อัตราการถ่ายโอนข้อมูลในระบบสื่อสารเซลลูล่าร์ วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการส่งข้อมูลในระบบสื่อสารเซลลูล่าร์

การศึกษาคุณภาพการสื่อสารเคลื่อนที่ในมอสโกอีกครั้ง คราวนี้คุณภาพการรับส่งข้อมูล และคำอธิบายอีกประการหนึ่งว่าเหตุใดคุณภาพนี้จึงเป็นความฝันที่แทบจะบรรลุไม่ได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยของการปฏิบัติการทางทหารและข้อจำกัดด้านการบริหารที่กำลังดำเนินอยู่

ข้อมูลและหน่วยงานวิเคราะห์ TelecomDaily ได้จัดการ "ขี่" อิสระไปตามถนนในมอสโกเพื่อประเมินคุณภาพของเครือข่ายเซลลูล่าร์ ครั้งนี้ เราทดสอบการรับส่งข้อมูลโดยเฉพาะ และการรับส่งข้อมูลในเครือข่าย 3G และ 4G เท่านั้น ซึ่งก็ดีเช่นกัน: มันง่ายกว่าสำหรับคุณและฉันที่จะมุ่งเน้นไปที่ผลลัพธ์ และผู้ทดสอบไม่จำเป็นต้องพยายาม "ยอมรับความยิ่งใหญ่" จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครตัดเทคโนโลยี EDGE ออก โหมดนี้ยังคงได้รับความนิยมอย่างมากสำหรับเจ้าของโทรศัพท์มือถือที่ไม่รองรับ 3G และการครอบคลุมของ EDGE นั้นหนาแน่นและเชื่อถือได้มากกว่ามาก แต่จากมุมมองของพลวัตและแนวโน้มการพัฒนา 3G และ 4G นั้นน่าสนใจกว่ามาก

“โบนัส” ที่สำคัญเพิ่มเติมอีกประการหนึ่งของการทดสอบคือปฏิกิริยาของผู้ปฏิบัติงานต่อผลการวัด ตามปกติแล้วเราเรียนรู้สิ่งที่น่าสนใจในกระบวนการฟังคำอธิบายและการโต้แย้ง “โบนัส” อีกประการหนึ่งคือการดึงดูดความสนใจเพิ่มเติมให้กับปัญหา ซึ่งกระตุ้นให้เกิด “การเคลื่อนไหว” ของผู้ปฏิบัติงานมากขึ้น และช่วยให้หน่วยงานกำกับดูแลไม่ลืมเกี่ยวกับการมีอยู่ของปัญหา

การทดสอบ

คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับแหล่งที่มาดั้งเดิมของรายงานได้ การทดสอบเครือข่ายของผู้ปฏิบัติงาน Big Three และ Yota ดำเนินการตั้งแต่วันที่ 22 ถึง 26 มีนาคม 2556 และดำเนินการในยานพาหนะที่มีอุปกรณ์พิเศษ: ความเร็วเฉลี่ย 27 กม. / ชม. ความยาวรวมของเส้นทางมากกว่า กว่า 700 กม. รวมอยู่ด้วย การวัดที่ซับซ้อนรวมโมเด็มสมาชิกทั่วไปที่รองรับ DC-HSPA (42 Mbit/s) และ LTE (100 Mbit/s) ดาวน์โหลดไฟล์ขนาด 28 MB ผ่าน HTTP จากไซต์ mail.ru ที่มีผู้เข้าชมมากที่สุด

สิ่งที่ฉันอยากจะพูดถึงแยกกัน จริงๆ แล้วพารามิเตอร์ "ความเร็วสูงสุด" ระบุด้วยความเร็วสูงสุด "ทันที" ที่อุปกรณ์ได้รับระหว่างการสื่อสารกับสถานีฐาน ไม่ใช่เรื่องเป็นความลับที่ผู้ปฏิบัติงานใช้อุปกรณ์จำลองและตัวจำกัดความเร็วการเข้าถึงอื่นๆ มากมาย ซึ่งเป็นเรื่องปกติ ตัวอย่างเช่น ความเร็วสูงสุดของการเข้าถึงสมาชิกบนเครือข่าย 4G Yota ถูกจำกัดอย่างเคร่งครัดที่ 20 Mbit/s แต่การศึกษาเผยแพร่ความเร็ว "สูงสุด" สูงกว่า 25% (สูงสุด 24.5 Mbit/s) ซึ่งหมายความว่าในบางช่วงเวลา (เช่น Shaper ไม่มีเวลาทำงาน) ความเร็วในการดาวน์โหลดไฟล์จะถูกบันทึกทุกประการซึ่งอธิบายได้ 125% (ไม่แม้แต่ "ได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการ" ถึง 146%!) ของทฤษฎี เข้าถึงได้โดยผู้ใช้สูงสุด.

ประเด็นของฉันคือผลลัพธ์ของความเร็วในการส่งข้อมูลสูงสุดนั้นยุติธรรมอย่างแน่นอนและจะเป็นประโยชน์ต่อผู้เชี่ยวชาญ แต่เห็นได้ชัดว่าความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขากับตัวชี้วัดที่สามารถบรรลุผลได้จริงนั้นเป็นทางอ้อมมาก สำหรับผู้ใช้จริงควรมุ่งเน้นไปที่ความเร็วเฉลี่ยที่คำนวณจากผลลัพธ์ของการดาวน์โหลดไฟล์ทดสอบเดียวกันขนาด 28 เมกะไบต์

อีกหนึ่งคำถามเกี่ยวกับขนาดไฟล์ การดาวน์โหลดทดสอบขนาด 28 เมกะไบต์นั้นดีสำหรับการประเมินคุณภาพของความเร็วในการดาวน์โหลดข้อมูลในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ซึ่งไม่อาจโต้แย้งได้ แต่ในการเคลื่อนไหว - แทบจะไม่ แม้จะความเร็วที่ประกาศไว้ที่ 27 กม./ชม. การส่งมอบก็แทบจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ รถเคลื่อนที่ไปแล้วหรือหยุดระหว่างการวัด? หากเธอหยุด ตามผลการเผยแพร่ เธอหยุดเป็นบางครั้งอย่างน้อย 3 นาที 40 วินาที และหากคุณไม่หยุด คำว่า "ความเร็วเฉลี่ย" จะพิจารณาถึงการหยุดชั่วคราวในการส่งมอบซึ่งไม่ถูกต้องทั้งหมด และน่างงเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น หากระยะห่างระหว่าง MTS BS ที่รองรับ LTE ตามเส้นทางอยู่ในบางแห่งสูงถึง 3.5 กม. (ตามแผนที่ครอบคลุม) จากนั้นการหยุดส่งข้อมูลชั่วคราว 466 วินาทีจะ "ลด" ความเร็วเฉลี่ยในพื้นที่ลงเหลือเพียงกิโลไบต์ต่อวินาที อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากผลลัพธ์ที่เผยแพร่แล้ว สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น

ไม่ว่าเครื่องจะปฏิบัติตามเส้นทางที่กำหนดอย่างเคร่งครัดหรือความพยายามในการถ่ายโอนไฟล์ที่ไม่สำเร็จจะไม่ถูกนำมาพิจารณาในสถิติโดยรวม หวังว่าวลี “...ความเร็วเฉลี่ยคือ 27 กม./ชม.” หมายถึงความเร็วเฉลี่ยอย่างแน่นอน ฉันหยุด ยืนสองสามนาทีแล้ววัดผล จากนั้นจึงขับต่อไป ฉันขับรถไปไม่กี่กิโลเมตร เช็คแผนที่ หยุด วัดระยะทาง แล้วขับต่อไป ฉันหวังว่าเพื่อนร่วมงานของฉันจะไม่ล้มละลายเนื่องจากค่าปรับของตำรวจจราจร ไม่ว่าคุณจะพูดอะไร ไม่ใช่รถทุกคันที่มีไฟกระพริบบนหลังคาจะสามารถขับด้วยความเร็วเฉลี่ย 27 กม./ชม. ในมอสโกในโหมดนี้ได้

ไม่ว่าในกรณีใด นี่เป็นเรื่องที่สำคัญและมีประโยชน์ มันช่วยให้เรากำหนดความเร็วที่เราวางใจได้ มิฉะนั้น บนบรรจุภัณฑ์ที่สวยงามของโมเด็มและเราเตอร์ พวกเขาเขียนความเร็วที่ทำได้ตามทฤษฎี ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์การถ่ายโอนข้อมูลจริง

ผู้ชนะและผลลัพธ์

ในปีนี้ ผู้นำในด้านความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลบรอดแบนด์บนมือถือในมอสโกคือ MTS ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเร็วเฉลี่ยที่น่าประทับใจทั้งในเครือข่าย 3G (5 Mbit/s) และเครือข่าย 4G (12.2 Mbit/s) ผลลัพธ์ที่คาดหวัง: MTS เพิ่งเสร็จสิ้นการอัพเกรดเครือข่ายขนาดใหญ่ในภูมิภาคมอสโก นอกจากนี้ ในเครือข่ายข้อมูล 3G ผู้ให้บริการยังใช้ผู้ให้บริการสองรายพร้อมกัน (DC HSPA+ - Dual Carrier HSPA) ในการกำหนดค่าเครือข่ายนี้ ความเร็วในการเข้าถึงไม่แตกต่างจาก 4G มากนัก ยกเว้นว่าเวลาตอบสนอง (ping) โดยเฉลี่ยจะนานกว่า

ปีที่แล้ว MegaFon ไม่ได้มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการปรับปรุงและขยายเครือข่ายข้อมูลให้ทันสมัย ​​งานหลักเสร็จสิ้นก่อนหน้านี้ นี่เป็นหลักฐานที่ชัดเจนจากผลลัพธ์ของ "การแข่งขัน" ที่คล้ายกันของ TelecomDaily ในปีที่แล้ว อาจเป็นไปได้ว่าชื่อเสียงที่เป็นที่ยอมรับของผู้ให้บริการที่มีอินเทอร์เน็ต "เร็วที่สุด" ในภูมิภาคมอสโกก็มีบทบาทเช่นกัน ตอนนี้จะใช้เวลาสักระยะหนึ่งก่อนที่สมาชิกบางคนจะ "ไหล" ไปที่ MTS อีกปัจจัยหนึ่งคือลักษณะเฉพาะของ MTS 4G ตัวแปรเทคโนโลยีที่ใช้ในเครือข่าย MTS (LTE TDD) ในปัจจุบันยังคงได้รับการสนับสนุนจากโมเดลเทอร์มินัลจำนวนค่อนข้างน้อย และเครือข่ายเองก็ยังคงได้รับผลกระทบจากการครอบคลุมที่ "ขาด ๆ หาย ๆ" ที่เด่นชัด

ใช้ Yota และ MegaFon เครือข่ายที่ใช้ร่วมกัน 4G (MegaFon ในฐานะ MVNO, ตัวดำเนินการเสมือน) แต่ก็สมเหตุสมผลที่จะแยกพวกมันออกเป็นแถวแยกกันของตาราง การตั้งค่าที่แตกต่างกันของกลุ่มเครือข่าย หลักการที่แตกต่างกันในการจัดการกับความแออัด การไม่มี/มีข้อจำกัด และท้ายที่สุด จำนวนสมาชิกที่ใช้งานอยู่และโปรไฟล์ผู้ใช้ที่แตกต่างกัน

อย่างที่คุณเห็น “ตัวบ่งชี้ความเร็ว” ของเครือข่ายของผู้ให้บริการทั้งหมดได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญตลอดทั้งปี แม้ว่าจำนวนผู้ใช้จะเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจนก็ตาม การดูผลการทดสอบที่คล้ายกันในปีหน้าจะน่าสนใจเมื่อ Beeline ในที่สุด (หวังว่า) จะสรุปเครือข่ายข้อมูลในภูมิภาคมอสโก สัญญาณการปรับปรุงและความคิดเห็นเชิงบวกปรากฏให้เห็นเป็นประจำแล้ว และผลการทดสอบในปัจจุบันก็ดีเกินคาด มาดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้นต่อไป

บัตรเอ็มทีเอ

หลังจากการทดสอบได้ระยะหนึ่ง MTS ได้โพสต์แผนที่ความครอบคลุมที่น่าสนใจบนเว็บไซต์ คุณสามารถดูรายละเอียด "เลเยอร์" โดยละเอียดตามช่วงและเทคโนโลยี แผนที่มีประโยชน์ แนะนำเป็นอย่างยิ่ง หากคุณจำได้ว่าผู้ให้บริการเคยโพสต์แผนที่ความครอบคลุมแยกต่างหากสำหรับ GSM และ EDGE แบบ "ธรรมดา" บนเว็บไซต์ของตน เมื่อสิบปีที่แล้ว สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องมาก น่าเสียดายที่แนวปฏิบัติที่ดีนี้ได้ถูกละทิ้งไปแล้ว ซึ่งบางครั้งอาจทำให้ผู้บริโภคเข้าใจผิด ตัวอย่างเช่นบุคคลหนึ่งจ่ายเงินเพิ่มเติมให้กับ MTS สำหรับการกระทำของเขา อินเทอร์เน็ตไม่จำกัดในภูมิภาค Kaluga และแม้แต่ EDGE ก็ "ไม่ได้โกหก" เปิด GPRS เปล่าๆ และโอเวอร์โหลดแล้ว สถานีฐานสร้างขึ้นเกือบศตวรรษที่ผ่านมา ทุกวันนี้มันก็เป็นเช่นนั้น อินเทอร์เน็ตบนมือถือฉันจำได้แล้วด้วยความสั่นเทา นอกเขตเมืองหลวงและในหมู่เพื่อนร่วมงานในกลุ่ม Big Three อินเทอร์เน็ตมักไม่สนับสนุน นี่เป็นข้อเท็จจริงที่น่าเศร้า

อย่างไรก็ตาม การแยกโซนความครอบคลุมออกเป็น GPRS/EDGE นั้นไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป เนื่องจากโซน "GPRS เท่านั้น" มีจำนวนน้อยลงเรื่อยๆ แต่การกำหนด UMTS 900, UMTS 2100 และ DC HSPA+ ในสีที่ต่างกันนั้นมีประโยชน์มาก มีโอกาสที่จะทำความเข้าใจและทำความเข้าใจว่าถึงเวลาเปลี่ยนอุปกรณ์ของคุณให้ทันสมัยกว่านี้แล้วหรือยัง

ปัญหาและแนวทางแก้ไข

ตามที่เราได้เขียนมาหลายครั้งและได้ตั้งข้อสังเกตซ้ำแล้วซ้ำเล่าในหน่วยงานราชการ กระทรวง และกรม เทคโนโลยีสารสนเทศ, มอสโกเป็นเมืองพิเศษที่โดดเด่นด้วยเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่คุณภาพค่อนข้างต่ำ รวมทั้งห่างไกลจาก คุณภาพดีที่สุดการส่งข้อมูลในทุกมาตรฐานและช่วงปัจจุบัน ผู้บริหาร MegaFon ในเมืองหลวงได้แบ่งปันวิสัยทัศน์เกี่ยวกับอุปสรรคสำคัญที่ทำให้เครือข่ายไม่พัฒนา วิทยานิพนธ์บางส่วนจากการสนทนาซึ่งกล่าวถึงหัวข้อที่เจ็บปวดนี้

