Разлики между 1G, 2G, 3G, 4G, 5G и 6G Технологиите

Буквата “G” произлиза от “Generation” (Поколение). 

1G се отнася до първото поколение безжична клетъчна технология, 2G се отнася за второ поколение технологии, и така нататък. Както може би очаквате, следващите поколения са по-бързи и съдържат подобрени или нови функции. Повечето безжични оператори в момента поддържат както 4G, така и 3G технология, което е удобно, когато местоположението ви позволява на телефона ви да работи само на 3G скорости (обикновено отдалечени от големите градове райони).

Скоростта се увеличава и технологията, използвана за постигане на тази скорост също се променя.

Например, 1G предлага 2.4 kbps, 2G предлага 64 Kbps и е базиран на GSM, 3G предлага 144 kbps-2 Mbps, докато 4G предлага 100 Mbps – 1 Gbps и се базира на LTE технологията.

Целта на безжичната комуникация е да осигури висококачествена, надеждна комуникация, точно както кабелната комуникация (оптично влакно) и всяко ново поколение услуги представлява голяма крачка (скок) в тази посока. Това еволюционно пътуване започна през 1979 г. от 1G и продължава да продължава до 5G.

Всяко от поколенията има стандарти, които трябва да бъдат изпълнени, за да може официално да се използва терминологията “G”. Всяко поколение има изисквания, които определят неща като пропускателна способност, скорост, забавяне и т.н., които трябва да бъдат изпълнени, за да бъдат считани за част от това поколение.

1G – Първо поколение

Това е първото поколение технология за мобилни телефони. Тя е въведена през 1987 г. от Telecom (известен днес като Telstra). 1G е аналогова технология и телефоните обикновено имат малък живот на батерията и качеството на гласа е лошо. При тази аналогова технология е възможно да се осъществяват само гласови повиквания (обмен на глас), не поддържа SMS, MMS и т.н. Максималната скорост на 1G е 2,4 Kbps.

Честота	150-900Mhz
Честотна лента	Аналогова телекомуникация (30KHz)
Технология	Аналогова клетъчена
Капацитет (скорост на предаване на данни)	2,4 Kbps

2G – Второ поколение

Мобилните телефони получиха първия си голям ъпгрейд, когато преминаха от 1G на 2G. Основната разлика между двете мобилни телефонни системи (1G и 2G) е, че радиосигналите, използвани от 1G мрежата, са аналогови, докато 2G мрежите са цифрови. Основен мотив на това поколение беше да осигури сигурен и надежден комуникационен канал. Тя внедри концепцията за CDMA и GSM. Предоставена малка услуга за предаване на данни като SMS и MMS. Второ поколение 2G клетъчни телекомуникационни мрежи бяха пуснати в търговската мрежа на GSM стандарта във Финландия от Radiolinja (сега част от Elisa Oyj) през 1991 година.

Напредъкът в технологиите от 1G до 2G въведе много от основните услуги, които ние все още използваме днес, като SMS, роуминг, конферентни разговори, задържане на повикване и фактуриране на базата на услуги, напр. такси, базирани на междуселищни разговори и фактуриране в реално време. Максималната скорост на 2G с General Packet Radio Service (GPRS) е 50 Kbps или 1 Mbps с Enhanced Data Rate for GSM Evolution (EDGE).

Честота	1.8 Ghz (900Mhz)
Честотна лента	Дигитална телекомуникация 900MHz (25MHz)
Технология	Дигитална клетъчна, GSM
Капацитет (скорост на предаване на данни)	64kbps

2.5G и 2.75G – Поколения

2.5G и 2.75G не са определени официално като безжични стандарти. Те служеха най-вече като маркетингови инструменти за популяризиране на нови функции за мобилни телефони пред обществеността. 2.5G въвежда нова техника за превключване на пакети, която е по-ефективна от 2G технологията. Това доведе до 2.75G, което осигури теоретично трикратно увеличение на скоростта. AT&T е първата GSM мрежа, която поддържа 2.75G с EDGE в САЩ.

3G – Трето поколение

Това поколение поставя стандартите за повечето от безжичните технологии, които познаваме и обичаме. През трето поколение бяха въведени уеб браузър, електронна поща, видео изтегляне, споделяне на снимки и други технологии за смартфони. 3G e открита през 1998г, а е въведена в търговската мрежа през 2001г.

Стандартът 3G използва нова технология, наречена UMTS, като нейната основна мрежова архитектура – Универсална система за мобилни телекомуникации. Тази мрежа съчетава аспекти на 2G мрежата с някои нови технологии и протоколи, за да достави значително по-бърза скорост на предаване на данни. Терминът “мобилна широколентова връзка” за първи път се прилага за 3G клетъчната технология.

Максималната скорост на 3G се оценява на около 2 Mbps за неподвижни устройства и 384 Kbps при ходене или когато устройството се намира в превозно средство.

Честота	1.6 – 2.0GHz
Честотна лента	Дигитална широколентова телекомуникация 100MHz
Технология	CDMA, UMTS, EDGE
Капацитет (скорост на предаване на данни)	144kbps – 2Mbps

4G – Четвърто поколение

4G е много различна технология в сравнение с 3G. Целта при създаването й през 2008г. е да осигури на потребителите висока скорост, високо качество и висок капацитет, като в същото време подобрява сигурността и намалява разходите за гласови и информационни услуги, мултимедия и интернет през IP. Потенциалните и настоящите приложения включват изменен мобилен уеб достъп, IP телефония, игрални услуги, мобилна телевизия с висока разделителна способност, видеоконферентна връзка, 3D телевизия и облачни услуги.

Ключовите технологии, които са направили това възможно, са MIMO (Multiple Input Multiple Output) и OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Двата важни 4G стандарта са WiMAX (вече е изчерпан) и LTE (широко разпространено). LTE (Long Term Evolution) е поредица от подобрения на съществуващата UMTS технология.

4G не е същото като 4G LTE.

Максималната скорост на 4G мрежата, когато устройството се движи е 100 Mbps. Скоростта е 1Gbps за комуникация с ниска мобилност, например, когато повикващият е неподвижен или върви. Латентността намалява от около 300ms до по-малко от 100ms.

По-нови поколения телефони обикновено са проектирани да бъдат съвместими и с по-старите технологии, така че 4G телефонът може да комуникира чрез 3G или дори 2G мрежа.

Честота	2– 8 GHz
Честотна лента	Високо скоростна, всички IP 100MHz
Технология	LTE, WiFi
Капацитет (скорост на предаване на данни)	100Mbps– 1Gbps

5G – Пето поколение

5G е поколение мрежа е вече тук и глобалните оператори започнаха да пускат нови 5G мрежи в началото на 2019 г. Освен това всички големи производители на телефони комерсиализират 5G телефони. И скоро още повече хора може да имат достъп до 5G.

5G обещава значително по-бързи скорости на данни, по-висока плътност на връзката, много по-ниска латентност, наред с други подобрения.

Очакваната теоретична скорост на 5G връзките е ~50 Mbps до 20 Gbps. 

5G е проектиран да доставя пикови скорости на данни до 20 Gbps въз основа на изискванията на IMT-2020.

Но 5G е нещо повече от това колко бърза е мрежата. В допълнение към по-високите пикови скорости на данни, 5G е проектиран да осигури много по-голям капацитет на мрежата чрез разширяване в нов спектър, като mmWave.

5G може също да осигури много по-ниска латентност за по-незабавен отговор и може да осигури като цяло по-равномерно потребителско изживяване, така че скоростите на данни да останат постоянно високи — дори когато потребителите се движат наоколо. А новата мобилна мрежа 5G NR е подкрепена от основа за покритие на Gigabit LTE, която може да осигури повсеместна свързаност от клас Gigabit.

Обхватът на 5G зависи от много фактори; честотата е най-важната от всички. mmWave сигналите обикновено имат обхват само няколкостотин метра, докато нискочестотните сигнали обикновено имат обхват от няколко километра.

5G ще може да коригира проблемите с честотната лента. Понастоящем има толкова много различни устройства, свързани към 3G и 4G мрежите, че те не разполагат с инфраструктура, която да се справи ефективно.

5G ще могат да се справят с настоящите устройства и ново възникващите технологии като автомобили без шофьори и свързани домашни продукти.

5G няма да замени 4G скоро. Всъщност те ще съжителстват и ще работят заедно. Телефоните с възможност за 5G всъщност могат да използват както 4G, така и 5G технология.

Това е кратък преглед на технологиите, които имаме през годините и те са се развили според изискванията на индустрията. Тъй като интелигентните технологии стават все по-търсени и привлекателни, се очаква 5G мрежата да бъде основен двигател.

6G – Шесто поколение

6G мрежите са на път да революционизират мобилните комуникации, предлагайки множество предимства пред 5G. Те ще предложат по-високи скорости, по-ниска латентност, по-голяма надеждност и по-добра свързаност.

Ще бъдат интегрирани AI, ML, IoT и други технологии.

Очаква се 6G технологията да започне да се внедрява през 2030г.

Теоретичните максимални скорости на 6G могат да достигнат до 1 терабит в секунда (Tbps), което е 1000 пъти по-бързо от 5G.

Важно е да се отбележи, че това са само теоретични скорости. Реалните скорости, които ще се постигнат, ще зависят от различни фактори, включително:

• Разстоянието между устройствата;
• Натоварването на мрежата;
• Интерференцията от други сигнали;
• Използваните технологии.

Въпреки това, дори и 6G да не достигне до 1 Tbps, все пак се очаква да предложи много по-високи скорости от 5G. Това ще отвори нови възможности за приложения, които изискват висока скорост на трансфер на данни, като например:

• Виртуална и разширена реалност
• 3D видео
• Автономни превозни средства
• Интелигентни градове
• Промишлен интернет на нещата (IIoT)

Ето някои от най-важните надграждания и предимства на 6G:

Усилен фокус върху сигурността

6G ще включва напреднали защитни мерки срещу кибератаки. Специално внимание ще се отделя на защитата на личните данни в смесените реалности.

Обединение на различни технологии

• 6G ще обедини дълбоко обучение, анализ на големи данни и HPC,
• Създавайки мощна комуникационна инфраструктура.

Разширяване на възможностите на 5G приложения

6G ще увеличи ефективността на 5G приложенията. Ще се отворят нови възможности за безжични мрежи.

Стимулиране на безжичните сензорни технологии

6G ще ускори развитието на безжични сензорни технологии. Мрежата ще събира ситуационни данни и ще създава дигитални копия на реални обекти.

Подтикване към технологични иновации

6G ще създаде основа за нови технологични иновации. Това ще включва по-усъвършенствани центрове за данни, нано-ядра и икономии от софтуер.

Подобрено покритие на мрежата

6G ще осигури обширно покритие с по-малко мрежови кули. Ще се поддържат допълнителни мобилни връзки и ще се намалят смущенията.

Оптимизация на използването на вътрешната мрежа

6G ще улесни доставката на сигнал във вътрешни пространства. Фемтоклетките и DAS ще подобрят покритието в затворени помещения.

Заключение

Първите пет поколения (1G, 2G, 3G, 4G, 5G) донесоха прогресивна еволюция:

• От аналогова гласова комуникация (1G) до мобилен интернет (2G);
• До мултимедия (3G) и високоскоростен интернет (4G);
• И накрая, до гигабитови скорости и ниска латентност (5G).

6G е на път да революционизира мобилните комуникации:

• Свързване на хора, машини и околната среда;
• Отваряне на нови възможности за VR/AR, автономни превозни средства, интелигентни градове и др.