У пользователей мобильными устройствами на слуху часто пребывает терминология «1G, 2G, 3G и т. д.». Что же это такое? 1G, 2G, 3G, 4G — это беспроводные сети, по которым совершается передача информации между устройствами. Чем выше цифра перед буквой «G», тем более быстрее будет совершаться передача данных. Давайте же рассмотрим каждую из сетей и определим для себя, какие требования к связи предъявляет современный пользователь электроникой.
Мобильные сети и пометка «G»
Мобильная сеть — это канал связи между лицом, передающим информацию, и получателем. Для его формирования используются радиостанции, каждая из которых напоминает пчелиные соты и обслуживает небольшую площадь. Вышки дают возможность абонентам сети общаться между собой даже в процессе движения. Именно из-за конфигурации таких транспондеров и появилось название «сотовая связь».
Английская буква «G» означает «поколение» («generation») сети. К примеру, 4G — это беспроводная сеть, сформированная на основе технологического процесса 4 поколения. Большинство современных мобильных устройств поддерживают именно этот тип мобильной связи.
Сеть 1G: первопроходец в мире мобильной связи
Мобильная сеть 1G ориентирована на передачу звукового аналогового сигнала. Она появилась в далеком 1980 году и функционировала на базе новаторского изобретения AMPS (США) и TACS, NMT (Европа).
Особенности сети:
* аналоговая связь более подвержена шуму и искажениям;
* для передачи речи и информации (простейших сигналов) применялась частотная модуляция;
* прослушивание разговора другими абонентами;
* невозможность дозвониться в другие страны из-за использования различного оборудования;
* диапазон — 800–900 МГц;
* высокая мощность подвижной станции 1G — 3–5 Вт.
Основной недостаток функционирования сети связан с низкой емкостью из-за нерационального использования выделенной полосы частот. Этот недостаток был определен в середине 80-х. Разработчики стали задумываться над существованием новой сети.
2G, 2,5G и 2,75 G — первые цифровые сети
Цифровая сеть 2G, которая появилась в 90-х годах прошлого столетия, имела целый ряд преимуществ по сравнению с аналоговым каналом передачи информации. Среди них:
* более высокая скорость передачи данных — до 14,4 кБит/с, что сравнимо со скоростью передачи стационарных модемов 90-х;
* повышенная защищенность;
* высокая производительность, в частности поддержка технологии CSD по передаче данных в цифровом виде и возможность отправки коротких текстовых сообщений (СМС).
В 1997 году в истории сотовой связи случился прорыв — свое существование начала GSM-сеть с возможностью непрерывной передачи данных. В отличие от CSD передача информации GPRS стала совершаться со скоростью до 100 кБит/с, а операторы сотовой связи получили возможность устанавливать тариф за трафик, а не время пребывания на линии. Обмен данных при пакетной технологии совершается с другими пользователями сети и внешними сетями.
Дальнейшее развитие технологии GPRS связно с появлением сети 2,75G (EDGE), отличающейся от своей предшественницы способом кодирования и более высокой скоростью передачи информации (в 2 раза выше, чем при стандарте GPRS).
В 2000 году Международный Союз Электросвязи утвердил спецификацию нового поколения сети 3G, скорость передачи данных в которой достигала 2 Мбит/с для стационарных терминалов и 384 кБит/с для мобильных устройств.
Сеть 2,5G и 2,75G как будто застряли между двумя поколениями, несколько не дотягивая до новой генерации. Они были быстрее 2G, но не соответствовали новым запросам общественности.
3G-сети: минимум ожидания при работе в Интернете
Технология передачи данных 3G была разработана в 80-х годах и засекречена военными и спецслужбами до недавнего времени. В отличие от 2G, она предполагает совмещение канального подключения с пакетной технологией передачи информации. Сеть ориентирована на 3 стандарта беспроводной связи — UMTS, FOMA и CDMA2000.
Скоростные требования к сети 3G:
* для абонентов в состоянии статики — 2048 кБит/с;
* для пользователей, пребывающих в движении, — 384 кБит/с;
* для тех, кто движется со скоростью 3-120 км/час, — 144 кБит/с.
Связь по стандарту UMTS характерна для стран Европы и СНГ. Она предполагает доступ к сети GSM или CDMA. На базе протокола HSDPA+ достигается высокая скорость передачи сигнала —42 мБит/с, что минимизирует ожидание пользователя Интернетом при открытии страниц, позволяет оперативно скачивать файлы и просматривать видео.
4G: работа только с цифровыми данными
Ключевое требование к новому поколению беспроводной связи 4G — высокая скорость передачи данных. Для людей, совершающих доступ к Интернету при езде в авто или поезде, предусмотрена скорость в 100 Мбит/с. Те, кто находится в статичном положении или путешествует пешком, могут рассчитывать на передачу данных со скоростью 1 Гбит/с.
