какая максимальная скорость скачивания в сетях третьего поколения протокол hspa
Протоколы HSPA+ и HSPA – характеристики, применение и отличия
Мало кто задумывается о смысле общепринятых терминов, тем более – технических. Мы часто употребляем слова типа USB или HDMI, хорошо себе представляя, что они значат, но даже не догадываясь, как эти аббревиатуры расшифровываются. Сегодня речь пойдёт о термине, относящемся к мобильной связи, а именно – о протоколе HSPA. Он не настолько известен, как 3G/4G, но является полноправной частью технологии беспроводной связи.
HSPA – что это за стандарт, где используется
Эволюция мобильной связи направлена на улучшение скорости и качества передачи сигнала. Третье поколение протокола, 3G, сегодня является наиболее распространённым стандартом, совместимым с абсолютным большинством сотовых телефонов, включая кнопочные. При этом он предоставляет возможность иметь высокоскоростной доступ к сети интернет, пускай и не настолько хороший, как по проводной связи, но достаточный для обычного сёрфинга, а также для организации видеотелефонной связи и просмотра потокового видео.
Так вот, сети 3G, вернее, та их часть, которая использует стандарт сотовой связи UMTS, базируется на использовании протокола передачи данных HSPA.
Один из первых релизов стандарта мобильных сетей HSPA предусматривал возможность передачи данных на скорости 2 Мб/сек. Однако теоретический и практический показатели различались почти на порядок, что ограничивало возможности абонентов посещением веб-сайтов и прослушиванием музыки. Смотреть видео на скоростях, не превышающих 300 Кб/сек, можно было только в сильно сжатом виде. По мере взрывного развития проводной связи этого оказалось совершенно недостаточно, поэтому разработчики из 3GPP (организации, занимающейся продвижением стандартов сотовой связи) в 2006 году представили новую версию протокола со скоростью передачи до 14.4 Мб/сек.
Это означало, что стандарт HSPA, лёгший в основу 3G, уже мог использоваться для полноценного просмотра потокового видеоконтента, для сетевых игр и быстрого скачивания файлов большого размера. Технология High Speed Packet Access состоит из двух компонент: HSDPA (передача сигнала от базовой станции абонентам, или downlink) и HSUPA (uplink, передача сигнала в противоположном направлении). Обычно под скоростью сети подразумевают именно downlink, поскольку uplink всегда меньше, в данном случае – 5.7 Мб/сек. Не вдаваясь в технические подробности, отметим, что добиться резкого увеличения скорости удалось благодаря применению нескольких передовых технологий, заключающихся в росте объёма данных, передаваемых в каждом пакете импульсов.
Дальнейшее усовершенствование протокола позволило увеличить скорость аплинка до 21.5 Мб/сек за счёт дальнейшего роста пропускной способности каналов передачи данных. Эта технология получила название HSPA+. Следующий виток развития технологий привёл к появлению стандарта DC-HSPA, где скорость возросла до 42,2 Мб/сек.
Из всего сказанного можно предположить, что HSPA – это 3G, и к 4G стандарт не имеет никакого отношения. Это верно лишь отчасти, поскольку эти эволюционные ветви можно назвать переходными к сетям четвёртого поколения. Так, HSPA+ считается сетью 3.5G, а DC-HSPA+, представляющий собой двухканальный протокол HSPA+, относят к сетям 3.75G, то есть стандарт практически вплотную подходит к сетям четвёртого поколения. По крайней мере, по скорости передачи сигнала.
Характеристики стандарта HSPA
Сети первого поколения соответствовали духу времени – для тех времён 10 Кб/сек было совсем неплохим показателем, учитывая, что тогдашние сотовые телефоны практически не выходили в интернет. Но бурное развитие технологий привело к появлению сетей второй генерации, в которых использовались несколько независимых протоколов. Некоторые из них дожили до наших дней – например, GPRS со скоростью до 171 Кб/сек, а также EDGE с вдвое большей скоростью (384 Кб/сек).
Телефоны с поддержкой 2G могли уже сёрфить на текстовых версиях сайтов (технология WAP, многие должны её помнить). Распространение смартфонов вынудило разработчиков искать дальнейшие пути увеличения скорости, и разработка стандарта HSPA позволила перейти к сетям третьей генерации, которые на сегодня являются самыми распространёнными.
Максимальная скорость скачивания по протоколу HSPA составила 14.4 Мб/сек. Теоретически этого достаточно для просмотра видео хорошего разрешения на небольшом экране. Скорость выгрузки данных меньше – 5.76 Мб/сек, но для обычных пользователей важен именно downlink. Правда, в реальности цифры опять оказались далёкими от максимальных, благодаря наличию множества ограничивающих факторов.
Теоретически появление в сетях 3G технологии MIMO позволило бы увеличить скорость более чем вдвое, но реализовать одновременно 64QAM и MIMO не удалось, поэтому в стандарте HSPA+ скорость удалось увеличить относительно ненамного, до 21 Мб/сек.
Но прорыв не заставил себя ждать: в восьмой спецификации стандарта, разработанной в 3GPP, названной DC-HSDPA, скорость даунлинка удалось повысить до 42 Мб/сек, аплинка – до 11 Мб/сек.
Протокол HSPA в чистом виде и с более поздними вариациями поддерживается практически всеми мобильными устройствами, достаточно присутствия в спецификации устройства поддержки 3G. Другое дело – покрытие: на данный момент оно доступно не везде, поскольку развёртывание скоростных сетей является финансово затратным мероприятием для операторов мобильной связи.
Если вы сомневаетесь, сможете ли воспользоваться скоростями, доступными в сетях 3G в конкретной местности – поинтересуйтесь у своего провайдера, он не откажет вам в предоставлении карты покрытия.
В чём разница между HSPA+ и HSPA
Главное отличие – это скоростные показатели. У HSPA максимальная скорость составляет 14.4 Мб/сек, у HSPA+ – 21.6 Мб/сек. Разница не настолько велика, чтобы переживать по этому поводу, если ваш телефон поддерживает только первый протокол. Но такой смартфон стоит ещё поискать – большинство сотовых уже давно перешли на стандарт HSPA+, в том числе и многие модели кнопочных устройств, по большому счёту не предназначенные для использования скоростного интернета.
Но если вас интересует, какой протокол поддерживает ваш телефон, то при выполнении действий, требующих максимальной скорости (например, при скачивании объёмного файла), попытайтесь найти положение аппарата, при котором в статус-баре появится символ Н+.
Это и будет означать, что телефон поддерживает HSPA+ и в данном положении скорость закачки существенно возрастёт. Отметим, что в сетях 3G важное значение имеет рельеф местности. Наличие искусственных и природных преград оказывает сильное влияние на скорость передачи данных, так что лучший сигнал всегда будет на открытой местности.
Отметим, что двухканальная реализация HSPA+ позволила повысить теоретический предел скорости до 42.2 Мб/сек, но с покрытием здесь дела обстоят ещё хуже, а сотовые операторы уже вовсю развёртывают 4G-сети и тестируют сети пятого поколения.
Насколько актуален стандарт HSPA в 2020 году
Развитие технологий происходит быстро практически во всех сферах жизни. 35 лет назад возможность носить телефон в кармане воспринималась как фантастика, но уже через 10 лет эта технология стала мировым брендом. Сегодня сети третьего поколения активно вытесняются стандартом 4G, но и ему уже подготовили смену. Сети 5G обеспечивают просто фантастическую даже по сегодняшним проводным меркам скорость – до 25 Гб/сек. Этот рекордный показатель в ходе тестовых испытаний был даже превышен, однако внедрение этой технологии может сильно затянуться, поскольку предполагает не только переоборудование сотовых передатчиков, но и кратное увеличение их количества.
Можно констатировать, что на сегодня покрытие 4G присутствует в крупных городах, в населённых пунктах поменьше такая связь не гарантирована, в отличие от сетей 3G. То, что они будут востребованы в среднесрочной перспективе, не вызывает сомнений, хотя и стандарт HSPA проник ещё не везде.
Завершая сказанное, отметим, что HSPA, невзирая на появление более совершенных протоколов, сможет на протяжении нескольких лет удерживать свои позиции, хотя уже сегодня стоит задуматься о приобретении гаджета, поддерживающего сети 4G/5G.
Что такое 3G: UMTS, HSDPA, HSPA+, DC-HSPA+ и другие стандарты
Сотовые беспроводные сети стали использоваться операторами для выхода Интернет достаточно давно. Сначала скорости передачи данных не поражали воображение, иными словами «интернет был медленным». В сетях первого поколения 1G скорость не превышала 9600 Бит/с, т.е. меньше 10 Кбит/с. Однако, рынок рос, сетевые услуги становилось всё более и более востребованными, соответственно росли и объёмы информации, требовались более высокие скорости. В сетях второго поколения 2G было реализовано несколько стандартов, некоторые из которых используются до сих пор: GPRS (до 171,2 Кбит/с) и EDGE (до 384 Кбит/с). В современных реалиях такие скорости конечно уже не могут отвечать возросшим потребностям пользователей. Наиболее распространенными сетями в России сейчас являются сотовые сети стандарта 3G.
Однако, 3G тоже бывает разный. Рассмотрим все популярные стандарты в сетях 3G.
Основной несущей частотой в стандарте 3G является 2100 МГц, а точнее диапазон 2110-2200 МГц. Для UMTS характерная ширина канала 5 МГц. Скорость доступа в Интернет в режиме UMTS не превышает 2 Мбит/с.
HSDPA
Этот стандарт так же можно отнести к первому поколению сетей 3G, но он уже значительно быстрее UMTS. Пропускная способность в начальной версии HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) составила 1,8 Мбит/с, но наибольшее распространение, в том числе и в России, получила вторая версия HSDPA со скоростью до 3,6 Мбит/с. Было выпущено достаточно много 3G модемов именно с такими скоростными характеристиками. Многие из этих «динозавров» используются до сих пор. Следующим развитием стандартна HSDPA стало достижение скорости 7,2 Мбит/с, а затем 14,4 Мбит/с. Это уже вполне неплохие скорости, но следует понимать, что это теоретический пропускной канал, реальные скорости обычно значительно меньше. Апогеем эволюции HSDPA стал его двухканальный вариант, называемый также DC-HSDPA, скорость достигла 28,8 Мбит/с. Сети 3G HSDPA/DC-HSDPA до сих пор используются во многих регионах России, однако при модернизации уступают своё место или HSPA+, или уже сразу 4G LTE.
Технология базируется на предшествующем стандарте HSDPA, однако позволяет получить значительно большую скорость. Уже в стартовом варианте HSPA+ (High Speed Packet Access) даёт скорость до 21,6 Мбит/с. Именно такой вариант сейчас в основном используется в сетях 3G. Ширина канала также составляет 5 МГц, и все современные 3G/4G модемы поддерживают данный режим работы. Многие относят сети HSPA+ к так называемому переходному поколению 3.5G, однако это не совсем корректно.
DC-HSPA+
Самый быстрый из используемых стандартов сетей 3G. По сути это двухканальный HSPA+ с шириной канала 10 МГц. Соответственно и максимальная скорость в 2 раза выше — до 43,2 Мбит/с. Такие сети часто называют даже 3.75G, т.е. уже почти 4G. И действительно, в сетях DC-HSPA+ реальная скорость доступа в Интернет часто сопоставима с показателями 4G.
Что такое HSPA, HSPA+
Наш сервисный центр выполняет установку 3G антенн на территории Краснодара и Краснодарского края. Специализация в области установки антенного оборудования требует знания используемой материальной базы и заложенных в эту материальную базу технологий. Одна из технологий, используемых для повышения скорости передачи данных в беспроводные сетях, именуется HSPA+. Вот и давайте разберёмся что такое эта технология HSPA+.
Концептуально. Операторы мобильной связи искали способ повышения прибыльности своего бизнеса предоставления услуг мобильной связи. И нашли его — это предоставление услуг беспроводной передачи данных. Для таковой передачи данных операторы выбрали существующую на рынке оборудования передачи данных технологию. Когда-то такой технологией был GPRS, потом его сменил EDGE …. в дальнейшем технологии сменяли друг друга и доросли наконец до способа передачи данных, именуемого 3G. По своим характеристикам 3G оказался таков, что устраивал и операторов связи (по параметрам цены внедрения и эксплуатации ) и абонентов (по параметрам цены покупки оборудования/скорости/размера абонентской платы).
В общем — случилось так, что 3G оказался настолько хорош, что его стали «прокачивать», модернизировать. И в рамках оборудования 3 Generation появилась технология приёмо-передачи HSPA.
HSPA (High-Speed Packet Access) — высокоскоростной пакетный доступ — технология, которая сочетает в себе возможность высокоскоростного пакетного доступа в нисходящем канале (HSDPA — High—Speed Downlink Packet Access ) и возможность высокоскоростного пакетного доступа в восходящем (HSUPA — High—Speed Uplink Packet Access) канале.
Нисходящий канал (Downlink) — это канал получения данных абонентским устройством.
Восходящий канал (Uplink) — это канал передачи данных абонентским устройством.
Скорость передачи данных для HSDPA может достигать значения 14,4 Мбит/с, для HSUPA – 5,76 Мбит/с. Технология HSPA позволяет также увеличить пропускную способность сетей UMTS и значительно понизить величину временной задержки. Для использования всего потенциала широкой полосы WCDMA (5 МГц) характеристики использующих технологию HSPA радиокоммуникационных сетей (спектральная эффективность, максимальная скорость обмена данных и временная задержка) будут в дальнейшем улучшаться.
Развитость HSPA+ по отношению к обычной HSPA заключается в том, что добавлены более сложные модуляции более высокого порядка — 16QAM (uplink) / 64QAM (downlink), добавлена технология использование нескольких антенн для нисходящего канала (мультивход/мультивыход или т.н. MIMO). Модифицирован протокол, что позволяет обеспечить поддержку бОльшего числа находящихся на связи пользователей сети. Применение описанных улучшений позволяет в оптимальных условиях достигать максимальной скорости передачи данных в нисходящем канале 28 Мбит/с, а в исходящем – 11,5 Мбит/с при длительности времени на передачу и подтверждение менее 30 мс (т.н. PING).
Перечисленные выше нововведения относятся к HSPA+ выпуска 7 3GPP.
В дальнейшем HSPA+ редакции 7 3GPP была модернизирована. Важнейшим новшеством стало появление возможности работы с двумя несущими (dual carrier или иначе DC HSPA) в нисходящем канале и совместное использование схемы с несколькими антеннами (MIMO) и модуляционной схемы 64QAM. Обе эти особенности дают возможность добиться максимальной скорости передачи данных в нисходящем канале 42,2 Мбит/с.
Источник иллюстрации — www.sibir-ix.ru
При этом коммутация голосовых каналов по технологии HSPA обеспечивает оптимальную поддержку телефонных сервисов в любой использующей ее cети радиосвязи с пакетной коммутацией. Кроме того, за счет формирования общего улучшенного выделенного канала (E-DCH) для состояния CELL_FACH и проведения модификаций уровня 2 в восходящем канале еще более снижено время задержки.
Перечисленные нововведения относятся уже к HSPA+ выпуска 8 3GPP.
Приведенные возможности технологии HSPA+ впечатляют. Те скорости, которые достижимы с её применением, потенциально могут обеспечить пользователям весьма комфортное пребывание в сети интернет. Но развитие технологий не стоит на месте, и уже запланирован следующий её «апгрейд». Планы разработчиков по развитию технологии (ROAD MAP) приведены в изображении ниже:
Как можно убедиться — технологии скоростного интернета намерены развивать и дальше. Так что при грамотном их внедрении можно рассчитывать на повышение скорости доступа в интернет и главное — на его распространение не только в крупных городах, но и на других территориях нашей необъятной страны не избалованных скоростным проводным интернетом.
P.S. — ВНИМАНИЕ! Данный материал ещё не закончен. Может быть исправлен и доработан. Ко всем приведенным в нем фактам следует отнестись критически и в том случае, если Вы обнаружили в нем ошибки, пожалуйста, укажите на них в комментариях — исправим.
Карнизы в Краснодаре — изделия не нержавеющей стали
Что такое 2G, 3G: UMTS, HSDPA, HSPA+, DC-HSPA+ и 4G (LTE)
Идея беспроводной мобильной связи зародилась в головах ученых еще в начале 20-го века. Работы по созданию системы радиотелефонной связи активно велись и в западных странах и в Советском Союзе, однако первая рабочая модель сотового телефона появилась в лишь в 1973 году, когда американская компания Motorola представила миру DynaTac — первый прототип портативного сотового телефона.
Сегодня жизнь человека практически невозможно представить без мобильных устройств, использующих технологии беспроводной связи. За последние 35 лет сменилось 4 поколения сотовой связи, и на смену четвертому приходит пятое поколение, внедрение которого ожидается к 2020 году. Об истории развития сотовой связи, поколениях и применяемых технологиях пойдет речь в данной статье.
Первое поколение — 1G
Второе поколение — 2G
Третье поколение — 3G
Работы по созданию технологий третьего поколения начались в 1990-х годах, а внедрение состоялось только в начале 2000-х (в 2002 году в России). Разработанные к тому времени стандарты основывались на технологии CDMA (Code Division Multiple Access — множественный доступ с кодовым разделением).
Третье поколение мобильной связи включает 5 стандартов: UMTS/WCDMA, CDMA2000/IMT-MC, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT и UWC-136. Наиболее распространенными из них являются стандарты UMTS/WCDMA и CDMA2000/IMT-MC. В России популярность получил стандарт UMTS/WCDMA. Далее предлагаем остановиться на основных технологиях 3G:
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System – универсальная сисема мобильной электросвязи) – технология сотовой связи разработанная для внедрения 3G в Европе. Используемый диапазон частот 2110-2200 МГц. (зачастую ширина канала 5 МГц). Скорость передачи данных в режиме UMTS составляет не более 2 Мбит/с (для неподвижного абонента), а при движении абонента, в зависимости от скорости движения, может опуститься до 144 Кбит/с.
HSDPA
HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильному телефону) – первый из семейства протоколов сотовой связи HSPA (High Speed Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных), основанный на UMTS технологии. Данный протокол и последующие его версии позволили значительно увеличить скорость передачи данных в сетях 3G. В первой своей реализации протокол HSDPA имел максимальную скорость передачи данных 1,2 Мбит/с. Скорость передачи данных в следующей реализации протокола HSDPA составляла уже 3,6 Мбит/с. На этот момент 3G модемы получили большую популярность и у большинства пользователей были модемы поддерживающие именно этот стандарт, наиболее популярные модель Huawei E1550, ZTE mf180 (такие экземпляры встречаются до сих пор). В результате дальнейшего развития протокола HSDPA удалось увеличить скорость сначала до 7,2 Мбит/с (наиболее популяные модемы Huawei E173, ZTE MF112), а затем до 14,4 Мбит/с. (Huawei E1820, ZTE MF658) Вершиной технологии HSDPA стала технология DC-HSDPA скорость которой могла достигать 28.8 Мбит/с. DC-HSDPA по сути двухканальный вариант HSDPA.
HSPA+ – технология, базирующаяся на HSDPA, в которой реализованы более сложные методы модуляции сигнала (16QAM, 64QAM) и технология MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход множественный выход). Максимальная скорость 3G может достигать 21 Мбит/с. Подобную технологию уже относят к 3,5G.
DC-HSPA+
DC-HSPA+ технология с самым быстрым 3G Интернетом 42,2 Мбит/с. По сути это двухканальный HSPA+ с шириной канала 10 МГц. Часто это технологию называют 3.75G.
Все устройства, поддерживающие режим работы в сетях третьего поколения, поддерживают также стандарты предыдущих поколений. К примеру, уже устаревший на сегодняшний день USB-модем Huawei E173 для сетей 2G/3G поддерживает стандарты GSM, GPRS, EDGE (до 236,8 Кбит/c), UMTS (до 384 Кбит/c), HSDPA (до 7,2 Мбит/с), т.е. стандарты сетей как второго так и третьего поколений. Максимальная скорость с которой может работать данное устройство равна 7,2 Мбит/с. Более «продвинутая» модель Huawei E3131 для сетей 2G/3G поддерживает набор стандартов, включающий кроме вышеперечисленных еще и HSPA+. Максимальная достижимая скорость загрузки данных на этом устройстве значительно больше и составляет 21 Мбит/сек. Но следует учесть, что максимальная теоретическая и реальная скорости отличаются довольно сильно.Например на модемах huawei E1550, zte mf180, где максимальная скорость 3.6 Мбит/с, на практике можно добиться скорости 1-2 Мит/с, на модемах Huawei E173, ZTE MF112 (максимальная скорость 7,2 Мбит/с) на практике 2-3,5 Мбит/с, это при условии хорошего уровня сигнала и низкой загруженности вышки мобильного оператора. Одним из факторов повышения скорости 3G Интернета является использования модема поддерживающего максимальную скорость 3G. Мы рекомендуем модем Huawei E3372, он не только поддерживает максимальную скорость 3G Интернета (до 42,2 Мбит/с), но и 4G (до 150 Мбит/с). Кто то может возразить и сказать что в его «дыре» 4G не будет никогда, однако не забывайте, что несколько лет назад вы и о 3G не мечтали. Технологии не стоят на месте!
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.
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 2020 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.