Диапазоны частот сотовой связи: знакомимся с видами и особенностями

Cмартфон — это обязательный элемент жизни современного человека. Люди повсеместно используют его для осуществления звонков, передачи данных, выхода в интернет. Вот только далеко не каждый пользователь знает, какие технологии используются при организации работы мобильных устройств. Возможно, одни из вас скажут, зачем вникать во все эти детали, если устройство и так работает. Но здесь не все так однозначно. Дело в том, что вы сможете улучшить работу своего устройства, если сможете разобраться во всех деталях.

Так, одним из наиболее важных параметров в данном случае будет такой показатель, как радиоволны, а в частности, частота пропускания. Определенные сети и полосы пропускания могут обслуживать разные регионы по-разному, одни – лучше, другие – хуже. А еще ряд устройств могут быть совместимы только с определенными радиочастотами, в то время как с другими они работать вовсе не будут. То есть разбираться в частотных диапазонах стоит и специалистам, и людям, чья профессиональная деятельность далека от сотовой связи. Это те знания, которые помогут вам обеспечить себе удобное, стабильное и функциональное соединение, высокую доступность с привязкой к определенной стране, а то и региону, подобрать лучшего оператора сотовой связи для себя и мобильное устройство.

Сейчас остановимся более подробно на том, что представляет собой диапазон сотовых частот. Расскажем почему у операторов сотовых сетей зачастую предусмотрено несколько частот. Распишем, как работают диапазон частот сотовой связи рассмотрим используемый на сегодня решения. Ответим на ряд наиболее популярных вопросов из данной области.

Что представляют собой диапазоны частот сотовой связи?

Частоты сотовой связи используются мобильными устройствами для получения доступа к сетям сотовой связи. Именно с их помощью осуществляются звонки, отправляются текстовые сообщения, передаются видео, обеспечивается возможность захода на интернет-странички.

Частота звуковых волн — это физический термин, определяющий количество волн, которые будут генерироваться в единицу времени, в частности, в секунду. Измеряются они в герцах (Гц). Если показатель окажется высоким, то это будет свидетельствовать о более быстром движение волн, если же низким — то наоборот, медленном. Применительно к сотовой связи речь идет о частоте звуковых волн, которую сотовые устройства используют для поддержания стабильной связи. Диапазон здесь такой, что человеческое ухо на них не реагирует, то есть мы их просто не замечаем.

А все те частоты, которые сегодня используют операторы сотовых сетей, представлены в диапазоне от 3 кГц и до 300 ГГц. Все они формируют так называемый радиочастотный спектр. Их распределением занимается специализированная комиссия по связи и национальное управление по телекоммуникациям и информации. Именно они распределяют весь спектр на несколько диапазонов, которые получили название — полосы. То есть в ней будет представлена не одна какая-то отдельно взятая частота сотовой связи, а достаточно широкий диапазон. Так, например, если говорят, что используется полоса частот 700 МГц, то в реальности сотовая связь будет работать в пределах от 699 до 798 МГц.

Получается что операторы сотовой связи покупают несколько таких частот у государственного радиовещания, а далее уже настраивают их для связи с вышками мобильных сетей.

Зачем операторам сотовой связи несколько частот?

Соответствующие лицензии операторы сотовой связи должны иметь не только для предоставления услуг, но и на использование определенных диапазонов сотовой связи. Зачастую выдается одна лицензия на всю полосу. Еще ее называют блоком, каналом. Для того чтобы работа одного оператора не пересекалась с другими, используются разные полосы. Но для стабильной работы сети операторам необходимо обеспечить ее стабильность в достаточно широком диапазоне радиочастотного спектра. Именно поэтому они приобретают блоки в разных сегментах радиочастотного спектра. То есть в их распоряжении могут быть как низкие, так и достаточно высокие частоты:

1. Низкие частоты нужны для того, чтобы обеспечить стабильное соединение в удаленных районах. Такие сигналы способны преодолевать достаточно большие расстояния и препятствия на своем пути.
2. Высокие частоты не могут преодолеть препятствия, имеют относительно небольшой радиус действия. Но зато они способны передавать внушительные объемы данных с большой скоростью. А это значит, что они будут отличаться более высокой функциональностью и надежностью в разных городах, в том числе и мегаполисах.
3. То есть, если в распоряжении оператора будут полосы частот сотовой связи из высокого и низкого диапазона, то он сможет предоставлять свои услуги максимально широкой аудитории, как из городов, так и из сельской местности.

Немного о том, как работают частоты сотовой связи

Как показывает практика, большая часть операторов сотовой связи имеет в собственном распоряжении достаточно внушительной ассортимент частот, способных покрывать большие территории и огромное количество пользовательской аудитории. Но здесь еще необходимо учесть такой момент, как совместимость пользовательских устройств с теми или иными частотами. Современные производители смартфонов и планшетов в принципе учитывают широкий диапазон частот, который существует сегодня на рынке и выпускает свою продукцию такой, чтобы она обеспечивала стабильное соединение в достаточно широком диапазоне. То есть, как только вы активируете свое устройство, оно автоматически подключится к частотам вашего сотового оператора.

Но при этом способ передачи сигнала может быть разным и зависит от он от того, какие методы используют те или иные диапазоны. Здесь возможно 2 варианта:

1. FDD. Это полосы дуплексной связи, имеющие частотное разделение каналов. Они состоят из 2 разных частот, которые разделены специальной защитной полосой. Благодаря этому они работают абсолютно изолированно, то есть не мешают друг другу. Через одну такую полосу осуществляется отправка информации на вышку оператора сотовой сети по так называемой «восходящей линии связи». Другая полоса предназначается для получения обратной информации от сотовой вышки, которую называют «нисходящей линии связи». То есть благодаря такой реализации структуры можно одновременно и отправлять, и получает сигналы. Если ваше устройство подключено к такому диапазону, то вы будете наблюдать достаточно высокую скорость передачи данных.
2. TDD. Это полосы дубликатной связи с временным разделением каналов. Здесь предусмотрена одна частота как для отправки информации, так и получение обратного ответа через определенный интервал времени. Несмотря на кажущуюся сложность и наличие времени ожидания, сам процесс передачи данных и голоса проход достаточно быстро и эффективно. Обычной пользователь никаких задержек в работе не замечает. Но в данном случае необходимо обеспечить точечную систему синхронизации. Особенно это актуально для частот 5G.

Откуда появился диапазон частот

О диапазонах частот сотовой связи стали говорить буквально сразу, как появилась сотовая технология сама по себе. Ее первым поколением была технология AMPS (Advanced Mobile Phone Service). Она обеспечивала передачу голосовых сообщений в диапазоне частот 5,8 ГГц. Постепенно, по мере увеличение количества мобильных телефонов в обиходе пользователей, тех возможностей, которые предоставляла данная частота, была недостаточно. После этого было принято решение открыть еще одну полосу, частотой 21,9 ГГц. Она получила название Служба персональной связи либо же, как мы ее сегодня знаем, PCS. Достаточно длительное время сотовая связь всего мира использовала эти 2 частотных диапазона. К слову, 2G и 3G работают на одной и той же части спектра. Но постепенно, по мере развития технологий 3 G количество доступных полос стало существенно увеличиваться.

Новый виток развития данного направления начался тогда, когда на рынке появились смартфоны. Наряду с осуществлением звонков и отправкой текстовых сообщений, данные устройства стали применяться пользователями и для решения достаточно внушительного спектра сопутствующих услуг, в том числе и для выхода в интернет. Параллельно с этим на рынке появилась и технология 4G. Она уже использовала следующие диапазоны частот:

• 600 МГц;
• 700 МГц;
• 1700/2100 МГц;
• 2300 МГц;
• 2500 МГц.

Как мы уже говорили выше, более низкие частоты позволяли операторам работать, в том числе и в сельской местности, в удаленных районах.

С того времени и по сегодня, количество устройств, подключаемых к сотовой сети, растет. И эта тенденция сохраниться еще достаточно длительный период времени. Наряду со смартфонами, ею пользоваться также стали планшеты и другие гаджеты, система безопасности, автомобили, дроны, интеллектуальные датчики, а также многое другое, что можно отнести еще и к Интернету вещей. Чтобы удовлетворить постоянно возрастающие запросы мирового рынка, операторы сотовой связи запустили на рынок следующее поколение технологии сотовой связи — 5G. В одних странах она уже получила очень широкое распространение, в других — только начинает свой путь. Нижний диапазон 5G находится в пределах от 600 МГц и до 1 ГГц, Средний — от 1 до 6 ГГц, а верхний — 29-39 ГГц. Особо специалисты выделяют средние частоты, находящиеся в достаточно узком диапазоне 3,7-3,98 ГГц. Они получили название C-Band и по мнению специалистов ее возможности ощутимо выше, чем у 4G.

Сейчас познакомимся более подробно с частотными диапазонами технологии 4G и 5 G. Ввиду Того, что 2 и 3 поколение систем мобильной сети сегодня уже практически не используются на практике, мы рассматривать их не будем.

Знакомимся с 4 поколением систем сотовой сети

Если говорить о технологии 4G, то здесь стоит выделить три группы основных параметров:

1. 4G. Сама буква G, которая стоит возле цифры — это аббревиатура от generation (генерация, поколение). То есть, если вы видите термин 4G, то сразу можете понять, что речь идет о 4 поколении систем сотовой связи. Функциональные возможности здесь уже гораздо шире, чем у того же 3 поколения. В частности, устройства, которые работают на данной технологии, могут уже обрабатывать разговоры, текстовые сообщения, отличаются стабильностью взаимодействия с быстрым интернетом, передают огромные объемы данных быстро и без лагов. Именно данное поколение обеспечило возможность появления таких площадок, как YouTube, Facebook, Netflix и пр.
2. WiMAX. Это технология, получившая название Всемирная совместимость микроволнового доступа. Она была самым первым стандартам в технологии 4G и использовалась массово примерно до начало 2016 года. Постепенно ее вытеснила с рынка технология LTE.
3. LTE, или как часто еще ее называют 4G LTE. Представляет собой стандарт долгосрочного развития. В ее основе лежит совершенствование технологий до идеального 4G. Ввиду этого существует такой термин, как истинные сети 4G, получившие название 4G LTE-A (Verizon), 5Ge (AT&T) либо же 4G LTE+.

Знакомься с 5 поколением систем сотовой связи

5 поколение систем сотовой связи — это новейший сетевой стандарт на сегодня на мировом рынке. Он был разработан для того, чтобы обеспечить максимально высокую скорость передачи данных, минимизировать задержку. Обладает огромными емкостями и внушительными возможностями. Отличается высокой стабильностью и надежностью в работе. По аналогии с 4 поколением настоящий 5G требует скорости загрузки данных начиная от 1 Гбит/с, а задержка не превышает одной миллисекунды. Это куда более внушительные показатели в сравнении с возможностями 4 поколения сотовой связь. Но все же, не все сети 5G, которые представлены на современном рынке одинаковы между собой. Выделяют 4 типа 5G в зависимости от используемых диапазонов частот:

1. Низкочастотные. Работают на полосе с частотой до 1 ГГц. По покрытию достаточно идентичны 4G, но скоро здесь будет несколько выше, хотя и несущественно. Специалисты утверждают, что данная полоса — это основа для построения общенационального покрытия в разных уголках страны.
2. Среднечастотные. Здесь используются полосы с частотой от 1 до 6 ГГц. Скорость передачи данных здесь уже значительно выше, чем у предыдущего варианта, что делает его оптимальным с точки зрения соотношения скорости, мощности, проникающей способности и дальности распространения. Он ориентирован на покрытие густонаселенных районов, тех, где спрос на мобильные услуги достаточно высокий.
3. Высокочастотные. Еще его называют 5G mmWave. Работает в диапазоне частот от 24 до 39 ГГц. Отличаются сверхвысокими скоростями передачи больших объемов данных, имеет минимальную задержку по времени, но проникать глубоко в здание и преодолевать большие расстояния они не могут. Такой вариант оптимален для использования в густонаселенных регионах. Там, где присутствует огромное количество инфраструктуры.
4. C-Band. Это тот диапазон, который повсеместно применяется операторами спутникового телевидения. Он имеет узкую полосу, буквально зажатую между Wi-Fi 2,4-5,0 ГГц. Но здесь скорость достаточно высокая, да и покрытие вполне достойное.

Какой диапазон частот на сегодня используют те или иные мировые операторы, можно найти в соответствующих справочных данных. Также предлагаем изучить список MCC MNC.

Сейчас остановимся более подробно на ряде сопутствующих вопросов в сфере частот от сотовой связи.

Дополнительные вопросы

Почему частоты сотовой связи настолько важны? Каждый пользователь сотовой сети должен знать, какие частоты связи использует его оператор для того, чтобы купить устройство, что будет стабильно работать в данном диапазоне или подобрать поставщика услуг, способного удовлетворять именно вашим запросам по качеству, скорости передачи данных, дальности сигнала и пр. Дело в том, что ваш смартфон или другое устройство должно быть совместимым с желаемыми диапазонами и сетями, которые имеются в распоряжении вашего оператора связи. В противном случае оно банально не будет работать. Даже незначительная несовместимость может стать причиной проблем с подключением.

Будет ли один и тот же телефон работать в диапазонах частот разных операторов? В принципе, будет. Подобные ограничения, предусматривающие поддержание только одной полосы частот, использовались в 3 поколении сотовой связи. Сегодня же такие технологии, как CDMA или GSM уже в прошлом. Это значит, что ваше устройство будет работать с несколькими операторами, если совпадает диапазон частот. Поэтому, чем больше полос у вашего устройства и у тех операторов, с которыми вы работаете, тем более стабильной и надежной будет связь.

Как проверить, какие диапазоны частот поддерживает телефон? Одно из наиболее простых решений здесь — просмотреть технические характеристики вашего смартфона или планшета. Здесь достаточно будет просто воспользоваться любым браузером забить в нем марку, модель устройства и получить буквально через несколько секунд перечень технических характеристик. Далее вам необходимо зайти на страничку вашего оператора связи. Зачастую здесь вы найдете встроенные онлайн-инструменты, которые позволят определить совместимость того или иного смартфона с частотами операторов и, соответственно с теми услугами, которые они предоставляют. Также можно воспользоваться специальными таблицами, где приведены диапазоны операторов и сравнить их с теми параметрами, которые поддерживает ваше устройство. Также здесь вы сможете увидеть, с какими еще поставщиками услуг вы сможете работать со своего смартфона либо же планшета. А также вы сможете узнать частоту сотовой связи, на которой работает ваше устройство, непосредственно через специальное сервисное меню. На смартфонах, использующих операционную систему Android оно называется Service Mode, на гаджетах Apple — Field Test. Чтобы вызвать данное меню вам достаточно будет набрать с клавиатуры специальный сервисный номер. В зависимости от в вашей модели Android устройств, вам необходимо будет ввести один из 3 вариантов: *#0011#, *#*#4636#*#*, либо же *#*#197328640#*#* . На Apple-смартфонах сервисное меню вызывается при помощи кода *3001#12345#*. И не забывайте в любом из случаев после набора символов нажать кнопку вызова. Перед вами откроется меню с техническими данными, но у вас в данном случае будет интересовать именно частота, на которой в данный момент времени работает ваше устройство.

Как видите, технологии сотовой связи сегодня развиваются очень стремительно, стараясь удовлетворять все более возрастающие запросы пользовательская аудитории. Чтобы обеспечить себе максимально стабильное соединение и передачу данных вне зависимости от того, в каком регионе вы находитесь в данный момент времени, вам необходимо хорошо ориентироваться в диапазонах частот, понимать, какой именно оператор больше всего будет вам подходить в данный момент времени.

Поделитесь статьёй: