Mobwar.ru

Мобильные операторы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Передача данных сотовой связи

Эволюция технологий передачи данных в сотовых системах связи.

Сегодня трудно себе представить сотовую связь без передачи данных. Для абонентов уже стало привычным проверить почту или посетить пару web-страниц. Многие услуги, предоставляемые оператором, используют подключение к сети Интернет. Передачу данных через сотовые системы связи часто используют для доступа в сеть Интернет с мобильных компьютеров, что делает их по-настоящему мобильными. Однако удовлетворительные скорости передачи данных были не всегда доступны для абонентов. Итак, проследим эволюцию технологий передачи данных в сотовых системах связи.

На заре сотовой связи, когда сотовый телефон использовался в первую очередь как телефон, т.е. для того чтобы совершать звонки, для стандарта NMT (1981 год) была предложена новая услуга – передача данных. Максимальная скорость была ограничена 1,2 кбит/сек. В те времена еще не было сети Интернет, и основное назначение данной услуги было передача текста. Однако в то время эта услуга не нашла особого интереса к себе и лишь несколько операторов решили реализовать ее на практике.

Стандарт GSM – это первый стандарт сотовой связи, в котором предполагалась услуга передачи данных еще до начала разработки. Она реализовывалась на основе технологии CSD (Circuit Switched Data) с максимальной скоростью 9,6 кбит/сек. Данные передавались внутри разговорных каналов. Соответственно, скорость была ограничена пропускной способностью одного таймслота. С помощью технологии HSCSD (High Speed Circuit Switch Data) скорость передачи данных может быть увеличена до 57,6 кбит/сек. Это было достигнуто за счет возможности объединения нескольких свободных таймслотов для передачи данных одного абонента.

Данные в случае с коммутируемым соединением передаются по разговорным каналам вплоть до MSC и коммутируются через него в направление к другим сетям передачи данных. При этом максимальная суммарная скорость строго ограничена скоростью передачи по отдельным таймслотам. Чтобы еще увеличить максимально-возможную скорость необходимо отделить передаваемые данные от голоса еще до центрального коммутатора. Кроме того, нужно изменить способ кодирования информации на радиоинтерфейсе между базовой станцией и телефоном абонента. С учетом этого была разработана другая технология – GPRS (General Packet Radio Service). Передаваемые данные отделялись от остального трафика в контроллере базовых станций, который претерпевал замену программного обеспечения и некоторые аппаратные доработки. Также для сети GPRS добавлялись 2 новых элемента: GGSN и GGSN, которые представляют собой маршрутизатор и шлюз, соответственно. Скорость передачи данных в сетях GPRS может достигать 171,2 кбит/сек. Следующим шагом увеличения скорости передачи данных стало изменение способа модуляции передаваемых данных на радиоинтерфейсе. Благодаря этому скорость была увеличена до 326 кбит/сек. Эта технология получила название EDGE – самая скоростная технология передачи данных в сетях GSM.

Эксплуатация систем сотовой связи второго поколения показала заинтересованность абонентов в высокоскоростной передаче данных, что создало предпосылку для появления стандарта третьего поколения – UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Максимальная скорость передачи данных для данного стандарта ограничивается 2 Мбит/сек. Такое увеличение скорости, прежде всего, обусловлено изменениями в способе передачи данных между базовой станцией и терминалом абонента. Следующим шагом стало появление технологии HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), которая предоставляет скорости передачи данных уже до 14,4 Мбит/сек. Изменению в данном случае подвергся способ модуляции данных на пути от базовой станции к телефону. Таким образом, благодаря технологии HSDPA сотовые сети связи практически сравнялись по скорости с проводными технологиями.

Однако объемы передаваемой информации по телекоммуникационным сетям увеличивается ежегодно и даже технология HSDPA перестанет удовлетворять потребности пользователей. Чтобы на долгое время вперед решить проблему пропускной способности был разработан стандарт четвертого поколения, который получил название LTE (Long Term Evolution). Кроме увеличения скорости данный стандарт позволяет увеличить емкость сети, снизить качество и усилить безопасность. Максимальная скорость передачи теоретически может достигать 326,4 Мбит/сек. Подобные скорости может предложить разве что оптоволоконная система связи. В декабре 2009 года была запущена в коммерческую эксплуатацию первая система сотовой связи этого стандарта. В ближайшие 2 года сети LTE планируют построить еще в нескольких странах.

Таким образом, за неполные 3 десятилетия скорости передачи информации по сотовым сетям связи увеличились в сотни тысяч раз. Конечно, представленные в статье скорости лишь теоретически достижимы. На практике реальная скорость, как правило, в два, а то и в три раза меньше максимальной. Но эти цифры помогают оценить скорость эволюции технологий, хотя здесь в пору термин революции.

Ниже в таблице представлены все упомянутые технологии, отсортированные в порядке увеличения скорости:

Передача данных сотовой связи

Передача данных в мобильных сетях

Операторы сотовых сетей, стремящиеся извлечь максимальный доход из построенной ими инфраструктуры, все больше задумываются о предоставлении клиентам услуг передачи данных — так, во всяком случае, поступают на Западе. До столичных операторов эта волна пока не докатилась: в нашей стране основной упор по-прежнему делается на расширении клиентской базы имеющихся сетей, и лишнее тому подтверждение — разыгрывающиеся сейчас в Москве ценовые войны. Зачем такие услуги пользователю? Прежде всего, применение технологий передачи данных в мобильных сетях обеспечивает доступ ко всем традиционным услугам компьютерных сетей (в частности, удаленный доступ и доступ в Internet) для пользователей, находящихся вдали от своего рабочего места.

Абонент сотовой сети получает возможность подключить ноутбук к корпоративной компьютерной сети, воспользовавшись «на последней миле» каналом, предоставляемым сотовой сетью.

Однако дело не ограничивается переводом обычных компьютерных приложений в сотовые сети. Технологии передачи данных в мобильных сетях помогают превратить телефон пользователя в интеллектуальный терминал, способный осуществлять широкий спектр функций по обмену информацией. Простейший пример — служба коротких текстовых сообщений (SMS, Short Message Service) в сетях GSM. Фактически это обмен электронной почтой между абонентами сотовых сетей. Абонент набирает номер адресата, затем вводит текстовое сообщение (с помощью клавиатуры своего телефона; это несколько неудобно, но после небольшой практики вполне осуществимо), и оно тут же высвечивается на дисплее получателя. Дальнейшим развитием этой идеологии может стать доступ в Internet с мобильного телефона посредством комплекта протоколов WAP (Wireless Access Protocol).

Наконец, поскольку каждый GSM-телефон обладает уникальным идентификационным номером, технологии передачи данных в мобильных сетях позволяют использовать его в качестве платежного терминала; с его помощью, например, можно отдавать распоряжения по текущему счету абонента у оператора сотовой сети.

В настоящее время наблюдается активное продвижение услуг передачи данных со стороны производителей оборудования. Точнее, сами производители, конечно, не могут рекламировать услуги — они рекламируют соответствующую идеологию. И судя по тому, какие вложения делаются в рекламу технологии, не имеющей пока широкого спроса (по данным зарубежных маркетинговых исследований, передачей данных в мобильных сетях пользуются примерно 5% абонентов), производители всерьез считают, что в недалеком будущем эта функция сотовых сетей станет приносить большие доходы.

Табл. 1. WAP-статистика

КогдаЧтоСколько
2000.09Средняя продолжительность сеансов WAP-доступа в сети МТС53 секунды
2000.09Ежедневное число уникальных посетителей WAP-сервера МТС2000
2000.07По состоянию на июль — трафик данных, переданных через WAP-сервер МТС приблизился к1,2 млн минут
2000.09Объем трафика в сети МТС ежемесячноудваивается
2000.09WAP-телефонами в сети БиЛайн пользуется менее1% абонентов
2000.12Число абонентов, использующих WAP в сети БиЛайн на 2000.1210.000

Вложения, разумеется, делаются не только в маркетинг. Все ведущие производители выпускают оборудование — как сетевое, так и абонентское, поддерживающее эти услуги. В условиях, когда спрос на это оборудование невелик, такие разработки тоже можно отнести к вложениям в «раскрутку» новой технологии.

При рассмотрении последних технических новинок в области передачи данных в мобильных сетях основное внимание уделяется технологии GSM, поскольку именно в сетях этой технологии передачу данных можно организовать наиболее естественным образом; для этого требуется усовершенствовать только центральный коммутатор сети. Технологии передачи данных в сетях CDMA делают только первые шаги, а вот в сетях D-AMPS (стандарт IS-136) для передачи данных используются наложенные сети пакетной передачи данных по стандарту CDPD (Cellular Digital Packet Data), при их создании следует менять конфигурацию базовых станций сети. О применении протокола CDPD в России нам ничего не известно.

Ниже речь пойдет только о технологиях передачи данных средствами самой сети, на базе услуг, предоставляемых ее оператором. При этом обычно данные доставляются по телефонным (беспроводным) каналам только до центра мобильной сети, а затем «перекладываются» на сеть передачи данных; для этого в центре устанавливается соответствующее устройство, примером которого может служить Data Communications Server (DaCS) от Nokia.

Для передачи данных с использованием беспроводных модемов (аналогично тому, как это делается в проводных телефонных сетях) не надо вносить никаких изменений в сетевую инфраструктуру; оператор, вообще говоря, может и не знать, что его абонент передает данные. Это можно делать в любых сотовых сетях, в том числе и аналоговых.

Рассматриваемая проблема будет полностью решена с появлением стандарта мобильной связи третьего поколения (IMT-2000), одним из основных требований к которому является обеспечение передачи данных в мобильных сетях. Ниже мы коснемся этого вопроса, а пока поговорим о том, что можно сделать в рамках технологий второго поколения.

В качестве основной причины не слишком широкого распространения услуг передачи данных в мобильных сетях обычно называют низкую пропускную способность (сейчас — обычно не выше 9,6 или 14,4 Кбит/с, в зависимости от применяемой технологии). Между тем большинство современных приложений, функционирование которых связано с передачей данных, рассчитаны на принципиально большие значения пропускной способности.

Поэтому главное направление работы по повышению привлекательности услуг передачи данных в мобильных сетях — это расширение пропускной способности каналов передачи данных. В последнее время появились технологии, помогающие выйти далеко за пределы приведенных выше значений; все они представляют собой ту или иную модификацию стандартного варианта GSM.

В сентябре 1997 года компания Nokia впервые продемонстрировала «настоящую» сеть на базе технологии HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). Она позволяет объединить несколько (на первом этапе — четыре, в дальнейшем — восемь) временных слотов GSM (напомним, что технология GSM основана на временном разделении каналов при множественном доступе абонентов) в один канал, что в перспективе позволит достичь «в воздухе» скоростей, соответствующих каналу BRI ISDN. Следующим шагом на этом пути станет повышение скорости передачи данных в одном временном слоте с 9,6 до 14,4 Кбит/с. Как утверждают в Nokia, для внедрения технологии HSCSD не требуется менять сетевое оборудование — достаточно заменить только программное обеспечение.

В ближайшие два года ожидается начало внедрения технологии пакетной передачи данных в сетях GSM, получившей название GPRS (General Packet Radio Services). При этом для передачи данных предполагается использовать каналы пропускной способностью до 100 Кбит/с, получаемые, как и в HSCSD, за счет повышения полосы пропускания в рамках одного временного слота и объединения нескольких слотов в один канал. Предполагается, что сети GPRS будут полностью совместимы с сетями IP и X.25. Кроме того, ожидается, что в сетях GPRS можно будет развертывать виртуальные частные сети.

В качестве клиентских устройств абоненты сетей GPRS смогут использовать портативные компьютеры, подключенные к поддерживающим эту технологию сотовым телефонам или модемам, компьютеры, оснащенные беспроводными модемами для GPRS, мобильные телефоны-компьютеры (подобные Nokia Communicator), сотовые телефоны, поддерживающие протокол WAP, а также специализированные устройства (например, считыватели для кредитных карточек) со встроенным интерфейсом GPRS.

В отличие от протокола HSCSD, для поддержки которого не нужно модифицировать используемое сетевое оборудование, при внедрении GPRS требуется установить в сети ряд новых устройств. С абонентских терминалов через базовые станции сети пакеты GPRS попадают на узел обслуживания абонентов GPRS (SGSN, Serving GPRS Support Node). Именно он, а не мобильный коммутатор (как в случае с HSCSD) отвечает за обмен данными с абонентскими терминалами и ведет учет активности абонентов. С SGSN пакеты данных передаются на центральное шлюзовое устройство (GGSN Gateway GPRS Support Node), которое обеспечивает информационный обмен с сетями (как общего пользования, так и частными) передачи данных под IP и Х.25, а также доступ в Internet.

Сейчас уже готова первая версия стандарта на GPRS. В разработке стандарта принимали участие ведущие производители оборудования для GSM, в частности Alcatel, Ericsson, Lucent, Motorola, Nokia, Nortel, Siemens.

Дальнейшее расширение возможностей передачи данных в мобильных сетях связано с внедрением технологии EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution). Предполагается, что благодаря EDGE удастся достичь скоростей передачи данных до 48 и даже 62,5 Кбит/с в расчете на один временной слот. За счет объединения нескольких временных слотов в один канал можно будет повысить пропускную способность радиоканалов GSM до 384 Кбит/с, а в перспективе — и до 520 Кбит/с.

Такое расширение каналов будет осуществлено за счет использования нового радиоинтерфейса, оптимизированного под передачу данных. При этом одним из ключевых требований к EDGE является полная совместимость с существующими сетями GSM по различным архитектурным параметрам: ширине несущей полосы, структуре каналов TDMA и используемым протоколам. Кроме того, абонент не должен чувствовать, какая технология применяется в данный момент для обмена информацией с терминалом — «обычный» GSM или EDGE. На базе радиоинтерфейса EDGE также можно будет организовывать пакетный обмен данными по технологии GPRS, что сделает реальной возможность стирания границ между проводными и беспроводными технологиями передачи данных.

Повышение пропускной способности каналов передачи данных в беспроводных сетях в перспективе даст возможность использовать обычные приложения, в том числе связанные с передачей аудио- и видеоинформации. Для таких приложений в качестве абонентского терминала всегда будет необходимо интеллектуальное устройство с большим объемом оперативной памяти и хорошими возможностями для отображения графической информации. Здесь сознательно не употребляется слово «компьютер», поскольку в последнее время появились различные устройства, не являющиеся компьютерами в традиционном смысле этого слова, но тем не менее обеспечивающие работу подобных приложений.

Однако на проблему можно посмотреть и с другой стороны. Одна из важнейших задач, решаемых с использованием технологий передачи данных через сотовые сети, — это доступ в Internet. Значительному числу пользователей (особенно бизнес-пользователей) необходима далеко не вся информация, заложенная в Web-страницы. Для этого пропускной способности в 9,6 Кбит/с было бы вполне достаточно. С другой стороны, для таких пользователей зачастую очень важна компактность абонентского терминала. Идеалом для них было бы вообще иметь доступ в Internet с обычного мобильного телефона. Вот только как быть с HTML?

Решить проблему доступа в Internet через низкоскоростные каналы с использованием абонентских терминалов, имеющих ограниченную оперативную память и суженные возможности диалога с пользователем (дисплей в несколько строк, клавиатура мобильного телефона), призвана архитектура WAP, о которой и пойдет речь в этой работе.

Как определить частоту сотовой связи с помощью смартфона

При выборе системы усиления крайне важно знать два параметра: поколение мобильной сети (2G, 3G или 4G), качество которой вы хотите улучшить, и частоту, на которой она функционирует.

Дело в том, что все основные компоненты систем усиления — антенны, репитеры, модемы и роутеры — создаются под определенные частотные диапазоны и очень редко поддерживают сразу все существующие в мире стандарты. Другими словами, вы можете приобрести комплект усиления «для 4G-интернета», но если в его составе будет антенна, рассчитанная на частотный диапазон, в котором не работает ваш оператор, деньги будут потрачены впустую.

Приведем пример. Чаще всего 4G-интернет предоставляется на частоте 2600 МГц, и большинство комплектов для усиления 4G рассчитаны именно на эту частоту. Тем не менее, все чаще отечественные операторы начинают использовать дополнительные частоты 1800 и 800 МГц. Если в вашем местоположении работает именно такая сеть, то комплект, рассчитанный на частоту 2600 МГц, будет бесполезен.

Итак, чтобы выбрать комплект, вам нужно знать, какие технологии вы хотите усилить и в каких частотных диапазонах они работают. Проще всего это сделать с помощью смартфона под управлением операционной системы Android или iOS (iPhone).

Определяем поколение сотовой сети

Определить поколение сотовой сети с помощью смартфона, как правило, очень легко. В большинстве современных операционных систем технология передачи данных указывается в строке состояния рядом с уровнем сотового сигнала. Технология может быть указана непосредственно (2G, 3G или 4G) или с помощью одной из аббревиатур. Чаще всего встречаются следующие обозначения:

  • 2G, GPRS (G), EDGE (E) — традиционная технология 2G, на которой работает стандартная голосовая GSM-связь и медленный мобильный интернет;
  • 3G, UMTS, HSDPA (H), HSPA+ (H+) — третье поколение сотовой связи, используемое для звонков и доступа к широкополосному мобильному интернету;
  • 4G, LTE (L) — четвертое поколение сотовой связи, в данный момент используемое отечественными операторами только для доступа к высокоскоростному мобильному интернету.

Например, на смартфонах Xiaomi с двумя SIM-картами строка состояния выглядит следующим образом:

Как легко определить, первая SIM-карта оператора МТС в данный момент работает в режиме 4G, а вторая SIM-карта Tele2 — в 3G.

На каких частотах работают операторы в России

Казалось бы, узнав, какие стандарты связи доступны в вашем местоположении, можно приступать к выбору комплекта усиления. Тем не менее, есть одна существенная проблема: одна и та же технология связи может работать на разных частотах.

Каждый стандарт связи (2G, 3G и 4G) содержит множество подстандартов. Чтобы система усиления работала корректно и усиливала именно тот частотный диапазон, на котором работает ваш оператор, предварительно этот частотный диапазон нужно узнать.

В данный момент в России встречаются следующие стандарты сотовой связи:

Поколение

Частотные диапазоны

Название стандарта

GSM-900, EGSM, GSM-E900

К сожалению, узнать, на какой частоте работает ваш оператор, уже не так легко. Разработчики операционных систем Android и iOS посчитали, что эта информация не пригодится обычным пользователям, и спрятали ее в специальное сервисное меню. Ниже мы расскажем, как вызвать скрытое меню и узнать частоту, используемую оператором. Но перед этим — еще один важный шаг!

Переводим смартфон в нужный стандарт

Если ваш смартфон по умолчанию использует ту сеть, которую вы хотите усилить, дополнительных действий не требуется. Но бывают ситуации, когда вам необходимо определить частотный диапазон другой сети. Например, вы хотите узнать частоту 2G, а смартфон автоматически подключается к 3G. Другой пример: вам необходимо усилить голосовую связь, а ваш телефон подключен к 4G-сети, в которой доступен только мобильный интернет. Чтобы измерить нужный стандарт, принудительно переведите смартфон в соответствующий режим.

