Что такое 1G, 2G, 3G, 4G и все что между ними. 2G что это
Что такое 1G, 2G, 3G, 4G и все что между ними / Хабр
Конечно, те мрачные дни уже далеко позади, но по всему миру продолжают появляться перспективные беспроводные высокоскоростные сети передачи данных нового поколения, и многие вещи начинают казаться запутанными. Что же такое «4G»? Это выше, чем 3G, но означает ли, что лучше? Почему все четыре национальных оператора США неожиданно называют свои сети 4G? Ответы на эти вопросы требуют небольшой экскурсии в историю развития беспроводных технологий.
Для начала, «G» означает «поколение», поэтому когда вы слышите, что кого-то относят к «сети 4G», это означает, что они говорят о беспроводной сети, построенной на основе технологии четвертого поколения. Применение определения «поколения» в данном контексте приводит ко всей той путанице, в которой мы попробуем разобраться.
1G
История начинается с появления в 1980-х годах нескольких новаторских сетевых технологий: AMPS в США и сочетание TACS и NMT в Европе. Хотя несколько поколений услуг мобильной связи существовали и раньше, тройка AMPS, TACS и NMT считается первым поколением (1G), потому что именно эти технологии позволили мобильным телефонам стать массовым продуктом.Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных — это были чисто 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.
Отдельно хочется упомянуть первую в мире автоматическую систему мобильной связи «Алтай», которая была запущена в Москве в 1963 году. «Алтай» должен был стать полноценным телефоном, устанавливаемым в автомобиле. По нему просто можно было говорить, как по обычному телефону (т.е. звук проходил в обе стороны одновременно, т.н. дуплексный режим). Чтобы позвонить на другой «Алтай» или на обычный телефон, достаточно было просто набрать номер — как на настольном телефонном аппарате, без всяких переключений каналов или разговоров с диспетчером. Аналогичная система в США, IMTS (Improved Mobile Telephone Service), была запущена в опытной зоне на год позже. А коммерческий ее запуск состоялся лишь в 1969 году. Между тем в СССР к 1970 году «Алтай» был установлен и успешно работал уже примерно в 30 городах. Кстати, в Воронеже и Новосибирске система действует до сих пор.
2G
В начале 90-х годов наблюдается подъем первых цифровых сотовых сетей, которые имели ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми системами. Улучшенное качество звука, бОльшая защищенность, повышенная производительность — вот основные преимущества. GSM начал свое развитие в Европе, в то время как D-AMPS и ранняя версия CDMA компании Qualcomm стартовали в США.Эти зарождающиеся 2G стандарты пока не имеют поддержки собственных, тесно интегрированных, услуг передачи данных. Многие из таких сетей поддерживают передачу коротких текстовых сообщений (SMS), а также технологию CSD, которая позволила передавать данные на станцию в цифровом виде. Это фактически означало, что вы могли передавать данные быстрее — до 14,4 кБит/с, что было сравнимо со скоростью стационарных модемов в середине 90-х.
Для того, чтобы инициировать передачу данных с помощью технологии CSD, необходимо было совершить специальный «вызов». Это было похоже на телефонный модем — вы или были подключены к сети, или нет. В условиях того, что тарифные планы в то время измерялись в десятках минут, а CSD была сродни обыкновенному звонку, практической пользы от технологии почти не было.
2.5G
Появление сервиса «General Packet Radio Service» (GPRS) в 1997 году стало переломным моментом в истории сотовой связи, потому что он предложил для существующих GSM сетей технологию непрерывной передачи данных. С использованием новой технологии, вы можете использовать передачу данных только тогда, когда это необходимо — нет больше глупой CSD, похожей на телефонный модем. К тому же, GPRS может работать с большей, чем CSD, скоростью — теоретически до 100 кБит/с, а операторы получили возможность тарифицировать трафик, а не время на линии.Это нововведение не позволило добавить единицу к поколению мобильной связи. В то время, как технология GPRS уже была на рынке, Международный Союз Электросвязи (ITU) составил новый стандарт — IMT-2000 — утверждающий спецификации «настоящего» 3G. Ключевым моментом было обеспечение скорости передачи данных 2 МБит/с для стационарных терминалов и 384 кБит/с для мобильных, что было не под силу GPRS.
Таким образом, GPRS застрял между поколениями 2G, которое он превосходил, и 3G, до которого не дотягивал. Это стало началом раскола поколений.
3G, 3.5G, 3.75G… и 2.75G тоже
В дополнение к вышеупомянутым требованиям к скорости передачи данных, спецификации 3G призывали обеспечить легкую миграцию с сетей второго поколения. Для этого, стандарт, называемый UMTS стал топовым выбором для операторов GSM, а стандарт CDMA2000 обеспечивал обратную совместимость. После прецедента с GPRS, стандарт CDMA2000 предлагает собственную технологию непрерывной передачи данных, называемую 1xRTT. Смущает то, что, хотя официально CDMA2000 является стандартом 3G, он обеспечивает скорость передачи данных лишь немногим больше, чем GPRS — около 100 кБит/с.Итак, куда же отнести EDGE? Это не так быстро, как UMTS или EV-DO, так что вы можете сказать, что это не 3G. Но это явно быстрее, чем GPRS, что означает, что она должна быть лучше, чем 2.5G, не так ли? Действительно, многие люди назвали бы EDGE технологией 2.75G.
Спустя десятилетие, сети CDMA2000 получили обновление до EV-DO Revision A, которая предлагает немного более высокую входящую скорость и намного выше исходящую скорость. В оригинальной спецификации, которая называется EV-DO Revision 0, исходящая скорость ограничена на уровне 150 кБит/с, новая версия позволяет делать это в десять раз быстрее. Таким образом, мы получили 3.5G! То же самое для UMTS: технологии HSDPA и HSUPA позволили добавить скорость для входящего и исходящего траффика.
Дальнейшие усовершенствования UMTS будут использовать HSPA+, dual-carrier HSPA+, и HSPA+ Evolution, которые теоретически обеспечат пропускную способность от 14 МБит/с до ошеломительных 600 МБит/с. Итак, можно ли сказать что мы попали в новое поколение, или это можно назвать 3.75G по аналогии с EDGE и 2.75G?
4G — кругом обман
Подобно тому, как было со стандартом 3G, ITU взяла под свой контроль 4G, привязав его к спецификации, известной как IMT-Advanced. Документ призывает к скорости входящих данных в 1 ГБит/с для стационарных терминалов и 100 МБит/с для мобильных. Это в 500 и 250 раз быстрее по сравнению с IMT-2000. Это действительно огромные скорости, которые могут обогнать рядовой DSL-модем или даже прямое подключение к широкополосному каналу.Беспроводные технологии играют ключевую роль в обеспечении широкополосного доступа в сельской местности. Это более рентабельно — построить одну станцию 4G, которая обеспечит связь на расстоянии десятков километров, чем покрывать сельхозугодья одеялом из оптоволоконных линий.
К сожалению, эти спецификации являются настолько агрессивными, что ни один коммерческий стандарт в мире не соответствует им. Исторически сложилось, что технологии WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), которые призваны добиться такого же успеха как CDMA2000 и GSM, считаются технологиями четвертого поколения, но это верно лишь отчасти: они оба используют новые, чрезвычайно эффективные схемы мультиплексирования (OFDMA, в отличие от старых CDMA или TDMA которые мы использовали на протяжении последних двадцати лет) и в них обоих отсутствует канал для передачи голоса. 100 процентов их пропускной способности используется для услуг передачи данных. Это означает, что передача голоса будет рассматриваться как VoIP. Учитывая то, как сильно современное мобильное общество ориентировано на передачу данных, можно считать это хорошим решением.
Где WiMAX и LTE терпят неудачу, так это в скорости передачи данных, у них эти значения теоретически находятся на уровне 40 МБит/с и 100 МБит/с, а на практике реальные скорости коммерческих сетей не превышают 4 МБит/с и 30 МБит/с соответственно, что само по себе очень неплохо, однако не удовлетворяет высоким целям IMT-Advanced. Обновление этих стандартов — WiMAX 2 и LTE-Advanced обещают сделать эту работу, однако она до сих пор не завершена и реальных сетей, которые их используют, по-прежнему не существует.
Тем не менее, можно утверждать, что оригинальные стандарты WiMAX и LTE достаточно отличаются от классических стандартов 3G, чтобы можно было говорить о смене поколений. И действительно, большинство операторов по всему миру, которые развернули подобные сети, называют их 4G. Очевидно, это используется в качестве маркетинга, и организация ITU не имеет полномочий противодействовать. Обе технологии (LTE в частности) скоро будут развернуты у многих операторов связи по всему миру в течение нескольких следующих лет, и использование названия «4G» будет только расти.
И это еще не конец истории. Американский оператор T-Mobile, который не объявлял о своем намерении модернизировать свою HSPA сеть до LTE в ближайшее время, решил начать брендинг модернизации до HSPA+ как 4G. В принципе, этот шаг имеет смысл: 3G технология в конечном счете может достигнуть скоростей, больших, чем просто LTE, приближаясь к требованиям IMT-Advanced. Есть много рынков, где HSPA+ сеть T-Mobile быстрее, чем WiMAX от оператора Sprint. И ни Sprint, ни Verizon, ни MetroPCS — три американских оператора с живой WiMAX/LTE сетью — не предлагают услуги VoIP. Они продолжают использовать свои 3G частоты для голоса и будут делать это еще в течении некоторого времени. Кроме того, T-Mobile собирается обновиться до скорости 42 МБит/с в этом году, даже не касаясь LTE!
Возможно, именно этот шаг T-Mobile вызвал глобальное переосмысление того, что же на самом деле означает «4G» среди покупателей мобильных телефонов. AT&T, которая находится в процессе перехода на HSPA+ и начнет предлагать LTE на некоторых рынках в конце этого года, называет обе эти сети 4G. Таким образом, все четыре национальных оператора США украли название «4G» у ITU — они его взяли, убежали с ним и изменили.
Выводы
Итак, что же это все нам дает? Похоже, операторы выиграли эту битву: ITU недавно отступил, заявив, что термин 4G «может быть применен к предшественникам этой технологии, LTE и WiMAX, а также другим эволюционировавшим 3G технологиям, обеспечивающим существенное повышение производительности и возможностей по сравнению с начальной системой третьего поколения». И в некотором смысле мы считаем, что это справедливо — никто не будет спорить, что так называемые «4G» сети сегодня напоминают сети 3G 2001 года. Мы можем передавать потоковое видео очень высокого качества, загружать большие файлы в мгновение ока и даже, в определенных условиях, использовать некоторые из этих сетей как замену DSL. Это звучит как скачок поколений!Литература
2G, 3G, 4G, and everything in between: an Engadget wireless primerUPDATE: Добавлена информация о системе мобильной связи «Алтай».
habr.com
Секреты, что такое 3G и какое отличие 2G от 3G
В современных городах, у операторов мобильной связи давно запущены в продажу услуги 3G. Скоро все основные производители мобильных телефонов и планшетных компьютеров смогут предлагать помимо традиционных 2G, обновленные 3G телефоны и планшеты, которые способны получить доступ к новым услугам 3G сетей. На самом деле, почти каждый смартфон или планшет, а так же большинство мобильных телефонов выпущенных в последнее время поддерживают 3G технологию. У вас как и любого Интернет пользователя или абонента мобильной связи в тот момент, когда могут сообщить приятную новость что "теперь 3G связь доступна в родном городе", возникают серьезные вопросы имеющие значимость на миллион долларов:Естественно, актуальные и пытливые вопросы о 3G можно задать тому кто сообщил вам новость что в вашем городе установлена связь 3G. Но, не всегда есть возможность получить профессиональные ответы про возможности 3G связи.
Вот вам объяснение термина 3G и подробные ответы на вопросы связанные с 2G и 3G.
Что такое 3G3G - это новое поколение сети со скоростями связи в разы выше, чем обычная 2G сеть!
Что можно сделать с помощью 3G услугиМобильные телефоны с поддержкой 3G продаются в России давно, но раньше не было оператора мобильной связи, который осуществлял предоставление услуги сети 3G. Теперь же, когда на рынке среди множества мобильных услуг имеются компании, операторы сотовой связи предоставляющие пользователю доступ в 3G сеть, в ваших руках самый современный телефон может начать использовать все свои возможности по максимуму, опережая возможности телефонов из прошлого века.
С 3G становится легко и быстро работать в Интернете. Например, отправлять и получать электронную почту в том числе письма с фотографиями и картинками большого размера. 3G позволяет также быстро скачать фильм, музыку, игры из Интернета.
Делать видео звонки и организовать проведение видеоконференций (где в сетях 3G возможны 3G звонки). Я надеюсь, теперь вы понимаете идею и назначение фронтальной камеры в телефонах Apple iPhone 5s / iPhone 6s, Samsung Galaxy S5, Nokia Lumia, Lenovo Vibe, Sony Xperia и Huawei Ascend. И почему многие любители Apple девайсов разочаровались в ранних моделях iPad, когда узнавали, что в революционном планшетном компьютере iPad отсутствовала фронтальная камера. Верно, сейчас используемая многими 3G технология способствует удобному общению на большом расстоянии. Теперь и вы можете создать видео конференции на вашем телефоне или мобильном устройстве используя 3G доступ.
Получить потоковое ТВ (онлайн телевидение) на экране телефона. 3G связь поможет смотреть разные телевизионные каналы (новости, биржа и торговля, спорт, музыка, семья и природа) непосредственно на Вашем мобильном телефоне.
Так же появляется возможность удаленно просматривать видеокадры с камер безопасности прямо на мобильном телефоне, в любе время суток, где бы вы ни находились. Возможность получить удаленный доступ к видео камерам систем безопасности поможет вам осуществлять контроль безопасности в то время как вы находитесь вдали от своего дома или участка, где установлена ваши система видеонаблюдения и камеры слежения.
Вы можете просматривать Интернет с высокой скоростью передачи данных. Это значит что с помощью 3G связи вы даже сможете играть в онлайн игры с тяжелым медиа контентом.
Если у вас есть встроенный GPS в мобильный / сотовый телефон, вы можете получить быстрый доступ к навигации, и спутниковым картам с помощью приложений сторонних разработчиков.
3G услуги дают пользователям мобильных аппаратов высококачественную передачу голоса и связь с данными Интернет сервисов и удаленных программ способных обрабатывать большие массивы данных по вашему запросу и отображать результаты на экранах на ваших мобильных аппаратов.
Какая разница между 3G и 2G3G представляет собой новый шаг в развитии мобильной связи. 3G предлагет услуги мобильной связи с заметно большей пропускной способностью и эффективностью, чем нынешняя 2G система мобильной связи.
Сама по себе 2G связь ориентирована на голосовую услугу. В то время как 3G поддерживает высокоскоростную передачу данных, которая по меньшей мере составляет 144 кбит/сек. C благоприятным широкополосным доступом в Интернет по мобильному телефону 3G связь поддерживает TriplePlay функции, такие как мобильное ТВ и конвергентные услуги связи (голосовая связь и передача данных).
Кроме того, 3G помогает операторам сотовой связи в укреплении их потенциала для услуг голосовой связи. В настоящее время основные операторы 2G связи сталкиваются с серьезным спектром проблем в некоторых городах, который тормозит их рост в будущем.
И в то время как 3G является хорошим способом для услуг передачи данных, такая связь в три раза более эффективна по характеристикам, чем нынешние технологии и услуги связи предоставляемые большинству абонентов. Какая скорость передачи данных? Вот примеры для сравнения возможностей 2G и 3G.
Максимальная скорость связи:2G связь - 10 Кб/сек;3G связь - 3 Мб/сек.
Время, необходимое для загрузки трехминутной MP3 песни:2G связь - от 31 до 40 минут;3G связь - 11 секунд до 1,5 минуты.
Также подготавливается обширная статья на тему, "Что такое 4G и 5G". Оставайтесь с нами!
www.todbot.ru
2G, 3G, 4G: азбука беспроводной связи
Сейчас трудно в это поверить, но раньше мобильники действительно назывались "мобильными телефонами", а не дамбфонами, смартфонами, фичерфонами, или суперфонами. Они оттопыривали ваш карман - если вообще в него вмещались - и звонили. Ничего лишнего. Никаких социальных сетей, сообщений, браузеров, Instagram'а, Flash 10.1 и прочей ерунды. Они не загружали 5-мегапиксельные фото на Flickr, и уж точно не могли превращаться в точки беспроводного доступа в Интернет.
К счастью, те суровые времена уже позади - но в то время как поставщики услуг связи по всему миру начинают проливать свет на многообещающее новое поколение высокоскоростных беспроводных сетей, всё потихоньку начинает сбивать с толку. На самом деле, что значит "4G"? Конечно, это больше, чем 3G, но обязательно ли оно лучше? Почему все четыре национальных поставщика связи США внезапно начали называть свои сети 4G? Это то же самое? Чтобы ответить на эти вопросы, нам нужно пройти через прошлое беспроводной связи, её настоящее и будущее... Но нам кажется, что эта прогулка будет для вас интересной.
В первую очередь скажем главное: "G" значит "generation" (поколение), поэтому если вы слышите, как кто-то говорит о "4G сети", то это значит, что они имеют в виду беспроводную сеть, разработанную по технологии четвёртого поколения. На самом деле, именно само определение "поколения" в данном контексте вводит нас в заблуждение с самого начала; вот причина такой неразберихи. Но более подробно об этом позже - сначала давайте пройдёмся вниз по тропинке памяти к источнику, когда-то давно давшему начало первому поколению.
"G" значит "generation" (поколение), поэтому если вы слышите, как кто-то говорит о "4G сети", то это значит, что они имеют в виду беспроводную сеть, разработанную по технологии четвёртого поколения.
1G
Наше путешествие стартует в начале 1980ых с изобретением нескольких революционных сетевых технологий: AMPS в США и комбинации TACS и NMT в Европе. Как расшифровываются данные акронимы, нам не важно. Всё, что вам нужно знать, это то, что в отличие от прежних систем, эти новые стандарты предоставили широкий диапазон частот для достаточно интенсивного использования абонентами, были полностью автоматизированными со стороны провайдеров, не нуждаясь в операторе, и использовали электронику, которую можно было легко уместить в маленький корпус. Хотя в 1950-х уже существовало несколько поколений мобильных сервисов, тройка AMPS, TACS и NMT повсеместно считается первым поколением - "1G", если хотите - так как они были первыми, кто ввёл мобильные телефоны в массы. Они были массивными, надёжными, и вскоре распространились во всех промышленно развитых странах мира.
Дело в том, что во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных; это были чисто аналоговые системы, разработанные для голосовых звонков. Были модемы, способные передавать данные в этих сетях - в некоторых трубках они были даже встроенными - но так как соединение аналоговой сотовой связи было более чувствительно к помехам, чем обычное стационарное, скорость передачи была ужасно медленной. Но даже если бы она была высокой, это не имело бы никакого значения; поминутная тарификация в AMPS сетях в 1980-х годах сделала телефоны роскошью и в предметами первой необходимости брокеров с Уолл Стрит, но никак не вещью, которую нужно иметь каждому. Кроме того, технологии производства крутых смартфонов, способных принимать такое количество информации, не существовало. Ах да, и ещё не был изобретён YouTube. В общем, ещё было просто не время.
Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных; это были чисто аналоговые системы, разработанные для голосовых звонков.
2G
В начале девяностых появились первые цифровые сотовые сети, обладающие большим количеством очевидных преимуществ над аналоговыми сетями, на смену которым они пришли: лучшее качество звука, улучшенный уровень безопасности, а также более высокая пропускная способность, если говорить о наиболее значительных изменениях. GSM начал распространяться в Европе, а D-AMPS и ранняя версия CDMA от Qualcomm, известная как IS-95, становилась популярной в США. Никто не спорит, что, в общем, эти системы представляли второе поколение беспроводных сетей - они изначально являлись революционными и отличными от своих предшественников. Более того, прошёл хороший десяток лет с того момента, как начали использоваться сети 1G. Эти вещи были действительно представителями нового поколения.
Однако эти возникшие 2G стандарты всё ещё плохо поддерживали встроенную в них передачу данных. Всё же многие из таких сетей могли передавать текстовые сообщения, так что начало было положено. Также они поддерживали что-то под названием CSD, данные, передаваемые по коммутируемым каналам. CSD позволяло заказывать коммутируемый информационный вызов в цифровом виде, так что сетевой коммутационный пункт принимал настоящие 1 и 0, а не визг аналогового модема. Проще говоря, это означало, что вы могли передавать данные быстрее - фактически, до 14.4 кб/с, что можно сравнить со скоростью аналогового модема начала-середины 90-х.
Возникшие 2G стандарты всё ещё плохо поддерживали встроенную в них передачу данных.
Хотя по большому счёту, CSD было просто уловкой - способом перенастроить голосо-ориентированные сети на передачу данных. Вам всё ещё нужно было заказывать "телефонный разговор" для соединения, так как сервис не всегда был доступен. Весь процесс был похож на использование dial-up модема дома: либо вы были онлайн, либо нет. Такие сервисы, как одновременная отправка электронной почты и сообщения, казались чем-то фантастическим. Более того, так как CSD соединение было звонком, вы тратили минуты на соединение - и эти технологии существовали во времена, когда количество минут в месяц в планах сотовых операторов измерялось не в сотнях и тысячах, а дюжинах. Использование CSD не как случайной новинки, а чего-то большего, было непрактичным, разве что ваш оператор каждый месяц предоставлял вам счёт за услуги беспроводной сети.
Такие сервисы, как одновременная отправка электронной почты и сообщения, казались чем-то фантастическим.
2.5G: вы знаете, что у вас проблемы, когда нужно использовать дробные числа
Нынешние проблемы с определением 4G начались ещё десять лет назад, приблизительно тогда, когда органы по стандартизации трудились над завершением 3G технологии. Общий сервис пакетной радиопередачи данных, GPRS, появившись в 1997-м году, явился переломным моментом в истории сотовой связи. Он содержал в себе дополнение для GSM-сетей, делающее услуги связи доступными всегда. Больше никаких глупых диал-ап CSD - если вы правильно настроили свой телефон и аккаунт, то могли передавать данные когда и где удобно без каких-либо помех и перебоев. В сущности, ваш телефон был постоянно подключён к интернету. Его скорость была быстрее, чем у CSD: теоретически, больше 100 кб/с (хотя не могу сказать, что она поднималась больше 40 кб/с в период расцвета сервиса). GPRS также впервые позволил операторам производить тарификацию по килобитам, а не минутам. Полагаем, что это было одновременно и хорошо, и плохо.
Безусловно, появление GPRS было важным событием - особенно потому, что оно произошло как раз тогда, когда люди по-настоящему начали постоянно проверять свою электронную почту. По сути, оно было трансформационным. AT&T Wireless, Cingular и VoiceStream (который впоследствии стал T-Mobile USA) пользовались этим сервисом, как, впрочем, практически все GSM-операторы в мире. Однако он не сделал никакого вклада в своё поколение. Видите ли, к тому времени, как GPRS появился на рынке, Международный союз телекоммуникаций ООН (ITU) уже установил свой стандарт IMT-2000, официальный список спецификаций, которым должна соответствовать "настоящая" технология 3G. Что более важно, в соответствии с IMT-2000, стационарная скорость должна быть 2 Мб/с, а мобильная - 384 кб/с - критерии, которым GPRS не соответствовала даже в свои лучшие времена.
Вот и вся история о том, как GPRS застрял между двух огней: он был лучше, чем 2G, но недостаточно хорош, чтобы считаться 3G. Он был довольно успешным, и мог бы завоевать право на то, чтобы считаться 3G, если бы ITU уже не установил рамки. Но такова жизнь. И так вышло, что это был только первый из многочисленных расколов поколения, происходивших в следующем десятилетии.
3G, 3.5G, 3.75G... ах да, ещё и 2.75G
Вдобавок к вышеупомянутым скоростным ограничениям, официальная спецификация 3G от ITU также требовала от совместимых технологий лёгкого перехода с 2G-сетей. По этому критерию GSM-операторы отдавали предпочтение стандарту UMTS, а CDMA2000 стал последователем IS-95, совместимый с прежними версиями.
Как и GPRS, CDMA2000 предоставлял CDMA-сетям постоянный обмен данными в виде технологии, названной 1xRTT. Вот здесь всё немного запутывается: несмотря на то, что CDMA2000, в общем, является 3G стандартом, на практике 1xRTT лишь немного быстрее, чем GPRS - около 100 кб/с - и, таким образом, считается 2.5G стандартом, вместе с GPRS. К счастью, CDMA2000 положил начало улучшенному протоколу 1xEV-DO, предоставляющему максимальную скорость около 2,5 Мб/с. Вот где были все деньги 3G.
Первые CDMA2000 и UMTS сети были запущены в период между 2001 и 2003 годами, но это не означало, что производители и органы по стандартизации остановились на пути 2G технологий. EDGE - Enhanced Data-rates for GSM Evolution (Усовершенствованная передача данных для эволюции GSM) - воспринималась как лёгкий способ для операторов GSM сетей выжать ещё чуть-чуть сока из своих 2.5G устройств без серьёзных капиталовложений на модернизацию оборудования для UMTS и расширения диапазона. С телефоном, поддерживающим технологию EDGE, вы могли получить скорость вдвое большую, чем на GPRS - неплохо по тем временам. Многие европейские операторы не тратили время на EDGE, сразу же решив попытать успеха с UMTS, но Cingular - наверняка, пытаясь оттянуть время - воспользовались шансом, и в 2003 году стали первой сетью, использующей данную технологию.
С телефоном, поддерживающим технологию EDGE, вы могли получить скорость вдвое большую, чем на GPRS - неплохо по тем временам.
Итак, куда же отнести EDGE? Ответ зависит от того, кого вы спросите. Он не обладает такой большой скоростью, как UMTS или EV-DO, поэтому нельзя сказать, что это 3G. Но он всё же быстрее, чем GPRS, а значит, он должен быть лучше, чем 2.5G, не так ли? В самом деле, многие люди назвали бы EDGE 2.75G технологией, чем заставили бы вздыхать противников "полупоколений" по всему миру. И ITU не облегчает задачу, официально называя EDGE технологией ITU-2000 Narrowband - фактически, 2G стандартом, способным достигать скоростей 3G.
В течение десятилетия CDMA2000 сети усовершенствовали своё оборудование до EV-DO Revision A, предоставляя чуть большую скорость скачки и значительно высокую скорость загрузки - изначальная спецификация (названная EV-DO Revision 0) обладала скоростью загрузки примерно в 150 кб/с, чего не было достаточно для активного обмена картинками и видео, чем мы сейчас и занимаемся, используя свои телефоны и ноутбуки. Revision A может делать это в 10 раз быстрее. Такого масштаба апгрейд был невозможен в 3G, не правда ли? Значит, это 3.5G! То же самое и у UMTS: HSDPA значительно увеличил скорость скачки, а HSUPA - скорость загрузки.
Последующие усовершенствования UMTS породили HSPA+, Dual-Carrier HSPA+, и HSPA+ Evolution, чьи теоретические скорости были от постоянных 14 Мб/с до невообразимых 600 Мб/с. Так в чём же дело? Можем ли с уверенностью сказать, что уже создали новое поколение или же это только 3.75G, как и EDGE считается 2.75G?
Ложь, наглая ложь и 4G
Так же, как оно поступило с 3G стандартом - IMT-2000 - ITU взяло верх над 4G, причислив его к спецификации IMT-Advanced. Это вам не ерунда: по требованиям, технология 4G должна предоставлять скорость скачки в 1Гб/с при стационарном соединении и 100 Мб/с при мобильном, что соответственно в 500 и 250 раз лучше, чем в IMT-2000. Это действительно поразительные скорости, превосходящие обычное DSL либо кабельное широкополосное соединение, и поэтому FCC так настаивали на том, что беспроводные технологии играют главную роль в обеспечении сельских местностей широкополосной связью - гораздо дешевле разместить одну 4G точку, которая может покрыть несколько дюжин миль, чем застилать обрабатываемые земли оптоволокном.
К сожалению, эти технические условия настолько жёсткие, что ни один коммерческий стандарт мира пока не может им соответствовать. Исторически, WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), общепринятые стандарты-преемники как CDMA-2000, так и GSM, считаются "4G технологиями", но в этом есть только доля правды: они оба используют новейшую высокоэффективную мультиплексную схему: множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA, в противопоставление старым CDMA или TDMA, которые использовались в течение последних 20 лет) и у них обоих отсутствует специальная телефонная сеть - весь диапазон их частот используется для передачи данных, что означает, что голосовые звонки будут считаться VoIP (вроде Skype или Vonage). И это хорошо, если учесть, какое внимание в мобильном обществе сегодня уделяется передаче данных.
Исторически, WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), общепринятые стандарты-преемники как CDMA-2000, так и GSM, считаются "4G технологиями", но в этом есть только доля правды.
Однако в чём недостаток WiMAX и LTE, так это в чистой скорости. Теоретически, у первого скорость достигает около 40 Мб/с, а у второго - 100 Мб/с, тогда как на практике реальные скорости в коммерческих сетях до сих пор находятся в пределах от 4 до 30 Мб/с, что намного меньше высокой (и, вероятно, самой важной) цели IMT-Advanced. Считается, что модернизированные версии этих стандартов - WiMAX2 и LTE-Advanced соответственно - должны в этом преуспеть, однако ни один ещё не закончен... а сети, использующие данные технологии, ещё не скоро появятся.
Даже в этом случае, всё ещё можно оспорить тот факт, что первоначальные стандарты WiMAX и LTE имеют достаточно отличий от классических 3G стандартов, чтобы называться новым поколением - и действительно, многие (если не все) поставщики связи, использующие их, считают их 4G. Для них это очевидное маркетинговое преимущество, и у ITU нет прав остановить их, как бы они не старались. Обе технологии (в особенности LTE) будут введены в пользование многими поставщиками связи по всему миру в течение следующих нескольких лет, а название "4G" ещё только входит в оборот. Это нельзя остановить.
Однако история ещё не заканчивается. T-Mobile USA, которая ещё не объявила о своих ближайших планах перейти с HSPA на LTE сети, в конце прошлого года решила начать называть "4G" и свою модернизацию HPSA+. По большому счёту, это вполне разумно: канал 3G технологий может, в конечном счёте, расшириться до скоростей, предоставляемых простым LTE сегодня, и рано или поздно оказаться совсем рядом с IMT-Advanced. На многих рынках сеть 21 Мб/с HSPA+ от T-Mobile быстрее, чем сеть WiMAX от Sprint. И ни один из трёх американских поставщиков связи с работающими WiMAX/LTE сетями, ни Sprint, ни Verizon, ни MetroPCS ещё не предоставляют VoIP; они всё ещё используют свои 3G радиоволны для передачи голоса, и будут продолжать это делать в течение какого-то времени. Более того, в этом году T-Mobile увеличит скорость до 42 Мб/с без использования LTE!
Вероятно, именно ход T-Mobile по-настоящему заставил в корне пересмотреть значение "4G" для покупателей телефонов. AT&T, которые в данный момент переходят на HSPA+ и в конце года представят LTE на некоторых рынках, называют обе эти сети 4G - и естественно, ни Sprint, ни Verizon не думали признавать своё поражение. Кажется, что все 4 национальных поставщика связи в США в этом вопросе стоят на своём, успешно украв у ITU лэйбл 4G - они его взяли, использовали и переделали.
Итоги
И к чему же мы пришли? Одним словом, кажется, что в этой битве победа принадлежит поставщикам связи: ITU признал своё поражение, сказав, что термин 4G "может также употребляться в отношении предшественников этих технологий, LTE и WiMAX, а также к другим развившимся 3G технологиям, обеспечивающих существенное повышение уровня производительности и возможностей по сравнению с первоначальными технологиями третьего поколения, которые сейчас используются". И мы думаем, что это в какой-то степени правильно - никто не будет спорить, что нынешние так называемые "4G" сети похожи на 3G сети 2001 года. Мы можем легко смотреть видео высокого качества, загружать огромные файлы в мгновение ока, и даже - при определённых условиях - использовать некоторые их этих сетей вместо DSL соединения. Звучит как прогресс поколения.
Будут ли в конечном счёте WiMAX2 и LTE-Advanced считаться 4G, ещё неизвестно, но нам кажется, что нет - впечатления, которые вы получите при работе в данных сетях, будут сильно отличаться от сегодняшних 4G. Да и, по правде говоря, мировые отделы маркетинга не испытывают недостатка в поколениях.
Chris ZIEGLER,Engadget
www.kv.by
Что такое 1G, 2G, 3G, 4G и все что между ними
Трудно в это поверить, но когда-то мобильные телефоны действительно называли «телефонами», не смартфонами, не суперфонами… Они входят в ваш карман и могут делать звонки. Вот и все. Никаких социальных сетей, обмена сообщениями, загрузки фотографий. Они не могут загрузить 5-Мегапиксельную фотографию на Flickr и, конечно же, не могут превратиться в беспроводную точку доступа.
Конечно, те мрачные дни уже далеко позади, но по всему миру продолжают появляться перспективные беспроводные высокоскоростные сети передачи данных нового поколения, и многие вещи начинают казаться запутанными. Что же такое «4G»? Это выше, чем 3G, но означает ли, что лучше? Почему все четыре национальных оператора США неожиданно называют свои сети 4G? Ответы на эти вопросы требуют небольшой экскурсии в историю развития беспроводных технологий.
Для начала, «G» означает «поколение», поэтому когда вы слышите, что кого-то относят к «сети 4G», это означает, что они говорят о беспроводной сети, построенной на основе технологии четвертого поколения. Применение определения «поколения» в данном контексте приводит ко всей той путанице, в которой мы попробуем разобраться.
1G
История начинается с появления в 1980-х годах нескольких новаторских сетевых технологий: AMPS в США и сочетание TACS и NMT в Европе. Хотя несколько поколений услуг мобильной связи существовали и раньше, тройка AMPS, TACS и NMT считается первым поколением (1G), потому что именно эти технологии позволили мобильным телефонам стать массовым продуктом.
Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных — это были чисто 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.
Отдельно хочется упомянуть первую в мире автоматическую систему мобильной связи «Алтай», которая была запущена в Москве в 1963 году. «Алтай» должен был стать полноценным телефоном, устанавливаемым в автомобиле. По нему просто можно было говорить, как по обычному телефону (т.е. звук проходил в обе стороны одновременно, т.н. дуплексный режим). Чтобы позвонить на другой «Алтай» или на обычный телефон, достаточно было просто набрать номер — как на настольном телефонном аппарате, без всяких переключений каналов или разговоров с диспетчером. Аналогичная система в США, IMTS (Improved Mobile Telephone Service), была запущена в опытной зоне на год позже. А коммерческий ее запуск состоялся лишь в 1969 году. Между тем в СССР к 1970 году «Алтай» был установлен и успешно работал уже примерно в 30 городах. Кстати, в Воронеже и Новосибирске система действует до сих пор.2G
В начале 90-х годов наблюдается подъем первых цифровых сотовых сетей, которые имели ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми системами. Улучшенное качество звука, бОльшая защищенность, повышенная производительность — вот основные преимущества. GSM начал свое развитие в Европе, в то время как D-AMPS и ранняя версия CDMA компании Qualcomm стартовали в США.
Эти зарождающиеся 2G стандарты пока не имеют поддержки собственных, тесно интегрированных, услуг передачи данных. Многие из таких сетей поддерживают передачу коротких текстовых сообщений (SMS), а также технологию CSD, которая позволила передавать данные на станцию в цифровом виде. Это фактически означало, что вы могли передавать данные быстрее — до 14,4 кБит/с, что было сравнимо со скоростью стационарных модемов в середине 90-х.
Для того, чтобы инициировать передачу данных с помощью технологии CSD, необходимо было совершить специальный «вызов». Это было похоже на телефонный модем — вы или были подключены к сети, или нет. В условиях того, что тарифные планы в то время измерялись в десятках минут, а CSD была сродни обыкновенному звонку, практической пользы от технологии почти не было.
2.5G
Появление сервиса «General Packet Radio Service» (GPRS) в 1997 году стало переломным моментом в истории сотовой связи, потому что он предложил для существующих GSM сетей технологию непрерывной передачи данных. С использованием новой технологии, вы можете использовать передачу данных только тогда, когда это необходимо — нет больше глупой CSD, похожей на телефонный модем. К тому же, GPRS может работать с большей, чем CSD, скоростью — теоретически до 100 кБит/с, а операторы получили возможность тарифицировать трафик, а не время на линии.
GPRS появился в очень подходящий момент — когда люди начали непрерывно проверять свои электронные почтовые ящики.
Это нововведение не позволило добавить единицу к поколению мобильной связи. В то время, как технология GPRS уже была на рынке, Международный Союз Электросвязи (ITU) составил новый стандарт — IMT-2000 — утверждающий спецификации «настоящего» 3G. Ключевым моментом было обеспечение скорости передачи данных 2 МБит/с для стационарных терминалов и 384 кБит/с для мобильных, что было не под силу GPRS.
Таким образом, GPRS застрял между поколениями 2G, которое он превосходил, и 3G, до которого не дотягивал. Это стало началом раскола поколений.
3G, 3.5G, 3.75G… и 2.75G тоже
В дополнение к вышеупомянутым требованиям к скорости передачи данных, спецификации 3G призывали обеспечить легкую миграцию с сетей второго поколения. Для этого, стандарт, называемый UMTS стал топовым выбором для операторов GSM, а стандарт CDMA2000 обеспечивал обратную совместимость. После прецедента с GPRS, стандарт CDMA2000 предлагает собственную технологию непрерывной передачи данных, называемую 1xRTT. Смущает то, что, хотя официально CDMA2000 является стандартом 3G, он обеспечивает скорость передачи данных лишь немногим больше, чем GPRS — около 100 кБит/с.
Стандарт EDGE — Enhanced Data-rates for GSM Evolution — был задуман как легкий способ операторов сетей GSM выжать дополнительные соки из 2.5G установок, не вкладывая серьезные деньги в обновление оборудования. С помощью телефона, поддерживающего EDGE, вы могли бы получить скорость, в два раза превышающую GPRS, что вполне неплохо для того времени. Многие европейские операторы не стали возиться с EDGE и были приверженцами внедрения UMTS.
Итак, куда же отнести EDGE? Это не так быстро, как UMTS или EV-DO, так что вы можете сказать, что это не 3G. Но это явно быстрее, чем GPRS, что означает, что она должна быть лучше, чем 2.5G, не так ли? Действительно, многие люди назвали бы EDGE технологией 2.75G.
Спустя десятилетие, сети CDMA2000 получили обновление до EV-DO Revision A, которая предлагает немного более высокую входящую скорость и намного выше исходящую скорость. В оригинальной спецификации, которая называется EV-DO Revision 0, исходящая скорость ограничена на уровне 150 кБит/с, новая версия позволяет делать это в десять раз быстрее. Таким образом, мы получили 3.5G! То же самое для UMTS: технологии HSDPA и HSUPA позволили добавить скорость для входящего и исходящего траффика.
Дальнейшие усовершенствования UMTS будут использовать HSPA+, dual-carrier HSPA+, и HSPA+ Evolution, которые теоретически обеспечат пропускную способность от 14 МБит/с до ошеломительных 600 МБит/с. Итак, можно ли сказать что мы попали в новое поколение, или это можно назвать 3.75G по аналогии с EDGE и 2.75G?
4G - кругом обман
Подобно тому, как было со стандартом 3G, ITU взяла под свой контроль 4G, привязав его к спецификации, известной как IMT-Advanced. Документ призывает к скорости входящих данных в 1 ГБит/с для стационарных терминалов и 100 МБит/с для мобильных. Это в 500 и 250 раз быстрее по сравнению с IMT-2000. Это действительно огромные скорости, которые могут обогнать рядовой DSL-модем или даже прямое подключение к широкополосному каналу.
Беспроводные технологии играют ключевую роль в обеспечении широкополосного доступа в сельской местности. Это более рентабельно — построить одну станцию 4G, которая обеспечит связь на расстоянии десятков километров, чем покрывать сельхозугодья одеялом из оптоволоконных линий.
К сожалению, эти спецификации являются настолько агрессивными, что ни один коммерческий стандарт в мире не соответствует им. Исторически сложилось, что технологии WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), которые призваны добиться такого же успеха как CDMA2000 и GSM, считаются технологиями четвертого поколения, но это верно лишь отчасти: они оба используют новые, чрезвычайно эффективные схемы мультиплексирования (OFDMA, в отличие от старых CDMA или TDMA которые мы использовали на протяжении последних двадцати лет) и в них обоих отсутствует канал для передачи голоса. 100 процентов их пропускной способности используется для услуг передачи данных. Это означает, что передача голоса будет рассматриваться как VoIP. Учитывая то, как сильно современное мобильное общество ориентировано на передачу данных, можно считать это хорошим решением.
Где WiMAX и LTE терпят неудачу, так это в скорости передачи данных, у них эти значения теоретически находятся на уровне 40 МБит/с и 100 МБит/с, а на практике реальные скорости коммерческих сетей не превышают 4 МБит/с и 30 МБит/с соответственно, что само по себе очень неплохо, однако не удовлетворяет высоким целям IMT-Advanced. Обновление этих стандартов — WiMAX 2 и LTE-Advanced обещают сделать эту работу, однако она до сих пор не завершена и реальных сетей, которые их используют, по-прежнему не существует.
Тем не менее, можно утверждать, что оригинальные стандарты WiMAX и LTE достаточно отличаются от классических стандартов 3G, чтобы можно было говорить о смене поколений. И действительно, большинство операторов по всему миру, которые развернули подобные сети, называют их 4G. Очевидно, это используется в качестве маркетинга, и организация ITU не имеет полномочий противодействовать. Обе технологии (LTE в частности) скоро будут развернуты у многих операторов связи по всему миру в течение нескольких следующих лет, и использование названия «4G» будет только расти.
И это еще не конец истории. Американский оператор T-Mobile, который не объявлял о своем намерении модернизировать свою HSPA сеть до LTE в ближайшее время, решил начать брендинг модернизации до HSPA+ как 4G. В принципе, этот шаг имеет смысл: 3G технология в конечном счете может достигнуть скоростей, больших, чем просто LTE, приближаясь к требованиям IMT-Advanced. Есть много рынков, где HSPA+ сеть T-Mobile быстрее, чем WiMAX от оператора Sprint. И ни Sprint, ни Verizon, ни MetroPCS — три американских оператора с живой WiMAX/LTE сетью — не предлагают услуги VoIP. Они продолжают использовать свои 3G частоты для голоса и будут делать это еще в течении некоторого времени. Кроме того, T-Mobile собирается обновиться до скорости 42 МБит/с в этом году, даже не касаясь LTE!
Возможно, именно этот шаг T-Mobile вызвал глобальное переосмысление того, что же на самом деле означает «4G» среди покупателей мобильных телефонов. AT&T, которая находится в процессе перехода на HSPA+ и начнет предлагать LTE на некоторых рынках в конце этого года, называет обе эти сети 4G. Таким образом, все четыре национальных оператора США украли название «4G» у ITU — они его взяли, убежали с ним и изменили.
Итог
Итак, что же это все нам дает? Похоже, операторы выиграли эту битву: ITU недавно отступил, заявив, что термин 4G «может быть применен к предшественникам этой технологии, LTE и WiMAX, а также другим эволюционировавшим 3G технологиям, обеспечивающим существенное повышение производительности и возможностей по сравнению с начальной системой третьего поколения». И в некотором смысле мы считаем, что это справедливо — никто не будет спорить, что так называемые «4G» сети сегодня напоминают сети 3G 2001 года. Мы можем передавать потоковое видео очень высокого качества, загружать большие файлы в мгновение ока и даже, в определенных условиях, использовать некоторые из этих сетей как замену DSL. Это звучит как скачок поколений!
Не известно, будут ли WiMAX 2 и LTE-Advanced называться «4G» к тому времени, когда они станут доступны, но думаю, что нет — возможности этих сетей будут сильно отличаться от сетей 4G, которые существуют сегодня. И давайте быть честными: отделы маркетинга не испытывают недостатка в названиях поколений.
prostoblog-unit.blogspot.com
обзор 2g, 2,5g, 3g, 3,5, 4g
Обзор истории мобильного интернета
Интернет настолько прочно вошел в нашу обыденную жизнь, что сложно и представить, как же мы раньше обходились без него. Более того, теперь Всемирная паутина сопровождает нас повсюду. Интернет через мобильный стал привычным явлением: это удобная и незаменимая вещь, если нужно узнать расписание поезда, найти номер службы доставки еды, ответить на рабочее письмо, не говоря уже об общении в социальных сетях и мессенджерах. Безлимитный мобильный интернет стал совершенно обычным делом, но так было не всегда. Предлагаю небольшой экскурс в историю мобильного интернета. Для большей наглядности прогресса давайте проведем скромные параллели с автопромом.
