Статья опубликована в рамках: I Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 06 декабря 2011 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Телекоммуникации

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Халиуллин Р.Б. ПЕРСПЕКТИВЫИ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ 4G // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. I междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1. URL: https://sibac.info//sites/default/files/files/06_12_12/06.12.2011.pdf (дата обращения: 15.10.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПЕРСПЕКТИВЫИ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ 4G

Халиуллин Роман Борисович

студент 5 курса, кафедра информационных технологий, г. Самара

Научный руководитель Чернышев Сергей Витальевич

научный руководитель, доцент СамГТУ, г. Самара

Цифровые технологии связи развиваются стремительными темпами. Не так давно, сервисы сетей 3G только начали использоваться повсеместно, а сегодня уже 4G завоевывает все большую и большую популярность в различных странах мира. 4G позволяет осуществлять беспроводную связь со скоростью десятки и сотни Мбит/с. Сегодня, уже более трех с половиной тысяч людей являются абонентами сетей 4G. Самое важное отличие сети 4‑го поколения в том, что в ней возможна специальная пакетная передача данных.Сеть прошлого поколения, 3G не имеет такой возможности, так как соединяет в себе и передачу голосового трафика и пакетов данных. В настоящее время 4G представлена 2 основными телекоммуникационными технологиями WiMAX Release 2 и 3GPP Long Term Evolution Advanced (она же LTE-Advanced).Проанализируем возможные тенденции их развития.

WiMAX Release 2

WiMAX позволяет осуществлять доступ в Интернет на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi-сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках городов. Также данный стандарт отлично подходит для гористой и труднодоступной местности, где не представляется возможным проложить кабель. Мобильность — довольно популярный в последнее время тренд. В данный момент услуги беспроводной передачи данных в мобильных платформах представлены такими технологиями как Wi-Fi, Bluetooth, UMTS/HSPA. Wi-Fi и Bluetooth сильно ограничены радиусом действия и актуальны только для локальных сетей, либо для использования в пределах квартиры/точки доступа, например, кафе или кинотеатр. Что не всегда достаточно для удовлетворения всех пожеланий современного потребителя. И тут явная альтернатива популярным технологиям — WiMAX, а точнее его мобильный вариант Mobile WiMAX. Этот стандарт позволяет обеспечить качественный канал передачи данных даже при движении портативного устройства со скоростью до 100 км/ч. Естественно при условии нахождении устройства в радиусе приемной станции. Что немаловажно, не обязательна прямая видимость от станции до устройства, максимальная дальность в данном случае по сравнению со стационарным WiMAX уменьшается с 50 км на 30-40%. Крупные компании уже поняли перспективность данного направления, что мы можем видеть из анонсов, которые они сделали. С первого июня пользователям будет доступно пять моделей ноутбуков и нетбуков со встроенным WiMAX адаптером в ценовом диапазоне от $400 до $875. Первыми на прилавках компьютерных магазинов появятся ноутбуки от Acer, ASUS (модели Eee PC 1001P, K52 и K42), Lenovo (G560) и MSI (Wind U130, X-Slim X420). Но на этом развитие не заканчивается, в данный момент планируется ввод целой линейки нетбуков и планшетных компьютеров к концу 2012 году в которых будет реализована полноценная Mobile WiMAX технология наряду с другими устоявшимися стандартами передачи данных. В дальнейшей перспективе, при условии разрешения проблем с получением частот для развертывания сети можно предположить повсеместный переход на данную технологию.

Samsung продемонстрировала систему с WiMAX 2, поддерживающую передачу данных на скорости до 300 Мбит/с на коротком расстоянии. В рамках демонстрации воспроизводились Full HD 3D и Full HD-видео на четырех крупноформатных дисплеях. Компании, предоставляющие услуги WiMAX, могут без лишних проблем перейти к использованию WiMAX 2. Необходимо всего лишь обновить канальные карты и системное программное обеспечение. Оборудование WiMAX 2 будет легко интегрироваться с существующей инфраструктурой — гарантируется полная обратная совместимость с WiMAX-устройствами первого поколения. Несмотря на то, что технические спецификации стандарта WiMAX 2 достигли финальной версии и компании, поддерживающие технологию, обещают её коммерциализацию к концу 2011 года, запуск стандарта не произойдёт ранее 2012 года. По заявлениям разработчиков данный стандарт далеко не предел, и параллельно с введением WiMAX 2, ведутся работы над новым стандартом, предоставляющей более быстрый и качественный канал передачи данных, но время его появления во многом зависит от коммерческой успешности WiMAX 2.

Также крайне перспективно выглядит возможность провести качественный и быстрый интернет в труднодоступную и сельскую местность. Единственным конкурентом WiMAX на данный момент можно считать LTE-Advanced.

LTE-Advanced

Разработка стандарта четвертого поколения — LTE (Long Term Evolution) началась в 2004 году организацией 3GPP. Основными требованиями, которые предъявлялись в процессе работы над стандартом были следующие: Скорость передачи данных выше 100 Мбит/сек, достаточно высокий уровень безопасности системы, высокая энергоэффективность, низкие задержки в работе системы или отсутствие их, полная совместимость со стандартами второго и третьего поколений. На данный момент можно с уверенностью сказать что задача поставленная перед разработчиками была выполнена. Сети LTE поддерживают скорости передачи данных до 326,4 Мбит/сек. И это не экспериментальные возможности, а уже вполне реализуемые. Инженеры из корейского Научно-исследовательского института электроники и телекоммуникаций (ETRI) продемонстрировали работу связи стандарта LTE-Advanced. Испытатели передали файл объемом 700 мегабайт на движущийся объект всего за 9,3 секунды и обеспечили трансляцию трехмерного видео высокой четкости. Таким образом, рабочая скорость передачи данных в движении составила 600 Мбит/с. Это в 40 раз выше стандартного 3G, в 14 раз быстрее HSPA+ и в 6 раз быстрее стандартного LTE. Согласно критериям Международного союза электросвязи (ITU), стандарт связи четвертого поколения должен обеспечить пиковую скорость передачи данных в движении на уровне 100 Мбит/с, а при стационарном использовании - 1 Гбит/с. То есть, технология LTE-Advanced относится к связи 4G с большим запасом. В процессе разработки стандарта LTE-Advanced были привлечены серьезные ресурсы. В проекте были задействованы 470 специалистов, а его бюджет составил 64 миллиарда вон (или 57 миллионов долларов). В ходе работы над стандартом было зарегистрировано 500 патентов.

Звонок или сеанс передачи данных, инициированный в зоне покрытия LTE, технически может быть передан без разрыва в сеть 3G (WCDMA), CDMA2000 или в GSM/GPRS/EDGE. Внедрение технологии LTE позволяет операторам значительно уменьшить капитальные и операционные затраты, снизить стоимость владения сетью, расширить возможности в области конвергенции услуг и технологий, повысить доходы от предоставления услуг передачи данных.Ожидается, что широкое предоставление услуг на их основе  начнется с 2011 года. В отличие от своего прямого конкурента WiMAX, LTE совместим и может работать с сетями предыдущих поколений. Однако,существуют несколько основных проблем для перехода на новый стандарт беспроводной связи. Самая главная — отсутствие достаточного количества устройств, поддерживающих архитектуру LTE. В долгосрочной перспективе можно с уверенностью сказать что у каждой крупной компании выпускающей мобильную оргтехнику и системы коммуникаций будут иметь в своем прайс листе устройства, совместимые со стандартом LTE-Advanced. Уже сейчас анонсированы такие модели как смартфоны Sony Ericsson Swoop и HTC Thunderbolt 4G, серия планшетных компьютеров от T-Mobile под названием G-Slate,а модем Verizon USB551L (производства компании Novatel) и мобильная точку доступу Samsung 4G LTE, которые уже появились в продаже. Еще одним препятствием, стоящим на пути развития LTE стандарта, являются услуги и сервисы мобильных компаний. При повсеместном использовании безлимитных и условно-безлимитных тарифов, провайдерам невыгодно увеличивать скорости передачи данных. Но, несмотря на все вышеперечисленное, уже несколько зарубежных компаний обьявили о том, что будет осуществлен переход на LTE-Advanced, такие как SK Telecom (Южная Корея), Sprint (США), AT&T (США).

SK Telecom уже добилось успехов в данном направлении, пока они предлагают абонентам только модемы, но по мере появления на рынке смартфонов LTE, они также пойдут в продажу. Покрытие LTE компания планирует обеспечить в 23 городах (как можно быстрее), а к 2013 году LTE должно присутствовать в 82 городах. Планируется развивать услуги онлайн-игр и HD-видео. Сеть компании будет строиться по технологии умного облака (Smart Cloud Access Network — SCAN), которая повысит гибкость работы с трафиком, различным в разное время суток в разных регионах. Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что на данный момент слишком слабая техническая база и клиентский рынок для перехода на LTE и LTE-Advanced. Но за 4G технологиями будущее. По прогнозам аналитиков к 2015‑2018 года весь мир окончательно перейдет на использование 4ого поколения сетей.

 

Список литературы:

  1. Glore, N. & Mishra, A., Chapter 11 “Privacy and Security in WiMax Networks” in «WiMAX Standards and Security» (Edited by M. Ilyas & S. Ahson), CRC Press, June 2007
  2. o4G.Ru крупнейший в России сайт посвященный технологии 4G, ее перспективам и новостям [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://o4g.ru/
  3. Официальный сайт разработчиков технологии WiMAX. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.wimaxforum.ru/
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий