Разница между gsm и 3g

2G vs 3G vs 4G/LTE 4

По мнению аналитиков TeleGeography и Cisco в 2011-2013 году количественный рост абонентов в сетях GSM практически прекратился и в дальнейшем число 2G-подключений будет только монотонно уменьшаться. Дальнейший рост числа мобильных пользователей будет происходить за счёт подключений в сетях 3G и LTE.
Происходят вполне ожидаемые процессы, когда на рынке наряду с одной услугой или товаром появляется схожее предложение, но превосходящее по возможностям уже существующее. Пользоваться только голосовой связью и писать SMS человечеству показалось недостаточным.

Получение доступа к разнообразному развлекательному контенту и различного рода мультимедийной информации ограничивалось небольшими возможностями сетей 2G — они удовлетворяли базовые потребности в коммуникациях, но не более.
Поэтому в результате развития более скоростных способов мобильного доступа, расширения ресурсов сетей сотовой связи, по мере расширения предложений, связанных с передачей данных, в связи с ростом числа пользователей в сети интернет, услуги GSM начинали всё больше и больше проигрывать технологическим "родственникам" — сетям 3G, а теперь и 4G. В городах с многочисленными точками доступа Wi-Fi выходить через GPRS будут также немногие.
Тренд подтверждается: если в период 2011-2012 гг. число GSM-подключений было около 5 миллиардов, то в 2013 году произошло снижение примерно на 3%, где-то до 4,8 миллиарда SIM-карт.

В компании TeleGeography предполагают, что сети 3G через несколько лет попадут в ту же ситуацию, что и сети 2G — прогнозируется, что в 2017-2018 годах абоненты будут предпочитать пользоваться услугами доступа в сетях 4G/LTE.
Вполне возможно, что "плато" на графике числа 3G-пользователей просуществует достаточно долго (несколько лет) — это будет зависеть и от тарифной политики операторов, и от их инвестиционных возможностей, и от ситуации со свободным частотным ресурсом. Поэтому не исключаю, что пятилетний прогноз в TeleGeography ещё скорректируют.

Всё-таки и экономики многих стран восстанавливаются медленно, и любой апгрейд всё-таки требует затрат, кроме этого, каждый год операторы и так добавляют новые сайты.
Не стоит забывать и о том, что не везде проникновение превысило 100% и, например, сотовая связь в странах Африки больше востребована в виде голосовых услуг, стоящих небольшие деньги.
Необходимо отметить, что доля пользователей GSM в общемировой абонентской базе, несмотря на прогнозируемое снижение, через 5 лет ещё будет оставаться на уровне 40-45%. По числу подключений, сети 2G и 3G к 2018 году будут в паритете, GSM-пользователей останется примерно 3,5 миллиарда.

На динамику снижения числа пользователей будут действовать такие разнонаправленные процессы как "технологическая нейтральность", рефарминг и рынок M2M.
Большинство кейсов на рынке M2M реализуются при использовании сетей GSM, имеющих достаточную для этого скорость передачи, большое радиопокрытие и хорошее проникновение. Также в пользу GSM играет то, что это многократно проверенная технология, давно существующая на рынке, что привело к тому, что цена устройств для этого рынка в минимальном размере включает в себя какие-либо премиальные наценки и/или риски.

Что же касается возможности использовать традиционные частоты GSM для сетей 3G (или для 4G/LTE), то положительные решения по этому вопросу во многих странах существуют уже несколько лет, есть сети UMTS900, например.
Второй претендент на спектр сетей 2G — это технология LTE, которой предоставили шанс развиваться более свободно с точки зрения частотных ресурсов. Кроме возможности задействовать для сетей 4-го поколения частот "цифрового дивиденда" (освобождающийся ресурс в диапазонах 700 и 800 МГц после перехода от аналогового к цифровому телевещанию), операторы LTE с большим удовольствием бросились запускать сети LTE в диапазоне 1800 МГц. ".

44% всех сетей LTE, приносящих деньги, запущены в этом диапазоне. ", — писал я про положение дел с LTE1800 в прошлом году. И пока, несмотря на большое количество потенциально-возможных диапазонов для LTE, ситуация примерно такая же (см. "Краткие итоги 2013: сети LTE").

Ожидания изменений аналитиков в компании Cisco Systems частично совпадают с прогнозом TeleGeography, а частично — нет. В оценке числа подключений в сетях LTE в этих двух компаниях расхождений нет: один миллиард (или чуть более) LTE-абонентов.

Напомню, первые в мире сети LTE начали работать в декабре 2009 года, в России — в 2012 году.
А вот сокращение абонентской GSM-базы в Cisco предполагают более динамичное. По их мнению, точка пересечения графиков, отражающих число подключений, для сетей 2G и 3G пересекутся на пару лет раньше, к тому моменту, рыночная доля по числу LTE-подключений будет где-то 8%.

То есть ещё в 2016 году число абонентов в сетях 3G будет примерно равно числу GSM-абонентов, а к 2018 году их доли "поменяются местами" в общей базе. Получается, что в Cisco Systems более оптимистично смотрят на возможности операторов 3G-сетей удовлетворить потребительский спрос.
Видимо расчёт на то, что основную массу абонентов больше устроят стабильные единицы мегабит в секунду за приемлемые деньги, чем менее гарантированные десятки мегабит в LTE, означающие большие платежи за трафик. На нынешнем этапе, когда сотовые компании без сетей 4-го поколения продемонстрировали падение выручки или небольшой рост, многие операторы LTE сумели поддержать свои доходы за счёт большего ARPU.

Часть LTE-операторов ввели премиальную наценку к 3G-трафику, у остальных — "мобильные мегабайты" стоят одинаково с 2G/3G.

В пользу долгих лет жизни сетей 3G может сыграть то, что при появлении предложений у оператора переключиться в сеть LTE, в первую очередь, туда мигрируют "тяжелые" абоненты, что позволяет несколько разгрузить 3G-сеть. Таким образом, может получиться так, что база 3G-абонентов, с одной стороны, будет подпитываться клиентами, которых не устраивает скорость GSM-доступа, а с другой стороны, будут перетекать в сети LTE люди, нуждающиеся в больших объёмах трафика.

В результате этих процессов абоненты в сетях 2G, 3G и LTE могут перераспределиться так, что в каждой сети окажутся пользователи, близкие по потребностям.
Предыдущий абзац должен был стать завершающим, но через некоторое время попался график, который отражает результаты южнокорейского сотового оператора SK Telecom, запустившего LTE в 2011 году.

Конечно, единичный пример в большинстве случаев не может считаться полноценным доказательством, но, хорошо видно, что мои предположения верны: с момента активного роста базы LTE-абонентов SK Telecom трафик в его сети HSPA расти перестал.
Кстати, LTE-абоненты южнокорейской "большой тройки" впереди планеты всей с точки зрения полноты услуг сотовой сети: реализация поддержки голосовых услуг — VoLTE в виде HD-voice — даёт возможность операторам перераспределить радиоресурс в пользу услуг передачи данных.
К такому изменению подталкивают и рыночные условия: спрос на услуги данных всё больше и больше формирует доходную часть оператора. Вот смотрите, как себе представляют развитие спроса на услуги сотовых операторов на территории Единой Европы в компании Deloitte.

Уже высказывались такие мысли, что голос может стать бесплатным (см. "Сотовый оператор превращается в интернет-провайдера"), тем более, в случае IP-сетей, разница для услуг только в параметрах QoS. Прогноз Deloitte, на первый взгляд, кажется довольно пессимистичным — кривые ARPU сходятся только к 2030 году, возможно, заложено то, что операторы в разных странах Евросоюза находятся в отличающихся условиях.

Вероятно, учтено и то, что вход в мир LTE в европейских странах проходит более медленно, чем, например, в Северной Америке или в некоторых странах Азии.
Ну и напоследок предположения о том, как будут прирастать в ближайшие пять лет не только упомянутые регионы, но и другие. Если Cisco не ошиблись, то к 2018 году число пользователей, обслуживаемых в сетях мобильной связи, достигнет 10 миллиардов.

Быстрее, чем в среднем по миру в целом, будут расти подключения в Северной Америке и в Западной Европе, в "отстающих" — страны, находящиеся в Латинской Америке и в Центральной и Восточной Европе.
Телефоны AMPS и CDMA800 уже попали в коллекцию бывших и бесполезных, есть ещё претендент отправиться туда же — GSM-вский Siemens C35, которым (при желании) несколько лет можно попользоваться, с учётом прогнозов, нужно только заменить аккумулятор. Кстати, есть спрос и пока выпускают простейшие сотовые телефоны с монохромным экраном. В этом случае, возможность "оставаться на связи" сохраняется несколько дней, что может быть весьма ценным в нестандартных ситуациях.

GSM-то в зрелом возрасте, но пока жив.

Поколения мобильной связи 1G, 2G, 3G, 4G, 5G

Мысль о создании беспроводной мобильной связи зародилась еще в начале прошлого столетия. С тех пор, работы в этом направлении велись по большей части западными странами и Советским Союзом. Рабочий прототип сотового телефона появился только лишь в 1973 году, когда компанией Motorola был представлен миру официально первый мобильный телефон DynaTac.

В том же году, 3 апреля, директор отдела мобильной связи компании Motorola Мартин Купер, прогуливаясь по Манхеттену, демонстративно позвонил по мобильному телефону, чем привел в восторг прохожих.

Сегодня, жизнь человека трудно представить без мобильного телефона. Телефония, интернет со всеми его сервисами и возможностями – то без чего теперь невозможно обойтись ни дня. А ведь появилось все это не так уж давно, хотя за последние 35 лет сменилось уже четыре поколения сотовой связи.

Развитие в этой области идет так быстро, что, едва исчерпав возможности 4G, операторы вот-вот предложат новое – пятое поколения мобильной связи.
В этой статье мы расскажем о том, как развивалась сотовая связь из поколения в поколение, и какие технологии применялись на каждом из этапов.

1G – первое поколение

Стандарты связи первого поколения были аналоговыми и имели множество недостатков. Все тогдашние технологии, мало того, что имели проблемы были с качеством сигнала, так еще и были несовместимы между собой.
Наибольшее распространение получили следующие стандарты:

• AMPS (Advanced Mobile Phone Service – усовершенствованная подвижная телефонная служба). Данный стандарт широко использовался в странах Северной и Южной Америки, а также в Австралии;
• TACS (Total Access Communications System — тотальная система доступа к связи). Этот стандарт получил распространение во многих Европейских странах;
• NMT (Nordic Mobile Telephone – северный мобильный телефон). Использовался в скандинавских странах.
• TZ-801 (TZ-802, TZ-803). Использовался в Японии.

Несмотря на все недостатки, аналоговым сетям мобильной связи все же нашли коммерческое применение. Первопроходцами в этом, ожидаемо, стали японцы, которые запустили в массы аналоговую беспроводную телефонную сеть в 1979 году.

Затем, в 1981 году, сеть была запущена в некоторых европейских странах — Дании, Швеции, Норвегии и Финляндии. В США, первая коммерческая беспроводная телефонная сеть была пущена в эксплуатацию лишь в 1983 году.

2G – второе поколение

Начиная с 1982 года, изучением и разработкой пан-Европейской наземной системы подвижной связи общего применения занималась рабочая группа GSM (от франц. Groupe Special Mobile — специальная группа по подвижной связи), которая была сформирована Европейской конференцией почтовых и телекоммуникационных ведомств. Затем, в 1989 году, изучение и разработку второго поколения мобильной связи продолжил Европейский институт стандартов в телекоммуникации.

Но аббревиатура GSM осталась, хотя и приобрела новое значение — Global System for Mobile Communications (глобальная система для подвижной связи).

Внедрение коммерческих проектов на основе технологий второго поколения началось в 1991 году. Отличало второе поколение от первого в первую очередь применение цифровых методов передачи данных, что открыло возможности для создание таких сервисов, как SMS (Short Message Service — служба коротких сообщений), WAP (Wireless Application Protocol — беспроводной протокол передачи данных), с помощью которого стал возможен доступ к Интернет с мобильных устройств.

Но скорость передачи данных в сетях 2G, конечно же, пока оставляла желать лучшего, так как позволяла загружать не более 19 Кбит интернет-трафика в секунду. Тем не менее, пользователи очень высоко оценили ноу-хау, и стимулов для дальнейшего развития технологий передачи данных посредством мобильных сетей было более чем достаточно.
Стоит отметить, что на пути к третьему поколению, были предприняты некоторые значительные шаги в развитии, которые, получили условные обозначения 2,5G и 2,7G.
Промежуточное поколение 2,5G ознаменовал приход технологии GPRS (General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования), которая позволила увеличить скорость передачи данных с 19 до аж 172 кбит/с. Но это лишь в теории, на практике скорость едва ли достигала 80 кбит/с, что по сравнению с 2G тоже не так уж плохо.
Другое яркое событие – появление технологии EDGE (EGPRS) (Enhanced Data rates for GSM Evolution). Этим событием был обозначен следующий промежуточный этап, получивший название 2,7G. Промежуточный, а не следующий, так как технология предполагала лишь усовершенствование прежней, а не создание чего-то принципиально нового.

Что касается скорости передачи данных в таких сетях, то теоретический максимум составлял около 470 Кбит/с, практические показатели варьировались в районе 150 Кбит/с.

3G – третье поколение

В то время, как продолжалось коммерческое внедрение и усовершенствование технологий второго поколения, активно велись работы по созданию нового — третьего поколения. И вот, в начале 2000-х годов, наконец была запущена в эксплуатацию сеть 3G (в России в 2002 году).

Основой послужила технология CDMA (Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением).
Третье поколение включает в себя целых 5 стандартов:

• UMTS/WCDMA
• CDMA2000/IMT-MC
• TD-CDMA/TD-SCDMA
• DECT
• UWC-136

Первые два получили самое широкое применение в мире. Рассмотрим стандарты, используемые в России.

• UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – универсальная сисема мобильной электросвязи) – технология, разработанная на основе WCDMA с целью внедрения 3G в Европейских странах. Успешно прижилась так же и в нашей стране. Работает в частотном диапазоне 2110-2200 МГц. Максимальная скорость передачи данных в режиме UMTS составляет около 2 Мбит/с, при условии, что принимающее устройство неподвижно. При движении абонента значительно падает, и в зависимости от скорости движения, может снизиться до 144 Кбит/с.
• HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access— высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) – самый первый из семейства протоколов сотовой связи HSPA (High Speed Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных). Основанный на UMTS технологии, он и последующие его версии, позволили значительно увеличить скорость передачи данных в сетях 3G. В первой реализации протокол HSDPA имел максимальную скорость передачи данных 1,2 Мбит/с. Скорость передачи данных в последующей версии протокола HSDPA составляла уже 3,6 Мбит/с. Дальнейшее развитие протокола HSDPA позволило увеличить скорость сначала до 7,2 Мбит/с, а затем, и до 14,4 Мбит/с.
• HSPA+ – технология, базирующаяся в свою очередь на HSDPA, реализует более сложные методы модуляции сигнала (16QAM, 64QAM). HSPA+ в двухканальном режиме (DC-HSPA+) позволяет достигать скорости передачи данных до 42,2 Мбит/с.

4G – четвертое поколение

Сегодня, в мобильных сетях широко применяется технология уже четвертого поколения, причем не только в больших городах, но и в городах поменьше и даже деревнях. Переход к 4G был ознаменован внедрением новых стандартов передачи данных в беспроводных сетях, которые были разработаны совместными усилиями компаний Hewlett-Packard и NTT DoCoMo.

Речь идет о стандартах WiMax и LTE. Далее подробнее о каждом из них.
WiMAX. Данный стандарт был разработан еще в 2001 году организацией WiMAX Forum. В состав данной организации входили такие производители, как Huawei Technologies, Samsung, Intel и многие другие известные компании.

По сути технология WiMAX является продолжением всем знакомого стандарта беспроводной связи для локальных сетей Wi-Fi. Коммерческое применение для этой технологии впервые нашлось в Канаде в 2005 году.
LTE (Long-Term Evolution— долговременное развитие) концептуально является продолжением развития стандартов предыдущих поколений — GSM/UMTS и изначально к четвёртому поколению не относился, но на сегодняшний день именно этот стандарт является основным для сетей четвертого поколения. Разработанный крупнейшим в Японии оператором сотовой связи NTT DoCoMo, в десятом его релизе (LTE Advanced), данный стандарт был принят Международным союзом электросвязи как стандарт четвертого поколения, так как отвечал всем предъявляемым требованиям.

Первый запуск коммерческой сети с поддержкой LTE был осуществлен в 2009 году в Швеции и Норвегии.
Максимально возможная скорость передачи данных по стандарту LTE составляет 326.4 Мбит/с, но это в теории. Что касается практики, то скорость передачи данных будет существенно зависеть от ширины диапазона частот, используемой оператором. Из российских операторов сотовой связи, на сегодняшний день, наибольшую ширину диапазона частот для сетей беспроводной связи, которая составляет 40 МГц, использует только Мегафон.

Остальные компании, предоставляющие услуги сотовой связи, используют ширину канала 10 МГц.
Для сравнения, максимум скорости передачи данных в LTE-сетях в диапазоне частот 10 МГЦ составляет 75 Мбит/с, а предельная скорость в диапазоне 40 МГц может достигать 300 Мбит/с.
Есть еще такое понятие, как частотная полоса. Спецификации на такие частотные полосы называются бэндами (band).

Всего таких спецификаций 70 и в разных странах для сетей LTE применяются разные спецификации. В России используются следующие 5:

• band3 FDD LTE в частотном диапазоне 1800 МГц;
• band7 FDD LTE в частотном диапазоне 2600 МГц;
• band20 FDD LTE в частотном диапазоне 800 МГц;
• band31 FDD LTE в частотном диапазоне 450 МГц;
• band38 TDD LTE в частотном диапазоне 2600 МГц.

В сетях LTE FDD (Frequency Division Duplex) используется метод частотного разделения, это означает, что загрузка и передача трафика осуществляется в разных частотных диапазонах. А в сетях LTE TDD (Time Division Duplex) используется метод разделения по времени, то есть входящий и исходящий трафик передаются в одном диапазоне частот, но в разные промежутки времени.

5G – пятое поколение

Работы по разработке стандартов для сетей беспроводной передачи данных пятого поколения, на момент написания статьи, еще ведутся. Основным спонсором исследований в этом направлении является один из крупнейших игроков на рынке сетевого оборудования — китайская компании Huawei Technologies. Начало работ по внедрению 5G прогнозируется в 2020 году.

В опытных испытаниях технологий пятого поколения удавалось достичь скорости передачи данных 25 Гбит/с, и это значение почти на порядок выше того, что способна дать сеть четвертого поколения.

Поддержка стандартов мобильной беспроводной связи.

Оборудование базовых станций российских сотовых операторов обеспечивает поддержку стандартов всех поколений, начиная с 2G: GSM, GPRS, EDGE, WCDMA, UMTS, HSPA, LTE, LTE-Advanced. Это дает возможность получать доступ к сети Интернет с мобильных устройств как новых, так и предыдущих поколений. Обычно, устройства для доступа к беспроводной сети интернет, будь то телефон, usb-модем или роутер с поддержкой сим-карт, при подключении выбирают ту сеть, которая обеспечивает максимальный уровень сигнала.

Но, на большинстве из них в настройках можно вручную установить ту сеть, к которой следует подключаться. Такая мера может быть оправдана в тех случаях, когда несмотря на высокий уровень сигнала LTE, наблюдается низкая скорость соединения, обусловленная высокой загруженностью оборудования базовой станции, и переключение на режим UMTS в некоторых случаях может помочь увеличить скорость передачи данных.

Стандарты сотовой связи

Содержание:

Стандарты сотовой связи – общепринятые обозначения различных технологий, которые используются в сфере предоставления услуг мобильной связи. Некоторые стандарты из-за схожести их реализации и характеристик объединяют в группы, которые называются поколениями сотовой связи (англ. "generation" – "поколение").

Отсюда понятия 1G, 2G, 3G, 4G, то есть, первое поколение, второе поколение и т.д.
Из статьи ниже Вы узнаете об истории развития мобильных стандартов и поймёте чем отличаются между собой различные поколения и технологии обеспечения сотовой связи.

Что такое 2G, 3G и 4G

Узнайте, какие поколения мобильной связи сегодня существуют, а также чем они отличаются между собой.
Наверняка сегодня уже практически не осталось людей, которые бы не пользовались сотовой связью. Практически у всех есть мобильные телефоны, которые, помимо средства общения, могут выступать в роли полноценных устройств для выполнения различных прикладных задач.

В частности, популярной сферой применения является Интернет-сёрфинг.
И вот здесь начинается самое интересное. Если с голосовой связью дела везде обстоят практически одинаково, то в плане доступа ко Всемирной Сети всё не так просто.

Здесь обычно всплывают громкие рекламные лозунги, рекламирующие какой-то 3G, высокоскоростной доступ и пакеты гигабайт. Попробуем с Вами разобраться во всех этих нюансах.

Немного истории

Использовать радиоволны для голосовой связи начали ещё в 30-х годах ХХ века. Первые прототипы беспроводных раций разрабатывала на базе своих радиоприёмников американская компания Motorola.

Готовые к эксплуатации образцы довольно громоздких раций появились вначале у военных, а чуть позже и в патрульных автомобилях у полицейских. Эти приёмо-передатчики могли работать на расстоянии в несколько километров от базовой станции и их фактически можно считать прообразом современных сотовых сетей.
Теоретическую базу для обмена маломощными радиосигналами в рамках сот с антенной в их центре разработали ещё в конце 50-х годов. Однако, технически реализовать описанную схему получилось лишь спустя 10 лет, когда стало возможно осуществлять связь между соседними сотами. В начале 70-х годов всё та же компания Motorola разработала первый мобильный телефон, а со временем совместно с AT&T организовала первую сотовую сеть на территории США:

К концу 70-х – началу 80-х годов собственные сотовые сети появились в Японии и на севере Европы (Норвегия, Дания, Швеция и Финляндия). Все они были сетями первого поколения, которое отличалось использованием только аналоговой частотной модуляции для приёма и передачи сигнала в диапазоне частот от 170 до 900 МГц (мегагерц).
Сети стандарта 1G отличались низкой пропускной способностью (около 2 кбит/с) и не самым оптимальным распределением частотных каналов. Поэтому передовые в техническом плане государства уже в середине 80-х стали разрабатывать базу для перехода к цифровой мобильной связи второго поколения.

Хотя, в некоторых странах аналоговая мобильная связь существует и поныне наряду с новыми сетями. Ярким примером можно считать скандинавскую систему NMT-450 (Nordic Mobile Telephone), использующую диапазон 450 МГц, которая работает ещё с конца 70-х!

Настоящий расцвет мобильная сотовая связь переживает с переходом от аналоговых технологий к цифровым. Это позволило более оптимально использовать выделенные каналы связи, а также значительно повысить скорость и качество передачи данных.

В сетях 2G средняя скорость обмена информацией повысилась до 10 – 15 кбит/с. Это позволило реализовать помимо прямой голосовой связи ещё и передачу коротких текстовых сообщений (SMS).
Переход от 1G к 2G начался в 90-х годах уже прошлого века и был сопряжён с рядом трудностей. Дело в том, что к тому времени у уже существовавших аналоговых сетей первого поколения было довольно много пользователей.

Поэтому пришлось переделывать всю систему так, чтобы существовала поддержка и аналоговых, и цифровых режимов работы одновременно.
Подобный цифро-аналоговый стандарт был внедрён в 92-м году в США как надстройка над существовавшим стандартом AMPS, получив название D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service – цифровая усовершенствованная служба мобильной связи). Работал он в диапазоне частот 400 – 890 МГц и развивался вплоть до 1996 года.

С тех пор стандарт постепенно вытесняется из употребления другими более продвинутыми реализациями полностью цифровых сетей.

В Европе, в отличие от Америки, если не считать скандинавского NMT, в каждой из стран существовало множество разрозненных аналоговых стандартов, работавших в различных диапазонах. Связать их воедино было технически невозможно, поэтому здесь пошли другим путём и в 1991 году создали изначально общий цифровой стандарт, который получил название GSM (Global System for Mobile Communications – глобальный стандарт мобильной связи):

Основными нововведениями GSM (если не считать того, что это был изначально цифровой стандарт) стала поддержка SIM-карт (ранее в других системах номер телефона и зависимость от оператора задавались на уровне прошивки) и роуминга (возможности подключаться к сетям других операторов того же стандарта вещания). Изначально GSM использовал частоту 900 МГц (точнее, диапазон 890 – 960 МГц), однако, со временем включил в себя частоты 1800 МГц (1710 – 1880 МГц), а также 850 МГц (824 – 894 МГц) и 1900 МГц (1850 – 1990 МГц) (американо-канадский стандарт).
Фактически большинство современных мобильных сетей на постсоветском пространстве и в Европе работает на базе стандарта GSM с различными улучшениями и обновлениями. Такие улучшения в большей степени касаются не столько улучшения качества голосовой связи, сколько развития возможности передачи данных через виртуальный канал мобильной связи.
Вплоть до начала 2000-х нормального доступа к Интернету в GSM не было. Была реализована некая адаптация веб-сайтов Всемирной сети по технологии WAP. Однако, даже с учётом адаптации, скорость доступа к WAP-сайтам была на уровне старого Dial-Up.

И вот, аккурат к началу нового тысячелетия, появляется технология GPRS (General Packet Radio Service – пакетная радиосвязь общего пользования), которая позволила реализовать пакетную передачу данных.

До внедрения этой технологии базовые станции мобильной связи соединялись лишь с наземными телефонными сетями общего пользования (сокр. ТСОП или ТфОП, англ.

PSTN – Public Switched Telephone Network). Теперь же появилась возможность подключаться ещё и к сетям пакетной передачи данных, которые позволяли задействовать более широкий спектр частот для повышения скорости передачи данных.
Теоретическая максимальная пропускная способность GPRS составляла 50 кбит/с (на практике, обычно не выше 40), но это уже дало возможность, пусть и не очень быстро, но получать доступ к привычному Интернету, который в то время вступил в фазу активного развития. Данная технология оказалась столь значительной, что часть специалистов даже выделили для её отличия от остальных технологий 2G термин 2.5G.
Однако, с дальнейшим развитием Интернета и улучшением размеров веб-страниц стало ясно, что GPRS уже мало соответствует реалиям. Поэтому уже в 2003 году появляется его улучшенная версия под названием EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution – улучшенная передача данных для эволюции GSM).

Основой улучшения стал новый способ кодирования данных (8PSK), который позволил реализовать их передачу на скорости до 1Мбит/с (реально 512 кбит/с и ниже).
Как и в случае с GPRS, некоторые склонны выделять сети, в которых используется технология EDGE в сети 2.75G. Кстати, EDGE по теоретическим требованиям к скорости обмена данными (1 Мбит/с) уже подходит под характеристики сетей третьего поколения.

Но из-за реальных потерь всё же недотягивает к ним по уровню стабильности.
Технологии EDGE и GPRS сегодня распространены практически повсеместно и обычно именно они используются для доступа к Интернету с мобильного телефона в зоне, где нет покрытия 3G. Опознать тип (а значит и прикинуть максимальную скорость соединения) Вы можете, взглянув на значок Интернет-подключения в области уведомлений Вашего телефона. Буква "G" будет означать GPRS со скоростью до 50 кбит/с, а "E", соответственно, EDGE со скоростью выше 50 кбит/с:

Начало нового поколения мобильной связи положила технология CDMA (Code Division Multiple Access – множественный доступ с кодовым разделением). В отличие от GSM, где пользователю выделялся лишь ограниченный по частоте (FDMA) или времени (TDMA) канал связи, в CDMA изначально каждый абонент мог использовать всю ширину канала.

Различение же одновременно передаваемых потоков данных осуществлялось внедрением специальных псевдослучайных последовательностей, которые использовались в качестве идентификаторов на уровне аппаратного обеспечения.

Фактически именно использование кодового разделения для опознания трафика конкретного абонента, а также отход от привязки к телефонными сетями общего пользования и стали определяющими чертами 3G. Новый тип сетей, как и GPRS, изначально имел прямую связь как с ТСОП, так и с Интернет-провайдером, что в сочетании с широким пропускным каналом позволило реализовать доступ ко Всемирной Сети на скоростях выше 1 Мбит/с.
Изначально сети CDMA стали появляться с 1995 года в США в качестве альтернативы уже устаревшего стандарта D-AMPS. Однако, реальный их бум начался с появлением реализации CDMA2000, работавшей на частоте 1250 МГц с максимальной скоростью приёма до 4.9 Мбит/с и отдачи до 1.8 Мбит/с.
Примерно в это же время появился и альтернативный стандарт WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access – широкополосный множественный доступ с кодовым разделением), покрывавший частоты в диапазоне 1900 – 2100 МГц и дающий скорость передачи данных до 2 Мбит/с. Его плюс был в том, что реализовать его поддержку можно было на базе имеющегося GSM-оборудования.

Поэтому именно с WCDMA в Европе началась поддержка этой технологии, а также переход на 3G.
Основой сетей CDMA является технология EV-DO (Evolution-Data Optimized – оптимизация для эволюции данных). Фактически версия этой технологии, которая используется в той или иной сети, определяет максимальные скорости передачи данных. На сегодняшний день существует 5 её версий (наиболее распространённой на сегодняшний день является вторая – Rev.A):

Версия Максимальная скорость приёма Максимальная скорость передачи

Rev.0	2.4 Мбит/с	150 кбит/с
Rev.A	3.1 Мбит/с	1.8 Мбит/с
Rev.B	73.5 Мбит/с	27 Мбит/с
Rev.C	280 Мбит/с	75 Мбит/с
Rev.D	500 Мбит/с	120 Мбит/с

