6G не за горами

6G не за горами. Составляем родословную поколений мобильной связи

МОСКВА, 11 дек — ПРАЙМ. Последнее время борьба за преимущество в сфере информационных технологий обостряется. Того, что еще вчера считалось инновацией и прорывом, сегодня становится недостаточно. Новые разработки требуют все больших вложений и становятся делом государственного, если не мирового масштаба. Один из последних таких проектов – внедрение 5G сетей.

1G, 2G, 3G и так далее — сейчас так обозначают разные поколения стандартов мобильной связи. Они объединяют несколько технологий, соответствующих определенным требованиям, главное из которых — скорость передачи данных.

1G

1G, или иначе говоря – первое поколение, появилось в 1980 году. Отличительной чертой этих технологий было то, что они работали на основе аналоговой передачи сигнала. Несмотря на то что использовать их можно было только для телефонных звонков, связь была плохой, во время звонка речь прерывалась и заглушалась помехами, а стоимость одной минуты разговора была очень высокой, именно этот стандарт связи первым получил широкое массовое распространение. Это были сетевые технологии Advanced Mobile Phone System (AMPS), Total Access Communication System (TACS), Nordic Mobile Telephone (NMT) и другие.

Для сравнения, первые телефоны Motorola DynaTAC 8000X, которые появились в свободной продаже в 1983 году, стоили от 3,5 тысячи долларов. Даже без поправки на прошедшие годы это более чем в 1,5 раза больше суммы, которую сегодня придется отдать за премиальный Samsung Galaxy Fold. Соответственно, минута разговора тогда стоила больше 1 доллара.

Кроме того, у технологий стандарта 1G были серьезные изъяны в безопасности: не было возможности зашифровать сигнал, то есть, разговор можно было легко прослушать, номер пользователя можно было довольно легко украсть и совершать звонки за счет его истинного владельца.

2G

С приходом нового поколения технологий 2G в начале 90-х годов сети стали цифровыми и наконец позволили осуществлять не только звонки, но и передачу других данных, например, небольших текстовых сообщений. Впервые возможность отправить СМС появилась благодаря технологии Global System for Mobile Communications (GSM).

Пилюля для экономики, или что такое ключевая ставка

Первым текстовым сообщением, отправленным с мобильного телефона, стало сообщение «Счастливого Рождества!». Британский изобретатель этой технологии, Нил Папуорт, изначально думал, что СМС будут использоваться только для рассылки технических и сервисных сообщений и вряд ли мог предположить, что спустя несколько десятилетий они обойдут по популярности звонки.

Скорость передачи данных достигала 14,4 Кбит/с, что в принципе могло сравниться со скоростью стационарных модемов того времени. Развитие технологий 2G в разы увеличило темпы адаптации массовыми потребителями мобильной связи. Но в скором времени их возможностей тоже оказалось недостаточно.

На пути к 3G

Переход к 3G был более длительным. Возможности новых технологий были не настолько значительными, чтобы выделить их в отдельное поколение. Поэтому на пути от 2G к 3G появилось 2.5G (технология General Packet Radio Service (GPRS)) и даже 2.75G — технология Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), которая стала усовершенствованной версией GSM. В то время, когда GPRS уже была распространена довольно широко, Международный Союз Электросвязи (ITU) установил основное требования к стандарту 3G – скорость 2Мбит/с для двигающихся пользователей и 348 кБит/с для пользователей, передвигающихся на транспорте, однако справиться с такой задачей GPRS не могла и оказалась между 2G и 3G. Среди других характеристик – гибкость, доступность, совместимость с другими уже существующими системами и модульный дизайн, чтобы с увеличением числа пользователей сеть можно было расширить и обеспечить больший охват территории.

2.5G позволила передавать данные со скоростью до 115 Кбит/с, относительно комфортно пользоваться интернетом и отправлять ММС. А главное – благодаря GPRS стала возможной непрерывная передача сотовых данных. Так как канал связи, который предоставляет оператор, может использоваться поочередно несколькими абонентами, пользователь впервые начал платить не за общее время, проведенное в сети, а именно за количество использованного им трафика.

3G

К самым распространенным технологиям третьего поколения относят Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) и Code Division Multiple Access (CDMA2000). Скорость передачи данных, которую они могут обеспечить, идеально подходит для видеоконтента: звонков, просмотра фильмов, проведения видеотрансляций.

IPO, SPO и допэмиссия: в чем разница

Для этих технологий существуют специальные надстройки (HSPA или 3.5G, HSPA+ или 3.75G), которые в принципе могут позволить увеличить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.

