEX. Модифицированная версия поступила в продажу в 1994 году под именем Simon Personal Communicator^[13].

AMPS относится к первому поколению (1G) сотовых технологий и использует разделение по частоте: для каждого разговора выделяется отдельный радиоканал, что требует широкой полосы частот при большом числе абонентов. Концептуально AMPS был схож с аналоговой системой Improved Mobile Telephone Service, но включал больше вычислительных ресурсов для выбора частоты, передачи вызова на ПТС и ведения биллинга.

Главное отличие AMPS — система динамического назначения каналов: базовые станции сообща распределяли частоты между телефонами, предотвращая помехи при достаточном разделении географически. Каналы были сгруппированы так, чтобы соседние соты использовали разные частоты, что существенно увеличивало ёмкость сети по сравнению с предыдущими решениями. Именно за это систему назвали «сотовой», поскольку сеть делилась на небольшие шестиугольные «соты»^[14][15].

Из-за аналоговой природы AMPS был уязвим к шуму и помехам, а также отсутствовала защита от прослушивания с помощью радиосканеров или телевизоров, принимающих диапазон 70-83 ТВ-канала.

В 1990-е годы массовое клонирование телефонов принесло операторам значительные убытки^[16]. Перехватив радиосигнал с помощью оборудования, злоумышленник мог получить электронный серийный номер (ESN) и абонентский номер мобильного телефона (MDN или CTN), необходимые для идентификации и тарификации устройства. Эти данные затем клонировались в другой аппарат, который принимался сетью за оригинальный телефон.

Клонирование стало возможно с помощью относительно доступных средств:

1. Радиоприёмник (например, Icom PCR-1000), настраиваемый на управляющий канал (reverse channel), по которому передаются служебные сигналы.
2. ПК с звуковой картой и программным обеспечением Banpaia для декодирования ESN/MDN.
3. Телефон, допускающий легкую перезапись параметров (например, Oki 900).

После получения ESN/MDN данные вносились в новый аппарат, и он мог использовать услуги за счёт реального абонента. Для борьбы с этим некоторым операторам пришлось требовать ввод PIN перед вызовом; позднее применялась радиочастотная «отпечатковка» (RF Fingerprinting) для выявления уникальных характеристик сигнала каждой трубки, но это приводило к сбоям у добросовестных пользователей при замене батареи или антенны.

Oki 900 позволял прослушивать звонки в AMPS прямо «из коробки»^[17].

AMPS впервые был стандартизован ANSI как EIA/TIA/IS-3, позднее заменён стандартом EIA/TIA-553 и временными стандартами TIA. С развитием цифровых технологий и удешевлением связи проблема клонирования утратила актуальность.

AMPS работал в диапазоне 850 МГц. Для каждого рынка Комиссия по связи США (FCC) выделяла два оператора — «A» и «B». Каждый получал блок частот (21 управляющий и 395 голосовых каналов). Первоначально каждая сеть имела лицензии на 333 парных канала (666 каналов), что к концу 1980-х оказалось недостаточно. В 1989 году диапазон был расширен до 832 каналов (416 пар на оператора). Дополнительные частоты были выделены из резервных диапазонов, ранее принадлежавших ТВ-каналам 70-83.

Каждый дуплексный канал состоял из двух частот: 416 каналов диапазона 824—849 МГц для передачи от мобильных устройств к базовой станции и 416 каналов 869—894 МГц — в обратную сторону. Каждый сайт использовал свой поднабор каналов, чтобы избежать помех с соседями. Пропускная способность одного канала — 30 кГц, всюду канал дуплексный (60 кГц).

В США были приняты законы, запрещающие приёмникам (в том числе любительским) приём аналоговых AMPS-частот и продажу такого оборудования даже после отключения услуги^[18][19].

В 1991 году Motorola предложила усовершенствование AMPS — Narrowband AMPS (NAMPS или N-AMPS)^[20].

Позднее многие сети AMPS были частично модернизированы до D-AMPS (Digital AMPS, часто называемой TDMA — англ. Time Division Multiple Access, хотя термин TDMA применяется ко многим стандартам 2G). D-AMPS, коммерчески внедрённая с 1993 года^[21], являлась цифровым стандартом второго поколения, использовавшимся операторами AT&T Mobility и U.S. Cellular в США, Rogers Wireless в Канаде, Telcel в Мексике, Telecom Italia Mobile в Бразилии, Вымпелком в России, Movilnet в Венесуэле, Cellcom в Израиле. К настоящему времени в большинстве регионов D-AMPS заменена более современными цифровыми стандартами.

Сети AMPS и D-AMPS были вытеснены технологиями CDMA2000 и GSM, которые обеспечивают более высокую ёмкость и поддержку передачи данных (WAP, MMS, мобильный интернет). Некоторые телефоны поддерживали одновременно AMPS, D-AMPS и GSM (GAIT-стандарт).

В 2002 году FCC отменил требование обязательной поддержки AMPS с 18 февраля 2008 года. Все операторы США перешли на стандарты CDMA2000 или GSM. Последние поддерживают многократную передачу голоса в канале (мультиплексирование) и дополнительные функции (двусторонние сообщения, доступ к данным).

В Канаде аналогичного требования не вводилось; Rogers Wireless отключил сеть AMPS 31 мая 2007 года^[22], Bell Mobility и Telus Mobility деактивировали AMPS в 2008 году^[23].

Служба OnStar полагалась на AMPS в США, так как он обеспечивал наибольшую зону покрытия. В 2006 году ADT просила FCC отложить отключение AMPS в связи с зависимостью охранных систем от аналоговых каналов^[24]. После 18 февраля 2008 большинство операторов прекратили поддержку AMPS и использовали освободившиеся частоты под цифровые услуги. OnStar осуществил переход на цифровые стандарты: абоненты, не модернизировавшие оборудование, потеряли сервис с 1 января 2008 года^[25].