Мобильный Интернет: от 1G до 5G

От идеи беспроводной связи в научных лабораториях на заре 20-го века к первым прототипам мобильных телефонов в начале 70-х, — и вот сегодня мы пребываем в предвкушении уже 5-го поколения мобильной связи. Обсудим этот интереснейший путь технопрорывов в нашем кратком обзоре.

1G – пионеры.

Стандарты 1G — аналоговые. Доступ к сетям 1G впервые получили японские пользователи в 1979г. Очень скоро эстафету приняли страны Скандинавии и США. Наибольшее распространение нашли стандарты:

  1.  AMPS (Advanced Mobile Phone Service) – получил распространение в странах Северной, Южной Америки и Австралии;
  2. TACS (Total Access Communications System) – нашёл применение в Европе: Англии, Италии, Испании, Австрии и др.;
  3. NMT (Nordic Mobile Telephone) – охватил страны Скандинавии;
  4. ТZ-801 (-802, -803) – родился и вырос в Японии.

Низкое качество связи и несовместимость стандартов — главные проблемы этого семейства.

2G.

Разработка второго поколения мобильной связи связана с активной деятельностью Европейской конференции почтовых и телекоммуникационных ведомств в 1982г., в рамках которой была создана GSM (франц. Groupe Spécial Mobile) — специальная рабочая группа для разработки пан-Европейской наземной системы подвижной связи общего применения.

Через 7 лет к работе подключился Европейский институт стандартов в телекоммуникации. С тех пор GSM означает Global System for Mobile Communications.

Массовое производство стартовало в 1991г., — потребитель впервые получил цифровой метод передачи данных. Диджитал начинает свой победоносный путь. Появляется сервис SMS. Рождение WAP (Wireless Application Protocol — беспроводной протокол передачи данных) открывает миру мобильный интернет. Стартовая для данной технологии скорость доходила до 19,5 кбит/с. Растущая потребность во всё более скоростном интернете гнала разработчиков вперёд, вскоре появились стандарты 2,5G и 2,7G.

Технологии 2,5G, — известные нам GPRS (General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования), — «разогнали» мобильный интернет до 80 кбит/с с потенциалом в 172кбит/с.

2,7G сети — надстройка над 2G и 2.5G — это технология EDGE(EGPRS) (Enhanced Data rates for GSM Evolution), давшая пользователям 150 кбит/с (до 474 кбит/с в теории).

3G.

Около 10 лет заняла разработка третьего поколения мобильной связи, — в 2000г., в России в 2002г., пользователи получили доступ к стандартам CDMA (Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением): UMTS/WCDMA (№1 в России), CDMA2000/IMT-MC, а также менее распространённым TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT, UWC-136.

В чём особенности технологий 3G, — чуть подробнее о UMTS, HSDPA, HSPA+, DC-HSPA+.

  1. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – универсальная система мобильной электросвязи) – используется в европейском 3G. Диапазон частот 2110-2200 МГц (ширина канала до 5 МГц). Скорость до 2 Мбит/с (в движении min 144 Кбит/с).
  2. HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) – пионер в группе HSPA, основанный на технологии UMTS. Первоначальная скорость передачи данных до 1,2 Мбит/с в последствии возросла до 3,6 Мбит/с (наиболее популярный модем Huawei E1550, ZTE mf180), 7,2Мбит/с (Huawei E173, ZTE MF112) и далее до 14,4Мбит/с (Huawei E1820, ZTE MF658). На пике развития технологии HSDPA max скорость передачи достигла 28,8 Мбит/с (DC-HSDPA — практически двухканальный вариант HSDPA).
  3. HSPA+ (основана на HSDPA) – это уже 3,5G. Max скорость 21 Мбит/с, благодаря более сложным методам модуляции сигнала (16QAM, 64QAM) и технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход).
  4. DC-HSPA+ — так называемое 3.75G. Ширина канала 10 МГц (практически двухканальный HSPA+), скорость до 42,2 Мбит/с.

