Насамперед, що означає «G» в назвах 3G і 4G? Насправді все просто, літера означає «Generation» (англ. «покоління»). Відповідно 3G — це зв'язок третього покоління. Природно, що чим вище цифра, що стоїть на початку, тим новіше технології, тим краще.

Покоління відрізняються один від одного основними принципами роботи, використовуваними частотами і швидкістю передачі даних. При цьому кожне покоління входять різні стандарти стільникового зв'язку. Так, широко поширений в світі стандарт GSM належить до другого покоління, а UMTS — до третього. Нове ж покоління виділяється лише тоді, коли відбуваються зміни, що носять фундаментальний характер.

Цікаво, що при переможному ході мереж 3-го і 4-го поколінь, мережі 2G все ще широко поширені у всьому світі. Адже в багатьох країнах навіть звичайний мобільний телефон є розкішшю, що вже тут говорити про смартфони.

Від першого до четвертого покоління і далі

Наочна еволюція технологій мобільного зв'язку

Все почалося в 80-х роках минулого століття, коли з'явилися перші мобільні телефони, використовували для зв'язку аналогові мережі, які потім віднесуть до 1G. Ні про яке підключення до інтернету тоді ніхто і не думав. Адже мобільні телефони були саме телефонами, здатними тільки здійснювати голосові дзвінки. У ті роки існувало чимало різноманітних стандартів AMPS, TACS, NMT, AMPS і деякі інші.

Однак швидко стає ясно, що для подальшого розвитку необхідна «цифра». Тому мережі 2G були вже цифровими. Їх впровадження почалося в першій половині 90-х років. Цифровий зв'язок дозволила не тільки поліпшити якість передачі звуку і підвищити рівень безпеки, але і впровадити такі можливості, як відправка текстових повідомлень і передача даних зі швидкістю 14,4 кбіт/с. Зовсім небагато, але цілком достатньо для перевірки електронної пошти, за якою в ті роки зазвичай відправлялися тільки текстові повідомлення. На сцені з'являється стандарт стільникового зв'язку GSM (скорочення від Global System for Mobile Communications), популярний і нині. А також зароджується стандарт CDMA (Code Division Multiple Access).

Поступово, коли інтернет починає набирати популярність, стає ясно, що необхідні більш високі швидкості передачі даних. У результаті в кінці 90-х років до існуючого стандарту GSM було створено «додаток» GPRS (General Packet Radio Service) зі швидкістю передачі даних до 115 кбіт/с. Потім з'явився стандарт EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution), що дозволив досягти швидкості до 384 кбіт/с. Згодом, щоб підкреслити важливість цих кроків, для нових стандартів були навіть вигадані такі назви, як 2,5 G і 2,75 G. Тим самим підкреслювалося, що вони по всім критеріям перевершують 2G, але все ж недостатньо гарні, щоб вважатися новим поколінням.

Нові стандарти не тільки відрізнялися більш високими швидкостями, але і дозволяли виходити в Мережу без додаткових дій. У той час як раніше для цього було потрібне попереднє підключення, також як у випадку з модемним зв'язком на персональному комп'ютері. Саме з 2,5 G почалася справжня ера мобільного інтернету.

Завдяки GPRS і EDGE стільникові оператори зуміли забезпечити більш високі швидкості, без необхідності повного оновлення наявного у них устаткування. Тобто революцію вдалося зробити «малою кров'ю».

Невеликий портативний 4G-модем забезпечить швидкісним техніку
доступом до інтернету в будь-якій точці покриття мережі

Проте вже тоді стало ясно, що в майбутньому для ще більшого збільшення швидкості потрібні і принципово нові технології. Почалися роботи над новим поколінням, яке у підсумку було названо 3G. Головною особливістю нових стандартів стало те, що їх першопочатково створювали саме для передачі даних, а не тільки для голосових дзвінків. Однак потрібно також забезпечити і максимально простий перехід на нові стандарти.

Результатом стала поява стандартів UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) і CDMA2000, що означало досягнення швидкості до 2 Мбіт/с. Перший і став вибором GSM-операторів. До речі, деякий час UMTS навіть називали 3GSM, підкреслюючи, що цей стандарт є наступності.

Потім дещо пізніше представили стандарти HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) і HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access), які стали такими ж «латками», як у свій час GPRS і EGDE. З'явилися стандарти 3,5 G і 3,75 G, які дозволили досягти швидкостей в 14 Мбіт/с. Втім, тут слід обмовитися, що подібні цифри досяжні тільки в ідеальних умовах. На практиці ж все в два рази гірше.

Мережами 3G активно почали користуватися власники не тільки мобільних пристроїв з 3G, але і персональних комп'ютерів з ноутбуками, які отримали можливість підключатися до інтернету з будь-якої точки, де є мобільний зв'язок. Досить було підключити до пристрою 3G-модем або скористатися 3G-роутером. З'явилася можливість провести інтернет в зовсім вже віддалені місця, причому зробивши це більш простим шляхом, ніж прокладання багатьох кілометрів дротів.

Також почала з'являтися мобільна техніка, що вже має вбудований 3G-модеми. Першопочатково подібні пристрої могли дозволити собі лише бізнесмени, сьогодні нікого вже не здивувати недорогими планшетами c 3G, що підтримують можливість установки відразу двох SIM-карт.

Приблизна швидкість виконання повсякденних завдань при підключенні 3G і 4G

Але і цього виявилося недостатньо. Почалися роботи над поколінням 4G, до якого вирішили відносити всі мережі, які здатні забезпечити швидкість до 100 Мбіт/с для мобільних абонентів і 1 Гбіт/с для абонентів стаціонарних. Справедливості заради, відзначимо, що подібних показників поки досягти нікому не вдалося. Тим не менш, існуючі мережі 4G все одно значно перевершують своїх попередників.

До 4G належать стандарти LTE (Long-Term Evolution) і WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Причому в другому випадку мова йде виключно про передачі даних, у той час як перший все ж першопочатково підтримував також і звичайну передачу голосових дзвінків (не через спеціальні сервіси).

Найперші мережі 4G заробили ще в 2009 році в країнах Скандинавії, запустив їх стільниковий оператор TeliaSonera. З тих пір вони отримали досить широке розповсюдження по всьому світу. Поступово стають нормою мобільні пристрої, здатні працювати в LTE-мережах.

Що нас чекає далі

Поки розгортання мереж 4G тільки набирає швидкість, інженери
вже працюють над створенням 5G

Розгортання мереж 4G відбувається досить швидкими темпами, хоча охоплені території поки ще важко назвати дуже великими. Однак учені та інженери працюють над створенням 5G. Більш того, вже повідомляється про успішні результати випробувань, проведених в Японії і Південній Кореї. Однак якщо стандарт 5G і буде представлений, то станеться це не раніше 2020 року.

Одночасно з цим висловлюються припущення, що майбутнього у 5G просто немає. Новий стандарт може просто не витримати конкуренції з мережами Wi-Fi, які сьогодні поширюються повсюдно. Є навіть думка, що вже в найближчому майбутньому, у всіх великих і не дуже містах буде повсюдно доступне безкоштовне бездротове підключення. Ну а раз так, то необхідність у нових стандартах стільникового зв'язку, здатних забезпечити високі швидкості, просто відпадає. Тим більше, що розгортання Wi-Fi — куди більш проста процедура, що не вимагає значних фінансових вливань. Що ж стосується звичайних голосових дзвінків, то вони вже сьогодні починають відчувати серйозну конкуренцію з боку різних сервісів, на зразок Viber, FaceTime і WhatsApp. Сучасні ж оператори стільникового зв'язку, по суті, перетворяться на звичайних інтернет-провайдерів.

Але поки що важко судити, як воно все буде в результаті. Хотілося б вірити тільки, що швидкості мереж весь час будуть збільшуватися, вартість доступу до них зменшуватися, а повсюдне розгортання їх не буде займати занадто багато часу.

Тим часом потреби у високих швидкостях весь час ростуть, явно не встигаючи за зростанням мобільного інтернет-трафіку. Висловлюється припущення, що вже до 2017 року останній буде складати близько 134 эксабайта (1 ексабайт це 1 073 741 824 гігабайт). Сказати, що це багато, значить не сказати нічого. Так, у 2006 році обсяги всієї збереженої на планеті Земля інформації ледве перевищували 160 ексабайт. При цьому обсяги трафіку будуть рости переважно за рахунок передачі відео — мова йде про не тільки перегляд роликів на YouTube, але і всілякі відеодзвінки.