2G / 2,5G
Сложно сказать, с чем можно сравнить 2G-интернет. Это такая семейная машинка для поездок по городу: ребенка в школу отвезти, на работу добраться, за покупками съездить. Как какая-нибудьToyota Corolla ‘99 года. Не роскошь, а средство передвижения, в общем. Примерно такая же ситуация и с интернетом по 2G. Скорость передачи данных в сети 2G достигает 14,4 Кбит/с, а EDGE может похвастаться скоростью до 385 Кбит/с. Конечно, скорости второго поколения по нынешним меркам смешные, но при желании проверить почту или почитать форум вполне можно. То есть пользоваться по необходимости с определенными ограничениями.
Сети второго поколения более известны нам под названиями GPRS (2G) и EDGE (2,5G). «МегаФон» первым в России внедрил технологию EDGE в 2005 году, затем подтянулись «Билайн» и МТС.
3G / 3,5G
Третье поколение мобильного интернета, пожалуй, можно сравнить с красным Ferrari. Как Ferrari в области гоночных автомобилей, так и 3G в сфере мобильного интернета – классика! Говорим «3G» – подразумеваем безлимитный мобильный интернет, говорим «безлимитный мобильный интернет» — подразумеваем… Сами понимаете что. Скорости в сетях третьего поколения разительно отличаются от 2G. 3G способен разгоняться до скорости в 14,4 Мбит/с, а это уже совсем иной уровень комфорта. Можно смело пользоваться видеозвонками, слушать музыку онлайн, смотреть потоковое видео, админить сайты. Первым в коммерческую эксплуатацию сеть 3G ввел тоже МегаФон.
На сегодняшний день мобильный интернет по технологии 3G остается самым востребованным. Первая причина – широкая территория покрытия сетью 3G. Еще одна причина – доступные цены на услуги безлимитного мобильного интернета. Именно благодаря технологии 3G дешевый мобильный интернет перешел из разряда фантастики во вполне реальное, уже ставшее обыденным, явление.
4G
4G – это Bugatti Veyron в иерархии мобильного интернета: скорость, комфорт при использовании и ощущение, что прикасаешься к чему-то почти идеальному. Правда, в отличие от Bugatti, 4G-интернет доступен каждому, кто находится на территории действия сети четвертого поколения. Но если проводить параллель по техническим характеристикам, то сравнение вполне корректное. Шутка ли, скорость интернета 4G достигает 100 Мбит/с, а страницу сайта можно загрузить за 3-4 секунды!
Первым оператором, запустившим 4G в России в коммерческую эксплуатацию, стал МегаФон. «Зеленый» оператор удерживает безусловное лидерство в покрытии 4G. Карта покрытия 4G от МегаФона стабильно прирастает новыми городами, в том числе на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири. Возникает резонный вопрос: а чем ловить этот самый быстрый интернет? МегаФон своих не бросает и предлагает посетителям своих салонов около 40 устройств на любой вкус, поддерживающих 4G: планшеты, смартфоны, модемы и роутеры. Среди представителей и смартфон MegaFon Login по очень приятной цене.
Что получается в сухом остатке? 4G – это очень быстрый интернет, который позволяет качать «тяжелые» файлы, с комфортом пользоваться навигаторами и картами, просмотр видео в высоком разрешение без подзагрузок. Самая настоящая технология будущего.
Услуга Мобильный интернет очень востребована абонентами, а значит, операторы постоянно улучшают качество связи и расширяют зоны покрытия безлимитным мобильным интернетом. Поэтому выбирайте лучшего оператора для мобильного интернета и отправляйтесь бороздить просторы сети. Быстрого вам интернета!
nuttywriter.ru
Что такое 2G, 3G: UMTS, HSDPA, HSPA+, DC-HSPA+ и 4G (LTE)
Идея беспроводной мобильной связи зародилась в головах ученых еще в начале 20-го века. Работы по созданию системы радиотелефонной связи активно велись и в западных странах и в Советском Союзе, однако первая рабочая модель сотового телефона появилась в лишь в 1973 году, когда американская компания Motorola представила миру DynaTac — первый прототип портативного сотового телефона. Сегодня жизнь человека практически невозможно представить без мобильных устройств, использующих технологии беспроводной связи. За последние 35 лет сменилось 4 поколения сотовой связи, и на смену четвертому приходит пятое поколение, внедрение которого ожидается к 2020 году. Об истории развития сотовой связи, поколениях и применяемых технологиях пойдет речь в данной статье.
Первое поколение — 1G
Все стандарты первого поколения были аналоговыми, в следствии чего имели массу недостатков. Проблемы были как с качеством сигнала, так и с совместимостью технологий. Среди стандартов мобильной связи первого поколения, наибольшее распространение получили следующие: • AMPS (Advanced Mobile Phone Service – усовершенствованная подвижная телефонная служба). Использовался в США, Канаде, Австралии и странах Южной Америки; • TACS (Total Access Communications System - тотальная система доступа к связи) Использовался в европейских странах, таких как Англия, Италия, Испания, Австрия и ещё ряд стран; • NMT (Nordic Mobile Telephone – северный мобильный телефон). Применялся в скандинавских странах. • TZ-801 (TZ-802,TZ-803), разработанные в Японии. Не смотря на имеющиеся проблемы с качеством и совместимостью стандартов, аналоговым сетям мобильной связи все же нашли коммерческое применение. Первыми это сделали японцы в 1979 году, затем в 1981 году аналоговая сеть была запущена в Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции, и в 1983 году в США.
Второе поколение — 2G
В 1982 году Европейской конференцией почтовых и телекоммуникационных ведомств была сформирована рабочая группа, названная GSM (франц. Groupe Spécial Mobile — специальная группа по подвижной связи). Целью создания группы, как следует из названия, является изучение и разработка пан-Европейской наземной системы подвижной связи общего применения. В 1989 году изучение и разработку второго поколения мобильной связи продолжил Европейский институт стандартов в телекоммуникации. Аббревиатура GSM тогда приобрела иное значение — Global System for Mobile Communications (глобальная система для подвижной связи). В 1991 году появились первые коммерческие мобильные сети второго поколения. Главным отличием сетей второго поколения от первого является цифровой метод передачи данных. Технологии передачи данных в цифровом виде позволили внедрить сервис обмена текстовыми сообщениями (SMS), а позднее, с помощью протокола WAP (Wireless Application Protocol - беспроводной протокол передачи данных) стал возможен выход в Интернет с мобильных устройств. Скорость передачи данных в сетях второго поколения составляла не более 19,5 кбит/с. Дальнейший рост потребности пользователей в мобильном интернете послужил толчком для разработки сетей следующих поколений. Промежуточными этапами между сетями 2G и 3G стали поколения, условно называемые 2,5G и 2,7G. Поколением 2,5G обозначили технологию GPRS (General Packet Radio Service - пакетная радиосвязь общего пользования), которая позволила увеличить скорость передачи данных до 172 кбит/с в теории, и до 80 кбит/с в реальности. Поколением 2,7G назвали технологию EDGE (EGPRS) (Enhanced Data rates for GSM Evolution), которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G. Скорость передачи данных в таких сетях теоретически может достигать 474 кбит/с, однако на практике редко доходит до 150 кБит/с.
Третье поколение — 3G
Работы по созданию технологий третьего поколения начались в 1990-х годах, а внедрение состоялось только в начале 2000-х (в 2002 году в России). Разработанные к тому времени стандарты основывались на технологии CDMA (Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением). Третье поколение мобильной связи включает 5 стандартов: UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT и UWC-136. Наиболее распространенными из них являются стандарты UMTS/WCDMA и CDMA2000/IMT-MC. В России популярность получил стандарт UMTS/WCDMA. Далее предлагаем остановиться на основных технологиях 3G:
UMTS
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – универсальная сисема мобильной электросвязи) – технология сотовой связи разработанная для внедрения 3G в Европе. Используемый диапазон частот 2110-2200 МГц. (зачастую ширина канала 5 МГц). Скорость передачи данных в режиме UMTS составляет не более 2 Мбит/с (для неподвижного абонента), а при движении абонента, в зависимости от скорости движения, может опуститься до 144 Кбит/с.
HSDPA
HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) – первый из семейства протоколов сотовой связи HSPA (High Speed Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных), основанный на UMTS технологии. Данный протокол и последующие его версии позволили значительно увеличить скорость передачи данных в сетях 3G. В первой своей реализации протокол HSDPA имел максимальную скорость передачи данных 1,2 Мбит/с. Скорость передачи данных в следующей реализации протокола HSDPA составляла уже 3,6 Мбит/с. На этот момент 3G модемы получили большую популярность и у большинства пользователей были модемы поддерживающие именно этот стандарт, наиболее популярные модель Huawei E1550, ZTE mf180. Нужно сказать, что до сих пор можно встретить подобные экземпляры в использовании. В результате дальнейшего развития протокола HSDPA удалось увеличить скорость сначала до 7,2 Мбит/с (наиболее популяные модемы Huawei E173, ZTE MF112), а затем до 14,4 Мбит/с. (Huawei E1820, ZTE MF658) Вершиной технологии HSDPA стала технология DC-HSDPA скорость которой могла достигать 28.8 Мбит/с. DC-HSDPA по сути двухканальный вариант HSDPA.
HSPA+
HSPA+ – технология, базирующаяся на HSDPA, в которой реализованы более сложные методы модуляции сигнала (16QAM, 64QAM) и технология MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход). Максимальная скорость 3G может достигать 21 Мбит/с. Подобную технологию уже относят к 3,5G.
DC-HSPA+
DC-HSPA+ технология с самым быстрым 3G Интернетом 42,2 Мбит/с. По сути это двухканальный HSPA+ с шириной канала 10 МГц. Часто это технологию называют 3.75G.
Все устройства, поддерживающие режим работы в сетях третьего поколения, поддерживают также стандарты предыдущих поколений. К примеру, уже устаревший на сегодняшний день USB-модем Huawei E173 для сетей 2G/3G поддерживает стандарты GSM, GPRS, EDGE (до 236,8 Кбит/c), UMTS (до 384 Кбит/c), HSDPA (до 7,2 Мбит/с), т.е. стандарты сетей как второго так и третьего поколений. Максимальная скорость с которой может работать данное устройство равна 7,2 Мбит/с. Более «продвинутая» модель Huawei E3131 для сетей 2G/3G поддерживает набор стандартов, включающий кроме вышеперечисленных еще и HSPA+. Максимальная достижимая скорость загрузки данных на этом устройстве значительно больше и составляет 21 Мбит/сек. Но следует учесть, что максимальная теоретическая и реальная скорости отличаются довольно сильно, например на модемах huawei E1550, zte mf180, где максимальная скорость 3.6 Мбит/с, на практике можно добиться скорости 1-2 Мит/с, на модемах Huawei E173, ZTE MF112 (максимальная скорость 7,2 Мбит/с) на практике 2-3,5 Мбит/с, это при условии хорошего уровня сигнала и низкой загруженности вышки мобильного оператора. Одним из факторов повышения скорости 3G Интернета является использования модема поддерживающего максимальную скорость 3G. Например, мы рекомендуем модем Huawei E3372, он не только поддерживает максимальную скорость 3G Интернета (до 42,2 Мбит/с), но и 4G (до 150 Мбит/с), кто то может возразить и сказать что в его «дыре» 4G не будет никогда, однако не забывайте, что несколько лет назад вы и о 3G не мечтали. Технологии не стоят на месте и со временем покоряют даже удаленные села и поселки.
Четвертое поколение — 4G
На смену еще не исчерпавшему свои возможности 3G приходят новые технологии, технологии четвертого поколения (4G), в большей степени отвечающие запросам времени. Технологии поколения 4G обозначили совершенно новые требования к качеству сигнала связи и его стабильности. Детищем совместных исследований компаний Hewlett-Packard и NTT DoCoMo в области разработки технологий передачи данных в беспроводных сетях четвертого поколения стали стандарты LTE и WiMax. • Стандарт WiMAX был разработан в 2001 году организацией WiMAX Forum, в состав которой входят такие производители, как Samsung, Huawei Technologies, Intel и другие известные компании. Концептуально WiMAX является продолжением беспроводного стандарта Wi-Fi. Версии стандарта WiMAX подразделяются на фиксированные, предназначенные для неподвижных абонентов, и мобильные, для движущихся абонентов со скоростью, не превышающей 115 км/час. Первая коммерческая WiMAX-сеть была запущена в эксплуатацию в Канаде в 2005 году. • Стандарт LTE (Long-Term Evolution — долговременное развитие) по сути является продолжением развития стандартов GSM/UMTS и первоначально не относился к четвёртому поколению мобильной связи. На сегодняшний день именно LTE является основным стандартом сетей четвертого поколения (4G). Впервые представленный вышеупомянутой компанией NTT DoCoMo, крупнейшим в мире японским оператором сотовой связи, стандарт LTE, в десятом его релизе LTE Advanced, был избран Международным союзом электросвязи в качестве стандарта, отвечающего требованиям беспроводной связи четвертого поколения. Первая коммерческая реализация LTE-сети была осуществлена в 2009 году в Швеции и Норвегии. Максимальная теоретическая скорость передачи данных в LTE-сетях составляет 326.4 Мбит/с. На практике скорость передачи данных существенно зависит от используемой оператором ширины диапазона частот. Наибольшую ширину диапазона частот на сегодняшний день имеет сотовый оператор Мегафон (40 МГц), что является серьезным преимуществом перед другими отечественными операторами сотовой связи, которые используют ширину 10 МГц. Максимальная скорость передачи данных в LTE-сети при ширине диапазона 10 МГЦ равна 75 Мбит/с. Ну а предельная скорость передачи данных при использовании ширины диапазона 40 МГц может достигать 300 Мбит/с.
Пятое поколение — 5G
В настоящее время работы по разработке стандартов для сетей беспроводной передачи данных все еще ведутся, и в основном при спонсорской поддержке одного из крупнейших производителей сетевого оборудования китайской компании Huawei. Повсеместное внедрение технологий пятого поколения прогнозируется в 2020 году. Однозначных сведений относительно максимальных скоростей передачи данных в сетях 5G пока нет, однако известно, что в опытных испытаниях сетей 5G удавалось достичь скорости 25 Гбит/с, что в десятки раз превышает максимальные значения скорости передачи данных в сетях четвертого поколения.
net-well.ru
Что такое 1G, 2G, 3G, 4G и все что между ними
ТБИЛИСИ, 3 янв - Новости-Грузия.
автор, источник - портал habrahabr.ru
...Трудно в это поверить, но когда-то мобильные телефоны действительно называли «телефонами», не смартфонами, не суперфонами… Они входят в ваш карман и могут делать звонки. Вот и все. Никаких социальных сетей, обмена сообщениями, загрузки фотографий. Они не могут загрузить 5-Мегапиксельную фотографию на Flickr и, конечно же, не могут превратиться в беспроводную точку доступа, пишет habrahabr.ru.
Конечно, те мрачные дни уже далеко позади, но по всему миру продолжают появляться перспективные беспроводные высокоскоростные сети передачи данных нового поколения, и многие вещи начинают казаться запутанными. Что же такое «4G»? Это выше, чем 3G, но означает ли, что лучше? Почему все четыре национальных оператора США неожиданно называют свои сети 4G? Ответы на эти вопросы требуют небольшой экскурсии в историю развития беспроводных технологий.
Для начала, «G» означает «поколение», поэтому когда вы слышите, что кого-то относят к «сети 4G», это означает, что они говорят о беспроводной сети, построенной на основе технологии четвертого поколения. Применение определения «поколения» в данном контексте приводит ко всей той путанице, в которой мы попробуем разобраться.
1G
История начинается с появления в 1980-х годах нескольких новаторских сетевых технологий: AMPS в США и сочетание TACS и NMT в Европе. Хотя несколько поколений услуг мобильной связи существовали и раньше, тройка AMPS, TACS и NMT считается первым поколением (1G), потому что именно эти технологии позволили мобильным телефонам стать массовым продуктом.
Во времена 1G никто не думал об услугах передачи данных — это были чисто 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.
Отдельно хочется упомянуть первую в мире автоматическую систему мобильной связи «Алтай», которая была запущена в Москве в 1963 году. «Алтай» должен был стать полноценным телефоном, устанавливаемым в автомобиле. По нему просто можно было говорить, как по обычному телефону (т.е. звук проходил в обе стороны одновременно, т.н. дуплексный режим). Чтобы позвонить на другой «Алтай» или на обычный телефон, достаточно было просто набрать номер — как на настольном телефонном аппарате, без всяких переключений каналов или разговоров с диспетчером. Аналогичная система в США, IMTS (Improved Mobile Telephone Service), была запущена в опытной зоне на год позже. А коммерческий ее запуск состоялся лишь в 1969 году. Между тем в СССР к 1970 году «Алтай» был установлен и успешно работал уже примерно в 30 городах. Кстати, в Воронеже и Новосибирске система действует до сих пор.
2G
В начале 90-х годов наблюдается подъем первых цифровых сотовых сетей, которые имели ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми системами. Улучшенное качество звука, бОльшая защищенность, повышенная производительность — вот основные преимущества. GSM начал свое развитие в Европе, в то время как D-AMPS и ранняя версия CDMA компании Qualcomm стартовали в США.
Эти зарождающиеся 2G стандарты пока не имеют поддержки собственных, тесно интегрированных, услуг передачи данных. Многие из таких сетей поддерживают передачу коротких текстовых сообщений (SMS), а также технологию CSD, которая позволила передавать данные на станцию в цифровом виде. Это фактически означало, что вы могли передавать данные быстрее — до 14,4 кБит/с, что было сравнимо со скоростью стационарных модемов в середине 90-х.
Для того, чтобы инициировать передачу данных с помощью технологии CSD, необходимо было совершить специальный «вызов». Это было похоже на телефонный модем — вы или были подключены к сети, или нет. В условиях того, что тарифные планы в то время измерялись в десятках минут, а CSD была сродни обыкновенному звонку, практической пользы от технологии почти не было.
2.5G
Появление сервиса «General Packet Radio Service» (GPRS) в 1997 году стало переломным моментом в истории сотовой связи, потому что он предложил для существующих GSM сетей технологию непрерывной передачи данных. С использованием новой технологии, вы можете использовать передачу данных только тогда, когда это необходимо — нет больше глупой CSD, похожей на телефонный модем. К тому же, GPRS может работать с большей, чем CSD, скоростью — теоретически до 100 кБит/с, а операторы получили возможность тарифицировать трафик, а не время на линии.
GPRS появился в очень подходящий момент — когда люди начали непрерывно проверять свои электронные почтовые ящики.
Это нововведение не позволило добавить единицу к поколению мобильной связи. В то время, как технология GPRS уже была на рынке, Международный Союз Электросвязи (ITU) составил новый стандарт — IMT-2000 — утверждающий спецификации «настоящего» 3G. Ключевым моментом было обеспечение скорости передачи данных 2 МБит/с для стационарных терминалов и 384 кБит/с для мобильных, что было не под силу GPRS.
Таким образом, GPRS застрял между поколениями 2G, которое он превосходил, и 3G, до которого не дотягивал. Это стало началом раскола поколений.
3G, 3.5G, 3.75G… и 2.75G тоже
В дополнение к вышеупомянутым требованиям к скорости передачи данных, спецификации 3G призывали обеспечить легкую миграцию с сетей второго поколения. Для этого, стандарт, называемый UMTS стал топовым выбором для операторов GSM, а стандарт CDMA2000 обеспечивал обратную совместимость. После прецедента с GPRS, стандарт CDMA2000 предлагает собственную технологию непрерывной передачи данных, называемую 1xRTT. Смущает то, что, хотя официально CDMA2000 является стандартом 3G, он обеспечивает скорость передачи данных лишь немногим больше, чем GPRS — около 100 кБит/с.
Стандарт EDGE — Enhanced Data-rates for GSM Evolution — был задуман как легкий способ операторов сетей GSM выжать дополнительные соки из 2.5G установок, не вкладывая серьезные деньги в обновление оборудования. С помощью телефона, поддерживающего EDGE, вы могли бы получить скорость, в два раза превышающую GPRS, что вполне неплохо для того времени. Многие европейские операторы не стали возиться с EDGE и были приверженцами внедрения UMTS.
Итак, куда же отнести EDGE? Это не так быстро, как UMTS или EV-DO, так что вы можете сказать, что это не 3G. Но это явно быстрее, чем GPRS, что означает, что она должна быть лучше, чем 2.5G, не так ли? Действительно, многие люди назвали бы EDGE технологией 2.75G.
Спустя десятилетие, сети CDMA2000 получили обновление до EV-DO Revision A, которая предлагает немного более высокую входящую скорость и намного выше исходящую скорость. В оригинальной спецификации, которая называется EV-DO Revision 0, исходящая скорость ограничена на уровне 150 кБит/с, новая версия позволяет делать это в десять раз быстрее. Таким образом, мы получили 3.5G! То же самое для UMTS: технологии HSDPA и HSUPA позволили добавить скорость для входящего и исходящего траффика.
Дальнейшие усовершенствования UMTS будут использовать HSPA+, dual-carrier HSPA+, и HSPA+ Evolution, которые теоретически обеспечат пропускную способность от 14 МБит/с до ошеломительных 600 МБит/с. Итак, можно ли сказать что мы попали в новое поколение, или это можно назвать 3.75G по аналогии с EDGE и 2.75G?
4G — кругом обман
Подобно тому, как было со стандартом 3G, ITU взяла под свой контроль 4G, привязав его к спецификации, известной как IMT-Advanced. Документ призывает к скорости входящих данных в 1 ГБит/с для стационарных терминалов и 100 МБит/с для мобильных. Это в 500 и 250 раз быстрее по сравнению с IMT-2000. Это действительно огромные скорости, которые могут обогнать рядовой DSL-модем или даже прямое подключение к широкополосному каналу.
Беспроводные технологии играют ключевую роль в обеспечении широкополосного доступа в сельской местности. Это более рентабельно — построить одну станцию 4G, которая обеспечит связь на расстоянии десятков километров, чем покрывать сельхозугодья одеялом из оптоволоконных линий.
К сожалению, эти спецификации являются настолько агрессивными, что ни один коммерческий стандарт в мире не соответствует им. Исторически сложилось, что технологии WiMAX и Long-Term Evolution (LTE), которые призваны добиться такого же успеха как CDMA2000 и GSM, считаются технологиями четвертого поколения, но это верно лишь отчасти: они оба используют новые, чрезвычайно эффективные схемы мультиплексирования (OFDMA, в отличие от старых CDMA или TDMA которые мы использовали на протяжении последних двадцати лет) и в них обоих отсутствует канал для передачи голоса. 100 процентов их пропускной способности используется для услуг передачи данных. Это означает, что передача голоса будет рассматриваться как VoIP. Учитывая то, как сильно современное мобильное общество ориентировано на передачу данных, можно считать это хорошим решением.
Где WiMAX и LTE терпят неудачу, так это в скорости передачи данных, у них эти значения теоретически находятся на уровне 40 МБит/с и 100 МБит/с, а на практике реальные скорости коммерческих сетей не превышают 4 МБит/с и 30 МБит/с соответственно, что само по себе очень неплохо, однако не удовлетворяет высоким целям IMT-Advanced. Обновление этих стандартов — WiMAX 2 и LTE-Advanced обещают сделать эту работу, однако она до сих пор не завершена и реальных сетей, которые их используют, по-прежнему не существует.
Тем не менее, можно утверждать, что оригинальные стандарты WiMAX и LTE достаточно отличаются от классических стандартов 3G, чтобы можно было говорить о смене поколений. И действительно, большинство операторов по всему миру, которые развернули подобные сети, называют их 4G. Очевидно, это используется в качестве маркетинга, и организация ITU не имеет полномочий противодействовать. Обе технологии (LTE в частности) скоро будут развернуты у многих операторов связи по всему миру в течение нескольких следующих лет, и использование названия «4G» будет только расти.
И это еще не конец истории. Американский оператор T-Mobile, который не объявлял о своем намерении модернизировать свою HSPA сеть до LTE в ближайшее время, решил начать брендинг модернизации до HSPA+ как 4G. В принципе, этот шаг имеет смысл: 3G технология в конечном счете может достигнуть скоростей, больших, чем просто LTE, приближаясь к требованиям IMT-Advanced. Есть много рынков, где HSPA+ сеть T-Mobile быстрее, чем WiMAX от оператора Sprint. И ни Sprint, ни Verizon, ни MetroPCS — три американских оператора с живой WiMAX/LTE сетью — не предлагают услуги VoIP. Они продолжают использовать свои 3G частоты для голоса и будут делать это еще в течении некоторого времени. Кроме того, T-Mobile собирается обновиться до скорости 42 МБит/с в этом году, даже не касаясь LTE!
Возможно, именно этот шаг T-Mobile вызвал глобальное переосмысление того, что же на самом деле означает «4G» среди покупателей мобильных телефонов. AT&T, которая находится в процессе перехода на HSPA+ и начнет предлагать LTE на некоторых рынках в конце этого года, называет обе эти сети 4G. Таким образом, все четыре национальных оператора США взяли название «4G» у ITU — они его взяли, убежали с ним и изменили.
Выводы
Итак, что же это все нам дает? Похоже, операторы выиграли эту битву: ITU недавно отступил, заявив, что термин 4G «может быть применен к предшественникам этой технологии, LTE и WiMAX, а также другим эволюционировавшим 3G технологиям, обеспечивающим существенное повышение производительности и возможностей по сравнению с начальной системой третьего поколения». И в некотором смысле мы считаем, что это справедливо — никто не будет спорить, что так называемые «4G» сети сегодня напоминают сети 3G 2001 года. Мы можем передавать потоковое видео очень высокого качества, загружать большие файлы в мгновение ока и даже, в определенных условиях, использовать некоторые из этих сетей как замену DSL. Это звучит как скачок поколений!
Не известно, будут ли WiMAX 2 и LTE-Advanced называться «4G» к тому времени, когда они станут доступны, но думаю, что нет — возможности этих сетей будут сильно отличаться от сетей 4G, которые существуют сегодня. И давайте быть честными: отделы маркетинга не испытывают недостатка в названиях поколений.
источник - http://habrahabr.ru/blogs/WiMAX/112535/
sputnik-georgia.ru
