Небольшая обзорная статья по современным стандартам сотовой связи.
Что такое 4G
4G —четвёртое поколение мобильной связи, характеризующееся высокой скоростью передачи данных и повышенным качеством голосовой связи. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с. Системы связи 4G основаны на протоколах пакетной передачи данных. Для пересылки данных используется протокол IPv4, а также, в будущем планируется поддержка IPv6.
Международный союз телекоммуникаций и 4G Alliance (основными участниками которого является ZTE Corporation и другие китайские компании) определяют технологию 4G как будущее технологий беспроводной телекоммуникации, которая позволит достичь скорости передачи данных до 1 Гбит/с в условиях стационарного применения и до 100 Мбит/с в условиях обмена данными с мобильными устройствами доступа. Технология 4G, в частности, позволит абонентам смотреть многоканальные телетрансляции высокой чёткости и управлять домашней бытовой техникой с помощью мобильного устройства, совершать дешевые междугородные телефонные звонки.
Что такое 3G
Эволюция в сфере коммуникаций, в сфере мобильной связи сносит на своем пути все ограничения, ее результатом становится появления новых сетей – сетей 3-го поколения 3G. 3G стандарт на сегодняшний день используется в 75 странах мира, а услугами 3G-операторов пользуются около 300 миллионов людей. Теперь этот стандарт появился и в России.
Сети 2G, прежде всего, были ориентированы на голосовую связь, в то время как сети 3-го поколения сделали акцент на передачу данных и уже потом на голосовую связь. Стандарт 3G, который пришел на смену сетям второго поколения, предлагает широкий спектр услуг, самыми важными из которых являются мобильный Интернет и голосовая связь.
Как часто мы задаемся вопросом, почему качество связи зачастую не устраивает нас в той или иной форме? Почему GPRS работает так медленно? Как дозвониться до оператора, чтобы не сидеть с телефоном по полчаса и выслушивать, какие кнопки надо нажать? Случалось такое, когда надо отправить электронное письмо с помощью терминала, а где взять настройки, чтобы соединиться с сервером оператора, непонятно? Какие могут быть варианты решения этих проблем? Специфика работы GSM-операторов вынуждает их размещать как можно большее количество базовых станций, для того чтобы люди не испытывали проблем со связью и, соответственно, могли пользоваться дополнительными услугами, такими как MMS, GPRS, EDGE.
Для GSM-операторов проблема заключается в том, что уровень сигнала слишком низкий, и поэтому приходится устанавливать по нескольку десятков базовых станций в одном районе города – в виде шестиугольников или сот, как их еще называют. При такой конфигурации в зоне покрытия не должно оставаться участков, на которых сигнал может отсутствовать. Казалось бы, ничего сложного: установить вышку, запустить передатчик, и готово. Если бы не одно «но» – количество абонентов, которое постоянно растет и в итоге еще больше загружает и без того «уставшие» базовые станции.
Мы живем в век технологий, где мобильная связь является очень прибыльным бизнесом. Это давно поняли страны Европы и Азии, Америка, Япония. Поэтому они начали внедрять более «продвинутые» технологии, позволяющие обслуживать огромное количество абонентов на качественно новом уровне. Все это возможно при внедрении технологий связи третьего поколения (3G – Third generation).
Какие же мобильные сети на самом деле можно назвать сетями 3G?
3G представляет собой общепринятое обозначение нескольких стандартов мобильной связи, имеющих ряд отличительных признаков. В частности, мобильные сети третьего поколения обеспечивают возможность одновременной передачи голосовых (обычный телефонный звонок) и не голосовых данных (загрузка файлов, обмен электронной почтой или сообщениями IM). Немаловажная роль в 3G-услугах отведена скоростному Интернет-доступу, видеотелефонии и мобильному ТВ, правда, два последних сервиса пока так и не достигли ожидаемой популярности.
Стандарт 3G был разработан Международным союзом электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) и носит название IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000). Под этой аббревиатурой объединены пять стандартов, и только некоторые из них обеспечивают полное покрытие в различных диапазонах, поэтому фактически только они могут рассматриваться в качестве полноценных 3G-решений.
Наибольшее развитие сети третьего поколения получили в Японии и Южной Корее. Первая коммерческая 3G-сеть FOMA была запущена 1 октября 2001 года в Японии оператором NTT DoCoMo на базе стандарта W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). А буквально через четыре года услугами связи третьего поколения пользовались уже 40% населения этой страны.
Что касается Европы, то здесь развитие 3G было заторможено в основном высокими лицензионными отчислениями. В общей сложности на приобретение лицензий европейские операторы потратили около 130 млн. евро. Первая сеть третьего поколения на старом континенте была запущена 3 марта 2003 года в Великобритании оператором Hutchison. Она построена на базе того же стандарта W-CDMA и получила короткое и понятное название – «3».Существует два принципа, по которым оператор классифицируется как 3G или не 3G. Принцип первый – стандарт, в котором предоставляются услуги мобильной связи. Принцип второй – скорость передачи данных, которая достигается в сети.
Официально мобильная сеть третьего поколения – это набор систем и сервисов, построенных на базе любой из шести технологий, описанных в документе International Mobile Telecommunications Programme (IMT-2000), предложенном Международным союзом телекоммуникаций (International Telecommunication Union (ITU)). Технологии следующие: W-CDMA, CDMA2000, CDMA2001, TD-CDMA/TD-SCDMA, UWC-136 (он же EDGE) и DECT. Однако далеко не все они обеспечивают необходимый радиус покрытия, а стандарт UWC-136 (EDGE) поддерживается большинством отечественных операторов и относится к так называемым сетям 2,5 G.
Поэтому в качестве сетей 3G могут быть использованы только следующие варианты: W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access; европейский вариант – UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)), CDMA2000 1X (450, 800, 850, 1700, 1900 МГц) и китайский вариант 3G – TD-CDMA/TD-SCDMA. Кстати, CDMA2000 1X – это первый этап, с которого начинается эволюция сети CDMA2000.
Но есть и другой признак, по которому также классифицируются 3G-операторы – скорость передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 кбит/с, для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) – 384 кбит/с, для неподвижных объектов на коротких расстояниях – 2,048 Мбит/с. Если классифицировать по соответствию стандартам, то во всем мире насчитывается свыше 160 операторов третьего поколения.
И что же в результате получают обычные пользователи мобильной связи? Их выбор ограничен телефонами для работы на частоте 900, 1800, 1900 МГц и в некоторых случаях 2100 МГц. Люди выбирают того оператора, который предлагает более качественную или вообще безальтернативную связь в конкретной местности. Конечно, для людей, проживающих в больших городах, эта проблема уже перестала быть актуальной, но ведь наша страна – это не только города-миллионники, но и тысячи мелких населенных пунктов, в которых приходится искать возвышенности, взбираться на дерево, чтобы на дисплее дорогого средства связи появились полоски, информирующие об уровне принимаемого сигнала.
Многим ли известно, что одна базовая CDMA-станция покрывает сетью участок в 50 километров? Как вы отреагируете, если вам предложат воспользоваться услугами передачи данных со скоростью до 2,4 мегабит в секунду, при этом с возможностью пользоваться или мобильным терминалом, или PCMCIA-картой, которую надо всего лишь вставить в ноутбук, чтобы в любой точке города быть на связи? А если лэптоп поддерживает голосовые звонки, им можно пользоваться как сотовым аппаратом…
В любом случае, теперь, по крайней мере, мы с вами владеем представлением о связи третьего поколения, которая вот-вот доберется и до нас с вами. Так будем же не просто мобильными, а мобильными по-современному!