О клубе Новости Интервью 3G-устройства События Обзоры

Что такое 3G

Что такое 3G?

В сетях 3G (The Third Generation – «третье поколение») обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передача голоса.

Согласно регламентам ITU* сети 3G должны поддерживать следующие скорости передачи данных:

  • для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 кбит/с;
  • для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) – 384 кбит/с;
  • для неподвижных объектов – 2,048 Мбит/с.

3G включает в себя 5 стандартов семейства IMT-2000 (ссылка) (UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA(собственный стандарт Китая), DECT и UWC-136).

Наибольшее распространение в мире получили два стандарта: UMTS (WCDMA) и CDMA2000 (IMT-MC), в основе которых лежит одна и та же технология - CDMA (Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением каналов).

Работа по стандартизации UMTS координируется международной группой 3GPP (Third Generation Partnership Project), а по стандартизации CDMA2000 - международной группой 3GPP2 (Third Generation Partnership Project 2), созданными и сосуществующими в рамках ITU.

Технология CDMA2000 обеспечивает эволюционный переход от узкополосных систем с кодовым разделение каналов IS-95 (американский стандарт цифровой сотовой связи второго поколения) к системам CDMA «третьего поколения» и получила наибольшее распространение на североамериканском континенте, а также в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.

Технология UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service - универсальная система мобильной электросвязи) разработана для модернизации сетей GSM (европейского стандарта сотовой связи второго поколения), и получила широкое распространение не только в Европе, но и во многих других регионах мира.

*(International Telecommunications Union) – Международный Союз Электросвязи (ссылка)

Основные тренды в сетях 3G:

  • преобладание трафика data-cards (USB-модемы и PCMCIA-карты для ноутбуков) над трафиком телефонов и смартфонов 3G;
  • постоянное снижение цены 1 Мб трафика, обусловленное переходом операторов к более совершенным и эффективным технологиям.

На графике ниже представлены данные по основным трендам развития сетей 3G в мире*:

*Источник: Analysys Mason, Wireless network traffic 2008-2015: forecasts and analysis A-focus, Scenario analysys – future spectrum capacity demamds, 2008

Развитие технологий 3G

Развитие CDMA2000 началось с внедрения технологии CDMA2000 1х с полосой частот (канал или поднесущая) 1,25 МГц.* Усовершенствованный вариант - 1xEV-DO Rel. 0, затем 1xEV-DO Rev.А, является на данный момент базовой технологией для сетей CDMA2000 и позволяет осуществить миграцию к сетям «четвертого поколения» (4G).

Для модернизации UMTS используется «надстройка» HSPA (объединяет технологии HSDPA и HSUPA)**. Дальнейший этап развития сетей UMTS связан с внедрением HSPA+, являющейся переходной технологией к сетям 4G.

*В результате частотный диапазон используется более эффективно, чем в сетях UMTS (5 МГц).
**Технология HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) позволяет увеличить скорость передачи данных в сетях UMTS по линии «вниз» (Down link (DL)). Для увеличения скорости передачи данных от абонента к базовой станции по линии «вверх» (Up Link(UL)) была разработана технология HSUPA (High Speed Uplink Packet Access).

Сравнительная таблица технологий 3G/4G

ТехнологияГод появления на рынке
Скорость передачи данных по линии «вниз» (DL)Скорость передачи данных по линии «вверх» (UL)
3G/UMTS/WCDMA (ширина полосы 5 МГц) 2001 г. 384кбит/с 384кбит/с
UMTS/HSDPA 2005 г. 7,2Мбит/с 384кбит/с
UMTS/HSUPA 2007 г. 7,2Мбит/с 5,8Мбит/с
UMTS/HSPA+ 2009 г. 42Мбит/с 11,5Мбит/с
3G/CDMA 2000 1x (ширина полосы 1,25 МГц) 2000 г. 153кбит/с 153кбит/с
CDMA 1xEV-DO Rel. 0 2002 г. 2,4Мбит/с 153кбит/с
CDMA 1xEV-DO Rev.A 2006 г. 3,1Мбит/с 1,8Мбит/с
4G/LTE/SAE (Rel.8,9) (ширина полосы до 20 МГц) 2011 г. 173Мбит/с 58Мбит/с
4G/LTE-Advanced (Rel.10) >2011-2012 1Гбит/с 100Мбит/с

На пути к 4G

Эволюцию мобильной связи продолжит технология LTE (Long Term Evolution – долгосрочная эволюция). LTE, благодаря плоской архитектуре SAE*, является дальнейшим развитием как сетей UMTS, так и сетей CDMA2000.

LTE использует технологии OFDMA** и MIMO*** и принцип All IP, а также дает возможность масштабирования частотных диапазонов (450 МГц – 4,9 ГГц) и работы в широкой полосе частот (1,5 МГц - 20 МГц). Архитектура LTE сокращает число узлов, поддерживает гибкие конфигурации сети и обеспечивает высокий уровень доступности услуг. Кроме того, LTE будет обеспечивать межсетевое взаимодействие 2G/3G (GSM, UMTS/HSPA, TD-SCDMA, CDMA2000).

* SAE (System Architecture Evolution) – плоская архитектура, разработанная для оптимизации производительности, улучшения эффективности затрат и упрощения запуска услуг на базе IP для массового рынка.
** Технология OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – ортогональное частотное мультиплексирование, при котором используется большое количество близко расположенных ортогональных поднесущих частот).
*** Технология MIMO (Multiple Input, Multiple Output) – повышение помехоустойчивости связи за счет разнесенного приема/передачи с использованием нескольких антенн.

 

Схема* ниже иллюстрирует концепцию технологии LTE, как главной интеграционной платформы беспроводных сетей будущего:

 

Технология LTE позволит операторам снизить капитальные издержки на модернизацию сетей и, обеспечить рост качественных показателей и скорости доступа при умеренных затратах (см. график ниже).

 

Развитие LTE:

  • IV кв. 2008 г. - 3GPP выпустила полный набор спецификаций, описывающих сети LTE;
  • II кв. 2009 г. - Производители оборудования протестировали и готовы поставлять End-to-end решения LTEAlcatel-Lucent,Ericsson, Huawei Technologies, Motorola, Nokia Siemens Networks);
  • III кв. 2009 г. Quolcomm планирует выпустить первые три модели микросхем для модемов с поддержкой LTE/UMTS/CDMA;
  • IV кв. 2009 г.-TeliaSonera запустила первые коммерческие сети LTE в Осло и Стокгольме; 
  • IV кв. 2009 г. - Первые коммерческие LTE-модемы Samsung на основе собственного чипсета Kalmia
  • I кв. 2010г. - От поддержки WiMAX в пользу LTE отказались Nokia, Alcatel-Lucent, Cisco Systems;
  • I кв. 2010 г. - на выставке CTIA Wireless 2010 показан первый LTE-смартфон от Samsung;
  • I кв. 2010 г. -GSMА приняла протокол VoLTE (Voice over LTE) в качестве основного для передачи голоса в сетях LTЕ;
  • I кв. 2010 г.- В России объявлено о выделении частот для 4-х опытных зон LTE. В то же время "Связьинвест" принял решение развивать LTE на выигранных им частотах 2,3-2,4 ГГц в 39 регионах России (ранее предполагался WiMAX);
  • II-IV кв. 2010 г. – дальнейшее развертывание сетей LTE (NTT DoCoMo в Японии, американская Verizon Wireless);
  • IV кв. - LTE-смартфон от Samsung заработает в сети LTE американкого Metro PCS;
  • 2010-2013 гг. - LTE постепенно заменит HSPА (голос будет передаваться по LTE-сетям через IP)* ; 
  • 2015 г. - Доход операторов LTE составит $150 млрд (около 15% доходов мирового рынка сотовой связи), а число LTE-абонентов превысит 400 млн человек**.

*По прогнозам Nokia
**По прогнозам UMTS forum