3G (third generation англ.) в переводе означает третье поколение. В контексте нашей статьи – это 3-е поколение технологий мобильной связи. Поколение №1 – аналоговые мобильники, №2 – цифровые. Третье поколение 3G применяется в том числе и в мультимедийных мобильниках, так называемых, смартфонах. Смартфоны обладают несколькими диапазонами и возможностью передачи данных на высоких скоростях.
3G - это перечень услуг, в состав которых входит мобильный доступ к интернету с применением радиосвязи, благодаря которой и создается канал передачи информации на высокой скорости. В мире есть два стандарта 3G: UMTS и CDMA2000 (дальнейшее развитие стандарта второго поколения CDMA One). UMTS популярен, главным образом, в Европе и РФ, CDMA2000 - в Америке и Азии. UMTS – та система мобильной электросвязи, которой пользуются самые популярные операторы – Билайн, Мегафон, МТС. Есть еще TD-SCDMA– стандарт китайских мобильных сетей 3-го поколения.
Мобильный интернет среди этих услуг – одна из самых значимых позиций. 3G сети дают возможность своим пользователям использовать 2 главные услуги – передача данных и голосовая связь. Такого рода связь основана на пакетной передаче данных.
Чтобы реализовать системы третьего поколения, тщательно продуманы унифицированные стандарты связи: речь передается также качественно, как если бы осуществлялась передача речи в сетях связи по проводам; обеспечивается такая же, как в проводных сетях безопасность, обеспечен международный и национальный роуминг, поддерживаются несколько международных и местных операторов. Голосовые услуги 3G применяют систему кодирования на многих уровнях CDMA.
Благодаря этому можно гарантировать конфиденциальность разговоров и большую помехозащищенность связи. При передаче данных 3G интернет имеет неоспоримый плюс – высокая скорость, составляющая от 144 Кбит/с до 2 Мбит/с. Скорость будет зависеть от типа устройства, которым передаются данные, от качества приема сети, от тарифного плана вашего оператора и динамики (подвижности) объекта, то есть от того, идете ли вы или не идете во время процесса передачи данных.
Благодаря 3G эффективно используется весь спектр частот, канальная и пакетная коммуникации, поддерживаются сотовые многоуровневые структуры, осуществляется коммуникация с системами спутниковой связи и постепенное увеличение скорости передачи данных до 2 Мбит/сек.
Вопреки тому, что цель индустрии коммуникаций - сделать одну среду мобильной связи на весь мир, ту, которая поддерживает системы «широких» полос и обеспечивает абсолютную мобильность, все идет к тому, что будет создан некий ареал стандартов качества, обеспечивающих услуги 3-го поколения.
Сети 3G функционируют в диапазоне дециметровых частот порядка 2 ГГц и передают данные, как уже говорилось, на скорости 2 Мбит/с. Это дает возможность осуществлять качественную видео и телефонную связь, на смартфоне или на любом другом гаджете с его помощью можно смотреть телепередачи, фильмы и т.д.
Чтобы скачать MP3 песню протяженностью 3 минуты, нужно порядка 15 секунд, тогда как в мобильном телефоне 2-го поколения на это ушло бы порядка восьми часов. Так как работает интернет в 3G c очень высокой скоростью, эта технология – идеальна для получения и отправки информации из интернета, для получения и отправки «крупнокалиберных» мультимедийных файлов.
Телефоны 3G – это своеобразные мини-ноутбуки, способные «открывать» крупные, «тяжелые» приложения, видео. Они идеальны для получения и отправки факсов и закачки почтовых сообщений с приложениями. Но, разумеется, для этого необходимы базовые станции, передающие радиосигналы от одного телефона к другому.
Чтобы беспрепятственно пользоваться интернетом в своем телефоне, при его приобретении нужно знать, на какой частоте 3G он работает. Ваш выбор телефона должен соответствовать частоте предоставляемой вашим операторами связи. Тактика миграции к функционалу 3G предусматривает построение новых и расширение старых широкополосных радиосетей, которые смогут разделять стандартную базовую сеть.
Сегодняшние экономические реалии таковы, что 3G должна охватывать большой ряд техник и радиочастот, технологий передачи и коммутирующих платформ. Когда стандарты будут стопроцентно приняты, в центре внимания окажутся сервисы и приложения, а не технологии, которые применяют для их популяризации.