4G

Если говорить о технологиях 4G, то справедливо возникает вопрос о требованиях, которым они должны соответствовать. Стандарты, установленные ITU, предусматривают скорость 1 Гбит/с для двигающихся пользователей и 100 Мбит/с для пользователей, передвигающихся на транспорте. Однако технологии, которые относят к этому поколению во многом благодаря работе маркетологов, например Long Term Evolution (LTE), не могут соответствовать таким жестким требованиям.

Несмотря на это, принципиальные отличия от 3G есть. Сети 4G не обладают возможностью передачи голоса. Они полностью используют свой потенциал для передачи данных. Поэтому для осуществления звонков необходимо использовать другие технологии связи.

5G

Свои требования к пятому поколению ITU ужесточила не так серьезно, что, видимо, связано с историей, сложившейся с 4G. Максимальная скорость передачи данных должна начинаться от 1 Гбит/с. Новый стандарт даст широкие возможности для бизнеса, сложных медиасервисов, VR- и AR-проектов, «умного» города, а также интернета вещей.

Тестирование технологий нового стандарта, проведенное МТС и Huawei еще в 2017 году, показало, что скорость передачи данных у технологий нового поколения может достигать 35 Гбит/с. В рамках эксперимента на демонстрационном стенде они представили макет беспилотного автомобиля и наглядно показали, как он взаимодействует с «умной» окружающей средой с помощью 5G сетей.

5G В РОССИИ И В МИРЕ

Первая технология, которую можно отнести к пятому поколению, появилась в 2017 году. Спустя два года возможность пользоваться интернетом 5G появилась у жителей Южной Кореи. Именно там был выпущен и первый смартфон с поддержкой нового стандарта. Также 5G уже работает в крупных американских городах, мегаполисах Великобритании и в Германии.

Золото и валюта: как Беларусь резервирует свои деньги

В Беларуси над запуском и развитием 5G работают операторы МТС и «Билайн» совместно с китайской Huawei, а также «Мегафон» вместе с Nokia.

Нацпроект «Цифровая экономика» подразумевает появление коммерческих сетей пятого поколения к 2021 году в одном из городов Беларуси. Среди сложностей, с которыми предстоит столкнуться, — вопрос, связанный с оборудованием (его нужно либо закупать у зарубежных партнеров, либо разрабатывать самим), выделение необходимых частот в диапазоне 3,4-3,89 ГГц, которые сейчас используются для связи военными.

По оценке «Ростелекома», развертывание 5G сетей в Беларуси потребует вложения около 1 трлн рублей, что в 3-4 раза превышает затраты на запуск 4G.

6G

В ноябре спустя месяц после запуска 5G, министерство науки и технологий Китая заявило о начале работы над следующим поколением мобильной связи. На данный момент это означает лишь то, что страна заинтересована в развитии этого сегмента и готова продолжать работу. Научные разработки в этом направлении уже ведутся в Финляндии и в США.

Представление о 6G пока очень абстрактное. Это должны быть сети нового поколения, которые получат распространение в 2030-х годах, предположительно со скоростью передачи данных от 100 Гбит/с до 1 Тбит/с. Однако точные требования еще предстоит сформулировать ITU.

Основные компоненты LTE [ править ]

Схематично работу LTE можно изобразить следующим образом.

UE — устройство пользователя

eNodeB (Evolved Node B) — базовая станция LTE, устанавливается рядом с вышкой и соединяется с ней.

ММЕ (Mobility Management Entity) — узел управления мобильностью. Предназначен для обработки сигнализации, преимущественно связанной с управлением мобильностью абонентов в сети.

HSS (Home Subscriber Server) — сервер абонентских данных сети. Представляет собой большую базу данных и предназначен для хранения данных об абонентах. Кроме того, HSS генерирует данные, необходимые для осуществления процедур шифрования, аутентификации и т.п.

SGW (Serving Gateway) — обслуживающий шлюз сети. Обрабатывает все, что связано с доступом абонента к сети. Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных поступающих из/в подсистему базовых станций. SGW по существу действует как гигантский маршрутизатор для абонентов, передавая данные от абонента и обратно к сети.

PGW (Public Data Network Gateway) — шлюз к сетям передачи данных других операторов для сети LTE Основная задача PGW заключается в маршрутизации трафика сети LTE к другим сетям передачи данных, таких как Интернет, а также сетям GSM, UMTS.

Другие компоненты на этой схеме не так важны для нас в рамках данного конспекта.

4G LTE

Что же обеспечат — или, точнее, уже обеспечивают — нам сети 4G LTE? Наверное, если бы вы произнесли ответ на этот вопрос лет десять назад, вас бы назвали фантазёером. Судите сами: скорость — до 150 Мбит/с — на такой скорости открываются практически мгновенно, а фильм в можно загрузить всего за 5–10 мин.! Первые сотовые сети с такой скоростью уже работают, в том числе и в Беларуси.

Всего стандарт LTE предполагает пять категорий оборудования — и максимально возможная скорость определяется принадлежностью к конкретной категории. Сейчас большая часть сетей и смартфонов LTE соответствует категории 2 или 3 — со скоростями до 50 или 100 Мбит/с соответственно. Это очень много, но еще не предел: уже начали строиться первые сети LTE категории 4 со скоростью до 150 Мбит/с. С начала 2014 года сеть LTE Cat. 4 начала работу в Центральном округе Москвы. Впрочем, даже если вы не москвич — нет никаких сомнений, что в ближайшую пару лет такие сети придут и в другие города.

Для того, чтобы сделать правильный выбор при покупке нового гаджета. Обязательно обратите внимание на то, поддерживает ли он работу в сетях 4G. Только такое устройство сможет дать высокую скорость мобильного интернета. А скорость — это ваш комфорт, ваше время.

Впрочем, практически все новые гаджеты выпускаются с поддержкой 4G — на любой вкус и кошелёк. К примеру, в магазинах МТС можно купить подходящий смартфон менее чем за 4000 рублей.

А знаете ли вы, что…

Напоследок, несколько интересных фактов о 4G.

• Первая коммерческая 4G-сеть заработала в декабре 2009 года в Швеции.
• Абоненты сотовых сетей во многих странах платят за 4G-интернет больше, чем за интернет в 3G. Логика в том, что более современная сеть даёт выше скорость и больше возможностей. В Беларуси операторы, как правило, не делают отдельных тарифов для мобильных сетей разных поколений.
• На Android-смартфонах и iOS-гаджетах индикаторы подключения к 4G-сети выглядят по-разному. В первом случае это надпись 4G. Во втором — LTE.
• Компания МТС первой из всех российских операторов запустила LTE-сети во всех российских регионах. Узнать о покрытии 4G-сети можно на сайте оператора.
• Сети 5G тоже непременно появятся, и будут они непременно лучше, чем 4G. В 2019 году МТС запустила первые тестовые зоны со связью будущего.

Насколько быстр ваш мобильный интернет? Узнайте сами, замерив скорость в бесплатном приложении Мой МТС.

В чем разница между LTE, 4G и 3G

Даже первоклассник сегодня умеет пользоваться мобильным интернетом. Развитые беспроводные технологии позволяют выходить в сеть не только с компьютеров и ноутбуков: доступ в интернет имеет большинство телефонов, плееров, планшетов и прочих гаджетов. Для среднестатистического пользователя стандарт связи неважен: не обязательно знать, чем отличается 3g от 4g и что значит lte, чтобы скачивать приложения, просматривать ленту новостей в соцсетях и смотреть кино онлайн.

Эти вопросы становятся более значимыми при изучении характеристик мобильного интернета. Что дают стандарты lte и 4g и в чем разница между ними?

2G и 2,5 G

В 1982 году европейская конференция почтовых и телекоммуникационных ведомств (CEPT – от англ. Conference of European Post and Telecommunications) сформировала специальную группу для изучения и разработки наземной системы беспроводной связи общего применения GSM (франц. Groupe Spécial Mobile). Так на свет появилось второе поколение – 2G. В 1989 году обязанности CEPT взял на себя Европейский институт стандартов в телекоммуникации (ETSI – от англ. European Telecommunications Standards Institute). Сначала GSM работала только для стран, которые входили в ETSI. Но со временем GSM реализовали и другие регионы, например, Восточная Европа, Азия, Африка, Средний Восток. С этого времени понятие GSM уже расшифровывалось как Global Special Mobile.

Уже в 1991 году появились первые сети 2G. Это был так называемый цифровой бум. Основным отличием между 1G и 2G стал цифровой способ передачи данных. Все телефонные разговоры были зашифрованы с помощью цифрового кода. Также на свет появилась всеми любимая услуга SMS (англ. Short Message Service).

В это же время США и Европа решили пойти разными путями. В Европе создали единый стандарт – GSM, а в США практически все сети были построены на стандарте D-AMPS (Digital AMPS – цифровой AMPS). Но спустя некоторое время в США также появилась американская версия GSM – стандарт GSM1900.

С появлением и развитием Интернета специально для мобильных сетей был разработан протокол WAP (англ. Wireless Application Protocol – беспроводной протокол передачи данных). Этот протокол позволял осуществлять беспроводной доступ в Интернет прямо с мобильных устройств.

В то время главным преимуществом 2G считалась безопасность связи. Ведь все звонки уже были зашифрованы. Прослушать чужой звонок или же вклинится в чужой разговор, фактически было невозможно.

С каждым годом росла потребность в доступе к Интернету через телефон. Это стало импульсом для создания нового поколения. 2,5G – это мостик между 2G и 3G. С появлением 2,5G к стандартам мобильной связи добавилась возможность передачи пакетных данных – GPRS (англ. General Packet Radio Service – пакетная радиосвязь общего пользования). Для сетей GSM использовалась технология EDGE (англ. Enhanced Data-rates for GSM Evolution – повышенная скорость передачи для развития GSM).

Пакетная передача данных позволила увеличить скорость передачи информации во время работы мобильного устройства с Интернетом от 9,6 кбит/с до 384 кбит/с.

Технологии GPRS и EDGE уже невозможно было назвать 2G, поскольку они были намного быстрее второго поколения, но в то же время не дотягивали до третьего. Довольно часто GPRS называли поколением 2,5G, а EDGE – 2,75G.

Наконец-то мы добрались до всем хорошо известного и разрекламированного 3G. Основная разница между 2G и 3G состоит в том, что количество частот в 3G позволяет задействовать одновременно пакетную передачу цифровых данных и канальное подключение. Впрочем, 3G не есть чем-то сверхновым. Об этой технологии известно уже давно, но до середины 80-х годов она была засекреченной, и использовали ее только военные и спецслужбы.

3G объединяет в себе три стандарты цифровой беспроводной связи – FOMA, UMTS и CDMA2000.

FOMA используется в Японии, CDMA2000 — в США. А UMTS – это стандарт, который создали для перехода с GSM.

Для 3G существуют четко прописанные требования к скорости обмена информацией:

• 2048 кбит/с – для неподвижных абонентов;
• 384 кбит/с – для абонентов, движущихся со скоростью не более 3 км/ч;
• 144 кбит/с – для абонентов, движущихся со скоростью не более 120 км/ч.

Список этих требований был утвержден Международным союзом электросвязи.

UMTS позволяет передавать данные со скоростью 42 Мбит/с благодаря протоколу HSDPA+. Такой канал помогает сократить время ожидания при открытии страниц или скачивании файлов. Размера этого канала достаточно для того, чтобы осуществлять голосовые и видеозвонки через Интернет, а также смотреть видеозаписи и пользоваться другими мультимедийными сервисами, при этом двигаясь со скоростью самолета. Казалось бы, такая скорость вполне могла б относиться к 4G, но Международный союз электросвязи сертифицировал совсем другие требование к 4G.

Первым и основным требованием к четвертому поколению стала скорость передачи данных. Еще в 2008 году для 4G были установлены требования к скорости передачи данных:

• 100 Мбит/с – для высокоподвижных абонентов (поезд или автомобиль);
• 1 Гбит/с – для абонентов с небольшой подвижностью (пешеход).

В отличие от своего предшественника, сети четвертого поколения не используют канал для передачи голоса, а работают только с цифровыми данными. Это значит, что звонки перейдут в формат VoIP, что в будущем может привести к отмиранию классической сотовой связи в пользу интернет-телефонии.

На данный момент семейство 4G состоит из двух стандартов – WiMAX и LTE. WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access – всемирная совместимость для микроволнового доступа) – это эволюционирующий Wi-Fi с большой площадью покрытия. LTE (англ. Long Term Evolution – долгосрочное развитие) – это очередной виток в эволюции GSM.

Сначала вышеупомянутые сети нельзя было назвать полностью соответствующими стандартам 4G, поскольку их скорость была значительно меньше 1 Гбит/с. Но со временем их усовершенствовали, и в 2010 году Международный союз электросвязи официально признал соответствиетребованиям IMT-Advanced двух технологий:

• LTE-Advanced
• WirelessMAN-Advanced

Вполне возможно, что уже совсем скоро 4G заменит проводной интернет. Ведь установить одну базовую станцию LTE намного проще, чем прокладывать паутину из кабелей.

5G пока находится в процессе разработки.
Но есть уже первые достижения. В конце октября 2015 года южнокорейская компания SK Telecom заявила о намерении стать первым провайдером 5G. SK Telecom удалось передать данные со скоростью 19,1 Гбит/с, что в несколько раз быстрее существующего 4G.

Первой испытать 5G и представить его коммерческий вариант собирается американская компания Verizon.
Оператор рассчитывает предоставить скорость в 30-50 раз выше, чем у LTE, которая сейчас доступная в США.
Австралийская компания Telstra также планирует выйти на рынок пятого поколения в 2020 году.
Использовать сети пятого поколения планируется в мегаполисах или на специальных производствах.

Существует мнение, что со временем телевидение также перейдет на мобильные сети. Например, пользователь сможет смотреть онлайн 3D-фильмы высокого качества.

Ну а в Украине пока длится эра 3G. Вполне вероятно, что вскоре мы вступим в новое поколение мобильной связи, но для этого еще придется упорно трудиться как минимум несколько лет. Переход на новое поколение требует немалых затрат, установки новых станций, а также замены наших любимых мобильных устройств на те, которые смогут поддерживать 4G. Поэтому пока пользуемся и наслаждаемся сетями третьего поколения.

Разновидности 3G

Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту HSPA составляет 14,4 Мбит/с (скорость передачи данных от базовой станции на всех локальных абонентов) и до 5,76 Мбит/с от абонента. Первые этапы внедрения стандарта имели скорость 3,6 Мбит/с к абоненту HSDPA (D — downlink). После внедрения второго этапа HSUPA (U — uplink, то есть ускорения передачи от абонента) всю технологию сокращённо стали называть HSPA.

HSPA+ (англ. Evolved High-Speed Packet Access, «развитый высокоскоростной пакетный доступ») — стандарт мобильной связи, модернизация третьего поколения мобильной связи, с высокой скоростью, сравнимой с 4G.

К HSPA+ принято относить технологии, позволяющие осуществлять пакетную передачу данных со скоростью скачивания до 42,2 Мбит/с и отдачи до 5,76 Мбит/с. На практике скорость соединения ниже и составляет 10 — 20 Мбит/с (на картинке выше 1,6 Мб/с x 8 = 12,8 Мбит/с).

Эта технология считается переходной между сетями третьего (3G) и четвёртого (4G) поколения. Иногда её ещё называют «3.5G».

Если у вас на телефоне загорелся значок L, LTE или 4G, поздравляем! Во-первых, Ваше устройство поддерживает стандарт LTE-A и WiMAX, а во-вторых, Вы находитесь в сети самого нового и последнего доступного в нашей стране на момент написания данной статьи поколения со скоростью загрузки данных до 173 Мбит/с и скоростью отдачи до 58 Мбит/с!

Чем отличается 3G от 4G: главные различия

Поколения мобильного интернета 3G и 4G сегодня функционируют одновременно, но стандарт 4G постепенно захватывает все больше территории и вытесняет 3G. Чем отличается 3G от 4G интернета, какой из них быстрее и лучше, какой стандарт выбрать?

Сегодня технология мобильной связи 3 поколения имеет широкую карту покрытия, но операторы активно внедряют 4G, особенно Мегафон и МТС. Но просто перейти с третьего поколения на четвертое не получится, необходимо заменить оборудование на более мощное, поменять тарифный план. Если проводить сравнение 3G и 4G, для 4 поколения необходим специальный модем с частотой LTE на 2500-2700 МГц.

Если спутниковая антенна предназначена для 3G-модема, она не подойдет для более нового стандарта, не будет охватывать необходимый диапазон. И если выбирать при покупке новой тарелки, что лучше 3G или 4G, в приоритете будет новое поколение, позволяющее пользователю широко использовать имеющиеся возможности интернета.

Отличие модема 3G от 4G также существенны, при выборе оборудования следует обращать внимание, какое поколение поддерживает устройство, с какими частотами работает. Например, различие в частотах диапазона 4G в Беларуси отличается от 4 поколения в других странах.

Влияние URLLC

Появление сети LTE привело к тому, что задержка мобильных сетей достигла порогового значения в 100 мс, и дает возможность наслаждаться играми, видео и телефонами с данными, которые требуют высокой производительности в реальном времени. Но применение интернета 5G выходит далеко за рамки удобства личного использования: автомобили без водителя, телемедицинская хирургия и промышленная автоматизация – это всего лишь несколько областей, которые выиграют от скорости сети 5G.

Интернет 5G откроет новый слух для промышленного производства и существенно повлияет на наш образ жизни. По данным Международного союза электросвязи, первая коммерческая сеть 5G, как ожидается, будет запущена в сети в 2020 году. В течение следующих пяти лет около 1 миллиарда человек во всем мире будут использовать технологию нового поколения 5G.Ожидается, что технология 5G увеличит объем производства и увеличит как прямые, так и косвенные возможности трудоустройства.