3G, LTE, 4G: ülevaade mobiilside põlvkondadest
Enne, kui neljas gee põhjalikumalt ette võtta, poleks ju paha kogu nende G-de sisu ja kronoloogia kiirelt üle vaadata.
G tähendab generatsiooni, täpsemalt mobiilside generatsiooni. 1G-ks ehk esimeseks generatsiooniks hakati nimetama kärgvõrkudel (cellular network) baseeruvaid mobiilsidelahendusi. Enne seda mahtus kogu mobiilimaailm, nii palju kui seda üldse oli, ühisnimetaja 0G alla.
Esimesed G-d
Hea näide 1G-võrgust on 1980ndatel Põhjamaades kasutusele võetud NMT, mida EMT järgneval kümnendil ka Eestis pakkus.
1G-võrk oli 99% analoogtehnoloogial baseeruv võrk. Kogu side toimus tavalise raadioside baasil, numbriinfo liikus aga digikujul.
NMT võrgus oli numbreid küllalt lihtne varastada – tuli vaid mõne kõnet alustava telefoni number "õhust" kinni püüda ning edaspidi oma kõne ette kleepida. Muidugi nõudis see veidi taipu ja seadmeid, aga kujunes NMT puhul aktuaalseks probleemiks. Probleemiks, mille lahendas järgmine generatsioon 2G.
2G-võrk ilmselt pikalt tutvustamist ei vaja – selle sünonüüm on teadagi GSM. Just täpselt seesama GSM, mis tänagi kenasti toimib.
Erinevalt 1G-võrgust on 2G-võrgus kogu info digitaalne ning krüpteeritud. Samuti tõi GSM kaasa mõiste SIM-kaart. Enne seda oli number n-ö füüsiliselt seotud telefoniaparaadiga, GSMi puhul aga on number seotud SIM-kaardiga.
Tänu krüpteeringule, mis puudutas kogu vahetatavat infot, polnud GSM-võrgus enam numbrit kuidagi võimalik varastada (rääkimata kõikidest muudest digitehnoloogia eelistest sel puhul).
Järgnevad G-d aga tähistavad eelkõige digitaalse andmeedastuse generatsioone ning ausalt öeldes läheb asi päris segaseks.
On oluline meeles pidada, et ükski G pole standard, vaid pigem tehnoloogiate suutlikkust ja infovookiirusi iseloomustav "trepiaste".
Ühe generatsiooni alla mahub palju standardeid, mis paraku omavahel ei ühildu. Kuna tehnoloogiad arenesid kiiremini kui G-d mahutada suutsid, siis saidki informatiivsemaks pigem standardite nimed kui generatsioonid.
Näiteks: kuigi mõiste 2G alla mahuvad nii 115 kbit/s GPRS kui ka 236,8 kbit/s EDGE, tähistatakse neid selguse huvides vastavalt 2,5G ja 2,75G.
Selle sajandi algul tutvustatud 3G esmaseks kriteeriumiks seati allalaadimiskiirus vähemalt 384 kbit/s. 3G sai pöördeliseks just seetõttu, et võimaldas liikuva pildi ülekandmist, sealhulgas ka videokõnesid.
Mobiilivõrgu-videokõnedest suurt hitti ei saanud, küll ulatuvad aga tänased teoreetilised 3G kiirused juba mõnekümne megabitini sekundis – enamasti kasutatakse terminit 3,5G ja üks levinumaid 3,5G tehnoloogiaid Euroopas on HSPA.
3,9 või 4?
4G-st hakati rohkem rääkima paar-kolm aastat tagasi. Eriti meeldis seda kasutada operaatoritele ja seadmemüüjatele just turunduse kontekstis.
Neljanda generatsiooni põhinõuded on sätestatud International Mobile Telecommunication Advanced (IMT-A) standardina Rahvusvahelise Telekommunikatsiooni Liidu (International Telecommunication Union ehk ITU) poolt.
Neist tehnikaterminite rägastikku moodustavatest tingimustest on arusaadavaimad, et 4G-seade peab omama IP-aadressi ning võimaldama alla- ja üleslaadimise kiirusi statsionaarsel juhul (töökohal) kuni 1 Gbit/s ja ringi liikudes kuni 100 Mbit/s.
2011. aastal oli aga kõigest kaks "teoreetilist" tehnoloogiat, mis ametlikult vastasid standardis loetletud 4G-tingimustele. Need olid LTE-Advanced ning WiMAX Release 2.
Varasemaid variatsioone neist tehnoloogiatest, mis on ka praegu reaalselt kasutuses (nagu LTE, Wimax ja HSPA+), nimetatakse ka 4G-ks, ent kui punktuaalne olla, siis ei vasta need ITU seatud IMT-A 4G-standarditele ning korrektne oleks neist rääkida pigem kui 3G viimastest versioonidest.
Näiteks. Hetkel levinud LTE esmane versioon, mida arendati 3GPP projekti raames, võimaldab küll teoreetilist kuni 100 Mbit/s allalaadimise kiirust, aga poole väiksemat üleslaadimise kiirust - ja seda turustatakse sellegipoolest juba kui 4G-d.
Kogu selle raketiteaduse juures on siiski veel üks muutuja, mida silmas pidada erinevate maade ja seadmete juures – raadiosagedused. Sest no mis selles siis ikka lõpuks nii halba on, et praegune "4G" (ehk LTE) veel päris 4G-kiirusi ei võimalda? Küll varsti vahetab selle välja LTE-Advanced ja ongi päris-4G käes!
Ent kui naasta loo alguse ja Uue iPadi juurde, siis lisavad arvukatele tehnoloogiatele omakorda segadust ka sagedused.
Apple otsustas Uues iPadis kasutada ka LTEd ehk sama tehnoloogiat mis paljudes Euroopa riikides, kuid sagedusvahemikud on USAs ja Euroopas erinevad (nagu näiteks GSMigi puhul).
Eestis on LTE puhul kasutusel sagedused 1800 ja 2600 MHz, aga AT&T Uue iPadi LTE toimib sagedustel 700 ja 2100 MHz. Ja loomulikult, kui punktuaalne olla, siis pole ka Uue iPadi 4G tegelikult ka see „õige” 4G.
Milleks üldse on 4G-kiirusi vaja?
Eks ikka eelkõige selleks, et järjest rohkem ja kiiremini infot liigutada. Muidugi on vaieldav, kui palju on piisav – kui ainult e-kirju lugeda, siis tõepoolest pole gigabitti sekundis just väga vaja.
Ent samas võimaldab kas või 100 Mbit/s ühenduskiirus probleemivabalt vaadata Full HD-videot lausa mitmes seadmes, laadida kiirelt üles-alla suuri faile jne jne.
EMT on aasta teises pooles turule toomas juhtmevaba netipõhist TV-teenust – panete näiteks telerile külge LTE-netipulga ning telekanalid ongi ekraanil. Nagu tavaantenniga.
Kiire juhtmevaba internet on abiks ka sisutootjatele, näiteks võimaldades otseülekannete videovooge kohe kiire neti vahendusel eetrisse lasta.
Hetkel pakubki Eestis lõpptarbijaile LTE-võrku ainsana EMT, teised operaatorid veel "testivad" – juba pikemat aega.
EMT esmased hinnad on küllalt krõbedad. Kui võtta päris maksimum - piiramatu mahu korral tuleb 100 Mbit/s allalaadimise ja 50 Mbit/s üleslaadimise eest tasuda 120 eurot kuus. Järgides aga "mõistliku kasutuse põhimõtet", on kuutasu hoopis sõbralikum 35 eurot.
Eraldiseisvate LTE-seadmete valik Euroopas kasutatavatele sagedustele on täna veel olematu – eelkõige on saadaval vaid netipulgad, kuid selle aasta teiseks pooleks on lubadusi andnud mitmed mobiilitootjad.
Tõsi ta on, et nutitelefoni ekraani mõõte arvestades ei tundu 100 Mbit/s just hädavajalik, vähemalt hetkel veel mitte.
Aga kunagi ei tasu alahinnata tulevikku – võib-olla kümne aasta pärast on täiesti arusaamatu, kuidas üldse oli võimalik alla 1 Gbit/s hakkama saada.
FullHD-audio?
Kogu selles valguskiirusel kihutavate bittide ja baitide virvarris kipub ununema, et tegelikult sai ju mobiilne side alguse ikkagi kõneedastusest – kas ja mida uut võiks LTE viimasele lisada?
Nii kummaline kui see pole, on mobiilse kõneedastuse audio sagedusriba püsinud vahemikus 400–3500 Hz aastaid.
Nüüd on siiski 3GPP standardite nimekirja jõudnud ka audio lairibakoodek (G.722.2) nimega Advanced Multirate – Wideband (AMR-WB), mida pakutakse ka nime all HD-Voice – ent sel pole küll seost 4Gga.
AMR-WB peaks võimaldama üle kanda sagedusvahemikku 150 Hz kuni 7 kHz. Esimene AMR-WB kommertsvõrk avati – üllatus-üllatus – 2009. aastal Moldaavias ning HD-heliga kõnede tegemiseks sobis vaid nn vanakooli Nokia 6720c!
Mingist HD-heli buumist on aga vale rääkida – pole eriti seadmeid ega võrke, sest ilmselt pole ka nõudlust.
Kõnede edastus LTE-võrkudes aga võiks tuua muutuse – vähemalt tehnoloogilises plaanis. Kui tänastes mobiilivõrkudes liigub kõne n-ö kanalipõhiselt (Circuit-switched), siis LTE-võrgus on andmeedastus võimalik vaid paketipõhiselt (Packet-switched).
Seega jääb kaks varianti:
a) edastada kõnet endiselt n-ö vanamoodsalt (standard nimega CSFB ehk Circuit Based Fall Back) ja kasutada LTEd vaid andmesideks, või
b) "kleepida" ka kõne LTE kiirele paketile. Viimane meetod kannab nime VoLTE (Voice over LTE), ent hoolimata standardi kui sellise olemasolust, on praegu reaalsuseks siiski CSFB – see tähendab et kõne puhul kukub võrk tagasi nii-öelda tavalisele kanalipõhisele režiimile.
Küll aga demonstreeris Fraunhoferi instituut Barcelonas MWC-messil just LTE-võrgu jaoks kohandatud AAC-koodekit nimega AAC-ELD (turundusliku terminiga FullHD-Voice), mis võimaldab audio edastust sagedusvahemikus 20 Hz kuni 20 000 kHz.
(Planeeritavad) LTE sagedused
Põhja-Ameerika: 700/800 ja 1700/1900 MHz
Euroopa: 800, 1800, 2600 MHz
Aasia: 1800 ja 2600 MHz
Austraalia: 1800 MHz
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!
