Когда вы выбираете телефон для покупки и читаете описание, то можете увидеть в графе, посвящённой режиму работы сети, аббревиатуру WCDMA. То же самое есть в разделе «Параметры» в самом смартфоне наряду с GSM. Если вы собираетесь заказывать телефон из другой страны, то наверняка задумаетесь над значением этого термина, опасаясь приобрести нечто, неспособное работать в отечественных условиях.
Далее мы расскажем вам про WCDMA и отличие от GSM.
Возможности и особенности WCDMA
Стандарт оптимизирован для голосовой связи и передачи данных. Скорость доступа в интернет достигает 2 Мбит при близком расположении к вышке и до 48 КБ при большом отдалении. Для сравнения технологии GPRS и EDGE в стандарте GSM предлагали скорость в лучшем случае 15-25 КБ, чаще реальная скорость составляла 5-7 или 12 КБ. Поэтому увеличение пропускной способности обеспечивало комфортный доступ в интернет, в частности загрузку страниц и контента, проверку почты и т.д. Кроме того улучшилось качество голосовой связи, благодаря увеличению пропускной способности.
В радио-интерфейсе WCDMA используются два канала шириной полосы 5 МГц. Один канал используется для передачи сигнала мобильного телефона к базовой станции, а другой для приема сигнала мобильным телефоном с базовой станции. Оба канала находятся на разной частоте, что исключает наличие помех и наложений сигнала. Временные или частотные ограничения, как в случае с GSM отсутствуют. Каждый абонент получает всю ширину канала в 5 МГц.
Поскольку вещание всех подключенных абонентов накладывается, важно выделить каждого абонента в общем эфире. Для этого используется кодовое разделение сигнала. Передатчик модулирует сигнал с определенным числовым кодом, что присваивается каждому пользователю, а настроенный на аналогичный код приемник выделяет необходимую часть сигнала.
Какой режим выбрать
Полагаем, после прочтения предыдущих пунктов у вас не осталось сомнений, какой режим выбрать: GSM, 3GSM или WCDMA. Последний, безусловно, лучше по всем параметрам. Если вы живёте в городе (или другом населённом пункте, где обеспечена 3G-связь) и просто перемещаетесь в его пределах, то укажите в настройках WCDMA, и соединение будет превосходным, к тому же, телефон не сядет слишком быстро.
Если же вы периодически выходите из зоны действия 3G (например, ездите далеко за город, где нет станций), то можно запросить автоматическое переключение с одной технологии на другую.
Отмечать GSM, как предпочтительную сеть, стоит лишь тогда, когда вы не хотите использовать интернет высокого качества по каким-то личным мотивам.
Как включить выбранный режим:
- Перейдите в «Настройки» — «Мобильные сети».
- Нажмите подраздел «Режим сети».
- Поставьте отметку напротив желаемого варианта.
Обратите внимание, что управление этими параметрами доступно не в каждом смартфоне, и, в зависимости от внутренней структуры, разделы могут иметь другое название, переноситься в отдельные блоки и т. п. Лучше искать расположение настройки в конкретной модели телефона. Например, в LG, чтобы добраться до заголовка «Мобильные сети», нужно пройти по пути: «Беспроводные сети» — «Мобильные данные» — значок «Меню» вверху справа. То же самое может ожидать вас в иных девайсах.
Частотный диапазон
Сеть WCDMA использует три сетевых диапазона: 900, 1900-2100 МГц. Частота в 900 МГц позволяет обеспечить покрытие до 10 км, что примерно вполовину больше в сравнении с частотой 2100 МГц. С другой стороны малое покрытие компенсируется увеличенной емкостью сети и пропускной способностью обмена данными. А одна базовая станция способна обслуживать одновременно до 50 человек.
В сети GSM обычно используется связка частот 900 и 1800 МГц. Ширина каналов приема и передачи обычно составляет 25 и 75 МГц соответственно. В некоторых странах ширина канала частоты GSM900 на 10 МГц выше – 35 МГц, благодаря чему количество частотных каналов на 50 больше – 174. Чаще на общий канал приходится 124 частотных канала по 200 кГц. А на каждый частотный канал 8 физических каналов по 25 кГц, что в свою очередь делятся на канал трафика и управления.
Частотные, физические и логические каналы в GSM сети.
Физический канал в GSM способен вместить до 8 абонентов. Чаще на одном канале «висят» до 5 человек, поскольку превышение подключений заметно ухудшает качество связи. Ещё 1-2 слота зарезервированы под служебные нужды. Поэтому если базовой станции выделены два частотных канала, общее число одновременно подключенных абонентов не превысит 15. Если задействовать 124 частотных канала GSM900, одновременное количество активных абонентов достигнет 990 человек, при условии резервирования двух каналов. На частоте 1800 МГц число частотных каналов 374 или 2990 абонентов при условии резервирования двух каналов.
Сравнение диапазонов 900 и 1800 наглядно демонстрирует расширение емкости сети с увеличением частоты. На практике операторам выгодно выделять несколько частотных каналов под каждую базовую станцию, при этом разместить как можно больше станций. Густое расположение позволит обслужить больше абонентов и улучшит покрытие. А если учесть, что у WCDMA нет столь существенных ограничений, количество обслуживаемых абонентов выше, в сравнении с GSM.
Второе поколение — 2G
В 1982 году Европейской конференцией почтовых и телекоммуникационных ведомств была сформирована рабочая группа, названная GSM (франц. Groupe Spécial Mobile — специальная группа по подвижной связи). Целью создания группы, является изучение и разработка пан-Европейской наземной системы подвижной связи общего применения. В 1989 году изучение и разработку второго поколения мобильной связи продолжил Европейский институт стандартов в телекоммуникации. Аббревиатура GSM тогда приобрела иное значение — Global System for Mobile Communications (глобальная система для подвижной связи). В 1991 году появились первые коммерческие мобильные сети второго поколения. Главным отличием сетей второго поколения от первого является цифровой метод передачи данных. Технологии передачи данных в цифровом виде позволили внедрить сервис обмена текстовыми сообщениями (SMS), а позднее, с помощью протокола WAP (Wireless Application Protocol — беспроводной протокол передачи данных) стал возможен выход в Интернет с мобильных устройств. Скорость передачи данных в сетях второго поколения составляла не более 19,5 кбит/с. Дальнейший рост потребности пользователей в мобильном интернете послужил толчком для разработки сетей следующих поколений. Промежуточными этапами между сетями 2G и 3G стали поколения, условно называемые 2,5G и 2,7G. Поколением 2,5G обозначили технологию GPRS (General Packet Radio Service — пакетная радиосвязь общего пользования), которая позволила увеличить скорость передачи данных до 172 кбит/с в теории, и до 80 кбит/с в реальности. Поколением 2,7G назвали технологию EDGE (EGPRS) (Enhanced Data rates for GSM Evolution), которая функционирует как надстройка над 2G и 2.5G. Скорость передачи данных в таких сетях теоретически может достигать 474 кбит/с, однако на практике редко доходит до 150 кБит/с.
Преимущества и недостатки WCDMA
К сильным сторонам относятся:
- Высокая пропускная способность интернета.
- Качественная связь благодаря использованию всей ширины канала в 5 МГц.
- Нет временных и частотных ограничений.
- Выше емкость сети, что позволяет оператору обслужить больше абонентов.
- Кодовое разделение сигнала существенно усложняет вероятность подслушать разговор или перехватить данные.
Слабые стороны:
- Из-за позднего внедрения стандарта покрытие уступает GSM.
- При нестабильном покрытии мобильный аппарат автоматически переключается на GSM, что ускоряет расход батареи.
Что такое GSM
GSM стала глобальной системой сотовой связи. Сейчас она является технологией мобильной связи в глобальном масштабе, в особенности в Азии и Европе, и доступна более чем в 210 странах. GSM пользуется вариантом TDMA (множественный доступ с временным разделением), который разделяет частоты на несколько каналов.
Эта технология преобразует голос в цифровые данные и передает их через канал. Передача происходит за очень короткий период времени, и получатель сигнала не замечает временного интервала (паузы или задержек).
Вывод
В статье подробно описано, что такое WCDMA, как работает и основные различия в сравнении с GSM. Стандарт WCDMA – логическая эволюция сотовой сети. Технология позволяет обслужить больше абонентов, повысить качество связи и скорость доступа в интернет. А имеющиеся наработки позволили улучшить показатели при внедрении UMTS. Несмотря на доминирование 4G и активное развитие 5G, WCDMA остается востребованным в некоторых регионах, где операторы не успели обновить телекоммуникационное оборудование.
А какой сетью пользуетесь вы? Оставляйте сообщения в комментариях под статьей. Так же сообщите, если нашли в статье ошибку или неточность.
Первое поколение — 1G
Все стандарты первого поколения были аналоговыми и имели массу недостатков. Проблемы были как с качеством сигнала, так и с совместимостью технологий. Среди стандартов мобильной связи первого поколения, наибольшее распространение получили следующие: • AMPS (Advanced Mobile Phone Service – усовершенствованная подвижная телефонная служба). Использовался в США, Канаде, Австралии и странах Южной Америки; • TACS (Total Access Communications System — тотальная система доступа к связи) Использовался в европейских странах, таких как Англия, Италия, Испания, Австрия и ещё ряд стран; • NMT (Nordic Mobile Telephone – северный мобильный телефон). Применялся в скандинавских странах. • TZ-801 (TZ-802,TZ-803), разработанные в Японии. Не смотря на имеющиеся проблемы с качеством и совместимостью стандартов, аналоговым сетям мобильной связи все же нашли коммерческое применение. Первыми это сделали японцы в 1979 году, затем в 1981 году аналоговая сеть была запущена в Дании, Финляндии, Норвегии и Швеции, и в 1983 году в США.
Четвертое поколение — 4G
На смену еще не исчерпавшему свои возможности 3G приходят новые технологии, технологии четвертого поколения (4G), в большей степени отвечающие запросам времени. Технологии поколения 4G обозначили совершенно новые требования к качеству сигнала связи и его стабильности. Детищем совместных исследований компаний Hewlett-Packard и NTT DoCoMo в области разработки технологий передачи данных в беспроводных сетях четвертого поколения стали стандарты LTE и WiMax. • Стандарт WiMAX был разработан в 2001 году организацией WiMAX Forum, в состав которой входят такие производители, как Samsung, Huawei Technologies, Intel и другие известные компании. Концептуально WiMAX является продолжением беспроводного стандарта Wi-Fi. Версии стандарта WiMAX подразделяются на фиксированные, предназначенные для неподвижных абонентов, и мобильные, для движущихся абонентов со скоростью, не превышающей 115 км/час. Первая коммерческая WiMAX-сеть была запущена в эксплуатацию в Канаде в 2005 году. • Стандарт LTE (Long-Term Evolution — долговременное развитие) по сути является продолжением развития стандартов GSM/UMTS и первоначально не относился к четвёртому поколению мобильной связи. На сегодняшний день именно LTE является основным стандартом сетей четвертого поколения (4G). Впервые представленный вышеупомянутой компанией NTT DoCoMo, крупнейшим в мире японским оператором сотовой связи, стандарт LTE, в десятом его релизе LTE Advanced, был избран Международным союзом электросвязи в качестве стандарта, отвечающего требованиям беспроводной связи четвертого поколения. Первая коммерческая реализация LTE-сети была осуществлена в 2009 году в Швеции и Норвегии. Максимальная теоретическая скорость передачи данных в LTE-сетях составляет 326.4 Мбит/с. На практике скорость передачи данных существенно зависит от используемой оператором ширины диапазона частот. Наибольшую ширину диапазона частот на сегодняшний день имеет сотовый оператор Мегафон (40 МГц), что является серьезным преимуществом перед другими отечественными операторами сотовой связи, которые используют ширину 10 МГц. Максимальная скорость передачи данных в LTE-сети при ширине диапазона 10 МГЦ равна 75 Мбит/с. Ну а предельная скорость передачи данных при использовании ширины диапазона 40 МГц может достигать 300 Мбит/с.
Дополнительные характеристики
Сети нового поколения характеризуются наличием функции QoS с набором приоритетов: потоковый, разговорный, фоновый и интерактивный. Как уже было сказано, при переходе к сетям 3G используется UMTS. Что это, было описано достаточно подробно
Важно отметить, что окончательная реализация такого перехода требует замены как абонентских терминалов, так и подсистем базовых станций. Помимо этого, требуется заменить большую часть оборудования, используемого на уровне опорных сетей в настоящий момент
Архитектура сети существенно отличается наличием разделения коммутатора на два независимых уровня – коммутации и обработки сигнализации с контролем услуг. Это все является свидетельством того, что для последующего перехода к сетям нового поколения потребуется провести модернизацию подсистем базовых станций и абонентских терминалов. Новые диапазоны UMTS и реализация всех этих целей потребуют создания электронных компонентов и привлечения огромных инвестиций.
В Казахстане
В Казахстане технология 3G W-CDMA введена в сети Kcell/Activ — торговые марки АО «Кселл» — с 1 декабря 2010 года в городах Алматы, Астане. С 2011 года постепенно подключались города Актау, Атырау, Караганда, Кокшетау, Костанай, Кызылорда, Тараз, Петропавловск, Семей, Талдыкорган, Усть-Каменогорск, Шымкент, Каскелен, Талгар и Экибастуз.
Кроме того, технология 3G W-CDMA введена и в сети Beeline, бывший бренд K-Mobile/Excess (торговая марка ТОО «КаР-Тел») в городах Алматы и Астана. С 1 января 2011 г. во всех областных центрах: Актобе, Актау, Атырау, Караганде, Кокшетау, Костанае, Кызылорде, Петропавловске, Талдыкоргане, Таразе, Усть-Каменогорске, Шымкенте и крупных городах Семее, Аягозе, Байконуре, Туркестане, Экибастузе. С 1 декабря в Казахстане будет работать не менее 90 базовых станций 3G в стандарте UMTS и HSDPA от компаний Kcell и Кар-Тел.
С 24 апреля 2011 г. в Казахстане начал работу сотовый оператор Tele2, ранее известный под брендом Neo (ТОО «Мобайл Телеком-Сервис»), который запустил стандарт 3G (UMTS-900) в Алматы и Астане, с весны 2012 — в г. Павлодар.
Пятое поколение — 5G
Работы по разработке новых стандартов беспроводной передачи данных идут не останавливаясь. В основном при спонсорской поддержке одного из крупнейших производителей сетевого оборудования китайской компании Huawei. Повсеместное внедрение технологий пятого поколения прогнозируется в 2022 году. Однозначных сведений относительно максимальных скоростей передачи данных в сетях 5G пока нет, однако известно, что в опытных испытаниях сетей 5G удавалось достичь скорости 25 Гбит/с. Это в десятки раз превышает максимальные значения скорости передачи данных в сетях четвертого поколения.
Принцип работы UMTS
Что это, уже стало понятно из предыдущего описания, а как работает такая сеть, стоит разобраться. В блоке CN выполняются наиболее важные операции, которые сводятся к подключению мобильной станции к сети, ее дальнейшему пейджингу, сотовой селекции и локализации абонента, осуществление входящих и исходящих вызовов, эстафетной передаче абонента между базовыми станциями. CN разделяется логически на два домена – CS и PS. Базовая станция несет ответственность за обработку радиосигналов, канальное кодирование и адаптацию скорости, а также многое другое. Помимо этого, она управляет мощностью во внутреннем контуре. Сотовая связь UMTS может реализовывать соединение с различными внешними сетями, которые условно разделяются на две группы: с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. Первый вариант предназначен для телефонной связи, а второй — для подключения к интернету. Так как центр коммутации согласовывает свою работу со стационарными сетями, на него возложены все функции, которые требуются для коммутации каналов, а также он несет ответственность за управление соединением. Центр коммутации выполняет процедуры, которые требуются для передачи обслуживания и регистрации местоположения.
