Beeper

Hintergrund

Ein Pager oder Beeper ist ein kleines, batteriebetriebenes Gerät, das die Person, die es trägt, benachrichtigt, wenn jemand versucht, sie telefonisch zu erreichen. Der Pager besteht aus elektronischen Bauteilen, die auf ein UKW-Radiosignal ansprechen und den Träger durch Töne, Blinken oder Vibrationen warnen. Ursprünglich nur von Ärzten und bestimmten Geschäftsleuten benutzt, um sie über einen dringenden Anruf zu benachrichtigen, sind Piepser in den letzten zwei Jahrzehnten immer weiter verbreitet worden. Im Jahr 1992 trugen schätzungsweise 2,9 Millionen Menschen allein in den USA einen Piepser bei sich, und die Zahl der Nutzer weltweit war noch viel höher.

Das erste Funkrufgerät wurde 1950 im Raum New York City eingesetzt. Zwei Jahrzehnte nach seiner Einführung waren etwa 32.600 Pager in Gebrauch. Die in dieser frühen Ära hergestellten Pager waren oft groß und etwas unzuverlässig. Die Technologie führte zu Verbesserungen bei den elektronischen Schaltkreisen, und um 1972 kamen kleine, zuverlässigere Pager auf den Markt. Im Laufe des nächsten Jahrzehnts wurden die Geräte immer beliebter, da der Preis sank. Bis 1981 gab es schätzungsweise eine Million Nutzer in den USA. Ursprünglich konnten Pager ein Funksignal nur in einem bestimmten geografischen Gebiet empfangen. Ein Anrufer in New York City konnte z. B. nur schwer jemanden in Boston anrufen. Heute bieten mehrere Pager-Firmen die Möglichkeit, Personen im ganzen Land auszurufen, und weltweites Paging ist in Sicht.

Der typische Pager enthält einen UKW-Empfänger, ein Ton-Dekodiergerät und einen Audioverstärker. Wenn er alarmiert wird, kann der Träger die Telefonnummer der Person abrufen, die ihn zu erreichen versucht. Komplexere Piepser verfügen über alphanumerische Funktionen und können Namen und Nachrichten von Anrufern anzeigen. Die Industrie entwickelt auch kleine, tragbare Geräte, die weitaus ausgefeiltere Versionen des einfachen Piepsers sind.

Diese zukünftigen Kommunikationsgeräte werden in der Lage sein, alphanumerische Nachrichten über Satellitenübertragung zu senden und zu empfangen. Die Piepser können entweder gemietet oder gekauft werden. In beiden Fällen ist ein Vertrag über den Zugang zu einem lokalen Funkrufnetz obligatorisch; in der Regel handelt es sich um eine ein- oder zweijährige Verpflichtung mit einer festen monatlichen Gebühr. Wenn der Piepser gemietet wird, zahlt der Nutzer eine Gebühr, die die Kosten für das Gerät und den Zugang zum Netz abdeckt – diese kann zwischen 14 und 20 Dollar pro Monat betragen. Ein Verbraucher, der ein Gerät kauft, um es zu besitzen, bezahlt die Kosten für den Piepser – ab etwa 90 $ – und zahlt dann eine separate monatliche Gebühr für den Zugang zum Funkrufnetz. Dieser Zugang kostet etwa 7-10 Dollar pro Monat. Ein Piepser muss aktiviert werden, wenn der Kauf- oder Mietvertrag abgeschlossen und der Vertrag mit dem Funkrufnetz vereinbart ist. Eine spezielle Telefonnummer für den Piepser wird vom Verkäufer im Einzelhandel festgelegt und in den Schaltkreis programmiert. Die Rufnummer kann dann an Freunde, Verwandte und Kollegen weitergegeben werden. Wenn jemand die Nummer wählt, erreicht ein Funksignal das Gerät und aktiviert das Alarmsignal. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: Der Anruf an den Piepser wird automatisch an die Leitstelle des Funkrufnetzes übermittelt, wo eine automatische Verarbeitungsanlage den Pager alarmiert. Bei der zweiten Methode ruft der Benutzer die Rufnummer des Pagers an, wartet auf einen Ton und gibt dann die Nummer des Telefons ein, von dem aus er anruft.

Funktionsweise

Im Betrieb funktioniert ein typischer Pager wie folgt. Jedem Pager wird eine individuelle Telefonnummer und eine bestimmte Funkfrequenz zugewiesen, auf der er Signale empfangen kann. Wenn jemand die Rufnummer des Pagers wählt, wird der Anruf über die Telefonleitungen an das Büro des Funkrufdienstes weitergeleitet. Beim Funkrufdienst sucht ein Steuergerät in seinem Speicher nach der Funkfrequenz, die dem angerufenen Piepser zugewiesen ist, und aktiviert dann einen Funksender, der ein kurzes Signal auf dieser Frequenz ausstrahlt. Diese Frequenzen liegen im VHF- (very high frequency) oder UHF- (ultra high frequency) FM-Funkband. Der Piepser verfügt über einen Empfänger- und einen Decoderschaltkreis. Der Empfängerkreis empfängt das Signal, trennt es von anderen Signalen, verstärkt es und leitet es an den Decoder weiter. Der Decoder prüft, ob die gewählte Nummer mit seiner eigenen, programmierten Telefonnummer übereinstimmt, und aktiviert dann den Piepser oder eine andere Alarmschaltung. Der Decoder verarbeitet auch den zweiten Teil des Signals, der die Telefonnummer oder Nachricht des Anrufers enthält. Ein einfacher Pager zeigt diese Telefonnummer einfach auf einem kleinen Display an. Höher entwickelte Pager können die Nummer und eine kurze Nachricht anzeigen. Einige Pager sind sprachfähig und können eine zehnsekündige Sprachnachricht des Anrufers wiedergeben.

Rohmaterialien

Die bei der Herstellung von Pagern verwendeten Materialien reichen von Metallen über Keramik, Papier und Gummi bis hin zu Kunststoffen. Das äußere Gehäuse des Pagers besteht in der Regel aus einem widerstandsfähigen, hochschlagfesten Kunststoff. Es wird im Werk mit Hilfe von Spritzgießmaschinen hergestellt. Die Gehäuse sind in der Regel schwarz, aber um jüngere Nutzer anzusprechen, wurden auch bunte Modelle entwickelt. Die gesamte Piepsereinheit, einschließlich der Batterie, wiegt in der Regel nur wenige Unzen.

Design

Das grundlegende Design von Pagern hat sich seit ihrer Einführung kaum verändert, aber Fortschritte bei elektronischen Komponenten und Schaltkreisen haben die Größe und das Gewicht des Gesamtpakets erheblich reduziert. Die Hinzufügung zahlreicher Optionen zur Grundfunktion des Pagers hat die Komplexität der Schaltungen erhöht. Einige dieser Optionen umfassen die Fähigkeit, Sprachnachrichten zu übermitteln und Kurznachrichten vom Pager an den Anrufer zurückzusenden.

Der Herstellungsprozess

Der typische Herstellungsprozess für Pager umfasst zwei verschiedene Schritte. Diese Schritte werden als „Front-End-Prozess“ und als „Back-End-Prozess“ bezeichnet. Bei beiden Prozessen kommt die computerintegrierte Fertigung (CIM) zum Einsatz. CIM ist ein Netzwerk aus physischer Hardware, die über spezielle Software oder Programme mit Computern verbunden ist. CIM wurde entwickelt, um die Produktionsmitarbeiter bei der Verfolgung jeder Phase des Herstellungsprozesses zu unterstützen und sicherzustellen, dass der Pager mit den richtigen Komponenten und den vom Kunden spezifizierten Optionen gebaut wird.

Der Front-End-Prozess

• 1 Eine Gruppe oder ein Array von einer oder mehreren Empfänger- oder Decoderplatinen wird durch eine Maschine namens Lötdrucker geführt. Gedruckte Leiterplatten (PCB) sind dünne, steife Stücke aus elektrisch nicht leitendem Material, auf die ein Muster aus elektrisch leitendem Material geklebt wurde, um zahlreiche Leiterbahnen zu bilden, ähnlich wie flache Drähte. Die elektronischen Bauteile sind auf beiden Seiten der Leiterplatte angebracht und durch die gedruckten Schaltungen miteinander verbunden. Der Lötdrucker ist so programmiert, dass er eine kleine Menge Lötpaste auf die Stellen aufträgt, an denen die Bauteile mit den gedruckten Schaltungen in elektrischen Kontakt kommen.
• 2 Die Leiterplatten werden dann von einer anderen Maschine, einem so genannten Hochgeschwindigkeits-Chip-Shooter, verarbeitet. Der Shooter platziert die meisten kleinen Bauteile des Pagers schnell und präzise auf jeder Leiterplatte.
• 3 Nach einer Sichtprüfung durchlaufen die Leiterplatten eine Reihe von Bestückungsrobotern, die die größeren und unregelmäßig geformten Teile auf die Leiterplatten setzen. Dazu gehören die integrierten Schaltkreise (IC), Oszillatoren und Quarzfilter.
• 4 Sobald alle diese Teile platziert sind, werden die Platinen durch einen Reflow-Ofen geführt. In diesem Ofen schmilzt die Lötpaste, um eine elektrische Verbindung zwischen den Bauteilen und den gedruckten Schaltungen herzustellen.
• 5 Die Leiterplatten-Arrays werden dann einer abschließenden Sichtprüfung auf Defekte unterzogen und durchlaufen den Vereinzelungsprozess, bei dem die einzelnen Leiterplatten aus dem Array herausgeschnitten und etikettiert werden.
• 6 Einige Pager benötigen Teile, die in einem Prozess namens „Post-Reflow-Montage“ von Hand platziert werden müssen. Diese Teile sind in der Regel zu groß für eine Bestückung mit Robotern oder zu empfindlich gegenüber der extremen Hitze des Reflow-Ofens. Die Flüssigkristallanzeige (LCD) wird an der Decoderplatine befestigt, und die Decoderplatine mit der LCD wird in das äußere Kunststoffgehäuse eingesetzt. Das Gehäuse enthält auch den Ein-Aus-Schalter, die Gürtelklemme und das Batteriefach mit den elektrischen Kontakten.

  Zu diesem Zeitpunkt haben die Pager noch keine spezifischen Eigenschaften. Sie haben weder eine Funkfrequenz zugewiesen bekommen, noch sind sie mit einer eindeutigen Telefonnummer oder irgendwelchen Kundenoptionen programmiert worden. All das wird im Back-End-Prozess geschehen.

Der Back-End-Prozess

• 7 Zunächst wird ein Quarz auf die Empfängerplatine gelötet. Ein Quarz ist ein elektronisches Bauteil, das nur durch eine bestimmte Funkfrequenz aktiviert werden kann. Der Quarz wird so ausgewählt, dass er mit der dem Pager zugewiesenen Funkfrequenz übereinstimmt.
• 8 Die Empfängerplatine wird dann mit der Decoderplatine im Inneren des Pager-Gehäuses verbunden, und das Gehäuse wird durch einen Laser geschickt, der so programmiert ist, dass er die Pager-Identifikationsnummer und andere Daten auf die Rückwand des Gehäuses ätzt.
• 9 Der Pager wird zur Programmierstation geschickt, wo er automatisch mit einer eindeutigen Identifikationsnummer und einem breiten Spektrum von Optionen programmiert wird, die der Kunde ausgewählt hat.
• 10 Nach der Programmierung werden die Quarz- und Filterfrequenzen des Pagers in einer manuellen Abstimmstation abgestimmt. Dies stellt sicher, dass der Pager genau die ihm zugewiesene Funkfrequenz empfängt und verhindert den Empfang von Nachrichten, die für andere Pager auf anderen Frequenzen bestimmt sind. Manchmal wird dieser Vorgang auch automatisch durchgeführt.
• 11 In der Endmontagestation wird die Abdeckung der Rückseite I auf der Decoderplatine befestigt, eine Batterie eingesetzt und der Pager eingeschaltet. Nach Bestehen eines Hochfrequenztests und einer abschließenden Sichtprüfung wird der Pager verpackt und an den Kunden versandt.

Qualitätskontrolle

Zusätzlich zu den Sichtprüfungen und elektronischen Tests wird der gesamte Herstellungsprozess der Pager durch das CIM-System überwacht. Dieses System kann die Produktionsmitarbeiter warnen, wenn ein Bauteil versehentlich ausgelassen wurde oder eine Funktion nicht in das Gerät programmiert wurde.

Die Hersteller führen außerdem strenge Tests neuer Designs unter extremen Temperatur-, Vibrations- und Stoßbedingungen durch. Dies simuliert Bedingungen wie das Liegenlassen des Pagers in der Sonne in einem verschlossenen Auto oder das versehentliche Fallenlassen des Pagers auf eine harte Oberfläche.

Die Zukunft

Zu den jüngsten Entwicklungen in der Pager-Technologie gehört die Möglichkeit, eine begrenzte Anzahl von vorprogrammierten Antworten vom Pager über Funksignale an den Anrufer zurückzusenden. So könnte der Pager-Benutzer zum Beispiel auf eine dringende Anfrage seines Börsenmaklers die Nachricht „kaufen“ oder „verkaufen“ senden. Es wird erwartet, dass sich die Zwei-Wege-Kommunikation über Pager in naher Zukunft ausweiten wird.

Eine weitere neuere Entwicklung ist eine Pager-Karte, die eine große Menge an Informationen empfangen und speichern kann. Dieses Gerät, das wie eine dicke Kreditkarte aussieht, signalisiert dem Benutzer, wenn eine Nachricht eingeht. Der Benutzer schließt die Karte dann an einen Computer an, und der Pager zeigt die Nachricht auf dem Bildschirm an. Einige Modelle haben einen Speicher von bis zu 512 Kilobytes. Zukünftige Entwicklungen bei Pagern werden zu einer noch größeren Reichweite, einschließlich weltweiter Funkrufe, und zu größeren Möglichkeiten des Informationsabrufs führen.

Obwohl einfache Pager wegen ihres niedrigen Preises wahrscheinlich weiterhin beliebt sein werden, könnten konkurrierende Technologien das weitere Wachstum begrenzen. Mobiltelefone und drahtlose PDA-Geräte (Personal Digital Assistant) beispielsweise können Sprache, Fax und E-Mail über Funknetze übertragen. Wenn der Preis dieser Geräte und Dienste wettbewerbsfähiger wird, könnten sich viele derzeitige Pager-Benutzer zu einem Upgrade entschließen, um die Vorteile einer verbesserten Informationskommunikation zu nutzen.

Wo erfahren Sie mehr

Buch

Lewis, Geoffrey E. Newnes Communications Technology Handbook. Newnes, 1994.

Zeitschriften

Chien, Phillip. „Letter to a Beeper.“ Popular Mechanics, April 1995, S. 50-53, 124.

Cooke, Jim. „Build the Phone Pager.“ Popular Electronics, November 1993, S. 37-40, 94.

Henkoff, Ronald. „Keeping Motorola on a Roll.“ Fortune, 18. April 1994, S. 67-78.

Kantra, Suzanne und Marcelle M. Soviero, eds. „What’s New: Omni-Pager.“ Popular Science, Februar 1994, S. 12.

Kirschner, Suzanne Kantra und Bob Sillery, eds. „What’s New: Talking Back.“ Popular Science, April 1995, S. 12.

„What’s New: Pen-Size Pager.“ Popular Science, April 1995, S. 20.

Therrien, L. „Pagers Start to Deliver More than Phone Numbers.“ Business Week, November 15, 1993, p. 180.

—Carol Brennan /

Chris Cavette

The Manufacturing Process section of this entry was written with the help of Fred Schmidt at Motorola.