Пользователям мобильных устройств с 3G открывается масса возможностей – от полноценного общения на форумах и в социальных сетях, получения и передачи картинок и фотографий, просмотра видео, удаленного доступа к базам данных до неограниченных возможностей интерактивных и мультимедийных сервисов, видеоконференцсвязи и видеотелефонии.
3g интернет очень скоро даст возможность на ходу ознакомиться с загруженностью автострад, посетить любую страну с помощью виртуального гида и узнать информацию по QR-коду торговой марки. Это тот минимум, который будет доступен нам в обозримом будущем.
В дальнейшем нас ждет мобильная медицинская диагностика, службы, связанные с местоположением пользователя или LBS-сервисы, дистанционное обучение всему, чему пожелаете, мобильные офисы или организация удаленных рабочих мест, так называемой, мобильной корпоративной сети.
Мобильный интернет все сильнее внедряется в реал. Это заметно на рынке коммуникаторов и смартфонов - они не только используются как 3G-модем при подключении к стационарному компьютеру или ноуту, но и могут сами по себе работать в сети. Это очень востребованное у молодежи свойство дает возможность развлекаться в любом месте, в любое время.
Бизнесменам смартфоны и планшеты с 3G позволяют использовать деловые функции, дают возможность совершать финансовые операции по банковским картам, в любое время получить доступ и ознакомиться с нужной и важной информацией. Для брокеров эти устройства вообще незаменимы, они дают возможность наблюдать за состоянием рынка ценных бумаг двадцать четыре часа в сутки.
Аббревиатура 3G в переводе с английского языка означает «третье поколение». Это, по сути, новая ступень развития сотовой связи, а точнее беспроводной сети с высокой скоростью передачи данных. Она позволила значительно расширить скромные возможности мобильного телефона, которые еще не так давно ограничивались лишь его способностью осуществлять телефонные звонки.
Чтобы более четко раскрыть суть 3G возможностей, необходимо проследить путь развития данной технологии и логическую цепочку ее преобразований.
Технология 1G появилась в 1980-х годах, когда мобильная связь уже существовала, но большого распространения еще не приобрела. Первое поколение отличалось очень низкой скоростью передачи данных, необходимостью наличия стационарных модемов, поэтому эта функция практически оставалась незадействованной. Мобильные телефоны оставались лишь средством осуществления голосовых вызовов, цена которых позволяла пользоваться этими приборами лишь представителям из ограниченного круга обеспеченных людей.
Технология 2G ознаменовала собой переход с аналоговых систем на цифровые сотовые сети, что повлекло за собой лучшее качество звука и некоторые другие возможности, которые были недоступны ранее. В 90-х годах появилась возможность передачи SMS- сообщений. Передача данных осуществлялась через CSD технологию посредством станции, принимающей информацию в цифровом виде.
В 1997 году появился сервис GPRS, который позволял непрерывную передачу данных, без посредства станции CSD. Но переходом к 3G стало появление нового стандарта IMT-2000, который опередил GPRS по скорости передачи данных. Легкий переход с сетей 2G на следующее поколение (3G) обеспечили стандарты UMTS и CDMA2000, последний из которых признан официальным стандартом 3G. Промежуточным звеном по скорости передачи данных между ними и их предшественником GPRS стал стандарт EDGE.
Последующие преобразования 3G поражают все большей скоростью передачи данных. Так, на сегодняшний день уже активно работают над созданием и внедрением 4G технологий.
Главная особенность и преимущество 3G интернета – это отсутствие необходимости использования кабеля для подключения к всемирной сети. Его также отличает высокая скорость и практически повсеместная доступность. Мобильные телефоны 3G возможно использовать как внешние модемы, которые можно подключить к компьютеру через USB или Bluetooth.
3G также предоставляет возможность использования технологии радиосвязи для создания канала для передачи данных.
С помощью 3G стали доступными видеотелефонная связь, просмотр видео, изображений и ряд других мультимедийных возможностей на мобильном устройстве.
Таким образом, технология 3G позволила превратить заурядное средство связи в многофункциональное устройство, которое позволяет нам пользоваться высокотехнологичными разработками практически в любом уголке планеты. Это, несомненно, огромный рывок вперед для развития современной цивилизации, но наука движется вперед семимильными шагами, что дает все основания ожидать в ближайшем будущем новых достижений.
Современные технологии беспроводной связи совершенствуются с огромной скоростью. Не успели мы привыкнуть к повсеместному распространению 3G, как оказалось, что он уже несколько устарел, и теперь нужно переходить на 4G интернет.
Между тем, многие пользователи до сих пор не успели понять, что такое 3G и 4G интернет, в чем тут суть и каковы отличия этих систем.
Что означает буква G?
Обозначения 3G и 4G достаточно условны и придуманы для того, чтобы не утомлять рядового потребителя неинтересными и непонятными для него подробностями технологий сотовой связи. На самом деле буква G означает всего лишь поколение систем связи – Generation .
Первое поколение было полностью аналоговым, поэтому мобильные телефоны первых серий получили впоследствии немного насмешливое прозвище «кирпичи» или «орехоколы» из-за их массивности. Мобильная связь второго поколения (GSM) позволила не только разговаривать и отправлять смс-сообщения, но и пользоваться беспроводным интернетом, хотя он был еще довольно низкокачественным и медленным.
Интернет 3G и его особенности
Третье поколение коммутаторов, т.е. 3G, уже дало возможность обеспечить приемлемый уровень качества интернета. Для него используется технология связи UMTS, которая обеспечивает скорость передачи данных, ранее недоступную – до 3,6 Мбит в секунду.
Она обеспечивает качественный уровень интернет-телефонии и видеосвязи с помощью специальных программ – Скайп, Вайбер и т.д., предоставляя возможности, ранее недоступные – к примеру, проведение виртуальных видеоконференций между несколькими участниками. Голосовая телефонная связь работает параллельно с передачей цифровых интернет-данных.
Кроме увеличения скорости обмена данными, заметно улучшилось и качество связи. Сети 3G используют технологию так называемого мягкого хендовера, которая обеспечивает незаметный переход из зоны действия одной соты в другую. Для этого автоматическим образом устанавливаются приоритеты передачи информационных пакетов в зависимости от силы сигнала соты: чем он сильнее, тем интенсивнее идет обмен данными.
По мере движения абонента из зоны действия одной соты в другую величина информационного потока нарастает постепенно, а не скачкообразно, благодаря чему не происходит разрывов при переключении от одной соты к другой.
Интернет 4G, его отличия и преимущества
Для российских абонентов 4G реализуется в соответствии с технологией , обеспечивающей многоканальную и широкополосную передачу данных исключительно в цифровом виде.
Это технология цифровой телефонии, которая используется как для интернета, так и для обычных голосовых звонков.
Разница между 3G и 4G
Основная практическая разница, заметная пользователю, заключается в скорости передачи данных. В теории скорость сети 4G должна быть в 10 раз выше, чем скорость в 3G сетях, однако на практике разница не столь велика – повышение составляет примерно 4-5 раз. Кроме того, скорость 3G напрямую зависит от зоны охвата сети.
На текущий момент разница для обычного абонента беспроводного интернета не слишком заметна, однако с ростом охвата и совершенствованием оборудования сети 4G более полно будут проявлять свои преимущества.
На практике повышение качества передачи данных позволяет абонентам 4G пользоваться всеми возможностями интернета, в том числе играть в онлайн-игры любой сложности, а также использовать мультимедийный интнернет-контент качества Full-HD.
Что касается пропускной способности сетей, то для 3G она составляет 3 Мбита в секунду, если абонент неподвижен или идет пешком, и 384 Кбит в секунду – если он едет на автомобиле или в поезде. Сети 4G в соответствии с международным стандартом связи должны обеспечивать 100 Мбит для абонентов, едущих в транспорте, и 1 Гбит для стационарных пользователей.
Понятно, что 4G технология обеспечивает существенно более высокие возможности, однако для ее полной реализации необходимо развернуть соответствующую техническую базу. Поэтому для раскрытия всего потенциала этих сетей необходимо некоторое время.
Современные сотовые телефоны — это не только мобильная связь, но и другие возможности. Одной из таких возможностей является выход в интернет. Если мы находимся в зоне действия wi-fi сети, то можем без проблем просматривать веб-сайты, почту, общаться в социальных сетях и проводить другую работу, связанную с доступом в интернет. Но, что делать, когда интернет нужен, а wi-fi по близости нет?
Навигация
Для этого можно воспользоваться мобильным интернетом, возможность использования которого предусмотрено в каждом смартфоне. И одной из технологий, благодаря которой мы можем воспользоваться такой возможностью выхода в интернет, является 3G.
Немного истории
Когда связь только становилась мобильной, люди которые могли себе позволить такую услугу, использовали радиотелефоны и стандарт NMT (Nordic Mobile Telephone). Этот стандарт, появившейся в 1981 году, и стал первым поколением мобильной связи. То есть 1G . Стандарт частоты, на котором работал стандарт NMT, 450 МГц .
Через 10 лет был создан стандарт GSM (Global System for mobile Communication). Его считают вторым поколением мобильной связи — 2G . Этот стандарт, который к слову в нашей стране появился лишь в конце 90-ых, работал в диапазоне 890-960 МГц . А позже стал работать в диапазоне 1800 МГц .
ВАЖНО: У стандарта GSM, по сравнению с NMT, больше скорость и выше качество передачи данных, но меньше зона покрытия. Но, её можно расширить за счёт установки дополнительных вышек.
Стандарт GSM работает и в данный момент. Именно благодаря ему мы осуществляем звонки с помощью своих мобильных телефонов. Но, а как же интернет?
Очередная «революция» произошла в 1997 году. Была разработана технология GPRS (General Packet Radio Service). Многие аналитики отрасли называют GPRS — 2,5G . Именно благодаря этой технологии появилась возможность передачи данных тогда, когда это необходимо.
Конечно, мобильный доступ во Всемирную сеть был доступен и до появления GPRS: технология CSD (Circuit-Switched Data) позволяла осуществлять соединение на скорости 9600 бит в секунду по средствам модемов, встроенных в мобильные телефоны. Но, во-первых, скорость такого соединения оставалась низкой, а во-вторых - использовался учет с поминутной тарификацией.
Благодаря технологии GPRS, операторы получили возможность отслеживать количество трафика, а не время использования линии. Что послужило толчком к развитию мобильного интернета.
Кроме всего прочего, технология GPRS увеличила скорость передачи данных. В идеале она могла доходить до 100 кБит в секунду.
На смену GPRS, технологии бесспорно революционной, но имеющей множество недостатков, пришла технология EDGE . С ее помощью существенно улучшилась пропускная способность приема и передачи данных, а также решились некоторые другие недостатки GPRS.
На основе этих технологий были разработаны стандарты CDMA (Code Division Multiple Access) и, что самое важное UMTS (Univeral Mobile Telecommunications System). Эти стандарты и стали третьим поколением мобильной связи. 3G работает в диапазоне 2100 МГц .
Преимущество 3G связи
Благодаря третьему поколению остовой связи стало возможным:
- Совершать видеозвонки
- Улучшить качество передаваемого звука (отсутствие шумов, снижение количества сбоев, обрывов и отказов
- Увеличить емкости сети. Перегрузки, которые случались в GSM сетях, сегодня практически отсутствует
- Увеличить скорость передачи пакетных данных (до 384 кБит в секунду). Что дало возможность просмотра видео из интернета, прохождение онлайн игр, общение в социальных сетях и т.п.
А что дальше?
Возможность использования 3G связи сегодня предоставляют все операторы «большой тройки», Теле2, а также новый оператор Yota. У каждого из них есть специальные тарифы для мобильного Интернета, которые позволяют использовать его без больших затрат.
ВАЖНО: Особенно в этом плане преуспела Yota. Этот оператор, использующий мощности Мегафона, в линейке своих тарифов имеет три полностью безлимитных тарифов. Они отличаются только скоростью передачи данных от 512 до максимальной.
Технологии не стоят на месте. Сегодня многие операторы в нашей стране предлагают воспользоваться четвёртым поколение мобильной связи. Технология 4G уже используется во всех крупных городах нашей страны. Её зона покрытия растёт с каждым днём.
Видео: 3G на просторах Росии
Работы над сетями 3-го поколения начались в мире в 2001 году. В Японии и Южной Корее 3G-сети появились в 2002 году, а в конце 2003 и в США.
В чем же отличие сети 3G и старого доброго GSM?
Надо сразу пояснить, что термин 3G является скорее всего маркетинговым, нежели техническим, вследствие чего он немного расплывчатый. Существуют как минимум два стандарта сетей третьего поколения. Один принят в США и некоторых странах на Юго-Востока Азии - CDMA2000, другой - принятый в Европе стандарт UMTS/WCDMA. Так как оба стандарта базируются на технологии Code Division Multiple Access, т.е. пользуются множественным доступом с кодовым разделением (сокращенно CDMA), они имеют и схожие принципы формата.
Кодирование в сетях 3G:
Помехозащищенность и высокая степень утилизации доступных каналов связи обеспечивается в CDMA тем, что в ней используют «шумоподобные» сигналы с расширенным спектром.
Технология «мультидоступа», когда каналы разделялись с помощью кодирования, была известна ужее достаточно давно. Работа «Основы теории линейной селекции», написанная Дмитрием Васильевичем Агеевым, была опубликована в СССР еще в далеком 1935 году. В послевоенное время в СССР и в США технология CDMA использовалась военными в своих системах связи, так как преимущества у нее были весьма ценными.
Ортогональные кодовые разделения сигналов, которые использует эта технология, делает возможным очень эффективно пользоваться доступной полосой частот, чем достигаются весьма высокие характеристики спектральной эффективности. Пользуясь той же полосой частот, что и GSM, сети 3G передают данные со значительно большей скоростью. Этим же обеспечивается и их более надежная передача, так как достигается помехоустойчивость кодирования с большей избыточностью.
То, что называется Универсальной мобильной телекоммуникационной системой - Universal Mobile Telecommunications System - UMTS - является, по сути, технологией сотовой связи, которая была разработана в Европейском институте стандартов.
Более полная утилизация канала связи, обеспечивающаяся технологией CDMA и его широкополосной реализацией WCDMA, позволяет выделять каждому абоненту более широкий канал. Технологией UMTS каждому телефону выделяются в сети каналы шириной по 5 MGz, благодаря чему теоретическая скорость обмена достигает величины в 21 Mbps. Максимальная скорость в 7.2 Mbps, достигаемая на практике, выглядит тоже очень хорошо, особенно в сравнении с GPRS и EDGE.
Схема структуры сети 3G (UMTS):
Разделяют сеть радиодоступа и базовую сеть, которые группируются по своим функциям.
Сети радиодоступа - RAN и UTRAN (UMTS территориального уровня) - оперируют теми функциями, которые относятся к радиосвязи, а базовая сеть Core Network или CN занимается обеспечиванием коммутации и маршрутизации вызовов и каналов, которые передают данные во внешние сети.
Для завершения системы определяют взаимодействующее с ней оборудование пользователя - User Equipment (UE) и его радиоинтерфейс - UMTS air interface или Uu.
Интересной архитектурной особенностью UMTS является то, что внутри элементов сети подробно определяются не функции, а интерфейсы между раздельными логическими элементами.
Так как в конечных точках оборудование поставляется разными изготовителями, существует требование, согласно которому интерфейс должен быть «открытым» для определения на уровне соответствующей детализации.
Такими открытыми интерфейсами в 3G являются:
- Интерфейс Cu - электрический интерфейс, связывающий интеллектуальную плату (смарт-карточка) USIM (модуль идентификации абонента в сети UMTS) и ME, и удовлетворяющий формат по стандарту для смарт-карточек.
- Интерфейс Uu - является радиоинтерфейсом WCDMA. Через него UE имеет возможность доступа к стационарной части системы. Предполагается, что изготовлять UE будут гораздо больше производителей, нежели тех, кто будет производить элементы стационарной сети.
- Интерфейс Iu соединяет UTRAN с CN. Как и аналогичные интерфейсы в GSM - A, выполняющий коммутацию каналов и Gb, коммутирующий пакеты, интерфейс Iu благодаря своей открытости позволит операторам UMTS приобретать UTRAN и CN у разных фирм-производителей, так как именно созданная конкуренции обусловила успех GSM.
- Открытым интерфейсом Iur осуществляется мягкий режим передачи телефона «из рук в руки» - от одной базовой станции к другой, в тех случаях, когда он покидает зону действия одной из баз между RNCs разных призводителей, дополняя таким образом интерфейс Iu.
- Интерфейс Iub обеспечивает соединение узлов B и RNC.
Таким образом, UMTS - это первая коммерческая система мобильной телефонной связи, в которой интерфейс контроллер-базовой станции имеет полностью открытый стандарт. Благодаря своей открытости, Iub-интерфейс, как и другие открытые интерфейсы, способствует конкуренции производителей, выпускающих сетевое оборудование. А это также вызывает появление и новых производителей, выпускающих в основном узлы В.
