Чем отличаются сети 3G, 4G и 5G? Инфографика
Для тех кому интересно.
Начнем с простого: как работает сотовая связь
Как писал Артур Кларк, «любая достаточно сложная технология неотличима от магии». А мы добавим: любая технология, которая прочно входит в нашу жизнь, становится чем-то обыденным, как чайник на плите. Мы немного расскажем о том, как работает одна из разновидностей «бытовой магии» — сотовая связь.
Что такое сотовая связь?
Сотовая связь — разновидность радиосвязи, а значит есть устройство, отправляющее сигнал (например, ваш мобильный) и устройство, принимающее его (например, мобильный вашего друга). Между ними находятся базовые станции, которые ретранслируют сигнал. Чтобы вы могли сохранять непрерывную связь на больших расстояниях, без помех и двигаясь в пространстве, этих станций много. Они размещены так, чтобы их «круги охвата» краями накладывались друг на друга.
Что такое базовая станция?
Этот загадочный объект каждый видел, и неоднократно. Да, те самые сотовые вышки, которые стоят в поле. В крупных городах базовые станции обычно «прячут» на крышах домов. Одна такая станция может обслужить до 432 звонков одновременно.
Почему связь «сотовая»?
Если посмотреть сверху на схему сети базовых станций, то их пересекающиеся краями круги покрытия словно составляют пчелиные соты.
Что показывает значок сети?
Даже когда мы не совершаем звонков, телефон постоянно поддерживает сигнал с базовыми станциями. Принцип связи бывает нескольких разных видов, но суть в том, что поймав сигнал, испускаемый станцией, телефон в ответ отправляет свой идентификационный код, уникальный для каждого. Если обмен проходит штатно, у нас «есть сеть», если нет, связь прерывается.
Что происходит после того, как вы набрали чей-то номер телефона?
Первым делом ваш телефон связывается с базовой станцией. Он посылает ей сигнал, которым просит выделить канал для разговора.
Если сигнал принят, то дальше он обрабатывается контроллером базовой станции (BSC). Он управляет освобождением и сменой разговорных каналов. А от BSC сигнал идет на коммутатор.
Если вы представили себе девушек, вручную перетыкающих штекеры соединений, то развидьте. Коммутатор автоматически ищет другой коммутатор, максимально близко расположенный к адресату вашего звонка. Для начала он проверяет, вашего адресата: он из вашей сотовой сети, или абонент другого оператора? Если операторы разные, ваш коммутатор радостно «сваливает работу» на такой же коммутатор этого самого оператора.
Свой или чужой, главное что в итоге ближайший ко второму абоненту коммутатор передает на контроллер сигнала. А этот BSC через самую ближнюю к адресату звонка базовую станцию выделяет голосовой канал для ответа, и ваш друг слышит, что вы ему звоните.
Почему иногда внезапно пропадает связь?
Если телефон исправен, то это как правило либо разрыв в покрытии базовых станций, либо их перегрузка.
Разрыв случается там, где не достает мощности сигнала. Например, в подземном переходе. А еще из-за классического «гладко было на бумаге, да забыли про овраги». Покрытие базовой станции образует круг при условии ровного плоского рельефа. Гора, впадина, балка — и края «сот» разомкнулись, получилась «дырка».
Перегрузка возникает из-за того, что каждая базовая станция обеспечивает ограниченное число каналов связи. Если вы на многотысячном концерте, а местная станция может «поднять» несколько сотен звонков, то будьте уверены: связаться ни с кем нормально не получится.
Теперь приступим собственно к опредеению различий между 3G, 4G и 5G...
Стремительно увеличивающееся число пользователей мобильного интернета приводит к необходимости постоянной разработки технологий нового поколения.
Мобильные телефоны представлены на мировом рынке уже на протяжении 40 лет, однако доступом в интернет они стали обладать лишь около 20 лет назад. Запуск третьего поколения связи 3G в начале 2000-х положил начало новой эре беспроводной связи. С этого момента сотовые телефоны смогли не только принимать звонки и текстовые сообщения, но и обеспечивать доступ в интернет.
В 2008 году была презентована технология 4G, открывающая еще больше возможностей. Мобильная связь четвертого поколения позволяет не только посещать интернет-страницы, но и смотреть видео в высоком качестве, использовать конференц-связь и играть в онлайн-игры. На сегодняшний день именно 4G активно используется в России, при этом большинство мобильных телефонов по-прежнему поддерживают и стандарты связи 3G.
Несмотря на впечатляющие возможности технологии 4G, стремительно увеличивающееся число пользователей мобильного интернета и рост их ожиданий привели к необходимости создания связи нового поколения: 5G. Этот телекоммуниционный стандарт будет использовать другие антенны и радиочастоты.
Благодаря использованию высоких частот скорость мобильного интернета сможет увеличиться в 15−20 раз. Также 5G отличается более короткими волнами, благодаря которым сократится размер антенн, а число пользователей каждой из них вырастет. Введение новых технологий позволит колоссально сократить время загрузки страниц, фото и видео, включая конференц-связь. Эксперты прогнозируют, что 5G ускорит развитие науки и медицины, а также проектов по созданию «умных городов»: речь идет об активном использовании роботов в промышленном производстве, появлении самоуправляемых транспортных средств и внедрении методов удаленной медицинской диагностики и хирургии.
Сегодня стандарт 5G уже начал применяться в Южной Корее, США, Великобритании и некоторых городах Европы. В крупных городах России с населением от одного миллиона человек технология должна появиться к 2024 году (запуск начнется в 2020), а в Москве пообещали внедрить четыре площадки с 5G уже до конца 2019 года.