Отличительная характеристика беспроводной связи 4G по сравнению с 3G — использование только цифровых данных (канал для передачи голоса не применяется). Это означает, что звонки будут совершаться через канал VoIP. Следовательно, в будущем потребность в существовании классической связи сойдет на нет.
Какие сети 4G существуют сегодня?
На сегодняшний день связь 4G предлагается пользователям по 2 стандартам:
1. WiMAX. Сеть микроволнового доступа — это не что иное, как эволюционирующий Wi-Fi с широким полем покрытия. Не все относят эту сеть к 4G, поскольку она не связана с сетями 2, 3G и не имеет предложений со стороны операторов по отправке СМС и создании голосовых сообщений.
2. LTE. Новый виток в развитии GSM-связи. Передача трафика может совершаться в различных частотных диапазонах. К примеру, в сети LTE TDD происходит разделение по времени. Входящий и исходящий трафик передается в одном и том же частотном диапазоне, но в разное время.
Хотя на заре своего существования эти технологии связи не поддерживали скорость в 1 Гбит/с, сегодня они усовершенствовались и были признаны Международным Союзом электросвязи в 2010 году такими, которые соответствуют стандартам 4G.
Считается, что будущее — за 4G! Действительно, в сельской местности намного проще построить одну 4G-станцию с передачей сигнала на десятки километров, чем создавать паутину из оптоволоконных линий.
Сети 4G: миф или реальность
Бесспорно, WiMAX и LTE по сравнению с 3G — более совершенные технологии передачи данных. Они:
* используют эффективные схемы мультиплексирования;
* не имеют канала передачи с голоса, голосовое вещание рассматривается как VoIP;
* используются для передачи данных на 100%;
* демонстрируют теоретическую скорость 40 МБит/с и 100 МБит/с.
Но на практике скорость передачи данных достигает всего 4 МБит/с (исходящая) и 30 МБит/с (входящая). Можно ли утверждать о смене поколений? Конечно же да! WiMAX и LTE существенно отличаются от предложенных ранее стандартов, а более усовершенствованные каналы передачи данных LTE-Advanced и WirelessMAN-Advanced уже демонстрируют внушительную скорость передачи сигнала.
Сети HSPA+ получили статус 4G, ведь они относятся к разряду скоростных.
Эра новых 5G и 6G сетей
Первой страной, запустившей услугу беспроводной связи 5G в 2019 году, была Южная Корея. Разработчиком сети выступил всемирно известный бренд смартфонов и прочей электроники Huawei. Ключевая задача производителя — увеличить спектр применяемых частот сетей и повысить их емкость, обеспечив более высокую эффективность сетевой инфраструктуры.
Особенности технологии 5G:
* средняя скорость передачи данных — 1 Гб/с;
* среднее число одномоментных подключения — 1 млн/км.кв.;
* высокая энергоэффективность;
* задержка в сети — до 1 мс.
Австралийская компания Telstra собирается предоставлять услугу 5G уже в 2020 году. Применение сети сначала будет совершаться в крупных мегаполисах и на производственных предприятиях.
На сегодняшний день инженеры в области сотовой связи и телекоммуникаций задумываются о разработке оборудования 6G. Для усовершенствования сетей планируют применять технологию искусственного интеллекта и квантовые коммуникации. Ожидаемая скорость — от нескольких сотен до 1 Тбит/с.
Бытует мнение, что скорым временем ТВ-трансляция будет совершаться по современным каналам коммуникации. Пользователь сможет смотреть фильмы и программы в высоком качестве.
Несколько слов в заключение
В Украине пока что длится эра 3G, но многие операторы сотовой связи уже начали устанавливать современное оборудование для запуска 4G, а также обменивать сим-карты на те, которые поддерживают инновационную сеть. Мы уверены, что скорым временем украинские провайдеры переймут зарубежный опыт, внедрив беспроводную передачу сигнала 5G и 6G.
Вопросы-ответы:
1. Что такое 1G скорость интернета?
Скорость передачи данных для сети 1G не превышает 1,9 кБит/с. Сервис 1G функционирует на базе аналогового стандарта. Допускается передача речевых сообщений.
2. В чем разница 1G, 2G, 3G, 4G, 5G?
Разница между заявленными сетями заключается в скорости передачи данных. В сети 2G она составляет 9,4-384кБит/с, 3G — до 42 мБит/с, 4G — до 1 Гбит/с, 5G — свыше 1 Гбит/с. Кроме того, сеть 1G является аналоговой, а сети начиная с 2G — цифровые, с пакетной передачей информации.
3. В чем отличие 3G от LTE?
Ключевое отличие между этими сетями заключается в скорости передачи информации. LTE предлагает абонентам доступ к сети со скоростью 100 Мбит/с, а 3G — всего лишь 10 Мбит/с. Но зона покрытия пока что больше у 3G.
В материалах публикации использовались данные Википедии.
Статья создана при поддержке сайта Всеплюс