3G модемы поддерживают стандарты предыдущих поколений. Они приобрели большую популярность и используются до сих пор. В качестве примера давайте познакомимся поближе с некоторыми моделями.

  • Huawei E173 — max «заявочная» скорость до 7,2 Мбит/с, на практике 2–3,5 Мбит/с. Поддерживает GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA.
  • Huawei E3131 — max «заявочная» скорость до 21 Мбит/с. Поддерживает ещё и HSPA+ (помимо стандартов, перечисленных для Е173).
  • Нuawei E1550 — max «заявочная» скорость 3,6 Мбит/с, реальная — 1–2 Мбит/с.
  • Huawei E3372 — max «заявочная» скорость 3G до 42,2 Мбит/с, 4G — до 150 Мбит/c.

Использование модема, поддерживающего максимальную скорость, позволяет повысить скорость интернета, — по крайней мере, создаёт аппаратные возможности для этого.  Дальше дело за уровнем сигнала в конкретной локации и загруженностью вышки мобильного оператора. Именно эти факторы определяют разницу между «заявочными» скоростями производителей оборудования, операторов связи и тем, что мы получаем на практике в каждом конкретном случае.

При приобретении оборудования мы рекомендуем выбирать для себя лучшее, исходя из ваших потребностей, не опасаясь, в частности, что до вас «заявочная сказка» никогда не доберётся. Интернет шагает по стране семимильными шагами, — то, что вчера казалось недостижимой сказкой, сегодня становится привычным и обыденным.

4G.

Технологии 4G значительно усиливают качество и стабильность сигнала связи. Представлено новое поколение стандартами LTE и WiMax.

  1. WiMax (продолжение Wi-Fi) бывают фиксированные для статичных абонентов и мобильные для движущихся абонентов (до 115 км/час). Появился стандарт в 2001г. в WiMAX Forum (организация, включающая Samsung, Huawei Technologies, Intel и др.). Массовый доступ в WiMAX сеть впервые получили канадские абоненты в 2005г.
  2. LTE (Long-Term Evolution) разработан на базе GSM/UMTS японским сотовым оператором NTT DoCoMo. Max «заявочная» скорость в стандарте 326,4 Мбит/с, на практике многое зависит от возможностей оператора. Так, в России Мегафон предлагает ширину канала до 40МГц, что позволяет развивать скорость до 300Мбит/с. Другие операторы пока ограничиваются 10 МГц, что даёт 75 Мбит/с.

Первые LTE-сети появились в Норвегии и Швеции в 2009г. LTE Advanced (десятый релиз LTE), был избран Международным союзом электросвязи в качестве стандарта, отвечающего требованиям беспроводной связи четвертого поколения, и на сегодняшний день уверенно занимает место главного стандарта 4G.

5G.

В 2015г. Международный союз электросвязи разработал план развития технологии высокоскоростного интернета по технологии 5G и определил её название — «IMT-2020».

Альянс мобильных сетей следующего поколения (NGMNNext Generation Mobile Networks) определил следующие требования, которым должны соответствовать стандарты 5G:

  • Скорость передачи данных десятки Мбит/с для десятков тысяч пользователей одновременно;
  • Скорость передачи данных 100 Мбит/с в условиях мегаполисов;
  • Скорость передачи данных 1 Гбит/с одновременно для многих пользователей на одном этаже;
  • Одновременное подключение сотен тысяч беспроводных датчиков;
  • Более высокая спектральная эффективность по сравнению с 4G;
  • Улучшение охвата;
  • Повышение эффективности передачи сигнала;
  • Значительное снижение задержки по сравнению с LTE.

Таковы перспективы. Разработки, тестовые испытания идут по всему миру, в том числе и в России. В нашей стране уже имеется опыт организации связи 5G в рамках отдельных локаций. Интенсивная работа продолжается.   Многие эксперты отрасли ожидают появление сетей 5G уже в 2018г.

Ваш комментарий будет первым

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *