У користувачів мобільних пристроїв на слуху часто перебуває термінологія «1G, 2G, 3G і т. д.». Що це таке? 1G, 2G, 3G, 4G — це бездротові мережі, якими здійснюється передача інформації між пристроями. Чим вище цифра перед літерою «G», тим швидше буде здійснюватись передача даних. Давайте ж розглянемо кожну мережу та визначимо для себе, які вимоги до зв'язку пред'являє сучасний користувач електронікою.
Мобільні мережі та позначка «G»
Мобільна мережа — це канал зв'язку між особою, яка передає інформацію, та одержувачем. Для його формування використовуються радіостанції, кожна з яких нагадує бджолині стільники та обслуговує невелику площу. Вишки дають можливість абонентам мережі спілкуватися між собою навіть у процесі руху. Саме через конфігурацію таких транспондерів і з'явилася назва «стільниковий зв'язок».
Англійська літера «G» означає «покоління» («generation») мережі. Наприклад, 4G — це бездротова мережа, сформована з урахуванням технологічного процесу 4 покоління. Більшість сучасних мобільних пристроїв підтримують цей тип мобільного зв'язку.
Мережа 1G: першопрохідник у світі мобільного зв'язку
Мобільна мережа 1G орієнтована на передачу аналогового звукового сигналу. Вона з'явилася в далекому 1980 році та функціонувала на базі новаторського винаходу AMPS (США) та TACS, NMT (Європа).
Особливості мережі:
* аналоговий зв'язок більш схильний до шуму і спотворень;
* для передачі мови та інформації (найпростіших сигналів) застосовувалася частотна модуляція;
* прослуховування розмови іншими абонентами;
* неможливість додзвонитися в інші країни через використання різного обладнання;
* Діапазон — 800-900 МГц;
* Висока потужність рухомої станції 1G — 3–5 Вт.
Основний недолік функціонування мережі пов'язаний із низькою ємністю через нераціональне використання виділеної смуги частот. Цей недолік було визначено у середині 80-х. Розробники почали замислюватися над існуванням нової мережі.
2G, 2,5G та 2,75 G — перші цифрові мережі
Цифрова мережа 2G, яка з'явилася у 90-х роках минулого століття, мала цілу низку переваг у порівнянні з аналоговим каналом передачі інформації. Серед них:
* вища швидкість передачі даних — до 14,4 кБіт/с, що можна порівняти зі швидкістю передачі стаціонарних модемів 90-х;
* підвищена захищеність;
* висока продуктивність, зокрема підтримка технології CSD з передачі даних у цифровому вигляді та можливість надсилання коротких текстових повідомлень (СМС).
У 1997 році в історії стільникового зв'язку стався прорив — своє існування почала GSM-мережа з можливістю безперервної передачі даних. На відміну від CSD, передача інформації GPRS стала здійснюватися зі швидкістю до 100 кБіт/с, а оператори стільникового зв'язку отримали можливість встановлювати тариф за трафік, а не час перебування на лінії. Обмін даних за пакетної технології здійснюється з іншими користувачами мережі та зовнішніми мережами.
Подальший розвиток технології GPRS пов'язаний з появою мережі 2,75G (EDGE), що відрізняється від своєї попередниці способом кодування та вищою швидкістю передачі інформації (в 2 рази вище, ніж за стандарту GPRS).
У 2000 році Міжнародний Союз електрозв'язку затвердив специфікацію нового покоління мережі 3G, швидкість передачі даних в якій досягала 2 Мбіт/с для стаціонарних терміналів та 384 кбіт/с для мобільних пристроїв.
Мережа 2,5G та 2,75G начебто застрягли між двома поколіннями, дещо не дотягуючи до нової генерації. Вони були швидшими за 2G, але не відповідали новим запитам громадськості.
3G-мережі: мінімум очікування під час роботи в Інтернеті
Технологія передачі даних 3G була розроблена у 80-х роках і засекречена військовими та спецслужбами донедавна. На відміну від 2G вона передбачає суміщення канального підключення з пакетною технологією передачі інформації. Мережа орієнтована на 3 стандарти бездротового зв'язку — UMTS, FOMA та CDMA2000.
Швидкі вимоги до мережі 3G:
* для абонентів у стані статики — 2048 кБіт/с;
* для користувачів, які перебувають у русі, — 384 кБіт/с;
* для тих, хто рухається зі швидкістю 3-120 км/год, — 144 кБіт/с.
Зв'язок за стандартом UMTS характерний для країн Європи та СНД. Вона передбачає доступ до мережі GSM або CDMA. На базі протоколу HSDPA+ досягається висока швидкість передачі сигналу —42 мБіт/с, що мінімізує очікування користувача Інтернетом при відкритті сторінок, дозволяє оперативно завантажувати файли та переглядати відео.
4G: робота лише з цифровими даними
Ключова вимога до нового покоління бездротового зв'язку 4G — Висока швидкість передачі даних. Для людей, які здійснюють доступ до Інтернету при їзді в авто або поїзді, передбачена швидкість 100 Мбіт/с. Ті, хто перебуває в статичному положенні або мандрує пішки, можуть розраховувати на передачу даних зі швидкістю 1 Гбіт/с.
