Беспроводная технология 4G

В этой статье мы собираемся рассказать вам все об этой технологии, как и о ее преимуществах, о том, кто уже предлагает ее, и кто пока лишь планирует предлагать и сколько она стоит - в общем все, что необходимо знать об этом следующем поколении беспроводной широкополосной связи. Это перевод оригинальной статьи где рассматривается рынок США.

22.06.2010 18:40

Обычно высокоскоростными подключениями к Интернету многие из нас пользуются в собственном доме, в офисе или даже в местном Интернет-кафе. Однако в пути эти подключения оказываются не доступными. В тоже время четвертое поколение мобильной связи – 4G - обещает обеспечить нас реальным мобильным широкополосным доступом в сеть даже в пути.

Но сначала, давайте обратимся к справочникам. 4G – это короткое название беспроводных сетей четвертого поколения. Это этап мобильной связи, который принесет на мобильные устройства такие вещи, как голосовое общение по IP, бмен данными, игровые сервисы и высококачественное потоковое мультимедиа на скоростях, близких к кабельным. 4G – это наследник беспроводных сетей 2G и 3G, где первая сеть олицетворяет переход от аналоговой передачи к цифровой, и также олицетворяет первый приход на мобильные таких сервисов, как SMS и email. В свою очередь вторая сеть относится к появлению таких вещей, как глобальный роуминг и, конечно же, к повышенным скоростям передачи данных.

Относитесь к поколениям беспроводных сетей как к наборам полезных сервисов, которые по мере доступности становятся все богаче и все быстрее. Использующиеся сегодня нами сети 3G позволяют просматривать потоковое видео, скачивать музыку и файлы и просматривать веб на средних скоростях скачивания от 600Кбит/сек до 1,4Мбит/сек. В сетях же 4G вы сможете делать все то же самое, но на гораздо более высоких скоростях. При этом повышенные скорости откроют двери и для новых приложений и сервисов.

Беспроводная технология 4G

Существует ряд стандартов и технологий, касающихся каждого поколения беспроводных сетей - GSM, cdmaOne, GPRS, EDGE, CDMA2000, UMTS (также называемый 3GSM), HSDPA и другие. По практическим соображениям мы не станем подробно останавливаться на технической стороне каждого из этих стандартов, и вместо этого перейдем к тому, что нас действительно сегодня интересует – к 4G.

Стоит отметить, что в настоящее время союз ITU (International Telecommunication Union) еще не утвердил набор стандартов для 4G. Однако на его роль уже предлагается парочка конкурирующих технологий – LTE и WiMAX. Многие провайдеры зачастую используют термин 4G для описания предлагаемых сейчас технологий, иногда даже искажая при этом действительность. Однако текущие реализации 4G по большей части относятся к pre-4G, т.к. они не полностью удовлетворяют скоростным требованиям 4G – в 1Гбит/сек для стационарного приема и в 100Мбит/сек для мобильного.

Помимо скоростей, для квалификации сети как 4G она должна удовлетворять и ряду других принципов. Вкратце, сеть должна быть чрезвычайно спектрально эффективной, должна динамически распределять и использовать свои ресурсы для поддержки бОльшего одновременного числа пользователей на ячейку, должна предлагать высокое качество обслуживания для поддержки следующего поколения мультимедиа и должна быть основанной на коммутируемой сети all-IP.

LTE

Стандарт Long-Term Evolution (LTE) рассматривается многими, как естественный наследник текущих технологий 3G. Частично это связано с тем, что он обновляет сети UMTS до значительно более высоких скоростей передачи данных, как на скачивании, так и на закачке. Спецификация предусматривает пиковую скорость скачивания на уровне в 100Мбит/сек, а закачки - в 50Мбит/сек. Однако в тестах реального мира скорости передачи данных, скорее всего, будут находиться в районе 5-12Мбит/сек на скачивании и 2-5Мбит/сек на закачке.

LTE

В целом стандарт LTE разрабатывается консорциумом 3rd Generation Partnership Project (или 3GPP) как восьмой выпуск того, что с 1992 года эволюционирует из семейства стандартов GSM.

LTE предусматривает два фундаментальных аспекта. Первый аспект заключается в том, что технология, наконец-то, оставляет позади коммутируемые сети своих GSM-корней и переходит на сетевую архитектуру all-IP. Это значительный сдвиг, которой в самой простой терминологии означает, что LTE будет обрабатывать все, что передает, включая голос, и данные. Другой же аспект заключается в использовании технологии MIMO (или множества антенн как на приемной, так и на передающей сторонах) для улучшения производительности связи. Такая система может использоваться как для увеличения пропускной способности, так и для снижения уровня помех.

Многие общеизвестные глобальные операторы и компании мобильной связи рассматривают LTE как наиболее вероятную кандидатуру на роль 4G. В частности к таким компаниям относятся Vodafone, Orange, T-Mobile, LG Electronics, Ericsson, Nokia, Siemens, NTT DoMoCo и другие. В США компания Verizon Wireless заявила, что собирается коммерциализировать свою сеть LTE в четвертом квартале 2010 года, накрыв при этом ей примерно 100 миллионов людей. В свою очередь компании AT&T и T-Mobile заявляют, что начнут разворачивать свои LTE-сети в 2011 году. Пока же обе компании перешли на HSPA 7.2, а T-Mobile уже с этого года планирует разворачивать сеть HSPA+. Теоретически эти сети поддерживают скорости в 7,2 и 21Мбит/сек соответственно. Однако в условиях реального мира они лишь чуть-чуть быстрее, чем большинство сетей 3G.

Причина серьезной поддержки LTE со стороны беспроводной индустрии лежит в относительной простоте перехода текущих сетей 3G на LTE (по сравнению с внедрением WiMAX). Для LTE требуется создать меньше базовых сетевых станций, да и проникновение в здания в спектре 700MHz, используемом в LTE, происходит лучше. Однако разворачивание WiMAX уже началось и продолжается, тогда как формальный дебют LTE должен состояться лишь через несколько месяцев.

WiMAX

WiMAX – это стандарт беспроводного широкополосного доступа, который основан на стандарте IEEE 802.16. Как видно из названия, WiMAX может считаться расширением стандарта Wi-Fi, разработанным для обеспечения широкого диапазона устройств (от лэптопов до смартфонов) высокоскоростным мобильным доступом в Интернет. Текущая реализация WiMAX основана на спецификации 802.16e, которая в 30-ти мильном диапазоне (48,27км) теоретически предлагает скорости передачи до 70Мбит/сек.

WiMAX

Но опять же “теоретически” является здесь ключевым словом, т.к. WiMAX как и другие беспроводные технологии может работать либо на высоких скоростях, либо на больших дистанциях. Но не вместе. Так, создаваемые в США сети WiMAX обеспечивают в среднем скорости в 3-6Мбит/сек, с максимумами до 10Мбит/сек. При этом, как и LTE, WiMAX поддерживает технологию MIMO, и поэтому дополнительные антенны могут увеличить потенциальную пропускную способность.

Единого глобального частотного диапазона для WiMAX не существует. Однако существует три отдельных - 2,3GHz, 2,5GHz и 3,5GHz. Так в США крупнейший сегмент WiMAX работает на 2,5GHz и предоставляется в основном провайдером Clearwire.

В плане общей доступности частотного диапазона 4G для разворачивания своих сервисов, Clearwire обладает в несколько раз большими возможностями, чем конкуренты с диапазона 700MHz. Однако это не очень волнует компании Verizon и AT&T, т.к. они при необходимости могут переназначить под LTE текущие диапазоны сервисов 2G и 3G.

Более того, как уже упоминалось ранее, диапазон 700MHz, который планируют использовать Verizon и AT&T, обладает значительно более высокой проникающей способностью в здания, чем сигнал 2,5GHz той же мощности. Некоторые эксперты заявили, что стандарт 700MHz потребует в четыре раза меньше базовых станций, чем сети 2,5GHz при равном покрытии.

Как вы, наверное, уже догадались, промышленные игроки, стоящие за технологиями 4G,  отражают историю каждого стандарта. Если крупнейшими поставщиками LTE в основном являются телекоммуникационные компании и производители мобильных устройств, то WiMAX поддерживают такие компании, как Intel, Cisco и Google. Однако следует заметить, что многие компании (вроде Nokia и Motorola) являются членами обоих лагерей с различными уровнями вовлечения.

Так до реального 4G еще далеко?

Как мы уже упоминали выше, ни WiMAX ни LTE пока не рассматриваются союзом ITU как технология 4G. Как определено в семействе стандартов IMT Advanced, чтобы стать 4G, данные технологии должны обладать пиковыми скоростями примерно в 100Мбит/сек на устройствах высокой мобильности (вроде сотовых телефонов) и примерно 1Гбит/сек на стационарных устройствах (вроде домашнего модема 4G).

Подобно тому, как стандарт 2,75G EDGE (разработанный для многократного увеличения скоростей передачи данных по сравнению с 2G GPRS) был внедрен до 3G, текущие реализации WiMAX и LTE по большей части рассматриваются как временные решения, которые обеспечивают значительное увеличение скоростей, тогда как WiMAX 2 (основанный на спецификации 802.16m) и LTE Advanced рассматриваются как конечные решения. Обе технологии нацелены на принятие со стороны ITU, но обе пока также слишком далеки от окончательной реализации.

В США компании T-Mobile и AT&T перешли на UMTS и различные разновидности HSDPA/HSUPA, тогда как компании Sprint Nextel и Verizon Wireless поддерживают сети EV-DO. Скорости скачивания варьируются от провайдера к провайдеру и зависят от ряда факторов, но в среднем составляют 600-1400Кбит/сек.

Компания Sprint, однако, предпочла пойти по пути WiMAX. И хотя до “реального” 4G ей еще далеко, уже сейчас ее сети Clearwire WiMAX обеспечивают скорости в 3-6Мбит/сек.

По нашим предположениям, в обозримом будущем сетевые операторы будут поддерживать свои сети 2G и 3G, и также будут обеспечивать узкополосный доступ в Интернет при приемлемой зоне покрытия. В свою очередь сети WiMAX и LTE изначально будут развернуты как дополнение с более высокой скоростью передачи данных. И многорежимные мобильные устройства (как, например, EV-DO/WiMAX и HSPA/LTE) будут обеспечивать пользователей лучшими качествами обоих сетей. Тогда как операторы параллельно будут строить свои сети 4G.

Продукты с 4G и доступность сетей 4G (для рынка США)

Крупнейшим провайдером WiMAX в США в настоящее время является Clearwire. Сервис Clear от Clearwire доступен сейчас на 30-ти рынках и накрывает такие крупные города, как Атланта, Лас-Вегас, Портленд и Хьюстон. К концу года компания планирует расширить свое покрытие на 80 крупнейших рынков, дотянувшись до сотен миллионов потенциальных пользователей. Также Comcast, Sprint и Time Warner Cable выступают как оптовые провайдеры, продающие доступ к той же базовой сети WiMAX.

На доступ в сеть Clear предлагает несколько тарифных планов, включая несколько без-контрактных вариантов. В частности цена безлимитного тарифного плана Home Internet начинается с $30 в месяц, тогда как цены мобильного плана Mobile Internet начинаются с $40. В свою очередь комбинационный план доступен за $55. Любители дорог также могут воспользоваться двухрежимным планом, предлагающим скорости сети Clearwire WiMAX, там, где она доступна, и скорости сети 3G во всех остальных местах.

Беспроводная технология 4G

Впрочем, помимо тарифного плана для доступа к 4G пользователям также необходимо и соответствующее оборудование. Самым простым способом получения 4G является USB-4G-модем, цена которого без тарифного плана начинается с $50 и достигает $225 (для WiMAX и 3G в одном устройстве). Для дома и офиса можно также купить стационарный модем, как и устройство Sprint Overdrive, которое выступает как портативный хот-спот для пяти других устройств Wi-Fi, работая в сетях Clearwire WiMAX и 3G.

Беспроводная технология 4G

Встроенную поддержку сетей WiMAX в настоящее время предлагает все большее число устройств, в число которых входят как нетбуки, так и ноутбуки, и люксовые настольные компьютеры. В частности ноутбук Lenovo ThinkPad Edge с поддержкой WiMAX можно купить примерно за $900.

Вот уже этой весной компания Sprint планирует выпустить в США первый “4G” телефон. Названный HTC EVO, этот Android-основанный телефон получит крупный 4,3” экран, 1GHz процессор Snapdragon, 512МБ оперативной памяти, 8МП камеру со вспышкой и записью видео 720p, переднюю камеру на 1,3МП и, конечно же, поддержку WiMAX. Кроме того, телефон сможет работать в сетях Sprint EV-DO Rev. A.

Беспроводная технология 4G

По другую сторону баррикад, компания Verizon планирует еще до конца года запустить сеть LTE на 25-30 рынках. Пока мы не многое можем рассказать о стоимости доступа в эту сеть и о продуктах, которые будут ее поддерживать. Однако мы знаем, что первый LTE-телефон от компании вряд ли появиться до середины 2011-го года. В тоже время, компания MetroPCS также собирается уже в этом году развернуть свою сеть LTE в различных городах США. Первый телефон для этой сети должен быть выпущен компанией Samsung.

Будущее слияние?

Как вы, наверное, уже догадались, сегодняшние дебаты по поводу сетей 4G основываются на том, какая технология имеет наиболее выгодное положение. WiMAX доступен уже сейчас, но даже высшие руководители Sprint и Clearwire подтверждают, что LTE может, в конце концов, стать доминирующей мировой технологией 4G. Нельзя сказать, что они бьются в уже проигранной битве. Пока они верят, что WiMAX обладает большим потенциалом, и планируют продвигать технологию, но все-таки ее поддержка является, похоже, лишь вопросом времени. Интересно, но к тому моменту, как LTE придет на рынок, WiMAX будет доступен уже во многих городах.

С другой стороны, сети стандарта GSM занимают на мировом сотовом рынке порядка 80%, поэтому естественно, что большинство мобильных операторов захотят перейти именно на LTE. LTE опирается на ту же самую технологию, с которой они работали почти десять лет. Еще один важный фактор заключается в том, что LTE потребует значительно меньшей инфраструктуры и поэтому будет дешевле в разворачивании.

Схожесть обоих технологий привела к разговорам и об их будущем слиянии. Генеральный директор Clearwire Билл Морроу (Bill Morrow) высказал эту идею на недавней торговой выставке CTIA Wireless, заявив, что индустрия беспроводной связи должна сфокусироваться на сходствах, а не на различиях WiMAX и LTE. Motorola в свою очередь добавила, что создавая устройства с LTE она будет использовать многое из WiMAX. По предположению Морроу, в будущем обе технологии сольются в один сетевой стандарт. При этом при необходимости компания Clearwire сможет добавить в свои сети поддержку LTE.

Впрочем, Verizon довольно скоро высказала свое сомнение на эту тему (хотя, в конечном счете, компания будет вынуждена соответствовать стандартам). Как бы то ни было, WiMAX сейчас как минимум на год опережает LTE в плане коммерческого распространения и продолжает полным ходом распространяться. Скорее всего, в течение двух-трех следующих лет Clearwire будет эксклюзивно выпускать на рынок устройства с WiMAX (и позже с WiMAX 2), добавляя сигнал LTE с минимальными изменениями в антеннах, когда этого потребует рынок. Если вообще потребует.

Переход на WiMAX в его текущем состоянии является самым вероятным путем ухода с модемов и сетей DSL. WiMAX обеспечивает приятное увеличение скоростей, обеспечивает сравнимую по цене стоимость с относительно слабыми домашними широковещательными планами, и также является шагом в сторону чего-то гораздо более быстрого. В краткосрочном периоде это может быть LTE. И все-таки нам придется подождать со своими рассуждениями, пока технология LTE не станет доступной коммерчески. Факт же пока остается в том, что ни одна из новых технологий “4G” пока не сможет заставить пользователей перейти на них с их быстрых кабельных модемов.

Поэтому, если вы не собираетесь работать с чрезвычайно требовательными к сетям задачами, но собираетесь проводить большую часть своего времени в зоне покрытия сети WiMAX, то вас может привлечь увеличенная скорость данных (как дома, так и в пути). При этом вам не придется беспокоиться о поиске хот-спота Wi-Fi. Предстоящий телефон HTC EVO также может сыграть важную роль в получении новых пользовательских сервисов. Ведь это первый и возможно единственный смартфон со скоростями скачивания в 3-6Мбит/сек, который также может выступать как портативная точка доступа Wi-Fi для целых восьми устройств.

Оцените материал:  
(Голосов: 15, Рейтинг: 3.81)

Каждый вечер мы будем присылать вам одно письмо со всеми опубликованными за день материалами. Нет материалов - нет писем, просто и удобно (другие варианты).

Материалы по теме


Комментарии (1)

Дмитрий, 25.09.2014 09:13
Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать Вам нужно авторизоваться, чтобы голосовать

Спасибо,очень полно.
Спасибо,очень полно.