Evolucija mobilnih omrežij od 1G do 4G

O izjemnih stvareh, ki jih prinaša nova generacija mobilnega omrežja 5G, smo v naši reviji že pisali. Pot do omrežja 5G pa je bila zelo dolga oziroma v resnici še vedno traja. Evolucija mobilnih omrežij oziroma brezžičnih sistemov se nanaša na hitrost, tehnologijo, naravo sistema in frekvenco. Vsaka generacija ima svoje standarde, kapacitete, tehnike in novosti, ki postavljajo ločnice med njimi. Za vas smo pripravili pregled razvoja mobilnih omrežij vse od prve generacije (1G), do aktualne 4G, ki trenutno predstavlja najbolj razširjeno mobilno omrežje in vrata do prihajajoče pete generacije.

Prva generacija (1G)

Prvo komercialno in avtomatizirano mobilno omrežje je svoje korenine pognalo na Japonskem leta 1979 v podjetju NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation). Temu je sledil sistem NMT (Nordic Mobile Telephone) na Danskem, Finskem, Norveškem in Švedskem leta 1981. Prva generacija mobilnega omrežja 1G je omogočala osnovne glasovne storitve in analogne protokole, hitrost omrežja pa je segala od 1 kbps do 2,4 kbps. Mobilne povezave so bile zelo slabe, prav tako ni bilo nobene zasebnosti oziroma varnosti, saj so vsi klici potekali preko radijskih stolpov. Standard AMPS (Advanced Mobile Phone System) je sicer v tistem času, med leti 1970 in 1980, predstavljal velik napredek mobilnega omrežja, vendar so bili le redki posamezniki deležni mobilnih storitev, ki jih danes dojemamo za popolnoma samoumevne.

Druga generacija (2G)

Tehnologija GSM (Global System for Mobile Communications) je bila prva, ki je olajšala in omogočila digitalni prenos glasu in podatkov, prav tako pa je lahko uporabnik prvič brezskrbno klical v mednarodnem prostoru, ne da bi ga moralo skrbeti za komunikacijske težave. GSM je bil za razliko od prve generacije omrežij veliko varnejši, saj je omogočal zasebnost pogovorov in “end-to-end” zaščito. Druga generacija (2G) je torej prinesla prve digitalne standarde (GSM in CDMA), izboljšala je kapaciteto omrežja in pokritost, kakovost zvoka pa je bila v primerjavi z omrežjem 1G vsaj štirikrat boljša. Med letoma 1980 in 1990 so tako uporabniki vstopili v digitalno obdobje, hitrost omrežja je znašala med 14 kbps in 64 kbps, frekvenčni interval omrežja pa je obsegal 850 – 1900 MHz (GSM) in 825 – 849 MHz (CDMA). Obdobje omrežja 2G bi lahko poimenovali kar “obdobje zasebnosti”, saj so uporabniki pridobili začasno identifikacijsko številko, algoritmi pa so poskrbeli za večjo stopnjo zasebnosti uporabnika.

Tretja generacija (3G)

Nekateri strokovnjaki med drugo (2G) in tretjo generacijo (3G) omrežja postavljajo omrežje 2,5G, ki je prineslo paketne omrežne storitve in omogočilo visoke hitrosti prenosa podatkov ter hiter internet, vendar je bila šele tretja generacija tista, ki je ob prelomu tisočletja resnično revolucionarno vplivala na razvoj mobilnih omrežij. Glavni cilj omrežja 3G je bil ponuditi višjo hitrost prenosa podatkov. Mednarodna telekomunikacijska zveza (International Telecommunication Union – ITU) je zahtevala, da omrežje 3G z novimi standardi IMT-2000 omogoči rast, večjo glasovno in podatkovno kapaciteto, podporo večjemu številu aplikacij in že omenjene višje hitrosti prenosa podatkov ob nižjih stroških. Podatki so potovali preko tehnologije, imenovane Packet Switching (paketno preklapljanje). Tretja generacija mobilnih omrežij je tako poskrbela za hitrost od 384 kbps do 2 mbps, kar je odprlo nove poti komunikacije.

Četrta generacija (4G)

Primarno je bilo omrežje 4G ustvarjeno za podatkovni promet. Z njim smo prvič spoznali protokole IP (LTE), hitrost omrežja pa je že dosegla 100 mbps. Glavni cilji omrežja 4G so  zagotavljanje visoke hitrosti prenosa podatkov, visoke kakovosti, kapacitete, varnosti ter nizkih stroškov podatkovnih in glasovnih storitev, multimedije in interneta. Kaj vse je omogočila četrta generacija mobilnih omrežij? Mobilni dostop do interneta, IP telefonijo, HD mobilno televizijo, video konference, 3D televizijo, računalništvo v oblaku, oddajanje digitalnega videa (Digital Video Broadcasting – DVB), nosljive naprave in tako dalje.

Kam nas vodi evolucija?

Leta 2013 je količina podatkov, ki je potovala po globalnem mobilnem omrežju, prvič presegla en eksabajt (eno milijardo gigabajtov) v enem mesecu. Do leta 2016 je ta številka narasla na 10,8 eksabajtov na mesec. Zgolj za lažjo predstavo naj povemo, da je eksabajt enak 130 milijonom prenosov celotne sage Vojna zvezd. 

Številke, ki jemljejo dih, kajne? Svet postaja popolnoma brezžičen, zahteva brezhiben dostop do informacij ne glede na to, kje se nahajamo, kaj počnemo in zakaj to počnemo. Svet zahteva vedno večjo kakovost, hitrejše povezave ter seveda minimalne stroške. Po omrežju 4G prihaja omrežje 5G, ki cilja na brezžični svet brez omejitev. Če pogledamo še nekoliko naprej, bo omrežje 6G po napovedih strokovnjakov ciljalo predvsem na integracijo satelitov v omrežje 5G, o omrežju 7G pa lahko za zdaj uporabimo le svojo domišljijo.