Відмінна характеристика бездротового зв'язку 4G в порівнянні з 3G — використання лише цифрових даних (канал передачі голосу не застосовується). Це означає, що дзвінки будуть здійснюватись через канал VoIP. Отже, у майбутньому потреба в існуванні класичного зв'язку зійде нанівець.
Які мережі 4G існують сьогодні?
На сьогоднішній день зв'язок 4G пропонується користувачам за 2 стандартами:
1. WiMAX. Мережа мікрохвильового доступу — це не що інше, як еволюціонуючий Wi-Fi з широким полем покриття. Не всі відносять цю мережу до 4G, оскільки вона не пов'язана з мережами 2, 3G і не має пропозицій з боку операторів щодо надсилання СМС та створення голосових повідомлень.
2. LTE. Новий виток у розвитку GSM-зв'язку. Передача трафіку може здійснюватися у різних частотних діапазонах. Наприклад, у мережі LTE TDD відбувається поділ за часом. Вхідний та вихідний трафік передається в тому самому частотному діапазоні, але в різний час.
Хоча на зорі свого існування ці технології зв'язку не підтримували швидкість 1 Гбіт/с, сьогодні вони удосконалилися і були визнані Міжнародним Союзом електрозв'язку у 2010 році такими, що відповідають стандартам 4G.
Вважається, що майбутнє — за 4G! Справді, у сільській місцевості набагато простіше побудувати одну 4G-станцію з передачею сигналу на десятки кілометрів, ніж створювати павутину з оптоволоконних ліній.
Мережі 4G: міф чи реальність
Безперечно, WiMAX та LTE в порівнянні з 3G — Найбільш досконалі технології передачі. Вони:
* використовують ефективні схеми мультиплексування;
* не мають каналу передачі з голосу, голосове мовлення розглядається як VoIP;
* використовуються для передачі даних на 100%;
* демонструють теоретичну швидкість 40 Мбіт/с і 100 Мбіт/с.
Але на практиці швидкість передачі даних досягає всього 4 Мбіт/с (вихідна) і 30 Мбіт/с (вхідна). Чи можна стверджувати про зміну поколінь? Звичайно ж да! WiMAX і LTE суттєво відрізняються від запропонованих раніше стандартів, а більш удосконалені канали передачі даних LTE-Advanced та WirelessMAN-Advanced вже демонструють значну швидкість передачі сигналу.
Мережі HSPA+ набули статусу 4G, адже вони відносяться до розряду швидкісних.
Ера нових 5G та 6G мереж
Першою країною, яка запустила послугу бездротового зв'язку 5G у 2019 році, була Південна Корея. Розробником мережі виступив всесвітньо відомий бренд смартфонів та іншої електроніки Huawei. Ключове завдання виробника — збільшити спектр застосовуваних частот мереж та підвищити їх ємність, забезпечивши більш високу ефективність мережної інфраструктури.
Особливості технології 5G:
* середня швидкість передачі даних — 1 Гб/с;
* Середня кількість одномоментних підключень — 1 млн/км.кв.;
* висока енергоефективність;
* затримка в мережі — до 1 мс.
Австралійська компанія Telstra має намір надавати послугу 5G вже у 2020 році. Застосування мережі спочатку відбуватиметься у великих мегаполісах та на виробничих підприємствах.
На сьогоднішній день інженери в галузі стільникового зв'язку та телекомунікацій замислюються про створення обладнання 6G. Для удосконалення мереж планують застосовувати технологію штучного інтелекту та квантові комунікації. Очікувана швидкість — від кількох сотень до 1 Тбіт/с.
Існує думка, що невдовзі ТБ-трансляція відбуватиметься сучасними каналами комунікації. Користувач зможе дивитися фільми та програми у високій якості.
Кілька слів на закінчення
В Україні поки що триває ера 3G, але багато операторів стільникового зв'язку вже почали встановлювати сучасне обладнання для запуску 4G, а також обмінювати сім-карти на ті, що підтримують інноваційну мережу. Ми впевнені, що невдовзі українські провайдери переймуть закордонний досвід, запровадивши бездротову передачу сигналу 5G та 6G.
Запитання-відповіді:
1. Що таке 1G швидкість інтернету?
Швидкість передачі даних для мережі 1G не перевищує 1,9 кбіт/с. Сервіс 1G функціонує з урахуванням аналогового стандарту. Допускається передача мовних повідомлень.
2. У чому різниця 1G, 2G, 3G, 4G, 5G?
Різниця між заявленими мережами полягає у швидкості передачі даних. У мережі 2G вона становить 9,4-384кБіт/с, 3G — до 42 мбіт/с, 4G — до 1 Гбіт/с, 5G — понад 1 Гбіт/с. Крім того, мережа 1G є аналоговою, а мережі починаючи з 2G — цифрові, з пакетною передачею інформації.
3. У чому відмінність 3G від LTE?
Ключова відмінність між цими мережами полягає у швидкості передачі інформації. LTE пропонує абонентам доступ до мережі зі швидкістю 100 Мбіт/с, а 3G — лише 10 Мбіт/с. Але зона покриття поки що більша у 3G.
У матеріалах публікації використовувалися дані Вікіпедії.
Стаття створена за підтримки сайту Всеплюс