Господа, всем доброго времени суток!
Сегодня мы на время отложим всякие там параллельные соединения резисторов и прочие конденсаторы и поговорим на тему, которая, без сомнения, намного ближе ко всем нам. Речь пойдет об интернете, господа. Существуют различные способы его получения от провайдера, но конкретно сегодня, здесь и сейчас я бы хотел обсудить мобильный интернет , который передается операторами сотовой связи посредством воздуха радиоволн. Обсуждать сей вопрос мы будем в научно-потребительском контексте. То есть, сначала постараемся разобрать основные теоретические моменты про то, как все это дело работает, а потом поговорим на тему, как увеличить скорость, добавить стабильности каналу и вообще сделать жизнь чуточку приятнее .
Итак, мобильный интернет. Что нам про него известно? Безусловно, подавляющее большинство вас слышало, что этот самый мобильный интернет не весь на одно лицо, а бывает разных поколений: 2G , 3G , 4G . Уже есть первые работы по поколению 5G и идет речь про 6G , но эти двое пока еще не вошли в нашу жизнь, поэтому погодим их трогать. Внутри каждого из этих поколений есть в свою очередь различные технологии, про них мы обязательно поговорим чуть ниже.
2G мы сразу и безоговорочно отбрасываем, не будем на него тратить наше драгоценное время. Скорости там такие унылые, что даже не поймешь есть этот самый интернет или нет его. С таким интернетом проблематично даже общаться в соцсетях или проверять почту. Да вы и сами наверняка знаете то грустное чувство, когда у вашего мобильника в области уведомлений горит буковка Е или G . Усиливать этот сигнал бесполезно, все равно больше какие-то смешных (100…300) кб/с из него не выжать.
3G это уже интереснее, с ним можно разобраться поподробнее. Скорость в сети 3G при благоприятном стечении обстоятельств может достигать 20 Мбит/с или даже больше. Но чаще она ограничена несколькими мегабитами в секунду, что тоже в целом не так уж и плохо.
Давайте копнем чуть вглубь и узнаем, на каких частотах работает сеть 3G ? Есть два варианта: UMTS-900 и UMTS-2100 . Как видно из названия, первый работает вблизи 900 МГц , а второй - вблизи 2100 МГц . Следует отметить, что первый вариант вроде как почти не встречается, в отличие от второго, который распространен достаточно широко. Господа, взгляните на рисунок 1, там я нарисовал картинку, где на оси частот отметил области работы сетей 3G .
Рисунок 1 - Частоты 3G
В сетях 3G каналы передачи и приема разнесены по частоте . Каналы передачи от пользователя к базовой станции отмечены на рисунке стрелочкой вверх, а каналы приема пользователем данных отмечены стрелочкой вниз. Таким образом, если забыть про не слишком популярный UMTS-900, то нас интересует две полосы частот с шириной 60 МГц: (1920…1980) МГц и (2110…2170) МГц .
Полосы частот в 60 МГц, предназначенные для передачи и приема данных, разделены между операторами сотовой связи . Ну, то есть Мегафону, Билайну, МТС и Теле-2 отведено по 15 МГц в каждом из этих диапазонов.
Каждому конкретному пользователю в данный конкретный момент времени выделяется не весь канал оператора в 15 МГц, а более узкий канал в 5 МГц. То есть, например, пользователь может в данный момент передавать данные через канал (1920…1295) МГц и принимать данные через канал (2110…2115) МГц. Другие каналы заняты в этот момент другими пользователями. Не следует думать, что на канале в 5 МГц сидит только один пользователь. Нет, их там может быть много.
Внутри сети 3G есть ряд стандартов. Рассмотрим некоторые из них. Они обозначаются мудреными буржуйскими аббревиатурами UMTS , HSDPA , HSPA+ . Что под ними скрывается? Давайте разбираться.
Когда вы видите на своем телефоне в строке состояния надпись «3 G» , это значит, что ваш телефон подключен к сети по стандарту UMT S. Как вы, наверняка, не раз замечали, скорость при этом часто оставляет желать лучшего. Теоретический предел скорости для этого стандарта всего лишь порядка 2 Мбит/с , а на деле там обычно какие-то смешные килобиты. Безусловно, этот стандарт можно рассматривать лишь как «на безрыбье и рак рыба», говорить о какой-то комфортной работе тут нельзя.
Следующий стандарт HSDPA уже чуть поинтереснее. Вы его, вне всякого сомнения, знаете по буковке « H» на вашем телефоне. Здесь уже можно получить теоретически порядка 10 Мбит/с . На деле скорее всего будут какие-то единицы мегабит, что, в принципе, хоть как-то может удовлетворять минимальные нужды в интернете.
Если же на вашем телефоне горит значок « H+» , то вам повезло, вы работаете по стандарту HSPA+ и вы выжали практически все из вашей сети 3G . Теоретическая скорость здесь может превышать 20 Мбит/с , а на практике можно поиметь 10 Мбит/с и даже больше.
В сети 3G есть еще один стандарт DC- HSPA+. «DC» здесь означает «Dual Carrier», что в переводе с басурманского может звучать как «двойная несущая». По сути это практически тот же HSPA+ , только данные передаются одновременно по двум каналам. Таким образом полоса частот абонента увеличивается в два раза с 5 МГц до 10 МГц. Соответственно, примерно в два раза (на деле, конечно, меньше) возрастает и скорость передачи данных по сравнению с HSPA+ .
Теперь, когда мы познакомились с основными стандартами сети, очевидно, у всех сложилось мнение, что HSPA+ это «труЪ», а UMTS - «не труЪ». Но вот незадача, в статус-строке горит лишь унылая надпись «3G» и видос с ютуба не грузится. Что делать? Как поднять скорость? Как заставить загореться «H+» ?
Господа, вы наверняка слышали, что для увеличения скорости надо увеличить уровень сигнала от базовой станции в точке приема. Все знают, что чем больше уровень сигнала, принимаемого абонентом от базовой станции, тем большую можно получить скорость. На самом деле это верно, но лишь отчасти. Основную роль здесь играет даже не сам уровень сигнала, а отношение сигнал/шум . Это отношение показывает, во сколько раз мощность сигнала больше (или меньше) мощности шума. Определение это не совсем академически точное, но достаточно хорошо отражает суть вещей. В основном именно отношение сигнал/шум определяет то, какой из стандартов 3 G (UMT S, HSDPA или HSPA+) будет работать в данный момент.
От чего же зависит отношение сигнал/шум? Капитан Очевидность намекает, что от сигнала и шума .То есть отношение сигнал/шум тем больше, чем мощнее наш полезный сигнал от базовой станции в точке приема. И оно тем больше, чем меньше там шумы. По шумам тут не все так однозначно. Дело в том, что влияние оказывают как внешние источники шума (индустриальные помехи на нужных нам частотах, сосед с каким-нибудь адским прибором, доблестный работник роскомнадзора, включивший нам глушилку сотовой связи и т.п.), так и внутренние шумы , обусловленные самим нашим приемным устройством. Да, каждое приемное устройство имеет, к сожалению, свои собственные шумы (шумы микросхем усилителей, шумы импульсных источников питания устройства и т.п.). Все эти шумы, очевидно, являются вредными и надо стараться их минимизировать.
Вполне возможно, что на первый взгляд совсем не очевидно, как отношение сигнал/шум может влиять на скорость? Действительно, давайте разберемся в этом чуть подробнее. Для этого надо залезть еще глубже в дебри поколения 3G и дойти уже до уровня физических сигналов и понять, чем же различаются на этом уровне между собой UMTS , HSDPA или HSPA+ . Среди конечно же не маленького числа отличий выделим самый интересный и, пожалуй, оказывающий наибольшее влияние на скорость. Это различие в типах модуляции сигнала. Про модуляции еще не было статей на моем сайте, поэтому, наверное, не лишним будет отметить, что модуляция - это изменение параметров (амплитуды, частоты или фазы ) высокочастотной несущей по закону нашего информационного сигнала. Грубо говоря, у нас есть картинка с котиками, которая хранится на мобильном телефоне в виде нулей и единичек. Мы берем чистый синус в районе 2100 МГц и изменяем, скажем, его амплитуду, согласно нулям и единичкам, которые кодируют котика. После этого шлем этот сигнал в эфир. На приемной стороне мы проделываем обратную операцию и получаем просто нолики и единички уже без синуса. Таким образом, можно передать изображение с котиками. Безусловно, это очень приближенное объяснение, подробнее об этом следует говорить в отдельной статье.
Итак, модуляция. Какая же она бывает в поколении 3G ? Это зависит как раз-таки от стандарта. В UMTS скорее всего используется что-то вроде 4- QAM или 8- QAM . Точной информации, к сожалению, не нашел, если у кого-то есть - поделитесь, пожалуйста, в комментариях. В сетях HSDPA модуляция преимущественно 16- QAM , тогда как в HSPA+ она может достигать 64- QAM . В чем тут цимес? А цимес в том, что чем больше порядок модуляции, тем больше данных можно передать в одном символе и тем выше общая скорость передачи данных. Господа, взгляните на рисунки 2 и 3. Там я нарисовал пример осциллограмм сигнал с 4-QAM модуляцией и 8-QAM модуляцией.
Рисунок 2 - Сигнал с 4-QAM модуляцией
Рисунок 3 - Сигнал с 8-QAM модуляцией
Вообще QAM модуляция интересная вещь и заслуживает отдельной статьи. Но поскольку пока я такую статью не подготовил, глубоко во всякие созвездия сигналов пока не будем углубляться, а поговорим о том, что у нас перед глазами. На рисунке 2 я нарисовал четыре символа 4-QAM модуляции, они там разных цветов. Каждый символ 4- QAM кодирует два бита нашей полезной информации. Отличаются эти символы всего-навсего начальной фазой: вы можете наблюдать, как эта фаза скачет при переходе от символа к символу. Бирюзовый символ кодирует последовательность бит 00, фиолетовый - последовательность 01, синий - 10, красный - 11. Это деление условно, можно назначить по-другому, главное, что б передатчик и приемник это понимали. То есть что б нам передать некоторый массив ноликов и единичек, нам надо разбить его на группы по два бита и каждой группе поставить в соответствии синус со своей фазой. Потом эти синусы последовательно склеиваются друг с другом и получается общий сигнал. То есть сигнал на рисунке 2 передает информацию вида 00011011 за условные 0,4 единицы времени. Таким образом, в нашем случае при 4- QAM передается 8 бит (1 байт) за некоторые 0,4 единицы времени.
А что в случае 8-QAM ? Там все поинтереснее. Кроме фазы, у нас еще меняется и амплитуда. У нас имеется два различный уровня сигнала - условные 0,5 и 1. Благодаря этому, получается, что 1 символ 8- QAM передает уже не два, а целых три бита информации. Таким образом, за те же самые условные 0,4 единицы времени передастся информация вида 000001010011. То есть в нашем случае при 8- QAM передается 12 бит информации за те же самые 0,4 единицы времени.
Замечаете, господа? Время осталось то же самое, а количество переданной информации возросло! Это значит, что выросла скорость передачи данных! А если мы будем использовать 64-QAM модуляцию, то там один символ 64-QAM (как в HSPA+ ) будет передавать log 2 (64) = 6 бит информации. Скорость еще вырастет!
Тут может появиться соблазн в духе «нужно больше QAM!» Что нам мешает, например, сделать какой-нибудь 8192-QAM и получить очень большую скорость? А все те же помехи, господа. С ростом количества бит, передаваемых одним символом, падает помехоустойчивость системы. Помните я говорил про сигнал-шум? Давайте добавим шума нашему сигналу 8-QAM (рисунок 4).
Рисунок 4 - Сигнал 8-QAM + ШУМ
Видите, господа, как шум может испортить сигнал. Те символы, которые имели амплитуду 0,5 стали иметь почти 1, а те, которые были 1, стали чуть ли не 1,5. При таком раскладе уже становится трудно различать символы между собой. И чем больше бит информации в одном символе N- QAM, тем большее влияние оказывает шум. В итоге приходится переходить с 8-QAM на 4-QAM (рисунок 5).
Рисунок 5 - Сигнал 4-QAM + ШУМ
В 4-QAM у нас уже всего один уровень по амплитуде и символы различать становится существенно проще. Правда при этом падает скорость…
То есть что получается? Если у нас хорошее соотношение сигнал/шум и возможно использовать модуляцию 64- QAM, то наше устройство с высокой долей вероятности начинает работать со стандартом HSPA+, и данные передаются на большой скорости. Чем хуже отношение сигнал/шум, тем ниже «число QAM», на котором работа стабильна, тем меньше скорость передачи данных и в конечном счете можно скатиться до стандарта UMTS .
Теперь, господа, надеюсь, вам чуть более понятно какая физика процесса скрыта за простым перескакиванием значка «3G»
на значок «H+»
в вашем смартфоне .
Наверное, следует отметить пару моментов перед тем, как мы перейдем к обсуждению 4G .
Момент №1. Скорость помимо отношения сигнал/шум зависит от числа подключенных абонентов. Думаю, это должно быть очевидно.
Момент №2. Нехороший провайдер может резать скорость даже при отличном сигнал/шум и минимальном количестве абонентов рядом. Теле2, например, грешит этим…
А теперь поговорим про самое вкусное - 4G . Скорости в (30…50) Мбит/с здесь совсем не редкость, возможны и более высокие цифры. Согласитесь, весьма неплохо иметь за городом на даче интернет, ничуть не уступающий по скорости домашнему, а в отдельных случаях и превосходящий его. Но с диапазонами частот здесь царит полная дичь, господа. Их тут аж три, они довольно сильно разнесены по частоте друг от друга и все они активно используются на тех или иных вышках. Взгляните на рисунок 6, на нем я на оси частот изобразил все эти диапазоны.
Рисунок 6 - Частоты 4G
Итак, у нас есть три диапазона, которые имеют довольно забавные и на первый взгляд не очевидные названия LTE B20 , LTE B3 и LTE B38 . Аналогично сетям 3G , каналы передачи и приема данных также разделены по частотам: частоты для передача данных от пользователя к базовой станции обозначена стрелочкой вверх, а приема данных - стрелочкой вниз.
В каждом из диапазонов B20 , B3 и B38 частоты передачи и приема также поделены между операторами сотовой связи, причем очень хитрым образом: они там все перемешаны между собой, имеют разную ширину канала и вообще разобраться кто из операторов где там сидит совсем непросто. Но спешу вас в какой-то степени обрадовать: вам нет необходимости детально знать где какой оператор и какая у него ширина канала. Для дальнейшей работы нам вполне достаточно цифр, обозначенных на рисунке 6.
Вы можете меня спросить - а как обстоит дело с модуляцией в 4G ? Господа, здесь с ней все еще сложнее, чем в 3G . Здесь применяется модуляция OFDM - передача данных на ортогональных между собой частотах. Возможно в будущем мы поговорим, что под этим скрывается, но явно уже не сегодня . Но суть здесь абсолютно точно такая же, как и у 3G : чем больше отношение сигнал/шум, тем более информационно емкие типы модуляции отдельных несущих можно использовать и тем больше скорость передачи данных.
Итак, господа, после прочтения данной статьи я думаю вам должно быть совершенно очевидно, что для поднятия скорости мобильного интернета нам надо поднимать отношение сигнал/шум. Как это можно сделать? Теоретически это сделать можно двумя путями. Путь номер один - это увеличивать сигнал , а путь номер два - это уменьшать шум, причем делать все это надо строго в интересующих нас полосах: если мы хотим работать в 3G диапазоне, то это полоса (1920...2170) МГц, а если нас интересует 4G, то в диапазонах (791...862) МГц, (1710...1880) МГц, (2500...2690) МГц . На шум, к сожалению, мы можем влиять достаточно в маленькой степени, однако увеличить сигнал можно.
Один из способов этого - покупка или изготовление антенны для мобильного интернета . Покупку готовой антенны я отверг по ряду соображений, которые я озвучу в начале следующей статьи. Я решил идти путем разработки своей антенны и с удовольствием расскажу вам про этот процесс уже в следующей статье! Ну а на сегодня все, спасибо что прочитали, продолжение будет совсем скоро!
Современные инфокоммуникационные технологии и электроника развиваются с такой скоростью, что обычному обывателю уже трудно и немыслимо представить себя не только без смартфона или планшета, но и без доступа к интернету. Таким образом, гаджеты с подключённым интернетом превзошли стационарные компьютеры и ноутбуки в основном благодаря появлению 3G.
Обращаясь к истории, можно увидеть, что практически каждые десять лет, начиная с 1970-ых, когда был разработан стандарт 1G, появляются всё новые и новые виды связи. Уже к 1990-му году был принят 2G, а в начале 2000-ых внедрён стандарт 3G. Только в 2010 году сеть, основой которой является протокол IP, начала распространяться по миру под названием 4G. Каждый новый стандарт связи отличается от предыдущего частотным диапазоном, величиной пропускного канала и битрейта, а также техническим обслуживанием самой сети.
4G - это новое поколение технологии приёма и передачи данных, которое может работать с пропускной способностью более 100 Мбит/с для подвижных и более 1 Гбит/с для стационарных абонентов сети соответственно.
Ещё в 2012 году были представлены такие беспроводные технологии этого поколения, как WiMAX 2 (WMAN-Advanced, IEEE 802.16m) и LTE Advanced (LTE-A)
Технологические особенности
Требования к скорости обмена данными в 100 Мбит/с для подвижных и 1 Гбит/с для неподвижных приёмников связи 4G были предъявлены ещё в 2008 году Международным союзом электросвязи. Однако изначально стандарты LTE и WiMAX не соответствовали вышеуказанным требованиям, хотя и считались четвёртым поколением. Только с запуском LTE-Advanced скорость в сети достигла необходимого значения.
Что касается отличия от предыдущего стандарта 3G, то в четвёртом принцип передачи данных базируется на пакетных протоколах IPv4 и IPv6. Для голосовой передачи предусмотрена технология VoLTE.
Специалисты по радиопланированию и обслуживанию сети регулярно проводят мониторинги и внедряют новшества для увеличения максимальной скорости и качества приёма/передачи информации, так как 4G должно соответствовать следующим условиям:
Обязательное использование IP протоколов.
Пропускная способность для абонентов, движущихся со скоростью до 33,3 м/с.
Динамическое разделение для оптимизации процессов в сети.
Полоса пропускания шириной 40 МГц.
Отменное качество мобильных систем.
Что касается аппаратной части, то производством аппаратуры занимаются такие корпорации, как Siemens, Huawei, Nokia. Компания Qualcomm выпускает микропроцессоры для модемов, которые могут работать сразу в нескольких стандартах.
Отличие 4G от 3G
Первое, что сразу ощутимо при использовании нового поколения – это в десять раз увеличенная скорость трафика, то есть, в 3G она составляет от 348 кбит/с для подвижных и от 2 Мбит/с для стационарных абонентов.
Стоит отметить, что гаджеты, у которых присутствует встроенный 4G модуль, могут работать и в 3GСущественно отличаются и методы передачи и приёма информации. Для 3G характерен как голосовой, так и пакетный способ, в то время как для 4G только пакетный.
Поскольку третье поколение появилось намного раньше четвёртого, то площадь зоны покрытия также в разы больше.
Также, у тройки присутствует кодовое деление сигналов, что обеспечивает надёжное и бесперебойное соединение при переключении с одной базовой станции на другую.
Преимущества и недостатки
Безусловно, самым основным преимуществом перед другими источниками доступа к сети является мобильность и портативность, без какой-либо привязки к кабелю, шнуру или же зоны действия.
Обратной же стороной медали является ещё не совсем совершенное покрытие 4G. Поэтому на стабильную работу можно рассчитывать только в пределах крупных городов или мегаполисов. Но главное условие возможности подключение – это встроенный или внешний модем.
Если сравнивать мобильную связь и wi-fi, то здесь у последнего явное преимущество по скорости. Это относится и к энергопотреблению, так как wifi модули расходую энергию аккумулятора в несколько раз меньше, чем модемы 4G.
Ещё одним весомым аргументом при выборе 4G модема есть относительно высокая цена таких устройств, а также стоимость интернета, которая зависит от тарифа оператора.
Проанализировав вышеописанный текст, можно прийти к выводу, что на таком этапе развития, на котором сейчас находится 4G, такой стандарт лучше всего подойдёт для быстрого доступа в интернет, веб – сёрфинга, просмотра почты, новостей, видео, аудио и личных аккаунтов, но не для полноценной загрузки крупных файлов.
Перспектива 5G
На данный момент ведущие мировые производители и операторы телекоммуникационного оборудования и услуг уже ведут разработки новейшего стандарта 5G. Анонс прогнозируется уже к 2020 году. Концепция предполагает мультизадачность сети, многокоммутационный функционал, а также постоянная работа гаджетов и девайсов в режиме онлайн. Основной акцент делается на высокую энергоэффективность, что предусматривает очень низкое энергопотребление оборудования.
Видеоcюжет о том, что значит связь 4G LTE, чем отличается 4G от 3G?
Высокоскоростной интернет 4G довольно хорошо распространен в России, учитывая ее огромную территорию. Примерно 50% всей страны находится в зоне охвата 4G. Данная технология уже более 5 лет существует на рынке услуг операторов мобильной связи. Со временем начали появляться тарифы, которые используются в домашних целях на несколько устройство. Такое бурное развитие привело к появлению технологии 4G+, которая на сегодняшний день большинству пользователей еще в новинку. В данной статье вы узнаете, чем отличается 4G от 4G+ и основные характеристики этих стандартов. Читайте на нашем сайте инструкцию о том, подключить его и настроить.
Описание 4Джи
Наверно многие пользователи замечают, что аббревиатуры 4G и LTE используются практически всегда вместе. С технической точки зрения такое употребление некорректно. Однако из-за давления маркетинга Международным союзом электросвязи эта маркировка была признана официальной.
Дело в том, что LTE – это самое первое поколение 4G сетей. Оно считается переходным от 3G к новому поколению. Изначально возможности ЛТЕ не соответствовали тем, что были заданы для 4Джи. Но позже МСЭ официально признали данную технологию в классификации 4G. Скорость ЛТЕ отличается от полноценного 4Джи в худшую сторону. «Настоящий» 4G должен обладать пропускной способностью до 1Гб/с. В сетях ЛТЕ этот параметр в реальной жизни и повседневном использовании упирается в 100Мб/с (некоторые операторы заявляют больше). На нашем сайте вы найдете .
С развитием технологии появляется продвинутая версия LTE Advanced, которая и является true 4G. Маркетологами было принято решение назвать этот стандарт 4G Plus и преподать пользователям в виде совершенно новой технологии. Теперь вы знаете, в чем разница 4G и 4G+.
Для примера можно взять Мегафон 4g Плюс. У Мегафона первым появилась возможность распространить данный стандарт в массы. Сначала сеть работала только в пределах Садового кольца, теперь уверенно развивается по всей стране.
Что лучше: 4G или 4G+?
Затронув тему распространения, мы плавно перешли к еще одному отличию интернета 4g от 4g+. В России сеть нового стандарта распространяют только два оператора – это Мегафон и Билайн. Если посмотреть зону покрытия именно 4G+ (LTE Advanced), то можно сильно расстроиться – сеть распространяется на небольшое количество крупных городов, Москву и Московскую область. Поэтому подключаться к такому тарифу, проживая за пределами указанной территории не имеет смысла. Несколько иначе дела обстоят с обычным 4G LTE, чья зона покрытия гораздо больше. Если сравнивать 4g vs 4g+ в масштабах всей страны, то однозначно выигрывает 4 Джи ЛТЕ: при хорошем соединении скорости более чем достаточно для большинства пользователей, подключиться и пользоваться можно в большем количестве городов.
Чем отличается модем 4g от 4g+?
В плане устройств приема и раздачи интернета отличий практически нет. Если вы приобретете один роутер или модем под оба вида сети, то не ошибетесь. Покупайте девайсы сразу при подключении в салоне или на сайте операторов Мегафон и Билайн. Хотите знать, ? Тогда ознакомьтесь с полезной статьей в соседнем разделе.
Пользуясь мобильным интернетом, вы, конечно, замечали, что при установленном соединении в верхней панели быстрого доступа на телефоне появляются разные буквы и аббревиатуры: H, H+, LTE, 3G, 4G и другие. Они обозначают тип соединения, от которого зависит скорость передачи и приёма данных.
Расшифровка обозначений и характеристика типов соединения
Зная расшифровку обозначений и основные параметры каждого типа соединения, вы можете понять, какой скорости ожидать при имеющемся уровне сигнала. В большинстве случаев мобильное устройство само выбирает наиболее быстрый из доступных протоколов связи и даёт возможность пользоваться интернетом через него.
Мобильное устройство показывает тип используемой сети
На выбор типа сетевого соединения влияют следующие факторы:
- место, где вы находитесь: в закрытых помещениях или на большом расстоянии от крупных городов наиболее современные и быстрые протоколы (например, 4G) могут быть недоступны, и устройство подберёт тот тип соединения, который будет работать, хоть и медленно;
- используемый тариф: многие тарифы не предусматривают использование высокоскоростного протокола 4G, разрешая подключение лишь к 3G и более медленным типам соединения;
- технические характеристики устройства: не все мобильные устройства поддерживают максимальную скорость доступа к сети, поэтому для того, чтобы узнать, сколько мегабайт в секунду способен отправлять ваш телефон, нужно ознакомиться с документацией на официальном сайте компании-производителя.
3G
Альтернативные названия - 3rd Generation и UMTS. Это наиболее распространённый формат интернет-соединения в наши дни. Цифра «3» обозначает третье поколение протоколов связи. Изначально скорость соединения этого типа не превышала 384 Кбит/с, но теперь при благоприятных условиях она может достигать 21 Мбит/с. Однако чаще всего на телефоне или планшете вы получите скорость до 2 Мбит/с.
К достоинствам режима 3G можно отнести то, что он уступает по скорости только 4G-соединению, но при этом доступен практически везде. Но если вы движетесь на машине или в поезде быстрее 30 км/ч, то скорость соединения начинает снижаться.
Скорость мобильного интернета в сетях 4G во много раз выше, чем в любых других
H, 3.5G, H+, 3G+
Тип H является улучшенной версией 3G, основанной на технологии HSDPA - High Speed Downlink Packet Access. H+, 3.5G и 3G+ также являются надстройками над режимом 3G, использующими протокол HSPA+. Они позволяют развивать более высокую скорость передачи данных: в идеальных условиях при использовании двухканального варианта протокола HSDPA - до 21 Мбит/с, а в базовой моноканальной версии протокола HSPA+ - до 22 Мбит/с. В реальности, однако, скорость в обоих протоколах обычно не превышает 3,8 Мбит/с.
3.75G
Этот вариант редко можно увидеть, так как телефоны обычно не отображают его на панели состояния, хотя реально используют. Соединение осуществляется по протоколу DC-HSPA+ - улучшенному варианту HSPA. Максимальная скорость его в два раза выше, чем у варианта H - 42 Мбит/с, так как в нём реализовано двухканальное взаимодействие. Лучшие показатели сетей этого типа соизмеримы со средними показателями 4G-соединения.
4G, LTE
4G (сети четвёртого поколения) - самые быстрые из доступных на данный момент. Но только если в них реализован протокол LTE (Long Term Evolution). Изначально в сетях 4G применялась технология WiMAX, и скорость их не превышала 40 Мбит/с. Но сегодня уже практически все операторы связи используют протокол LTE.
Существует два вида LTE-сединений: LTE FDD и LTE TDD. Основное их различие - распределение доступного диапазона частот. Но независимо от того, какой вариант протокола используется, скорость передачи данных теоретически может достигать величины от 100 Мбит/с до 1 Гбит/с, а в реальности - больше 40 Мбит/с.
Сети 4G, однако, имеют ряд недостатков:
- стоимость доступа к интернету в них выше, чем в сетях 3G, поэтому переходить на тариф, поддерживающий 4G, стоит только в том случае, если вы загружаете большие файлы или смотрите видео через мобильный интернет;
- зона покрытия, то есть территория, на которой доступно 4G-соединение, намного меньше, чем у 3G, так что будьте готовы к тому, что останетесь без быстрого интернета, если отправитесь за город.
Ниже показаны зоны покрытия сетей 3G и 4G на территории России. В верхней части - зона покрытия 4G, в нижней - 3G. Видно, что покрытие территории сетью 3G значительно более плотное, особенно на большом расстоянии от крупных городов.
Покрытие территории сетью 3G значительно более плотное
4G+, LTE-A
Стандарт 4G+ является следующим этапом развития сетей на основе 4G-протокола и поддерживает технологию LTE-Advanced. Она позволяет объединять используемые частоты, в результате чего скорость соединения увеличивается.
Максимальная скорость зависит от конкретной реализации возможностей LTE-A оператором связи. В некоторых случаях можно получить до 450 Мбит/с, что превышает скорость проводных соединений.
G (General Packet Radio Service)
Очень старый стандарт, который в своё время позиционировался как усовершенствованная версия 2G - его называли 2.5G. Работает по протоколу GPRS - улучшенной версии протокола GSM.
Это, безусловно, самый медленный вид связи из всех описанных, так как максимальная скорость его не превышает 200 Кбит/с. Страница обычного сайта без большого количества изображений и других медиаэлементов будет загружаться в этом режиме около минуты. Зато подключиться к такой сети иногда удаётся там, где недоступны 3G и 4G.
E (или EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution)
EDGE - это ещё не 3G, но уже ближе к нему. Второе название этого варианта - 2.75G. Этот прокол появился после G. Он способен обеспечить максимальную скорость около 300–400 Кбит/с.
Видео: сравнение скорости 3G и 4G соединений
Самый быстрый интернет в наши дни доступен по соединению 4G+ или 4G . Второй по скорости вариант - 3G+ и H+, затем H и 3G. Самые медленные варианты, работающие чуть-чуть быстрее обычного 2G-протокола, - G и E. При этом зона покрытия интернета, использующего самую современную технологию, относительно невелика, а поймать сеть 3G, G или E можно в большинстве населённых пунктов страны.
В самом начале весны 2008 года Международный Союз электросвязи принял решение о старте разработки нового стандарта сотовой связи – 4G. Согласно принятым постановлениям, главным отличием самого современного на сегодняшний день стандарта связи 4G от стандарта 3G является максимальная или, точнее сказать, пиковая скорость передачи данных.
Так, для находящихся в движении мобильных устройств эта скорость должна составлять в среднем 10 Мбит/секунду, а для неподвижных устройств – 1 Гбит/секунду (!). Для сравнения: скорость проводного интернета у различных провайдеров в среднем колеблется в диапазоне 10–100 Мбит/секунду. То есть нетрудно подсчитать, что скорость передачи данных в стандарте 4G должна превышать существующие стандартные скорости в 10–100 раз.
История создания стандарта
Первой «ласточкой» стандарта 4G стал формат связи LTE, который позволяет увеличить существующую скорость передачи информации примерно в 10 раз, то есть пиковая скорость передачи данных для неподвижных устройств связи составляет 100 Мбит/секунду. Но даже такой скорости вполне достаточно для качественного просмотра телепередач в режиме реального времени, а для закачки кинофильма стандартного объема на мобильное устройство может понадобиться не более одной–двух минут.
В адрес стандарта LTE раздается немало критических замечаний по поводу отступлений от соблюдения заявленных параметров передачи информации. Покрытие сети LTE в настоящее время нестабильно и во многом зависит от возможностей конкретного мобильного оператора. Как уже отмечалось, максимальная скорость передачи данных может достигать 100 Мбит/секунду, однако в реальных условиях этот показатель не превышает в среднем 42 Мбит/секунду. Безусловно, это приличный показатель, но вот до заявленных разработчиками стандарта 4G скоростей в один Гбит/секунду явно недотягивает. По этой причине в некоторых странах мира стандарт не торопятся отнести к прогрессивной 4G технологии.
Очевидным минусом стандарта LTE является низкая скорость отдачи информации. Данную проблему можно решить путем увеличения количества операторов сотовой связи и, соответственно, предоставляемых ими услуг.
Несмотря на все существующие недостатки, стандарт LTE явно превосходит существующие стандарты 3G и тем более 2G по всем параметрам. Стандарт LTE, точнее сказать, его структура, кардинальным образом отличается от менее технически развитых стандартов. Прежде всего, отличия коснулись подсистем базовых станций и коммуникационных подсистем. Изменения коснулись и саму технологию обмена данными между пользователем и базовой станцией. В стандарте LTE абсолютно все типы информации (будь то голос или же видео) передаются в формате своеобразных пакетов.
Ключевые составляющие стандарта
Среди ключевых составляющих стандарта LTE можно выделить следующие:
- обслуживающий шлюз SGW (Serving Gateway) является соединяющим звеном с существующими сетями 2G и 3G конкретного мобильного оператора. Этот способ позволяет в значительной степени улучшить качество соединения в сети в случае ухудшения условий приема и при увеличении нагрузки на сеть;
- шлюз соединения с сетями других мобильных операторов PGW маршрутизирует пакеты информации в сеть конкретного оператора;
- узел управления мобильностью MME предназначен для координации и, собственно, управления мобильностью абонентов сети;
- узел выставления счетов абонентам за предоставленные услуги PCRF, как следует из названия, предназначен для вычислений и предоставления счета абоненту мобильного оператора.
Основой стандарта LTE является использование технологии передачи информации MIMO с применением системы кодирования OFDM. Принцип действия технологии MIMO основан на применении приемных и передающих антенн разного типа, причем расположение этих антенн предусматривает практически полное отсутствие корреляционной зависимости.
Современные сети стандарта 4G в основном работают на частоте 2,3 ГГц. Еще одним распространенным диапазоном является частота 2,5 ГГц – на этой частоте работает очень много сотовых операторов Евразии, Японии и Соединенных Штатов Америки. Есть также частота 2,1 ГГц, однако большого распространения она не получила из-за узкого диапазона (от пяти до пятнадцати МГц). Новые возможности применения стандарта 4G благодаря повсеместному использованию в большинстве стран Старого Света широкополосного интернета получает частота 3,5 ГГц. Этот диапазон позволит безболезненно без приобретения и настройки дорогостоящего оборудования операторам сотовой сети использовать уже действующую и прекрасно работающую частоту для перехода на нее сети LTE.
Если же рассматривать возможность использования частот для стандарта мобильной связи 4G, то можно с уверенностью заявлять о пригодности диапазона частот от 1,4 до 20 ГГц.
