Роль мобильных операторов в развитии рынка IoT / Хабр

«вертикальные решения»

Этим же вопросом задаются и операторы, которые на волне популярности Интернета вещей год за годом ждут, что вот-вот начнётся взрывной рост числа подключений, а он всё не наступает. Популярная сейчас причина, которая объясняет всё происходящее, заключается в том, что компании, которая захочет внедрить у себя технологии с подключенными устройствами и получить от этого какую-то выгоду, на самом деле нужно сделать довольно много усилий, и многие (а речь идёт, в том числе о таких традиционных сферах, как сельское хозяйство или ЖКХ, для которых ИТ — совсем не профильное дело) просто боятся или ленятся в это ввязываться.

Ведь, помимо непосредственно устройств и обеспечения связи для них, требуется ещё эти устройства как-то установить и обслуживать, а собранные с них данные как-то обрабатывать. Во всей этой цепочке, которую сейчас называют «вертикальным решением», доля оператора связи (как по сложности, так и по выручке)

«Вертикальные» или «коробочные» решения в данном случае довольно сложно сделать: в разных сферах устройства и данные с них очень сильно отличаются. Более того, поставщиком этого решения не обязательно должен быть оператор связи, доля участия которого в «вертикали» самая маленькая.

Но тем не менее, в этом есть перспектива, и операторы на неё надеются. Есть даже несколько существующих примеров: уже несколько лет операторы активно продают решения в сфере мониторинга транспорта, было несколько попыток зайти на рынок «умных домов», периодически в новостях проскакивают заголовки о новых решениях в сфере ЖКХ от Мегафона и сотрудничестве МТС c Redmond.

1980-е годы. мобильные данные: не поддерживаются

Первые мобильные, а точнее автомобильные телефоны, появились в конце 1940-х годов. Огромная башенная антенна с радиусом действия в десятки километров соединяла их с телефонной сетью. В 1960-х каждому радиотелефону стали выделять сразу два канала: один на передачу, другой на прием, чтобы пользователь мог одновременно говорить и слушать (такой режим связи называется дуплексным).

В 1980-х появилась ключевая технология: операторы разделили территории на множество небольших сот, каждая из которых обслуживалась своей базовой станцией — ​антенной, подключенной к телефонной сети по проводам. Теоретически одна станция могла предоставить пары частот для 28 абонентов, хотя на практике число было и того меньше. Главное, что теперь частоты можно было использовать многократно.

Каждая сота граничит с шестью соседними. Их зоны действия частично пересекаются, поэтому семь ближайших друг к другу базовых станций не должны иметь общих частот. Зато за пределами «семерки» одни и те же частоты можно использовать снова и снова. Разработчики технологии сотовых сетей первого поколения догадались разделить радиоэфир между абонентами по территориальному признаку.

Этим принципом мы пользуемся и сегодня. Попадая в зону действия базовой станции, мобильное устройство связывается с ней по специальному сервисному каналу и регистрируется в сети. Оператор всегда «знает», рядом с какой станцией вы находитесь и куда перебросить звонок, если кто-то наберет ваш номер.

В отличие от рации, сотовый телефон обеспечивает соединение лишь на «последней миле». Несопоставимо большее расстояние сигнал между абонентами проходит по проводам. Так что технологии сотовой связи и мобильного интернета можно назвать беспроводными лишь с долей условности.

2022-е годы. мобильные данные: от 300 мбит/с до 3 гбит/с

Сети четвертого поколения работают приблизительно в том же диапазоне частот, что и 3G и даже 2G (от 800 до 2600 МГц). Но если в начале 1990-х все наши мобильные данные сводились к эсэмэскам, то сегодня мы на лету смотрим видео высокого разрешения, редко сталкиваясь с недостаточной скоротью передачи данных.

Технология 4G выжала все соки из эфирного пространства, которое эксплуатировалось десятилетиями. Не зря четвертое поколение ассоциируется с аббревиатурой LTE — ​Long Term Evolution, или долговременное развитие.

Радиоволны, подобно волнам на поверхности воды, могут взаимодействовать с окружающими предметами и друг с другом. Они отражаются от зданий, рассеиваются, проходя сквозь стены, и даже искажают соседние волны. Чтобы волны соседних полос не мешали друг другу, в технологиях FDMA и CDMA между ними оставляли защитный диапазон.

MIMO расшифровывается как Multiple Input Multiple Output — ​«множественные входы и множественные выходы». Базовая станция посылает сигнал сразу с двух или более антенн, а мобильное устройство принимает соответственно двумя или более антеннами (да, все они помещаются в компактном корпусе).

За технологией OFDMA (O здесь означает «ортогональный») стоит сложная математика. Но вкратце суть ее в том, что отведенная одному абоненту полоса частот (несущая) разбивается на множество (до 256) поднесущих. Их частотные спектры пересекаются, и они непременно мешали бы друг другу, если бы не были филигранно синхронизированы по времени. В тот момент, когда поднесущая достигает пика мощности, ее ближайшие соседки всегда слабы.

В сетях 4G ресурсы сети используются максимально гибко. Система постоянно варьирует ширину полос, временные слоты и количество поднесущих в зависимости от аппетитов конкретных пользователей и качества радиосигнала. Устройство, которому требуется максимальная скорость, получает широкий канал, и наоборот  — гаджеты, которым достаточно медленного интернета, не расходуют ресурсы сети понапрасну.

2020-е годы. мобильные данные: от 100 мбит/с до 20 гбит/с

Разработчики сетей четвертого поколения нарезали радиоэфир настолько мелкими порциями, что, кажется, вплотную приблизились к теоретическому лимиту ускорения связи. Поэтому впервые за 40 лет мобильные устройства выходят в новый частотный диапазон, который будет намного шире предыдущего.

Новые эфирные просторы обеспечат высокую скорость передачи данных: разработчики обещают, что полнометражные фильмы в высоком разрешении мы будем скачивать за считанные секунды. Однако скорость не главный параметр 5G. Важнее количество подключенных устройств: до миллиона на квадратный километр.

Сети пятого поколения создаются не только и не столько для людей, сколько для машин: домашней и промышленной автоматики, беспилотного транспорта, устройств интернета вещей. Стандарт текущего тысячелетия развивается экстенсивно: больше частот, больше базовых станций, больше антенн, больше сот.

Подробно о технологиях, на которых строятся сети пятого поколения, читайте в отдельном материале:

Читать на ЦО.РФ

Что такое 5GКак работает сотовая связь пятого поколения

Словосочетание «оборудование пятого поколения» само по себе не гарантирует запредельных скоростей. За термином 5G скрывается целый набор технологий, которые могут использоваться как все вместе, так и в различных комбинациях

Tele2

Теле2 вышел на российский рынок позже остальных операторов, а потому всё время своего существования был вынужден играть роль догоняющего, что, в свою очередь, оказалось выгодно для абонентов. Несмотря на сравнительно небольшое количество вышек сотовой связи, Теле2 имеет нормальное покрытие в большинстве крупных городов и регионов РФ, а также предоставляет самые выгодные условия по тарифам и отличается самой высокой лояльностью к пользователям.

Билайн

Билайн, будучи когда-то одним их наиболее популярных операторов мобильной связи, вот уже несколько лет подряд теряет свою популярность. Сказываются и низкая скорость интернета, и посредственное качество связи, и менее выгодные тарифы на фоне конкурентов.

На этом сравнение подходит к концу, выводы пускай каждый делает сам для себя с учетом потребностей, качества связи и ценовой политики операторов в вашем регионе. А как считаете вы, какой сотовый оператор лучше?

Интернет вещей

Эксперты компании Ericsson предсказывали, что к 2020 году количество устройств, подключенных к беспроводной сети, превысит 50 млрд по всему миру. Этой цифры во многом удастся достичь благодаря развитию интернета вещей. На смену устройствам с классическими телефонными функциями придут «персональные информационные терминалы», управление которыми будет происходить через беспроводную гарнитуру.

Девайсы нового типа будут обеспечивать неограниченный доступ к культурным объектам, в результате чего свою актуальность потеряют книги, DVD, игры и музыка на физических носителях. Информационные терминалы смогут принимать любую форму, а значит, целые библиотеки данных будут всегда доступны каждому.

Описывая то, как сильно интернет вещей изменит наше взаимодействие с окружающим миром, эксперты предсказывали, что в 2020 году на смену таким телеком-символам десятилетий, как Nokia 7110 в 2022 году и iPhone 3GS в 2022 году, могут прийти холодильник или электросчетчик.

В 2022 году количество устройств, подключенных к сети, оценивалось в 22 млрд единиц. IoT-устройства способны функционировать самостоятельно, без вмешательства человека, и нередко объединяются в сети, подключенные к облачным платформам с помощью Wi-Fi, Bluetooth и других видов связи.

Читайте про операторов:  Как работают глушилки сотовой связи в России • ВсеЗнаешь.ру

Умные девайсы собирают данные, направляют их в облако, где ПО их обрабатывает, а система принимает решение о дальнейших действиях. Во многом популярность интернету вещей обеспечило создание интеллектуальных помощников, помогающих выполнять широкий спектр действий: от выбора фильмов до включения электроприборов.

Развитие интернета вещей позволило создавать девайсы, о необходимости которых мы раньше даже не догадывались, например, умные вилки, которые заглушают все нежелательные звуки во время еды, или подставку для яиц, которая оповещает пользователя о том, что пора восполнить запасы.

Смартфоны, пришедшие на смену мобильным телефонам, по-прежнему активно используются для общения между людьми. По данным консалтинговой компании Deloitte за 2022 год, россияне чаще всего используют смартфоны для общения в мессенджерах. Прогноз о том, что классические телефоны будут упразднены, также не сбылся: звонки по сотовой связи находятся на втором месте по популярности среди функций смартфонов. Растет индекс востребованности звонков через интернет.

В 2022 году начали работать первые коммерческие сети пятого поколения. Ожидается, что благодаря возможности передавать данные с минимальной задержкой сигнала использование 5G станет катализатором развития интернета вещей: позволит усовершенствовать умные города и беспилотный транспорт, а также упростит управление устройствами в реальном времени.

Инфраструктура

В 2020 году среди мобильных операторов наберет обороты тренд на совместное использование активной инфраструктуры (элементов сети радиодоступа) и создание объединенных предприятий. Первым экспериментом в этом направлении стало формирование компании MBNL британскими операторами Three и T-Mobile еще в 2007 году.

Однако практика не получила широкого распространения, и сотрудничество операторов по-прежнему ограничивалось совместным использованием пассивной инфраструктуры, то есть сайтов (site sharing), антенно-мачтовых сооружений и транспортных сетей. Со временем конкурентоспособность операторов будет все меньше зависеть от свойств сотовой связи, поэтому совместное использование активной инфраструктуры станет хорошим способом значительно сократить расходы.

На глобальном уровне за последние 10 лет операторами мобильной связи было сформировано несколько объединений, таких как The Finnish Shared Network или греческий Victus Networks. Однако большинство провайдеров предпочитают сохранять независимость.

В России освоение совместного использования сети началось после выхода соответствующего нормативного акта в 2022 году. Некоторые операторы заключили соглашения, согласно которым, провайдер, построивший сеть в одном из регионов, предоставляет своему партнеру возможность использовать свои базовые станции, транспортную сеть и прочие элементы инфраструктуры.

Сотрудничество особенно выгодно с точки зрения строительства сетей в удаленных регионах. В результате растет количество базовых станций и улучшается качество связи в небольших населенных пунктах. Однако опыта создания совместных предприятий по принципу MBNL от Three и T-Mobile у российских провайдеров пока нет.

Если сегодня операторы в основном получают доступ к облачным хранилищам через посредников, в будущем они будут больше заинтересованы в создании собственных облачных инфраструктур. Это подразумевает в том числе отказ от использования метода SDM (программно-определяемой сети)

и NFV (виртуализации сетевых функций) и переход на CNF (cloud native function). Подобные изменения позволят более эффективно использовать ресурсы за счет параллельной работы нескольких серверов, увеличить стабильность соединения и сократить время простоя в случае поломки.

На сегодняшний день развитие бизнес-экосистем — один из ключевых трендов не только в сфере телекоммуникаций, но и на рынке в целом. Провайдеры уже начали формирование собственных маркетплейсов: предлагают финансовые услуги и решения для торговой деятельности, расширяют линейки товаров и спектр услуг за пределами ИКТ.

Популярным направлением сотрудничества для мобильных провайдеров является объединение с медиабизнесом. Одной из крупнейших сделок в этой сфере стала покупка телекоммуникационным конгламератом AT&T Inc. медиахолдинга Time Warner, теперь переименованного в WarnerMedia, за $85 млрд.

В будущем тенденция наберет обороты и позволит достичь сразу двух целей. Партнерские контракты станут дополнительным источником монетизации, а быстрый доступ к сервисам из различных областей через одну платформу поможет укрепить связь с потребителями.

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.

Какой оператор выгоднее

Трудно сравнивать ценовую политику операторов, поскольку абонентская плата за одну и ту же услугу может сильно разниться, в зависимости от региона. Однако здесь на помощь приходят результаты, полученные аналитиками из ComNews, согласно которым самым выгодным оператором при использовании так называемой «малой корзины» (без мобильного интернета и дополнительных услуг)

оказался МТС, но в то же время по средней стоимости подключенных услуг, МТС является самым дорогим оператором. Это свидетельствует лишь о том, что красные предлагают тарифы способные удовлетворить как самых экономных пользователей, так и тех, кто хочет использовать свой телефон по максимуму.

Рейтинг операторов сотовой связи от самого дешевого к самому дорогому:

  1. Теле2.
  2. Билайн.
  3. Мегафон.
  4.  МТС.

И позиции здесь вполне логичны:  не так давно вышедший на рынок Теле2 пытается предоставлять как можно более дешёвые услуги, чтобы привлечь в свои ряды новых абонентов.

Качество голосовой связи

Объективно оценить качество связи нам помогут статистические данные о проценте неудачных попыток голосового соединения абонентов у разных операторов. Получена эта информация в результате тестирования, проведённого Роскомнадзором на территории Москвы и крупнейших городов России.

Качество голосовой связи оценивалось согласно двум параметрам: количество неуспешных соединений и обрывов в процессе разговора, а также средняя разборчивость речи и доля неразборчивых соединений.

Процент сбоев при голосовом подключении и обрывов в процессе разговора:

  1. МегаФон — 0.7 %
  2. МТС — 0.8 %
  3. Tele2 — 1.2 %
  4. Билайн — 15.1 %

Явным аутсайдером является Билайн, у которого процент брака превышает показатели остальных операторов более чем в 10 раз. Также желтые оказались позади всех по разборчивости передаваемой речи, проблемы наблюдались в 4.3% случаев. Лидером тут является Теле2, абоненты которого жаловались на слышимость собеседника только в 0.1% случаев.

А вот по передаче текстовых сообщений Билайн идеален, он демонстрирует бескомпромиссные 0% брака и доставляет абсолютно каждое сообщение.

Процент не пришедших СМС:

  • Билайн — 0 %
  • Tele2 — 1.2 %
  • МегаФон — 1.7 %
  • МТС — 2.4%

Но какой бы ни был оператор хороший по части СМС, можно ли считать это достаточной компенсацией плохой связи, с учетом того, что текстовое общение сейчас происходит преимущественно в мессенджерах и соц.сетях?

Качество мобильного интернета

Карта покрытия 4G в России, предоставленная Минкомсвязью, свидетельствует, что по зоне охвата LTE лидерами с существенным отрывом являются Мегефон и МТС (по абсолютному количеству вышек 4G первый МегаФон).

А вот аутсайдером тут выступает сравнительно молодой Tele2, так что если вы хотите приобрести СИМ-карту Теле2 для интернета, предварительно внимательно изучите карту покрытия.

По части 3G покрытия дела обстоят аналогичным образом.

По средней скорости мобильного интернета лидирует Мегафон, а Билайн опять находится на последнем месте.

Средняя скорость интернета (Мбит/с):

  1. МегаФон — 13.1
  2. МТС — 10.1
  3. Теле2 — 9.4
  4. Билайн — 5

Чтобы вы могли определиться, у кого тарифные предложения лучше, рекомендуем ознакомиться с нашим большим сравнением актуальных тарифов с безлимитным интернетом от МТС, Мегафона, Билайн и МТС.

Лучшие операторы мобильной связи 2021-2022

В сравнении участвуют четыре крупнейших отечественных оператора, а именно:

Читайте про операторов:  Россиян предупредили о новом виде мошенничества с сим-картами: Coцсети: Интернет и СМИ:

Мы не рассматриваем достаточно популярную компанию Yota, поскольку это дочерний бренд Мегафона. Йота не располагает собственными вышками связи и использует для предоставления услуг инфраструктуру родительской организации, а следовательно полностью от нее зависит.

М2м платформы в россии

В России М2М платформы у операторов сотовой связи начали появляться в 2022 году, пионером здесь был Билайн с решением «Центр Управления М2М» от компании Jasper Wireless. Следом, в 2022 году был МТС с «М2М Менеджером», и в 2022 году к ним присоединился Мегафон с «М2М Мониторингом» российского производства (Петер-сервис).

Эти решения имеют ряд отличий в деталях, и их сравнение — это тема для отдельной статьи, но в целом они служат общей цели: с их помощью администраторы клиентов операторов могут массово (в том числе автоматизировано) управлять большим количеством сим-карт.

Им доступны возможности по блокировке и разблокировке как сим-карт в целом, так и отдельных сервисов, удалённая перезагрузка, средства диагностики подключений, оповещения или действия в случае наступления каких-либо событий, а также масса возможностей по аналитике работы этих устройств и минимизации затрат на связь.

Производители этих платформ постоянно добавляют новый функционал, например, определение местоположения сим-карты по базовым станциям или мониторинг состояния канала. Также, у этих платформ обычно имеется API, который позволяет получить посредством запросов большую часть тех же данных, которые доступны через веб-интерфейс.

Данные о количестве активных подключенных к М2М платформам сим-карт разнятся. Сами операторы эти данные не раскрывают, но если проанализировать разные источники и округлить, то в среднем получится, что в России их порядка 10 миллионов. В это число, кстати, не входят подключенные устройства, которые не используют платформы.

Много это или мало? Вопрос непростой, и он скорее относится не к деятельности операторов, а к особенностям экономики нашей страны. В каких-то сферах нет интереса к технологиям вообще, хотя они могли бы помочь, где-то в них нет весомой экономической выгоды, где-то наоборот, благодаря влиянию государства, есть большой спрос, а где-то просто нет потребности в платформе от оператора.

В любом случае, можно быть уверенными, что операторы при возможности своего не упустят. И все-таки, с учётом популярности в последние годы темы IoT и прогнозах о миллиардных значениях числа подключений, количество в 10 миллионов (а ведь рынок уже почти 10 лет развивается) кажется довольно небольшим. С чем это может быть связано?

Мегафон

МегаФон раньше других конкурентов начал установку вышек 4G, что плотно закрепило за ним звание оператора с самым быстрым мобильным интернетом, и это действительно так. Кроме того, личный кабинет МегаФона — это очень удобный сервис, обходящий по функционалу аналогичные приложения от других операторов.

По частоте навязывания ненужных услуг МегаФон может сравниться с МТС. Впрочем, невнимательные абоненты, любящие кликать куда попало и не читать запросы о подтверждении, будут страдать везде. На сегодняшний день МегаФон хоть и не отличается самой выгодной ценовой политикой, предоставляет стабильно высокое качество связи и мобильного интернета.

Мобильная связь

По прогнозам Ovum, к 2020 году будет два типа мобильных операторов: SMART (Services Management Application Relationship and Technology) и LEAN (Low-cost Enablers of Agnostic Networks). SMART-операторы будут развиваться в сферах создания устройств, ПО и контента, удаляясь от телекоммуникационных сервисов.

Примером провайдера, занимающегося производством собственных устройств, является британский Vodafone, за все время своего существования запустивший в продажу более 70 моделей смартфонов. LEAN-операторы станут поставщиками недорогого доступа в сеть независимо от способа доступа.

Исследование, проведенное агентством AC&M, показало, что, выбирая мобильного оператора, большинство пользователей в первую очередь обращают внимание на покрытие сетями LTE и стабильность работы. 16% опрошенных отметили, что ассоциируют качество мобильной связи с качеством голосовых услуг.

По прогнозам Counterpoint’s ETO Service, к 2025 году количество проданных устройств с поддержкой технологии eSIM приблизится к 2 млрд. Для сравнения, в 2022 году этот показатель составлял 364 млн единиц. Применение технологии eSIM упрощает процесс взаимного подключения между устройствами и механику повторной настройки, а также способствует уменьшению размера смартфонов за счет экономии места в корпусе.

В этом году мобильные операторы уже столкнулись с падением спроса на физические SIM-карты. Некоторые эксперты отчасти связывают это с тем, что у пользователей не было возможности посетить салоны связи. Ожидается, что тенденция на использование eSIM продолжится вместе с развитием тренда на полный переход в онлайн.

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)

Поколение 3,5g

Дальнейшим развитием сетей стала технология HSPA (англ. High Speed Packet Access – высокоскоростной пакетный доступ), которую стали именовать 3,5G. Изначально она позволяла достичь скорости в 14,4 Мбит/с, однако сейчас теоретически достижима скорость 84 Мбит/с и более.

Предпосылки

На самом деле, IoT — явление не такое уж и новое. О нём много говорят именно в последние год-два, но компании, которые так или иначе относятся к этому рынку (операторы связи, производители различного оборудования, интеграторы, организации, занимающиеся описанием стандартов в связи), работают с Интернетом вещей в том или ином виде уже давно.

Операторы мобильной связи начали свой путь к Интернету вещей, когда это казалось ещё отдалённой перспективой, концепцией. Постепенно появился спрос на тарифы, у которых была либо помегабайтная оплата, либо включён минимальный пакет трафика, а также доступна функция CSD (circuit switched data, передача данных по коммутируемому каналу, иными словами, аналогично модему).

Создание нового тарифного плана в структуре оператора сотовой связи — далеко не такая простая задача, как могло бы показаться, поэтому появление выделенных тарифов для специфической группы потребителей уже говорит о том, что этих потребителей достаточно много для того, чтобы оператор обратил на них внимание, проанализировал ситуацию, увидел перспективы в развитии этого направления и вложил в это свои ресурсы.

Этот момент, по времени примерно совпавший с появлением 3G, можно считать началом работы российских операторов на рынке М2М (machine-to-machine, межмашинное взаимодействие, не вдаваясь в подробности — синоним IoT, принятый в некоторых, в том числе операторских, кругах).

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”.

Читайте про операторов:  Как бороться с потерей сотового сигнала на iPhone

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).

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.

Технологические перспективы

Пока основной задачей операторов сотовой связи остаётся продажа сим-карт и попытки придумать что-то новое, производители различного оборудования и разработчики новых стандартов связи занимаются своей работой и в ближайшее время мы увидим в действии целый ряд новых технологий:

  1. 5G. Мы привыкли, что каждое новое поколение стандартов мобильной передачи данных несёт нам увеличение пропускной способности. С каждым годом разговоров про новое поколение всё больше и больше (хотя в России мы всё ещё даже не начали передавать голос в рамках 4G), но у нового поколения будет важная особенность: помимо традиционного увеличения пропускной способности, эти стандарты подразумевают активное развитие Интернета вещей;
  2. С каждым годом человечеству удаётся увеличивать ёмкость автономных источников электропитания при сохранении их размеров. А это означает широкое распространение, например, носимой электроники в ближайшей перспективе и невероятные возможности в будущем;
  3. LPWAN. Важное дополнение к предыдущему пункту — технологии Low Power WAN, разрабатываемые специально для IoT. Сейчас существует несколько разных стандартов, объединяемых общей целью — максимально сократить затраты на электропитание при передаче устройством небольших объёмов информации. Эти стандарты можно поделить на две группы: предоставляемые операторами сотовой связи в рамках лицензируемых частот и стандарты, которые, как Wi-Fi, можно использовать в нелицензируемых частотах кем угодно. К этой второй группе с интересам присматриваются самые разные игроки ИТ рынка, которые ранее в подавляющем большинстве случаев вынуждены были обращаться к услугам операторов сотовой связи: интеграторы, производители оборудования, операторы фиксированной связи и другие.

Как видно, задач по развитию своих сетей у операторов сотовой связи непочатый край, и будущее несёт для них как массу новых возможностей, так и новых конкурентов. Очень интересно, какую в итоге нишу займут на этом рынке операторы: будут ли они просто предоставлять постоянно дешевеющие услуги связи, или же возглавят процесс внедрения инноваций в нашу жизнь. Очевидно одно, наша повседневная жизнь постепенно будет меняться с развитием этих технологий. Надеюсь, в лучшую сторону.

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:

Отзывы о сотовых операторах

В этом пункте мы собрали общее впечатление пользователей о операторах, основываясь на их публикациях на агрегаторах отзывов, форумах и соц.сетях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector