Instruktor: Porozmawiajmy
o sieci komórkowej, ponieważ większość z nas ma smartfona
w kieszeni i codziennie używamy sieci komórkowej
do łączenia się z siecią rozległą znaną jako Internet.
Teraz, kiedy mówimy o sieci komórkowej,
obejmuje to nie tylko nasze smartfony, ale także
nasze tablety, dedykowane
tryby komórkowe dla sieci korporacyjnych lub komórkowe
bezprzewodowe punkty dostępowe znane jako hotspoty.
W użyciu jest szeroka gama technologii
komórkowych, w tym 2G, 3G, 4G, LTE i 5G.
Kiedy słyszysz, jak ktoś mówi o G, takim jak 4G lub 5G, zasadniczo
mówi o tym, która generacja technologii
komórkowej jest używana przez modem komórkowy w tym smartfonie
lub innym urządzeniu.
Zasadniczo, aby którekolwiek z tych urządzeń mogło
połączyć się z siecią komórkową,
musi mieć wbudowany modem komórkowy, który
obsługuje jedną lub więcej z tych różnych technologii i
powiązanych z nimi częstotliwości.
Pierwsze sieci komórkowe, które obecnie
nazywamy 1G, zostały opracowane
w latach 80. ubiegłego wieku.
Te telefony 1G komunikują się przy użyciu częstotliwości
30 kiloherców i mają przepustowość około
2 kilobitów na sekundę lub 2000 bitów na sekundę.
Więc naprawdę przesyłaliśmy dużo
danych przez te telefony 1G.
Zamiast tego były one w większości przeznaczone do wykonywania
połączeń głosowych.
W miarę upływu czasu,
telefony komórkowe przeszły do drugiej
generacji znanej jako 2G pod koniec lat 90-tych.
Urządzenia 2G komunikują się za pośrednictwem sieci GSM z
wykorzystaniem częstotliwości 1800 megaherców.
Duża różnica polega na tym, że urządzenia 2G
działały w sieci cyfrowej, korzystały z multipleksowania,
a zatem mogły zacząć wykorzystywać dane oprócz
wykonywania połączeń telefonicznych.
Dane tutaj nie były superszybkie.
W przypadku 2G mówimy o prędkości podobnej
do modemu dialup.
Zwykle w przedziale 14. 4 kilobity na sekundę
do 64 kilobitów na sekundę, przy użyciu GPRS, czyli General
Packet Radio Service.
W rzeczywistości, kiedy założyłem swoją pierwszą firmę w 1999 roku, miałem
telefon z klapką Motorola 2G, którego używałem.
Byłem w stanie podłączyć laptopa do tego telefonu
i połączyć się z Internetem.
W ten sposób mogłem wysyłać faktury pocztą elektroniczną do moich klientów
po opuszczeniu ich biura, korzystając z tego połączenia o niskiej prędkości.
Teraz 2G dało nam wiele korzyści dla urządzeń komórkowych, mimo
że prędkości danych były tutaj raczej ograniczone.
Urządzenia 2G były pierwszymi, które oferowały SMS-y i wiadomości tekstowe,
a także możliwość rejestracji międzynarodowej, połączeń
konferencyjnych, korzystania z Internetu z dala
od naszych komputerów i innych podobnych rzeczy.
Kolejną ewolucją w 2G było
wprowadzenie EDGE lub
Enhanced Data Rates for GSM Evolution.
Dzięki temu nasze prędkości wzrosły do około 1 megabita na sekundę
dla większości nowoczesnych urządzeń
2G, takich jak pierwszy iPhone, który został wydany w 2008 roku.
Trzecia generacja telefonii komórkowej doczekała się wydania 3G
z większą prędkością transmisji danych.
Sieci 3G muszą obsługiwać co najmniej 144
kilobity na sekundę, aby mogły być nazywane sieciami 3G.
Ale większość urządzeń była szybsza.
Obsługiwały one prędkości około 384 kilobitów na sekundę,
jeśli poruszasz się samochodem
lub do 2 megabitów na sekundę, jeśli
idziesz lub stoisz w miejscu.
Aby zapewnić te szybsze prędkości,
urządzenia 3G korzystały z szerszego pasma częstotliwości
o częstotliwościach od 1. 6 gigaherców aż do 2
gigaherców w spektrum 3G, w zależności od miejsca
zamieszkania na świecie.
Jeśli chodzi o 3G, istnieją
trzy różne technologie, które można znaleźć.
WCDMA, HSPA i HSPA-plus.
WCDMA to Wideband Code Division Multiple Access, który wykorzystuje
standard UMTS, może osiągnąć prędkość
transmisji danych do około 2
megabitów na sekundę.
Jest to najwolniejsza z technologii 3G.
Ulepszeniem WCDMA była technologia
HSPA, czyli High Speed Packet Access Standard.
Może on osiągnąć prędkość do 14. 4 megabity na sekundę.
Jest to czasami określane jako 3. 5G przez branżę.
Z czasem okazało się, że to nie wystarcza.
Więc przeszliśmy na HSPA-plus, High Speed Packet Access Evolution.
Daje nam to prędkość do około 50 megabitów na sekundę i jest
często określane jako 3. 75G.
Następnie dotarliśmy do czwartej generacji.
Dało nam to 4G z jeszcze szybszymi prędkościami
i wprowadzeniem technologii MIMO,
czyli Multiple Input Multiple Output.
Dzięki 4G moglibyśmy uzyskać prędkości
do 100 megabitów na sekundę
podczas jazdy samochodem lub do 1 gigabita na sekundę w
przypadku stacjonarnych rozmiarów lub modemów z dużą anteną.
Urządzenia 4G wykorzystywały nawet szersze pasmo częstotliwości
niż inne, obejmujące częstotliwości od 2 do 8 gigaherców,
w zależności od wdrożenia w danym kraju.
Kiedy 4G pojawiło się po raz pierwszy, było często nazywane
4G LTE lub 4G Long-term Evolution.
Urządzenia te mogą osiągać
prędkość do około 100 megabitów na sekundę.
Z czasem pojawiła się ulepszona wersja
LTE znana jako LTE-A lub LTE Advanced.
Jest to zaawansowana wersja LTE,
która dodaje jeszcze więcej możliwości i zwiększa
prędkość od 2 do 3 razy w porównaniu do zwykłego LTE, a w idealnych
warunkach ze stacjonarnym
modemem komórkowym może osiągnąć
prędkość do 1 gigabita na sekundę.
Nasza piąta generacja telefonii komórkowej nosi nazwę 5G.
I znowu, ma szybsze prędkości i więcej możliwości.
5G jest w rzeczywistości stosunkowo
nowe i właśnie rozpoczęło się wdrażanie w 2019 roku.
Urządzenia 5G przynoszą ogromną poprawę w stosunku
do urządzeń poprzednich generacji.
Dzięki 5G możliwe jest osiągnięcie prędkości
do 10 gigabitów na sekundę przy użyciu wysokopasmowych częstotliwości 5G.
Jest to jedna z największych różnic między
5G a starszymi generacjami.
W przypadku sieci 5G podzieliliśmy ją
na trzy różne pasma częstotliwości.
Dostępne są częstotliwości niskopasmowe, średniopasmowe i wysokopasmowe.
Obecnie częstotliwości niskiego pasma wynoszą od 600 do 850 megaherców
i zapewniają nam prędkości
od 30 do 250 megabitów na sekundę.
Zaletą korzystania z tego niskiego zakresu częstotliwości
jest to, że ma on większy zasięg
i może pokryć obszar podobny do starszych
sieci 4G.
Częstotliwości średniego pasma działają
między 2. 5 i 3. 7 gigaherców.
To wyższe pasmo częstotliwości będzie
obsługiwać wyższe prędkości transmisji danych od 100 do 900 megabitów na
sekundę, ale każda wieża komórkowa obejmuje teraz
mniejszy obszar niż wieże niskiego pasma lub 4G.
Od 2021 r. większość wdrożeń 5G jest faktycznie wykonywana
przy użyciu wież o średniej częstotliwości, ponieważ zapewnia
dobrą równowagę między zasięgiem a wyższymi prędkościami.
Trzeci zakres częstotliwości znany jest
jako częstotliwości wysokopasmowe,
które działają w zakresie od 25 do 39 gigaherców.
To znacznie wyższe pasmo częstotliwości
będzie obsługiwać niezwykle wysokie prędkości
w zakresie gigabitów na sekundę.
Wyzwanie polega na tym, że częstotliwości te działają
w paśmie fal milimetrowych, co powoduje,
że zasięg tych wież jest znacznie, znacznie
mniejszy.
Ponadto, ze względu na mniejszy zakres fal milimetrowych,
sygnał jest łatwo blokowany przez ściany, okna
i inne obiekty.
Z tego powodu nie ma jeszcze
zbyt wielu wdrożeń wysokiego pasma.
Jak dotąd widzimy je rozmieszczone w pobliżu obszarów,
w których oczekuje się, że wiele osób będzie
przebywać na jednym małym obszarze, takich jak stadion sportowy,
park rozrywki lub centra kongresowe.
W porządku, właśnie podałem
ci wiele faktów i liczb na temat technologii komórkowej i wszystkich
różnych generacji technologii komórkowej i prawdopodobnie
zastanawiasz się, czy musisz
zapamiętać prędkości i częstotliwości dla każdego
z nich?
Odpowiedź brzmi: nie.
Zamiast tego musisz wiedzieć, że im wyższa wartość G, taka jak 4G, jest
wyższa niż 3G, oznacza
to, że jest to nowszy standard i ma większe
prędkości.
Ważne jest również, aby pamiętać,
że 5G występuje w trzech różnych
pasmach: niskim, średnim i wysokim.
Wraz ze wzrostem pasma uzyskuje się większe prędkości,
ale zmniejsza się obszar zasięgu.
Z tego powodu większość wdrożeń 5G będzie wykorzystywać
częstotliwość średniego pasma, o której mówiłem, co prowadzi
do lepszego zasięgu i dość wysokich prędkości.