Tech

Близки срещи с интернет от четвъртия вид

13.03.2010

Един въображаем разговор на тема "4G мрежите от ново поколение"

---

Днешните клетъчни телефони са наистина страхотни. Те вероятно вършат всичко, за което са създадени - провеждат разговори в движение, изпращат текстови и видеосъобщения, справят се достойно с интернет приложенията. Но на фона на прогресиращата зависимост на хората и устройствата от Световната мрежа в даден момент телефоните може да се окажат... осакатени. Те ще бъдат „предадени" от тяхната среда на живот - настоящите телекомуникационни мрежи. Последните ще се окажат претоварени от все по-огромните обеми от заявки и данни, циркулиращи из тях, и дори да не спрат да работят, просто ще бъдат недостатъчни за все по-лакомите за скорост и качество мултимедийни приложения. Можеш ли днес да допуснеш еретичната мисъл, че като ежедневен потребител на Twitter, Facebook, сайтовете за даунлоуд на музика и видео и т.н. ще трябва да се откажеш от лукса да ги ползваш през мобилния си телефон? Едва ли. Свободата да се откъснеш от оковите на домашното PC е твърде сладка.

***

---

И ако това не е déjà-vu... Тъкмо започнах да свиквам с „благините" на 3G мрежите, да използвам все повече PC и Apple приложения на смартфоните си, а вече се заговори за поредното, мистичното 4G. Но какво е то? Поредният търговски трик, революционен етап или пък просто чиста измама? Нека опитаме да разнищим поне повърхностно цялата тази нова мистерия, за да сме подготвени за нея...

---

(1) Нека започна с този въпрос: какво всъщност е 4G - мрежа или технология?

---

И двете. 4G е обединяващото име за новото, четвърто поколение клетъчни безжични стандарти. Тя ще наследи сегашните 3G и 2G стандарти, като ще предложи по-високи скорости за безжичен пренос на данни, достигащи невероятната стойност 1 Gbps (за стационарно базирани потребители). За да наречем една комуникационна мрежа 4G, тя трябва да отговаря на няколко основни критерия:

Стандартната 4G мрежа трябва да притежава пикови стойности за скорост на преноса 100 Mbps за мобилни, движещи се потребители и до 1 Gbps за локално базиран, стационарен достъп. Трябва да бъдат осигурени и гъвкави честотни ленти, достигащи поне 40 MHz. Задължително условие е още мрежата да е напълно IP базирана, да включва сериозни методи за защита на достъпа и да осигурява услуги от четвърто поколение, включващи IP телефония, високоскоростен интернет достъп, гейм услуги и стрийминг на HDTV.

Към момента мобилната индустрия приема следните технологии за 4G:

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
LTE (Long Term Evolution)
UMB (Ultra Mobile Broadband)
Flash-OFDM (Fast Low-latency Access with Seamless Handoff Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

---

Две от посочените технологии днес са най-популярни и се очаква основната "борба" да се разгори именно между тях. Това са LTE и WiMAX. Първата е еволюционният наследник на сегашните 3G мрежи (UMTS и CDMA2000). Тя има изцяло IP базирана архитектура и разпознава всичко, което минава през нея (дори гласовите комуникации) като пренос на данни. Голяма част от телекомуникационните компании са избрали именно тази технология - Verizon, AT&T, вероятно T-Mobile и др. Пред всички обаче предстои извървяването на дълъг път към интеграция на технологията. И въпреки че може би още през тази година ще станем свидетели на появата на реални 4G телефони, то истинската война между операторите ще се състои не по-рано от 2011 година.

За разлика от LTE, WiMAX не е наследник на днешните клетъчни системи. Тази технология е доста по-близка до компютърните Wi-Fi мрежи - началната й версия за мобилна употреба е базирана на 802.16e стандарта. Нейният потенциал обаче се крие в много по-големите разстояния (в сравнение с Wi-Fi), на които може да се осъществи безжичната връзка. Ако за Wi-Fi това са само няколко стотици метри, то WiMAX е способна да работи на десетки километри разстояние от базовата станция и да осигурява скорости от порядъка на 10 Mbps.

За разлика от всички досегашни технологии за комуникация 4G ще използва цифрови пакети за всичко - включително гласовите комуникации. 4G е изцяло IP базирана и преносът на глас вече използва VoIP технологията.

***

---

(2) Ясно, технологиите, включени в 4G, тепърва ще се развиват. Но на какво реално е способна 4G?

Една от основните цели, стоящи зад разработката на 4G, е да отговаря на съвременните критерии за QoS (Quality of Service, или качество на услугите) и критериите за скорост. Казано на по-прост език, тук става дума за приоритизация на мрежовия трафик - възможността за разпознаване на различните типове предавани данни (видео, аудио и др.) и отделяне на "повече внимание" за дадена от тях в определен момент (приоритизация). Осигуряването на такива механизми води до получаването на още по-голям мрежов капацитет, достатъчен за услуги, като:

Безжичен широколентов достъп до интернет
MMS
Видеочатове
Мобилна телевизия
HDTV (High Definition TV)
DVB (Digital Video Broadcasting)
Аудио в реално време
Трансфер на данни с висока скорост

***

---

(3) Добре, услугите са доста обещаващи, но всъщност колко е бърза една 4G мрежа?

Стандартната LTE технология теоретично би трябвало да осигури пикови скорости на даунлоуд 100 Mbps и на ъплоуд 50 Mbps за мобилните си клиенти, онези, които са в движение. При състояние на покой (стационарни потребители) технологията позволява да се достигнат и скорости 1 Gbps! Такава скорост бе демонстрирана от Ericsson по време на World Mobile Congress в Барселона през тази година. Реалните скорости обаче, които бъдещите клиенти трябва да очакват, са няколко пъти по-ниски, а причината е в това, че все пак бъдещите 4G мрежи също ще търпят сериозно натоварване. Въпреки всичко те гарантирано ще надхвърлят неколкократно днешните скорости на 3G мрежите. При технологията WiMAX скоростта на даунлоуд би трябвало да достига около 70 Mbps, но тепърва и при нея се очакват нови стандарти, които може би ще изравнят скоростта с тази на LTE.

---

Да сравним поколенията на мрежите, скоростите и технологиите им:

Таблица 1

---

(4) Разбрахме за скоростите, за технологиите, но какви всъщност са подобренията и предимствата на 4G спрямо 3G?

Разликите между предишните поколения мрежи и 4G не са толкова отчетливи, както например бяха между 2G и 3G. Това е така, защото при 4G не са въведени вълшебни революционни промени, а по-скоро е подобрена значително скоростта на потока от данни, аудио-видео и гласовата информация. Предимствата спрямо 3G се изразяват в много по-високото качество на мултимедията, високите скорости на трансфера на данни и възможността за прехвърляне на обемни файлове.

Таблица 2

---

(5) Всичко звучи супер, но какви устройства ще могат да ползват 4G услугите?

И тук има новости. Днес производителите работят върху създаването на най-разнообразни устройства, които ще работят в 4G мрежите - т.е. това няма да са само телефони. Така ще бъде проправен път към свързване на десетки различни по вид продукти, а екстрите няма да са ограничени само за 4G телефони или лаптопи. Безжичният интернет достъп ще е наличен за всякакви уреди (чрез IPv6), като ще им осигурява не само високоскоростна интернет връзка, но и допълнителни функции за сигурност, от които особено много се нуждаят финансовите операции. Според някои проучвания около 2020 г. в такава мрежа ще бъдат свързани около 50 милиарда устройства! Ето част от тях, за които се предвижда да могат да ползват 4G:

Мобилни телефони
Преносими и настолни компютри
Видеокамери, фотоапарати
Игрални конзоли
Вендинг машини (за кафе, цигари и т.н.)
Хладилници и др. бяла техника

***

---

(6) Колко ще струва използванетo на 4G и има ли такива оператори в България?

Въпреки трудните години на преход и всевъзможни кризи интересен факт е, че в България интернет и мобилните комуникации през последните години се радват на сериозно внимание и инвестиции. Благодарение на това нашата страна бе една сред първите в света, въвели реално работещи 4G мрежи от типа на WiMAX. Разбира се, все още не е постигнато масово използване на подобен род връзки, а и вероятно с пускането на пазара на 4G мобилни телефони нашите оператори може да заложат и на LTE технологията. Но ако се интересувате сериозно от WiMAX, ви препоръчваме да разгледате сайтовете на основните комуникационни компании, които предлагат тази услуга за бизнеса или за крайните потребители.

***

---

(7) Ами в чужбина? Вероятно там са много по напреднали от нас и вече говорят с 4G телефони?

В Страната на изгряващото слънце, както знаем, технологиите изпреварват всички останали. Това впрочем се отнася и за другия азиатски тигър - Южна Корея. Макар че японците и тяхната вездесъща DoCoMo вече да имат стартирани 4G мрежи, все още дори там масовата употреба на 4G телефони не е започнала. Една от първите компании, които ще пуснат 4G телефони за този пазар, е корейската LG. Интересни новини има и от Америка...

През февруари, веднага след приключването на Mobile World Congress в Барселона, вицепрезидентът на американския гигант Verizon Дик Линч обяви, че поделението Verizon Wireless има готовност да стартира 4G услугите си в САЩ към края на 2010 г. Компанията използва LTE технологията и вече е навлязла във финалната 4-а фаза на тестване. По принцип с пускането на мрежа от ново поколение първите устройства, които навлизат на пазара, са допълнителни карти за преносими компютри, които използват мрежата само за пренос на данни. Едва след това идва ред на мобилните телефони и др. устройства. Този път обаче предлагането на устройства за разговори ще започне много скоро след старта на мрежата - това бе заявено на Mobile World Congress от представители на Orange и Ericcson, които споделиха, че LTE телефони ще се появят много по-скоро, отколкото всички очакват.

Все пак е твърде рано да се конкретизира точно кога такива телефони ще се появят на пазара и какви операционни системи ще използват. Причината е, че все още дори прототипи на моделите не са тествани в самите мрежи. Едно обаче е сигурно - тъй като максимално покритие от самия старт на 4G мрежите е невъзможно да бъде осигурено, първите телефони ще разполагат с два отделни чипа - за 4G мрежа (когато е налична) и втори за CDMA (която се ползва в мрежата на Verizon например). Още една причина за необходимостта от два отделни чипа е фактът, че първите модели ще ползват наличната CDMA мрежа за гласовите разговори, а LTE - за трафика на данни.

Една от най-любопитните новини около анонса на Verizon са реалните скорости на пренос на данни, постигнати в новостроящата се мрежа. Според тестовете на компанията средната постигната пикова скорост за даунлоуд е била между 40 и 50 Mbps, а тази за ъплоуд - 20 - 40 Mbps, което е доста обнадеждаващ резултат особено на фона на песимистичните прогнози, които се появиха в някои медии по-рано през тази година. Разбира се, тук става дума за максимални стойности, които в реално работещата мрежа едва ли ще бъдат постигани често, но според Verizon потребителите ще могат да разчитат на скорости от около 5 - 14 Mbps за даунлоуд и 2 - 5 за ъплоуд, което е огромен напредък в скоростта спрямо средните скорости на 3G мрежите.

Въпреки че в САЩ отдавна се предлагат 4G услуги като сериозната WiMAX мрежа на Clearwire, която чрез партньорите си (Sprint Nextel, Comcast, Time Warner Cable и Google) достига до 34 милиона потребители, все още няма нито един мобилен телефон, който да може да използва 4G мрежата. Една от компаниите обаче, които планират да предложат на пазара такова устройство още през това лято, е Sprint.

***

---

(8) Явно интернет маниаците ще са доволни, но ще повлияе ли 4G и на бизнеса?

Когато 4G се превърне в стандарт, тогава всички, не само бизнесмените ще усетят разликата. Тази технология има някои невероятни предимства, които ще ускорят развитието на определени клонове от потребителската индустрия. Скоростта на WEB достъпа все още няма да бъде напълно сравнима с тази, на която са свикнали хората, обсебени от супербързия оптичен интернет например. Но 4G ще бъде голяма стъпка нагоре към тоталното сливане на компютрите, интернет и телефоните в едно съвсем ново устройство.

Как обаче бизнесът ще се възползва от възможностите на 4G? Всъщност потенциалните нови приложения на тези мрежи не са малко. Може би най-интересната част от тях ще бъде новият начин за пренос на глас - вече изцяло цифров, VoIP. Както всяко дигитално приложение VoIP ще предлага изолирани, частни комуникационни линии със сериозни възможности за сигурност. Нещо, което бизнесът ще оцени моментално. Също толкова важна за бизнеса е и по-високата скорост на трансфер на данни, която ще спомогне за още по-голямото доближаване на телефоните към преносимите компютри по отношение на функциите. 3G мрежите донякъде изпълниха тази задача, но тъй като не използват изцяло VoIP и са по-бавни, не могат да се справят добре особено ако множество потребители работят едновременно и претоварват канала. 4G повишават значително капацитета за пренос на данни и така все повече потребители ще могат да се почувстват комфортно каквото и да вършат с телефона си.

***

---

Притежаването на телефон, който може да свърши всякаква задача в интернет подобно на офисното PC, ще позволи на служителите да повишат работните си възможности - те повече няма да се чувстват приковани към десктопа заради неговите екстри. Набиращите популярност през последните години видеоразговори също ще намерят своето развитие - във вид на бизнес видеоконференции. Така колеги, намиращи се на различно географско място, ще могат лесно да си предават видео - докато са болни, в отпуск или в командировка.

До 2015 г. абонатите на мобилни широколентови услуги ще се увеличат шест пъти, а генерираният трафик ще нарасне над 50 пъти в сравнение с края на 2009 г. В същото време броят на смартфоните ще се увеличи четирикратно, а трафикът, който генерират, ще нарасне повече от 25 пъти!

---