Поколения мобильной связи 1G, 2G, 3G, 4G, 5G |

5G: EDGE

Позднее на базе GPRS появилась «надстройка» Enhanced Data Rate for GSM Evolution (

) для более скоростной передачи данных, так что протокол доступа не изменился. Данные собираются в пакеты и передаются через виртуальный канал, который предоставляется абоненту на время GPRS-сеанса. Концепции, обеспечивающие передачу пакетных данных в сотовых радиосетях,

и развивались дальше от GPRS / EDGE к 3G и 4G.

EDGE в сети GSM был впервые представлен в 2003 году в Северной Америке. Благодаря внедрению сложных методов кодирования и передачи данных, EDGE обеспечивает более высокие скорости передачи битов на каждый радиоканал. EDGE может иметь полосу пропускания данных до 236 Кбит/сек (с полной задержкой менее 150 мс) с теоретическим максимумом в 473,6 Кбит/сек.

image
Время загрузки реальных файлов в зависимости от технологии.

В конце 2000-х годов были предприняты попытки улучшить пропускную способность 2.5G с помощью стандарта Evolved EDGE, также известного как EDGE Evolution. В этом стандарте уменьшены задержки, а скорость увеличена до 1 Мбит/сек.

Многие операторы связи стремились модернизировать существующую инфраструктуру, а не инвестировать в новую. Благодаря обновлению программного обеспечения и новым устройствам, совместимым с Evolved EDGE, многие поставщики услуг хотели избежать инвестиций в 3G. Однако этот стандарт так и не был введен в коммерческое использование.

3g: первый высокоскоростной доступ

По мере того, как 2G распространялась, а люди всех возрастов начали использовать телефоны в повседневной жизни, стал очевиден рост спроса на данные. Пользователи всё активнее требовали увеличения скорости передачи данных. Поскольку 2G не смог справиться с этой задачей, была создана новая технология.

3G представили в Японии в мае 2001 года. Основной технологической разницей между 3G и 2G было использование пакетной коммутации (3G), а не коммутации каналов (2G). При этом скорость 3G выросла в среднем до 2 Мбит/сек. (с 200 Кбит/сек. в начале внедрения технологии). Произошла революция, которую можно сравнить лишь с переходом от 56k-модемов к широкополосному доступу.

Благодаря надежному, быстрому подключению стали стремительно развиваться услуги потокового видео на телефоне, включая видеозвонки. Большинство сайтов обзавелись версиями для мобильных устройств. В целом, с середины 2000-х годов 3G значительно изменило веб-индустрию, особенно с точки зрения приложений и веб-интерактивности.

HSDPA по сравнению с WCDMA, EDGE, GPRS, GSM.

С приходом и распространением 3G, началась современная эпоха беспроводных мобильных смартфонов как карманных компьютеров, особенно после 2005 года, когда в 3G была внедрена технология пакетной передачи данных High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA).

Однако к 2009 году стало ясно, что в какой-то момент сети 3G будут перегружены трафиком от приложений, которым необходим доступ в сеть. В скором времени индустрия сосредоточилась на внедрении технологий 4G, намереваясь увеличить скорость в несколько раз по сравнению с существующими сетями 3G.

4g– четвертое поколение

Сегодня, в мобильных сетях широко применяется технология уже четвертого поколения, причем не только в больших городах, но и в городах поменьше и даже деревнях. Переход к 4G был ознаменован внедрением новых стандартов передачи данных в беспроводных сетях, которые были разработаны совместными усилиями компаний Hewlett-Packard и NTT DoCoMo. Речь идет о стандартах WiMax и LTE. Далее подробнее о каждом из них.

WiMAX. Данный стандарт был разработан еще в 2001 году организацией WiMAX Forum. В состав данной организации входили такие производители, как Huawei Technologies, Samsung, Intel и многие другие известные компании. По сути технология WiMAX является продолжением всем знакомого стандарта беспроводной связи для локальных сетей Wi-Fi. Коммерческое применение для этой технологии впервые нашлось в Канаде в 2005 году.

LTE (Long-Term Evolution— долговременное развитие) концептуально является продолжением развития стандартов предыдущих поколений — GSM/UMTS и изначально к четвёртому поколению не относился, но на сегодняшний день именно этот стандарт является основным для сетей четвертого поколения.

Разработанный крупнейшим в Японии оператором сотовой связи NTT DoCoMo, в десятом его релизе (LTE Advanced), данный стандарт был принят Международным союзом электросвязи как стандарт четвертого поколения, так как отвечал всем предъявляемым требованиям. Первый запуск коммерческой сети с поддержкой LTE был осуществлен в 2009 году в Швеции и Норвегии.

Читайте про операторов:  Мобильный Код 991 - Какой Оператор Связи Регион (Город) Кода

Максимально
возможная скорость передачи данных по стандарту LTE составляет 326.4 Мбит/с, но это в теории. Что касается
практики, то скорость передачи данных будет существенно зависеть от ширины диапазона частот, используемой оператором. Из
российских операторов сотовой связи, на сегодняшний день, наибольшую ширину
диапазона частот для сетей беспроводной связи, которая составляет 40 МГц,
использует только Мегафон. Остальные компании, предоставляющие услуги сотовой
связи, используют ширину канала 10 МГц.

Для
сравнения, максимум скорости передачи данных в LTE-сетях
в диапазоне частот 10 МГЦ составляет 75 Мбит/с, а предельная скорость
в диапазоне 40 МГц может достигать 300 Мбит/с.

Есть
еще такое понятие, как частотная полоса. Спецификации на
такие частотные полосы называются бэндами (band). Всего таких спецификаций 70 и в разных странах для сетей LTE применяются разные спецификации. В России используются следующие 5:

  • band3 FDD LTE в частотном диапазоне 1800 МГц;
  • band7 FDD LTE в частотном диапазоне 2600 МГц;
  • band20 FDD LTE в частотном диапазоне 800 МГц;
  • band31 FDD LTE в частотном диапазоне 450 МГц;
  • band38 TDD LTE в частотном диапазоне 2600 МГц.

В
сетях LTE FDD (Frequency Division Duplex) используется метод частотного разделения, это означает, что загрузка и передача трафика осуществляется в разных частотных диапазонах. А в сетях LTE TDD (Time Division Duplex) используется метод разделения по времени, то есть входящий и исходящий трафик передаются в одном диапазоне
частот, но в
разные промежутки времени.

Первое поколение сотовой связи

Сейчас самое первое поколение сотовой связи принято называть 1G. Но в годы действия этих сетей никто о таком понятии не подозревал, тогда многие люди не думали о том, что в ближайшем будущем сотовая связь станет совсем другой. Итак, что же представляло собой первое поколение?

Фактически это была аналоговая связь. Её запуск был осуществлён компанией AT&T, а первый звонок состоялся 3 апреля 1973 года — его совершил Мартин Купер, являвшийся главой мобильного подразделения Motorola. Как и в случае со стационарной аналоговой связью, теоретически сотовый телефон можно было задействовать в качестве модема. Но решиться на это мог только какой-нибудь миллионер, ведь минута разговора в те времена стоила огромных денег.

Как и в случае с последующими поколениями, 1G — это лишь название, объединяющее под собой несколько разных стандартов. В Канаде, США, Австралии, а также Южной и Центральной Америке применялся стандарт AMPS. В странах Скандинавии и некоторых государствах получил распространение стандарт NMT и его разновидности.

Ну а в Италии, Испании, Англии, Австрии, Ирландии и Японии применялось сотовое оборудование стандарта TACS. И это только три самых популярных варианта реализации сетей! Все эти стандарты были совершенно несовместимы друг с другом. Поэтому британец, приехавший в Америку, не мог разговаривать по своему собственному телефону.

Друг от друга разные стандарты отличались не только диапазоном частот, но и радиусом соты, мощностью передатчика, временем переключения на границе соты и соотношением сигнала к шуму. Подробнее со всеми спецификациями вы можете ознакомиться в прилагающейся табличке.

Обычным людям сотовая связь первого поколения стала доступной далеко не сразу. Первое десятилетие некоторые компании занимались только экспериментами. Коммерческая реализация произошла только в 1984 году. Достаточно быстро стало ясно, что аналоговая сотовая связь имеет ряд недостатков.

Во-первых, каждая сота имела малую ёмкость — при подключении к ней большого количества абонентов начинались серьезные проблемы. Во-вторых, качество сигнала было далеко от идеала, особенно если абонент находился не на улице, а в здании. Первыми об этих проблемах задумались европейцы. Они начали разрабатывать цифровую связь.

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.

Читайте про операторов:  Как узнать PUK-код сим-карты Билайн

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.

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.

Читайте про операторов:  Как восстановить сим-карту МТС?

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector