Модеми 4G: характеристики, підключення, налаштування

Для доступу в інтернет з будь-якого пристрою - персонального комп'ютера, планшета або смартфона - потрібно модем або точка доступу. Більшість сучасних широкосмугових і мобільних модемів працюють в мережах 4G або 4-го покоління. Незважаючи на те що багато основні принципи підключення до інтернету залишаються незмінними з використанням цієї технології, існує ряд змін, які впливають на те, як користувачі підключаються до мережі і залишаються на зв'язку. Так що ж таке модеми 4G?

Визначення

Термін «модем» фактично є об'єднанням модулятора і демодулятора. Пристрій модулює сигнали переданої для кодування цифрової інформації, а потім демодулирует, щоб декодувати і використовувати її. Модем може функціонувати в широкому діапазоні способів передачі, включаючи радіо і світлодіоди (LED), але найбільш використовувана форма - по телефонній лінії. Ці модеми «голосового діапазону» кодують цифрову інформацію в електричні сигнали, які знаходяться в частотному діапазоні стандартних телефонних ліній і потім переносяться по телефонному каналу в інший модем, де вони декодуються.

Історія модему

У 20-і роки технологія мультиплексора, яка відповідала визначенню модему, використовувалася новинними каналами. Потім, в 40-х роках, компанія IBM почала використовувати модеми для підключення телепринтеров зі швидкістю 25 біт в секунду. Модеми масового виробництва були випущені в 1958 році для використання у військових цілях, а в 1981-му був введений смарт-модем, оснащений контролером, який дозволив йому управляти телефонною лінією. З часом основна частина модемного обладнання була замінена програмним забезпеченням, а радіомодеми тепер достатньо малі, щоб вписатися навіть в крихітні мобільні телефони.

Сучасні модеми, підтримують 3G, дозволяють передавати дані зі швидкістю до 200 кілобіт в секунду, а також дають можливість користувачам підключатися як у стаціонарному, так і в пересувному режимі, хоча швидкість передачі даних може значно відрізнятися. Наступна ітерація підключення до інтернету – модеми 4G. Вона збільшує швидкість передачі даних до 100 мегабіт в секунду для мобільних користувачів та до 1 гігабіт в секунду для тих, хто використовує бездротове або мобільне з'єднання.

Як це працює?

Варто відзначити, що нова технологія 4G несумісна з сучасними 3G-модемами. Іншими словами, якщо ви хочете скористатися перевагами швидкості мережі нового формату, вам знадобиться підключити 4G-модем. Це значною мірою пов'язано з тим, що мережі 4G не будуть підтримувати комбінацію комутації каналів і з'єднань з комутацією пакетів, використовуваної 3G-модемами. Новий інтернет-протокол IPv6 робить це можливим, а також усуває необхідність дублювання IP-адрес (обмежуючись використовуваним у даний час IPv4).

Ряд дослідників протестували на швидкість модеми 4G на мобільних пристроях, і вони значно перевершили свої аналоги 3G, принаймні, по частині завантаження даних. Як показує практичний досвід, мережі 4G можуть пропонувати швидкість завантаження в сім-десять разів швидше, ніж 3G. В даний час все частіше можна зустріти пристрої з двома варіантами модему. Це пояснюється тим, що 4G еволюціонує, але 3G раніше потрібно в якості резервного. Очікується, що 3G-модеми, як і їх попередники, найближчим часом будуть усунені.

Розуміння технологічних стандартів 4G

Термін «4G» посилається на стандарт швидкості бездротового зв'язку, але що саме означає цей термін? Як відбувається налаштування 4G-модема? Багато користувачі знайомі з 4G, так як більшість смартфонів використовують цей стандарт зв'язку. Це просто означає «четверте покоління», стосовно до еволюції технологій передачі даних. Перше покоління мобільних технологій (1G) з'явилося в 1981 році з аналоговою передачею, а в 1992-му 2G з'явився у формі цифрового обміну інформацією.
3G дебютував в 2001 р. і включав підтримку мультимедіа, а також максимальну швидкість передачі даних не менше 200 кілобіт в секунду. Справжня підтримка 4G з'явилася відносно недавно, і вона являє собою ряд поліпшень, у порівнянні з технологією 3G.

Хто встановлює стандарти 4G?

Мережа 4G призначена для забезпечення так званого сверхширокополосного доступу для мобільних пристроїв. Сектор зв'язку Міжнародного союзу електрозв'язку та радіозв'язку (МСЕ-R) створив набір стандартів, які повинні відповідати мереж, що належать до цього формату. Таке підключення можуть встановлювати планшети і смартфони з відповідною архітектурою, а також будь-який USB-модем 4G.

Що таке стандарти 4G?

По-перше, мережі 4G повинні бути засновані на перемикання пакетів всього інтернет-протоколу (IP), замість технології комутації каналів, і використовувати методи OFMDA з декількома несучими (або інші способи вирівнювання частотної області (FDE)), замість існуючої радіотехнології з розширеним спектром. Крім того, найвищі швидкості передачі даних для мереж 4G повинні бути близькі до 100 мегабіт в секунду для користувача високошвидкісний мобільної мережі і 1 гігабіт в секунду для користувача з місцевим бездротовим доступом або мобільним з'єднанням. В даний час найбільше відповідає цим вимогам модем «Білайн 4G». Такий також повинен мати можливість пропонувати плавні передачі обслуговування в різних мережах без втрати даних і забезпечувати високу якість обслуговування для мультимедійних носіїв наступного покоління.

Особливості мережевого з'єднання

Одним з найбільш важливих аспектів технології 4G є усунення мережевих вузлів з комутацією каналів і пакетів з використанням протоколу InternetProtocol 6 (IPv6). Вживаний в даний час стандарт IPv4 має деяке обмеження на кількість IP-адрес, які можуть бути призначені пристроїв. Це означає, що дублюючі адреси повинні створюватися і повторно використовуватися з допомогою трансляції мережевих адрес (NAT). IPv6 забезпечує набагато більшу кількість доступних адрес і сприятиме забезпеченню зручності для користувачів.

Мережі 4G сьогодні

В даний час на ринку існує ряд провайдерів, які заявляють, що вони можуть відповісти на питання про те, що таке 4G. Але перші версії мереж не відповідали стандартам, встановленим МСЕ-R. Як правило, ці мережі вважаються прийнятними до тих пір, поки не будуть розгорнуті нові версії існуючих технологій. Ці мережі часто називалися 3.9 G, тому що вони значно відрізняються від того, що було доступно раніше, але не цілком відповідають стандартам МСЕ-R. Виняток становив, мабуть, модем «Білайн 4G». У багатьох випадках ці системи 3.9 G були засновані на нових парадигмах радіоінтерфейсу, використовували інші діапазони частот, ніж існуючі мережі, і не були сумісні з рішеннями 3G. Існує дві технології, які були представлені Міжнародного союзу електрозв'язку (МСЕ) в якості життєздатних кандидатів 4G: LTE і LTE Advanced. Стандартизовані версії цих технологій ближче всього до «істинного» 4G.

Як же спрацьовує антена для 4G-модема?

4G являє собою значну еволюцію порівняно зі стандартами 3G, особливо в усуненні обмежень IP-адрес, збільшення швидкості передачі даних і плавному хэндовере клієнтів в гетерогенних мережах. Але повністю сумісні технології все ще перебувають у розробці і, ймовірно, з'являться протягом деякого часу. Розширені можливості мереж LTE швидко використовують швидкості, обіцяні 4G. Настільки високі швидкості модеми 4G дозволяють собі з-за ортогонального мультиплексування з частотним поділом каналів (OFDM). Це звучить складно, але це та ж технологія, використовувана в Wi-Fi, широкосмугової мережі ADSL, цифровому телебаченні і радіо. OFDM - це метод для стиснення більшої кількості даних на однакову кількість радіочастот. Це також зменшує втрату інформації і перешкоди. Дані розділяються і відправляються через невеликі фрагменти частоти паралельно, що збільшує пропускну здатність мережі. Ще одна причина, по якій USB-модем 4G може забезпечити більш високу швидкість, - це кілька входів і виходів, або MIMO. Використання безлічі антенних решіток спостерігається як в передавачі, так і в приймачі для поліпшення якості зв'язку. Це дозволяє передавати більше даних, не вимагаючи додаткової смуги пропускання або збільшення потужності. Найпоширеніша конфігурація в даний час - 2x2 MIMO, вбудована в багатьох смартфонах і деяких планшетах. Установка 4х4 також можлива, і вона обіцяє ще більш високі швидкості. Оскільки можливі різні налаштування, і один пристрій може забезпечити більш високу швидкість, ніж інше. Тому модеми 4G інтернету в приватний будинок повинні підбиратися, виходячи не тільки з технічних характеристик, але і з відгуків користувачів.