Przede wszystkim, co oznacza „G” w nazwach 3G i 4G? W rzeczywistości wszystko jest proste, litera oznacza „pokolenie” (angielskie „pokolenie”). W związku z tym 3G jest połączeniem trzeciej generacji. Oczywiście im wyższa liczba na początku, im nowsza technologia, tym lepiej.

Pokolenia różnią się między sobą podstawowymi zasadami działania, używanymi częstotliwościami i szybkością przesyłania danych. Jednocześnie każda generacja zawiera inne standardy komunikacji komórkowej. Tak więc standard GSM szeroko stosowany na świecie należy do drugiej generacji, a UMTS do trzeciej. Nowe pokolenie wyróżnia się tylko wtedy, gdy zachodzą fundamentalne zmiany.

Co ciekawe, wraz z triumfalnym marszem sieci trzeciej i czwartej generacji, sieci 2G są nadal szeroko rozpowszechnione na całym świecie. Rzeczywiście, w wielu krajach rozwijających się nawet zwykły telefon komórkowy to luksus, co można powiedzieć o smartfonach.

Od pierwszego pokolenia do czwartego i dalej

Widoczna ewolucja technologii komunikacji mobilnej

Wszystko zaczęło się w latach 80. ubiegłego wieku, kiedy pojawiły się pierwsze telefony komórkowe wykorzystujące do komunikacji sieci analogowe, które później nazwano 1G. W tamtym czasie nikt nie myślał o jakimkolwiek połączeniu z Internetem. W końcu telefony komórkowe były tylko telefonami, które mogły wykonywać tylko połączenia głosowe. W tamtych latach istniało wiele różnych standardów: AMPS, TACS, NMT, AMPS i kilka innych.

Jednak szybko staje się jasne, że do dalszego rozwoju potrzebna jest „cyfra”. Dlatego sieci 2G były już cyfrowe. Ich wprowadzanie rozpoczęło się w pierwszej połowie lat 90. XX wieku. Komunikacja cyfrowa nie tylko poprawiła jakość dźwięku i zwiększyło bezpieczeństwo, ale także wprowadziła funkcje, takie jak wiadomości tekstowe i transmisja danych z prędkością 14,4 kb/s. Niewiele, ale wystarczy, żeby sprawdzić pocztę, która w tamtych czasach wysyłała zwykle tylko sms-y. Na scenie pojawia się standard komórkowy GSM (skrót od Global System for Mobile Communications), który jest nadal popularny. A także rodzi się standard CDMA(Code Division Multiple Access).

Stopniowo, w miarę jak Internet zaczyna zyskiwać na popularności, staje się jasne, że potrzebne są wyższe szybkości przesyłania danych. W rezultacie pod koniec lat 90. do istniejącego standardu GSM stworzono „dodatkową” usługę GPRS (General Packet Radio Service) z szybkością transmisji danych do 115 kb/s. Potem przyszedł standard EDGE (Enhanced Data-rates for GSM Evolution), który umożliwił osiągnięcie prędkości 384 kb/s. Następnie, aby podkreślić wagę tych kroków, wymyślono nawet nazwy takie jak 2,5G i 2,75G dla nowych standardów. W ten sposób podkreślono, że są one lepsze od 2G we wszystkich kryteriach, ale nadal nie są wystarczająco dobre, aby uznać je za nową generację.

Nowe standardy nie tylko oferowały wyższe prędkości, ale także umożliwiały dostęp do sieci bez dodatkowych czynności. Podczas gdy wcześniej wymagało to wcześniejszego połączenia, tak jak w przypadku połączenia dial-up na komputerze osobistym. To właśnie z 2.5G rozpoczęła się prawdziwa era mobilnego Internetu.

Dzięki GPRS i EDGE operatorzy komórkowi mogli zapewnić nieco wyższe prędkości bez konieczności całkowitej modernizacji istniejącego sprzętu. Oznacza to, że rewolucja została dokonana z niewielkim rozlewem krwi.

Mały przenośny modem 4G zapewni sprzętowi dużą szybkość
Dostęp do Internetu w dowolnym miejscu w zasięgu sieci

Jednak już wtedy stało się jasne, że w przyszłości do dalszego zwiększenia prędkości będą potrzebne zasadniczo nowe technologie. Rozpoczęły się prace nad nową generacją, która ostatecznie została nazwana 3G. Główną cechą nowych standardów było to, że zostały one pierwotnie stworzone specjalnie do transmisji danych, a nie tylko do połączeń głosowych. Jednak konieczne było również zapewnienie jak najprostszego przejścia na nowe standardy.

Efektem było pojawienie się standardów UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) i CDMA2000, co oznaczało osiągnięcie prędkości 2 Mb/s. Pierwszy z nich stał się wyborem operatorów GSM. Swoją drogą przez pewien czas UMTS nazywano nawet 3GSM, podkreślając, że ten standard jest kolejny.

Nieco później wprowadzono standardy HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) i HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access), które stały się tymi samymi „łatkami”, co kiedyś GPRS i EGDE. Pojawiły się standardy 3,5G i 3,75G, które umożliwiły osiągnięcie prędkości 14 Mb/s. Należy jednak zauważyć, że takie liczby są osiągalne tylko w idealnych warunkach. W praktyce wszystko jest dwa razy gorsze.

Właściciele nie tylko urządzeń mobilnych z 3G, ale także komputerów osobistych z laptopami, którzy otrzymali możliwość łączenia się z Internetem z dowolnego miejsca, gdzie jest połączenie mobilne, zaczęli aktywnie korzystać z sieci 3G. Wystarczyło podłączyć do urządzenia modem 3G lub skorzystać z routera 3G. Stało się możliwe doprowadzenie Internetu do bardzo odległych miejsc, robiąc to w prostszy sposób niż układanie wielu kilometrów przewodów.

Zaczęła też pojawiać się technologia mobilna, która ma już wbudowane modemy 3G. Początkowo tylko biznesmeni mogli sobie pozwolić na takie urządzenia, ale dziś nikogo nie mogą zaskoczyć niedrogie tablety 3G, które obsługują możliwość zainstalowania dwóch kart SIM jednocześnie.

Przybliżona prędkość codziennych zadań z połączeniem 3G i 4G

Ale nawet to nie wystarczyło. Rozpoczęły się prace nad generacją 4G, do której zdecydowano się włączyć wszystkie sieci, które są w stanie zapewnić prędkości 100 Mb/s dla abonentów telefonii komórkowej i 1 Gb/s dla abonentów telefonii stacjonarnej. Uczciwie zauważamy, że do tej pory nikomu nie udało się osiągnąć takich wskaźników. Jednak istniejące sieci 4G są nadal znacznie lepsze od swoich poprzedników.

4G obejmuje standardy LTE (Long-Term Evolution) i WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Co więcej, w drugim przypadku mówimy wyłącznie o transmisji danych, podczas gdy pierwszy nadal początkowo obsługiwał zwykłą transmisję połączeń głosowych (nie przez służby specjalne).

Pierwsze sieci 4G zostały uruchomione w 2009 roku w krajach skandynawskich przez operatora komórkowego TeliaSonera. Od tego czasu stały się dość rozpowszechnione na całym świecie. Urządzenia mobilne zdolne do pracy w sieciach LTE stopniowo stają się normą.

Co nas czeka dalej

Podczas gdy wdrażanie sieci 4G tylko nabiera tempa, inżynierowie
już pracuje nad 5G

Wdrażanie sieci 4G postępuje w dość szybkim tempie, chociaż objęte nimi terytoria są nadal mało duże. Jednak naukowcy i inżynierowie już pracują nad 5G. Ponadto zgłaszane są już pomyślne wyniki badań przeprowadzonych w Japonii i Korei Południowej. Jeśli jednak zostanie wprowadzony standard 5G, nastąpi to dopiero w 2020 roku.

Jednocześnie pojawiają się sugestie, że po prostu nie ma przyszłości dla 5G. Nowy standard może po prostu nie być w stanie konkurować z wszechobecnymi obecnie sieciami Wi-Fi. Pojawia się nawet opinia, że w dającej się przewidzieć przyszłości, we wszystkich dużych i niezbyt dużych miastach, bezpłatne łącze bezprzewodowe będzie dostępne wszędzie. Cóż, jeśli tak, to po prostu znika potrzeba nowych standardów komunikacji komórkowej, które mogą zapewnić wysokie prędkości. Co więcej, wdrożenie Wi-Fi jest znacznie prostszą procedurą, która nie wymaga znacznych nakładów finansowych. Jeśli chodzi o zwykłe połączenia głosowe, zaczynają już doświadczać poważnej konkurencji ze strony różnych usług, takich jak Viber, FaceTime i WhatsApp. Współcześni operatorzy komórkowi w rzeczywistości zamienią się w zwykłych dostawców Internetu.

Ale na razie trudno ocenić, jak to wszystko się skończy. Chciałabym tylko wierzyć, że szybkość sieci będzie cały czas rosła, koszt dostępu do nich zmniejszy się, a ich powszechne wdrożenie nie zajmie zbyt wiele czasu.

Tymczasem zapotrzebowanie na duże prędkości cały czas rośnie, oczywiście nie nadążając za wzrostem ruchu w mobilnym Internecie. Sugeruje się, że do 2017 r. ta ostatnia będzie wynosić około 134 eksabajtów (1 eksabajt to 1 073 741 824 gigabajtów). Powiedzieć, że to dużo, to nic nie mówić. Tak więc w 2006 roku ilość wszystkich informacji przechowywanych na planecie Ziemia ledwie przekroczyła 160 eksabajtów. Jednocześnie ruch będzie rósł głównie dzięki transmisji wideo - oznacza to nie tylko oglądanie filmów na YouTube, ale także wszelkiego rodzaju wideorozmowy.