Jak fungují mobilní sítě?
Stručný a poměrně pochopitelný úvod do toho, jak mobilní sítě fungují. Pro všechny zájemce ♥️
| Parametr | 2G | 3G | 4G | 5G | 6G |
|---|---|---|---|---|---|
| Maximální přenosová rychlost | 384 kbit/s | 42 Mbit/s | 1 Gbit/s | 20 Gbit/s | 1 Tbit/s |
| Typické používané služby | Hlasové hovory, SMS | Mobilní internet, videohovory | Streamování videa, online hry | VR/AR, IoT, autonomní vozidla | Hologramy, rozšířená realita (XR), autonomní systémy, vzdálené operace, propojené povrchy |
| Typická hustota uživatelů na km² | 100 | 1 000 | 10 000 | 1 000 000 | 10 000 000 |
| Rok počátku rozvoje | 1991 | 2002 | 2012 | 2020 | 2030 |
Videotutoriály pro úplné začátečníky
Sítě 2G - GSM
- jak byla vybrána technologie GSM standardu
Mobilní sítě UMTS / 3G
- 3G standardem nebylo původně jen UMTS, bylo jich více, většina z nich se ale přestala používat, nebo byla do UMTS proměněného v 4G/5G “vcucnuta”. Jak to bylo se standardy 3G původně?
- pokračujme architekturou sítí 3G, od toho se všech odvíjí
- pokračujme tím, jak to, že 3G sítě jsou o tolik kapacitnější, než 2G sítě: Kapacita, CDMA a pár Shannonových kouzel
- IMS aneb IP Multimedia Subsystem - jak na data a multimédia v sítích 3G
- co jsou rychlé datové přenosy v 3G pomocí HSDPA - a popis toho, jak HSDPA funguje
Obecně k mobilním sítím
- ⏱️ Jak měl technologicky vypadat přechod k sítím LTE a 5G? Článek Cesta k sítím 5G aneb skoro vše, co nepotřebujete vědět
- ☎️ Vývoj mobilních sítí od GSM přes 3G až k sítím 5G - shrnující přehled architektonických změn v průběhu času
- 🛜 Signalizace v mobilních sítích
LTE
- nová architektura Jádra sítě se jmenuje Evolved Packet Core (EPC)
- porovnáme si modulační technologie OFDMA versus SC-FDMA (a něco si o nich řekneme)
- LTE v nelicencovaném pásmu a jeho další rozvoj do Licencovaného asistovaného přístupu LAA
- jak funguje koordinované vícebodové spojení CoMP v LTE
- úzkopásmové sítě v LTE Release 8, 12 a 13
- přechod na LTE Advanced
5G
- 🛜5G NR - New Radio - nové rádiové rozhraní
- 🗼NG-RAN, čili rádiová přístupová síť nové generace. Co je C-RAN, vRAN, Open RAN
- 📡 NTN čili Non Terrestrial Networks - připojení přes nezemské sítě
- 🕸️5G Core - jádro sítě
- ⚡️ Integrated Access and Backhaul (IAB) čili Integrované přístupové a páteřní propojení
- 🕑 Ultra-reliable low latency communication (URLLC) tedy podpora Ultra spolehlivá komunikace s nízkou latencí
- 🤖 AI-RAN - radiová přístupová síť optimalizovaná pro provoz AI aplikací
- 📶 Network Slicing - plátky sítě oddělené pro různé typy služeb
Standardizace a vývoj nových funkcí v 3GPP
Zde popisuji standardizační popsuny v rámci jednotlivých Release, tedy souhrnných vydání specifikací mobilních sítí celosvětového standardu UMTS, později pojmenovaného a derivovaného na 3G, 4G, 5G a nově i 6G. Přelomové Release jsou vyznačené tučně. Začneme ale obecnějšími tématy:
📻 Jak je to s novými frekvencemi pro 5G a 6G sítě?
⏱️ Budoucnost frekvenčního multiplexu: Alternativy k OFDMA jako NOMA, RSMA a SCMA.
📡 Chytré antény a jejich technologie
- Rok 1999: Release 99 jako 3G - paketová a spínaná data PS/CS, MMS, lokalizační služby
- Rok 2001: UMTS Release 4 - první takto značená Release, zahrnuje čínské TD-SCDMA
- Rok 2002: UMTS Release 5 - HSDPA, IMS, AMR-WB
- Rok 2005: UMTS Release 6 - MBMS, WLAN-UMTS, Enhanced Uplink
- Rok 2006: UMTS Release 7 a MIMO, HSPA+,
- Rok 2009: 3GPP Release 8 - představuje LTE/4G jako System Architecture Evolution (SAE) a Evolved Packet Core (EPC). Podpora OFDMA
- Rok 2010: 3GPP Release 9 - femtocelly v podobě Home eNodeB (HeNB), Location Services (LCS), Evolved Multimedia Broadcast/Multicast Service (eMBMS), VoLTE a Circuit Switched FallBack (CSFB)
- Rok 2011: 3GPP Release 10 - LTE Advanced a funkce CA (Carrier Aggregation), HetNet a advanced MIMO.
- Rok 2013: 3GPP Release 11 - rozšiřuje funkce Rel-10 o CoMP a rozšiřuje podporu HetNet, heterogenních sítí
- Rok 2015: 3GPP Release 12 - Dual Connect, FDD-TDD CA, 245 QAM a D2D
- Rok 2016: 3GPP Release 13 jako LTE Advanced Pro - rozšírení pro CA a MIMO, nelicencovaný přístup k pásmu vzniklé mimo standard se mění v Licencovaný asistovaný přístup (LAA). NB-IOT. Gigabitový downlink.
- Rok 2017: 3GPP Release 14 - eLAA, Vehicle2Everything, Digital TV broadcast
- Rok 2018: 3GPP Release 15 jako 5G - především 5G New Radio, zcela přepracovaný koncept obsahující mimo jiné škálovatelné OFDMA, masivní MIMO, beamforming, Service Based Architecture SBA, nové 5G Core či Dual Connectivity s LTE,
- 3GPP Release 16 - rozšířené MIMO i beamforming a Dynamic Spectrum Sharing DSS. Integrované přístupové a páteřní propojení, vRAN, podpora IoT a V2X
- 3GPP Release 17 - podpora 60 GHZ nelicenovaného pásma, nezemských sítí NTN a sidelink relaying
- Rok 2024: 3GPP Release 18 jako 5G Advanced
A co přinese budoucnost?
- Rok 2025: 3GPP Release 19
- Rok 2026: 3GPP Release 20
- Rok 2027: 3GPP Release 21 jako 6G
