Már egy ideje bombáznak minket a mobilszolgáltatók és telefongyártók különféle hangzatos reklámszlogenekkel, mint például „4G-képes telefon” meg „Magyarország első 4G hálózata” anélkül, hogy nagyon az orrunkra kötnék mi is az tulajdonképpen. Persze annyit sejteni lehet, hogy jobb, gyorsabb, színesebb-szagosabb, mint a 3G, de miben érhető ez tetten? Erre próbálunk meg most választ találni.

Kezdetnek rávilágítunk arra, honnan az elnevezés: a 4G nemes egyszerűséggel a mobilhálózatok negyedik generációját jelenti. Ettől ugyan nem lettünk sokkal okosabbak, lássuk tehát, honnan is indultunk, és az egymást követő generációk miben jobbak az őket megelőzőnél.

  • 1G: Az első mobilhálózat és a hozzá tartozó telefonok generációja, amik még analóg rádiójelekkel kommunikáltak. Batár nagy dögök, aki látott ilyet, biztos nem felejti el – a köznyelvben találóan „féltégla” és „bunkofon” becenevekkel illeték a maroktelefonnak aligha nevezhető, formatervezést csak nyomokban tartalmazó kütyüket.
  • 2G: Itt már digitális adatátvitel zajlik az eszközök között, ennek köszönhetően akár szöveges üzeneteket (SMS) is küldhetünk egymásnak. Nem mellesleg a digitalizáció előnye a szolgáltatók számára, hogy könnyebb a jeleket tömöríteni, tehát azonos sávszélességen több hívást lehet lebonyolítani mint elődjén, így költséghatékonyabb a hálózat működtetése. A kézi készülékek gyártóinak is előnyös, mert a digitális jelek továbbítása kevesebb energiát igényel, így a telefonok akkumulátorának és antennájának méretében jelentős csökkenés vált lehetővé, nem kellett már külön aktatáska, hogy E.T. (Etyeki Tódor) hazatelefonálhasson.

Itt álljunk meg egy pillanatra, hogy röviden tisztába tegyük mi is a különbség az analóg és a digitális adatátvitel között. Mindkét esetben egy vivőhullámot változtatunk (modulálunk), a különbség annyi, hogy analóg átvitel esetén közvetlenül a beszéd során keletkező hullámokkal „összeolvasztott” jelet küldünk, míg digitális átvitelnél a továbbítandó hangot mintavételezés után átalakítjuk, digitalizáljuk (erre is számos módszer létezik, de ezek taglalása egy külön cikk lenne) majd ezt ültetjük az alapjelre. Végezetül mindkét esetben a fogadó oldalon beérkezett hullámból „kivonjuk” a vivőhullámot, így reprodukálható az eredeti üzenet.

4g-1.jpg

  • 2.5G: Új eljárásokat vezet be a szolgáltatói oldalon – amiket most nagyon nem részletezünk, mert olyan finomságokba botlik az ember, mint a statisztikus csatornaidő megosztás, és még kismillió hírközlési szakmai rövidítés és kifejezés, melyek taglalása cikkünk szempontjából fölösleges és hosszadalmas lenne. Maradjunk tehát annyiban, hogy most már nem egy külön vonalat kap minden telefonáló a hívás teljes időtartamára, hanem többen osztoznak egyen. Ez új funkciók bevezetését teszi lehetővé, mint például a korlátlan méretű multimédiás üzenetek küldését (MMS), csoporthívást és konferenciabeszélgetést, és (dobpergés) elsőként: internet hozzáférést mobiltelefonról, avagy „wap-wap wapsuwap” ha még rémlik a hazai reklámszlogen. Külön nyelven (WML) le kellett programozni az oldalakat, csak korlátozott mennyiségű szöveg és egyéb multimédiás tartalom fért el egy-egy ilyenen, drága volt és lassú. Sose terjedt el igazán, a HTML alapú böngészők adták meg neki a kegyelemdöfést. Nyugodjék békében.
  • 3G: Az úgynevezett MIMO antennarendszerek alkalmazásával és hatékonyabb modulálási eljárásokkal háromszorosára növekedik az egységnyi idő alatt átküldhető adatmennyiség, mint az ezt megelőző GSM hálózatoknál. Egy pár szót ejtünk a MIMO-ról, hiszen ez a kulcsa a generációváltásnak: a Multiple In Multiple Out rendszereknél külön frekvenciatartományt kap az uplink (telefon→torony) és a downlink (torony→telefon), illetve kettő vagy több antenna biztosítja a rövidebb válaszidőt és jobb megbízhatóságot az átjátszó állomásokon. A nagyobb adatátviteli sebességnek, vagy ha úgy tetszik sávszélességnek köszönhetően akár videóhívást is bonyolíthatunk, használhatjuk a globális helymeghatározó rendszert, sőt mobil tévénézésre is elegendő.

Itt is tartunk egy kis kitérőt bár csak utaltunk rá, hogy a 2G hálózatoknál vonalkapcsolással létesül összeköttetés. Ez annyit tesz, hogy az adó és a vevő a hívás teljes időtartamára egy meghatározott és állandó hálózati útvonalon áll kapcsolatban, míg a 2.5-3G esetén már csomagkapcsolásról beszélünk, ahol a küldött információt egységnyi csomagokra „szeletelve” továbbítjuk, így jobban kihasználható a hálózat kapacitása. Az eljárás csak mobilhálózatoknál újkeletű, az interneten már a kezdetektől így bonyolódik a forgalom.

4g-2.jpg

  • 4G: A mostani generáció, mely teljesítményét a továbbfejlesztett MIMO technológia mellett a jelerősség javítása érdekében reléállomások bevezetésével biztosítja. De a legfontosabb trükk talán az úgynevezett „carrier aggregation”, ami a már taglalt antennarendszerek képességeit jobban kihasználva, párhuzamosan két vagy több sávon történő adatcserét tesz lehetővé – ehhez persze megfelelő telefon is kell, melynek modeme képes alkalmazni ezt a technológiát.
  • 5G: Kutatások már régóta folynak, a bevezetését a 2020-as évek elején látja megvalósíthatónak a legnagyobb szolgáltatókat tömörítő NGMN csoport. Még nagyobb mobilitás, még nagyobb sávszélességen, mindenhol. Körülbelül ezzel lehet körülírni az előirányzott célokat, melyek között szerepel a minimális 50 Gb/s adatátviteli sebesség, gyorsan mozgó felhasználók (autó, vonat) esetén is.

Mindez szép és jó, bár mint kitűnik a „negyedik generáció” nem is annyira negyedik, a fejlődés folyamatos, nagyjából minden tizedik évben történik egy előrelépés. Na de mikor beszélhetünk generációváltásról, mitől lesz 4G a 4G, miért nem 3G a 2.5G? Újfent szabványoknak kell megfelelnie egy hálózatnak, ami első körben meghatározza a feltöltés és letöltés garantált minimumát mozgó- illetve álló felhasználók esetén, az adatátvitel megbízhatóságát, valamint a használható frekvenciatartományt. Ahhoz, hogy ezeket a szolgáltatók garantálni tudják, a mobilhálózat folyamatos fejlesztésére, szoftveres és hardveres felújítására is szükség van – az állandóan változó infrastruktúra pedig kéz a kézben jár azzal, hogy még visszafele kompatibilitás sem minden esetben garantálható, vagyis a régi készülékek már nem tudják használni az új hálózatot. Ennek számos oka lehet, a legegyszerűbb talán, hogy az antennájuk nem képes a megadott frekvenciatartományban jeleket adni és fogadni – de nem kell megijedni, idehaza még nem szerelték le a 2G hálózatot, aki a nagyi Nokia 3110-esét akarja használni, még megteheti.

És Ti már „4G képesek” vagytok? Szerintetek mennyire terjedtek el ezek a készülékek, hazai 2012-es debütálásuk óta?