Для этого на устройствах Android перейдите в Настройки > Другие сети > Мобильные сети > Режим сети и выберите необходимый стандарт связи. В зависимости от модели смартфона и версии операционной системы путь к разделу Режим сети может незначительно отличаться.

Смартфоны Apple, к сожалению, не поддерживают ручное переключение режимов. Таким образом, пользователи iPhone могут определить частоту только того стандарта, в котором смартфон работает автоматически.

Как узнать частоту сотовой связи

Как мы уже сказали выше, чтобы получить информацию о частоте, на которой ваш смартфон подключен к базовой станции, необходимо зайти в специальное сервисное меню. На устройствах Android оно обычно называется Service Mode, на смартфонах Apple — Field Test. Чтобы вызвать соответствующий экран, достаточно набрать с телефона определенный номер.

Важно! В зависимости от модели устройства и версии операционной системы приведенные в этой статье инструкции могут не работать. В таком случае ввод кода ни к чему не приведет. Также на некоторых смартфонах меню может выглядеть иначе, а информация о сети находиться в одном из подменю. Возможно, вам придется поискать в подразделах меню прежде, чем вы найдете нужную страницу с информацией о мобильном соединении!

Перед тем, как производить тестирование частоты, отключите WiFi-соединение. В случае, если в вашем телефоне установлено две SIM-карты, рекомендуется извлечь ненужную карту и оставить только ту, которую необходимо протестировать. Так вы сможете избежать лишней путаницы и точно получите информацию о текущем соединении.

Как вызвать сервисное меню на Android

В зависимости от версии Android сервисное меню открывается с помощью одного из следующих кодов:

После ввода последнего символа скрытое меню должно открыться автоматически, нажимать кнопку вызова не нужно. На смартфонах Samsung вы сразу попадете на экран с информацией о состоянии сети. На устройствах других производителей может потребоваться перейти в подраздел «Информация о телефоне» или другой, содержащий сведения о мобильном подключении. К сожалению, на некоторых моделях Android-смартфонов данное меню может быть вовсе недоступно.


На смартфонах Samsung для получения информации о сети достаточно набрать номер *#0011#


Для получения информации о сети на смартфонах Xiaomi необходимо набрать номер *#*#4636#*#*, перейти в раздел «Информация о телефоне» и прокрутить страницу вниз. На устройствах с двумя SIM-картами разделов «Информация о телефоне» будет два.

Как видите, скрытое меню предоставляет очень много технических данных. Большая часть этой информации нам не понадобится, а на что именно следует обратить внимание, мы расскажем чуть ниже.

Как вызвать сервисное меню на iPhone

На смартфонах Apple сервисное меню вызывается аналогичным образом, но с помощью другого кода. После ввода необходимо нажать кнопку вызова:

Чтобы получить информацию о сотовом подключении, вам потребуется найти нужный пункт подменю. В зависимости от текущего стандарта связи пройдите:

  • для 2G: GSM Cell Environment >GSM Cell Info >Neighboring Cells >

Определяем частоту 2G-сети (GSM)

Для определения частоты, на которой функционирует GSM-сеть, используется специальный радиочастотный номер канала — ARFCN. По сути, это идентификатор, указывающий, в каком радиочастотном диапазоне сейчас работает ваш смартфон. На странице сервисного меню идентификатор обычно указывается после обозначения ARFCN, RX, Rx Ch, Freq, BCCH или другой схожей аббревиатуры.

Реже смартфоны в режиме 2G показывают сразу название стандарта (например, GSM-900) или рабочую частоту. Если ваш смартфон отобразил название стандарта в готовом виде, считайте, что вам повезло. В противном случае определите, к какому стандарту относится указанный ARFCN, с помощью нижеприведенной таблицы.

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 и 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, 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 (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 (такие экземпляры встречаются до сих пор). 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+ – 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. 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!

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

Работы по разработке новых стандартов беспроводной передачи данных идут не останавливаясь. 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. Это в десятки раз превышает максимальные значения скорости передачи данных в сетях четвертого поколения.

Читать еще:  Сотовый телефон для пенсионеров
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector