Сегодня каждый абонент юного, молодого или среднего возраста обладает смартфоном с поддержкой 3G. Многие — не менее половины из их числа — перешли на использование 4G.
Даже большинство людей старшего поколения быстро освоилось с современными сенсорными гаджетами, позволяющими мгновенно получить из Сети любую информацию. А безлимитный скоростной трафик в сети 3G и 4G доступен каждому, желающему к чему-либо приобщиться или самовыразиться.
Происхождение аббревиатуры
Буква G — сокращённое «generation», что в переводе с английского означает «поколение». Соответственно, 3G — третье поколение мобильных сетей, 4G — четвёртое. А каждое последующее поколение делается лучшим, чем предыдущее — а не худшим или идентичным ему по качественным показателям.
Предыдущие поколения сотовых сетей
Существуют поколения радиосвязи, с которых и начиналось развитие современного «телекома», позволяющего заменить обычную почту как средство общения между людьми.
С чего всё начиналось?
0G — голосовая связь без каких-либо функций, т. е. передача только голоса на расстояние. Впервые эта идея была реализована в первых радиотелефонах системы MTS (позже — в её усовершенствованных версий). Сегодня передачу голоса по 0G обеспечивают портативные рации, использующие любую радиочастоту в отведённых для них российских диапазонах — 27, 144, 430 и 1215 мегагерц. Сюда же относятся и собираемые пользователями трансиверы.
1G — радиотелефонная связь любых аналоговых стандартов. К ним относятся несколько ныне устаревших систем сотовой связи. В первом поколении ставилась конкретная цель — дозвон до нужного абонента, номер которого набирался непосредственно на самом устройстве. Сети 1G появились и развивались в 80-х годах XX в. Примеры стандартов сотовой связи 1G — NMT и AMPS, работающие в диапазоне частот 450 МГц.
Связь 1G почти полностью вымерла в 90-х. Немногие пользователи застали её и в начале 2000-х. Отдельного внимания заслуживали советские и российские возимые радиотелефоны системы «Алтай».
Передача данных — как звука через устаревшую аналоговую связь — происходила со скоростью до 33,6 кбит/с. К этим мобильникам подключались проводные телефонные модемы и факсимильные аппараты. Такое решение было очень дорогим, энергоёмким и крайне малопроизводительным.
2G: то, чем мы пользуемся и поныне
2G — первое поколение сетей, перешедшее на полностью цифровую связь. Изобретение в конце 1990-х пакетных цифровых технологий позволило «упаковать» голосовую связь в «цифру». Появилась возможность отправлять и принимать SMS — короткие текстовые сообщения, ранее принимаемые с помощью пейджинговых систем связи.
Сети 2G полностью «добили» пейджер и сотовый телефон поколения 1G как явление.
GSM — «народная» мобильная связь
Широкое распространение получили стандарты GSM — в России они работают в диапазонах 900 и 1800 МГц. Позднее операторы ввели сервис USSD (отправка сетевых запросов для контроля счёта и управления услугами, тарифными опциями). Доступ в интернет по технологии CSD обладал скоростью в 9,6…57,6 килобит в секунду. Сегодня этот показатель крайне мал — возможен обмен лишь текстовыми сообщениями, открытие текстовых (без картинок) сайтов, отсылка и приём электронных писем с Word- и Excel-документами, не содержащими графические объекты (фото, рисунки и чертежи).
Введение GPRS (2,5G) позволило перейти полностью на технологии пакетной связи, увеличив скорость до 115,2 кбит/с. Это позволило операторам вести учёт трафика, а не времени соединения. На практике скорость GPRS (2,5G) составляет порядка 10…80 кбит/с. GPRS - "мобилизованная" пакетная связь, в точности повторяющая протокол TCP/IP в проводных и кабельных сетях.
Перевод базовых станций GSM на технологию EDGE (2,75G) довёл теоретическую скорость на каждого абонента до 474 кбит/с. Практическая величина EDGE (2,75G) составила 20…236 кбит/с. Однако к каким-то особенным революциям такой подход не привёл.
В основном сеть 2G используется для звонков и обменом SMS там, где отсутствуют более скоростные сотовые сети. Операторы в последние годы предлагают дешёвые и безлимитные SMS — и такие же внутрисетевые и местные вызовы.
CDMA как альтернатива GSM
Активно продвигались и стандарты CDMA, работавшие преимущественно в диапазонах 450 и 1900 МГц. Широкого распространения в России они так и не получили.
Сеть CDMA изначально работала с доступом в интернет на скорости до 153 кбит/с, позволяя отсылать и принимать данные без прерывания разговора. Более поздние разработки оказались весьма небезуспешными: первой мегабитной планкой стал показатель 3,1 Мбит/с (технология EvDO, или "ускорение только передачи данных"). Ревизии 0, A, B и C "разогнали" входящую скорость до величин порядка 300 Мбит/с, однако CDMA 1x EvDO Rev. С так и не получила широкого распространения. Существовал ещё один подход - технология EvDV ("ускорение передачи данных и повышение качества голосовой связи") - он также не оказался востребованным.
От общей концепции CDMA произошла современная система сотовой связи WCDMA/UMTS, известная как полноценное поколение 3G. Она и "задавила" на корню внедрение дельнейших разработок на базе CDMA 1x.
Возможности поколений 3G и 4G
Поколения 3G и 4G унаследовали от своих предшественников основную потребность абонентов — возможность последних общаться друг с другом без проводов. Но мощности и скорости этих сетей по сравнению с 2G-сетями выросли от десятков до тысяч раз.
Поколение 3G
Поколение 3G, созданное в 2000 г., располагало практической скоростью до 384 кбит/с (технология WCDMA, или UMTS), в обе стороны (от абонента к станции и от станции к абоненту). Теоретический максимум в 2 Мбит/с наблюдался в виде "глюка замерителя скорости" и вообще слыл фантомом: для этого надо было подняться на сотовую вышку и привязать смартфон к антенне базовой станции, чтобы NetMonitor показал уровень сигнала в +3 децибела - самый сильный, - а пользователь словил нехилую дозу облучения.
В 2006 г. поколение 3G обрело новый скачок в развитии — с помощью высокоскоростной технологии новой ревизии (3G/HSDPA) была достигнута входящая (от базовой станции к абоненту, DownLink) скорость в 3,6 Мбит/с. Исходящая (от абонента к вышке) осталась без изменений.
С тех пор максимальная скорость интернета умножалась следующим образом:
- 7,2 Мбит/с — следующий шаг развития HSDPA (HSPA);
- 14,4, 21,6, 28,8 Мбит/с — технология HSDPA+;
- 42, 84, 168 и 336 Мбит/с — новый подход с использованием мультиплексирования (MIMO, или две и более несущих частоты от разных базовых станций, видимых устройством в конкретной точке). Для достижения скорости 84, 168 и 336 Мбит/с потребуются многоэлементные антенны (цифровые антенные решётки) - а сама технология стояла у истоков MassiveMIMO, ныне применяемой в 5G-сетях.
Последняя, 11-я ревизия сетей 3-го поколения названа также Super3G. Но в российских сетях 3G, работающих в диапазонах 900 и 1900, 2000 и 2100 МГц, развитие сотовых провайдеров остановилось на входящей скорости в 42 Мбит/с. Сморщив лица и презрительно скривив губы, маркетологи сотовых компаний назвали дальнейшее умножение скоростей "нерентабельным". Хотя успеха добиться можно было бы - незачем строить сеть принципиального нового поколения, влезая в многомиллиардные долги и годами их "отбивая" обратно, причём с двойной-тройной переплатой... Погоня за морковкой, мать её...
Так, «МегаФон» после объединения со «Скартел» (бренд Yota) резко сократил вложения — а затем и вовсе перестал инвестировать в 3G, переключившись на более новое поколение сотовых сетей.
Исходящая же скорость (HSUPA, от абонента к базовой станции, UpLink) доведена до отметки в 17,28 Мбит/с (3 по 5,76 Мбит/с). Благодаря ей мобильный интернет по своей скорости становится более симметричным. Для абонента это комфорт - быстрее отправить видео, фотосессии и документы по работе, а также показать свои любимые шрамы и веснушки в хорошем разрешении, разговаривая по Skype...
Абстрагируйтесь от рекламных показателей — смело делите заявленную операторами скорость на несколько единиц.
Технология - Буква в гаджете - Скорость, Мбит/c - В теории - Реальная
GPRS - G - 0,17 - 0,05…0,1
EDGE - E - 0,47 - 0,1…0,23
3G, H или H+, DH+ / 42 / 1...20
4G, LTE или 4G - 75 - 1...30
LTE-A, A, A+, AP(+) или 4G+ / 150, 300, 600, 1200 / 1...60
На практике, с учётом значительной востребованности 3G-интернета, вызвавшей частую тотальную загруженность сетей 3G, реальный показатель составляет 1…20 Мбит/с.
Услуги 3G, ставшие второстепенными
Говоря о многомегабитной скорости 3G, специалисты часто используют аббревиатуру 3,5G, 3,75G. В сетях 3G также работают видеозвонки, доступна видеоконференц-связь. Разрешение видеопотока не сравнить с тем, что достигается в Skype — оно составляет всего 192*144 пикселя.
Голосовая связь в 3G стала более высококачественной — в отличие от звукового спектра 300–3400 герц, принятого в качестве стандарта для телефонии десятками годов ранее и использовавшегося в сетях 1G/2G, технология HD-Voice обеспечивает голосовой диапазон от 150 Гц до 7 кГц.
Альтернативные технологии на базе (Mobile) WiMAX не прижились на российском телеком-рынке. Они перешли в разряд беспроводной дальней связи между базовыми станциями в пределах отдельно взятого города или района.
Сети 4G
2009 год стал годом появления LTE. Мировым первопроходцем стала шведская Sonera. В 2011 г. первая сеть от компании Yota появилась и в России — на смену устаревшей технологии WiMAX. Популярность данный сотовый провайдер обрёл благодаря первому в стране оператору, ещё в 2008 г. запустившему линейку по-настоящему безлимитных интернет-тарифов. Старожилы тех лет вспомнят брендовый модем Yota Jingle, оказавшийся окном в неограниченный мобильный Интернет .
Изначально сеть LTE не была рассчитана на голосовые звонки — стандарт LTE-2600 обеспечивал лишь скоростной доступ в просторы Сети. В базовом исполнении LTE обеспечивает скорость до 100 Мбит/с на приём — для каждого абонента. Скорость отправки данных составляет до 50 Мбит/с — в несколько раз больше, чем по технологии HSUPA+ в сетях 3G, использующейся сегодня на практике. Впрочем, ревизия 11 в сетях 3G всё же добралась до невиданной доселе отметки - 72 Мбит/с "вверх"; популярности она также, увы, не снискала.
Усовершенствованная версия - LTE-Advanced - обеспечивает соответственно 150 (или 300) Мбит/с — к абоненту от вышки. Скорость к вышке от абонента составляет примерно 75 Мбит/с.
Следующий шаг развития LTE-Advanced (маркетологи называют такую скорость 4G+, инженеры — 4,5G и 4,75G) — доведение входящей скорости до 600 Мбит/с (LTE Advanced Pro) и до 1200 Мбит/с (LTE Advanced Pro+). Это приближает абонента уже к скоростям 5G. Диапазоны частот, в которых работают российские сети 4G — 800, 1800 и 2600 МГц. Всерьёз обсуждается закрытие сетей 2G - как это случилось уже в ряде стран, - и освобождение диапазона 900 МГц для сетей 4G.
Реальная скорость интернета в сетях 4G составляет 1…40 Мбит/с. Популярные блогеры устанавливали в ранние утренние часы рекорды скорости свыше 100 Мбит/с — но это скорее исключение, чем правило. 4G-сети ориентированы на поддержку передачи голоса по VoLTE с диапазоном частот — от 50 Гц до 14 кГц, что в среднем в 2 раза лучше HD-Voice в сетях UMTS и в 4 раз лучше, чем в сетях GSM. Абоненты могут слушать друг друга с интонациями и подтекстом, как в радиостудии или на концерте, - а не просто "тупой бубнёж с металлическим оттенком", как это было в GSM-сетях.
Beyond LTE
В начале 2010-х гг. китайский IT-гигант Huawei заявил, что готова технология 4G++ — Beyond LTE («Больше, чем LTE») — она способна обеспечить скорость интернета до 30 Гбит/с. Beyond LTE могла бы стать достойной заменой сетям 5G — как в своё время предпринимались попытки «разогнать» все коммерческие сети UMTS до 336 и 72 Мбит/с. Вскоре направление Beyond LTE было отложено — в пользу технологических изысканий для сетей 5G.
Перспективы 5G
Работа в сетях поколения 5G, которые пока ещё не воплотились в жизнь российских абонентов, начнётся со скорости в 1 Гбит/с. Об этом заявили разработчики, прорабатывающие концепцию нового поколения сотовой связи.
По состоянию на 2019 г., испытания всё ещё ведутся в нескольких странах — включая и Россию. Разработчики заявляют, что скорость на одного абонента достигнет 10 Мбит/с - и это значение будет постоянным, как на "проводе", 90% времени, вне зависимости от загруженности базовой станции 5G.
К 2019 г. ведущие корейские и американские сотовые провайдеры объявили о коммерческой готовности сетей 5G. Так, в США можно купить первый в мире роутер 5G/Wi-Fi; на сотовом рынке ожидается появление смартфонов iPhone, Huawei, Xiaomi, ZTE и Samsung с реальным 5G-чипом. В России они массово появятся не раньше середины 2021 года. Так, маркетплейс "Яндекс-Маркет" уже ввёл фильтр выбора "5G" - любой желающий может поискать новинки, в которых заявлена поддержка именно пятого поколения сотовых сетей.
Что делать, если скорость в 3G и 4G крайне низкая?
Падение скорости ниже 1 Мбит/с обусловлено значительным удалением смартфона, планшета, модема или роутера от базовой станции. Здесь в режиме «Только UMTS» («Только LTE») визуальный уровень сигнала практически отсутствует (ни одного деления на индикаторе) - либо составляет всего одно деление. Вечерами, в плохую погоду и в зимнее время, когда все сидят дома, наблюдается также перегрузкой сети 4G.
Если вы находитесь далеко от базовой станции 4G, и сигнал появляетс крайне редко — поднимите ваш роутер 4G (или смартфон в режиме точки доступа) повыше.
Как включить 3G и 4G на гаджетах iPhone и Android?
В устройствах на базе Android лучшим на сегодня режимом сети является «Только LTE/WCDMA» — он позволяет насовсем отгородиться от медленного и низкоскоростного канала GSM. Открывается данный режим чаще всего по команде «Настройки — Мобильные сети — Режим сети».
На гаджетах от Apple, работающих с операционной системой iOS, команда для попадания в подменю переключения между поколениями сетей чаще всего следующая: «Настройки — Сотовая связь — Включить LTE». При этом доступен лишь автовыбор поколения сетей — в тех же iPhone отсутствуют режимы «Только 4G», «Только 3G» и «3G/4G», которые нам и нужны. Смартфоны, смарт-часы и планшеты Apple сразу переключаются на наиболее скоростное поколение — даже при одном делении сигнала из 4–5 на шкале. Включите — а через 10–15 секунд выключите — авиарежим. Либо выключите и вновь активируйте функцию «Включить LTE».
Если вы не гоняетесь за последними обновлениями iOS, имеет смысл установить один из нескольких общедоступных эксплойтов, чтобы получить доступ к полезным модификациям из неофициального магазина Cydia. В частности, отдельные пользователи реализовывают избирательный выбор 3G и 4G, ранее присутствовавший лишь в старых iPhone и iPad с версиями iOS до 7-й.
Если уровень сигнала 3G и/или 4G таков, что наладить устойчивую интернет-связь не удаётся (сайты открываются не всегда, каждую минуту «вылетают» из сети мессенджеры и т. д.) даже на крыше, то установите уличный модем или репитер на отдельной мачте либо опоре. Возможно, вы найдёте не прямой, а отражённый сигнал от ближайшей базовой станции — для этого уличная антенна направляется не в сторону самой вышки, а, например, на линии электропередач, здание или гору.
Заключение
4G опережает 3G по скорости до нескольких раз. Однако, выбрав 3G или 4G, будьте уверены, что скорости интернета вам хватит и для работы, и для развлечений. Последнее — выбор оператора и один из его безлимитных либо пакетных тарифов, за который вы не переплатите.
