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.
UMTS и LTE частоты в России: стандарты нового поколения
Развитие стандартов GSM 900, GSM E900, GSM 1800 способствовало улучшению каналов коммуникации, однако не решало проблему доступа к интернету на том уровне, как того требует современный человек.
Эти стандарты относились ко второму поколению (2G), в котором для передачи данных использовались протоколы EDGE, GPRS, что позволяло достичь скорости до 473,6 Кбит/с – катастрофически низкой для современного пользователя.
На сегодняшний день стандарты сотовой связи одним из наиболее важных требований определяют скорость передачи данных и чистоту сигнала. Очевидно, что это влияет на развитие рынка мобильных операторов. Так в свое время в России появились 3G сети, которые завоевали массовое внимание пользователей. А теперь именно по этой причине увеличивается количество людей, которые выбирают 4G.
Особенность стандарта UMTS
Главная особенность, которая отличает стандарт UMTS от GSM, заключается в том, что использование протоколов WCDMA, HSPA+, HSDPA дает возможность пользователям получить доступ к более качественному мобильному интернету. При скоростях от 2 до 21 Мбит/сек можно не только передавать больший объем данных, но даже совершать видео звонки.
UMTS покрывает более 120 крупнейших российских городов. Это стандарт, в котором популярные ныне мобильные операторы (МТС, Билайн, МегаФон и Скайлинк) предоставляют услугу 3G-интернета.
Не секрет, что высокие частоты более эффективны для обмена данными. Однако в России есть свои нюансы, которые делают невозможным использование в некоторых регионах, к примеру, UMTS частоты 2100 мГц.
Причина проста: частота UMTS 2100, которая активно используется для 3G-интернета, на препятствиях быстро садится. Это означает, что качественному сигналу мешают не только расстояния до базовых станций, но также повышенная растительность. Кроме того, некоторые регионы для этой частоты практически закрыты из-за работы систем ПВО. Так, в Юго-Западной части Московской области размещено несколько военных баз, и соответственно, введено негласное табу на использование данной частоты.
В такой ситуации для 3G-интернета применяется UMTS 900. Волны в этом частотном диапазоне имеют более высокую проникающую способность. В то же время, на такой частоте скорость передачи данных редко достигает 10 мбит/сек. Тем не менее, если учесть, что еще несколько лет назад во многих городах даже подумать не могли об интернет-покрытии, это не так уж и плохо.
На данный момент с популярным UMTS900 показывают отличные результаты Huawei E352 и более стабильный вариант E352b, а также E372, E353, E3131, B970b, B260a, E367, E392, E3276.
LTE: в каких диапазонах будет работать стандарт будущего?
Логичным развитием UMTS стали разработки в 2008-2010 гг. LTE – нового стандарта, цель которого заключается в том, чтобы повысить скорость обработки сигнала и пропускную способность, а в техническом плане – упростить сетевую архитектуру и тем самым сократить время при передаче данных. В России же сеть LTE официально запущена в 2012 году.
Именно технология LTE определяет развитие в нашей стране мобильного интернета нового поколения – 4G. Это означает доступ к онлайн-трансляциям, быстрой передаче файлов большого объема и другим преимуществом современного интернета.
На данный момент 4G интернет поддерживается стандартами LTE 800, LTE 1800, LTE 2600, при чем используются протоколы LTE Cat.4, Cat.5, Cat.6. Это позволяет в теории получить скорость передачи данных до 100 Мбит/с на отдаче и до 50 Мбит/с на приеме.
Высокие частоты LTE становятся идеальным решением для регионов, где плотность населения достаточно высокая и где такая скорость передачи данных очень важна. К ним относятся, например, крупные промышленные города. Тем не менее, если все операторы станут работать только в диапазоне LTE 2600 – моментально возникнет проблема с покрытием радиосигнала.
Сейчас воспользоваться преимуществами технологии 4G могут жители Москвы, Санкт-Петербурга, Краснодара, Новосибирска, Сочи, Уфы и Самары. На территории России Yota стала одним из первых операторов, которые развивали четвертое поколение мобильных стандартов. Теперь к ним присоединились и такие крупные операторы, как Мегафон и МТС.
Оптимальным сегодня считается развитие LTE 1800: эта частота является более экономичной и позволяет выйти на рынок новым компаниям, которые предлагают услуги мобильной связи. Еще дешевле строить сети на частоте 800 МГц. Таким образом, можно предугадать, что именно LTE 800 и LTE 1800 будут наиболее популярными среди операторов и, соответственно, у нас с вами.
Частоты LTE различных мобильных операторов
— Мегафон: частоты LTE 742,5-750 МГц / 783,5-791 МГц, 847-854,5 МГц / 806-813,5 МГц, 2530-2540 МГц / 2650-2660 МГц, 2570-2595 МГц (лицензия на Москву и Московскую область);
— МТС: частоты LTE 720—727,5 MHz / 761—768,5 МГц, 839,5-847 МГц / 798,5-806 МГц, 1710-1785 МГц / 1805-1880 МГц, 2540-2550 МГц / 2660-2670 МГц, 2595—2620 МГц (лицензия на Москву и Московскую область);
— Билайн: частоты LTE 735-742,5 МГц / 776-783,5 МГц, 854,5-862 МГц / 813,5-821 МГц, 2550-2560 МГц / 2670-2680 МГц.
— Ростелеком: частоты LTE 2560-2570 / 2680-2690 МГц.
— Yota: частоты LTE 2500-2530 / 2630-2650 МГц.
Усиление сигнала на разных частотах
Когда вы попадаете в зону неуверенного приема сигнала или на большое расстояние отдаляетесь от базовой станции своего оператора, без дополнительной антенны не обойтись.
Направленные антенны UMTS 900 сигнала имеет элементарную комплектацию и позволяют значительно повысить уровень связи. При этом более стабильным становится не только Интернет-соединение, но и качество передачи голоса во время телефонного разговора. Без антенны UMTS 2100 не обойтись, если вы хотите использовать интернет во время поездки: из-за постоянного переключения от вышки к вышке скорость передачи данных катастрофически падает.
Направленные антенны LTE 800 и антенны LTE 1800 – оптимальный вариант для усиления 4G сигнала в соответствующих частотах. У этих стандартов более высокая проникающая способность и дальность сигнала.
Тем не менее, скорость передачи данных выше у LTE 2600, благодаря чему 80% пользователей в Москве уже перешли на этот стандарт. И покупка антенны LTE 2600 является обязательным условием для тех, кто выбрал 4G LTE 2600 (Мегафон, МТС, Билайн, Ростелеком, Yota), чтобы получить максимальную скорость работы интернета. Усилитель LTE сигнала позволит гарантировано получить стабильную передачу данных на высоких частотах.
Решения от GSM-Репитеры.РУ
| LTE 800 | |||
| Антенны LTE 800 | Модемы | Роутеры | |
| GSM 900 / UMTS 900 | |||
| Антенны | Репитеры | ||
| GSM 1800 / LTE 1800 | |||
| Антенны LTE 1800 | Репитеры 1800 | Модемы | Роутеры |
| UMTS 2100 | |||
| Антенны 3G | Репитеры 3G | Модемы 3G | Роутеры 3G |
| LTE 2600 | |||
| Антенны 4G | Репитеры 4G | Модемы 4G | Роутеры 4G |
Специалисты компании GSM-Репитеры.РУ продолжают исследовать новые технологии на рынке сотовой связи и скоростного интернета. Благодаря этому мы оперативно предоставляем клиентам необходимое оборудования для усиления сигнала.
К вашим услугам в Каталоге – различные варианты антенн и репитеров, которые помогут получить качественный сигнал даже в экстремальных условиях.
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.
В данной статье мы рассмотрим основные параметры сотовой связи. Научимся самостоятельно определять диапазон частот выбранного оператора и стандарт связи, в котором он работает.
Например, в городе 4G интернет обычно предоставляется на частоте 2600 МГц и подавляющее большинство комплектов «для усиления 4G Интернета» рассчитаны именно на эту частоту. А в местности, где расположен ваш загородный дом, оператор может предоставлять 4G интернет на частоте 800 или 1800 МГц. Соответственно, в вашем загородном доме, комплект, предназначенный для работы на частоте 2600 МГц, будет бесполезен.
Чтобы избежать неоправданных трат и разочарования, перед приобретением систем усиления сотовой связи и мобильного интернета, необходимо выяснить поколение мобильной сети (2G, 3G или 4G), которую вы хотите усилить и диапазон частот, в котором работает сеть.
Частоты операторов сотовой связи в России
В России, для сотовых операторов выделено 5 частотных диапазонов (800 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 2100 МГц и 2600 МГц). В одном частотном диапазоне могут использоваться несколько поколений и стандартов связи. В таблице 1 приведены частотные диапазоны и стандарты сотовой связи, применяющиеся в России.
| Поколение сети | Частотный диапазон | Название стандарта |
| 4G | 800 МГц | LTE 800 |
| 1800 МГц | LTE 1800 | |
| 2600 МГц | LTE 2600 | |
| 3G | 900 МГц | UMTS 900 |
| 2100 МГц | UMTS 2100 | |
| 2G | 900 МГц | GSM 900, EGSM, GSM-E900 |
| 1800 МГц | GSM 1800, DCS 1800 |
Из таблицы 1 следует, что каждое поколение сети может иметь несколько надстроек и подстандартов, а в одном частотном диапазоне могут применяться несколько стандартов и поколений сотовой связи.
Поколения и технологии сотовой связи
Сначала определим поколение сотовой сети, которую мы хотим усилить. Это очень легко сделать с помощью смартфона. В большинстве современных смартфонов, технология передачи данных указывается рядом с уровнем мобильного сигнала оператора.
Поколение сотовой может быть указано непосредственно (4G, 3G или 2G) или с помощью общепринятой аббревиатуры, например:
Определяем диапазон и частоту сигнала
Определить частоту сигнала можно самостоятельно с помощью смартфона. Замеры нужно производить в различных типах подключения (4G, 3G, 2G). Чтобы измерить нужный стандарт, принудительно переведите смартфон в соответствующий режим сети. Для этого установите в настройках вашего смартфона интересующий вас режим сети.
Современные смартфоны устроены таким образом, что всегда стремятся подключиться к наиболее современной и высокоскоростной сети. Например, при наличии слабого сигнала 4G, смартфон всё равно будет поддерживать связь с базовой станцией оператора в этом стандарте. В момент совершения вызова, смартфон автоматически переключится на доступные ему стандарты 3G или 2G, так как голосовая связь в стандарте 4G, как было сказано выше, в России не поддерживается.
Переведите смартфон в нужный стандарт связи. Смартфон не сразу переключается в нужный режим. Переключившись, необходимо подождать 1-2 минуты, прежде чем приступать к замерам. Если вы не знаете, какой из присутствующих операторов подходит для решения ваших задач, произведите замеры с использованием SIM-карт разных операторов.
Внимание! Перед тем, как определять частоту, отключите Wi-Fi сеть. В случае если в вашем смартфоне установлено две SIM-карты, рекомендуем извлечь или отключить ненужную карту и оставить только ту, которую необходимо протестировать. Так вы будете избавлены от ошибок и получите точную информацию о текущем соединении.
Замеры параметров сети можно произвести через скрытое сервисное меню смартфона или установив одно из приложений для проведения мобильного мониторинга и измерения сигнала. Например «Сотовые вышки. Локатор», «Network Cell Info», «iWScan» и другие подобные приложения.
Сервисное меню смартфона открывается с помощью специальных кодов. В зависимости от версии ОС Android коды, открывающие скрытое сервисное меню различаются. На одних смартфонах вы сразу перейдёте на экран с информацией о состоянии сети, на других устройствах может потребоваться перейти в другие подразделы сервисного меню.
На некоторых моделях смартфонов под управлением ОС Android сервисное меню может быть недоступно. Воспользуйтесь специальными приложениями для проведения замеров сети.
Данные, полученные в результате измерения сигнала сети, нужно сопоставить с таблицей 2 размещённой ниже.
Приведем примеры проведения измерений, используя сервисное меню смартфона, приложения и таблицу 2.
Если в сервисном меню вашего смартфона (Рисунок 1) вы видите обозначение WCDMA 2100 Band 1, это означает, что вы подключились к мобильной сети работающей на частоте 2100 МГц. Диапазон значений абсолютного номера канала UARFCN лежит в диапазонах для DL 10562 … 10838, а для UL 9612 … 9888, означает, что вы подключены к сети UMTS-2100 (3G). Оборудование для усиления данного сигнала должно быть стандарта 3G работающее на частоте 2100 МГц.
В сервисном меню смартфона, значение абсолютного номера канала обычно указывается после обозначения ARFCN, RX, Rx Ch, Freq, BCCH или другой схожей аббревиатуры.
Если в приложении «Network Cell Info» вы увидели обозначение Band 3, это значит, что ваш телефон работает с оператором на частоте 1800 МГц. Если на телефоне светятся символы 4G и LTE, ваше подключение LTE-1800 (4G). Следовательно, для усиления данной сети вам необходимо оборудование стандарта 4G работающее на частоте 1800 МГц.
В приложении «Сотовые вышки. Локатор» отображается значение абсолютного номера канала ARFCN со значением в диапазоне 2750 … 3449 соответствующим частотному диапазону 2600 МГц. Помимо этого в меню сеть отображается символами LTE и L2600. Сомнений нет, наше соединение стандарта 4G на частоте 2600 МГц.
Всегда определяйте частоту сигнала в той точке, где вы планируете устанавливать оборудование для усиления сигнала (внешнюю антенну, роутер встроенный во внешнюю антенну и т.п.).
Если ваш оператор сотовой связи использует несколько частотных диапазонов, ваш смартфон может использовать в разных местах разные стандарты подключения, например в помещении один, а на улице другой. Данная особенность связана с тем, что радиоволны с более низкой частотой лучше проникают через препятствия. При этом внутри помещения соединение на частоте 900 МГц может быть качественнее и устойчивее, чем на частоте 2100 МГц.
Таким образом, без применения специальных измерительных приборов мы провели измерения сигнала, проанализировали результаты измерений и можем приступать к выбору оборудования для усиления мобильного сигнала.
