Mobiltelefon generációk

A TeliaSonera a világon elsőként jelentette be, hogy megkötötte a beszállítói szerződéseit az induló 4G-hálózatokhoz, melyek Stockholmban és Oslóban startolnak majd 2010-ben, szintén elsőként a világon.

Mobiltelefon generációk

A mobiltelefonokkal kapcsolatban gyakran hallunk a generációkról. A kapható telefonok nagy része 2G-s, vagy 2,5G-s, de akad már 3G-s is. A bevezető hír szerint pedig Skandináviában már a 4G-s rendszert építgetik. Már csak az a baj, hogy a telefonálók többsége nem nagyon tudja, hogy mit is jelentenek a generációk. Remélem, a cikk olvasása után reálisabban látja az olvasó kis készülékének képességeit.

A mobiltelefonokkal már foglalkozik egy cikk ezen a weblapon, amelyik a GSM rendszerről szól, akit mélyebben érdekel a rendszer működése, annak azt is érdemes elolvasnia.

Tehát a generációk:

Ez a történet a múlt század 40-es éveiben kezdődött, amikor a katonaságok már telefonáltak rádió adó-vevő készülékekkel. Később sok szervezet (rendőrség, mentők) használt rádiós kapcsolatot, de ez nem volt mobiltelefon-rendszer, mivel nem volt összeköttetése a vezetékes telefonokkal, és nem volt nyílt, vagyis csak az emberek szűk köre érhette el.

A 0. generáció:

1946-ban a Bell Systems már kidolgozta a mai cellás lefedés elvét, és elkezdett rádiós mobil telefon rendszert üzemeltetni (a képen). Ez már nyílt volt, kapcsolódott a telefonhálózathoz, és minden felhasználónak saját telefonszáma volt. Több ilyen rendszer is kiépült, talán a finn ARP (Autoradiopuhelin) rendszer jó lesz példának. 1971-től 2000-ig üzemelt, legtöbb felhasználója (35000) 1986-ban volt. Szinte egész Finnországot lefedte. Már cellás bázisállomásos rendszer volt, de a cellák között még manuálisan kellett váltani, vagyis a cellahatáron megszakadt a beszélgetés. A berendezés olyan nagy volt, hogy csak a járművek csomagtartójában fért el, onnan volt kivezetve a kézibeszélő az ülés mellé. Nagyon népszerű volt a maga korában.

Az 1. generáció (jobbra):

A 80-as években kezdték bevezetni. A 0G-hez képest sokkal több frekvenciát használtak (praktikusan: többen beszélhettek egyszerre), támogatták az automatikus cellaváltást, és a roamingot (nem volt gond, ha a beszélő másik szolgáltató területére tévedt). Ez még teljesen analóg rendszer volt.

Amerikában a Bell Labs által kifejlesztett AMPS (Advanced Mobile Phone System), Európában inkább az NMT (Nordic Mobile Telephonic) terjedt el. Magyarországon, Közép-Európában először a Westel 0660 telepített NMT rendszert 1990-ben. Ez már támogatta a számlázást is. Legnagyobb hátránya a titkosítás teljes hiánya volt, emiatt megfelelő készülékkel bármely beszélgetésbe bele lehetett hallgatni. Korlátozottan lehetett szöveges üzeneteket is váltani. A készülékek nagyok voltak, nehezek, egyáltalán nem lehetett rájuk alkalmazásokat fejleszteni, a beépített extrát kizárólag a telefonkönyv jelentette.

Ebben az időben indult a Nokia és az Ericsson diadalmenete.

A 2. generáció:

Az összes eddigi generációváltás közül ez volt a legnagyobb hatású. Az első és legfontosabb változás a digitális átvitel bevezetése volt. A digitális jelet lehet tömöríteni, így ugyanazon a sávszélességen sokkal több csatorna használható egyszerre. A digitális mobilkészülékek kisebb teljesítményű rádiót használtak, így a cellaméretet is le lehetett kicsinyíteni. Ugyanezért az akkumulátorok mérete is lecsökkenhetett. Mindez olcsóbbá és hatékonyabbá tette a mobiltelefonálást, ami így az emberek széles körének elérhetővé vált.

A legelterjedtebb 2G hálózat a GSM (amiről külön cikk található itt). Eredeti célja egy európai rendszer volt, de mára a világon 82%-ban ezt használják. Négyféle frekvencián üzemelnek (ebből kettő, a 900MHz-es, és az 1800 MHz-es terjedt el), és öt cellaméretet használnak, a 10 km-estől a néhány száz méteresig. A GSM vezette be a SIM kártyákat, amelyek tartalmazzák a felhasználó azonosítóját, és néhány adatot, pl. telefonszámokat, SMS-eket. Ezt a kártyát más telefonba is át lehet tenni, így könnyedén lehet mobilkészüléket váltani.

A 2G-nél jelentek meg az új hálózati technikák. Európában időréseket osztottak ki a beszélgetőknek, ez volt a TDMA, Amerikában kódokkal azonosították a beszélgetőket, ez volt a CDMA. Mindkét módszer multiplexálást valósít meg, vagyis megpróbál ugyanazon a fizikai hálózaton egyszerre minél több beszélgetést lebonyolítani.

A beszédátvitel mellett új szolgáltatások is megjelentek. Az SMS szabvány 1985-ös bevezetésekor kevesen gondolták, hogy később ez lesz a legnépszerűbb telefonos szolgáltatás. Eredetileg hangposta szolgáltatáshoz, és rendszerüzenetek küldözgetéséhez fejlesztették ki.

Az egyre nagyobb színes kijelzők terjedésével egyre népszerűbbé vált az MMS, ami multimédiás tartalmak küldését teszi lehetővé. Ez eléggé erőforrás-igényes. Maximális mérete 30 KB, ami 200 SMS küldéséhez lenne elég. Elterjedése azért sem túl gyors, mert nincs eléggé szabványosítva. Sok szolgáltató például nem azonnal, hanem késleltetve juttatja el a küldött tartalmat a címzetthez.

A 2G egy másik újítása volt az adatátvitel széleskörű támogatása is. Először csak áramkör-kapcsolt adatátvitelt használtak, ezen csatornánként 14,4 Kbit/s sebesség volt elérhető, és idő alapú volt a számlázás. Ennek a rendszernek a legnagyobb hátránya, hogy akkor is foglalja a csatornát, ha nem forgalmaz éppen adatot, ezért igen költséges. A továbblépést az jelentette, hogy megjelent a csomagkapcsolt adatátviteli szabvány. Ezzel az átviteli csatornát csak akkor foglalja le a rendszer, ha ténylegesen adat megy át rajta, és a számlázása is adat alapján történik. Az átviteli sebesség így 56 és 114 Kbit/s között mozog. Ennek egy továbbfejlesztése az EGPRS, amely egy új kódolási technikával 236,8 Kbit/s-ot is lehetővé tesz. Ezt a rendszert nevezik 2,5G-nek. A fenti képen egy 2,5G-s telefon látható.

Itt érdemes néhány adatot mutatnom a mobiltelefonok elterjedéséről Magyarországon.

Év - Mobilok száma (millió)

1999 - 1,1

2000 - 1,9

2001 - 3,5

2002 - 5,4

2003 - 7

2004 - 8

2005 - 9,14

2008 - 11 A számkiszolgálás miatt 1998 szeptemberében a mobil-telefonszámokat 6 jegyűről 7 jegyűre változtatták. Idén (2010) ugyancsak a számtartomány bővítése miatt bevezették a 11-jegyű hívást.

A 3. generáció:

E cikk írásakor még ez a generáció jelenti a legfejlettebb már telepített rendszert. (Ahogy a bevezető mutatja, már nem sokáig.) A 3G főbb újdonságai a 2G-hez képest:

- egy cellán belül több felhasználó kiszolgálása,

- nagy sebességű adatkapcsolatok támogatása (Internet elérés),

- új hálózati szolgáltatások, mint például video telefonálás, mobil televíziózás.

Mindezek azonban korántsem tudtak annyi felhasználót megmozgatni, mint annakidején a 2Gberobbanása. Bár a világ egyre nagyobb részén már kiépült a 3G-s infrastruktúra, a felhasználók jelentős része bőven megelégszik a régi szolgáltatásokkal. Persze az árak csökkenése és a szélessávú Internet-elérés terjedése ezen még változtathat.

A 3G-s hálózatokban Amerika és Európa ugyanazt a szabványt vezette be (ilyen is ritkán van), amely felülről kompatibilis a GSM-mel. Az elérhető átviteli sebesség 14 Mbit/s, ami jelentős előrelépés az eddigi néhány Kbit/s-hoz képest.

Jelenleg még van néhány hátránya a 3G-nek: a magasabb ár, a nagyobb méretek, a nagyobb fogyasztás, és a nem teljes lefedettség, de ezek valószínűleg hamarosan megszűnnek.

A 4. generáció:

A 4. generációs mobil eszközökre a következő követelményeket fogalmazták meg:

- Teljesen IP alapú csomagkapcsolt hálózat.

- Nagyobb kapacitás, cellánként több felhasználó kiszolgálása.

- Mozgás közben 100 Mbit/s, álló helyzetben jó térerőnél 1Gbit/s adatátviteli sebesség.

- A világ bármely két pontja között legalább 100 Mbit/s adatátviteli sebesség.

- Kompatibilitás a jelenlegi 2G-s és 3G-s mobilokkal.

- Globális roaming.

Az egyik legfontosabb különbség, hogy az új rendszer teljes egészében csomagkapcsolt lenne, míg a 3G még tartalmaz áramkör-kapcsolt összetevőket is. Az IPv6 elterjedésével akár minden készüléknek saját IP címe is lehet majd.

Közelítés a 4G felé:

Bár a 4G követelményeit még nem teljesíti, mégis továbbfejlődést jelent az LTE (Long Time Evolution) szabvány. Ennek célja a 3G-s adatátvitel továbbfejlesztése nagy felbontású video tartalmak, és egyéb nagy sávszélességet igénylő szolgáltatások számára. Elvileg 326 Mbit/s-ra képes.

Egy másik, ma is létező technológia a WIMAX. Ez egy szélessávú rádiós összeköttetést biztosító technológia. Az adatátviteli sebessége 50-70 Mbit/s, hatótávolsága néhány 10km lehet. Az előző mondatot sok helyen lehet olvasni, és nem pontosan fedi a valóságot. Az átviteli sebesség ugyanis csak a bázisállomástól 5-6km távolságon belül éri el a maximumot. Valóban használható 50km-re is, de ott kisebb a sebesség. A technika nem a mobiltelefonokra lett kifejlesztve, de arra is használható. A képen egy mobil WIMAX készülék látható.

Itt jegyzem meg, hogy a bevezetőben beharangozott hír egy kis csúsztatást tartalmaz, ugyanis a Skandináviában kiépítésre kerülő hálózat LTE, vagyis nem lesz minden tekintetben 4G. A Stockholm és Oslo központjában létrejövő hálózat ugyanis 20-80 Mbit/s-ot nyújt. Azt tervezik, hogy Svédországban 25, Norvégiában 4 további városban is elérhető lesz, és még idén a világ 17 helyén építenek ki 4G-nek nevezett, valójában LTE hálózatot. Úgy tűnik, az LTE felfutóban van.

Miért nem 4G még? A visszafele kompatibilitás sem teljesül, de ezt a Samsung (a hardver gyártója) a közeljövőre ígéri. A kívánatos 1Gbit/s-os csúcssebesség elérésére is van ígéret, sőt, úgy gondolják, hogy ehhez majd csak egy szoftverfrissítésre lesz szükség.

Mindent összevetve az idei év végén a svédek és norvégok valószínűleg valódi 4G-t használhatnak majd.

Azt hiszem, érdekes bemutatni a fejlődés ütemét is. 2001-ben mindenki jól megvolt a 2G-s telefonjával. Japánban ekkor építették ki az első 2,5G-s és 3G-s rendszert, és ugyanebben az évben dolgozták ki a 4G követelményeit. Azt jósolták, hogy a 4G kiépítése 2007-2010 környékén kezdődhet, és a 4G-s eszközök ára annyi lesz, mint akkoriban a legmodernebb telefonoké. Nagyjából bejött.