Сеть 2 джи. Мобильный интернет. История создания цветных телефонов Honor

Господа, всем доброго времени суток!

Сегодня мы на время отложим всякие там параллельные соединения резисторов и прочие конденсаторы и поговорим на тему, которая, без сомнения, намного ближе ко всем нам. Речь пойдет об интернете, господа. Существуют различные способы его получения от провайдера, но конкретно сегодня, здесь и сейчас я бы хотел обсудить мобильный интернет , который передается операторами сотовой связи посредством воздуха радиоволн. Обсуждать сей вопрос мы будем в научно-потребительском контексте. То есть, сначала постараемся разобрать основные теоретические моменты про то, как все это дело работает, а потом поговорим на тему, как увеличить скорость, добавить стабильности каналу и вообще сделать жизнь чуточку приятнее .

Итак, мобильный интернет. Что нам про него известно? Безусловно, подавляющее большинство вас слышало, что этот самый мобильный интернет не весь на одно лицо, а бывает разных поколений: 2G , 3G , 4G . Уже есть первые работы по поколению 5G и идет речь про 6G , но эти двое пока еще не вошли в нашу жизнь, поэтому погодим их трогать. Внутри каждого из этих поколений есть в свою очередь различные технологии, про них мы обязательно поговорим чуть ниже.

2G мы сразу и безоговорочно отбрасываем, не будем на него тратить наше драгоценное время. Скорости там такие унылые, что даже не поймешь есть этот самый интернет или нет его. С таким интернетом проблематично даже общаться в соцсетях или проверять почту. Да вы и сами наверняка знаете то грустное чувство, когда у вашего мобильника в области уведомлений горит буковка Е или G . Усиливать этот сигнал бесполезно, все равно больше какие-то смешных (100…300) кб/с из него не выжать.

3G это уже интереснее, с ним можно разобраться поподробнее. Скорость в сети 3G при благоприятном стечении обстоятельств может достигать 20 Мбит/с или даже больше. Но чаще она ограничена несколькими мегабитами в секунду, что тоже в целом не так уж и плохо.

Давайте копнем чуть вглубь и узнаем, на каких частотах работает сеть 3G ? Есть два варианта: UMTS-900 и UMTS-2100 . Как видно из названия, первый работает вблизи 900 МГц , а второй - вблизи 2100 МГц . Следует отметить, что первый вариант вроде как почти не встречается, в отличие от второго, который распространен достаточно широко. Господа, взгляните на рисунок 1, там я нарисовал картинку, где на оси частот отметил области работы сетей 3G .

Рисунок 1 - Частоты 3G

В сетях 3G каналы передачи и приема разнесены по частоте . Каналы передачи от пользователя к базовой станции отмечены на рисунке стрелочкой вверх, а каналы приема пользователем данных отмечены стрелочкой вниз. Таким образом, если забыть про не слишком популярный UMTS-900, то нас интересует две полосы частот с шириной 60 МГц: (1920…1980) МГц и (2110…2170) МГц .

Полосы частот в 60 МГц, предназначенные для передачи и приема данных, разделены между операторами сотовой связи . Ну, то есть Мегафону, Билайну, МТС и Теле-2 отведено по 15 МГц в каждом из этих диапазонов.

Каждому конкретному пользователю в данный конкретный момент времени выделяется не весь канал оператора в 15 МГц, а более узкий канал в 5 МГц. То есть, например, пользователь может в данный момент передавать данные через канал (1920…1295) МГц и принимать данные через канал (2110…2115) МГц. Другие каналы заняты в этот момент другими пользователями. Не следует думать, что на канале в 5 МГц сидит только один пользователь. Нет, их там может быть много.

Внутри сети 3G есть ряд стандартов. Рассмотрим некоторые из них. Они обозначаются мудреными буржуйскими аббревиатурами UMTS , HSDPA , HSPA+ . Что под ними скрывается? Давайте разбираться.

Когда вы видите на своем телефоне в строке состояния надпись «3 G» , это значит, что ваш телефон подключен к сети по стандарту UMT S. Как вы, наверняка, не раз замечали, скорость при этом часто оставляет желать лучшего. Теоретический предел скорости для этого стандарта всего лишь порядка 2 Мбит/с , а на деле там обычно какие-то смешные килобиты. Безусловно, этот стандарт можно рассматривать лишь как «на безрыбье и рак рыба», говорить о какой-то комфортной работе тут нельзя.

Следующий стандарт HSDPA уже чуть поинтереснее. Вы его, вне всякого сомнения, знаете по буковке « H» на вашем телефоне. Здесь уже можно получить теоретически порядка 10 Мбит/с . На деле скорее всего будут какие-то единицы мегабит, что, в принципе, хоть как-то может удовлетворять минимальные нужды в интернете.

Если же на вашем телефоне горит значок « H+» , то вам повезло, вы работаете по стандарту HSPA+ и вы выжали практически все из вашей сети 3G . Теоретическая скорость здесь может превышать 20 Мбит/с , а на практике можно поиметь 10 Мбит/с и даже больше.

В сети 3G есть еще один стандарт DC- HSPA+. «DC» здесь означает «Dual Carrier», что в переводе с басурманского может звучать как «двойная несущая». По сути это практически тот же HSPA+ , только данные передаются одновременно по двум каналам. Таким образом полоса частот абонента увеличивается в два раза с 5 МГц до 10 МГц. Соответственно, примерно в два раза (на деле, конечно, меньше) возрастает и скорость передачи данных по сравнению с HSPA+ .

Теперь, когда мы познакомились с основными стандартами сети, очевидно, у всех сложилось мнение, что HSPA+ это «труЪ», а UMTS - «не труЪ». Но вот незадача, в статус-строке горит лишь унылая надпись «3G» и видос с ютуба не грузится. Что делать? Как поднять скорость? Как заставить загореться «H+» ?

Господа, вы наверняка слышали, что для увеличения скорости надо увеличить уровень сигнала от базовой станции в точке приема. Все знают, что чем больше уровень сигнала, принимаемого абонентом от базовой станции, тем большую можно получить скорость. На самом деле это верно, но лишь отчасти. Основную роль здесь играет даже не сам уровень сигнала, а отношение сигнал/шум . Это отношение показывает, во сколько раз мощность сигнала больше (или меньше) мощности шума. Определение это не совсем академически точное, но достаточно хорошо отражает суть вещей. В основном именно отношение сигнал/шум определяет то, какой из стандартов 3 G (UMT S, HSDPA или HSPA+) будет работать в данный момент.

От чего же зависит отношение сигнал/шум? Капитан Очевидность намекает, что от сигнала и шума .То есть отношение сигнал/шум тем больше, чем мощнее наш полезный сигнал от базовой станции в точке приема. И оно тем больше, чем меньше там шумы. По шумам тут не все так однозначно. Дело в том, что влияние оказывают как внешние источники шума (индустриальные помехи на нужных нам частотах, сосед с каким-нибудь адским прибором, доблестный работник роскомнадзора, включивший нам глушилку сотовой связи и т.п.), так и внутренние шумы , обусловленные самим нашим приемным устройством. Да, каждое приемное устройство имеет, к сожалению, свои собственные шумы (шумы микросхем усилителей, шумы импульсных источников питания устройства и т.п.). Все эти шумы, очевидно, являются вредными и надо стараться их минимизировать.

Вполне возможно, что на первый взгляд совсем не очевидно, как отношение сигнал/шум может влиять на скорость? Действительно, давайте разберемся в этом чуть подробнее. Для этого надо залезть еще глубже в дебри поколения 3G и дойти уже до уровня физических сигналов и понять, чем же различаются на этом уровне между собой UMTS , HSDPA или HSPA+ . Среди конечно же не маленького числа отличий выделим самый интересный и, пожалуй, оказывающий наибольшее влияние на скорость. Это различие в типах модуляции сигнала. Про модуляции еще не было статей на моем сайте, поэтому, наверное, не лишним будет отметить, что модуляция - это изменение параметров (амплитуды, частоты или фазы ) высокочастотной несущей по закону нашего информационного сигнала. Грубо говоря, у нас есть картинка с котиками, которая хранится на мобильном телефоне в виде нулей и единичек. Мы берем чистый синус в районе 2100 МГц и изменяем, скажем, его амплитуду, согласно нулям и единичкам, которые кодируют котика. После этого шлем этот сигнал в эфир. На приемной стороне мы проделываем обратную операцию и получаем просто нолики и единички уже без синуса. Таким образом, можно передать изображение с котиками. Безусловно, это очень приближенное объяснение, подробнее об этом следует говорить в отдельной статье.

Итак, модуляция. Какая же она бывает в поколении 3G ? Это зависит как раз-таки от стандарта. В UMTS скорее всего используется что-то вроде 4- QAM или 8- QAM . Точной информации, к сожалению, не нашел, если у кого-то есть - поделитесь, пожалуйста, в комментариях. В сетях HSDPA модуляция преимущественно 16- QAM , тогда как в HSPA+ она может достигать 64- QAM . В чем тут цимес? А цимес в том, что чем больше порядок модуляции, тем больше данных можно передать в одном символе и тем выше общая скорость передачи данных. Господа, взгляните на рисунки 2 и 3. Там я нарисовал пример осциллограмм сигнал с 4-QAM модуляцией и 8-QAM модуляцией.

Рисунок 2 - Сигнал с 4-QAM модуляцией

Рисунок 3 - Сигнал с 8-QAM модуляцией

Вообще QAM модуляция интересная вещь и заслуживает отдельной статьи. Но поскольку пока я такую статью не подготовил, глубоко во всякие созвездия сигналов пока не будем углубляться, а поговорим о том, что у нас перед глазами. На рисунке 2 я нарисовал четыре символа 4-QAM модуляции, они там разных цветов. Каждый символ 4- QAM кодирует два бита нашей полезной информации. Отличаются эти символы всего-навсего начальной фазой: вы можете наблюдать, как эта фаза скачет при переходе от символа к символу. Бирюзовый символ кодирует последовательность бит 00, фиолетовый - последовательность 01, синий - 10, красный - 11. Это деление условно, можно назначить по-другому, главное, что б передатчик и приемник это понимали. То есть что б нам передать некоторый массив ноликов и единичек, нам надо разбить его на группы по два бита и каждой группе поставить в соответствии синус со своей фазой. Потом эти синусы последовательно склеиваются друг с другом и получается общий сигнал. То есть сигнал на рисунке 2 передает информацию вида 00011011 за условные 0,4 единицы времени. Таким образом, в нашем случае при 4- QAM передается 8 бит (1 байт) за некоторые 0,4 единицы времени.

А что в случае 8-QAM ? Там все поинтереснее. Кроме фазы, у нас еще меняется и амплитуда. У нас имеется два различный уровня сигнала - условные 0,5 и 1. Благодаря этому, получается, что 1 символ 8- QAM передает уже не два, а целых три бита информации. Таким образом, за те же самые условные 0,4 единицы времени передастся информация вида 000001010011. То есть в нашем случае при 8- QAM передается 12 бит информации за те же самые 0,4 единицы времени.

Замечаете, господа? Время осталось то же самое, а количество переданной информации возросло! Это значит, что выросла скорость передачи данных! А если мы будем использовать 64-QAM модуляцию, то там один символ 64-QAM (как в HSPA+ ) будет передавать log 2 (64) = 6 бит информации. Скорость еще вырастет!

Тут может появиться соблазн в духе «нужно больше QAM!» Что нам мешает, например, сделать какой-нибудь 8192-QAM и получить очень большую скорость? А все те же помехи, господа. С ростом количества бит, передаваемых одним символом, падает помехоустойчивость системы. Помните я говорил про сигнал-шум? Давайте добавим шума нашему сигналу 8-QAM (рисунок 4).

Рисунок 4 - Сигнал 8-QAM + ШУМ

Видите, господа, как шум может испортить сигнал. Те символы, которые имели амплитуду 0,5 стали иметь почти 1, а те, которые были 1, стали чуть ли не 1,5. При таком раскладе уже становится трудно различать символы между собой. И чем больше бит информации в одном символе N- QAM, тем большее влияние оказывает шум. В итоге приходится переходить с 8-QAM на 4-QAM (рисунок 5).

Рисунок 5 - Сигнал 4-QAM + ШУМ

В 4-QAM у нас уже всего один уровень по амплитуде и символы различать становится существенно проще. Правда при этом падает скорость…

То есть что получается? Если у нас хорошее соотношение сигнал/шум и возможно использовать модуляцию 64- QAM, то наше устройство с высокой долей вероятности начинает работать со стандартом HSPA+, и данные передаются на большой скорости. Чем хуже отношение сигнал/шум, тем ниже «число QAM», на котором работа стабильна, тем меньше скорость передачи данных и в конечном счете можно скатиться до стандарта UMTS .

Теперь, господа, надеюсь, вам чуть более понятно какая физика процесса скрыта за простым перескакиванием значка «3G» на значок «H+» в вашем смартфоне .

Наверное, следует отметить пару моментов перед тем, как мы перейдем к обсуждению 4G .

Момент №1. Скорость помимо отношения сигнал/шум зависит от числа подключенных абонентов. Думаю, это должно быть очевидно.

Момент №2. Нехороший провайдер может резать скорость даже при отличном сигнал/шум и минимальном количестве абонентов рядом. Теле2, например, грешит этим…

А теперь поговорим про самое вкусное - 4G . Скорости в (30…50) Мбит/с здесь совсем не редкость, возможны и более высокие цифры. Согласитесь, весьма неплохо иметь за городом на даче интернет, ничуть не уступающий по скорости домашнему, а в отдельных случаях и превосходящий его. Но с диапазонами частот здесь царит полная дичь, господа. Их тут аж три, они довольно сильно разнесены по частоте друг от друга и все они активно используются на тех или иных вышках. Взгляните на рисунок 6, на нем я на оси частот изобразил все эти диапазоны.

Рисунок 6 - Частоты 4G

Итак, у нас есть три диапазона, которые имеют довольно забавные и на первый взгляд не очевидные названия LTE B20 , LTE B3 и LTE B38 . Аналогично сетям 3G , каналы передачи и приема данных также разделены по частотам: частоты для передача данных от пользователя к базовой станции обозначена стрелочкой вверх, а приема данных - стрелочкой вниз.

В каждом из диапазонов B20 , B3 и B38 частоты передачи и приема также поделены между операторами сотовой связи, причем очень хитрым образом: они там все перемешаны между собой, имеют разную ширину канала и вообще разобраться кто из операторов где там сидит совсем непросто. Но спешу вас в какой-то степени обрадовать: вам нет необходимости детально знать где какой оператор и какая у него ширина канала. Для дальнейшей работы нам вполне достаточно цифр, обозначенных на рисунке 6.

Вы можете меня спросить - а как обстоит дело с модуляцией в 4G ? Господа, здесь с ней все еще сложнее, чем в 3G . Здесь применяется модуляция OFDM - передача данных на ортогональных между собой частотах. Возможно в будущем мы поговорим, что под этим скрывается, но явно уже не сегодня . Но суть здесь абсолютно точно такая же, как и у 3G : чем больше отношение сигнал/шум, тем более информационно емкие типы модуляции отдельных несущих можно использовать и тем больше скорость передачи данных.

Итак, господа, после прочтения данной статьи я думаю вам должно быть совершенно очевидно, что для поднятия скорости мобильного интернета нам надо поднимать отношение сигнал/шум. Как это можно сделать? Теоретически это сделать можно двумя путями. Путь номер один - это увеличивать сигнал , а путь номер два - это уменьшать шум, причем делать все это надо строго в интересующих нас полосах: если мы хотим работать в 3G диапазоне, то это полоса (1920...2170) МГц, а если нас интересует 4G, то в диапазонах (791...862) МГц, (1710...1880) МГц, (2500...2690) МГц . На шум, к сожалению, мы можем влиять достаточно в маленькой степени, однако увеличить сигнал можно.

Один из способов этого - покупка или изготовление антенны для мобильного интернета . Покупку готовой антенны я отверг по ряду соображений, которые я озвучу в начале следующей статьи. Я решил идти путем разработки своей антенны и с удовольствием расскажу вам про этот процесс уже в следующей статье! Ну а на сегодня все, спасибо что прочитали, продолжение будет совсем скоро!

Какие бывают сети для мобильной связи

Существует три поколения сети, главное отличие - в скорости интернета. Чем выше поколение, тем быстрее работает интернет:

2G (GSM, на устройстве обозначается буквой G или E) - самый медленный интернет и самое низкое энергопотребление;

3G (WCDMA, на устройстве обозначается как 3G, H или H+) - средняя скорость интернета и среднее энергопотребление;

4G (LTE, на устройстве обозначается как 4G) - самая высокая скорость интернета и среднее энергопотребление.

Какие бывают режимы сети

Режим сети - это правило (алгоритм) по которому мобильное устройство будет подключаться к сотовой сети. По умолчанию устройство работает в автоматическом режиме:

Если устройство поддерживает 4G и такой сигнал есть - устройство подключится к нему;

Если устройство не поддерживает 4G или такого сигнала нет - устройство подключится к 3G;

Если устройство не поддерживает 3G или такого сигнала нет - устройство подключится к 2G.

Возможность подключиться к тому или иному поколению сети зависит от устройства: если устройство поддерживает только 2G, то подключиться к 3G или 4G не получится. Узнать, какие поколения сети поддерживает ваше устройство, можно в службе поддержки .

Помимо автоматического режима есть и другие:

Только 3G - устройство будет искать только сеть 3G. Если сигнал 3G слабый или его нет - устройство ловить сеть не будет.

Только 2G - устройство будет искать только сеть 2G. Если сигнал 2G слабый или его нет - устройство ловить сеть не будет.

Режима «Только 4G» нет.

У некоторых операторов (Теле2) нет сети 2G в определенных регионах (Москва). Учитывайте это при покупке телефона - например, Galaxy Star Advance поддерживает только 2G и с Теле2 он просто не будет работать.

В каких случаях меняют режим сети

Если не пользуетесь интернетом, включите режим «Только 2G» - устройство будет медленнее разряжаться.

Если в месте, где используете устройство, нет сетей 3G или 4G или сигнал очень слабый, включите режим «Только 2G» - устройство будет медленнее разряжаться и связь будет лучше.

Во всех остальных случаях менять режим сети нет смысла.

Как изменить режим сети

Перед изменением посмотрите версию Android на вашем устройстве.

Если на устройстве Android 9

Если на устройстве Android 8, 7, 6, 5

Нет настройки «Режим сети»

Устройство поддерживает только 2G, поэтому такая настройка не нужна;

В устройстве не установлена SIM-карта.

На смартфоне с двумя SIM-картами одна всегда работает только в сети 2G

Это нормальная работа устройства и изменить ее нельзя.

Смартфон, купленный в другой стране, не работает с моей SIM-картой

В разных странах операторы используют разные частоты для одних и тех же поколений сети. Прежде чем покупать устройство, проверьте, что частоты, на которых работает связь, одинаковы. Если частоты разные, то связь работать не будет.

В связи с тем, что на территории Украины и других близлежащих стран все больше операторов начали предлагать 3G-интернет, было бы полезно рассмотреть основные отличия 2G, 3G и 4G.

Ведь для большинства, к огромному сожалению, это всего лишь сухая цифра. Понятно, что 3G лучше, чем 2G – цифра то больше.

Собственно, на этом познания большинства современных пользователей и заканчиваются. Они летят в магазины, чтобы купить новую SIM-карту для своего смартфона с 3G или же звонят операторам с вопросами о том, как подключить это самое 3G.

Но было бы лучше понять, что это вообще за технологии и действительно ли всегда лучше переходить на 3G с 2G, а также то, что может предложить 4G.

Будет интересно!

1. Введение

2G, 3G и 4G – расшифровывается как «второе поколение», «третье поколение» и «четвертое поколение» соответственно.

Буква G в данном случае расшифровывается как «Generation», что и переводится как «поколение».

Все это – наборы стандартов связи. Каждое поколение представляет собой набор стандартов, предназначенных для телефонов и других мультимедийных устройств. Они развиваются параллельно с этими устройствами.

Когда телефоны стали поддерживать текстовые сообщения, а затем и интернет, стандарты тоже начали обеспечивать эти функции.

На сегодняшний день эти стандарты работают не только для телефонов, а и для планшетов, и других устройств, в которые можно вставить SIM-карту.

Это если по-простонародному, а теперь перейдем к тому, какие же особенности и отличия каждого из этих поколений.

2. 2G

Основная информация о данном поколении стандартов связи:

максимальная скорость передачи данных – 10 Кб/сек;
разработано в 90-х годах прошлого века;
наиболее распространенные стандарты – GSM, D-AMPS и IS-95, который со временем перерос в более известный сегодня CDMA;
основное предназначение заключается в поддержке голосового общения, хотя интернет здесь тоже присутствует.

А теперь более подробно о том, что такое 2G.

Рис. №2. 2G

- Немного из истории

После того, как поколение 1G морально себя изжило, на свет появилось 2G. Самое первое поколение было рассчитано исключительно на голосовое общение.

В принципе, в 2G изменилось не так уж и много, просто это самое голосовое общение стало более продвинутым – звук более качественный и чистый, улучшена безопасность, меньшее влияние помех и так далее.

Но на то время и эти изменения были просто революционными! Каждый желающий мог беспрепятственно общаться со своим другом из очень отдаленной точки земного шара, и качество звука при этом было очень хорошим.

Собственно, говорить больше о данном поколении нечего – набор стандартов уже давно устарел, хотя и на то время он был чем-то революционным.

- Возможности

Для этого были разработаны соответствующие стандарты. Стали выходить новые «полупоколения» (ведь был еще 2.5G, 2.75G и так далее, хотя то, зачем делать такую вот классификацию, и по сей день остается загадкой).

Но принцип работы этого поколения был похожим на работу модема с интернетом, который работал через телефонные сети.

Одновременно находиться в интернете, и совершать звонок с помощью любого из стандартов было невозможно. И, тем не менее, человечество все-таки стало на шаг ближе к мечте, которая называлась 3G.

3. 3G

Основная информация о данном поколении:

самые известные стандарты – UMTS и CDMA200;
скорость связи – 3 Мб/сек;
поддержка высокоскоростной передачи данных со всеми вытекающими отсюда последствиями;
дает возможности, которые до этого были просто из области фантастики.

Поколение 3G стало самым настоящим прорывом, ведь оно дало людям то, чего они хотели.

Теперь любой пользователь может смотреть видеоролики с YouTube, даже телевизионные каналы, скачивать что-либо и общаться с друзьями по скайпу лишь с помощью подключения к интернету 3G. Это стало настоящим прорывом.

На сегодняшний день большинство мобильных операторов предлагают своим клиентам стартовые пакеты или тарифы с 3G.

Для работы стандартов данного поколения необходимы специальные вышки, которые сейчас активно ставятся на территории Украины.

Правда, находясь на некотором расстоянии от одной из таких вышек, хорошего интернета клиенту не видать. И это далеко не единственный недостаток 3G, но обо всем по порядку.

- Более подробно о возможностях 3G

Итак, для некоторых 3G работает так же быстро, как интернет с обычного роутера.

Хотя, если говорить об Украине, то скорость в 3 Мб/сек – это просто смешно. Но и она позволяет просматривать видео в онлайн режиме и выполнять множество других операций.

Среди всех возможностей данного поколения следует отметить следующее:

Обмен мультимедийными сообщениями. Так в обычный e-mail можно добавить видеоролик, какую-то «тяжелую» картинку или что-то другое.
Скачивание разнообразного контента. Это могут быть те же фильмы, музыка или даже игры по несколько Гб.
Проведение видеоконференций. С поколением 2G можно было только мечтать о связи с кем-то по Скайпу или другому мессенджеру. Но 3G дает возможность говорить одновременно с несколькими друзьями с разных точек земного шара.
Получение потоковой информации. Это может быть то же онлайн телевидение или же постоянное обновления какой-то информации, к примеру, курсов валют, котировок на бирже и тому подобное.
Полноценное использование онлайн игр. С 3G можно спокойно играть в любимые WoT или другую подобную игру.
Использование навигации или просто спутниковых данных – с 3G даже обычные Google Maps работают во много раз шустрее.
Использование программ для удаленного управления. Для их работы нужен высокоскоростной интернет и 3G дает такую возможность. Кстати, самой известной из таких программ можно считать TeamViewer (чтобы было понятно, о чем речь).

В общем, если раньше о таких возможностях можно было только мечтать и они были доступны только с подключением через роутер, то теперь все это стало доступным через обычный интернет от мобильного оператора.

Рис. №5. 3G

- Отличия 2G от 3G

Разумеется, 3G намного быстрее (3 Мб/сек против 10 Кб/сек), умнее, эффективнее, функциональнее и так далее.

Но основные отличия данного набора стандартов от 2G заключаются в следующем:

2G, в первую очередь, обеспечивает голосовую связь, а 3G – это многофункциональное семейство стандартов, способное обеспечить все возможности обычного интернета.
Это совершенно разные стандарты, хотя, конечно же, стандарты из 3G так или иначе берут свое начало в стандартах 2G. Но в большинстве случаев в 3G не используются старые стандарты.
В 3G более высокая эффективность использования каналов, по которым идет передача информации. Отсюда увеличение пропускной способности и, соответственно, скорости передачи данных.
Более высокая надежность передачи тех же смс сообщений по сравнению с 2G.

Казалось бы, все очень хорошо и 3G – это просто воплощение современных технологий в каждом доме. Но есть у данного поколения и свои недостатки.

- Не все так просто

К недостаткам 3G и преимуществам 2G можно отнести следующее:

Зависимость от покрытия. Как говорилось выше, если находиться далеко от вышки 3G, или вообще там, где плохо ловит сеть, об интернете можно забыть. В случае же с 2G интернет был доступен везде, где хоть немного была доступна сеть.
При перегрузке сети 3G просто валится. Если интересно, то этот эффект вызван так называемым «дыханием сот», которое снижает качество связи, когда сота перегружена.
Сложность регулировки. При возникновении неполадок специалистам необходимо как можно скорее исправить неполадку, а это практически всегда очень сложно.

Вообще, специалисты говорят, что 2G и 3G еще долгое время будут спокойно сосуществовать вместе, как два брата.

Когда покрытие сети достаточное, будет работать 3G, а в противном случае будет вступать в силу знакомое всем нам 2G. Но сейчас появилась совершенно новая технология, 4G.

Если сравнивать все эти стандарты с братьями, то 4G будет некой выскочкой. Этот брат младше всех, но все родственники не знают, чего от него ожидать.

По крайней мере, именно такая ситуация сложилась сейчас на рынке: кто-то говорит, что 4G – это здорово, а кто-то доказываем всем, что это просто обман и рекламный трюк. Разберемся!

4. 4G

Основная информация:

наиболее известные стандарты – LTE и WiMAX (хотя споры по поводу того, стоит ли вообще относить эти стандарты к этому поколению, ведутся до сих пор);
исходя из требований, стандарты должны обеспечивать скорость 1 Гб/сек для обычного соединения и 100 Мб/сек для мобильного;
более экономичная технология, если взять стоимость и зону покрытия одной вышки 4G и те же данные для 3G, а тем более 2G.

Но, опять же, не все так просто, как кажется на первый взгляд.

- Немного информации для размышления

Да, существуют стандарты, которые должны были бы обеспечивать вышеуказанную скорость соединения, но на практике все получается совсем иначе.

Эти требования очень жесткие и их использования получится слишком дорогостоящим. Поэтому на сегодняшний день ни одна компания в мире не обеспечила полноценного 4G.

На практике стандарт LTE выдает 4-30 Мб/сек, а WiMAX – порядка 40 Мб/сек. Это очень далеко от заявленных 100 Мб/сек и 1 Гб/сек.

Более того, специалисты сходятся во мнении, что компании, которые сделают полноценное 4G, появятся еще очень нескоро.

Поэтому пока что лучше сосредоточить свое внимание на совмещении 3G и 2G – старый, но проверенный тандем, который в Украину, к тому же, пришел совсем недавно.

- Возможности

Если говорить о возможностях 4G, то их список будет точно таким же, как и у 3G, только все будет происходить более быстро.

Так фильмы и видео будут грузиться быстрее, информация – обновляться чаще, а видеоконференции будут проходить без сбоев.

Конечно же, благодаря этому есть возможность несколько расширить эти возможности.

Так в той же конференции теперь может участвовать больше людей. Пользователь сможет смотреть несколько видеороликов одновременно и при этом переписываться в десяти мессенджерах. Да, 4G это позволяет.

Рис. №8. 4G

- Отличия 4G от 3G

Основные отличия данных поколений состоят в следующем:

Скорость. Главное отличие, конечно же, в скорости. Производители заявляют, что 4G как минимум в 10 раз быстрее 3G. И это действительно так, но, как мы говорили выше, изначально предполагалось в разы больше.
Совершенно другие стандарты, которые, кстати, толком непонятно, можно ли вообще относить к данному семейству (если говорить о 4G).

В остальном все очень похоже – тот же диапазон частот, те же функции, но другие технологии.

Интересно, что в большинстве случаев там, где заявляют о полноценном использовании 4G, аппараты переключаются на 3G для совершения голосового вызова.

Фактически, 4G полноценно внедрено лишь в некоторых странах, например, в Южной Корее, где используется технология VoLTE. А причиной этому является очень низкая популярность данного поколения.

В свою очередь, причины низкой популярности 4G, можно свести к таким факторам:

устройства, работающие с этим поколением, очень дорогие и быстро разряжаются;
после 3G прошло слишком мало времени и пользователи еще попросту не готовы к 4G;
инвесторы очень мало поддерживают проект 4G (в принципе, это связано с первыми двумя пунктами настоящего списка).

Если подвести итог всему вышесказанному, можно сказать, что отличия 2G, 3G и 4G заключаются в скорости передачи данных и набору доступных возможностей.

Наглядно разницу в скорости можно видеть в ролике ниже.

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.

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.

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.

Среди операторов, принявших решение об отключении 2G-сетей, североамериканский AT&T, австралийская Telstra. Своих абонентов они готовили к этому шагу заранее, поэтому отключение не было внезапным. Необходимость отключения операторы обосновали незначительным количеством абонентов с 2G-устройствами. Поэтому отключение 2G стало экономически оправданным. По сути переход к 3G стал таким же закономерным шагом, как и переход с аналоговых стандартов сотовой связи на цифровые.

В странах бывшего СССР наблюдается та же тенденция, что и в Северной Америке и Австралии: число устройств с поддержкой 3G/4G растет, доля 2G сокращается. Но есть и отличия.

Доля 2G-устройств по прежнему достаточно высока на всей территории бывшего СССР. По оценкам Tele2 даже в Москве, одном из наиболее продвинутых городов Восточной Европы, доля 2G устройств составляет около 30%. Поэтому содержание имеющихся 2G сетей выгодно для сотовых операторов.

Об отказе от 2G речи не идет, за редким исключением. Например, оператор Tele2 не поддерживает 2G на территории Москвы. Клиенты с 2G устройствами используют сеть оператора-партнера Tele2 по роуминговым тарифам.

С другой стороны, сама сеть 3G/4G пока недостаточно развита, чтобы появилась необходимость в освобождении частот, занимаемых 2G. В основном 3G/4G доступна в крупных городах, а, например, в Украине запуск сети 4G только планируется в 2017 году.

Поэтому опасаться слишком скорого отключения 2G в России и соседних странах не стоит. Но по крайней мере морально готовиться к этому нужно, ведь отключение 2G неизбежно произойдет.

На данный момент у МТС нет планов отключать сети второго поколения, потому что почти половина абонентов в России используют кнопочные телефоны без поддержки 3G и 4G, а нам важно, чтобы они оставались на связи.
Дмитрий Солодовников, Пресс-секретарь, начальник отдела по работе со СМИ компании МТС

Преимущества 3G для GPS-мониторинга

3G-интернет быстрее, чем 2G. Но действительно ли это имеет смысл с точки зрения GPS-мониторинга? Пакет данных, передаваемый GPS-трекером, включая координаты, скорость, телеметрию автомобиля, CAN-данные, может быть передан и на скорости несколько сотен байт в секунду. Широкополосное соединение здесь не востребовано. Тем не менее, переход на 3G имеет некоторые потенциальные преимущества.

Воспроизведение потокового видео . Сейчас фото и видео изображения применяются при мониторинге автопарка, например в такси или общественном транспорте. Камеры снимают пассажиров загружают изображения на сервер GPS-мониторинга. Устройства включаются по расписанию или когда происходит какое-то событие, например, открыта дверь. Тем не менее, 2G-интернет был не в состоянии предложить достаточную пропускную способность даже для изображений с высоким разрешением. Сети нового поколения открывает возможность отправлять видеозаписи или даже видео в реальном времени.

Обновление прошивки GPS-трекеров . 2G загружает новую прошивку около 5 минут. 3G ускорит обновление и сократит процесс ожидания в разы.

GPS-трекеры для сетей 3G

Многие производители оборудования уже предлагают GPS-трекеры, работающие в сетях 3G.