• คลื่นความถี่ที่ต้องแชร์กับ “ทหาร” ทางตอนใต้ของกรุงมอสโกและส่วนใกล้เคียงของภูมิภาคมอสโกถือเป็นหายนะที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ในพื้นที่และด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งแก้ไขด้วยแบนด์ UMTS 900 แต่อุปกรณ์สมาชิกบางส่วนไม่รองรับ 3G ในย่านนี้ ปัญหาข้อ จำกัด ที่เข้มงวดเกี่ยวกับพลังงานและทิศทางของเสาอากาศทั่วมอสโกก็ได้รับการแก้ไขเช่นกัน แต่มีราคาแพงมาก BS ตัวเดียวจะเพียงพอ พวกเขาติดตั้งสามหรือสี่ตัว แต่ใครจะจ่ายเงินให้ล่ะ? ในที่สุดคุณและฉันก็ต้องจ่ายเงิน ผู้ดำเนินการไม่มีเงินอื่น แต่นี่เป็นหัวข้อที่แยกจากกันมาก
• ปัญหาในการรับไซต์เพื่อวางสถานีฐานในมอสโกอยู่ในหมวด "เจ็บ" มานานแล้ว ในการวางสถานีบนอาคารที่พักอาศัย จะต้องได้รับความยินยอมจากเจ้าของอพาร์ทเมนท์ 2/3 และจำนวนและสัดส่วนของผู้ที่เห็นด้วย/ไม่เห็นด้วยจะแตกต่างกันไปอย่างมาก วันนี้ Vasya Pupkin ตกลงที่จะติดตั้ง BS และผู้อยู่อาศัยสามในสี่ก็สนับสนุนเขา และอีกหนึ่งเดือนต่อมา Fedya Pupkin ที่กระตือรือร้นได้จัดให้มีการรวบรวมลายเซ็นเพื่อยื่นคำร้องให้กำจัดเสาอากาศอย่างเร่งด่วน เนื่องจากปริมาณน้ำนมที่ลดลงของวัวที่เล็มหญ้าในสระน้ำของปรมาจารย์มอสโก และชาวบ้านสามในสี่คนเดียวกันจะช่วยเหลือเขา โดยช่างไฟฟ้าในพื้นที่จะตัดสายไฟ BS ที่ติดตั้งควรติดตั้งที่ไหน?
• ง่ายกว่าด้วยอาคารที่ไม่ใช่ที่พักอาศัยและอาคารบริหาร ในแง่ที่มีเซอร์ไพรส์น้อยกว่า แต่ก็ยังเกิดขึ้นเป็นประจำ เจ้าหน้าที่ถูกแทนที่ และ "เจ้าของ" คนใหม่ก็คิดถึง "องค์ประกอบการทุจริต" ของสัญญา และฉันตัดสินใจว่า "องค์ประกอบ" มีขนาดเล็กไม่เหมาะสมและจำเป็นต้องพิจารณาใหม่ ผลลัพธ์ที่พบบ่อยของการ "แก้ไข" คือการปิดระบบและการโอน BS ไปยังตำแหน่งที่ไม่เอื้ออำนวย ด้วยการหยุดชั่วคราวหกเดือนหรือหนึ่งปี น่าเสียดายที่เจ้าหน้าที่ธุรกิจไม่ได้ถูกจำกัดในเรื่องเสรีภาพในการตัดสินใจแต่อย่างใด พวกเขาน่าจะพยายามต่อรองกับ Rospozhnadzor ในเรื่องราคาเช่าสถานที่ติดตั้งหัวจ่ายน้ำดับเพลิง ใช่แล้ว
• “ฮอต” และหารือประเด็น Network Sharing (การแบ่งปันสถานีฐาน) ยั่วยวน. แต่ในอดีตและในด้านการบริหาร ผู้ปฏิบัติงานจะพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของตนเอง ซึ่งสิ่งนี้ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ "ข้ามคืน" ตามคำสั่งของรัฐบาล ไม่ต้องพูดถึงว่าการแชร์เครือข่ายจะ "ใช้งานได้" (หากใช้งานได้) เฉพาะใน LTE และบางส่วนใน 3G
• การพัฒนาอย่างรวดเร็วและมีชีวิตชีวาของเมือง ตัวอย่างเช่นบน ในขณะนี้ในมอสโกมีการสร้างอาคารสูงประมาณ 280 อาคารซึ่งจะต้องมีการแก้ไขการวางแผนเซลล์อย่างจริงจังและการติดตั้งสถานีฐานใหม่เพิ่มเติมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อชดเชยการป้องกันที่เกิดขึ้นเท่านั้น ปัญหาการคลุมอาคารใหม่ภายในอาคารจะได้รับการแก้ไขแยกกัน
• สุดท้ายนี้ "ผู้ดูแลระบบ" ที่รักของเรา ปัจจุบัน การก่อสร้างและดำเนินการสถานีฐานอย่างเต็มรูปแบบใช้เวลาหกเดือน 200 วัน ซึ่งเป็นช่วงเวลาปกติสำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับระบบราชการทั้งหมด เฉพาะ “เอกสาร” หลังจากพบที่ตั้งและทุกอย่างได้รับการตกลงกับเจ้าของอาคาร/สถานที่แล้วเท่านั้น นี่เป็นเรื่องการร้องเรียนทั่วไป: “ใช้ไม่ได้ที่นี่ ฉันเขียนถึงพวกเขาแล้วเมื่อสามเดือนก่อน และพวกเขาได้ลงทะเบียนใบสมัครแล้ว! แต่ยังจับไม่ได้!!!”

“รุ่น” ของเครือข่ายคืออะไร การสื่อสารเคลื่อนที่?

การสร้างเซลล์เป็นชุด ฟังก์ชั่นการดำเนินงานเครือข่าย ได้แก่ การลงทะเบียนสมาชิก การสร้างการโทร การถ่ายโอนข้อมูลระหว่างโทรศัพท์มือถือและสถานีฐานผ่านสถานีวิทยุ ขั้นตอนการโทรระหว่างสมาชิก การเข้ารหัส การโรมมิ่งในเครือข่ายอื่น ตลอดจนชุดบริการที่มีให้ ให้กับสมาชิก

ประวัติเซลล์

วิวัฒนาการของระบบการสื่อสารเซลลูล่าร์ประกอบด้วย 1G, , และ . งานกำลังดำเนินการในด้านการสร้างเครือข่ายการสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่ห้าใหม่ () มาตรฐานของคนรุ่นต่างๆ ในที่สุดก็แบ่งออกเป็นอนาล็อก (1G) และ ระบบดิจิทัลการเชื่อมต่อ (อื่น ๆ )

มาดูพวกเขากันดีกว่า

การสื่อสารมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อมนุษยชาติมาโดยตลอด เมื่อคนสองคนพบกัน เสียงของพวกเขาก็เพียงพอที่จะสื่อสาร แต่เมื่อระยะห่างระหว่างพวกเขาเพิ่มขึ้น ความต้องการเครื่องมือพิเศษก็เกิดขึ้น เมื่ออเล็กซานเดอร์ เกรแฮม เบลล์ ประดิษฐ์โทรศัพท์ขึ้นในปี พ.ศ. 2419 ได้มีการดำเนินการขั้นตอนสำคัญเพื่อให้คนสองคนสามารถสื่อสารกันได้ แต่ต้องอยู่ใกล้เครื่องโทรศัพท์พื้นฐานเท่านั้นถึงจะทำเช่นนั้นได้! เป็นเวลากว่าร้อยปีแล้วที่ลวดสลิงเป็นวิธีเดียวที่จะจัดระเบียบได้ การสื่อสารทางโทรศัพท์สำหรับคนส่วนใหญ่ ระบบสื่อสารทางวิทยุที่ไม่ต้องใช้สายในการเข้าถึงเครือข่ายได้รับการพัฒนาเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ (เช่น เครือข่ายวิทยุของทหาร ตำรวจ กองทัพเรือ และรถวงจรปิด) และในที่สุดระบบก็ถือกำเนิดขึ้นซึ่งทำให้ผู้คนสามารถสื่อสารทางโทรศัพท์โดยใช้การสื่อสารทางวิทยุ ระบบเหล่านี้มีไว้สำหรับผู้ใช้รถยนต์เป็นหลัก และเป็นที่รู้จักในนามระบบโทรศัพท์มือถือ

การสื่อสารเคลื่อนที่ยุคแรก (1G)

วันเกิดอย่างเป็นทางการของการสื่อสารเคลื่อนที่ถือเป็นวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2516 เมื่อ Martin Cooper หัวหน้าแผนกสื่อสารเคลื่อนที่ของ Motorola โทรหา Joel Engel หัวหน้าแผนกวิจัยของ AT&T Bell Labs ขณะอยู่บนถนนนิวยอร์กอันพลุกพล่าน ทั้งสองบริษัทนี้เองที่ยืนอยู่ ณ จุดกำเนิดของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ การดำเนินการเชิงพาณิชย์ เทคโนโลยีนี้ได้รับ 11 ปีต่อมาในปี 1984 ในรูปแบบของเครือข่ายมือถือรุ่นแรก (1G) ซึ่งใช้วิธีการส่งข้อมูลแบบอะนาล็อก

มาตรฐานหลักสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่แบบอะนาล็อกคือ AMPS (ขั้นสูง โทรศัพท์มือถือบริการ – มือถือขั้นสูง บริการโทรศัพท์) (สหรัฐอเมริกา แคนาดา อเมริกากลางและใต้ ออสเตรเลีย) TACS (Total Access Communications System) (อังกฤษ อิตาลี สเปน ออสเตรีย ไอร์แลนด์ ญี่ปุ่น) และ NMT (โทรศัพท์เคลื่อนที่แบบนอร์ดิก - โทรศัพท์มือถือทางตอนเหนือ ) (ประเทศสแกนดิเนเวียและ อีกหลายประเทศ) มีมาตรฐานอื่นสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่แบบอะนาล็อก - S-450 ในเยอรมนีและโปรตุเกส, RTMS (ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่ด้วยวิทยุ - วิทยุโทรศัพท์) ระบบมือถือ) ในอิตาลี Radiocom 2000 ในฝรั่งเศส โดยทั่วไป การสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นแรกเป็นผ้าห่มเย็บปะติดปะต่อที่มีมาตรฐานที่เข้ากันไม่ได้

โต๊ะ 1 ลักษณะของมาตรฐานการสื่อสารเซลลูล่าร์แบบอะนาล็อก

ในยุคของ 1G ไม่มีใครคิดถึงบริการข้อมูล สิ่งเหล่านี้คือระบบแอนะล็อกที่คิดและออกแบบมาเพื่อการโทรด้วยเสียงเท่านั้น และความสามารถเล็กๆ น้อยๆ อื่นๆ อีกเล็กน้อย โมเด็มมีอยู่จริง แต่เนื่องจากการสื่อสารไร้สายไวต่อสัญญาณรบกวนและการบิดเบือนมากกว่าการสื่อสารแบบใช้สายทั่วไป อัตราการถ่ายโอนข้อมูลจึงช้าอย่างไม่น่าเชื่อ นอกจากนี้ ค่าใช้จ่ายของการสนทนาหนึ่งนาทีในยุค 80 ยังสูงมากจนโทรศัพท์มือถือถือได้ว่าเป็นสินค้าฟุ่มเฟือย

มาตรฐานแอนะล็อกทั้งหมดใช้การมอดูเลตความถี่ (FM) หรือการมอดูเลตเฟส (PM) เพื่อส่งสัญญาณเสียงพูดและการคีย์การเปลี่ยนความถี่เพื่อส่งข้อมูลการควบคุม วิธีนี้มีข้อเสียที่สำคัญหลายประการ: ความสามารถในการฟังการสนทนาของสมาชิกรายอื่น, การขาด วิธีการที่มีประสิทธิภาพต่อสู้กับสัญญาณที่จางลงภายใต้อิทธิพลของภูมิทัศน์และอาคารโดยรอบหรือเนื่องจากการเคลื่อนไหวของสมาชิก ในการส่งข้อมูลจากช่องสัญญาณต่างๆ จะใช้ส่วนต่างๆ ของสเปกตรัมความถี่ - ใช้วิธีการเข้าถึงหลายส่วนความถี่ (FDMA) ข้อเสียเปรียบหลักเกี่ยวข้องโดยตรงกับสิ่งนี้ ระบบอะนาล็อก- ความจุค่อนข้างต่ำซึ่งเป็นผลมาจากการใช้ย่านความถี่ที่จัดสรรอย่างมีเหตุผลไม่เพียงพอในการแบ่งความถี่ของช่องสัญญาณ

แต่ละประเทศพัฒนาระบบของตนเองซึ่งเข้ากันไม่ได้กับประเทศอื่นๆ ในแง่ของอุปกรณ์และการดำเนินงาน สิ่งนี้นำไปสู่ความจำเป็นในการสร้างระบบการสื่อสารเคลื่อนที่ทั่วไปของยุโรปที่มีความจุสูงและครอบคลุมทั่วทั้งอาณาเขตของยุโรป อย่างหลังหมายความว่าโทรศัพท์มือถือรุ่นเดียวกันสามารถใช้ได้ในทุกประเทศในยุโรป และสายเรียกเข้าจะต้องถูกกำหนดเส้นทางไปยังโทรศัพท์มือถือโดยอัตโนมัติ โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของผู้ใช้ (การโรมมิ่งอัตโนมัติ) นอกจากนี้ คาดว่าตลาดยุโรปเดียวที่มีมาตรฐานร่วมกันจะส่งผลให้อุปกรณ์ผู้ใช้และองค์ประกอบเครือข่ายราคาถูกลง โดยไม่คำนึงถึงผู้ผลิต

การสื่อสารเคลื่อนที่ยุคที่สอง (2G)

ในปี 1982 CEPT (French Conférence européenne des allowances des postes et télécommunications - European Conference of Postal and Telecommunications Authorities) ได้จัดตั้งคณะทำงานชื่อ GSM Special Group (French Groupe Spécial Mobile) เพื่อศึกษาและพัฒนาการสื่อสารเคลื่อนที่ระบบภาคพื้นดินทั่วยุโรป สำหรับการใช้งานทั่วไป - ระบบรุ่นที่สอง โทรศัพท์เคลื่อนที่(2จี) ชื่อ คณะทำงาน GSM ยังถูกใช้เป็นชื่อของระบบสื่อสารเคลื่อนที่อีกด้วย ในปี 1989 ความรับผิดชอบของ CEPT ได้ถูกโอนไปยัง European Telecommunications Standards Institute (ETSI) เดิมที GSM มีไว้สำหรับประเทศสมาชิก ETSI เท่านั้น อย่างไรก็ตาม อีกหลายประเทศก็มีเช่นกัน ระบบที่ดำเนินการ GSM เช่น ยุโรปตะวันออก ตะวันออกกลาง เอเชีย แอฟริกา แปซิฟิก และอเมริกาเหนือ (โดยมีอนุพันธ์ของ GSM เรียกว่า PCS1900) ชื่อ GSM มีความหมายว่า " ระบบทั่วโลกเพื่อการสื่อสารเคลื่อนที่" ซึ่งสอดคล้องกับสาระสำคัญ

เครือข่ายมือถือเจเนอเรชันที่สอง (2G) แรกปรากฏในปี 1991 ความแตกต่างที่สำคัญจากเครือข่ายรุ่นแรกคือวิธีการส่งข้อมูลแบบดิจิทัลด้วยบริการส่งข้อความสั้น SMS (บริการส่งข้อความสั้น) ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบของหลาย ๆ คน เมื่อสร้างเครือข่ายรุ่นที่สอง ยุโรปเลือกที่จะสร้างมาตรฐานเดียว - GSM ในสหรัฐอเมริกา เครือข่าย 2G ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของมาตรฐาน D-AMPS (Digital AMPS) ซึ่งเป็นการดัดแปลง AMPS แบบอะนาล็อก อย่างไรก็ตาม มันเป็นเหตุการณ์นี้เองที่ทำให้เกิดมาตรฐาน GSM เวอร์ชันอเมริกา - GSM1900 ด้วยการพัฒนาและการแพร่กระจายของอินเทอร์เน็ต WAP (Wireless Application Protocol) ได้รับการพัฒนาสำหรับอุปกรณ์มือถือบนเครือข่าย 2G โปรโตคอลไร้สายการถ่ายโอนข้อมูล) – โปรโตคอลสำหรับการเข้าถึงทรัพยากรแบบไร้สาย เครือข่ายทั่วโลกอินเตอร์เน็ตโดยตรงจาก โทรศัพท์มือถือ.

ข้อได้เปรียบหลักของเครือข่าย 2G เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นก่อนคือ การสนทนาทางโทรศัพท์ถูกเข้ารหัสโดยใช้การเข้ารหัสดิจิทัล ระบบ 2G เปิดตัวบริการข้อมูลเริ่มต้นด้วยข้อความ SMS

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นของผู้ใช้มือถือในการใช้อินเทอร์เน็ตจากอุปกรณ์มือถือเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับการเกิดขึ้นของเครือข่าย รุ่น 2.5G ซึ่งกลายเป็นช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่าง 2G และ 3G เครือข่าย 2.5G ใช้มาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่เดียวกันกับเครือข่าย 2G แต่รองรับเทคโนโลยีข้อมูลแพ็คเก็ต - GPRS (อังกฤษ. บริการวิทยุแพ็คเก็ตทั่วไป– การสื่อสารวิทยุแพ็คเก็ตสำหรับการใช้งานทั่วไป), EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution – เพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลสำหรับการพัฒนา GSM) ใน เครือข่ายจีเอสเอ็ม- การใช้ข้อมูลแพ็คเก็ตทำให้สามารถเพิ่มความเร็วของการแลกเปลี่ยนข้อมูลเมื่อทำงานกับอินเทอร์เน็ตด้วย อุปกรณ์เคลื่อนที่สูงสุด 384 kbit/s แทนที่จะเป็น 9.6 kbit/s สำหรับเครือข่าย 2G

ระบบ HSCSD (High Speed ​​​​Circuit Switched Data) เป็นการอัปเกรดระบบ GSM ที่ง่ายที่สุดที่ออกแบบมาสำหรับการรับส่งข้อมูล สาระสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการจัดสรรไม่ใช่หนึ่งช่วงเวลา แต่หลายช่วงเวลา (ตามทฤษฎีสูงสุดแปด) ให้กับสมาชิกหนึ่งราย ดังนั้นความเร็วสูงสุดจึงเพิ่มขึ้นเป็น 115.2 kbit/s HSCSD ให้ความเร็วที่เพียงพอในการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต แต่เมื่อส่งข้อมูล แพ็กเก็ตข้อมูลจะถูกแยกออกตามช่วงเวลาที่ไม่มีกำหนด ดังนั้นการใช้เทคโนโลยีนี้จึงสิ้นเปลืองอย่างยิ่ง ความจริงก็คือเครือข่าย HSCSD เช่นเดียวกับเครือข่าย GSM แบบคลาสสิกนั้นใช้เทคโนโลยีการสลับวงจรซึ่งผู้สมัครสมาชิกจะได้รับการกำหนดช่องสัญญาณดูเพล็กซ์ตลอดระยะเวลาของเซสชันการสื่อสาร เนื่องจากการหยุดการส่งข้อมูลชั่วคราว ทรัพยากรของช่องสัญญาณจึงถูกใช้ไปอย่างไม่มีเหตุผล

วิวัฒนาการเพิ่มเติมของระบบ GSM คือเทคโนโลยี GPRS การใช้งานมีส่วนทำให้การใช้ทรัพยากรช่องสัญญาณมีประสิทธิภาพมากขึ้น และการสร้างสภาพแวดล้อมที่สะดวกสบายเมื่อทำงานกับอินเทอร์เน็ต ระบบ GPRS ได้รับการออกแบบให้เป็นระบบการรับส่งข้อมูลแบบแพ็คเก็ตโดยมีความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุดทางทฤษฎีประมาณ 170 kbit/s GPRS อยู่ร่วมกับเครือข่าย GSM โดยนำโครงสร้างเครือข่ายการเข้าถึงพื้นฐานกลับมาใช้ใหม่ ระบบ GPRS เป็นส่วนเสริมของเครือข่าย GSM เพื่อให้บริการข้อมูลบนโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ในขณะเดียวกัน เครือข่ายหลักขยายตัวโดยการซ้อนทับส่วนประกอบและอินเทอร์เฟซใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับการส่งแพ็กเก็ต

ความคืบหน้าไม่หยุดนิ่งและได้มีการคิดค้นเพื่อเพิ่มความเร็วการถ่ายโอนข้อมูล ระบบใหม่- ขอบ. จัดให้มีการแนะนำโครงการมอดูเลตใหม่ ผลลัพธ์ที่ได้คือความเร็ว 384 kbit/s EDGE เปิดตัวในเครือข่าย GSM ในปี 2546 โดย Cingular (ปัจจุบันคือ AT&T) ในสหรัฐอเมริกา

เทคโนโลยี GPRS และ EDGE ถูกเรียกต่างกันในแหล่งที่ต่างกัน พวกเขาเติบโตเกินรุ่นที่สองไปแล้ว แต่ยังไม่ถึงรุ่นที่สาม GPRS มักเรียกว่า 2.5G, EDGE - 2.75G

มาตรฐานดิจิทัลพื้นฐานของระบบสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่สอง:

• D-AMPS (แอมป์ดิจิตอล - แอมป์ดิจิตอล ช่วง 800 MHz และ 1900 MHz);
• GSM (ทั่วโลก ระบบสำหรับการสื่อสารเคลื่อนที่ - ระบบการสื่อสารเคลื่อนที่ทั่วโลก แถบความถี่ 900, 1800 และ 1900 MHz)
• CDMA (ย่านความถี่ 800 และ 1900 MHz);
• JDC (ระบบเซลลูลาร์ดิจิทัลของญี่ปุ่น - มาตรฐานการสื่อสารเซลลูล่าร์ดิจิทัลของญี่ปุ่น)

โต๊ะ 2. การเปรียบเทียบระบบการสื่อสารเซลลูล่าร์รุ่นที่สอง (2G)

การสื่อสารเคลื่อนที่ยุคที่สาม (3G)

การพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารเคลื่อนที่เพิ่มเติมคือการเปลี่ยนไปใช้ยุคที่สาม (3G) 3G เป็นมาตรฐานสำหรับการสื่อสารดิจิทัลบนมือถือซึ่งภายใต้ตัวย่อ IMT-2000 (English International Mobile Telecommunications - International Mobile Communications 2000) รวมห้ามาตรฐาน - W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA / TD-SCDMA,ธ.ค (อังกฤษ Digital Enhanced Cordless Telecommunication - เทคโนโลยีดิจิทัลที่ได้รับการปรับปรุง) การสื่อสารไร้สาย- จากที่กล่าวมาข้างต้น ส่วนประกอบ 3G มีเพียงสามรายการแรกเท่านั้นที่แสดงถึงมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่สามที่ครบถ้วน DECT เป็นมาตรฐานสำหรับระบบโทรศัพท์ไร้สายสำหรับใช้ในบ้านหรือที่ทำงาน ซึ่งอยู่ภายใต้กรอบของ เทคโนโลยีเคลื่อนที่รุ่นที่สามสามารถใช้เพื่อจัดระเบียบจุดเชื่อมต่อฮอตสปอต (ฮอตสปอต) ไปยังเครือข่ายเหล่านี้เท่านั้น

มาตรฐาน IMT-2000 ให้คำจำกัดความที่ชัดเจนของเครือข่าย 3G - เข้าใจว่าเครือข่ายมือถือรุ่นที่สามเป็นแบบรวม เครือข่ายมือถือซึ่งกำหนด: สำหรับผู้ใช้บริการที่อยู่กับที่อัตราการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างน้อย 2,048 kbit/s สำหรับผู้ใช้บริการที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เกิน 3 กม./ชม. - 384 kbit/s สำหรับผู้ใช้บริการที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เกิน 120 กม./ชม. - 144 กิโลบิต /ด้วย ด้วยการครอบคลุมดาวเทียมทั่วโลก เครือข่าย 3G จะต้องมีอัตราแลกเปลี่ยนอย่างน้อย 64 kbit/s พื้นฐานของมาตรฐานรุ่นที่สามทั้งหมดคือการแบ่งรหัสหลายโปรโตคอลการเข้าถึง เทคโนโลยีที่คล้ายกัน การเข้าถึงเครือข่ายไม่ใช่สิ่งใหม่โดยพื้นฐาน งานแรกที่อุทิศให้กับหัวข้อนี้ได้รับการตีพิมพ์ในสหภาพโซเวียตในปี 2478 โดย D.V. อาเยฟ.

ในทางเทคนิคแล้ว เครือข่ายการแบ่งรหัสทำงานดังนี้: ผู้ใช้แต่ละคนจะได้รับรหัสตัวเลขเฉพาะ ซึ่งกระจายไปทั่วย่านความถี่ทั้งหมดที่จัดสรรให้กับเครือข่าย ในกรณีนี้ ไม่มีการแบ่งเวลาของสัญญาณ และสมาชิกจะใช้ความกว้างของช่องทั้งหมด แน่นอนว่าในกรณีนี้ สัญญาณของสมาชิกซ้อนทับกัน แต่ด้วยรหัสตัวเลข จึงสามารถแยกความแตกต่างได้อย่างง่ายดาย ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นเทคโนโลยีนี้เป็นที่รู้จักมาเป็นเวลานาน แต่จนถึงกลางทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมาเทคโนโลยีนี้ถูกจำแนกและใช้งานโดยกองทัพและหน่วยข่าวกรองเท่านั้น หลังจากที่การจำแนกประเภทความลับถูกลบออก การใช้งานอย่างแข็งขันก็เริ่มขึ้นในระบบการสื่อสารของพลเรือน

เจเนอเรชั่น 3.5G

การพัฒนาเครือข่ายเพิ่มเติมคือเทคโนโลยี HSPA (High Speed ​​​​Packet Access) ซึ่งกลายเป็นที่รู้จักในชื่อ 3.5G ในตอนแรก อนุญาตให้บรรลุความเร็ว 14.4 Mbit/s แต่ตอนนี้ความเร็ว 84 Mbit/s หรือมากกว่านั้นสามารถทำได้ตามทฤษฎีแล้ว HSPA ได้รับการอธิบายครั้งแรกในมาตรฐาน 3GPP เวอร์ชันที่ 5 มีพื้นฐานอยู่บนทฤษฎีที่ว่า สำหรับขนาดเซลล์ที่เทียบเคียงได้ การใช้การส่งข้อมูลแบบหลายรหัสจะช่วยให้บรรลุความเร็วสูงสุดได้

การสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่สี่ (4G)

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2551 ภาควิทยุคมนาคม สหภาพนานาชาติโทรคมนาคม (ITU-R) ได้กำหนดข้อกำหนดจำนวนหนึ่งสำหรับมาตรฐานบรอดแบนด์ไร้สายเคลื่อนที่ระหว่างประเทศ เรียกว่าข้อกำหนดจำเพาะโทรคมนาคมเคลื่อนที่ระหว่างประเทศขั้นสูง (IMT-ขั้นสูง) โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกำหนดข้อกำหนดความเร็วข้อมูลสำหรับบริการสมาชิก: ความเร็ว 100 Mbit/s ควรมอบให้กับสมาชิกที่มีความคล่องตัวสูง (เช่น รถไฟและรถยนต์) และสมาชิกที่มีความคล่องตัวต่ำ (เช่น คนเดินเท้าและสมาชิกประจำ) ควรได้รับความเร็ว 1 Gbit/s

เนื่องจาก WiMAX บนมือถือเวอร์ชันแรก (การทำงานร่วมกันทั่วโลกสำหรับการเข้าถึงไมโครเวฟ) และ LTE (วิวัฒนาการระยะยาว) รองรับความเร็วที่น้อยกว่า 1 Gbit/s อย่างมาก จึงไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นเทคโนโลยีที่สอดคล้องกับ IMT- ขั้นสูง แม้ว่ามักถูกอ้างถึงโดยบริการ ผู้ให้บริการเป็นเทคโนโลยี 4G เมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 2553 ITU-R ยอมรับว่าเทคโนโลยีที่ล้ำหน้าที่สุดถือเป็น 4G

เทคโนโลยีพื้นฐานหลักรุ่นที่สี่คือเทคโนโลยีของมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่มุมฉาก OFDM (อังกฤษ: มัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่มุมฉาก - มัลติเพล็กซ์พร้อมการแบ่งความถี่มุมฉากของช่องสัญญาณ) นอกจากนี้ เพื่อความเร็วในการรับส่งข้อมูลสูงสุด เทคโนโลยีการส่งข้อมูลโดยใช้เสาอากาศ N และการรับสัญญาณด้วยเสาอากาศ M จึงถูกนำมาใช้ - MIMO (อังกฤษ: หลายอินพุต/หลายเอาต์พุต - หลายอินพุต/หลายเอาต์พุต) ด้วยเทคโนโลยีนี้ เสาอากาศส่งและรับจะมีระยะห่างเพื่อให้เกิดความสัมพันธ์ที่อ่อนแอระหว่างเสาอากาศที่อยู่ติดกัน

ดังนั้นวิวัฒนาการของมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่จึงสามารถแสดงได้ดังนี้

ข้าว. 1. วิวัฒนาการของมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่

ลักษณะเปรียบเทียบของมาตรฐานการสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นต่างๆ สามารถสรุปได้ในตารางต่อไปนี้:

โต๊ะ 3. วิวัฒนาการของระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่

การสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่ห้า (5G)

ปัจจุบันมีงานวิจัยเพื่อมุ่งพัฒนาและสร้างเครือข่าย ข้อกำหนดต่อไปนี้ระบุไว้สำหรับเครือข่ายรุ่นที่ห้า (เมื่อเปรียบเทียบกับ LTE):

เพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล 10-100 เท่าต่อสมาชิก

เพิ่มขึ้น 1,000 เท่าของปริมาณการใช้งานเฉลี่ยที่สมาชิกใช้ต่อเดือน

ความสามารถในการให้บริการอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายมากขึ้น (100 เท่า)

การลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์สมาชิกหลายรายการ

ลดความล่าช้าของเครือข่าย 5 ครั้งขึ้นไป

ลดต้นทุนโดยรวมในการดำเนินงานเครือข่ายรุ่นที่ห้า

หลายประเทศทั่วโลกกำลังพัฒนาเครือข่าย 5G ภารกิจปัจจุบันคือการตัดสินใจบนพื้นฐานของเทคโนโลยีที่จะปรับใช้เครือข่ายใหม่ การเพิ่มประสิทธิภาพและมาตรฐานของอุปกรณ์ รวมถึงการเปิดตัวนำร่องครั้งแรกมีการวางแผนในปี 2558-2561 และในปี 2561-2563 คาดว่าจะมีการติดตั้งเครือข่าย 5G ที่ไม่ใช่เชิงพาณิชย์เครือข่ายแรกสำหรับการดำเนินการทดลอง คาดว่าจะมีการเปิดตัวเครือข่ายรุ่นที่ 5 ในเชิงพาณิชย์ ไม่ช้ากว่าปี 2020

ปัจจุบันเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงการสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือโดยไม่มีการส่งข้อมูล กลายเป็นเรื่องปกติไปแล้วที่สมาชิกจะเช็คอีเมลหรือเยี่ยมชมหน้าเว็บสองสามหน้า บริการหลายอย่างที่ผู้ให้บริการให้ไว้ใช้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต การส่งข้อมูลผ่านระบบสื่อสารเซลลูล่าร์มักใช้ในการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วย คอมพิวเตอร์พกพาซึ่งทำให้พวกเขาเคลื่อนที่ได้อย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่น่าพอใจนั้นไม่สามารถใช้ได้กับสมาชิกเสมอไป เรามาติดตามวิวัฒนาการของเทคโนโลยีการส่งข้อมูลในระบบสื่อสารเซลลูล่าร์กันดีกว่า

ในยุคแรก ๆ ของการสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือ เมื่อโทรศัพท์มือถือถูกใช้เป็นโทรศัพท์เป็นหลัก กล่าวคือ เพื่อโทรออก มีการเสนอบริการใหม่สำหรับมาตรฐาน (1981) - การถ่ายโอนข้อมูล ความเร็วสูงสุดถูกจำกัดไว้ที่ 1.2 kbit/วินาที ในสมัยนั้นยังไม่มีอินเทอร์เน็ตและจุดประสงค์หลักของบริการนี้คือการส่งข้อความ อย่างไรก็ตาม ในขณะนั้นบริการนี้ไม่พบความสนใจมากนัก และมีผู้ให้บริการเพียงไม่กี่รายเท่านั้นที่ตัดสินใจนำไปใช้ในทางปฏิบัติ

การทำงานของระบบสื่อสารเคลื่อนที่แสดงให้เห็นถึงความสนใจของสมาชิกในการส่งข้อมูลความเร็วสูงซึ่งสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของมาตรฐานรุ่นที่สาม (ระบบโทรคมนาคมเคลื่อนที่สากล) อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดสำหรับมาตรฐานนี้จำกัดอยู่ที่ 2 Mbit/s ความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี้มีสาเหตุหลักมาจากการเปลี่ยนแปลงวิธีการส่งข้อมูลระหว่างสถานีฐานและสถานีปลายทาง ขั้นต่อไปคือการเกิดขึ้นของเทคโนโลยี (High Speed ​​​​Downlink Packet Access) ซึ่งให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงถึง 14.4 Mbit/s ในกรณีนี้ ข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างทางจากสถานีฐานไปยังโทรศัพท์ ดังนั้นต้องขอบคุณเทคโนโลยี เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่การสื่อสารมีความเร็วเกือบเท่ากับเทคโนโลยีแบบมีสาย

อย่างไรก็ตาม ปริมาณข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่ายโทรคมนาคมเพิ่มขึ้นทุกปี และแม้แต่เทคโนโลยีก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ใช้อีกต่อไป เพื่อที่จะแก้ไขปัญหาด้านกำลังการผลิตในระยะยาว จึงได้มีการพัฒนามาตรฐานที่เรียกว่า (Long Term Evolution) นอกจากจะเพิ่มความเร็วแล้ว มาตรฐานนี้ช่วยให้คุณเพิ่มความจุเครือข่าย ลดคุณภาพ และเพิ่มความปลอดภัย ความเร็วการถ่ายโอนสูงสุดตามทฤษฎีสามารถเข้าถึง 326.4 Mbps มีเพียงระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงเท่านั้นที่สามารถให้ความเร็วใกล้เคียงกันได้ ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2552 ระบบสื่อสารเคลื่อนที่ระบบแรกของมาตรฐานนี้ได้เปิดตัวสู่การดำเนินงานเชิงพาณิชย์ ในอีก 2 ปีข้างหน้าเครือข่าย

เทคโนโลยีเซลลูล่าร์มีการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด การเปลี่ยนผ่านจากเทคโนโลยีหนึ่งไปสู่อีกเทคโนโลยีหนึ่งบ่งบอกถึงการเปิดตัวของคนรุ่นใหม่ นั่นคือเหตุผลที่เพื่อให้ง่ายขึ้น มาตรฐานจึงเรียกว่า 1G, 2G, 3G และอื่นๆ - ตัวอักษร "g" ในกรณีนี้มาจากคำว่า "รุ่น" ลองทำความเข้าใจว่าการสื่อสารเคลื่อนที่พัฒนาขึ้นอย่างไร ในเวลาเดียวกัน เราจะค้นหาว่าเหตุใดผู้ปฏิบัติงานจึงไม่ปฏิเสธที่จะสนับสนุนมาตรฐานเก่า

ในปัจจุบันนี้ การสื่อสารผ่านเซลลูล่าร์ยุคแรกๆ มักถูกเรียกว่า 1จี- แต่ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาของการดำเนินงานของเครือข่ายเหล่านี้ไม่มีใครสงสัยแนวคิดดังกล่าว หลายคนไม่คิดว่าในอนาคตอันใกล้นี้การสื่อสารเคลื่อนที่จะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง แล้วคนรุ่นแรกเป็นยังไงบ้าง?

อันที่จริงมันเป็นการเชื่อมต่อแบบอะนาล็อก บริษัทเป็นผู้ดำเนินการเปิดตัว เอทีแอนด์ทีและการโทรครั้งแรกเกิดขึ้นในวันที่ 3 เมษายน พ.ศ. 2516 โดย Martin Cooper ซึ่งเป็นหัวหน้าแผนกอุปกรณ์เคลื่อนที่ เช่นเดียวกับการสื่อสารแบบแอนะล็อกโทรศัพท์บ้าน ตามทฤษฎีแล้ว โทรศัพท์มือถือสามารถใช้เป็นโมเด็มได้ แต่มีเพียงเศรษฐีบางคนเท่านั้นที่สามารถตัดสินใจทำเช่นนี้ได้ เพราะการสนทนาหนึ่งนาทีในสมัยนั้นต้องใช้เงินเป็นจำนวนมาก

เช่นเดียวกับรุ่นต่อๆ ไป 1G เป็นเพียงชื่อที่รวมมาตรฐานต่างๆ ไว้ด้วยกัน ในแคนาดา สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และอเมริกาใต้และอเมริกากลาง มาตรฐานนี้ถูกนำมาใช้ แอมป์- ในประเทศแถบสแกนดิเนเวียและบางประเทศ มาตรฐานนี้แพร่หลายมากขึ้น นททและพันธุ์ของมัน ในอิตาลี สเปน อังกฤษ ออสเตรีย ไอร์แลนด์ และญี่ปุ่น มีการใช้อุปกรณ์เซลลูล่าร์มาตรฐาน แทคส์- และนี่เป็นเพียงสามตัวเลือกการใช้งานเครือข่ายที่ได้รับความนิยมมากที่สุด! มาตรฐานทั้งหมดนี้เข้ากันไม่ได้โดยสิ้นเชิง ดังนั้นชาวอังกฤษที่มาอเมริกาจึงไม่สามารถคุยโทรศัพท์ของตัวเองได้ มาตรฐานที่แตกต่างกันแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในช่วงความถี่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงรัศมีของเซลล์ กำลังเครื่องส่ง เวลาในการสลับที่ขอบเขตเซลล์ และอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนด้วย คุณสามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อมูลจำเพาะทั้งหมดได้ในแผ่นที่แนบมา

การสื่อสารเคลื่อนที่ยุคแรกไม่สามารถใช้ได้กับคนทั่วไปในทันที ในช่วงทศวรรษแรก บางบริษัททำการทดลองเพียงอย่างเดียว การดำเนินการเชิงพาณิชย์เกิดขึ้นเฉพาะในปี 1984 เป็นที่ชัดเจนว่าการสื่อสารเคลื่อนที่แบบอะนาล็อกมีข้อเสียหลายประการ ประการแรก แต่ละเซลล์มีความจุน้อย - เมื่อมีสมาชิกจำนวนมากเชื่อมต่ออยู่ ปัญหาร้ายแรงก็เริ่มขึ้น ประการที่สอง คุณภาพของสัญญาณยังห่างไกลจากอุดมคติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากผู้ใช้บริการไม่ได้อยู่บนถนน แต่อยู่ในอาคาร ชาวยุโรปเป็นคนแรกที่คิดถึงปัญหาเหล่านี้ พวกเขาเริ่มพัฒนาการสื่อสารแบบดิจิทัล

การสื่อสารเคลื่อนที่ยุคที่สอง

ในปีพ.ศ. 2525 การประชุม European Conference of Postal and Telecommunications Authorities ได้เริ่มพัฒนามาตรฐานดังกล่าว จีเอสเอ็ม- ในไม่ช้าพวกเขาก็เริ่มเรียกมันว่าการสื่อสาร 2G เดิมที GSM มีไว้สำหรับประเทศสมาชิกของสถาบันมาตรฐานโทรคมนาคมแห่งยุโรป แต่ต่อมาตะวันออกกลาง แอฟริกา เอเชีย และยุโรปตะวันออกเริ่มสนใจการพัฒนานี้ การเปิดตัวเครือข่าย GSM ในเชิงพาณิชย์เกิดขึ้นในปี 1991 วิธีการส่งข้อมูลแบบดิจิทัลทำให้สมาชิกสามารถแลกเปลี่ยนข้อความ SMS ได้ และหลังจากนั้นไม่นานพวกเขาก็สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตผ่านโปรโตคอลได้ วาป.

มาตรฐานนี้ไม่ได้ชนะทุกคน บางรัฐก็ไปตามทางของตัวเอง ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา เครือข่าย 2G จำนวนมากใช้มาตรฐานนี้ ดี-แอมป์- หลังจากนั้นไม่นานชาวอเมริกันก็เปลี่ยนมาใช้ จีเอสเอ็ม1900- และในบางประเทศมาตรฐานก็ได้รับความนิยมมาเป็นเวลานาน ซีดีเอ็มเอ- มันเข้ากันไม่ได้กับ GSM ดังนั้นจึงมีการพัฒนาโทรศัพท์มือถือแยกต่างหาก

มีจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ. อุปกรณ์พกพาผู้รู้วิธีเข้าถึงเว็บทั่วโลก ด้วยเหตุนี้ ผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือต้องทำอะไรบางอย่าง เนื่องจาก 2G ขาดความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลอย่างมาก ดังนั้นในไม่ช้าการสื่อสารเซลลูล่าร์รุ่นกลางจึงปรากฏขึ้นซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า 2.5G มีการแนะนำการสนับสนุนด้านเทคโนโลยีในมาตรฐานนี้ จีพีอาร์เอสและจากนั้น ขอบ- จากนี้ไปโทรศัพท์มือถือจะทำการถ่ายโอนข้อมูลแพ็คเก็ต - สมาชิกชำระเงินตามจำนวนการรับส่งข้อมูลที่กำหนดไม่ใช่ตามเวลาที่เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์ สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยประหยัดเงินของผู้คน แต่ยังเพิ่มความเร็วในการส่งและรับข้อมูลอีกด้วย ในเครือข่าย 2G พารามิเตอร์นี้คือ 9.6 Kbps ในขณะที่โทรศัพท์รองรับรุ่น 2.5G ทำให้สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตด้วยความเร็วสูงถึง 170 Kbps (GPRS) หรือแม้แต่ 384 Kbps (EDGE) ในบางประเทศเทคโนโลยีทั้งสองนี้ถูกเรียกแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง แต่สาระสำคัญไม่เปลี่ยนแปลง

ด้านบนคุณจะเห็นแผ่นที่ระบุความแตกต่างเฉพาะระหว่างมาตรฐานทั้งหมดที่เป็นของรุ่น 2G และ 2.5G

การสื่อสารเคลื่อนที่ยุคที่สาม

ใน ไอเอ็มที-2000(เนื่องจาก 3G มักเรียกกันในสภาพแวดล้อมแบบมืออาชีพ) ประกอบด้วยมาตรฐาน 5 ประการ: CDMA2000, W-CDMA, TD-CDMA/TD-SCDMAและ ธ.ค- อย่างหลังไม่ใช่มาตรฐานเซลลูล่าร์ เนื่องจากใช้ในระบบโทรศัพท์ไร้สายที่บ้านและที่ทำงาน มาตรฐานอื่น ๆ ใช้เพื่อสื่อสารกับเจ้าของโทรศัพท์มือถือ ล้วนมีข้อกำหนดที่คล้ายคลึงกัน ที่น่าสนใจคือวิธีการทำงานของเครือข่ายดังกล่าวถูกประดิษฐ์ขึ้นในสหภาพโซเวียตเมื่อปี พ.ศ. 2478 อย่างไรก็ตาม เป็นเวลานานแล้วที่เทคโนโลยีนี้ถูกใช้โดยกองทัพเท่านั้น เข้าสู่กลุ่มพลเรือนในช่วงกลางทศวรรษ 1980 เท่านั้น เนื่องจากจำเป็นต้องพัฒนาการสื่อสารเคลื่อนที่

รุ่นที่สามแตกต่างจาก 2G ในด้านความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่เพิ่มขึ้นเป็นหลัก หากผู้ใช้บริการหยุดนิ่ง เขาสามารถดาวน์โหลดข้อมูลได้ที่ความเร็วประมาณ 2 Mbit/s ปริมาณการใช้งานจะถูกดาวน์โหลดที่ความเร็วประมาณ 384 Kbps ในรถยนต์ ความเร็วลดลงอีก - เหลือ 144 Kbps

ด้วยการถือกำเนิดของสมาร์ทโฟน ความเร็วดังกล่าวจึงหายาก ดังนั้นมาตรฐานจึงได้รับความนิยมอย่างรวดเร็ว HSPA- ถือเป็นการมาถึงของยุค 3.5G กอปรด้วยการสนับสนุนของเขา โทรศัพท์มือถือเรียนรู้การส่งข้อมูลด้วยความเร็ว 14.4 Mbit/s และนั่นเป็นเพียงจุดเริ่มต้น! ต่อมา มีการปรับปรุงมาตรฐาน ส่งผลให้ความเร็วที่ทำได้ตามทฤษฎีอยู่ที่ 84 Mbit/s HSPA ขึ้นอยู่กับการส่งข้อมูลแบบหลายรหัสที่มีขนาดเซลล์ที่เทียบเคียงได้

การสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่สี่

ในช่วงปลายยุค 2000 iPhone และ Android เริ่มปรากฏให้เห็น สมาร์ทโฟนเหล่านี้แตกต่างจากรุ่นก่อนด้วยหน้าจอ LCD ขนาดใหญ่ ตอนนี้ไม่มีใครอยากดูหน้า WAP ที่เรียบง่าย จากนี้ไป ส่วนประกอบภายในก็เพียงพอที่จะให้เบราว์เซอร์แสดงได้ เต็มหน้าไม่ว่าจะหนักแค่ไหนก็ตาม แต่สำหรับเธอ โหลดเร็วที่จำเป็น ความเร็วสูง- มีเพียงมาตรฐานใหม่เท่านั้นที่สามารถให้ได้ ความนิยมอย่างแข็งขันของ 4G หรือ IMT-ขั้นสูงเริ่มตั้งแต่เดือนมีนาคม พ.ศ. 2551

ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ทำให้เกิดมาตรฐานสองประการ: ไวแมกซ์และ แอลทีที- ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าอันไหนแพร่หลายที่สุด การเปิดตัว LTE ทำให้สามารถเพิ่มความจุของแต่ละเซลล์ได้อย่างมาก แม้ว่าพื้นที่ครอบคลุมจะลดลงก็ตาม ขณะนี้ความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลขั้นต่ำคือ 100 Mbit/s ซึ่งเพียงพอสำหรับเจ้าของสมาร์ทโฟนทั่วไปส่วนใหญ่ ต่อจากนั้นพารามิเตอร์นี้ก็เพิ่มขึ้นมากยิ่งขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้เทคโนโลยี LTE-ขั้นสูง- ขึ้นอยู่กับหมวดหมู่ของเทคโนโลยีที่อุปกรณ์รองรับ ความเร็ว 400 Mbit/s หรือแม้แต่ 1 Gbit/s สามารถทำได้!

ต่างจากรุ่นก่อน ๆ มาตรฐาน LTE นั้นมีจุดประสงค์เพื่อการส่งข้อมูลแพ็กเก็ตเท่านั้น แต่เมื่อเวลาผ่านไปก็มีการส่งสัญญาณเสียงแบบดิจิทัลด้วย - เทคโนโลยีเป็นผู้รับผิดชอบในเรื่องนี้ โวลที- คุณภาพเสียงจะสูงกว่าเมื่อพูดผ่านเครือข่าย 2G หรือ 3G มาก อย่างไรก็ตาม สมาร์ทโฟนบางรุ่นยังไม่รองรับเทคโนโลยีนี้

การสื่อสารเคลื่อนที่รุ่นที่ห้า

การพัฒนา 5G อยู่ระหว่างดำเนินการ ความสามารถของ LTE ในแง่ของการรับส่งข้อมูลก็เพียงพอแล้ว ดังนั้น ในการพัฒนามาตรฐานใหม่ จึงให้ความสำคัญกับความจุของเซลล์มากที่สุด ท้ายที่สุดจำนวนสมาชิกก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ที่สำคัญที่สุด 5G จะทำให้ชีวิตง่ายขึ้นสำหรับผู้สร้างอุปกรณ์สวมใส่และอุปกรณ์ที่รวมเข้ากับระบบ” บ้านอัจฉริยะ- คาดว่าเฉพาะในพื้นที่ 1 km2 เท่านั้นที่จะสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์หนึ่งล้านเครื่องเข้ากับเครือข่ายได้! ณ ต้นปี 2560 รุ่นใหม่เป็นเพียงการทดสอบเท่านั้น ไม่ชัดเจนว่าเมื่อใดที่การแสวงหาประโยชน์อย่างเต็มกำลังรอเราอยู่

รองรับมาตรฐานเดิม

ดังที่คุณทราบ ผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือจะต้องวางอุปกรณ์จำนวนมหาศาลไว้บนหอคอยของตน ตามทฤษฎีแล้ว มีความเป็นไปได้ที่จะแทนที่เครื่องส่งสัญญาณ 2G ด้วยเครื่องส่งสัญญาณ 3G แต่การทำเช่นนี้หมายถึงการกีดกันเจ้าของโทรศัพท์มือถือที่ทำงานในมาตรฐาน GSM เท่านั้นจากการสื่อสาร สิ่งนี้จะนำไปสู่การสูญเสียครั้งใหญ่ เนื่องจากแม้ขณะนี้ผู้คนจำนวนมากใช้อุปกรณ์ดังกล่าว - พวกเขาทั้งหมดจะเปลี่ยนไปใช้ผู้ให้บริการรายอื่นทันที ปรากฎว่าต้องเสริมอุปกรณ์ไม่เปลี่ยน

จะไม่ละทิ้งมาตรฐานที่ล้าสมัยในอนาคตอันใกล้ สิ่งนี้อธิบายได้ด้วยเหตุผลสองประการ:

• ยังคงมีการผลิตอยู่และมักจะไม่รองรับ 3G ด้วยซ้ำ ไม่ต้องพูดถึงเครือข่ายรุ่นที่สี่
• อุปกรณ์ 2G ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่กว่าด้วยเครือข่ายมากกว่าเครื่องส่งสัญญาณ 3G หรือ 4G ที่มีพลังงานใกล้เคียงกันซึ่งช่วยให้คุณกำจัด "จุดสีขาว" ในพื้นที่บางส่วนได้

ตอนนี้คุณรู้เกี่ยวกับความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมาตรฐานที่แตกต่างกันแล้ว กล่าวโดยสรุป สิ่งแรกที่เปลี่ยนแปลงคือความจุของเซลล์ ความกว้างของการครอบคลุม (ในแต่ละครั้งมีขอบเขตที่น้อยลง เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นกฎของสัญญาณความถี่ที่สูงกว่า) และความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล