Приветствую вас! Мобильные телефоны с поддержкой 4G уже стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Вы, наверняка, слышали о том, что 4G обеспечивает беспроводное подключение смартфонов к интернету. Но как это работает и какова его роль в работе сотовой связи? – Давайте разберемся вместе.
Основы
Я установил новую сим-карту в свой телефон, настроил тариф и теперь могу пользоваться интернетом. После этого в верхней строке информации появился символ – либо 3G, либо 4G, либо LTE. Чем они отличаются? Давайте разбираться по порядку.
Символ «G» означает поколение (от английского Generation). Таким образом, 4G – это беспроводная сеть, основанная на четвертом поколении технологий. Этот символ относится к нескольким технологиям мобильной связи четвертого поколения. Сегодня самой распространенной из них является LTE, которая в сущности является синонимом 4G.
4G был создан для увеличения пропускной способности, то есть для обеспечения более быстрого беспроводного интернета по сравнению с предыдущим поколением – 3G.
При этом зоны покрытия 4G и 3G могут сосуществовать. Смартфон сам выберет тот сигнал, который обеспечивает лучшее качество соединения.
Различия поколений
Какие отличия между 4G и 3G:
- 3G – это совокупность услуг, включающая в себя высокоскоростной мобильный доступ в интернет и технологию радиосвязи. Это поколение основано на передаче данных в пакетах. Оно работает на границе сантиметрового и дециметрового волнового диапазона, с пропускной способностью до 3,6 Мбит/с.
- 4G – это поколение связи с увеличенными требованиями к скорости передачи данных. Отличие 4G от предыдущего поколения заключается в том, что максимальная скорость достижима до 1 Гбит/с для стационарных устройств и до 100 Мбит/с для подвижных.
В основном отличие между 4G и третьим поколением заключается в увеличенной пропускной способности канала, что позволяет еще быстрее передавать трафик от отправителя к получателю.
Новое поколение мобильной связи 5G уже разработано и внедрено в некоторых странах, в то время как в других оно проходит тесты перед своим выходом на массовый рынок. 5G представляет собой новый стандарт телекоммуникационной связи, который обеспечивает высокую скорость передачи данных для поддерживаемых устройств.
Основные преимущества 5G перед 4G:
- Уменьшение задержки до 1 мс.
- Увеличение скорости передачи данных до 1-2 Гбит/с.
- Подключение 1 миллиона устройств на квадратный километр.
- Повышенная энергоэффективность.
- Более высокий уровень безопасности для здоровья человека.
- Стабильное и улучшенное качество связи.
Конечно, устройства с поддержкой 5G также совместимы со всеми предыдущими поколениями мобильной связи.
Модернизация сети 4G
Постоянно проводится модернизация мобильных сетей в связи с увеличением объемов потребляемого трафика человечеством. В настоящее время мощностей 4G недостаточно, особенно в крупных городах, хотя всего десять лет назад мир только начал активно переходить с 3G на 4G. За время существования сетей 3G и 4G было проведено множество модернизаций.
В 2000 году, когда только началось освоение 3G сетей, два технологических гиганта «Hewlett-Packard» и «NTT DoCoMo» объявили о сотрудничестве в исследовании и разработке сети четвертого поколения. Параллельно с ними и другие компании проводили собственные исследования, в результате чего появились два годных решения: стандарты LTE и WiMAX.
Альтернативные линии DSL начали развиваться в качестве альтернативы. В то время как стандарт LTE развивался как продолжение CDMA и UMTS (которые относятся к 3G) и изначально не планировался для 4G.
Десятый релиз LTE (LTE Advanced) соответствовал всем требованиям 4G и стал его основоположником. Практически все операторы связи внедрили его, так как для этого не потребовалось существенно изменять оборудование и его можно было реализовать на уже используемой 3G сети. В маркетинговых целях десятый релиз 4G начали называть 4G+.
Для увеличения пропускной способности были задействованы различные технологии:
- OFDM – цифровая схема модуляции, использующая множество близко расположенных ортогональных поднесущих.
- MIMO – использование N-количества антенн для приема и N-количества для передачи.
За счет внедрения этих технологий в уже существующую сеть, в маркетинге начали появляться слоганы о 4.5G сети.
Требования 4G сети
Для того чтобы избежать путаницы в этом хаосе стандартов и технологий, МСЭ утвердил требование к сотовой сети, чтобы её можно было рассматривать как 4G:
- Использование IP-протоколов для коммутации пакетов данных.
- Пиковая пропускная способность – 100 Мбит/с для абонентов с высокой скоростью передвижения (10-120 км/ч).
- Пиковая пропускная способность – 1 Гбит/с для статических абонентов (скорость менее 10 км/ч).
- Использование динамического распределения ресурсов для поддержки множества подключенных устройств к единой сети.
- Обеспечение высокого качества мобильной связи и сопутствующих услуг.
- Плавный хэндовер между сетями различных операторов.
