umts wcdma что это такое
UMTS / WCDMA (HSDPA; HSUPA; HSPA; HSPA+)
UMTS (англ. Universal Mobile Telecommunications System — Универсальная Мобильная Телекоммуникационная Система) — технология сотовой связи, разработана Европейским Институтом Стандартов Телекоммуникаций (ETSI) для внедрения 3G в Европе. В качестве способа передачи данных через воздушное пространство используется технология W-CDMA, стандартизованная в соответствии с проектом 3GPP, ответ европейских учёных и производителей на требование IMT-2000, опубликованное Международным союзом электросвязи как набор минимальных критериев сети сотовой связи третьего поколения.
С целью отличия от конкурирующих решений UMTS также часто называют 3GSM с целью подчеркнуть принадлежность технологии к сетям 3G и его преемственность в разработках с сетями стандарта GSM.
WCDMA (англ. Wideband Code Division Multiple Access — широкополосный множественный доступ с кодовым разделением) — технология радиоинтерфейса, использующая широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов, использующий две широкие полосы радиочастот по 5 МГц. Термин W-CDMA (3GPP Release 4) также используется для описания самостоятельного стандарта сотовой сети, проектировался как надстройка над GSM и работает в диапазоне 1900—2100 МГц.
WCDMA выбрана большинством операторов сотовой связи для обеспечения широкополосного радиодоступа с целью поддержки услуг 3G.
Технология оптимизирована для предоставления высокоскоростных мультимедийных услуг типа видео, доступа в Интернет и видеоконференций; обеспечивает скорости доступа вплоть до 2 Мбит/с на коротких расстояниях и 384 Кбит/с на больших с полной мобильностью. Такие величины скорости передачи данных требуют широкую полосу частот, поэтому ширина полосы WCDMA составляет 5 МГц.
Технология может быть добавлена к существующим сетям GSM и PDC, что делает стандарт WCDMA наиболее перспективным с точки зрения использования сетевых ресурсов и глобальной совместимости.
HSDPA (англ. High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) — протокол передачи данных мобильной связи 3G (третьего поколения) из семейства HSPA.
Позволяет сетям, основанным на UMTS, передавать данные на более высоких скоростях — практически реализованы скорости до 42 Мбит/с. Теоретический предел — до 337 Мбит/с в 11-м выпуске стандартов 3GPP.
Рассматривается как один из переходных этапов миграции к технологиям мобильной связи четвёртого поколения (4G)
Аналогично HSDPA, технология высокоскоростной пакетной передачи данных в направлении «от абонента» (англ. High-Speed Uplink Packet Access, HSUPA) представляет собой стандарт мобильной связи, позволяющий ускорить передачу данных от W-CDMA устройств конечного пользователя до базовой станции за счёт применения более совершенных методов модуляции.
Теоретически стандарт HSUPA рассчитан на максимальную скорость передачи данных от абонента до 5,76 Мбит/с, позволяя, таким образом, использовать приложения третьего поколения, требующие обработки огромных потоков данных от мобильного устройства к базовой станции, например, видеоконференцсвязь.
Описание технологии планируется ввести в качестве спецификации 6-й версии стандарта 3GPP Release 6; процесс стандартизации технологии приближается к завершению
HSPA (англ. High Speed Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных) — технология беспроводной широкополосной радиосвязи, использующая пакетную передачу данных и являющаяся надстройкой к мобильным сетям WCDMA/UMTS.
Технология базируется на двух предшествующих стандартах:
Максимальная теоретическая скорость передачи данных по стандарту составляет 14,4 Мбит/с (скорость передачи данных от базовой станции на всех локальных абонентов) и до 5,76 Мбит/с от абонента. Первые этапы внедрения стандарта обычно имеют скорость 3,6 Мбит/с к абоненту HSDPA (D — downlink). После внедрения второго этапа HSUPA (U — uplink, то есть ускорения передачи от абонента) всю систему и называют сокращённо HSPA.
HSPA+ (англ. High Speed Packet data Access, «высокоскоростной пакетный доступ»), или HSPA Evolution, или Evolved HSPA — стандарт мобильной связи (3G).
HSPA+ является эволюцией стандарта HSPA, впервые был описан в 7 версии спецификаций консорциума 3GPP. В него добавлены более сложные модуляции 16QAM (uplink/downlink) и 64QAM (downlink), также добавлена технология MIMO (мультивход/мультивыход), которая может использоваться только для скачивания (downlink).
Изначально MIMO нельзя было одновременно использовать в сочетании с 64QAM, что ограничивало максимально возможную скорость скачивания до 21 Мбит/с. Это стало возможно согласно 8 версии спецификаций 3GPP, и позволяет достигать скорости скачивания до 42 Мбит/с и отдачи до 11 Мбит/с.
Подбор провайдера по адресу дома
БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К СЕТИ ИНТЕРНЕТ UMTS / WCDMA
Беспроводные технологии UMTS / WCDMA (HSDPA; HSUPA; HSPA; HSPA+): характеристика и принцип работы
Технология UMTS разрабатывалась как преемник предыдущего стандарта передачи данных – GSM, но от своего предшественника она отличается более высокими скоростями. По-другому ее называют 3GSM, а в структуре стандарта применяются иные интерфейсы и элементы. С этой сетью тесно связана надстройка WCDMA, представляющая собой абсолютно новый стандарт, отличающийся от технологий второго поколения. Разницу в передаче информации покажет спидтест проверка скорости, и результат диагностики сразу продемонстрирует, что эти стандарты более эффективны по показателям скачивания и загрузки данных. Абоненты могут пользоваться не только мобильным интернетом, но и всевозможными мультимедийными услугами. Далее информация, как функционирует каждая из технологий и их надстройки.
Технология UMTS
Технология рассчитана на высокоскоростную передачу данных, что позволяет абонентам пользоваться не только мобильным интернетом, но и всевозможными мультимедийными услугами. Теоретически возможная скорость этого стандарта – 21 Мбит/с, но в действительности она ниже. Согласно требованиям, предъявляемым к технологии, данные должны передаваться с такими скоростями:
► В зданиях показатель должен составлять не меньше 2 Мбит/с.
► В городских условиях или пригороде – до 512 кбит/с, а нижняя граница приравнивается к 384 кбит/с.
► Если абонент передвигается со скоростью до 120 км/ч на территориях вне крупных мегаполисов, то передача информации должна осуществляться на уровне до 384 кбит/с, но этот показатель не должен быть ниже 144 кбит/с.
Технология WCDMA
Стандарт оптимизирован для использования абонентами высокоскоростных мультимедиа, в число которых входят: доступ во Всемирную паутину, видеоконтент, проведение видеоконференций и пр. Скорость доступа доходит до 2 Мбит/с на небольших расстояниях и составляет 384 кбит/с на удаленных дистанциях. Такие показатели достигаются за счет широкополосного многостанционного доступа. Так, ширина полосы частот, которую использует технология, равна 5 МГц. Сегодня появились усовершенствованные стандарты, скорости в которых достигают больших величин, однако все они являются надстройками, в которых модифицированы методы модуляции:
► HSDPA – протокол передачи информации в рамках мобильной связи 3G с более быстрыми показателями по сравнению с UMTS. Изначально пропускная способность приравнивалась к 1,8 Мбит/с, но с развитием версии она увеличилась вплоть до 3,6 Мбит/с. Считается переходным этапом для технологии 4-го поколения.
► HSUPA – надстройка с высокоскоростной пакетной передачей информации, теоретический максимум которой составляет 5,7 Мбит/с.
► HSPA – обмен широкополосными данными осуществляется по выделенному каналу на теоретическом максимуме 14,4 Мбит/с от базовой станции к пользователю, тогда как от абонента обмен информацией происходит на уровне до 5,76 Мбит/с.
► HSPA+ – следующая эволюционная надстройка, позволяющая производить скачивание данных на скорости до 42,2 Мбит/с, а передача от пользователя составляет до 5,76 Мбит/с. Сегодня она активно используется в сетях 3G и считается переходной технологией к 3.5G.
Вышеперечисленные стандарты значительно увеличили возможности мобильного интернета. Потребители услуг могут легко загружать на свои устройства аудиофайлы и видео, проводить видеоконференции и пользоваться цифровым телевидением.
WCDMA — что это такое в телефоне?
WCDMA – это широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (UMTS). Это сеть третьего поколения, разработанная NTT Docomo и 2G-сетью CDMA. Нет сотовых компаний, которые не основаны на WCDMA, кроме Sprint (однако, они медленно преобразуются).
Наш мир делится на четыре разных поколения сотовой сети:
После сети первого поколения провайдеры выбирают стандарт GSM или CDMA для своей сети 2G. Обе они несовместимы друг с другом. Тем не менее, телефон ВСДМА будет совместим с сетью GSM, если он имеет SIM-слот и оснащен антенной GSM.
Частоты несущей GSM составляют 900, 1800, 1900 и 2100 МГц. Вот почему iPhone работает только с сетью 2G в сети T-Mobile.
В России данную технологию использует Билайн и некоторые другие компании.
В чем разница между CDMA и WCDMA
Поговорим, чем отличаются CDMA и WCDMA, что это такое в телефоне, каковы достоинства и недостатки.
CDMA означает множественный доступ с кодовым разделением каналов, тип алгоритма, используемого в телекоммуникациях, для сжатия более используемых каналов в пределах одной полосы пропускания.
WCDMA — это широкополосный CDMA, который по-прежнему использует деление кода для разделения каналов.
Основное различие между CDMA и WCDMA заключается в группе технологий, с помощью которой они функционируют. CDMA — технология 2G и является прямым конкурентом GSM, которая считается наиболее широко используемой. ВДСМА — это технология 3G, которая часто используется в тандеме с GSM для обеспечения возможностей 2G и 3G в пределах одной зоны покрытия. WCDMA и CDMA не относятся к той же линии, что и 3G-технология CDMA, которая называется EV-DO и является конкурентом ВСДМА.
Как указано, будучи частью группы технологий 3G, четко видно, что технология может предложить гораздо большую скорость и использовать преимущества последних услуг, которые не присутствуют в базовом 2G. Зная, как работает WCDMA, понимаешь, что она лучше подходит для доступа в интернет и электронной почты по сравнению с очень медленным CDMA.
ВСДМА использует гораздо более широкую полосу частот, чем у СДМА. Она использует полосы частот, которые имеют ширину 5 МГц по сравнению с CDMA, где все частоты составляют всего 1,25 МГц. Вопреки распространенному мнению, что только ширина полосы частот была изменена с помощью данного режима, различия между ними намного больше, поскольку этот режим сети был разработан с нуля и не был получен из конструкции СДМА. Несмотря на это, обе технологии по-прежнему используют разделение кода для создания большего количества каналов в пределах одной и той же полосы пропускания, и только используемые алгоритмы меняются, а не основная концепция.
Из-за гораздо более широкого признания GSM многие телекоммуникационные компании, у которых были сети CDMA и EV-DO, начали адаптировать технологию ДжСМ и ВСДМА. Это позволит обеспечить совместимость с большинством голосов и открыть возможности для своих абонентов с точки зрения параметров телефона
Существует большой недостаток СДМА. Мобильный телефон не будет использовать модуль идентификации абонента для доступа к сотовым башням, что значит, что он будет применять электрический серийный номер. Именно поэтому телефоны Verizon или Sprint обычно не имеют сим-карты. Однако, если включить ВДСМА, все телефоны для всех операторов будут иметь симку.
Тем не менее, если в телефоне нет антенны GSM (2G), (W) CDMA-телефон не будет совместим с GSM-носителями
Резюмируем основные параметры:
Технологии 3G UMTS/WCDMA
UMTS использует широкополосный CDMA (WCDMA/W-CDMA) для передачи радиоволн и часто система называется WCDMA.
Существует несколько ключевых областей 3G UMTS, которые были использованы для того, чтобы тип сети WCDMA обеспечила скачок в производительности по сравнению с предшественниками 2G.
Некоторые из этих ключевых областей включают:
3GPP UMTS, универсальная система мобильной связи является третьим поколением (3G) преемником сотовых технологий второго поколения на основе GSM, которые также включают GPRS и EDGE. Хотя UMTS использует совершенно другой воздушный интерфейс, элементы базовой сети мигрируют в сторону требований UMTS с внедрением GPRS и EDGE. Таким образом, переход от GSM к архитектуре 3G UMTS не требовал таких крупных мгновенных инвестиций.
Для создания и управления такой сложной системой необходимо разработать и поддерживать большое количество документов и спецификаций. UMTS или WCDMA управляются группой, известной как 3GPP — Программа партнерства третьего поколения. Это глобальное сотрудничество между шестью организационными партнерами — ARIB, CCSA, ETSI, ATIS, TTA и TTC.
Сотовые сети 2G, 3G, 4G, 5G — как работают и в чем разница
Содержание
Содержание
Сотовая связь является основой современных коммуникаций. Технически это одна из разновидностей радиосвязи, в которой абоненты связываются друг с другом с помощью сети базовых станций, принимающих и ретранслирующих сигнал от приемопередатчиков пользователей. Для того, чтобы связь была доступна везде, в любом месте и любое время, независимо от того, где находитесь вы и ваш собеседник, таких базовых станций должно быть очень много, чтобы покрыть максимум площади и обеспечить одновременную связь сразу множеству абонентов.
Именно из-за карты покрытия сети этот вид связи и назвали «сотовой». Все дело в том, что зоны покрытия от каждой станции немного накладываются на соседние, чтобы обеспечить непрерывность нахождения пользователя в сети. Поэтому, когда вы смотрите на схему размещения и покрытия сверху, то круги, показывающие зону действия каждой базовой станции, пересекаясь друг с другом, образуют контур, напоминающий пчелиные соты.
Сотовая связь стала привычным явлением, поэтому сейчас сложно представить, что относительно недавно ее не было: например, в России мобильная связь начала массово распространяться только в начале XXI века. В силу того, что в России массовая сотовая связь появилась несколько позже, чем в остальном мире, у нас быстро появились сети 2G, а сети первого поколения разворачивались не везде и проработали недолго. Поэтому коротко расскажем об особенностях сотовых сетей, начиная со второго поколения 2G и заканчивая 5G, внедрения которого все ждут.
Сотовые сети 2G, 3G, 4G, 5G: в чем основное отличие
Если говорить коротко, то основным отличием сотовых сетей разных поколений является скорость передачи данных, становившаяся все быстрее по мере развития технологий и быстродействия оборудования. Немного остановимся на особенностях каждого из стандартов.
Сотовые сети 2G
Первоначально стандарт 2G использовался только для мобильной телефонии. В России и Европе сети 2G построили на основе стандарта GSM 900, который затем развился в GSM 1800. Первый стандарт использует для работы частоту 900 МГц, второй — 1800 МГц. Преимущество GSM 1800 заключается в увеличенной емкости сети, хотя соты и покрывают меньшую площадь по сравнению с GSM 900. В сетях 2G на момент запуска можно было передавать короткие текстовые сообщения SMS и данные со скоростью медленного телефонного модема — до 14,4 кБит/с.
Ситуация изменилась в 1997 году, когда разработали и внедрили сервис «General Packet Radio Service» (GPRS) – надстройку над телефонным каналом мобильной связи, предназначенную для передачи данных. Максимальная скорость передачи данных через GPRS теоретически составляла до 171,2 кБит/с, практически — значительно ниже. На сегодня это уже откровенно мало, но на момент запуска было очень хорошо, потому что это было время, когда пользователи начали в массовом порядке осваивать электронную почту.
Сети с использованием GPRS получили индекс 2,5G, потому что до уже утвержденных к тому моменту норм стандарта 3G они не дотягивали. В дальнейшем появилось еще и 2,75G – технология EDGE, отличающаяся от GPRS способом кодирования и увеличенной скоростью передачи данных. Внедрение EDGE позволило повысить скорость передачи данных до 474 кбит/с в теории и до 220 кбит/с на практике. В некоторых случаях EDGE даже относят к технологии 3G, если способ ее реализации позволяет обеспечивать требования к этому стандарту (скорость передачи данных — до 384 кбит/с).
Сотовые сети 3G
Первые коммерческие сети этого стандарта были запущены в 2001-2003 году. Сначала появилась сеть в Японии, потом в Норвегии. В США первую сеть 3G запустили в 2002 году, а в России сети третьего поколения начали работу в тестовом режиме в 2002 году. Массовый запуск в регионах начался с 2008 года.
Основой 3G сети в России является стандарт UMTS (или W-CDMA). Первоначально скорость передачи данных в них достигала 384 кбит/с. В дальнейшем скорости быстро выросли с появлением 3,5G, то есть с внедрением стандартов HSPA и HSPA+, способных, в идеале, развивать скорости до 14,4 Мбит/с и 42 Мбит/с соответственно.
Важная особенность 3G — по мере движения и удаления пользователя от одной базовой станции, его «подхватывает» другая, забирая на себя часть потока данных. При этом «старая» базовая станция постепенно уменьшает поток данных, пока абонент совсем не покинет зону ее действия. Благодаря такой работе и при наличии хорошего покрытия сети вероятность того, что случится обрыв связи, становится меньше, чем в GSM, где используется жесткое переключение пользователя между базовыми станциями.
Сотовые сети 4G
Следующим шагом по повышению скорости передачи данных стало внедрение сотовых сетей четвертого поколения. На сегодня это самые актуальные сети для мобильной связи и высокоскоростного мобильного доступа в Интернет. В России сети 4G работают на частотах 1800 МГц, 2600 МГц и реже на частоте 800 МГц.
Теоретически стандарты связи в сетях четвертого поколения могут выдать скорость загрузки до 1 Гбит/с для стационарного абонента. На практике все очень сильно зависит от качества сигнала и загрузки базовых станций, поэтому реальные скорости намного меньше. В лучшем случае вы получите соединение со скоростью 100 Мбит/с и то, это если говорить о Москве. Например, «Билайн» заявляет максимальную скорость в своих сетях 4G до 73 Мбит/с, в сетях 4G+ – до 110 Мбит/с. Реальная скорость получается ниже.
Особенность 4G заключается в том, что сначала были запущены сети LTE для передачи данных. LTE — это стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных с увеличенной пропускной способностью, разработанный на основе предыдущих стандартов EDGE и HSPA. У LTE есть важная особенность: сети этого стандарта умеют передавать только данные, но не голос, так как LTE поддерживает только коммутацию пакетов данных, а голосовые вызовы в GSM и UMTS осуществляются на основе коммутации каналов.
Поэтому первоначально сети на основе LTE использовались только для передачи данных, а голосовая связь осуществлялась за счет переключения смартфонов в сети 3G или даже 2G. В дальнейшем реализовали технологию VoLTE — передачу голоса в сетях LTE. После этого стало возможно внедрение полноценных 4G-сетей. На момент написания статьи это наиболее актуальный и быстродействующий стандарт, а сотовые операторы постепенно расширяют зону покрытия сетями 4G.
Сотовые сети 5G
Следующий шаг в развитии беспроводных сетей — 5G. Разработчики обещают, что скорости передачи данных в новой сети будут в 10 раз выше, чем в сетях 4G. 5G — это стабильный широкополосный доступ в сеть, позволяющий широко использовать «Интернет вещей» не только в бытовой сфере, но и в промышленности. Кроме того, 5G за счет стабильной и надежной связи позволит реализовать удаленное управление и полный контроль за происходящим в таких критически важных отраслях, как, например, медицина. Подробнее о сетях 5G рассказывается в статье Клуба 5G. Реальность и перспективы.
Выбор сети на смартфоне. Как разные сети отображаются на экране
Нужно ли обычному пользователю знать, в какой сети он в данный момент находится, есть ли от этого польза и требуется ли что-то настраивать вручную?
Понимание того, в какой сети вы в данный момент находитесь, позволит оценить скорость загрузки данных и понять, что сделать реально, а что не стоит даже пробовать. Например, находясь в сети GPRS бессмысленно пытаться посмотреть ролики в YouTube или TikTok. Для этого нужна как минимум сеть 3G, причем в своей быстрой версии —HSPA или HSPA+.
Тип сети на экране смартфона отображается рядом со значком уровня сигнала и передачи данных. Так при включении сети 2G вы можете увидеть значок «2G» или «E», которые сообщают вам о том, что смартфон подключился к сети GPRS или EDGE, соответственно.
При подключении к сети 3G в наше время, скорее всего, вы увидите значок «Н» или «Н+», сообщающий о том, что устройство подключено к сети HSPA или HSPA+. Возможно, где-то вам удастся и поймать сигнал только со значком «3G» — это также сети третьего поколения.
Сети 4G обозначаются значком «4G» или «LTE». Например, вот таким.
Теперь разберемся с тем, как самостоятельно выбирать сети и принудительно назначать, в каком стандарте работать. Автоматическое подключение к новейшему стандарту не всегда хорошо. Если вы находитесь на границе действия сети 4G, но при этом рядом имеется хороший сигнал 3G, лучше переключиться на него, так как скорость будет быстрее.
Делается это так. В настройках надо зайти в раздел «Мобильная сеть». Далее — «Мобильная передача данных», где надо выбрать пункт меню «Предпочтительный режим сети».
У вас могут быть доступны, в зависимости от смартфона, следующие опции: «Авто 4G/3G/2G», «Авто 3G/2G», «Только 4G», «Только 3G», «Только 2G».
«Авто» обозначает, что смартфон сам выбирает сеть из имеющихся в наличии. Если вы указали одну из сетей, например, «Только 3G», то устройство станет соединяться только с сетями этого стандарта. Выбрать в глухой деревне «Только 2G» полезно — и соединение будет стабильнее и заряд аккумулятора сэкономите.