Международный союз электросвязи, сектор телекоммуникаций - МСЭ-Т определяет технологию 4G как будущее технологий беспроводной телекоммуникации

4Gпозволит достичь скорости передачи данных до 1,0гбит/с в условиях движения источника или приемника на скорости до 120,0км/час и до 100,0мбит/с в условиях обмена данными между двумя движущимися мобильными устройствами на скорости 120,0км/час.

Технология 4G, в частности, обеспечивает пользователям просмотр телепередач высокой четкости и управление "умным домом" (домашней бытовой техникой, охранно-пожарной сигнализацией, водоснабжением, отоплением и т.д.) с помощью мобильного устройства. Сегодня уверенно внедряются технологии поколения 3,5G. Страны, которые недавно внедрили сети второго поколения (например, Китай), пытаются "перескочить" на целое поколение вперед, начав эксплуатацию систем 4G, которые позволят увеличить скорость передачи данных по сравнению с 3,5G в несколько десятков раз.

В сетях сотовой связи смена поколений технологий идет более быстрыми темпами, чем в других отраслях, например, в производстве компьютерной техники.

В телекоммуникациях с беспроводным абонентским доступом все четко:

1G - первое поколение - это аналоговая связь (стандарт NMT).

ü 2G - второе поколение - это цифровая связь с коммутацией каналов (стандарты GSM, CDMA, N-AMPS, D-AMPS).

ü 3G - третье поколение - (стандарты GPRS, UMTS) - предусматривает наряду с коммутацией каналов и пакетную передачу данных. О сетях третьего поколения 3G сейчас говорят как о символе прогресса, но технологии 3G уже обгоняют системы следующего поколения сетей сотовой связи - 4G. В некоторых странах системы третьего поколения 3G так и не разовьются в полную силу - их место займут технологии четвертого поколения - 4G.

ü 4G - четвертое поколение сетей сотовой связи. К 4G, как правило, относят технологии, ориентированные на высокоскоростную передачу пакетов данных в сетях сотовой связи со скоростью 100,0мбит/с и выше (EDGE, GMM, OFDM и др.).

ü Это технологии беспроводной передачи данных Интернет, Wi-Fi (скоростные варианты этого стандарта) и WiMAX (в теории скорость - 1,0гбит/сек).

ü 5G - пятое поколение сетей сотовой связи ориентировано на скорость передачи пакетов данных свыше 1,0гбит/с.

Наиболее распространенные сейчас в мире системы сотовой связи

GSM/EDGE (2,5G), в которых предел скорости передачи данных составляет всего: 240,0кбит/сек.

В сетях третьего поколения 3G, развернутых сейчас только в Европе, США и некоторых странах Азии (Япония, Тайвань, Сингапур, Китай), скорость передачи данных составляет 7,0 - 14,0мбит/сек.

Южнокорейская компания Samsung Electronics на проходящем ежегодном форуме Samsung 4G Forum продемонстрировало возможность сетей сотовой связи четвёртого поколения 4G.

Для демонстрации достоинств сетей 4G использовались специально оборудованный автобус и павильон. При этом скорость передачи данных достигла 100,0мбит/с при скорости движения автобуса 60,0 км/час.

Скорость передачи данных 1,0гбит/с для сотовых сетей связи четвёртого поколения 4G также не является предельной.

Специалисты компании Samsung Electronics утверждают, что при использовании мультиплексоров множественного ввода/вывода - Multiple Input Multiple Output - MIMO - можно добиться скорости передачи 3,5гбит/с.

IPv6 – IPng - ''IP next generation'' - следующее поколение IP - универсальный интерфейс сетей сотовой связи 4 G

IPv6 – IPng - ''IP next generation'' - следующее поколение IP - универсальный интерфейс сетей сотовой связи 4G (предположительно и 5G) .

IPv6 (IPng - ''IP next generation'') является новой версией широко известного протокола IP (называемого IPv4).

Как и другие современные системы *BSD, FreeBSD включает эталонную реализацию IPv6 от KAME. Так что система FreeBSD поставляется со всем, что вам нужно для экспериментирования с IPv6.

Операторы связи беспокоятся о том, что быстро иссякает адресное пространство IPv4. В развитии Интернет, имеются проблемы:

IPv6 решает эти многие вопросы:

• 128-бит адресный пакет. Это означает плотность примерно в 6,67 · 10²⁷ адресов IPv6 на квадратный метр поверхности Земли.
• Маршрутизаторы будут хранить в своих таблицах только адреса сетей, что уменьшает средний размер таблицы маршрутизации.

Имеется также множество других необходимых особенностей IPv6, таких, как:

• Автоматическая настройка адреса.
• Групповые адреса (''один к нескольким из многих'').
• Обязательные адреса множественной рассылки.
• IP sec (IP security - безопасный IP).
• Упрощённая структура заголовка.
• Мобильный IP.
• Взаимодействие IPv6 с IPv4

Предполагается, что коммерческая эксплуатация сетей сотовой связи поколения 4G начнётся активно в 2012 году.

.

.

.

Главное отличие сетей четвертого поколения 4G от предыдущего, третьего поколения 3G, заключается в том, что технология 4G полностью основана на протоколах пакетной передачи данных, в то время как 3G объединяет в себе передачу речевого трафика и пакетов данных.

Международный союз электросвязи сектор телекоммуникаций (МСЭ-Т) определяет технологию 4G как технологию беспроводной телекоммуникации, которая позволяет достичь скорости передачи данных до 1,0гбит/с в условиях движения источника или приемника и до 100,0мбит/с в условиях обмена данными между двумя мобильными устройствами.

Передача данных в сетях 4G - 5G осуществляется по протоколу

IPv6 (IP версия 6) - для широкополосных высокоскоростных систем передачи пакетов данных.

Это заметно облегчает взаимодействия телекоммуникационных сетей, особенно если они разных типов. Для обеспечения необходимой скорости используются частоты 40,0гГц и 60,0гГц.

Создатели приемопередающего оборудования для 4G применили испытанный в цифровых сетях прием - технологиюмультиплексирования с ортогональным разделением частот - OFDM

Такая методика манипулирования сигналом позволяет значительно "уплотнить" данные без взаимных помех и искажений.

При этом происходит разбиение частот с соблюдением ортогональности:

максимум каждой несущей частоты приходится на тот момент, когда соседние несущие частоты имеют нулевое значение. Этим исключается их взаимодействие, а также более эффективно используется частотный спектр - не нужны защитные ("противоинтерференционные") интервалы.

Для передачи сигнала применяется одна из самых распространенных схем модуляции - квадратурная фазовая манипуляция (со сдвигом фазы) –

QPSK - Quadrature PSK, которая обеспечивает передачу большего объема информации. Применяется также схема, в которой объединяются схемы фазовой и амплитудной модуляции - квадратурная амплитудная модуляция - QAM.

Квадратурная амплитудная модуляция QAM - более современная схема, позволяющая получить максимум из пропускной способности канала.

QAM используется в стандартных модемах, обеспечивающих скорость передачи данных 9,6кбит/с.

Конкретный тип модуляции выбирается в зависимости от требуемой скорости и условий приема. Сигнал разбивается на определенное количество параллельных потоков при передаче и собирается в единый поток на приеме.
Для уверенного приема и передачи на сверхвысоких частотах планируют применять так называемые адаптивные антенны, которые смогут подстраиваться под параметры конкретной BTS.

Особенность ортогональной частотной модуляции OFDM - устойчивость к "замираниям" сигнала (для разных типов модуляции есть свой запас на замирания), работа антенн в условиях отсутствия прямой видимости, что не мешает приему сигналов MS, как это наблюдается в системах второго поколения.

Недостаток ортогональной частотной модуляции OFDM: чувствительность к искажениям и высокая требовательность к качеству электронных схем.

В Европе также готовятся к запуску первые сети мобильной связи поколения 4G. О своем участии в проекте LTE (Long-Term Evolution) заявили крупные европейские Операторы мобильной связи: T-Mobile International, Orange и Vodafone Group, а также производители мобильного оборудования Alcatel-Lucent, Nokia Siemens Networks, Nortel Networks и Ericsson.

LTE-сети (поколение 4G) - Long Term Evoluton – долгосрочое развитие, или долговременное развитие – сети сотовой связи поколения (4G)

Для работы LTE достаточно полосы 1,5мГц, а для развертывания технологии LTE/LTE Advanced могут задействоваться полосы частот в диапазоне от 450,0мГц до 4990,0мГц (это дает возможность операторам использовать уже имеющиеся у них частоты). LTE возможно уже сегодня. Но остаются препятствия: в мировом масштабе - это отсутствие терминалов, в российском масштабе - политика распределения спектра, когда частоты привязаны к технологиям.
Минкомсвязи РФ рассматривает возможность применения идеологии "открытого спектра", т. е. отсутствия непосредственной связи частот с технологиями. Изучается вопрос, нужны ли специальные лицензии для предоставления услуг связи на основе технологии LTE. Мировой опыт показал, что услуги 3G не столь востребованы, как прогнозировалось, и инвесторы испытали разочарование. До сих пор никто не обосновал окупаемости сетей LTE. Полосы 1,5мГц хватит для обслуживания лишь небольшого количества абонентов, а чтобы технология LTE заработала на полную мощность, обеспечивая скорость 100,0мбит/с и более, необходима непрерывная полоса 20,0мГц.

Но частотного ресурса в РФ для этого нет.
На диапазон 800,0мГц, который предполагалось получить от внедрения кабельного цифрового телевидения, рассчитывать не приходится.

В коммерческую эксплуатацию первые сети поколения 4G будут запущены в 2010-2012 годах. В России – в 2014году. Эксперты полагают, что к этому сроку можно развернуть сети 4G, но зоны покрытия базовых станций будут "очаговыми".

Специалисты уверены, что вряд ли услуги 4G станут популярными у европейских пользователей в ближайшие годы. После запуска первых сетей третьего поколения 3G в Европе, они используются менее чем на 50,0% своих возможностей. Аналитики связывают непопулярность у пользователей систем 3G с завышенными тарифами на услуги этой связи.

В успехе внедрения технологий 4G будет играть ценовая политика европейских Операторов связи. Не все пользователи заинтересованы в услугах Интернет - большинству нужна обычная телефонная связь (речевые и текстовые сообщения).

Учитывая проблемы 3G, существенное влияние технологий связи поколения 4G на рынок телекоммуникационных услуг в Европе станет заметным лишь к 2020 году. Сейчас в США Оператор мобильной связи Nextel рассматривает возможность отказаться от 3G в пользу системы 4G компании Flarion.

Проверка жизнеспособности 4G охватит 150 BTS в крупнейших городах юга Америки. Испанская Telefonica не отказывается от внедрения сетей третьего поколения, а только ограничивает масштабы их применения для того, чтобы сконцентрироваться на "прыжке" через одно поколение.

На пути введения в эксплуатацию сетей 4G есть ряд проблем:

ü Первая: на рынке практически нет мобильных абонентских устройств, обеспечивающих связь с системами четвертого поколения.

Мобильные телефоны поколения 4G, если бы и существовали, потребляли бы слишком много энергии и не могли бы долго работать на аккумуляторах (подобные проблемы есть и у мобильных телефонов поколения 3G).

ü Вторая: скоростной доступ в Интернет и видео-сервисы потребуют больших по размеру и более качественных дисплеев, чем те, которые встроены в мобильные телефоны сегодня.

ü Третья: главная проблема - капиталовложения в развертывание сетей четвертого поколения должны быть намного больше, чем в технологии 2G и в системы 3G. Быстрая экономическая отдача от реализации проектов четвертого поколения 4G проблематична.

Дата добавления: 2014-01-11