4g, 4g+, 3g и lte - в чем разница стандартов сети

Качество радиосигнала

В системах 2G, таких как GSM, установка голосового соединения с хорошим качеством речи требует отношения несущей к помехе (C/I) не менее 9 дБ. Речь не так подвержена влиянию C/I, как данные, поэтому для установки информационного соединения с большой пропускной способностью сеть должна обеспечивать значение C/I не менее 12 дБ. Это значит, что скорость передачи данных сильно зависит от отношения сигнал/помеха (SINR). Помехи можно разделить на три категории.

Внутренние помехи сети

Внутренние помехи сети состоят из помех от соседнего и смежного каналов. Помехи такого типа могут обнаруживаться элементами сети. Их можно устранить путем оптимизации структуры сети, частотного плана, распределения мощности и настройки антенно-фидерной системы.

В системах WiMAX и LTE с временным разделением каналов (TDD) существует внутренняя помеха, получившая название межслотовой. В системе TDD восходящий и нисходящий каналы используют одну и ту же частоту, распределенную по временным слотам. Из-за неправильного распределения слотов или задержек слоты восходящего и нисходящего каналов могут частично перекрываться, увеличивая SINR в пострадавшем слоте и снижая скорость передачи данных.

Интермодуляционные помехи (IMD)

Интермодуляция является сложным явлением. Когда два или несколько сигналов проходят через активное устройство, они могут порождать интермодуляционные составляющие. Это явление часто называют активной интермодуляцией. Когда два или несколько сигналов проходят через пассивное устройство, такое как кабель, разъем или антенна, они тоже могут порождать интермодуляционные составляющие. Такое явление называется пассивной интермодуляцией (PIM). Интермодуляционные составляющие могут проникать в восходящий канал сети и блокировать восходящий трафик (рис. 5).

Рис. 5. Спектрограмма интермодуляционного пейджингового сигнала, создающего помеху в восходящем канале UMTS

Внешние помехи

Внешние помехи представляют собой паразитные сигналы, создаваемые передатчиками, не относящимися к данной сети, например ретрансляторами или двунаправленными усилителями (BDA), которые могут увеличивать уровень собственных шумов восходящего и нисходящего каналов. Если эту проблему не решить, она легко может стать источником помех.

Телефонная функция, привлекательная, но не решающая

В любой момент, если мы находимся дома, наслаждаясь планшетом, и нам звонят, очень удобно иметь возможность отвечать с того же устройства и даже продолжать делать свои дела с экраном, пока мы обслуживаем собеседника. На самом деле сегодня есть хороший список широкоформатного оборудования с включенной опцией.

Тем не менее, WhatsApp, Skype o Видеовстречи Они уже предлагают звонки по IP-телефонии и, кажется, мало-помалу будут набирать обороты, если операторам не удастся сократить свое продвижение. Планшет — идеальный инструмент для поддержания видеочате или просто голосовой разговор и мы можем выполнить эту операцию, подключившись к сети Wi-Fi.

Сравнение с 3g и 4g

Поговорим об отличиях нескольких стандартов мобильной связи. 4G – одно из последних поколений сети, гарантирует пользователю быструю передачу данных. Отличия заключаются также в разных технологиях передачи данных, в новом поколении используется пакетная передача данных, а в предыдущей – 3G разработчики предлагают коммутацию каналов.

В 4G присутствует так называемый VoIP (усовершенствованная технология цифровой аудиосвязи через интернет телефонию). Благодаря развитым социальным сетям и мессенджерам теперь пользователи созваниваются друг с другом совершенно бесплатно, получая доступ и к аудио-, и к видеосвязи.

Разработчики позаботились о стабильности связи. Когда объект (говорящий человек) быстро перемещается в пространстве (едет в авто, в лифте, просто находится на пробежке), то связь не становится хуже, ее качество сохраняется на прежнем уровне. В отличие от 3G, LTE присутствует только в крупных городах страны, в то время как предыдущее поколение прекрасно покрывает широкие зоны

Тут уже следует обратить внимание на несомненное преимущество 3G

Сравнивая 4G c LTE, нельзя не обратить внимание на отнесение обоих стандартов к одному поколенческому уровню связи. Но и это не делает их совершенно аналогичными, поэтому расскажем об отличиях:

Но и это не делает их совершенно аналогичными, поэтому расскажем об отличиях:

ЛТЕ имеет низкую скорость выгрузки данных, файлов и документов;
ЛТЕ обладает низкой пропускной способностью (всего 15 Мб/с). Для сравнения – тот же показатель у 4G достигает 1 Гб;
скорость приема информации намного ниже.

Несколько поколений отличаются преимуществами и недостатками, и в сравнении они становятся еще очевиднее. С точки зрения простоты подключения, доступности и соответствии потребностям пользователей LTE считается самым предпочтительным вариантом.

Особенности конфигурирования сетей 3G/4G

Как уже обсуждалось, сети 3G/4G должны обеспечивать лучшее качество речи, предоставлять широкополосный доступ к Интернету и поддерживать более высокую пропускную способность. Для достижения этих целей нужно соответствующим образом обслуживать и оптимизировать радиочастотное оборудование. Кроме того, следует минимизировать эфирные помехи.

Станет ли жизнь специалистов в области радиосвязи с распространением беспроводных сетей следующего поколения еще беспокойней? Или сети превратятся в примитивный шлюз, предоставляющий только доступ в Интернет, подобно современным бесплатным сетям Wi-Fi? И да, и нет.

Давайте начнем с хорошей новости. Ключевым элементом радиосети является БС (узел B в сети 3G) или точка доступа (AP) — в зависимости от того, в чьем лагере вы оказались. Базовая станция содержит (рис. 2):

ВЧ-тракт, в состав которого входят усилитель мощности, смеситель, фильтр и малошумящий усилитель;
тракт модулирующего сигнала (на основе ПЛИС);
блок управления с тактовым генератором;
модуль транспортного канала, обеспечивающий взаимодействие между БС и транспортной сетью (например, T1, E1, ATM, оптическим каналом или Ethernet);
источник питания.

Рис. 2. Конфигурация базовой станции

В БС применяется технология программной радиосвязи (SDR), которая поддерживает работу на нескольких частотах и несколько стандартов связи на единой аппаратной платформе (например, GSM, EDGE, WCDMA, HSPA и LTE).

Ключевая функция технологии SDR заключается в том, что она позволяет быстро изменять радиопараметры, включая частоту, формат модуляции и полосу. Это делает базовую станцию практически самонастраивающейся. Специалисту достаточно лишь ввести IP-адрес конкретной БС, а все остальные настройки (мощность, число каналов, частотный диапазон, схема модуляции и схема кодирования) автоматически загружаются из коммутатора.

Главное преимущество данной технологии состоит в том, что она исключает необходимость ВЧ-настройки в полевых условиях во время ввода БС в эксплуатацию. Это позволяет провайдерам значительно быстрее развертывать сети и приложения. Например, развертывание сети HSPA на основе UMTS займет всего несколько месяцев и потребует лишь программного обновления. В первых сетях 2G такого даже представить было нельзя. Конечно, оптимизация и тонкая настройка после развертывания сети всегда отнимает много времени, но это справедливо для сетей любого типа.

Что такое 3g

3 g – это мобильная сеть третьего поколения (third generation). Она предоставляет как услуги мобильной связи, так и услуги беспроводного высокоскоростного интернет-соединения. Нас интересует в первую очередь последнее.

3g основана на базовых мобильных сетях Edge и GPRS, способ работы которых был описан выше. Основное отличие состоит в том, что 3g покрытие использует более новое оборудование, что обеспечивает более качественную и быструю передачу данных.

Данная сеть предоставляет следующие скорости для абонентов с высокой мобильностью, низкой и неподвижных соответственно:

144 кбит/с;
384 кбит/с;
2048 Кбит/с.

Как видим, чем менее подвижен объект, тем выше у него будет скорость передачи данных.

Преимущества интернета 3 поколения

Учитывая особенности передачи данных в этой сети, выделим её преимущества:

Оптимальное соотношение цены и качества услуг.
Высокая степень защиты. Благодаря тому, что каждому пользователю присваивается собственный ip-адрес, степень защиты повышается.
Большая зона покрытия.
Большой выбор операторов, так как на 3g перешли уже все компании сотовой связи.
Преимущество перед более сильными сетями – сниженный уровень радиоизлучения.

Недостатки интернета 3g

При выборе также стоит оценить и недостатки предлагаемых систем.

Низкая скорость передачи данных даже при небольшой мобильности.
Нестабильность. В данной сети часто возникают разрывы связи. В основном это связано с отдалённостью от вышки, а также с перегрузкой сети.

Это основные недостатки, но они весьма значительные, поэтому данная сеть отходит на второй план, уступая место новому поколению.

Что такое 4G

Развитие сети 3G когда-то позволило пользователям мобильных устройств буквально «летать» в интернете. Конечно, для этих целей существует Wi-Fi, но найти бесплатную точку доступа удается не везде. Однако прогресс не стоит на месте, и на смену прежним стандартам приходят новые, более совершенные. Теперь будущее за 4G, или fourth generation — сетью четвёртого поколения. С ее помощью осуществляется передача данных на скорости до 1 Гб/с (для стационарных абонентов) и до 100 Мб/с для клиентов с высокой мобильностью. «Подвижный» абонент – это тот, кто выходит в интернет со своего смартфона, находясь вне дома, чаще в транспорте (например, в автомобиле или поезде). Впервые основные стандарты сети нового поколения были утверждены в 2008 году, в Швейцарии, на конференции по развитию беспроводных технологий. В сущности, 4G – это беспроводная широкополосная связь, на высокой скорости передающая одновременно голос и информацию. Причем сигнал подается в десятки раз быстрее, нежели в сети 3G. 4G объединяет целую совокупность сетей нового поколения, сюда входят и режим ЛТЕ, и технология WiMAX.

Лет 10 назад поддержка 4Джи была недосягаемой вершиной для большинства операторов. Сегодня телеком-компании активно совершенствуют свои сети до стандарта fourth generation, оборудуя в городах все больше вышек радиосвязи. Единственное, что требуется от абонента – иметь устройство, поддерживающее 4G.

Проблемы сетей 3G/4G

Как уже говорилось, сети 3G/4G поддерживают множество функций, удобных как для абонентов, так и для провайдеров. К сожалению, эти возможности порождают и свои специфические проблемы.

Увеличение числа базовых станций

Для достижения высокой пропускной способности необходима значительно бóльшая полоса частот. Например, для нормальной работы HSPA нужна полоса 5 МГц, а для LTE и WiMAX — не менее 10 МГц. В результате для систем 3G/4G предпочтительны более высокие частотные диапазоны. Но чем выше частота, тем больше БС приходится устанавливать в заданной области. Это существенно увеличивает затраты на строительство и аренду площадок, а техническим службам приходится обслуживать в два-три раза больше точек, чем раньше.

Большее число активных устройств и ВЧ-компонентов в антенно-фидерных системах

В сетях 3G/4G используются различные технологии, направленные на улучшение зоны покрытия восходящего и нисходящего каналов. В результате в антенно-фидерные системы приходится устанавливать много активных ВЧ-компонентов (например, мачтовые усилители (TMA), выносные радиоголовки (RRH), выносные регуляторы наклона и интеллектуальные антенны). Такие устройства должны правильно устанавливаться, оптимизироваться и обслуживаться, в противном случае они могут вызывать перебои связи и помехи (например, насыщение TMA при попытке повысить мощность в восходящем канале).

Подавляющее большинство сетей 3G/4G сосуществует с сетями 2G, а это ограничивает место для прокладки новых коаксиальных кабелей и установки антенн. Для решения данной проблемы используется большое число диплексеров и дуплексеров. Однако эти компоненты вносят дополнительные потери и в конечном итоге сокращают зону покрытия. Кроме того, диплексеры и дуплексеры имеют определенную полосу пропускания и могут маскировать отказы фидерных линий, что затрудняет определение расстояния до места повреждения. Поэтому настоятельно рекомендуется отключать системные диплексеры перед проверкой кабелей.

Высокое отношение пиковой мощности к средней

Для повышения пропускной способности в сетях 3G/4G применяются схемы модуляции более высокого порядка: в 3G используется модуляция QPSK или 16QAM, а в сетях 4G — OFDM. Одним из следствий применения таких схем модуляции является повышенное отношение пиковой мощности к средней. Так, для WCDMA это отношение равно 8–10 дБ, а для OFDMA — 10–12 дБ. Это значит, что один 20-Вт передатчик может выдавать до 200–320 Вт пиковой мощности, а это слишком много. Представьте, какая мощность будет передаваться по фидерной линии или через антенну, если применяется несколько несущих.

В конечном итоге мощность системы может значительно изменяться. Высокая мощность сильно нагружает компоненты системы, приводя к возникновению интермодуляционных искажений — в частности, порождая пассивную интермодуляцию (PIM). Если интермодуляционные составляющие попадают в восходящий канал, они могут блокировать работу всей базовой станции.

Скорость мобильного интернета — от чего зависит

Понятное дело, что иметь скоростной мобильный интернет — это прекрасно, но цена за такое удовольствие тоже немаленькая.

Современные тарифы существенно различаются, стартуя от 200 рублей/месяц. Но более менее качественный интернет можно получить, только заплатив 400, 550, 700 и даже 1200 рублей у МТС, Билайн, Мегафон и т.п. Сколько стоит пакет, зависит от скорости передачи данных и общего количества заранее предоплаченного трафика. Но тут нужно понимать, что сегодня на простые видеоролики в соцсетях или на ютубе, как правило, достаточно и 2 Гбайт трафика. Если же есть желание просматривать полноформатные фильмы, то столько будет весить каждый.

Скорость мобильного интернета не везде одинакова, она находится в зависимости от целого ряда факторов:

технологий (3G/4G), которые применяются оператором на его базовых станциях;
диапазонов и полос частот;
текущей единовременной нагрузки в рамках конкретной сети;
расстояния до базовой станции оператора и возможных помех;
качества транспортного канала до базовой станции;
запущенного функционала на базовых станциях;
используемых абонентами мобильных устройств.

Для справки! Именно радиочастотный ресурс — важнейшая часть сотовой сети с точки зрения гарантий высокоскоростного мобильного интернета. Связано это с тем, что скорость интернета в сотовой сети напрямую зависит от физических характеристик канала передачи информации, а именно, от полосы частот.
Скорость 4G

Чем отличается 3G от 4G

LTE

Для того, чтобы понять, чем отличаются третье и четвертое поколение связи, необходимо понять спецификацию каждой из них. По нормам International Telecommunication Union, 3G должны обладать такими параметрами:

В статичном положении, скорость должна быть не менее 2 Мбит/с
Для перемещающихся объектов не ниже 348 кбит/с

Важно понимать принцип действия мобильной связи. Каждый телефон обслуживает ближайшая вышка

В сетях третьего поколения применяли кодовое разделение сигнала. Что помогло снизить проблемы с работой мобильных телефонов во время движения. При перемещении от одной вышки к другой, для снижения риска обрывов связи, сотовые операторы принудительно плавно уменьшали сигнал от удаляемой вышки и увеличивали от приближающейся.

Третье поколение мобильной связи использует радиоинтерфейсы на основе технологий: FDMA, TDMA и CDMA.

Сети 4G, сегодня являются самыми перспективными. Большая тройка сотовых операторов в России перешла на LTE, остальные операторы также их внедряют. Главным отличием 4G от 3G является внедрение пакетной передачи данных. Собственно, благодаря такому протоколу и удалось повысить скорость мобильного интернета.

Кроме того, LTE-сети обладают технологией Voice over IP. То есть возможность передачи звуковых сигналов по средствам интернета.

Именно благодаря Voice over IP мы может осуществлять звонки в любую точку мира по интернету. То есть такие, которые не тарифицируются по тарифам мобильной связи. При безлимитном интернете их стоимость минимальна

Конечно, мобильные операторы сопротивляются, но скорее всего им уже сейчас нужно больше уделять внимание интернет технологиям. Телефонные звонки без использования интернета уйдут в прошлое

Это уже решено.

По нормам ITU, 4G должны обладать:

Передачей информации разделенной на пакеты
Минимальной скоростью 1 Гбит/с

Строго говоря, современные WiMAX и LTE сети не являются 4G. И называются таковыми только благодаря маркетинговому сговору сотовых операторов. Для того, чтобы это понять, достаточно скачать приложение на свой смартфон способное измерить скорость передачи данных. Популярные сегодня (LTE-сети) не предоставляют возможность скорость передачи данных и близкой к 1 Гбит/с.

Возможно, вам также будет интересно

Компания «Премьер-электрик», дистрибьютор Fibocom Wireless, представляет высокоскоростные и миниатюрные 3G- и LTE-модули, являющиеся результатом сотрудничества Fibocom и Intel.

Компания Quectel Wireless Solutions представляет новый GSM/GPRS-модуль М66, который на момент написания статьи является самым маленьким модулем в мире с LCC-монтажом (краевые контакты). Несмотря на компактный размер модуля, производителю удалось реализовать в нем широкий функционал, востребованный на рынке М2М, а также предоставить возможность разработчику получить доступ к ресурсам ядра процес…

Компания Microsemi представила новый транзистор 1011GN-700ELM, разработанный для применения во вторичных системах радионаблюдения (SSR) систем контроля воздушного движения.
Транзистор 1011GN-700ELM открывает новую линейку GaN-on-SiC силовых радиочастотных транзисторов Microsemi, которая будет включать в себя транзисторы с уровнями выходной мощности 250, 500 и 700 Вт для создания радарных …

Преимущества и недостатки технологии

Несмотря на развитие технологий и совершенствование систем, всегда будут выявлены и плюсы, и минусы.

Плюсы

высокая скорость обработки данных без подвисаний и лагов;
использование широкого диапазона частот, полос;
упрощенный процесс передачи данных от сервера к устройству, поскольку архитектура построения сетей была усовершенствована;
сократилось время отклика;
увеличена скорость загрузки;
повышена скорость отдачи;
удобство в подключении, поддержка на устройствах с разными версиями операционных систем;
просмотр видеоматериалов без задержек и подвисаний;
использование высококачественной видеосвязи с целью организации видеоконференций;
использование в качестве роутера, раздача Wi-Fi другим пользователям;
расширение функционала и услуг и снижение стоимости и затрат;
устойчивость к большому числу пользователей.

Минусы

далеко не все устройства поддерживают LTE;
зона покрытия ограничена;
высокая нагрузка на устройство, быстрая разрядка аккумулятора;
отсутствие совместимости в работе с 2G, 3G, пользователю приходится выбирать один вариант из нескольких;
отдельные услуги довольно дорогостоящие.

Как проверить скорость интернета мобильного телефона — тест

Для того, чтобы проверить текущую скорость интернет подключения на смартфоне, который работает под управлением операционной системы Андроид, необходимо скачать одно из специальных приложений. Самым популярным является SpeedTest от компании Ookla.

Чтобы запустить тест скорости мобильного интернета, нужно:

Установить программу SpeedTest на свой телефон
Активировать мобильную передачу данных из шторки быстрого доступа
Отключить WiFi соединение
После этого запускаем программу
И даем ей разрешение на определение местоположения. Это нужно, чтобы она могла выбрать наиболее близкий к вам сервер для проверки скорости скачивания и загрузки файлов
Теперь можно нажать на кнопку «Начать», чтобы запустить проверку
По ее результатам вы увидите актуальную входящую и исходящую скорость
Все последние замеры будут отображаться в меню «Результаты»

E (EDGE)

EDGE (англ. Enhanced Data rates for GSM Evolution) или Enhanced GPRS — цифровая технология беспроводной передачи данных для мобильной связи, которая являет собой надстройку над 2G и 2.5G (GPRS) сетями.

Подключение в сети по EDGE примерно в 3 раза быстрее, чем по GPRS, а именно максимальная скорость передачи данных может составлять 474 Кбит/с. На картинке выше скорость соединения, измеренная приложением Internet Speed Meter для Android, имеет размерность KB/s (килобайт в секунду). Чтобы перевести в размерность килобит в секунду, нужно умножить отображаемое значение на 8, то есть 17 Кб/с x 8 = 136 Кбит/с.

Скорость 4G и 5G

Пятое поколение беспроводной мобильной связи обещает огромные функциональные возможности.

Ниже рассмотрим основные стандарты для 5G:

Максимальная входящая скорость передачи данных должна составлять минимально двадцать гигабит в секунду. Параметр исходящей скорости – минимум 10 Гбит/сек. Зная, какая скорость 4G, можно сделать вывод, что сети пятого поколения должны превзойти сети четвертого поколения практически в двадцать раз.
Разница в 3G, 4G и 5G будет также заключаться и в плотности соединения. К примеру, для сети пятого поколения этот параметр составит минимум один миллион подключенных гаджетов на 1 км2.
Мобильность – благодаря сетям пятого поколения пользователи смогут перемещаться на скорости до пятисот километров в час. Для сравнения, этот показатель составляет для сети 4G 120 км/ч.
Также должна улучшиться энергоэффективность. «Спящий» режим вышек даст возможность сокращать энергопотребление.
Задержка передачи данных при идеальных условиях для 5G будет максимум 1 мс (у 4G этот показатель равняется 20 мс).

4G и 5G – это разные технологии. Но пока что лидерами остаются сети четвертого поколения, несмотря на то, что 5G обещает серьезные вещи в плане скорости и стабильности. Пользователям пока что хватает функциональных возможностей сети четвертого поколения: просмотр потока видео, общение по видеосвязи, серфинг. Также необходимо понимать, что затраты на переход и организацию 5G будут колоссальными. И не каждый оператор сможет позволить себе столь значительные вложения.

Реальное быстродействие интернета 4G у отечественных операторов

Проверка скорости интернета

Как показали замеры в России с помощью Speedtest, самая высокая средняя скорость 4G интернета (до 56 Мб/с) у МТС, это отличный показатель.

Проверить скорость своего оператора очень легко, и это займет меньше минуты. Следует закрыть открытые вкладки или программы, игры, приложения и т. д. Они могут повлиять на измерение скорости интернета в конкретный момент времени. Лучше использовать Chrome или Firefox, это самые быстрые браузеры. Далее зайти на speedtest.net и нажать СТАРТ. Через некоторое время сервис покажет скорость. Лучше провести замеры несколько раз, с интервалом в 5-10 минут, тогда показания будут усредненными и более реальными.

Сегодня стандарт связи 4G активно внедряется всеми операторами. Рядовым пользователям надо знать, что скорость интернета в такой сети заметно выше. Поэтому есть смысл несколько переплатить за соответствующий тариф.

Что за зверь такой 4G

Небольшой экскурс в историю: 3G начали разрабатывать ещё в 1990 году. Для апробации и решения различных технических вопросов понадобилась декада. В 2000 году состоялся запуск системы третьего поколения. Именно тогда начались первые разработки 4G. Как и система-предшественник, 4G была запущена после 10 лет работы над ней.

Непосредственно в России история LTE началась с создания 4G Консорциума. В некоммерческую организацию вошли 4 организации: «Вымпелком», «МТС», «МегаФон» и «Ростелеком». Консорциум был призван изучить возможности внедрения 4G в России и выработать практические рекомендации. Сразу после появления законодательной возможности предоставлять 4G услуги, правительством был устроен конкурс на получение рабочих частот 7,5 МГц и 2,5—2,69 ГГц.

Победителями, как ни удивительно, стала четвёрка членов консорциума: «большая мобильная тройка» и «Ростелеком».

Получая государственную лицензию, компании взяли на себя определенные обязательства:

ежегодно финансировать проекты по развитию 4G в России в размере не мене 15 миллиардов рублей ежегодно;
иметь к 2016 году в LTE зоне не менее 30 субъектов;
к 2019 году обеспечить появление LTE в каждом городе, с населением более 50 000 человек.

К понятию 4G (сетей четвертого поколения) принято относить технологии LTE и WiMax. Они доступны пользователям с 4G-гаджетами и поддерживающими LTE модемами. В настоящее время на отечественном рынке доступны более 30 смартфонов и 9 планшетов с поддержкой LTE. Также с 4G работают 17 модемов от производителей Quanta, ZTE и HUAWEI.

Работа 4G сетей базируется на протоколах пакетного обмена данных. Для передачи данных в 4G используются IP-телефония, которая в предыдущем поколении отсутствует.

Теоретический потенциал скорости 4G разительно отличается от предыдущих поколений. 4G способен развивать до 1Гбит/сек, в то время, как для 3G технический порог установлен на отметке 10 Мбит/сек. «Дедушка» современных 4G — GSM и вовсе мог «выжимать» до 240 Кбит/сек в лабораторных условиях. На практике же отечественные 4G операторы способны предложить их абоненту скорость до 25-50Мбит/секунду, что позволяет мгновенно загружать музыку, видео и приложения с маркета.