LTE и 4G: в чем разница, есть ли она вообще и что это такое?

Enodeb

eNodeB (усовершенствованный узел B, усовершенствованный узел B или E-UTRAN Node B, сокращенно eNB) – это базовая станция в сетевой архитектуре LTE.eNB отвечает за все функции, связанные с радиоинтерфейсом.:

  • Функция обслуживания беспроводной связи: Поддерживать беспроводную связь с UE, и в то же время отвечать за преобразование протокола между данными беспроводной связи и данными IP;
  • Функция управления радиоресурсами: Включая создание и освобождение беспроводных соединений, планирование и распределение беспроводных ресурсов и т.д .;
  • Некоторые функции управления мобильностью: Включая настройку UE для измерения, оценку качества беспроводной линии связи терминала и принятие решений о передаче обслуживания терминала между сотами.

Базовая станция 2G / 3G отвечает только за соединение с беспроводной линией UE, а конкретное обслуживание линии (управление радиоресурсами, управление мобильностью без базовой сети и т. Д.) Управляется администрацией верхнего уровня базовой станции. объект (среда 2G)

Кроме того, функция моста сети радиодоступа и базовой сети также реализована в BSC или RNC. Следовательно, eNB примерно эквивалентен комбинации BTS и BSC в 2G или комбинации NodeB и RNC в 3G. Это упрощает архитектуру системы, снижает уровень протоколов связи и может обеспечить меньшее время отклика сети.Функции eNB включают::

  • Функция RRM
  • Сжатие IP-заголовка
  • Шифрование потока данных пользователя
  • Выбор MME при подключении UE
  • Запланированная передача пейджинговой информации
  • Запланированная передача широковещательной информации
  • И настроить и обеспечить измерение eNB и т. Д.

радиоинтерфейс eNB: Следуйте интерфейсу LTE-Uu в протоколе E-UTRA для беспроводной передачи сигнала с UE.сетевой интерфейс eNB:

  • Он связан с менеджером мобильности (MME) через интерфейс S1-MME протокола S1-AP для передачи управляющей сигнализации (CP).
  • Он подключен к сервисному шлюзу (S-GW) через интерфейс S1-U протокола GTP-U для передачи пользовательских данных (UP).
  • Используйте интерфейс X2, основанный на протоколе X2-AP, для реализации взаимодействия между eNB.

NOTE: Интерфейсы S1-AP и S1-U вместе называются интерфейсом S1, который представляет интерфейс от eNB к EPC.

E-utran

E-UTRAN (Развитая универсальная наземная сеть радиодоступа) или E-UTRA принадлежит радиоинтерфейсу 3GPP LTE.

Радиоинтерфейс – это радиоинтерфейс. При передаче мобильных устройств радиоинтерфейс представляет собой беспроводную связь, связывающую пользователя терминала мобильного телефона и базовую станцию. Суть E-UTRAN – это разновидность RAN.

RAN (Radio Access Network, сеть радиодоступа, сокращенно: сеть радиодоступа) является частью системы мобильной связи, это реализация технологии радиодоступа. Концептуально он существует между устройством (например, мобильным телефоном, компьютером) и базовой сетью (Core Network, называемой CN), обеспечивая коммуникационное соединение между ними.

     CN
    /  
   /    
 RAN    RAN
 /     / 
UE UE  UE UE

Следовательно, устройства мобильной связи, наиболее тесно связанные с RAN, – это UE и eNodeB. Терминальное устройство может подключаться к нескольким RAN одновременно. Мобильный телефон с этой возможностью называется двухрежимным мобильным телефоном, например мобильным телефоном, который поддерживает как GSM, так и E-UTRAN.

Второе поколение сотовой связи

В 1982 году Европейская конференция почтовых и телекоммуникационных ведомств начала разрабатывать стандарт GSM. Вскоре его начали называть 2G-связью. Изначально GSM предназначался для стран-членов Европейского института стандартов в телекоммуникации.

Но позже разработкой заинтересовались Средний Восток, Африка, Азия и Восточная Европа. Коммерческий релиз сетей стандарта GSM состоялся в 1991 году. Цифровой метод передачи данных позволял абонентам обмениваться SMS-сообщениями. А чуть позже им стал доступен выход в Интернет через протокол WAP.

Этот стандарт покорил не всех. Некоторые государства пошли по своему пути. Например, в США многие 2G-сети использовали стандарт D-AMPS. Лишь спустя какое-то время американцы перешли на GSM1900. А в некоторых странах надолго завоевал популярность стандарт CDMA. Он не был совместим с GSM, поэтому под него разрабатывались отдельные мобильные телефоны.

Постепенно на прилавках магазинов стало появляться всё большее количество портативных устройств, умеющих выходить в глобальную паутину. В связи с этим сотовым операторам нужно было что-то делать, так как в 2G остро не хватало скорости передачи данных.

Поэтому вскоре появилось промежуточное поколение сотовой связи, которое принято называть 2,5G. В этот стандарт внедрили поддержку технологии GPRS, а затем и EDGE. Отныне мобильным телефоном осуществлялась пакетная передача данных — абонент платил за конкретный объем трафика, а не за время соединения с сервером.

Это не только сэкономило людям деньги, но и увеличило скорость передачи и приема данных. В 2G-сетях этот параметр равнялся 9,6 Кбит/с, тогда как поддержка телефоном поколения 2,5G позволяла выходить в интернет на скорости до 170 Кбит/с (GPRS) или даже 384 Кбит/с (EDGE). В некоторых странах эти две технологии называли совершенно по-разному, но суть от этого не менялась.

Выше вы видите табличку, в которой указаны конкретные отличия всех стандартов, принадлежащих к поколениям 2G и 2,5G.

История сотовой связи

Эволюция систем сотовой связи включает в себя несколько поколений 1G, 2G, 3G и 4G. Ведутся работы в области создания сетей мобильной связи нового пятого поколения (5G). Стандарты различных поколений, в свою очередь, подразделяются на аналоговые (1G) и цифровые системы связи (остальные).

Рассмотрим их подробнее.

Связь всегда имела большое значение для человечества. Когда встречаются два человека, для общения им достаточно голоса, но при увеличении расстояния между ними возникает потребность в специальных инструментах. Когда в 1876 году Александр Грэхем Белл изобрел телефон, был сделан значительный шаг, позволивший общаться двум людям, однако для этого им необходимо было находиться рядом со стационарно установленным телефонным аппаратом!

Более ста лет проводные линии были единственной возможностью организации телефонной связи для большинства людей. Системы радиосвязи, не зависящие от проводов для организации доступа к сети, были разработаны для специальных целей (например, армия, полиция, морской флот и замкнутые сети автомобильной радиосвязи), и, в конце концов, появились системы, позволившие людям общаться по телефону, используя радиосвязь.

Первое поколение мобильной связи (1g)

Официальным днем рождения сотовой связи считается 3 апреля 1973 года, когда глава подразделения мобильной связи компании Motorola Мартин Купер позвонил начальнику исследовательского отдела AT&T Bell Labs Джоэлю Энгелю, находясь на оживленной Нью-йоркской улице.

Именно эти две компании стояли у истоков мобильной телефонии. Коммерческую реализацию данная технология получила 11 лет спустя, в 1984 году, в виде мобильных сетей первого поколения (1G), которые были основаны на аналоговом способе передачи информации.

Основными стандартами аналоговой мобильной связи стали AMPS (Advanced Mobile Phone Service – усовершенствованная подвижная телефонная служба) (США, Канада, Центральная и Южная Америка, Австралия), TACS (Total Access Communications System – тотальная система доступа к связи)

(Англия, Италия, Испания, Австрия, Ирландия, Япония) и NMT (Nordic Mobile Telephone – северный мобильный телефон) (страны Скандинавии и ряд других стран). Были и другие стандарты аналоговой мобильной связи – С-450 в Германии и Португалии, RTMS (Radio Telephone Mobile System – радиотелефонная мобильная система)

Перспективы lte 4g

Стандарт существует несколько лет. Однако в некоторых регионах по-прежнему нет даже 3G. На смену четвертому поколению пришло пятое, но 4G еще долго просуществует.

Мобильный интернет стандарта LTE позволяет достигнуть скорость в 100 Мбит/с и выше, поэтому уже стал отличной альтернативой кабельному подключению. Такой способ целесообразен экономически. Чтобы провести кабель в отдаленные локации, потребуется много затрат.

Особый интерес представляет использование LTE 4G в сочетании с WiMAX, что позволит создавать локальные беспроводные высокоскоростные сети с доступом в интернет.

Читайте про операторов:  Apple iPhone 12 mini - Технические характеристики

LTE-450

Рассмотрим сеть LTE 450 – что это такое и чем отличается от других категорий 4G. Само название говорит о высокой скорости интернета и качестве покрытия. Частота сети – 450 МГц. Она идеально подходит населенным пунктам, в которых нет качественного мобильного интернета. Преимущество этого диапазона – способность сигнала преодолевать стены и проникать в подвальные помещения.

Станция способна покрывать радиус в 20 км. Это приблизительно в 5 раз превышает возможности LTE, который работает на частоте 2600 МГц. Возможность подключения по этому стандарту предоставляет провайдер Теле2.

Чтобы пользоваться высокоскоростным интернетом, рекомендуется приобрести оборудование от Skylink:

  • роутер 4G для путешествий;
  • маршрутизатор 4G, предназначенный для загородного дома.

Эти устройства работают не только с частотой 450 МГц, но и другими диапазонами. Среди поддерживаемых бендов есть и стандартные 1800, 800 и 2600 МГц. Если прибор обнаружит более высокие частоты, будет происходить автопереключение на них.

Пятое поколение мобильной связи (5g)

В настоящее время ведутся предкоммерческие и коммерческие запуски сетей 5G. Подробнее о запусках сетей 5G в России и мире можно ознакомиться по соответствующим ссылкам.

К сетям пятого поколения заявлены следующие требования (в сравнении с LTE):

– Рост в 10-100 раз скорости передачи данных в расчете на абонента;

– Рост в 1000 раз среднего потребляемого трафика абонентом в месяц;

– Возможность обслуживания большего (в 100 раз) числа подключаемых к сети устройств;

– Многократное уменьшение потребление энергии абонентских устройств;

– Сокращение в 5 и более раз задержек в сети;

– Снижение общей стоимости эксплуатации сетей пятого поколения.Что такое "поколение" сетей сотовой связи?

Требования к сетям 5G в оцифрованном виде представлены по ссылке.

Более подробную информацию об эволюции сетей мобильной связи, текущем состоянии, трендах и перспективах ее развития читайте в новейшей книге-справочнике “Мобильная связь на пути к 6G”.

Скорость lte

Преимущество данного стандарта – архитектура системы безопасности LTE. Большинство пользователей интересует скорость передачи данных. Некоторые используют смартфон в качестве модема, поэтому вопросы покрытия и насколько быстро передается информация являются самыми важными.

Какой будет скорость, зависит от ширины диапазона поставщика и поддерживаемой разновидности сетевого дуплекса.

Поэтому показатели на разных полосах могут существенно отличаться:

  • 5 МГц – 12 Мбит/с – передача, 37 Мбит/с – прием;
  • 10 МГц – 25 Мбит/с – передача, 75 Мбит/с – прием;
  • 15 МГц – 37 Мбит/с – передача, 112 Мбит/с – прием;
  • 20 МГц – 50 Мбит/с – передача, 150 Мбит/с – прием.

Для LTE-Advanced характерна агрегация, которая позволяет суммировать полосы в различных диапазонах. Благодаря такому эффекту ощутимо увеличивается скорость.

Можно сложить, к примеру, из разного диапазона полосы в 10 МГц и 20 МГц. Результатом станет скорость 225 Мбит/с (полоса 30 МГц). Агрегация в некоторых странах позволяют комбинировать сразу 4 полосы. Благодаря этому можно получить скорость в 600 Мбит/с и даже больше.

Сравнение 3g и 4g

На фоне третьего поколения преимущества четвертого выглядят крайне выразительно:

  • 4G обеспечивает скорость в разы выше, чем аналогичные решения третьего поколения (пиковая скорость – 42-63 Мбит/с против 1 Гбит/с). Еще – предлагает меньший отклик, спасающий в ситуациях, когда важно действовать еще и быстро и с меньшими потерями.
  • Разница в реализации – 4G основана на пакетной передаче данных, а 3G на коммутации каналов.
  • Поддержка технологии VoIP и наличие интеграции с E-Ultra.
  • Сигнал в разы стабильнее даже при смене географического местоположения.

Несмотря на ощутимые преимущества важно помнить и о недостатках. Новый виток развития технологий беспроводной мобильной связи подразумевает смену сетевого оборудования и дополнительные расходы на обслуживание. Из-за несовместимости способов передачи данных, более высокого пикового битрейта и изменившихся частот – операторам и провайдерам приходится больше инвестировать в аппаратное обеспечение.

Но, как подсказывает динамика распространения четвертого поколения, резкий отрыв от 3G предвидится еще нескоро. Многие страны до сих пор заинтересованы в эксплуатации промежуточных технологических решений и не спешат вкладывать бюджет в приближающиеся открытия.

Стек протоколов e-utran

Стек сетевых протоколов радиодоступа E-UTRAN аналогичен стеку сетевых протоколов TCP / IP в традиционном IP-Интернете. Многоуровневая структура используется для выполнения сложной функции передачи данных между UE и eNodeB.

Стек протокола E-UTRAN включает:

  • Физический уровень (PHY): Выполнить все каналы передачи информации от MAC на радиоинтерфейсе.
  • MAC-уровень: Подуровень MAC предоставляет набор логических каналов, а его подуровень RLC мультиплексирует физический уровень в канал передачи.
  • RLC: Используется для передачи PDU PDCP. Это может обеспечить основу для надежности в 3 различных режимах. В соответствии с этим режимом он может обеспечивать: исправление ошибок ARQ, сегментацию / конкатенацию PDU, переупорядочивание для последовательной доставки, повторное обнаружение и так далее.
  • PDCP: Обеспечивает шифрование и защиту целостности для передачи данных на уровне RRC.
  • RRC: Широковещательная передача сообщений уровня доступа, относящихся к системной информации, и сообщений уровня отсутствия доступа к транспорту (NAS).

Стек протокола уровня интерфейса E-UTRAN включает::

  • NAS: Сетевое соглашение между UE и MME.
  • IP

Табл. 1 характеристики аналоговых стандартов сотовой связи

Характеристика

AMPS

TACS

NMT-450

NMT-900

Radiocom 2000

NTT

Диапазон частот, МГц

825-845

870-890

935-950

(917-933)

890-905

(872-888)

453-457,5

463-467,5

935-960

890-915

424.8-427.9 418.8-421.9

925-940 870-885

Радиус соты,км

2-20

2-20

2-45

0,5-20

5-20

5-10

Мощность передатчика БС, Вт

45

50

25

Ширина полосы частот канала, кГц

30 (12,5)

25

25

25/12,5

12,5

25

Время переключения на границе соты, мс

250

290

1250

270

800

Минимальное отношение сигналшум, дБ

10 (6,5)

10

15

15

15

Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных – это были аналоговые системы, задуманные и разработанные исключительно для осуществления голосовых вызовов и некоторых других скромных возможностей. Модемы существовали, однако из-за того, что беспроводная связь более подвержена шумам и искажениям, чем обычная проводная, скорость передачи данных была невероятно низкой. К тому же, стоимость минуты разговора в 80-х была такой высокой, что мобильный телефон мог считаться роскошью.

Во всех аналоговых стандартах применяется частотная (ЧМ) или фазовая (ФМ) модуляция для передачи речи и частотная манипуляция для передачи информации управления. Этот способ имеет ряд существенных недостатков: возможность прослушивания разговоров другими абонентами, отсутствие эффективных методов борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов.

Для передачи информации различных каналов используются различные участки спектра частот – применяется метод множественного доступа с частотным разделением каналов (Frequency Division Multiple Access – FDMA). С этим непосредственно связан основной недостаток аналоговых систем – относительно низкая емкость, являющаяся следствием недостаточно рационального использования выделенной полосы частот при частотном разделении каналов.

В каждой стране была разработана собственная система, несовместимая с остальными с точки зрения оборудования и функционирования. Это привело к тому, что возникла необходимость в создании общей европейской системы подвижной связи с высокой пропускной способностью и зоной покрытия всей европейской территории.

Последнее означало, что одни и те же мобильные телефоны могли использоваться во всех Европейских странах, и что входящие вызовы должны были автоматически направляться в мобильный телефон независимо от местонахождения пользователя (автоматический роуминг).

Читайте про операторов:  Глушилки на экзамен, как работают и как их обойти?

Табл. 2. сравнение систем сотовой связи второго поколения (2g)

 Третье поколение мобильной связи (3G)

Дальнейшим развитием сетей мобильной связи стал переход к третьему поколению (3G). 3G – это стандарт мобильной цифровой связи, который под аббревиатурой IMT-2000 (англ. International Mobile Telecommunications – международная мобильная связь 2000) объединяет пять стандартов – W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT (англ.

Digital Enhanced Cordless Telecommunication – технология улучшенной цифровой беспроводной связи). Из перечисленных составных частей 3G только первые три представляют собой полноценные стандарты сотовой связи третьего поколения. DECT – это стандарт беспроводной телефонии домашнего или офисного назначения, который в рамках мобильных технологий третьего поколения, может использоваться только для организации точек горячего подключения (хот-спотов) к данным сетям.

Стандарт IMT-2000 дает четкое определения сетей 3G – под мобильной сетью третьего поколения понимается интегрированная мобильная сеть, которая обеспечивает: для неподвижных абонентов скорость обмена информацией не менее 2048 кбит/с, для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч – 384 кбит/с, для абонентов, перемещающихся со скоростью не более 120 км/ч – 144 кбит/с.

При глобальном спутниковом покрытии сети 3G должны обеспечивать скорость обмена не менее 64 кбит/с. Основой всех стандартов третьего поколения являются протоколы множественного доступ с кодовым разделением каналов. Подобная технология сетевого доступа не является чем-то принципиально новым. Первая работа, посвященная этой теме, была опубликована в СССР еще в 1935 году Д.В. Агеевым.

Технически сети с кодовым разделением каналов работают следующим образом – каждому пользователю присваивается определенный числовой код, который распространяется по всей полосе частот, выделенных для работы сети. При этом какое-либо временное разделение сигналов отсутствует, и абоненты используют всю ширину канала.

При этом, естественно, сигналы абонентов накладываются друг на друга, но благодаря числовому коду могут быть легко дифференцированы. Как было упомянуто выше, данная технология известна достаточно давно, однако до середины 80-х годов прошлого века она была засекреченной и использовалась исключительно военными и спецслужбами. После снятия грифов секретности началось ее активное использование и в гражданских системах связи.

Территориальное покрытие. где в россии доступны технологии lte и 4g

Неравномерное распределение технологий заметно сразу. Если в центральной части страны (поближе к Москве и Подмосковью) с подключением к вышкам, оснащенным четвертым поколением мобильной связи, не возникает проблем, то продвигаясь ближе к Уралу или далеко на север, наблюдаются острый недостаток сетевого доступа. Ситуацию даже не спасает изредка появляющиеся «точки» доступа во Владивостоке и Южно-Сахалинске.

Покрытие мобильного интернета в России
Покрытие 4G

С LTE дела обстоят еще хуже – единственный «пучок» высокоскоростного интернета, способного покрыть требования даже привередливых пользователей, расположен в Москве и Санкт-Петербурге и почти не двигается ни на юг, ни на север.

Изменится ли ситуация в будущем – неизвестно, но российские операторы уже пытаются обнадежить потенциальных абонентов, намекая на скорый монтаж базовых станций далеко за пределами столицы.

4G и LTE: что это, в чем разница и отличие двух стандартов
Покрытие LTE

Важно помнить – кроме инвестиций со стороны оператора не обойтись и без соответствующей мобильной техники, способной справиться и с 4G, и с обновленными технологиями LTE. Растущая скорость по силам далеко не всем смартфонам и планшетам. Обновленные стандарты заставят абонентов задуматься о поддержке высокоскоростного соединения LTE в телефоне.

Отдельно придется задуматься и об иных факторах, способных повлиять на предоставление доступа к мобильным сетям четвертого поколения: сильная застройка в городах (бетонные стены, «непробиваемые» перегородки), непредсказуемый природный ландшафт за пределами крупных населенных пунктов, повышенный спрос при подключении к базовым станциям.

Технологии 4g

Стандарт 4G начали разрабатывать в 2000 году, но активно внедрять его стали только спустя десять лет. Сети, которые используются сегодня, основаны на IP-протоколе.

Беспроводными стандартами 4G признали технологии LTE Advanced (LTE-A) и WiMAX 2 (WMAN-Advanced, IEEE 802.16m).

LTE стал новым этапом развития стандартов CDMA и UMTS. Международный союз электросвязи определил десятый релиз, LTE Advanced, как эталонный для 4G. Релиз создала японская компания NTT DoCoMo, и благодаря тому, что LTE-A можно было реализовать в существующих сотовых сетях, он стал очень популярен. Впоследствии разработкой LTE-A активно занялась Nokia при поддержке Sony Ericsson, NEC и других гигантов.

Первую коммерческую сеть 4G LTE запустили в Стокгольме и Осло в 2009 году специалисты оператора TeliaSonera совместно с Ericsson. Сегодня такие сети есть во всех развитых странах и большинстве развивающихся.

WiMAX (он же IEEE 802.16) – ещё один 4G-стандарт. Его разрабатывает организация WiMAX Forum, созданная в 2001 году. Основа WiMAX – беспроводной стандарт Wi-Fi. WiMAX имеет много версий, которые можно объединить в две большие группы: мобильные и фиксированные. Первые – для подвижных абонентов, вторые – для статичных.

WiMAX гораздо раньше LTE проник в коммерческие сети связи. Первую такую сеть в 2005 году запустила в Канаде компания Nortel. Но когда LTE-компоненты подешевели, он стал отвоевывать долю рынка.

LTE и WiMAX несовместимы. Проблема в том, что они используют одни и те же диапазоны частот. Так что операторам связи приходится сражаться за частоты, чтобы иметь возможность предоставлять услуги. LTE-операторы выигрывают чаще.

Технология сотовой связи: стандарты и поколения – топномер.ру

Когда-то мы и представить не могли, что сможем передавать видео через интернет, а поколения мобильной связи будут меняться с огромной скоростью. Мы и не думали, что поколение 4g — всего лишь ступень дальше. И этот стандарт — далеко не предел.

Но давайте разберемся, с чего все началось и какая технология мобильных сетей будет следующей? 

Поколения сотовой связи представляют собой некий набор функционала работы сети в рамках определенных стандартов. Что входит в этот набор? Передача информации, регистрация абонента, роуминг, шифрование, а также набор услуг, предоставляемых абоненту. Каждое поколение мобильных сетей отличается своими стандартами, и с каждым поколением они совершенствуются. 

На сегодняшний день — 2021 год — насчитывают уже 6 поколений мобильных сетей — 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, 6G. 

И хотя на момент написания данной статьи активно используется 4G стандарт мобильной связи, технология 5G уже тестируется в некоторых городах США, Южной Кореи, Швейцарии, Великобритании, Италии, Испании, Германии и Китае. 

В России коммерческий запуск сетей 5G запланирован на 2022-2023 годы. В июле 2021 года уже приступили к тестированию стандарта мобильной связи 5G, несмотря на то, что пока не решен вопрос с частотами нового стандарта. 

Но не будем забегать вперед. Все началось с простого стандарта сотовой связи — 1G. 

Появилась технология первого поколения мобильной связи 1G в 1984 году. Работала она на аналоговом принципе передачи данных и разрабатывалась в основном для голосовых вызовов. 

Первое поколение мобильной связи отличалось определенными недостатками: 

  • Не было шифрования.
  • Голосовые вызовы можно было прослушать.
  • Низкая емкость сети.
  • Высокая стоимость абонентских терминалов.
  • При перемещении абонента — замирание сигнала.

Вскоре стало понятно, что данная технология требует совершенствования, так как в ней очень много ограничений.   

Сюда стоит отнести технологии мобильных сетей GSM, GPRS, EDGE. Применение этих технологий началось с 90-х годов. 

Сначала появился GSM. Данный стандарт стал уже не аналоговым, а цифровым. И это его главное преимущество, ведь он позволяет передавать не просто голос, а SMS сообщения. Звонки стали зашифрованы цифровым шифрованием. Правда, скорость передачи данных была пока невысокой — всего 115,2 Кбит/с.

Читайте про операторов:  Как вытащить симку из айфона?

После GSM разработали новую технологию GPRS. Благодаря ей пользователи смогли передавать данные другому устройству через интернет. Скорость на этом этапе уже — 170 Кбит/с. GPRS позволял отслеживать транспорт по спутнику, получать безопасный доступ сотрудников к корпоративным сетям предприятий, выходить в интернет с мобильного телефона. 

EDGE стала следующей ступенью в совершенствовании 2G поколения сотовых сетей. Ее отличие — в способе копирования данных с возможностью передавать больший объем данных. Скорость передачи данных на пике — 474 Кбит/с. 

Итак, плюсы технологии 2G более очевидны:

  • Шифрование информации при передаче.
  • Высокая емкость сети.
  • Возможность передачи данных на более высокой скорости.
  • Более низкая стоимость абонентских терминалов.
  • Лучшая помехоустойчивость.

Со временем все больше людей стали пользоваться мобильными телефонами. И тогда стало ясно, что технология 2G не справляется с возрастающими запросами пользователей. 

И в 2001 году Япония представила технологию мобильной связи 3G. Сюда входят CDMA2000, UMTS, HSPA, HSPA . 

Данный стандарт мобильной связи оказался революционным для всего мира. Скорость передачи данных выросла с 114 Кбит/с до 2 Мбит/с. Абоненты стали смотреть на телефоне фильмы и делать видеозвонки.

Кроме скорости, 3G порадовала улучшенной защитой от обрывов связи в процессе движения абонента. Как только человек отходит от одной базовой станции, его “подхватывает” другая. Вторая станция передает все больше информации, тогда как первая все меньше. Благодаря этим “подхватам” обрывы стали реже, а вскоре вообще исчезли.  

С момента появления стандарта 3G началась эра смартфонов и мобильных приложений. 

Плюсы поколения 3G:

  • Хорошая устойчивость к помехам.
  • Пакетная скоростная передача данных.
  • Высокая безопасность сигнала.
  • Отсутствие помех при движении абонента.
  • Меньшее энергопотребление.

В 2009 году стало ясно, что сети 3G скоро устареют. Трафик от приложений перегрузит их. Тогда мобильные операторы стали трудиться над разработкой 4G поколения, которое должно было решить вопрос со скоростью, увеличив ее в несколько раз, по сравнению с сетями 3G.

В 2005 году появилось новое поколение сотовой связи 4G. К нему относятся стандарты LTE Advanced, LTE Advanced Pro. Эта технология стала отличаться улучшенной скоростью передачи данных. У неподвижных абонентов скорость достигала 1 Гбит/с, а у тех абонентов, кто передвигается при использовании сети, — 300 Мбит/с.

Первые технологии 4G были представлены в США (называлась WiMAX) и Скандинавии (под названием LTE). Победу одержала технология LTE, так как ее основной плюс — преемственность по отношению к 3G.

Благодаря технологии 4G скорость мобильного интернета практически сравнялась со скоростью домашнего широкополосного подключения. 

Преимущества 4G поколения:

  • Улучшенное качество голосовой связи.
  • Высокая скорость передачи данных.
  • Хорошая скорость даже при передвижении абонента.

Но и этого уже, похоже, недостаточно, учитывая огромную скорость развития интернет-приложений и устройств, работающих на базе нового поколения. 

Пятое поколение мобильной связи действует на основе стандартов 4G. В данный момент этот стандарт еще не запущен в работу. И как было сказано выше, во многих городах мира проводятся исследования и тесты использования технологии 5G. 

По замыслу разработчиков, поколение 5G должно обеспечить более высокую пропускную способность, чем стандарты 4G. Это сделает широкополосную мобильную связь более доступной, поможет в развитии телемедицины, беспилотных авто, разработок виртуальной реальности. 

Скорость передачи данных стандарта мобильной связи 5G будет достигать 1-2 Гбит/с. Предполагается, что благодаря новой технологии в телефонах будет меньший расход батареи при использовании интернета. 

Поскольку стандарт 5G довольно сложный, требуется поддержка Правительства РФ в его разработке и внедрении. И на данный момент разработка технологии 5G ведется при активном участии госкорпорации “Ростех”. 

В компании сообщили, что пилотные зоны 5G с российским наполнением могут быть запущены в нашей стране уже в 2023 году. На реализацию проекта выделят около 21,46 млрд рублей из федерального бюджета до 2024 года.

Одна из идей — разместить базовые станции для 5G-сетей на крышах домов. Однако сейчас управляющие компании не спешат предоставлять операторам доступ к общедомовому имуществу для установки оборудования.

К тому же, операторам приходится платить процент за использование крыш, подвалов и другой общедомовой территории. Вскоре эту проблему планируется решить на государственном уровне, что позволит внедрять 5G сети более быстрыми темпами.

Российские ученые завершили исследования о безопасности сотовой связи всех стандартов, в том числе 5G. 

Согласно исследованию, уровни электромагнитного поля от базовых станций мобильной связи всех стандартов безопасны. Сюда же относится новая технология 5G. 

Однако не все люди с этим согласны. В некоторых городах люди выражают протест против строительства сетей 5G, считая, что они совсем не безопасны. 

В мае 2021 года ФАС России одобрило соглашение о совместном строительстве 5G-сетей компаниями “Ростелеком”, “ВымпелКом” и “МегаФон”. Эти операторы должны будут обеспечить равный доступ к 5G всем участникам рынка.

При этом по состоянию на 2021 год, перспективы развития 5G в России туманны. Решение о выделении определенных частот для стандарта 5G еще не принято. Предположительно новый пятый стандарт заработает в нашей стране не ранее 2024 года. А возможно, к 2030 году мы уже увидим шестое поколение мобильной связи? Кто знает…

Но пока 5G в процессе разработки, остается насущным вопрос, какой существующий стандарт мобильной связи лучше? 

На данный момент сети 4G обеспечивают самую быструю и качественную связь. У четвертого поколения хорошее покрытие по всей России. Скорость передачи данных составляет 100 Мбит/с — 1 Гбит/с, что не может не радовать многих российских абонентов.

Если вы решите активно использовать стандарт 4G, помните, что он потребляет примерно на 20% больше энергии, чем прошлое поколение 3G. 

Так, каждый пользователь должен решить сам, какой стандарт ему использовать — 4G с большей скоростью и энергопотреблением или “старый добрый” 3G.

Четвертое поколение мобильной связи (4g)

В марте 2008 года сектор радиосвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-Р) определил ряд требований для стандарта международной подвижной беспроводной широкополосной связи 4G, получившего название спецификаций International Mobile Telecommunications Advanced (IMT-Advanced), в частности установив требования к скорости передачи данных для обслуживания абонентов:

Так как первые версии мобильного WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access – всемирная совместимость для микроволнового доступа) и LTE (англ. Long Term Evolution – долгосрочное развитие) поддерживают скорости значительно меньше 1 Гбит/с, их нельзя назвать технологиями, соответствующими IMT-Advanced, хотя они часто упоминаются поставщиками услуг, как технологии 4G. 6 декабря 2022 года МСЭ-Р признал, что наиболее продвинутые технологии рассматривают как 4G.

Основной, базовой, технологией четвёртого поколения является технология ортогонального частотного уплотнения OFDM (англ. Orthogonal Frequency-Division Multiplexing – мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов). Кроме того, для максимальной скорости передачи используется технология передачи данных с помощью N антенн и их приёма М антеннами – MIMO (англ.

Таким образом, эволюцию стандартов мобильной связи можно представить в следующем виде: 

Рис. 1. Эволюция стандартов мобильной связи

Сравнительные характеристики стандартов различных поколений мобильной связи можно свести в следующую таблицу:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector