Революция мобильных технологий: путь от 1G к 6G

Появление мобильных технологий совершило новый прорыв для человечества, изменив ход человеческой истории. Мобильные технологии позволили людям общаться друг с другом в любое время, в любом месте, быстро, а также улучшили доступ к службам экстренной помощи и здравоохранению в глобальном масштабе.

В целом, мобильные технологии позволяют мобильным устройствам работать через базовые станции мобильной связи (БТС). В отличие от стационарных телефонов, мобильные телефоны и многие другие беспроводные устройства используют радиоволны для передачи голоса пользователя (или текста, или мобильных данных) на ближайшую БТС, которая затем пересылает информацию собеседнику.

Сегодня мобильные телефоны стали неотъемлемой частью жизни людей, преодолевая любые расстояния и ограничения. Люди могут общаться друг с другом, слышать голоса друг друга и видеть изображения друг друга непосредственно через свои смартфоны.

1970-е - 1980-е годы: Был представлен первый мобильный телефон (1G), использующий аналогичную технологию.

В 1973 году американский производитель телефонов Motorola создал первый в мире мобильный телефон — DynaTAC 8000X. Это был первый настоящий мобильный телефон, и он произвел революцию в способах общения людей, какими мы их знаем сегодня. До изобретения DynaTAC 8000X мобильные телефоны были очень большими, громоздкими и подходили только для связи через автомобильные телефоны.

Длина DynaTAC 8000X составляет 10 дюймов (приблизительно 25,4 см), а вес — 2,5 фунта (приблизительно 1,1 кг), в основном из-за массивной батареи. Таким образом, он весит в 4-5 раз больше, чем современный мобильный телефон. Розничная цена DynaTAC 8000X составляет примерно 11 000 долларов США в пересчете на сегодняшние деньги, а время автономной работы — около получаса.

Хотя телефон DynaTAC 8000X был впервые представлен публике в 1973 году, официально он поступил в продажу только в 1983 году. Несмотря на коммерческий успех, его быстро вытеснили более компактные и доступные мобильные телефоны.

Несмотря на относительно короткий срок службы, Motorola DynaTAC 8000X сыграл решающую роль в развитии мобильных технологий. Он проложил путь для более компактных и доступных мобильных телефонов, которыми мы пользуемся сегодня, и навсегда изменил способ нашего общения.

Первые мобильные телефоны работали на том, что мы сейчас называем мобильной связью первого поколения (1G) или технологией первого поколения. Технология 1G позволяла пользователям совершать телефонные звонки с низким качеством звука, без поддержки цифровых данных и с низким уровнем безопасности. Скорость мобильной сети 1G измерялась не скоростью передачи данных, а способностью передавать голос между мобильными телефонами.

1990-е годы: Были представлены мобильные телефоны второго поколения (2G).

Второе поколение мобильных сетей (2G) появилось в начале 1991 года, ознаменовав переход от аналоговых к цифровым технологиям. 2G обеспечило лучшее качество связи, повышенную безопасность и возможность отправки SMS-сообщений. Это также ознаменовало взрывной рост мобильных устройств, сделавших их неотъемлемой частью повседневной жизни.

Как революционное и совершенно иное поколение мобильной связи, сети 2G использовали цифровые сигналы вместо аналоговых сигналов 1G и были впервые внедрены в Финляндии. Поэтому неудивительно, что большинство телефонов 2G, используемых в то время во всем мире, были «легендарными» телефонами Nokia, которые долгое время доминировали на рынке, пока их полностью не вытеснили смартфоны.

Сети 2G долгое время предлагали пользователям мобильной связи три важных преимущества: цифровое шифрование данных, более широкий радиус действия соединения, чем у сетей 1G, и, что наиболее важно, внедрение SMS-сообщений.

В этот период появились мобильные телефоны, достаточно маленькие, чтобы помещаться на ладони, с разнообразным дизайном и т.д. По сей день сети 2G используются как средство связи для удовлетворения потребностей некоторых пользователей, особенно пожилых людей в сельской и горной местности, в совершении звонков и отправке текстовых сообщений.

Скорость передачи данных в сетях 2G обычно составляет от 9,6 до 14,4 Кбит/с. В настоящее время многие страны мира отказались от сетей 2G в пользу более новых и эффективных мобильных технологий.

Во Вьетнаме, согласно плану Министерства информации и коммуникаций, с 16 сентября операторы связи прекратят предоставление услуг устройствам, поддерживающим только стандарт GSM (только 2G). Это означает, что абоненты, использующие технологию 2G, больше не будут получать услуги, за исключением предоставления услуг абонентским устройствам, подключенным к сети GSM для передачи и приема данных между устройствами (M2M), или предоставления услуг на архипелагах Чыонгша и Хоангша, а также на морских платформах Дакки. К 15 сентября 2026 года сеть 2G будет полностью отключена.

Начало 2000-х: Появилась мобильная технология третьего поколения (3G).

3G представляет собой третье поколение мобильной связи, значительно превосходящее своих предшественников. Оно позволяет пользователям мобильных устройств передавать как голосовые, так и неголосовые данные.

Сеть 3G предлагала более высокие скорости и большую пропускную способность для поддержки большего количества звонков. Базовые станции могли обрабатывать больше звонков без перегрузки, что означало лучшее качество сигнала. Мобильная сеть 3G стала прорывом, обеспечив высокоскоростное подключение к интернету на телефонах и открыв двери для множества новых приложений, таких как доступ к электронной почте, просмотр видео, потоковая передача музыки и обмен фотографиями.

Однако многие телекоммуникационные компании по всему миру столкнулись с финансовыми трудностями из-за больших сумм, необходимых для участия в тендерах на приобретение спектра 3G, что задержало коммерческое развертывание 3G во многих странах, за исключением Японии и Южной Кореи, где развитие телекоммуникационной инфраструктуры является приоритетной задачей.

Япония также стала первой страной, широко внедрившей коммерциализацию 3G, пионером которой стала мобильная сеть NTT DoCoMo. К 2005 году около 40% абонентов в Японии пользовались 3G, а сети 2G постепенно ушли в прошлое на японском технологическом ландшафте.

Сеть 3G обеспечивает минимальную скорость передачи данных 384 Кбит/с в движении и до 2 Мбит/с в стационарном режиме. Сети 3G позволяют получить более быстрый доступ в интернет и поддерживают мультимедийные сервисы, такие как видеозвонки, потоковое телевидение и загрузка приложений.

Однако многие страны мира сейчас прекратили использовать эту технологию из-за ограничений скорости передачи данных. Министерство информации и коммуникаций также разработало план по отключению мобильных сетей 3G во Вьетнаме, начиная с сентября 2028 года.

Конец 2000-х: появление мобильной технологии 4G, которой многие из нас пользуются сегодня.

Мобильные сети четвертого поколения (4G) были официально запущены в Швеции в конце 2009 года, предлагая значительно более высокие скорости передачи данных по сравнению с 3G. 4G позволяет пользователям пользоваться более качественными онлайн-сервисами, такими как потоковое видео высокого качества, видеозвонки и плавные онлайн-игры, поддерживая минимальную скорость 100 Мбит/с в движении и до 1 Гбит/с в стационарном режиме.

Технология 4G приносит еще одно важное улучшение: потоковую передачу видео с низкой задержкой. Это считается значительным шагом вперед в мобильной связи, позволяющим совершать высококачественные видеозвонки на мобильных устройствах.

Кроме того, сети 4G позволили людям более эффективно работать удаленно, предоставляя возможность доступа к данным и приложениям из любой точки мира, где есть сигнал 4G. Это способствовало росту популярности приложений для социальных сетей, помогая людям общаться, обмениваться информацией и поддерживать отношения в интернете.

Кроме того, технология 4G создает основу для активного развития мобильной электронной коммерции, позволяя потребителям совершать покупки в интернете и проводить транзакции с помощью мобильных телефонов; поддерживает разработку мобильных приложений для здравоохранения, помогая людям отслеживать состояние своего здоровья и пользоваться услугами дистанционного медицинского обслуживания; и поддерживает дистанционное образование благодаря быстрому доступу к онлайн-образовательным ресурсам.

2019 год ознаменовал собой новый поворотный момент в мобильной связи с запуском первой сети 5G.

5G, или мобильная сеть связи пятого поколения, в настоящее время является одним из самых популярных технологических трендов. Это также новейшая мобильная сеть связи, которая в настоящее время развертывается в коммерческих целях во многих странах мира.

Официально коммерческий запуск сетей 5G на южнокорейском рынке состоялся в апреле 2019 года. Согласно последнему выпуску отчета Ericsson о мобильности, опубликованному в июне 2024 года, число абонентов 5G в мире достигло 1,7 миллиарда к концу первого квартала 2024 года, и прогнозируется, что к 2029 году эта технология станет доминирующей, насчитывая 5,6 миллиарда абонентов.

В настоящее время многие страны мира инвестируют в 5G, чтобы создавать возможности для людей, бизнеса и общества. Согласно данным Глобальной ассоциации поставщиков мобильной связи (GSA), по состоянию на конец марта 2024 года 585 операторов в 175 странах/регионах инвестировали в сети 5G на этапах испытаний, планирования или фактического развертывания. Из них 153 оператора в 71 стране/регионе развернули коммерческие услуги 5G, совместимые со стандартом 3GPP, через общедоступные мобильные сети или фиксированный беспроводной доступ.

Следует отметить, что технология 5G, обладающая теоретической скоростью до 10 Гбит/с (гигабит в секунду), обеспечивает и будет обеспечивать пользователям сверхбыстрое обслуживание, в десятки раз превосходящее скорость существующих сетей 4G; чрезвычайно низкую задержку (около 1 миллисекунды) и возможность подключения большого количества устройств, способных соединять до 1 миллиона устройств на километр.²Благодаря своим выдающимся преимуществам, 5G позволяет искусственному интеллекту (ИИ) получать и обрабатывать больше информации одновременно. Это поможет улучшить автоматизированные производственные системы, повысив их точность и производительность.

Технология мобильной связи 5G поддерживает подключение миллиардов устройств, поскольку мир вступает в эру Интернета вещей (IoT), при этом данные хранятся в облачной вычислительной инфраструктуре, что снижает затраты на использование и способствует быстрой цифровой трансформации. Ожидается, что выдающиеся характеристики 5G ускорят процесс цифровой трансформации, что приведет к формированию моделей цифрового правительства и цифровой экономики.

Мобильная сеть 6G: запуск ожидается в 2030 году.

Как правило, каждое новое поколение мобильных сетей развертывается каждые 10 лет. Если развитие мобильных сетей 6G будет следовать этому циклу, то первые коммерческие сети 6G в мире могут появиться примерно в 2030 году.

Хотя подключение к сети 5G пока недоступно во всем мире, даже в развитых странах планирование и исследования в области мобильных технологий следующего поколения, 6G, уже ведутся многими странами и международными организациями.

Некоторые прогнозы относительно концепции сети 6G предполагают завершение разработки стандартов 6G и более раннюю коммерциализацию в странах, которые уже развернули сети 5G, таких как Южная Корея, Китай и США. Основными пользователями сетей 6G будут люди и машины, поскольку они будут предоставлять передовые услуги, такие как дополненная реальность, цифровые двойники и т. д.

Ожидается, что рынок технологий 6G будет способствовать значительному прогрессу в области обработки изображений, технологий определения присутствия и точного распознавания местоположения. В сочетании с технологиями искусственного интеллекта вычислительная инфраструктура 6G сможет определять оптимальное место для выполнения вычислений, а также принимать решения о хранении, обработке и совместном использовании данных.

Хотя технические требования к системе мобильной связи шестого поколения (IMT-2030/6G) еще не полностью определены, некоторые исследования предполагают, что теоретическая скорость передачи данных в нисходящем канале может достигать 1 Тбит/с (терабит в секунду) (1 Тбит/с равен 1000 Гбит/с), а задержка будет измеряться в микросекундах. Если 6G приблизится к этим показателям на практике, это позволит значительно расширить и повысить эффективность использования сети по сравнению с сетями 5G.

В заключение, мобильные технологии играли и продолжают играть жизненно важную роль в современной жизни, объединяя людей и меняя то, как мы работаем, учимся, развлекаемся и взаимодействуем с окружающим миром. Благодаря своему непрерывному развитию, мобильные технологии обещают принести еще больше чудес в будущем.