Несмотря на ряд преимуществ и частичную совместимость с сетями GSM, в Европе и странах СНГ большее распространение получил более совместимый стандарт UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – Универсальная Мобильная Телекоммуникационная Система), который по принципу работы схож с WCDMA, но действует в диапазоне частот GSM (1885 – 2025 МГц для передачи данных от клиента и 2110 – 2200 МГц для приёма данных).
Максимальной теоретической скоростью передачи данных в сетях UMTS является 21 Мбит/с, но на практике средний показатель варьирует в диапазоне от 384 кбит/с до 7.2 Мбит/с (что, в принципе, довольно хорошо). Основным недостатком UMTS считается довольно малый радиус соты (всего 1.5 км), однако, внедрение данного стандарта выгодно в плане сравнительно небольших вложений на модернизацию базовых станций и хорошей совместимости с GSM.
В качестве развития UMTS сегодня во многих местах разворачиваются сети HSPA (High-Speed Packet Access – высокоскоростной пакетный доступ) и HSPA+ (Evolved High-Speed Packet Access – развитый высокоскоростной пакетный доступ). Как и в случае с GPRS и EDGE, они реализуют собой переходные стандарты развития третьего поколения мобильной связи 3.5G и 3.75G, соответственно.
Отличаются стандарты максимальными скоростями:

• 14.4 Мбит/с (загрузка) и 5.76 Мбит/с (отдача) для HSPA;
• 42.2 Мбит/с (загрузка) и 5.76 Мбит/с (отдача) для HSPA+;

Поскольку максимальная скорость отдачи в обеих стандартах одинакова, то их иногда называют HSDPA (D – download – загрузка). На практике в строке уведомлений мобильного телефона при работе в сетях третьего поколения может отображаться один из трёх индикаторов:

• 3G – сеть стандарта UMTS;
• H – сеть стандарта HSPA;
• H+ – сеть стандарта HSPA+.

На момент написания статьи из уже реально действующих мобильных сетей последними являются сети 4-го поколения, они же 4G. Наиболее распространёнными стандартами высокоскоростных современных технологий являются сети LTE (Long-Term Evolution – долговременное развитие) и WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access – всемирное взаимодействие для микроволнового доступа).
Стандарт LTE является прямым потомком GSM и является обратно совместимым с оборудованием для работы EDGE и HSPA, но несовместим с интерфейсами 2G и 3G на устройствах пользователей, поскольку требует наличия отдельных дополнительных модулей, которых нет, например, в старых смартфонах. Он работает в расширенном диапазоне частот (от 1400 до 2000 МГц) за счёт чего обеспечивает скорость скачивания до 326.4 Мбит/с, а отдачи до 172.8 Мбит/с (в спецификации LTE-A (Advanced – улучшенное)).
Радиус покрытия у LTE значительно выше, чем, например, у HSPA и составляет от 3.2 до 19.7 км (в зависимости от мощности базовой станции) с потерями в скорости до 1Мбит/с. Именно этот факт (больше радиус – значит, меньше затрат на модернизацию) объясняет активное внедрение операторами сотовой связи LTE в крупных городах.
Ещё более перспективным стандартом радиосвязи является WiMAX. В отличие от всех предыдущих стандартов, он имеет больше общего не с привычным GSM, а с WiFi. Он даже базируется на той же ветке спецификаций (IEEE 802.16), что и домашние беспроводные сети.

Однако, если WiFi имеет небольшой радиус покрытия, то WiMAX изначально разрабатывается как беспроводной стандарт широкополосной передачи данных на расстояниях свыше 1 км (на данный момент до 80 км).
Высокие скорости и большая ёмкость соты в WiMAX достигается благодаря широкой полосе используемого высокочастотного диапазона (1.5-11 ГГц). Поэтому технологию можно применять не только для телекоммуникационных нужд, но также для создания объединённой сети разрозненных точек доступа WiFi, организации различных систем удалённого мониторинга и контроля, а также реализации зоны покрытия мобильной связи и Интернет в труднодоступных местах.
На сегодняшний день сети WiMAX ещё только вводятся в эксплуатацию в развитых странах. В том числе в России (оператор Скартел) и Казахстане (проект FlyNet). Однако, уже активно ведутся изыскания в сфере внедрения ещё более производительных сетей пятого поколения.

Ожидается, что сети 5G будут дальнейшим развитием WiMAX 2 с зоной покрытия до 150 км и скоростями до 1 Гбит/с. Но пока это ещё только планируется.

Сравнение стандартов

Чтобы обобщить всё, что мы написали выше, предлагаю свести всю информацию в единую таблицу:

Поколение Технология Год Максимальная скорость передачи данных Максимальный радиус соты Рабочие частоты Использование Особенности

1G	AMPS	1983	до 2 кбит/с	до 30 км	824–894 МГц	США, Канада, Австралия. В данный момент не используется	Полностью аналоговое поколение стандартов с поддержкой голосовых вызовов и малой ёмкостью соты (до 200 абонентов)
	NMT	1981	до 1.9 кбит/с	до 40 км	453–467.5 МГц (NMT-450) и 890–960 МГц (NMT-900)	Скандинавские страны. До сих пор ещё эксплуатируются.
2G	D-AMPS	1992	до 15 кбит/с	до 30 км	400–890 МГц	США, Канада, Австралия. В данный момент почти не используется	Цифровой стандарт сохранявший совместимость с аналоговым AMPS
	GSM	1992	до 9.6 кбит/с	до 120 км	824–894 МГц (GSM-850), 890–960 МГц (GSM-900), 1710–1880 МГц (GSM-1800) и 1850–1990 МГц (GSM-1900)	Страны Европы, а позже и весь мир	Первый полностью цифровой стандартизированный сотовый стандарт. Дал возможность отправлять SMS
2.5G	GPRS	1996	до 171.2 кбит/c	до 40 км	Все частоты GSM	Страны Европы, а позже и весь мир	Надстройка над GSM, которая позволила передавать пакетные данные напрямую через шлюзы Интернет-провайдера, а не через наземные телефонные линии
2.75G	EDGE	2003	до 474 кбит/с	до 4 км	Все частоты GSM	США, а позже и весь мир	Надстройка над GSM, которая позволила передавать пакетные данные напрямую через шлюзы Интернет-провайдера, а не через наземные телефонные линии
3G	CDMA	1995	до 500 Мбит/с (EV-DO Rev.D)	до 35 км	1.25–2100 МГц	США, а позже и весь мир	Первая широкополосная система передачи данных с разделением потоков по специальному коду. Имеет несколько спецификаций, которые могут быть совместимы (WCDMA) или несовместимы с GSM (CDMA2000).
	UMTS	2004	до 7.2 Мбит/с	до 1.5 км	Разные в разных странах. У нас 1885–2200 МГц	Европа, а позже и весь мир	Используя наработки WCDMA, стандарт был разработан для обеспечения совместимости с GSM-сетями.
3.5G	HSPA	2006	до 14.4 Мбит/с	до 2 км	Диапазон UMTS	Европа, а позже и весь мир	Надстройка над системой UMTS, обеспечивающая более оптимальное использование канала связи.
3.75G	HSPA+	2009	до 42.2 Мбит/с	до 2 км	Диапазон UMTS	Европа, а позже и весь мир	Улучшение системы HSPA. Переходный стандарт между 3G и 4G.
4G	LTE	2012	до 326.4 Мбит/с (LTE-A)	до 19.7 км	1400–2000 МГц	США, а позже и весь мир	Является потомком GSM, но несовместим со стандартами 2G и 3G.
	WiMAX	2010	до 75 Мбит/с	до 80 км	1.5–11 ГГц	Страны дальнего востока, а позже и весь мир	Улучшение системы HSPA. Переходный стандарт между 3G и 4G.

Итоги

Технологии в наше время не стоят на месте. А в плане развития сотовой связи инновации появляются практически ежегодно!

Ещё не все до конца поняли, что такое 3G, как уже внедряются стандарты 4-го поколения, а поговаривают и о тестировании 5G!
Одно можно сказать точно, что связь со временем, скорее всего, полностью перейдёт из плоскости наземных телефонных линий в плоскость различных онлайн-сервисов. Доступ к ним будет обеспечен внедрением широкополосных беспроводных стандартов с улучшенным покрытием.

Например, уже в прошлом году компания Мегафон в России тестировала возможность передачи данных на скоростях до 4.2 Гбит/с, а в этом году МТС совместно с Nokia фактически подготовили базу для внедрения сетей 5G!
Так что уже через пару-тройку лет наши мобильники вполне могут стать настоящими видеофонами и мы будем не только слышать, но и всегда видеть наших собеседников!

GSM и 3G 2020

Глобальная система мобильной связи или GSM является современным и наиболее широко используемым стандартом для мобильных телефонов сегодня, а 3G — это мобильная технология следующего поколения, которая начала заменять GSM. 3G все еще находится в зачаточном состоянии и имеет лишь небольшую площадь, покрытую по сравнению с GSM.
Технология GSM стала самой известной технологией мобильных телефонов в мире. Хотя есть и другие технологии, которые конкурируют с GSM, она не преуспела в своем доминировании. GSM предложила множество возможностей для мира мобильных телефонов, таких как текстовые сообщения и даже доступ к интернету с низкой скоростью.

Дальнейшие улучшения были сделаны с внедрением GPRS и EDGE, которые расширили возможности сетей GSM. Мультимедийные сообщения были добавлены в список функций, позволяющих подписчикам отправлять фотографии, аудиоклипы и даже короткие видеоклипы друг другу.

EDGE также увеличил скорость мобильного интернет-просмотра до скорости коммутируемого доступа.
3G — это совершенно новая технология, которая была внедрена в качестве замены устаревшей технологии GSM. Он предлагает значительные улучшения по сравнению с предшественником практически во всех возможных аспектах.

Для начала скорость мобильного интернета для сетей 3G начинается со скоростью 384 Кбит / с, которая уже находится в диапазоне скоростей DSL. На более высоком конце спектра 3G есть HSDPA, который может достигать скорости до 7,2 Мбит / с, быстрее, чем может предложить GSM.

Тезисы более быстрых скоростей также позволили добавить новые функции, недоступные для GSM. Один из них — видеозвонок, который позволяет людям видеть друг друга во время разговора.
Единственным недостатком технологии 3G является тот факт, что он не обратно совместим со старой GSM-технологией. Это означает, что ваши мобильные телефоны 3G не могут общаться с башнями GSM, а телефоны 2G не могут общаться с башнями 3G.

Чтобы сохранить обратную совместимость, большинство телекоммуникационных компаний устанавливают новые 3G-радиостанции, сохраняя при этом старые GSM-радиостанции. Производители мобильных телефонов также поддерживают 3G-поддержку в своих телефонах без удаления технологий 2G.

Это постепенно исчезнет, ??когда появятся все больше и больше 3G-радиостанций и построены мобильные телефоны 3G.
Было бы только вопросом времени, пока технологии 3G полностью не заменит сеть GSM, это не конкуренция, а естественный переход от старой технологии к новой. Поэтому было бы разумно рассмотреть это, когда вы покупаете новый мобильный телефон и получаете тот, который уже поддерживает технологию 3G.

Стандарты мобильной связи 3G и 4G. Справка

Жизнь современного человека нельзя представить без мобильной связи. Первыми «переносными трубками» стали радиотелефоны, к ним относится самое первое поколение сотовой связи 1G, а именно – стандарт NMT (Nordic Mobile Telephone), который появился на мировом рынке в 1981 году.
К 1991 году относят рождение 2G поколения сотовой связи – GSM (Global System for Mobile Communications) стандарт. В России он появился к концу 1990-х годов. Его диапазон частот был 890-960 МГц, а затем и 1800 МГц.

Во втором поколении связь стала более качественной за счет оцифровки звука. Но из-за того, что уровень сигнала был слишком низким, GSM-операторы вынуждены размещать как можно большее количество базовых станций, чтобы люди не испытывали проблем со связью.
К тому же скорость передачи данных внутри GSM не превышает 9,6 кбит/с, что не позволяет передачу более высококачественного звука, видео.
Решить проблему узкого канала сетей GSM был призван стандарт GPRS (General Packet Radio Service), известный как 2.5G или поколение «два с половиной». Такое название он получил по той причине, что стал промежуточным между вторым (2G) и третьим (3G) поколением. По сути, это надстройка над GSM, чтобы сделать доступным (то есть более быстрым и дешевым) пользование сетью Интернет.

Он обеспечивает скорость передачи данных от 56 до 114 Кбит/c. Позднее GPRS эволюционировал в EDGE стандарт (его называют 2,75G), скорость передачи данных при котором стала 474 Кбит/c.
Стандарт 3G был разработан Международным союзом электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) и носит название IMT 2000 (International Mobile Telecommunications 2000). Под этой аббревиатурой объединены пять стандартов, и только некоторые из них обеспечивают полное покрытие в различных диапазонах, поэтому фактически только они могут рассматриваться в качестве полноценных 3G решений.
Используются три основных стандарта 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), CDMA2000 и WCDMA (Wide CDMA). Все они настроены на пакетную передачу данных и, соответственно, на работу с цифровыми компьютерными сетями, включая Интернет.
Согласно стандартам IMT-2000, под мобильной связью третьего поколения 3G понимается интегрированная сеть, обеспечивающая следующие скорости передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 кбит/с, для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) – 384 кбит/с, для неподвижных объектов на коротких расстояниях – 2,048 Мбит/с.
Сеть мобильной связи третьего поколения, благодаря высокой скорости передачи данных, позволяет осуществлять видеозвонки (когда собеседники видят друг друга на экранах мобильных телефонов), реализовывать различные мультимедийные сервисы, требующие высокую скорость передачи данных, а также предоставляет высокоскоростной доступ к интернету, в любой точке, где есть 3G сеть, что позволяет забыть о привязке к проводной точке доступа к интернету (дома или в офисе).
Главным отличием 3G от сетей второго поколения является индивидуализация, то есть, присвоение каждому абоненту IP-адреса, подобно Интернету. Еще один плюс – абоненты могут находиться в сети постоянно, не беспокоясь о материальных средствах, так как оплата насчитывается не за время, а за трафик.
Для реализации систем третьего поколения разработаны рекомендации по глобальным унифицированным стандартам мобильной связи: обеспечение качества передачи речи, сравнимого с качеством передачи в проводных сетях связи; обеспечение безопасности, сравнимой с безопасностью в проводных сетях; обеспечение национального и международного роуминга; поддержка нескольких местных и международных операторов; эффективное использование спектра частот; пакетная и канальная коммутация; поддержка многоуровневых сотовых структур; взаимодействие с системами спутниковой связи; поэтапное наращивание скорости передачи данных вплоть до 2 Мбит/с.
Наибольшее развитие сети третьего поколения получили в Японии и Южной Корее. Первая коммерческая 3G-сеть FOMA была запущена 1 октября 2001 года в Японии оператором NTT DoCoMo на базе стандарта W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). В Европе первая сеть третьего поколения была запущена 3 марта 2003 года в Великобритании оператором Hutchison.

Она построена на базе того же стандарта W-CDMA и получила короткое и понятное название – «3».
В регионах России сеть 3G представлена фрагментарно, в Москве ее покрытие ограничивается несколькими торговыми и офисными центрами.
К связи четвертого поколения (4G), как правило, относят технологии, которые позволяют передавать данные в сотовых сетях со скоростью выше 100 Мбит/сек.
Технология LTE (Long-Term Evolution) – это основное направление эволюции сетей сотовой связи третьего поколения (3G). В январе 2008 года международное объединение Third Generation Partnership Project (3GPP), разрабатывающее перспективные стандарты мобильной связи, утвердило LTE в качестве следующего после UMTS стандарта широкополосной сети мобильной связи.
Сети 4G на основе стандарта LTE способны работать практически по всей ширине спектра частот от 700 МГц до 2,7 ГГц.
LTE обеспечивает теоретическую пиковую скорость передачи данных до 326,4 Мбит/с от базовой станции к пользователю и до 172,8 Мбит/с в обратном направлении.
Технология Long Term Evolution, как ожидается, приведет к появлению качественно новых мобильных сервисов: пользователи смогут в режиме реального времени получать видео высокого качества, работать с интерактивными службами и пр.
В апреле 2009 года сеть LTE показала Motorola на выставке CTIA Wireless. В мае шведский оператор Telia продемонстрировал первый в мире участок сети сотовой связи, построенный по технологии LTE.

Над созданием таких сетей работают Verizon, Bell и Telus.
В широком понимании к 4G относят также технологии беспроводной передачи интернет-данных Wi-Fi (скоростные варианты этого стандарта) и WiMAX (в теории скорость может превышать 1 Гбит/сек).
Wi-Fi (Wireless Fidelity) – современная беспроводная технология соединения компьютеров в сеть или подключения их к Интернету. Wi-Fi разработан консорциумом Wi-Fi Alliance.

Стандарт Wi-Fi позволяет предоставить высокоскоростной доступ ко всем ресурсам сети Интернет (электронная почта, Интернет-серфинг, ICQ и т.д.) с ноутбука, смартфона или КПК в зоне покрытия сети Wi-Fi. Технология обеспечивает одновременную работу в сети нескольких десятков активных пользователей, скорость передачи информации для конечного абонента может достигать 54 Мбит/с.
Стандарт WiMAX (аббревиатура от Worldwide Interoperability for Microwave Access) – технология широкополосной беспроводной связи, которая? в отличие от других технологий радиодоступа, обеспечивает высокоскоростные соединения на больших расстояниях даже при отсутствии прямой видимости объекта, на отраженном сигнале.
Этот стандарт был разработан корпорацией Intel, крупнейшим мировым производителем микрочипов. Соответственно, WiMAX-чипами будут в первую очередь комплектовать ноутбуки. Скорей всего, со временем WiMAX вытеснит Wi-Fi, так как Wi-Fi действует в радиусе нескольких метров от точки доступа, у мобильного WiMAX покрытие существенно больше.

И кроме того, он позволяет абоненту, если тот перемещается со скоростью до 120 км/ч, переключаться между станциями.
Летом 2009 года в России в коммерческую эксплуатацию была запущена первая в России сеть беспроводного быстрого интернета по технологии Mobile WiMAX (4G). Поставщиком услуг на базе этой сети стала компания «Скартел», известная под брендом Yota. Сеть обеспечивает высокую скорость доступа в интернет – до 10 Мбит/с, в любое время, в любом месте зоны покрытия и поддерживает соединение даже в движении, на скорости до 120 км/ч.

Доступ к Yota уже получили жители Москвы, Санкт-Петербурга, Уфы, Краснодара и Сочи.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников