3G - 3G

Для использования в других целях, см 3G (значения) .
ПК модем 3G

Часть серии о
Поколения мобильных телефонов
Мобильная связь
Аналоговый
Цифровой

3G - это третье поколение технологии беспроводной мобильной связи. Это обновление для сетей 2.5G GPRS и 2.75G EDGE для более быстрой передачи данных. Это основано на наборе стандартов, используемых для мобильных устройств и услуг мобильной связи, а также сетей, которые соответствуют спецификациям Международной мобильной электросвязи-2000 (IMT-2000) Международного союза электросвязи . 3G находит применение в беспроводной голосовой телефонии, мобильном доступе в Интернет , фиксированном беспроводном доступе в Интернет, видеозвонках и мобильном телевидении.

Телекоммуникационные сети 3G поддерживают услуги, обеспечивающие скорость передачи информации не менее 144 кбит / с . Более поздние версии 3G, часто обозначаемые как 3.5G и 3.75G , также обеспечивают мобильный широкополосный доступ со скоростью несколько Мбит / с для смартфонов и мобильных модемов в портативных компьютерах. Это гарантирует, что он может быть применен к беспроводной голосовой телефонии, мобильному доступу в Интернет, фиксированному беспроводному доступу в Интернет, видеозвонкам и технологиям мобильного телевидения.

Новое поколение сотовых стандартов появляется примерно каждые десять лет с момента появления систем 1G в 1979 году и с начала до середины 1980-х годов. Каждое поколение характеризуется новыми полосами частот, более высокими скоростями передачи данных и несовместимой с предыдущей технологией передачи. Первые коммерческие сети 3G были представлены в середине 2001 года.

Обзор

Некоторые телекоммуникационные компании продают услуги беспроводного мобильного Интернета как 3G , указывая на то, что рекламируемая услуга предоставляется через беспроводную сеть 3G. Услуги, рекламируемые как 3G, должны соответствовать техническим стандартам IMT-2000, включая стандарты надежности и скорости (скорости передачи данных). Чтобы соответствовать стандартам IMT-2000, система должна обеспечивать максимальную скорость передачи данных не менее 144 кбит / с. Однако многие услуги, рекламируемые как 3G, обеспечивают более высокую скорость, чем минимальные технические требования для услуги 3G. Последние версии 3G, часто обозначаемые как 3.5G и 3.75G , также обеспечивают мобильный широкополосный доступ со скоростью несколько Мбит / с для смартфонов и мобильных модемов в портативных компьютерах.

Следующие стандарты обычно называются 3G:

  • Система UMTS (универсальная мобильная телекоммуникационная система), впервые предложенная в 2001 году, стандартизованная 3GPP, используется в основном в Европе, Японии, Китае (однако с другим радиоинтерфейсом) и других регионах, где преобладает инфраструктура системы 2G GSM (глобальные системы для мобильных устройств). . Сотовые телефоны, как правило, представляют собой гибриды UMTS и GSM. Предлагается несколько радиоинтерфейсов, использующих одну и ту же инфраструктуру:
    • Первоначальный и наиболее распространенный радиоинтерфейс называется W-CDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов).
    • TD-SCDMA радиоинтерфейса был коммерческим в 2009 году и предлагается только в Китае.
    • Последняя версия UMTS, HSPA + , может обеспечивать максимальную скорость передачи данных до 56 Мбит / с в нисходящем канале теоретически (28 Мбит / с в существующих услугах) и 22 Мбит / с в восходящем канале.
  • Система CDMA2000 , впервые предложенная в 2002 году, стандартизованная 3GPP2 , используется особенно в Северной Америке и Южной Корее, разделяя инфраструктуру со стандартом IS-95 2G. Сотовые телефоны обычно представляют собой гибриды CDMA2000 и IS-95. Последний выпуск EVDO Rev. B предлагает пиковые скорости нисходящего потока 14,7 Мбит / с.

Вышеупомянутые системы и радиоинтерфейсы основаны на технологии радиопередачи с расширенным спектром . Хотя стандарт GSM EDGE («2.9G»), беспроводные телефоны DECT и стандарты Mobile WiMAX формально также удовлетворяют требованиям IMT-2000 и одобрены в качестве стандартов 3G ITU, они, как правило, не маркируются как 3G и основаны на совершенно других технологиях. .

Следующие общие стандарты соответствуют стандарту IMT2000 / 3G:

  • EDGE , пересмотр организацией 3GPP более старых методов передачи на основе 2G GSM , который использует те же узлы коммутации, узлы базовых станций и частоты, что и GPRS, но включает новые радиочастотные схемы базовой станции и сотового телефона. Он основан на схеме модуляции 8PSK, в три раза более эффективной , чем дополнение к исходной схеме модуляции GMSK . EDGE по-прежнему широко используется из-за простоты модернизации существующей инфраструктуры 2G GSM и сотовых телефонов.
    • EDGE в сочетании с технологией GPRS 2.5G называется EGPRS и обеспечивает максимальную скорость передачи данных порядка 200 кбит / с, как и оригинальные версии UMTS WCDMA, и, таким образом, формально удовлетворяет требованиям IMT2000 в системах 3G. Однако на практике EDGE редко продается как система 3G, а как система 2.9G . EDGE показывает немного лучшую спектральную эффективность системы, чем исходные системы UMTS и CDMA2000 , но трудно достичь гораздо более высоких пиковых скоростей передачи данных из-за ограниченной спектральной полосы GSM 200 кГц, и, таким образом, это тупик.
    • EDGE также был режимом в системе TDMA IS-136 , но сегодня он отключен.
    • Последняя версия Evolved EDGE имеет пики 1 Мбит / с в нисходящем направлении и 400 кбит / с в восходящем направлении, но не используется в коммерческих целях.
  • Универсальная система мобильной связи, созданная и пересмотренная 3GPP . Семейство является полной версией GSM с точки зрения методов кодирования и оборудования, хотя некоторые сайты GSM могут быть модифицированы для вещания в формате UMTS / W-CDMA .
    • W-CDMA - наиболее распространенное развертывание, обычно работающее в диапазоне 2100 МГц. Некоторые другие используют диапазоны 850, 900 и 1900 МГц.
      • HSPA представляет собой объединение нескольких обновлений исходного стандарта W-CDMA и предлагает скорости 14,4 Мбит / с вниз и 5,76 Мбит / с вверх. HSPA обратно совместима и использует те же частоты, что и W-CDMA.
      • HSPA + , дальнейшая переработка и модернизация HSPA, может обеспечить теоретические пиковые скорости передачи данных до 168 Мбит / с в нисходящем канале и 22 Мбит / с в восходящем канале с использованием комбинации улучшений радиоинтерфейса, а также HSPA и MIMO с несколькими несущими. . Однако технически MIMO и DC-HSPA могут использоваться без улучшений HSPA + со знаком «+».
  • Система CDMA2000 или IS-2000, включая CDMA2000 1x и CDMA2000 High Rate Packet Data (или EVDO), стандартизованная 3GPP2 (в отличие от 3GPP), развивающаяся из исходной системы CDMA IS-95, используется особенно в Северной Америке. Китай, Индия, Пакистан, Япония, Южная Корея, Юго-Восточная Азия, Европа и Африка.
    • CDMA2000 1x Rev. E имеет увеличенную голосовую емкость (в три раза по сравнению с исходной величиной) по сравнению с Rev. 0 EVDO Rev. B предлагает пиковые скорости нисходящего потока 14,7 Мбит / с, в то время как Rev. C расширяет возможности существующих и новых терминалов для пользователей.

Хотя беспроводные телефоны DECT и стандарты Mobile WiMAX формально также соответствуют требованиям IMT-2000, они обычно не рассматриваются из-за их редкости и непригодности для использования с мобильными телефонами.

Распад систем 3G

Проекты исследований и разработок 3G (UMTS и CDMA2000) начались в 1992 году. В 1999 году МСЭ утвердил пять радиоинтерфейсов для IMT-2000 как часть Рекомендации МСЭ-R M.1457; WiMAX был добавлен в 2007 году.

Существуют эволюционные стандарты (EDGE и CDMA), которые являются обратно совместимыми расширениями для уже существующих сетей 2G, а также революционные стандарты, требующие совершенно нового сетевого оборудования и распределения частот. Сотовые телефоны используют UMTS в сочетании со стандартами и полосой пропускания 2G GSM, но не поддерживают EDGE . Последняя группа - это семейство UMTS , которое состоит из стандартов, разработанных для IMT-2000, а также независимо разработанных стандартов DECT и WiMAX, которые были включены, поскольку они соответствуют определению IMT-2000.

Хотя EDGE соответствует спецификациям 3G, большинство телефонов GSM / UMTS сообщают о функциональности EDGE («2.75G») и UMTS («3G»).

История

Технология 3G явилась результатом исследований и разработок, проведенных Международным союзом электросвязи (ITU) в начале 1980-х годов. Спецификации и стандарты 3G были разработаны за пятнадцать лет. Технические характеристики были опубликованы под названием IMT-2000. Спектр связи от 400 МГц до 3 ГГц был выделен для 3G. Стандарт 3G одобрили и правительство, и компании связи. Первая предкоммерческая сеть 3G была запущена NTT DoCoMo в Японии в 1998 году под торговой маркой FOMA . Впервые он был доступен в мае 2001 года как предварительный выпуск (тест) технологии W-CDMA . Первый коммерческий запуск 3G был также осуществлен NTT DoCoMo в Японии 1 октября 2001 года, хотя первоначально он был несколько ограничен в масштабах; более широкая доступность системы была отложена из-за явных опасений по поводу ее надежности.

Первой европейской докоммерческой сетью была сеть UMTS на острове Мэн компанией Manx Telecom , оператором которой тогда владела British Telecom , а первая коммерческая сеть (также W-CDMA на основе UMTS) в Европе была открыта для бизнеса компанией Telenor в Декабрь 2001 г. Без коммерческих телефонов и, следовательно, без платежеспособных клиентов.

Первой коммерческой сетью стала компания SK Telecom в Южной Корее по технологии 1xEV-DO на основе CDMA в январе 2002 года. К маю 2002 года вторая южнокорейская сеть 3G была запущена KT на EV-DO, и, таким образом, южнокорейцы были первыми заметили конкуренцию среди операторов 3G.

Первая коммерческая сеть 3G в США была создана компанией Monet Mobile Networks на основе технологии CDMA2000 1x EV-DO, но позже поставщик сети прекратил работу. Вторым оператором сети 3G в США в июле 2002 года была Verizon Wireless, также использовавшая CDMA2000 1x EV-DO. AT&T Mobility также была настоящей сетью 3G UMTS , завершив модернизацию сети 3G до HSUPA .

Первая коммерческая сеть 3G в Великобритании была запущена компанией Hutchison Telecom, которая изначально стояла за Orange SA . В 2003 году она анонсировала первую коммерческую сеть мобильной связи третьего поколения или 3G в Великобритании.

Первая предкоммерческая демонстрационная сеть в южном полушарии была построена в Аделаиде , Южная Австралия, корпорацией m.Net в феврале 2002 года с использованием UMTS на частоте 2100 МГц. Это была демонстрационная сеть для Всемирного конгресса информационных технологий 2002 года. Первая коммерческая сеть 3G была запущена Hutchison Telecommunications под торговой маркой Three или «3» в июне 2003 года.

В Индии 11 декабря 2008 г. первые услуги мобильной связи и интернета 3G были запущены государственной компанией Mahanagar Telecom Nigam Limited (MTNL) в крупных городах Дели и Мумбаи. После MTNL другая государственная компания, Bharat Sanchar Nigam Limited (BSNL), начала развертывание сетей 3G по всей стране.

Emtel запустила первую сеть 3G в Африке.

Принятие

Япония была одной из первых стран, принявших 3G, причиной тому был процесс распределения спектра 3G, который в Японии был предоставлен без особых предварительных затрат. Частотный спектр был выделен в США и Европе на основе аукционов, что потребовало огромных первоначальных вложений для любой компании, желающей предоставлять услуги 3G. Европейские компании в совокупности заплатили более 100 миллиардов долларов на своих аукционах по продаже спектра.

Компания Nepal Telecom впервые внедрила услугу 3G в южной Азии . Однако внедрение 3G в Непале было относительно медленным . В некоторых случаях сети 3G не используют те же радиочастоты, что и 2G , поэтому операторы мобильной связи должны создавать совершенно новые сети и лицензировать совершенно новые частоты, особенно для достижения высоких скоростей передачи данных. Задержки в других странах были вызваны расходами на модернизацию оборудования передачи, особенно для UMTS , развертывание которого потребовало замены большинства вышек вещания. Из-за этих проблем и трудностей с развертыванием многие операторы не смогли или отложили приобретение этих обновленных возможностей.

По данным Глобальной ассоциации поставщиков мобильной связи (GSA), в декабре 2007 года 190 сетей 3G работали в 40 странах и 154 сети HSDPA в 71 стране. В Азии, Европе, Канаде и США телекоммуникационные компании используют технологию W-CDMA с поддержкой около 100 конструкций терминалов для работы в мобильных сетях 3G.

Развертывание сетей 3G было отложено из-за огромных затрат на дополнительные лицензионные сборы за использование спектра в некоторых странах. Лицензионные сборы в некоторых европейских странах были особенно высокими, чему способствовали правительственные аукционы по ограниченному количеству лицензий и закрытые аукционы , а также первоначальное волнение по поводу потенциала 3G. Это привело к сбою в телекоммуникационной сфере, который произошел одновременно с аналогичными сбоями в оптоволоконных сетях и на сайтах dot.com .

Стандарт 3G, возможно, хорошо известен благодаря массовому расширению рынка мобильной связи после 2G и развитию потребительских мобильных телефонов. Особенно заметным событием этого времени стал смартфон (например, iPhone и семейство Android ), сочетающий в себе возможности КПК и мобильного телефона, что привело к повсеместному спросу на подключение к мобильному Интернету. 3G также ввел термин « мобильный широкополосный доступ », потому что его скорость и возможности делают его жизнеспособной альтернативой для просмотра веб-страниц в Интернете, а USB-модемы, подключаемые к сетям 3G, становятся все более распространенными.

Проникновение на рынок

К июню 2007 года был подключен 200-миллионный абонент 3G, из которых 10 миллионов находились в Непале и 8,2 миллиона - в Индии . Эта 200-миллионная - всего 6,7% от 3 миллиардов абонентов мобильных телефонов во всем мире. (При подсчете клиентов CDMA2000 1x RTT - максимальная скорость передачи данных 72% от 200 кбит / с, которые определяют 3G - общий размер абонентской базы почти 3G составлял 475 миллионов по состоянию на июнь 2007 года, что составляло 15,8% от всех абонентов во всем мире.) В странах, где 3G был запущен первыми, - Японии и Южной Корее - проникновение 3G составляет более 70%. В Европе лидирующей страной по проникновению 3G является Италия, треть ее абонентов перешла на 3G. Другие ведущие страны по использованию 3G включают Непал , Великобританию , Австрию , Австралию и Сингапур с уровнем миграции 32%.

По оценкам МСЭ, по состоянию на 4 квартал 2012 года во всем мире насчитывалось 2096 миллионов активных абонентов подвижной широкополосной связи из общего числа 6835 миллионов абонентов - это немногим более 30%. Около половины подписок на подвижную широкополосную связь приходится на абонентов в развитых странах, 934 миллиона из 1600 миллионов, то есть более 50%. Однако обратите внимание, что существует различие между телефоном с возможностью мобильного широкополосного подключения и смартфоном с большим дисплеем и т. Д., Хотя по данным ITU и informatandm.com, в США 321 миллион мобильных абонентов, в том числе 256 миллионов - 3G. или 4G, который составляет одновременно 80% абонентской базы и 80% населения США, по данным ComScore всего за год до этого, в четвертом квартале 2011 г. только около 42% опрошенных в США сообщили, что у них есть смартфон. В Японии уровень проникновения 3G был примерно 81%, но владение смартфонами было ниже примерно на 17%. В Китае в июне 2014 года было 486,5 миллионов абонентов 3G при населении 1 385 566 537 человек ( оценка ООН за 2013 год ).

Снижение и списание

Со времени все более широкого распространения 4G использование 3G сокращается. Несколько операторов по всему миру уже или находятся в процессе закрытия своих сетей 3G. В нескольких местах 3G отключается, а его более старый предшественник 2G продолжает работать - Vodafone Europe делает это, ссылаясь на то, что 2G является полезным запасным вариантом с низким энергопотреблением. У EE есть еще одно, что 3g будет постепенно прекращено в 2023 году, а спектр будет использоваться для увеличения пропускной способности 5G. В США Verizon планировала закрыть свои услуги 3G в конце 2020 года (позже отложено до конца 2022 года), в то время как T-Mobile планирует сделать это в январе 2021 года, а AT&T планирует сделать это к 2022 году. .

Патенты

Было подсчитано, что существует почти 8000 патентов, объявленных важными ( FRAND ), связанных с 483 техническими спецификациями, которые образуют стандарты 3GPP и 3GPP2 . В 2004 году на долю двенадцати компаний приходилось 90% патентов ( Qualcomm , Ericsson , Nokia , Motorola , Philips , NTT DoCoMo , Siemens , Mitsubishi , Fujitsu , Hitachi , InterDigital и Matsushita ).

Даже тогда некоторые патенты, важные для 3G, могли не быть заявлены их патентообладателями. Считается, что Nortel и Lucent имеют нераскрытые патенты, необходимые для соблюдения этих стандартов.

Кроме того, существующий пул патентов Партнерства по патентной платформе 3G мало влияет на защиту FRAND, поскольку не включает четырех крупнейших владельцев патентов 3G.

Функции

Скорость передачи данных

МСЭ не дал четкого определения скорости передачи данных, которую пользователи могут ожидать от оборудования или поставщиков 3G. Таким образом, пользователи, продавшие услуги 3G, могут быть не в состоянии указать на стандарт и сказать, что указанные в нем скорости не соблюдаются. Заявив в комментарии, что «ожидается, что IMT-2000 обеспечит более высокие скорости передачи: минимальная скорость передачи данных 2 Мбит / с для стационарных или пешеходных пользователей и 348 кбит / с для движущегося транспортного средства», МСЭ на самом деле не четко указать минимальные требуемые скорости, ни требуемые средние скорости, ни то, какие режимы интерфейсов квалифицируются как 3G, поэтому различные скорости передачи данных продаются на рынке как «3G».

В рыночной реализации скорость передачи данных по нисходящей линии связи 3G, определяемая поставщиками телекоммуникационных услуг, варьируется в зависимости от используемой базовой технологии; до 384 кбит / с для WCDMA, до 7,2 Мбит / с для HSPA и теоретический максимум 21,6 Мбит / с для HSPA + (технически 3,5G, но обычно используется под торговым названием 3G).

Сравните скорость передачи данных с 3.5G и 4G .

Безопасность

См. Также: Мобильная безопасность § Атаки на основе сетей GSM.

Сети 3G предлагают большую безопасность, чем их предшественники 2G. Позволяя UE (пользовательскому оборудованию) аутентифицировать сеть, к которой оно подключается, пользователь может быть уверен, что сеть является предполагаемой, а не имитирующей. Сети 3G используют блочный шифр KASUMI вместо старого потокового шифра A5 / 1 . Однако был выявлен ряд серьезных недостатков в шифре KASUMI.

В дополнение к безопасности сетевой инфраструктуры 3G, при доступе к инфраструктуре приложений, такой как IMS, предлагается сквозная безопасность, хотя это не является строго свойством 3G.

Приложения 3G

Информация о полосе пропускания и местоположении, доступная для устройств 3G, приводит к появлению приложений, ранее недоступных для пользователей мобильных телефонов.

Эволюция

И 3GPP, и 3GPP2 работают над расширениями стандартов 3G, которые основаны на сетевой инфраструктуре, полностью состоящей из IP, и с использованием передовых беспроводных технологий, таких как MIMO . Эти спецификации уже отображают особенности, характерные для IMT-Advanced (4G), преемника 3G. Однако, не удовлетворяя требованиям к пропускной способности для 4G (который составляет 1 Гбит / с для стационарной и 100 Мбит / с для мобильной работы), эти стандарты классифицируются как 3.9G или Pre-4G.

3GPP планирует достичь целей 4G с помощью LTE Advanced , тогда как Qualcomm остановила разработку UMB в пользу семейства LTE.

14 декабря 2009 года Telia Sonera объявила в официальном пресс-релизе: «Мы очень гордимся тем, что являемся первым оператором в мире, предлагающим нашим клиентам услуги 4G». С запуском своей сети LTE изначально они предлагают услуги до 4G (или выше 3G ) в Стокгольме, Швеция, и Осло, Норвегия.

Прошлые сети 3G

Страна Сеть Дата выключения Стандарт Примечания
 Австралия Telstra 2024-06- ?? UMTS
 Канада Колокол 2025-12-31 UMTS
Роджерс 2025-12-31 UMTS
Telus 2025-12-31 UMTS
 Чехия O 2 2021-11-30 UMTS
Vodafone 2021-03-31 UMTS
 Китай China Mobile 2019-01-29 TD-SCDMA [1]
China Telecom 2020-06-01 CDMA2000 1xEV-DO [2]
 Германия Deutsche Telekom 2021-06-30 UMTS
O 2 2021-12-31 UMTS
Отключение регионального 3G началось 1 июля 2021 года.
Vodafone 2021-06-30 UMTS
 Греция ВЕТЕР Эллада 2022-12-31 UMTS
Отключение регионального 3G начнется в июне 2022 года.
Cosmote 2022 г. UMTS
Отключение 3G начнется в сентябре 2021 года.
 Индия Airtel 2020-03-31 UMTS
Идея Vodafone 2021 г. UMTS
 Италия ТИМ 2022 г. UMTS
Vodafone 2021-02-28 UMTS
 Япония KDDI 2022-03-31 CDMA2000 1xEV-DO
NTT docomo 2026-03-31 UMTS
Softbank 2024-01-31 UMTS
 Малайзия Celcom 2021-12-31 UMTS
 Нидерланды КПН 2021-12-31 UMTS
Vodafone 2020-02-04 UMTS
 Южная Корея KT 2012-03-19 CDMA2000 1xEV-DO
CDMA2000 1xEV-DO также упоминался как «2G»
в Южной Корее, помимо cdmaOne (IS-95).
KT также управляет сетью UMTS «3G».
LG U + 2021-06-30 CDMA2000 1xEV-DO
СК Телеком 2020-07-27 CDMA2000 1xEV-DO
CDMA2000 1xEV-DO также упоминался как «2G»
в Южной Корее, помимо cdmaOne (IS-95).
SKT также управляет сетью UMTS «3G».
 Тайвань Азиатско-Тихоокеанский Телеком 2017-12-31 CDMA2000 1xEV-DO
Chunghwa Telecom 2018-12-31 UMTS
Far EasTone 2018-12-31 UMTS
Тайвань Мобильный 2018-12-31 UMTS
Тайваньская звезда 2018-12-31 UMTS
 Соединенные Штаты AT&T 2022-02-22 UMTS
T-Mobile 2022-07-01 UMTS
T-Mobile (Спринт) 2022-01-01 CDMA2000 1xEV-DO
Verizon 2022-12-31 CDMA2000 1xEV-DO

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Предшествует
 Поколения мобильной телефонии Преемник