2G (2G)

2G — аббревиатура для обозначения второго поколения беспроводной телефонной технологии.

Второе поколение сотовой связи 2G было запущено в коммерческую эксплуатацию по стандарту GSM в Финляндии компанией Radiolinja (сейчас является частью Elisa Oyj) в 1991. Тремя основными преимуществами сетей 2G по сравнению с предшественниками было то, что телефонные разговоры были зашифрованы с помощью цифрового шифрования; система 2G была значительно более эффективной; представила услуги передачи данных, начиная с текстовых сообщений SMS. Технология 2G позволила различным мобильным сетям предоставлять услуги, такие, как текстовые сообщения, сообщения с изображениями и MMS (мультимедийные сообщения). Технология 2G достаточно безопасна как для отправителя, так и для получателя. Все текстовые сообщения зашифрованы в цифровой вид. Это цифровое шифрование передаёт данные таким образом, что только тот приёмник, которому они предназначены, может получить их и прочитать.

После того, как технология 2G была запущена, предыдущая технология была названа 1G. В то время как радиосигналы сети 1G являются аналоговыми, радиосигналы в сетях 2G являются цифровыми. Обе системы используют цифровые сигналы для подключения к базовой станции сотовой связи (которые прослушивают телефоны) к остальной части телефонной системы. 2G была заменена следующими поколениями технологии, включая 3G, 4G и ряд промежуточных уровней; однако сеть 2G до сих пор используется во многих странах мира.

2G-технология

Технология 2G может быть разделена на TDMA (основана на временном разделении доступа) и CDMA (основана на кодовом разделении каналов) в зависимости от используемого типа мультиплексирования. Основными стандартами 2G являются:

• GSM (на основе TDMA), родом из Европы, но используется практически во всех странах мира на всех шести обитаемых континентах. На сегодняшний день на этот стандарт приходится около 80 % всех абонентов в мире. Более 60 операторов GSM также используют CDMA2000 в диапазоне 450 МГц (CDMA450);
• IS-95, он же CDMAOne (на основе CDMA, в США называют обычно просто CDMA), используется в Северной и Южной Америке и некоторых частях Азии. На сегодняшний день на этот стандарт приходится около 17 % всех абонентов по всему миру. Более десятка CDMA-операторов перешли на GSM, включая операторов Мексики, Индии, Австралии и Южной Кореи;
• PDC (основанный на TDMA), используется исключительно в Японии;
• iDEN (основанный на TDMA), собственная сеть, которая используется компанией Nextel в США и компанией Telus Mobility в Канаде;
• IS-136, он же D-AMPS (основанный на TDMA, в США — обычно просто TDMA), был когда-то распространён в Северной и Южной Америке, но в большинстве мигрировал в GSM.

Услуги 2G в США часто упоминаются как «услуги личных коммуникаций», или PCS.

Ёмкость, преимущества и недостатки

Ёмкость

Использование цифровых сигналов между гарнитурами и базовыми станциями сотовой связи увеличивает пропускную способность системы в двух ключевых направлениях:

• цифровые голосовые данные могут быть сжаты и мультиплексированы гораздо более эффективно, чем аналоговые кодировки голоса за счёт использования различных кодеков, что позволяет передавать большее количество звонков в одной полосе радиочастот;
• цифровые системы были разработаны, чтобы мобильные телефоны имели меньшее радиоизлучение. Это значит, что ячейки (площади земли) должны быть меньше, следовательно, больше ячеек будут размещены в том же объёме пространства. Это стало возможным благодаря базовым станциям сотовой связи и тому, что соответствующее оборудование стало дешевле.

Недостатки

В менее густонаселённых районах слабый цифровой сигнал, посланный сотовым телефоном, может быть недостаточным, чтобы достичь базовой станции сотовой связи. Как правило, эта проблема возникает в 2G-системах, основанных на более высоких частотах, но данная проблема почти не затрагивает 2G-системы на низких частотах. Национальные установки сильно различаются между странами, которые диктуют, где 2G может быть развёрнут.

Можно применить общее правило: «Частота обратно пропорциональна длине волны». Аналоговый сигнал имеет гладкую кривую, в то время как цифровая кривая имеет зубчатые ступени. Это может быть как преимуществом, так и недостатком. В хороших условиях цифровой сигнал будет звучать лучше. В несколько худших условиях аналоговый сигнал не изменится, в то время как в цифровом сигнале появятся искажения. При плохих условиях цифровой сигнал выйдет из строя, звонки не будут доходить или будут неразборчивы, в то время как аналоговый медленно ухудшается, позволяет удерживать связь дольше и, по крайней мере, передаёт некоторые аудиофайлы так, что их можно разобрать.

Преимущество

Так как цифровая телефония должна быть свободной от статических и фоновых шумов, сжатие с потерями, которое используется для достижения этой цели, снижает качество связи, а это значит, что диапазон передаваемого звука снижается. Говоря по цифровому телефону, абонент слышит меньшую тональность голоса.

Эволюция

Сеть 2G была построена, в основном, для голосовых услуг и медленной передачи данных (технология CSD).

Скорость передачи данных — до 14,4 кБит/с.

2.5G (GPRS)

Аббревиатура 2.5G («второе с половиной поколение») используется для описания систем 2G, в которых реализовывались домены с коммутацией пакетов в дополнение к доменам с коммутацией каналов. Это не обязательно обеспечивает более быстрое исполнение услуг, поскольку связывание временных интервалов используется также для услуг передачи данных с коммутацией каналов (HSCSD). Первым крупным шагом в эволюции GSM к 3G было введение General Packet Radio Service (GPRS).

Сети CDMA2000 аналогично развивались за счёт внедрения 1xRTT. Сочетание этих возможностей и стало известно как 2.5G. GPRS может обеспечить скорость передачи данных от 56 кбит/с до 115 кбит/с. Он может быть использован для таких услуг, как доступ к WAP (беспроводному протоколу передачи данных), мультимедийных сообщений (MMS), а также для интернет-услуг связи, таких как электронная почта и World Wide Web Access. Как правило, в сетях GPRS плата взимается за мегабайт переданного трафика, в то время как в случае традиционной сети с коммутацией каналов плата взимается за минуту соединения, независимо от того, сколько трафика пользователь использует. 1xRTT поддерживает двунаправленные (вверх и вниз) пиковые передачи данных до 153,6 кбит/с, обеспечивая среднюю пропускную способность 80—100 кбит/с в коммерческих сетях. Она также может быть использована для WAP, SMS и услуги MMS, как и для доступа в Интернет.

2.75G (EDGE)

GPRS сети превратились в сети EDGE с введением 8PSK-кодирования. Enhanced Data rates for GSM Evolution (EDGE), Enhanced GPRS (EGPRS), или IMT Single Carrier (IMT-SC) является обратно совместимой цифровой мобильной технологией, которая позволяет улучшить скорость передачи данных, являясь расширением поверх GSM. EDGE была введена в сетях GSM с 2003 — первоначально фирмой Cingular (ныне AT&T) в США.

EDGE стандартизована 3GPP как часть семейства GSM, и это обновление, обеспечивающее потенциально трёхкратное увеличение мощности сетей GSM/GPRS.

Теоретическая скорость передачи данных — до 473,6 кбит/с, на практике — до 236,8 кбит/с.

Ссылки

• CDMA Worldwide data Архивная копия от 17 сентября 2019 на Wayback Machine (англ.)
• CDMA2000 1X Архивная копия от 2 октября 2018 на Wayback Machine (англ.)