Что такое 4G технология связи

Перспектива развития сетей 4G

Бакалавр техники и технологии

НГТУ, Энвижн груп

стажер технического отдела

Специалисты по беспроводной связи называют LTE-Advanced «истинным 4G», потому что в отличии от обычного 4G LTE, он на самом деле соответствует техническим спецификациям Международного Союза Электросвязи для беспроводных систем четвертого поколения.

Одним из главных критериев является скорость. LTE-Advanced теоретически может достигать скорость скачивания 3 Гбит/сек, а скорость отдачи 1.5. Для сравнения, LTE достигает около 300 Мбит/сек на скачивание и 75 Мбит/сек на отдачу. И LTE-Advanced отличается не только высокими скоростями. Он так же включает в себя новые протоколы передачи данных, более стабильную передачу данных между станциями и большее количество бит в секунду в каждом герце спектра. Как результат повышается емкость сети, более стабильные соединения и более дешевые данные, передаваемые по сети.

Как следует из названия, LTE-Advanced является модернизацией протокола LTE. Эти стандарты являются взаимно совместимыми, что очень хорошо подходит для пользователей мобильных телефонов. Новые телефоны, поддерживающие LTE-Advanced, будут так же работать с протоколом LTE, а старые LTE телефоны будут подключаться к новому типу сетей. Так же операторам не надо будет выделять новый диапазон радиочастотного спектра и развертывать новую инфраструктуру, как это было при переходе от 3G к LTE.

Но есть загвоздка. Поскольку стандарт LTE-Advanced не отдельная технология, а совокупность технологий, некоторые операторы мобильной связи могут использовать только одну из возможностей LTE-Advanced, например такую как carrier aggregation. Эта функция повышает пропускную способность канала, доступного мобильному устройству, склеивая вместе частотные каналы, которые находятся в разных частях спектра радиочастот. Обычные LTE сети могут передавать данные с использованием непрерывного блока частот до 20 МГц в ширину. Но так как все больше и больше компаний занимают радиочастотный спектр, такие большие блоки являются дефицитными. Операторы, купив части спектра, где они смогли их купить, имеют фрагментированные коллекции.

Сarrier aggregation решает эту проблему. Он позволяет операторам объединить свои узкие разрозненные каналы в один большой канал связи. Что бы предоставить LTE-Advanced услугу, к примеру сочетание двух отдельных 10 МГц каналов, на частоте 800 МГц и 1800 МГц, в один канал, шириной 20 МГц, по существу удваивает скорость передачи данных, доступных для каждого пользователя.

Помимо сarrier aggregation, четыре другие ключевые особенности отличают LTE-Advanced от своих предшественников. Первая из них – MIMO (multiple input, multiple output) – множество входов, множество выходов, позволяет базовым станциям и мобильным устройствам принимать и передавать данные с помощью нескольких антенн. LTE-Advanced позволяет поддерживать до восьми пар антенн для загрузки данных и до четырех пар для отдачи.

MIMO выполняет 2 функции. В шумной радио среде на краю станции или, к примеру, в движущемся транспорте. Передатчики и приемники начинают работать вместе, что бы сфокусировать сигнал в одном направлении. Это «формирование луча» повышает устойчивость сигнала без увеличения мощности передатчика.

Если сигнал достаточно сильный и шум низкий, например, когда пользователь находится близко к станции – MIMO может быть использована для увеличения скорости передачи данных или количества пользователей, использующих один спектр частот. Метод называется пространственное мультиплексирование (spatial multiplexing), он позволяет нескольким потокам данных работать в одном частотном диапазоне одновременно. С помощью пространственного мультиплексирования можно увеличить скорость пропорционально числу доступных антенн. При благоприятных обстоятельствах, восемь пар антенн может увеличить скорость передачи данных в восемь раз.

В том числе, данный протокол поддерживает функцию ретрансляции. Узел ретрансляции соединен по беспроводной связи с узлом донором, что позволяет расширить зону обслуживания, если ретранслятор находится на краю зоны действия станции, или усилить сигнал, если ретранслятор находится в зоне действия узла донора.

Так же LTE-Advanced может уменьшить нагрузку на сеть. Протокол может использоваться в гетерогенных сетях, за счет установки дополнительных пико-сот, работающие вместе со стандартными базовыми станциями. Их можно использовать в оживленных городах, так как эти станции компактнее, дешевле и проще в установке. Данная технология имеет название eICIC. Базовая станция может уменьшить свою мощность на определенных частотах, когда соседняя станция использует эти ресурсы, когда пользователи находятся вблизи зоны ее покрытия.

Пико-соты, однако, могут делать более сложные вещи. Для некоторых устройств, пытающихся получить соединение с пико-сотой, она может быть заглушена более мощной станцией. Протокол eICIC может решить эту проблему. Две соты, работающие в одном спектре, путем координации, работают в различных частотных диапазонах.

Для сетей с использованием одного частотного канала eICIC предлагает другое решение. Макро-сота отключает передачу в этом канале и пико-сота перехватывает управление. Это позволяет расширить ее зону покрытия, что обеспечит больше пользователей на одну пико-соту и как в следствии большую целостность данных.

Последним пунктом в широком наборе сервисов протокола LTE-Advanced будет ComP (coordinated multipoint). Он позволяет увеличить скорость передачи данных и улучшить качество сигнала. По существу, он дает возможность обмена мобильному устройству между несколькими базовыми станциями одновременно. К примеру, две соседние базовые станции могут одни и те же данные на устройство, увеличивая его шансы получить хороший сигнал.

Для операторов пройдут годы, что бы использовать все, что LTE-Advanced может предложить. Испытания уже поддерживают жизнеспособность многих технических понятий, что предлагает LTE-Advanced. Этот протокол отвечает всем требованиям, и официально сертифицирован как 4G. Тем не менее, сроки развертывания сложно предсказать, и они будут во многом зависеть от спроса потребителей.

1. LTE Advanced [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/LTE_Advanced

2. «Мегафон» запускает сеть LTE-Advanced. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?17/71/52

3. LTE-Advanced [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/97-lte-advanced

Рецензия: Укажите ссылки на литературу. Доработать.

Под елкой с интернетом: как встретить Новый год с 4G

В Омской области первая сеть 4G появилась в 2013 году. Но, что было для нас сюрпризом, до сих пор не все знают, что это и как работает. "Омск Здесь" решил восполнить пробел и с помощью мобильного оператора Tele2 подготовил краткий ликбез.

Развитие технологий беспроводной связи привело к появлению сетей первого поколения 1G — аналоговой сотовой связи, когда низкочастотный голос человека передавался на несущей радиочастоте. Следующим этапом стало появление цифровой связи: стандарт 2G позволял оцифровывать и кодировать телефонные разговоры, но второе поколение все еще не обеспечивало достаточной высокой пропускной способности для передачи данных. Эту проблему решило дальнейшее обновление сетей сначала до 2,5G, в котором уже можно было хоть как-то пользоваться мобильным интернетом. Затем был разработан стандарт 3G, а затем — и 4G. Первый дал возможность передавать видео и слушать музыку, второй — смотреть его в HD-качестве.

В отличие от сетей предыдущих поколений, 4G обеспечивает более высокую скорость передачи данных и малую скорость отклика на запрос пользователя за счет специальной "архитектуры" канала связи. Это касается всех процессов, которые требуют быстрого обмена данными: общения в социальных сетях, обмена фотографиями, просмотра видео, автомобильной навигации, онлайн-игр, звонков через интернет и конференций. К примеру, скорость передачи данных в сети LTE-1800 от Tele2 составляет — до 75 Мбит/с на прием и до 18 Мбит/с на передачу. Этого более чем достаточно, чтобы смотреть фильмы в хорошем качестве онлайн, слушать музыку или, например, устраивать конференции в Skype.

Частота — одна из основных характеристик сети. Производители смартфонов сейчас выпускают для России гаджеты с поддержкой таких основных частот, как 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. Для 4G наиболее подходящей эксперты считают полосу частот 1800 МГц, так как экономическая эффективность этого диапазона очень высокая. Если проще, то в диапазоне 1800 МГц — отличное соотношение скорости для пользователя и покрытия для оператора. Можно небольшим количеством базовых станций обеспечить хорошее покрытие. Пользователям это гарантирует скоростной интернет не только на улицах города, но и внутри помещений.

Первым в Омской области сеть четвертого поколения стал использовать "Мегафон". Сейчас все операторы работают в собственных сетях 4G, модернизировав существующие станции и строя новые для более полного покрытия. Сеть 4G отлично работает с остальными сетями — 2G и 3G. Перемещаясь по городу или между городами, клиент будет пользоваться той сетью, качество которой в настоящий момент лучше. Ну или той, которая доступна. Мобильный телефон будет автоматически переключаться между различными сетями.

Для абонента 4G не стоит никаких дополнительных денег. Пользование сетью происходит в рамках оплаченного интернет-трафика, за который абонент платит в зависимости от подключенного тарифа.

Какие телефоны поддерживают 4G

С развитием сетей для более старых моделей телефонов новые технологии могут оказаться недоступны. Также не поддерживают стандарт 4G SIM-карты старого образца. Модель телефона стоит проверить по его IMEI-коду, который можно найти в инструкции к устройству, SIM-карту — у оператора. К примеру, Tele2 предлагает проверить SIM-карту на своем официальном сайте по номеру телефона или с помощью команды *156#.

По сути, для этого ничего не нужно, если телефон и SIM-карты поддерживают стандарт связи. Необходимо активное подключение к мобильному интернету, обычно гаджет автоматически выбирает сеть более нового поколения, если она доступна в конкретном месте. Вообще же, для включения 4G можно зайти в настройки сети смартфона и выбрать соответствующий режим. Он также может называться LTE или LTE-A.

Сколько трафика потребляет 4G-интернет

Эксперты отмечают, что с момента запуска интернет-трафик в сети 4G ежегодно растет, за последние полгода он вырос почти в четыре раза. За ним растет количество мобильных устройств с поддержкой LTE — почти вдвое. Поэтому операторы стремятся сделать тарифы более персонифицированными. Все чаще у пользователей остаются не использованными минуты пакетного тарифа, а гигабайты кончаются быстрее. Tele2 позволяет омичам поменять минуты для разговоров на серфинг в интернете. Компания запустила опцию "Обмен минут на Гб". Запуск услуги, как пояснили представители оператора, связан с ростом потребления интернет-трафика и популярностью пакетных тарифов в сети Tele2. Создание сервиса обусловлено желанием оператора сделать тарифы максимально персонифицированными. Обмен минут на гигабайты осуществляется по фиксированному курсу: 1 Гб, или 1024 Мб, за 100 минут (10,24 Мб за 1 минуту).

Заменит ли 4G-интернет ШПД-интернет

Мало того что сети нового поколения сделали серфинг на мобильном телефоне удобнее и эффективнее, операторы предлагают решения для планшетных компьютеров и ноутбуков, что заменяет классический широкополосный доступ в интернет. Ограничением остается неравномерность покрытия беспроводной сетью, но потенциально эксперты не исключают, что 4G будет привлекать новых абонентов из числа пользователей модемов.

Иногда операторы запускают акции, которые заставляют омичей и вовсе отказаться от ШПД. Так, например, клиенты Tele2, установившие с 6 по 31 декабря 2017 года SIM-карту Tele2 в смартфон iPhone 8, iPhone 8 Plus или iPhone X, получат 1 терабайт интернет-трафика в подарок. Акция позволяет ее участникам фактически бесплатно пользоваться мобильным интернетом в течение года. Владельцам новых устройств iPhone специально подключать услугу не нужно — терабайт дадут автоматически. Правда, переставлять потом SIM-карту в другой телефон не стоит — услугу так же автоматически отключат.

Какое поколение будет следующим?

Последние несколько лет активно разрабатывается стандарт 5G. Однако он до сих пор не закреплен документально. Поэтому нет точных данных, когда будет "финальная сборка" и тем более ее внедрение. Но эксперты уверены: пользователи об этом задумываться не должны. Во-первых, технология требует больших денежных затрат, во-вторых, используемого сейчас диапазона частот достаточно для нужд абонентов, тогда как сеть 5G будет гораздо сильнее ориентирована на высокотехнологичное оборудование — беспилотные аппараты, системы типа "умный дом" и "умный город" и так далее.

  • Поделиться:
  • RSS

Это конечно отличная новость, но вот лично я не собираюсь праздновать этот праздник дома, одной, и тем более под елкой и с интернетом. У меня более грандиозные планы на эту ночь.

4G-соединения сейчас хватает для любых нужд, да и цены вполне приемлемы, так что с 5G пока можно не торопиться.

Интересная статья, познавательная. А вот на счёт интернета в подарок здорово придумали, терабайт за год ещё умудриться использовать нужно, серьезный объём для одного пользователя.

За год обычный пользователь тратит меньше террабайта. Сейчас контент сильно сжимают, все стараются сделать доступным.

Подарок-то хороший, но доступен не всем, а лишь счастливым обладателям восьмых как минимум айфонов, что не все могут себе позволить.

Что такое 4G технология связи

Современные технологии, в частности развитие интернета и беспроводной связи, неузнаваемо преобразили мир. Население пользуется не только свободным доступом к всевозможной информации, но также и уникальными возможностями для общения и веселого проведения досуга. При этом огромное значение имеет уровень качества подключения к интернету, а также скорость передачи данных. И в наше время развитие этих технологий дошло до небывалых высот. Не смотря на повсеместное внедрение нового поколения связи, все еще мало кто знает, что значит 4G.

1.1. 4G технология

4G в переводе с английского означает – четвертое поколения. Это перспективное поколение беспроводной связи, которое обладает высокой скоростью передачи данных, а также более высоким качеством голосовой связи. К данному поколению связи относятся такие перспективные технологии, которые предоставляют скорость передачи данных по беспроводной сети не менее 10 Мбит/с движущимся пользователям. И так, что означает 4G? Это четвертое поколение мобильной связи, обладающее массой неоспоримых преимуществ.

По результатам исследований и многочисленных оценок различных технологий широкополосной связи 4G, которая известна под названием IMT-Advenced. По результатам оценок только двум технологиям было присвоено официальное звание IMT-Advenced. Это перспективные технологии LTE-Advenced, а также WirelessMAN-Advenced. Именно эти две технологии на сегодняшний день попадают под стандарт 4G – четвертого поколения беспроводной связи.

Системы связи 4G основываются на пакетных протоколах передачи данных. Для передачи информации в данной технологии используется протокол IPv4, однако в будущем планируется возможность поддержки протокола IPv6.

Современная технология 4G имеет огромнейшее значение в предоставлении широкополосного доступа к интернету в сельской местности, так как более оправдано установить одну станцию 4G, нежели провести оптоволоконную связь. Одна станция способна обеспечить высокоскоростную связь на десятки километров.

На сегодняшний день весьма сложно оценить преимущества высокоскоростной связи четвертого поколения, так как они весьма многочисленны. Используя такие технологии, пользователям становятся доступны огромнейшие объемы всевозможной информации. В прошлое уходит необходимость ожидания открытия сложных и потребительных веб-страниц, а также длительное ожидание скачивания достаточно большого файла, такого как фильм и т.п.

Именно высокая скорость передачи данных по беспроводной сети, а также высокое качество голосовой связи – это и есть основные преимущества четвертого поколения мобильной связи 4G. Это в свою очередь влечет за собой повышение удобства и существенную экономию времени, что является главным требованием пользователей. Помимо этого, мобильная связь 4G предоставляет возможность пользователям выходить в интернет абсолютно в любом месте (где есть покрытие 4G) и в любое время.

Благодаря внедрению технологии четвертого поколения беспроводной связи пользователям станет доступным интернет-телевидение в высоком качестве (HD). Помимо этого люди смогут создавать видеозвонки, а также видеоконференции. Поддержка 4G мобильными устройствами открывает массу новых возможностей.

Благодаря таким технологиям многие люди смогут дистанционно выполнять некоторые действия. К примеру, врачи смогут управлять роботизированными операционными, будучи на другом континенте.

В наши дни существует несколько технологий, которые претендуют на звание четвертого поколения мобильной связи. Это такие технологии как:

Несмотря на такое разнообразие, большинство мобильных операторов выбирают именно технологию LTE, и именно эта технология и развивается в России и Украине. В настоящий момент скорость передачи данных в сетях 4G на основе технологии LTE составляет около 30 Мбит/с, однако в будущем этот показатель планируется повысить до 300 Мбит/с.

Связь 4G – это будущее беспроводных сетей. Многие пользователи уже сегодня имеют возможность ощутить все преимущества данной технологии на себе. При этом, попробовав один раз 4G, уже никогда не захочется возвращаться к 3G и такому медленному соединению.

Источники:
Перспектива развития сетей 4G
В статье рассказывается об особенностях протокола LTE-Advanced, и о перспективе развития сетей мобильной связи
http://sci-article.ru/stat.php?i=1396544754
Под елкой с интернетом: как встретить Новый год с 4G
В Омской области первая сеть 4G появилась в 2013 году. Но, что было для нас сюрпризом, до сих пор не все знают, что это и как работает. "Омск Здесь" решил восполнить пробел и с помощью мобильного оператора Tele2 подготовил краткий ликбез.
http://omskzdes.ru/tehnologii/52744.html
Что такое 4G технология связи
Описание технологии 4G интернета. Как работает 4G интернет. Какие преимущества 4G связи.
http://www.techno-guide.ru/informatsionnye-tekhnologii/mobilnaya-svyaz/chto-takoe-4g-tekhnologiya-svyazi.html

COMMENTS