Как работает мобильный интернет. Гид по всем поколениям сотовой связи
Технология мобильного интернета существует более 30 лет. Эволюция сотовой связи — это путь бесконечного уплотнения тесного эфирного пространства. математики и программисты бьются за каждую возможность растянуть «резиновый» эфир. Это все равно что пытаться разместить в небольшом городке тридцать миллионов жителей. «Цифровой океан» разбирает поколения мобильного интернета — максимально кратко.
Типичная любительская рация имеет 16 каналов и «бьет» на десятки километров. На общей территории всего 16 пар абонентов могут общаться по такой рации, не мешая друг другу. На аналогичной площади в современном городе десятки тысяч человек одновременно разговаривают по сотовым телефонам, и дефицитных радиочастот хватает на всех. Причина кроется в самом слове «сотовый».
1G
1980-е годы. Мобильные данные: не поддерживаются
Первые мобильные, а точнее автомобильные телефоны, появились в конце 1940-х годов. Огромная башенная антенна с радиусом действия в десятки километров соединяла их с телефонной сетью. В 1960-х каждому радиотелефону стали выделять сразу два канала: один на передачу, другой на прием, чтобы пользователь мог одновременно говорить и слушать (такой режим связи называется дуплексным). Центральная антенна могла обслуживать единицы дуплексных телефонов одновременно.
В 1980-х операторы разделили территории на множество небольших сот, каждая из которых обслуживалась своей базовой станцией — антенной, подключенной к телефонной сети по проводам. Теоретически одна станция могла предоставить пары частот для 28 абонентов, хотя на практике число было и того меньше. Главное, что теперь частоты можно было использовать многократно.
Каждая сота граничит с шестью соседними. Их зоны действия частично пересекаются, поэтому семь ближайших друг к другу антенн не должны иметь общих частот. Зато за пределами «семерки» одни и те же частоты можно использовать снова и снова. Создатели сотовых сетей первого поколения догадались разделить радиоэфир между абонентами по территориальному признаку.
Этим принципом мы пользуемся и сегодня. Попадая в зону действия базовой станции, мобильный телефон связывается с ней по специальному сервисному каналу и регистрируется в сети. Сеть всегда «знает», рядом с какой станцией вы находитесь и куда перебросить звонок, если кто-то наберет ваш номер. В отличие от рации, сотовый телефон обеспечивает связь лишь на «последней миле». Несопоставимо большее расстояние сигнал между абонентами проходит по проводам.
2G
1990-е годы. Мобильные данные: от СМС-сообщений до интернета на скорости до 384 кбит/с
Сети 2G сделали мобильную связь по-настоящему массовой. Наши первые моноблоки и раскладушки работали по стандарту второго поколения — GSM (Global System for Mobile, глобальный стандарт мобильной связи). Связь стала цифровой: голоса абонентов перед пересылкой преобразовывались в цифровые данные, и их уже нельзя было перехватить с помощью обычной рации. В сетях появился роуминг: операторы договорились передавать друг другу звонки своих клиентов, и отчасти поэтому стандарт назвали «глобальным».