Мережі 4G
Переваги 4G над 3G та іншими стільниковими мережами.
Вперше про бездротові мережі четвертого покоління (4G) заговорило відоме американське Агентство перспективних дослідницьких оборонних проектів (DARPA - Defense Advanced Research Projects Agency), яке свого часу придумало і «провідний» Інтернет. Не дивно, що для бездротового Інтернету DARPA вибрало ту ж архітектуру, яка виявилася такою успішною при створенні звичайного Інтернету. Аспекти бездротового зв'язку 4G: 4G-мережі повинні базуватися на протоколі IP і на організації зв'язку за принципом peer-to-peer (P2P - «рівний-рівному»). Відмітна риса полягає в тому, що кожен пристрій є і приймачем, і передавачем, і маршрутизатором для інших вузлів мережі. І все це - одночасно. Такими властивостями звичайні стільникові мережі не володіють в принципі.
Таким чином, кожен користувач, приєднуючись до мережі, додає мобільний маршрутизатор до її інфраструктури - і тому ємність мережі та її покриття змінюються динамічно. Тобто, якщо багато людей, які працюють у мережі, збираються на невеликому просторі, вони не тільки підвищують потребу у великій пропускної здатності в даному місці, але і створюють можливість маси додаткових маршрутів зв'язку один для одного! Користувачі автоматично будуть перенаправлятися з перевантажених маршрутів на більш вільні. Це дає можливість регулювати навантаження в мережі і підвищувати ефективність її використання. Так, користувачі самі допомагають операторові створювати інфраструктуру мережі.
Головна відмінність мереж четвертого покоління від попереднього, третього, полягає в тому, що технологія 4G повністю заснована на протоколах пакетної передачі даних, в той час як 3G поєднує в собі передачу як голосового трафіку, так і пакетів даних.
До родини 4G, як правило, відносять технології, які дозволяють передавати дані в стільникових мережах з швидкістю вище 100 Мбіт / сек.
У широкому розумінні 4G - це технології бездротової передачі інтернет-даних Wi-Fi (швидкісні варіанти цього стандарту) і WiMAX (в теорії швидкість може перевищувати 1 Гбіт/сек).
У найбільш поширеному зараз у світі стандарті стільникового зв'язку GSM / EDGE (2G) межа швидкості передачі даних складає всього 240 Кбіт/сек.
У мережах третього покоління (3G), розгорнутих зараз тільки в Європі, США і деяких країнах Азії (Японія, Тайвань, Сінгапур), швидкість складає до 7-14 Мбіт/сек.
У сучасних бездротових мережах близько 80% коштів витрачається на придбання ділянок землі під базові станції та будівництво конструкцій і лише 20% - на технологічне устаткування. У мережах peer-to-peer ця пропорція змінюється на зворотну: 80% коштів витрачаються на технології. А оскільки вартість технологічних рішень постійно знижується, такі мережі з часом будуть все більш прибутковими на відміну від традиційних стільникових мереж, де спостерігається зворотна тенденція.
Діючі в Україні мережі GSM будуть випробовувати аналогічні проблеми в 2010 - 2012 роках. Проте оскільки на території України відсутні виробники обладнання для стільникового зв'язку, то всі витрати по можливому впровадження мереж 3G європейського походження (UMTS) ляжуть на майбутніх абонентів цих самих мереж. Та й взагалі - дуже великі сумніви викликають можливості впровадження UMTS в Україні в найближчі 10 - 15 років ...
Вся справа в досвіді європейських країн, в яких оператори 3G тільки на одну закупівлю ліцензій уже витратили більше 500 доларів на душу населення, заплативши при цьому десятки мільярдів доларів! А на саме розгортання цих мереж будуть потрібні ще сотні мільйонів доларів!
Ось чому сьогодні в Україні питання вибору стандарту майбутньої мобільної системи - 3G або 4G - залишається відкритим.
Недоліки:
* Недолік апаратів, здатних працювати з мережами 4G, полягає в їх високому енергоспоживанні.
* Найбільш важливою проблемою поширення 4G є низька активність інвесторів. Розвиток мереж четвертого покоління затримує те, що мережі 3G мають високий потенціал інтенсивного й екстенсивного розвитку.
Технічні характеристики 4G:
Міжнародний союз телекомунікацій визначає технологію 4G як технологію бездротової комунікації, яка дозволяє досягти швидкості передачі даних до 1 Гбіт/с в умовах руху джерела або приймача, і до 100 Мбіт/с в умовах обміну даними між двома мобільними пристроями. Пересилання даних в 4G здійснюється за протоколом IPv6 (IP версії 6). Це помітно полегшує роботу мереж, особливо якщо вони різних типів.
Для забезпечення необхідної швидкості використовуються частоти 40 і 60 GHz. Обладнання для 4G застосовує технологію мультиплексування з ортогональним поділом частот OFDM. Така методика маніпулювання сигналом дозволяє значно "ущільнити" дані без взаємних перешкод і спотворень. При цьому відбувається розбивка по частотах з дотриманням ортогональності: максимум кожної несучої хвилі припадає на той момент, коли сусідні мають нульове значення. Цим виключається їх взаємодія, а також більш ефективно використовується частотний спектр. Для передачі сигналу застосовується модуляція із зсувом фази (PSK і її різновиди), при якій пересилається більше інформації за відрізок часу, або квадратно амплітудна (QAM), більш сучасна і дозволяє вичавити максимум з пропускної спроможності каналу. Конкретний тип вибирається залежно від необхідної швидкості і умов прийому. Сигнал розбивається на певну кількість паралельних потоків при передачі і збирається при прийомі.
Для впевненого прийому та передачі на надвисоких частотах планують застосовувати так звані адаптивні антени, які зможуть підлаштовуватися під конкретну базову станцію. Але в умовах міста таким антен у визначенні правильного напрямку можуть перешкодити завмирання сигналу - його спотворення, що виникають у процесі поширення. Тут виручає ще одна особливість OFDM - стійкість до завмирання (для різних типів модуляції є свій запас на завмирання). Можлива і робота в умовах відсутності прямої видимості, що так заважає телефонами стандарту GSM. Недоліки ODFM - чутливість до доплерівським спотворень і вимогливість до якості електронних компонентів.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------>Вкрадено з connect4g.narod.ru
