4G и 4G+: в чем разница с 3G и LTE, значение, определение и полный разбор от специалиста

Всем привет! Телефоны с поддержкой 4G уже прочно закреплены в нашей жизни и воспринимаются как обыденность. Краем уха вы, наверное, слышали, что 4G отвечает за беспроводное подключение смартфонов к интернету. Но как работает 4G и какая его роль в функционировании сотовой связи? – Давайте разбираться вместе.

Основы

Подключил к телефону сим-карту, настроил тариф и получил доступ к интернету. После этого в верхней информационной строке можно увидеть символ 3G, 4G, LTE. В чем разница между ними? – Давайте по порядку.

Символ «G» значит поколение (с англ. Generation). То есть 4G – это беспроводная сеть, постоянная на технологии четвертого поколения. Это обозначение является общим для нескольких технологий мобильной связи четвертого поколения. Самая распространенная сегодня 4G технология является стандартом LTE. И, по сути, выступает ее синонимом.

Создали 4G для того, чтобы увеличить пропускную способность, то есть сделать беспроводной интернет быстрее, чем в предшествующем 3G поколении.

При этом зоны покрытия 4G и 3G могут сосуществовать вместе. Смартфон сам выберет ту, что выдает лучший сигнал.

Различия поколений

Какая разница между 4G и 3G:

1. 3G – это набор услуг, объединивший в себя высокоскоростной мобильный доступ в интернет и технологию радиосвязи. Данное поколение построено на пакетной передаче данных. Работает на границе сантиметрового и дециметрового волнового диапазона, с пропускной способностью до 3,6 Мбит/с.
2. 4G – поколение связи с повышенными требованиями скорости передачи данных. Можно отметить отличие 4G от предшествующего поколения – максимально достижимая скорость в 1 Гбит/с для неподвижных устройств и 100 Мбит/с для подвижных.

По сути – чем отличается 4G от третьего поколения, так это увеличенной пропускной способностью канала, что разрешает еще быстрее прогонять трафик от адресата к адресату.

Уже разработан, в некоторых странах внедрен, а в некоторых проходит тестовые испытания и подготавливает почву для выхода в массы новое поколение сотовой связи 5G. Это телекоммуникационный стандарт связи нового поколения, обеспечивающий для поддерживаемых устройств высокую пропускную способность.

Основные преимущества связи 5G от 4G:

1. Уменьшение задержки до 1 мс.
2. Увеличение скорости передачи данных 1-2 Гбит/с.
3. Количество подключенных устройств на квадратный километр – 1 миллион.
4. Увеличенная энергоэффективность.
5. Безопасность для человека (в плане здоровья).
6. Стабильное и улучшенное качество связи.

Естественно, устройство с поддержкой последнего поколения мобильной связи может работать со всеми предыдущими.

Модернизация сети 4G

Модернизация мобильных сетей проводится постоянно, с увеличением объемов потребляемого человечеством трафика. Мощностей 4G, особенно в городах-миллионниках, уже не хватает, хотя десятилетие назад мир только начал активно переходить с 3G на 4G. За время существования сети 3G и 4G прошли не мало модернизаций.

В 2000 году, когда мир только начинал освоение 3G сетей, два технологических гиганта «Hewlett-Packard» и «NTT DoCoMo» объявили о сотрудничестве по исследованию и разработке сети четвертого поколения. Параллельно с ними также другие компании вели собственные исследования и в результате появилось два годных решения: стандарты LTE и WiMAX.

Последний начал развиваться в качестве альтернативы выделенным линиям DSL. А вот стандарт LTE начал развиваться как продолжения CDMA и UMTS (что относятся к 3G) и изначально не планировался для 4G.

Десятый релиз LTE (LTE Advanced) отвечал всем требованиям 4G и стал его основоположником. Его взяли на вооружения практически все операторы связи, так как для его внедрения не требовалось существенно менять оборудование и можно было реализовать на уже используемой 3G сети. В маркетинговых целях десятый релиз 4G начали указывать как 4G+.

Чтобы увеличить пропускную способность, стали задействовать различные технологии:

1. OFDM – цифровая схема модуляции, использующая множество близко расположенных ортогональных поднесущих.
2. MIMO – использование N-количества антенн для приема и N-количества для передачи.

Благодаря внедрению в существующую сеть этих технологий, в маркетинге стали просачиваться лозунги о 4.5G сети.

Требования 4G сети

Чтобы не запутаться в этом хаосе стандартов и технологий, МСЭ утвердил требование к сотовой сети, при которой она может трактоваться как 4G:

1. Для коммутации пакетов данных используются IP-протоколы.
2. Пиковая пропускная способность – 100 Мбит/с для абонентов с высокой мобильностью (10-120 км/ч).
3. Пиковая пропускная способность – 1 Гбит/с для статических абонентов (скорость менее 10 км/ч).
4. Использование динамического распределения ресурсов для поддержки множества подключенных устройств к единой сети.
5. Высокое качество мобильной связи и сопутствующих услуг.
6. Хэндовер проходит плавно через сети разных операторов.