Когда-то мы и представить не могли, что сможем передавать видео через интернет, а поколения мобильной связи будут меняться с огромной скоростью. Мы и не думали, что поколение 4g — всего лишь ступень дальше. И этот стандарт — далеко не предел.
Но давайте разберемся, с чего все началось и какая технология мобильных сетей будет следующей?
Сколько поколений мобильной связи существует
Поколения сотовой связи представляют собой некий набор функционала работы сети в рамках определенных стандартов. Что входит в этот набор? Передача информации, регистрация абонента, роуминг, шифрование, а также набор услуг, предоставляемых абоненту. Каждое поколение мобильных сетей отличается своими стандартами, и с каждым поколением они совершенствуются.
На сегодняшний день — 2021 год — насчитывают уже 6 поколений мобильных сетей — 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, 6G. Отметим, что шестое поколение пока находится только в процессе разработки, и не работает ни в одной стране мира.
И хотя на момент написания данной статьи активно используется 4G стандарт мобильной связи, технология 5G уже работают во многих странах – США, Южной Кореи, Швейцарии, Великобритании, Италии, Испании, Германии и Китае и других.
В России коммерческий запуск сетей 5G был запланирован на 2022-2023 годы. В июле 2021 года операторы приступили к тестированию стандарта мобильной связи 5G, несмотря на то что пока не решен вопрос с частотами нового стандарта, из-за чего сроки коммерческого запуска откладываются.
Но не будем забегать вперед. Все началось с простого стандарта сотовой связи — 1G.
Технология сотовой связи 1G
Появилась технология первого поколения мобильной связи 1G в 1984 году. Работала она на аналоговом принципе передачи данных и разрабатывалась в основном для голосовых вызовов.
Первое поколение мобильной связи отличалось определенными недостатками:
- Не было шифрования.
- Голосовые вызовы можно было прослушать.
- Низкая емкость сети.
- Высокая стоимость абонентских терминалов.
- При перемещении абонента — замирание сигнала.
Вскоре стало понятно, что данная технология требует совершенствования, так как в ней очень много ограничений.
Цифровая технология сотовой связи 2G
Сюда стоит отнести технологии мобильных сетей GSM, GPRS, EDGE. Применение этих технологий началось с 90-х годов.
Сначала появился GSM. Данный стандарт стал уже не аналоговым, а цифровым. И это его главное преимущество, ведь он позволяет передавать не просто голос, а SMS сообщения. Звонки стали зашифрованы цифровым шифрованием. Правда, скорость передачи данных была пока невысокой — всего 115,2 Кбит/с.
После GSM разработали новую технологию GPRS. Благодаря ей пользователи смогли передавать данные другому устройству через интернет. Скорость на этом этапе уже — 170 Кбит/с. GPRS позволял отслеживать транспорт по спутнику, получать безопасный доступ сотрудников к корпоративным сетям предприятий, выходить в интернет с мобильного телефона.
EDGE стала следующей ступенью в совершенствовании 2G поколения сотовых сетей. Ее отличие — в способе копирования данных с возможностью передавать больший объем данных. Скорость передачи данных на пике — 474 Кбит/с.
Итак, плюсы технологии 2G более очевидны:
- Шифрование информации при передаче.
- Высокая емкость сети.
- Возможность передачи данных на более высокой скорости.
- Более низкая стоимость абонентских терминалов.
Также преимуществом является лучшая помехоустойчивость, что позволило получить связь приемлемого качества.
Прорыв на рынке мобильных сетей — технология сотовой связи 3G
Со временем все больше людей стали пользоваться мобильными телефонами. И тогда стало ясно, что технология 2G не справляется с возрастающими запросами пользователей.
И в 2001 году Япония представила технологию мобильной связи 3G. Сюда входят CDMA2000, UMTS, HSPA, HSPA+.
Данный стандарт мобильной связи оказался революционным для всего мира. Скорость передачи данных выросла с 114 Кбит/с до 2 Мбит/с. Абоненты стали смотреть на телефоне фильмы и делать видеозвонки.
Кроме скорости, 3G порадовала улучшенной защитой от обрывов связи в процессе движения абонента. Как только человек отходит от одной базовой станции, его "подхватывает" другая. Вторая станция передает все больше информации, тогда как первая все меньше. Благодаря этим "подхватам" обрывы стали реже, а вскоре вообще исчезли.
С момента появления стандарта 3G началась эра смартфонов и мобильных приложений.
Плюсы поколения 3G:
- Хорошая устойчивость к помехам.
- Пакетная скоростная передача данных.
- Высокая безопасность сигнала.
- Отсутствие помех при движении абонента.
- Меньшее энергопотребление.
В 2009 году стало ясно, что сети 3G скоро устареют. Трафик от приложений перегрузит их. Тогда мобильные операторы стали трудиться над разработкой 4G поколения, которое должно было решить вопрос со скоростью, увеличив ее в несколько раз, по сравнению с сетями 3G.
Быстрее, еще быстрее: технология сотовой связи 4G
В 2005 году появилось новое поколение сотовой связи 4G. К нему относятся стандарты LTE Advanced, LTE Advanced Pro. Эта технология стала отличаться улучшенной скоростью передачи данных. У неподвижных абонентов скорость достигала 1 Гбит/с, а у тех абонентов, кто передвигается при использовании сети, — 300 Мбит/с.
Первые технологии 4G были представлены в США (называлась WiMAX) и Скандинавии (под названием LTE). Победу одержала технология LTE, так как ее основной плюс — преемственность по отношению к 3G.
Благодаря технологии 4G скорость мобильного интернета практически сравнялась со скоростью домашнего широкополосного подключения.
Преимущества 4G поколения:
- Улучшенное качество голосовой связи.
- Высокая скорость передачи данных.
- Хорошая скорость даже при передвижении абонента.
Но и этого уже, похоже, недостаточно, учитывая огромную скорость развития интернет-приложений и устройств, работающих на базе нового поколения.
Куда дальше? Поколение 5G
Пятое поколение мобильной связи действует на основе стандартов 4G. В данный момент этот стандарт еще не запущен в работу, но в России уже доступны тестовые зоны, попробовать которые может практически каждый абонент. И как было сказано выше, во многих городах мира проводятся исследования и тесты использования технологии 5G.
По замыслу разработчиков, поколение 5G должно обеспечить более высокую пропускную способность, чем стандарты 4G. Это сделает широкополосную мобильную связь более доступной, поможет в развитии телемедицины, беспилотных авто, разработок виртуальной реальности.
Скорость передачи данных стандарта мобильной связи 5G будет достигать 1-2 Гбит/с. Предполагается, что благодаря новой технологии в телефонах будет меньший расход батареи при использовании интернета.
Россия работает над технологиями 5G
Поскольку стандарт 5G довольно сложный, требуется поддержка Правительства РФ в его разработке и внедрении. И на данный момент разработка технологии 5G ведется при активном участии госкорпорации “Ростех”.
В Министерстве цифрового развития в феврале 2024 года назвали сроки запуска коммерческого использования сетей мобильной связи 5G. Пилотные зоны 5G с российским наполнением уже запущены. Серийное производство оборудования ожидается в 2025 году, а на 2026 год запланирована установка и запуск.
Отметим, что при запуске пилотных зон 5G операторами “большой четверки” использовалось зарубежное оборудование. Однако в профильном ведомстве прогнозируют, что с 2028 года операторы смогут покупать только отечественное оборудование.
Где будут ставить сети 5G
Одна из идей — разместить базовые станции для 5G-сетей на крышах домов. Однако сейчас управляющие компании не спешат предоставлять операторам доступ к общедомовому имуществу для установки оборудования.
К тому же, операторам приходится платить процент за использование крыш, подвалов и другой общедомовой территории. Вскоре эту проблему планируется решить на государственном уровне, что позволит внедрять 5G сети более быстрыми темпами.
Согласно прогнозам, в период с 2031 по 2035 год доступными сети 5G станут во всех российских городах с населением более ста тысяч человек. До 2030 года стратегия развития предусматривает, что услуга станет доступна на территории, где проживает до четверти населения РФ.
Безопасны ли сети 5G
Российские ученые завершили исследования о безопасности сотовой связи всех стандартов, в том числе 5G.
Согласно исследованию, уровни электромагнитного поля от базовых станций мобильной связи всех стандартов безопасны. Сюда же относится новая технология 5G.
Однако не все люди с этим согласны. В некоторых городах люди выражают протест против строительства сетей 5G, считая, что они совсем не безопасны.
Кто будет строить сети 5G
В мае 2021 года ФАС России одобрило соглашение о совместном строительстве 5G-сетей компаниями "Ростелеком", "ВымпелКом" и "МегаФон". Эти операторы должны будут обеспечить равный доступ к 5G всем участникам рынка.
При этом по состоянию на начало 2024 года, перспективы развития 5G в России туманны. Решение о выделении определенных частот для стандарта 5G еще не принято. Предположительно новый пятый стандарт заработает в нашей стране не ранее 2026 года. А возможно, к 2030 году мы уже увидим шестое поколение мобильной связи? Кто знает...
Но пока 5G в процессе разработки в России, остается насущным вопрос, какой существующий стандарт мобильной связи лучше?
Какой стандарт сотовой связи лучше
На данный момент сети 4G обеспечивают самую быструю и качественную связь. У четвертого поколения хорошее покрытие по всей России. Скорость передачи данных составляет 100 Мбит/с — 1 Гбит/с, что не может не радовать многих российских абонентов.
Если вы решите активно использовать стандарт 4G, помните, что он потребляет примерно на 20% больше энергии, чем прошлое поколение 3G.
Так, каждый пользователь должен решить сам, какой стандарт ему использовать — 4G с большей скоростью и энергопотреблением или "старый добрый" 3G.
На стороне 4G доступна для использования технология VoLTE. Она позволяет не прерывать интернет-соединение на время совершения голосовых вызовов, которые также проходят через 4G – качество голосовой связи намного выше.
