Бездротова технологія 4g

Зазвичай високошвидкісними підключеннями до Інтернету багато хто з нас користуються у власному будинку, в офісі або навіть в місцевому Інтернет-кафе. Однак в дорозі ці підключення виявляються недоступними. У той же час четверте покоління мобільного зв`язку - 4G - обіцяє забезпечити нас реальним мобільним широкосмуговим доступом в мережу навіть в дорозі.

Але спочатку, давайте звернемося до довідників. 4G - це коротка назва бездротових мереж четвертого покоління. Це етап мобільного зв`язку, який принесе на мобільні пристрої такі речі, як голосове спілкування по IP, бмен даними, ігрові сервіси і високоякісне потокове мультимедіа на швидкостях, близьких до кабельних. 4G - це спадкоємець бездротових мереж 2G і 3G, де перша мережа уособлює перехід від аналогової передачі до цифрової, і також уособлює перший прихід на мобільні таких сервісів, як SMS і email. У свою чергу друга мережа відноситься до появи таких речей, як глобальний роумінг і, звичайно ж, до підвищених швидкостей передачі даних.

Ставтеся до поколінням бездротових мереж як до наборів корисних сервісів, які в міру доступності стають все багатшими і все швидше. Використовуються сьогодні нами мережі 3G дозволяють переглядати потокове відео, завантажувати музику і файли і переглядати веб на середніх швидкостях скачування від 600Кбіт / сек до 1,4Мбіт / сек. У мережах ж 4G ви зможете робити все те ж саме, але на набагато більш високих швидкостях. При цьому підвищені швидкості відкриють двері і для нових додатків і сервісів.

Існує ряд стандартів і технологій, що стосуються кожного покоління бездротових мереж - GSM, cdmaOne, GPRS, EDGE, CDMA2000, UMTS (також званий 3GSM), HSDPA і інші. З практичних міркувань ми не станемо детально зупинятися на технічну сторону кожного з цих стандартів, і замість цього перейдемо до того, що нас дійсно сьогодні цікавить - до 4G.

Варто відзначити, що в даний час союз ITU (International Telecommunication Union) ще не затвердив набір стандартів для 4G. Однак на його роль уже пропонується парочка конкуруючих технологій - LTE і WiMAX. Багато провайдерів часто використовують термін 4G для опису пропонованих зараз технологій, іноді навіть спотворюючи при цьому дійсність. Однак поточні реалізації 4G здебільшого відносяться до pre-4G, тому що вони не повністю задовольняють швидкісним вимогам 4G - в 1Гбіт / сек для стаціонарного прийому і в 100 Мбіт / сек для мобільного.

Крім швидкостей, для кваліфікації мережі як 4G вона повинна задовольняти і ряду інших принципів. Якщо коротко, мережа повинна бути надзвичайно спектрально ефективної, повинна динамічно розподіляти і використовувати свої ресурси для підтримки більшого одночасного числа користувачів на осередок, повинна пропонувати високу якість обслуговування для підтримки наступного покоління мультимедіа і повинна бути заснованою на комутованої мережі all-IP.

LTE

Стандарт Long-Term Evolution (LTE) розглядається багатьма, як природний спадкоємець поточних технологій 3G. Частково це пов`язано з тим, що він оновлює мережі UMTS до значно більш високих швидкостей передачі даних, як на скачуванні, так і на закачування. Специфікація передбачає пікову швидкість скачування на рівні в 100 Мбіт / сек, а закачування - в 50Мбіт / сек. Однак в тестах реального світу швидкості передачі даних, швидше за все, будуть перебувати в районі 5-12Мбіт / сек на скачуванні і 2-5Мбіт / сек на закачування.

В цілому стандарт LTE розробляється консорціумом 3rd Generation Partnership Project (або 3GPP) як восьмий випуск того, що з 1992 року еволюціонує з сімейства стандартів GSM.

LTE передбачає два фундаментальних аспекти. Перший аспект полягає в тому, що технологія, нарешті, залишає позаду комутовані мережі своїх GSM-коренів і переходить на мережеву архітектуру all-IP. Це значний зсув, якої в найпростішій термінології означає, що LTE буде обробляти всі, що передає, включаючи голос, і дані. Інший же аспект полягає у використанні технології MIMO (або безлічі антен як на приймальні, так і на передавальної сторони) для поліпшення продуктивності зв`язку. Така система може використовуватися як для збільшення пропускної здатності, так і для зниження рівня перешкод.

Багато загальновідомі глобальні оператори і компанії мобільного зв`язку розглядають LTE як найбільш ймовірну кандидатуру на роль 4G. Зокрема до таких компаній відносяться Vodafone, Orange, T-Mobile, LG Electronics, Ericsson, Nokia, Siemens, NTT DoMoCo і інші. У США компанія Verizon Wireless заявила, що збирається комерціалізувати свою мережу LTE в четвертому кварталі 2010 року, накривши при цьому їй приблизно 100 мільйонів людей. У свою чергу компанії ATT і T-Mobile заявляють, що почнуть розгортати свої LTE-мережі в 2011 році. Поки ж обидві компанії перейшли на HSPA 7.2, а T-Mobile вже з цього року планує розгортати мережу HSPA +. Теоретично ці мережі підтримують швидкості в 7,2 і 21Мбіт / сек відповідно. Однак в умовах реального світу вони лише трохи швидше, ніж більшість мереж 3G.

Причина серйозної підтримки LTE з боку бездротової індустрії лежить у відносній простоті переходу поточних мереж 3G на LTE (в порівнянні з впровадженням WiMAX). Для LTE потрібно створити менше базових мережевих станцій, та й проникнення в будівлі в спектрі 700MHz, використовуваному в LTE, відбувається краще. Однак розгортання WiMAX вже почалося і триває, тоді як формальний дебют LTE повинен відбутися лише через кілька місяців.

WiMAX

WiMAX - це стандарт бездротового широкосмугового доступу, який заснований на стандарті IEEE 802.16. Як видно з назви, WiMAX може вважатися розширенням стандарту Wi-Fi, розробленим для забезпечення широкого діапазону пристроїв (від лептопів до смартфонів) високошвидкісним мобільним доступом в Інтернет. Поточна реалізація WiMAX заснована на специфікації 802.16e, яка в 30-ти мильному діапазоні (48,27км) теоретично пропонує швидкості передачі до 70Мбіт / сек.

Відео: Camdrive CD300-4GM: комплект для бездротового відеоспостереження

Але знову ж таки ldquo-теоретіческіrdquo- є тут ключовим словом, тому що WiMAX як і інші бездротові технології може працювати або на високих швидкостях, або на великих дистанціях. Але не разом. Так, створювані в США мережі WiMAX забезпечують в середньому швидкості в 3-6Мбіт / сек, з максимумами до 10Мбіт / сек. При цьому, як і LTE, WiMAX підтримує технологію MIMO, і тому додаткові антени можуть збільшити потенційну пропускну здатність.

Єдиного глобального частотного діапазону для WiMAX не існує. Однак існує три окремих - 2,3GHz, 2,5GHz і 3,5GHz. Так в США найбільший сегмент WiMAX працює на 2,5GHz і надається в основному провайдером Clearwire.

У плані загальної доступності частотного діапазону 4G для розгортання своїх сервісів, Clearwire має в кілька разів більші можливості, ніж конкуренти з діапазону 700MHz. Однак це не дуже хвилює компанії Verizon і ATT, тому що вони при необхідності можуть перепризначити під LTE поточні діапазони сервісів 2G і 3G.

Більш того, як уже згадувалося раніше, діапазон 700MHz, який планують використовувати Verizon і ATT, володіє значно більш високу проникаючу здатність в будівлі, ніж сигнал 2,5GHz тієї ж потужності. Деякі експерти заявили, що стандарт 700MHz вимагатиме в чотири рази менше базових станцій, ніж мережі 2,5GHz при рівному покритті.

Як ви, напевно, вже здогадалися, промислові гравці, які стоять за технологіями 4G, відображають історію кожного стандарту. Якщо найбільшими постачальниками LTE в основному є телекомунікаційні компанії і виробники мобільних пристроїв, то WiMAX підтримують такі компанії, як Intel, Cisco і Google. Однак слід зауважити, що багато компаній (на зразок Nokia і Motorola) є членами обох таборів з різними рівнями залучення.

Так до реального 4G ще далеко?

Як ми вже згадували вище, ні WiMAX ні LTE поки не розглядаються союзом ITU як технологія 4G. Як визначено в стандартах IMT Advanced, щоб стати 4G, дані технології повинні володіти піковими швидкостями приблизно в 100 Мбіт / сек на пристроях високої мобільності (на кшталт стільникових телефонів) і приблизно 1Гбіт / сек на стаціонарних пристроях (на кшталт домашнього модему 4G).

Подібно до того, як стандарт 2,75G EDGE (розроблений для багаторазового збільшення швидкостей передачі даних в порівнянні з 2G GPRS) був впроваджений до 3G, поточні реалізації WiMAX і LTE здебільшого розглядаються як тимчасові рішення, які забезпечують значне збільшення швидкостей, тоді як WiMAX 2 (заснований на специфікації 802.16m) і LTE Advanced розглядаються як кінцеві рішення. Обидві технології націлені на прийняття з боку ITU, але обидві поки також дуже далекі від остаточної реалізації.

У США компанії T-Mobile і ATT перейшли на UMTS і різні різновиди HSDPA / HSUPA, тоді як компанії Sprint Nextel і Verizon Wireless підтримують мережі EV-DO. Швидкості скачування варіюються від провайдера до провайдера і залежать від ряду факторів, але в середньому складають 600-1400Кбіт / сек.

Компанія Sprint, проте, вважала за краще піти шляхом WiMAX. І хоча до "реального" 4G їй ще далеко, вже зараз її мережі Clearwire WiMAX забезпечують швидкості в 3-6Мбіт / сек.

За нашими припущеннями, в доступному для огляду майбутньому мережеві оператори будуть підтримувати свої мережі 2G і 3G, і також будуть забезпечувати вузькосмуговий доступ в Інтернет при прийнятною зоні покриття. У свою чергу мережі WiMAX і LTE спочатку будуть розгорнуті як доповнення з більш високою швидкістю передачі даних. І багаторежимні мобільні пристрої (як, наприклад, EV-DO / WiMAX і HSPA / LTE) будуть забезпечувати користувачів кращими якостями обох мереж. Тоді як оператори паралельно будуть будувати свої мережі 4G.

Продукти з 4G і доступність мереж 4G (для ринку США)

Найбільшим провайдером WiMAX в США в даний час є Clearwire. Сервіс Clear від Clearwire доступний зараз на 30-ти ринках і накриває такі великі міста, як Атланта, Лас-Вегас, Портленд і Х`юстон. До кінця року компанія планує розширити своє покриття на 80 найбільших ринків, дотягнувшись до сотень мільйонів потенційних користувачів. Також Comcast, Sprint і Time Warner Cable виступають як оптові провайдери, які продають доступ до тієї ж базової мережі WiMAX.

На доступ в мережу Clear пропонує кілька тарифних планів, включаючи кілька без-контрактних варіантів. Зокрема ціна безлімітного тарифного плану Home Internet починається з $ 30 в місяць, тоді як ціни мобільного плану Mobile Internet починаються з $ 40. У свою чергу комбінаційний план доступний за $ 55. Любителі доріг також можуть скористатися дворежимним планом, який пропонує швидкості мережі Clearwire WiMAX, там, де вона доступна, і швидкості мережі 3G у всіх інших місцях.

Втім, крім тарифного плану для доступу до 4G користувачам також необхідно і відповідне обладнання. Найпростішим способом отримання 4G є USB-4G-модем, ціна якого без тарифного плану починається з $ 50 і досягає $ 225 (для WiMAX і 3G в одному пристрої). Для дому та офісу можна також купити стаціонарний модем, як і пристрій Sprint Overdrive, яке виступає як портативний хот-спот для п`яти інших пристроїв Wi-Fi, працюючи в мережах Clearwire WiMAX і 3G.

Вбудовану підтримку мереж WiMAX в даний час пропонує все більше число пристроїв, в число яких входять як нетбуки, так і ноутбуки, і люксові настільні комп`ютери. Зокрема ноутбук Lenovo ThinkPad Edge з підтримкою WiMAX можна купити приблизно за $ 900.

Ось уже цієї весни компанія Sprint планує випустити в США перший "4G" телефон. Названий HTC EVO, цей Android-заснований телефон отримає великий 4,3 "екран, 1GHz процесор Snapdragon, 512 МБ оперативної пам`яті, 8МП камеру зі спалахом і записом відео 720p, передню камеру на 1,3 МП і, звичайно ж, підтримку WiMAX. Крім того, телефон зможе працювати в мережах Sprint EV-DO Rev. A.

По інший бік барикад, компанія Verizon планує ще до кінця року запустити мережу LTE на 25-30 ринках. Поки ми не багато можемо розповісти про вартість доступу до цієї мережі і про продукти, які будуть її підтримувати. Однак ми знаємо, що перший LTE-телефон від компанії навряд чи з`явитися до середини 2011-го року. У той же час, компанія MetroPCS також збирається вже в цьому році розгорнути свою мережу LTE в різних містах США. Перший телефон для цієї мережі повинен бути випущений компанією Samsung.

Майбутнє злиття?

Як ви, напевно, вже здогадалися, сьогоднішні дебати з приводу мереж 4G грунтуються на тому, яка технологія має найбільш вигідне становище. WiMAX доступний вже зараз, але навіть вищі керівники Sprint і Clearwire підтверджують, що LTE може, врешті-решт, стати домінуючою світової технологією 4G. Не можна сказати, що вони б`ються в уже програної битви. Поки вони вірять, що WiMAX має великий потенціал, і планують просувати технологію, але все-таки її підтримка є, схоже, лише питанням часу. Цікаво, але до того моменту, як LTE прийде на ринок, WiMAX буде доступний вже у багатьох містах.

З іншого боку, мережі стандарту GSM займають на світовому стільниковому ринку близько 80%, тому природно, що більшість мобільних операторів захочуть перейти саме на LTE. LTE спирається на ту ж саму технологію, з якою вони працювали майже десять років. Ще один важливий фактор полягає в тому, що LTE зажадає значно меншою інфраструктури і тому буде дешевше в розгортанні.

Схожість обох технологій привела до розмов і про їхнє майбутнє злиття. Генеральний директор Clearwire Білл Морроу (Bill Morrow) висловив цю ідею на нещодавній торговельній виставці CTIA Wireless, заявивши, що індустрія бездротового зв`язку повинна сфокусуватися на подібності, а не на розбіжностях WiMAX і LTE. Motorola в свою чергу додала, що створюючи пристрої з LTE вона буде використовувати багато з WiMAX. За припущенням Морроу, в майбутньому обидві технології зіллються в один мережевий стандарт. При цьому при необхідності компанія Clearwire зможе додати в свої мережі підтримку LTE.

Втім, Verizon досить скоро висловила свій сумнів на цю тему (хоча, в кінцевому рахунку, компанія буде змушена відповідати стандартам). Як би там не було, WiMAX зараз як мінімум на рік випереджає LTE в плані комерційного використання і продовжує повним ходом поширюватися. Швидше за все, протягом двох-трьох наступних років Clearwire буде ексклюзивно випускати на ринок пристрої з WiMAX (і пізніше з WiMAX 2), додаючи сигнал LTE з мінімальними змінами в антенах, коли цього вимагатиме ринок. Якщо взагалі потребують.

Перехід на WiMAX в його поточному стані є найвірогіднішим шляхом відходу з модемів і мереж DSL. WiMAX забезпечує приємне збільшення швидкостей, забезпечує порівнянну за ціною вартість з відносно слабкими домашніми широкомовними планами, і також є кроком у бік чогось набагато більш швидкого. У короткостроковому періоді це може бути LTE. І все-таки нам доведеться почекати зі своїми міркуваннями, поки технологія LTE не стане доступною комерційно. Факт же поки залишається в тому, що жодна з нових технологій "4G" поки не зможе змусити користувачів перейти на них з їх швидких кабельних модемів.

Тому, якщо ви не збираєтеся працювати з надзвичайно вимогливими до мереж завданнями, але збираєтеся проводити більшу частину свого часу в зоні покриття мережі WiMAX, то вас може залучити збільшена швидкість даних (як вдома, так і в дорозі). При цьому вам не доведеться турбуватися про пошук хот-спота Wi-Fi. Майбутній телефон HTC EVO також може зіграти важливу роль в отриманні нових користувальницьких сервісів. Адже це перший і можливо єдиний смартфон зі швидкостями скачування в 3-6Мбіт / сек, який також може виступати як портативна точка доступу Wi-Fi для цілих восьми пристроїв.