GSM, UMTS ja LTE - 2G-st 5G-ni

Mobiilsidestandardite areng. Mis on 2G, 3G, 4G, 5G ja nende vastavad eelised asjade interneti jaoks.

Mobiilsidestandardid: 2G-st 5G-ni - võrgutehnoloogia areng

Mobiilsidestandardite areng on muutnud mobiilse andmeedastuse revolutsiooniliselt. Uurige, mis on 2G, 3G, 4G ja 5G taga ning milliseid eeliseid pakuvad erinevad põlvkonnad asjade interneti ja M2M-projektide jaoks.

2G, 3G, 4G, 5G: Mis on selle kõige taga?

2G, 3G, 4G ja 5G on mobiiltelefonide standardid. G tähistab põlvkonda ja viitab teisele, kolmandale, neljandale ja viiendale põlvkonnale. Erinevate põlvkondade erinevus seisneb peamiselt andmeedastuse kiiruses.

Enamik inimesi tunneb 2G, 3G, 4G või 5G mobiilse andmeside kasutamist nutitelefonides või tahvelarvutites. Mobiilside on aga väga populaarne ka M2M-side, st masinalt masinale toimuva andmevahetuse kontekstis. Mobiilse andmeedastuse edusammud tähendavad, et pidevalt lisandub uusi M2M- ja asjade interneti rakendusi. Kuid ka vanemad mobiilsidestandardid on juba taganud asjade interneti ja M2M-sektori tugeva kasvu.

Mobiilside areng: 2G-st 5G-ni

2G / GSM (1992)

1992. aastal võeti kasutusele 2G kui esimene GSM-standardil (Global System for Mobile Communications) põhinev digitaalne mobiiltelefonivõrk. See võimaldas lisaks telefoniteenustele esmakordselt ka mobiilset andmeedastust. Andmeid edastatakse GPRS (General Packet Radio Service) kaudu, kuid see on tänapäeva standarditega võrreldes väga aeglane.

2G on Saksamaal peaaegu kõikjal saadaval, kuid nagu Deutsche Telekom teatas, lülitatakse see välja 2028. aasta suvest. Aeglase edastamiskiiruse tõttu kasutatakse 2G-d peamiselt telefoni- ja tekstisõnumite edastamiseks. Mobiilsidestandardit kasutatakse praegu veel sageli ka hoonete hädaabikõnede ja häiresüsteemide jaoks. Selleks, et tagada nende süsteemide tõrgeteta toimimine ka pärast väljalülitamist, tuleb need üle viia 4G standardile.

Tehnilised andmed:

  • Max. Andmesidekiirus: kuni 50 kbit/s (GPRS), kuni 170 kbit/s (EDGE).
  • Viivitus: 500-1000 ms
  • Sagedusvahemikud: 900/1800 MHz (Euroopa)
  • Seisund Saksamaal: kättesaadav üleriigiliselt, väljalülitamine on kavas alates 2028. aastast.

Tüüpilised asjade interneti rakendused:

  • Lihtsad häiresüsteemid
  • SMS-põhine kontroll
  • Lihtne telemeetria väikese andmemahuga
  • Vanad süsteemid tööstussektoris

3G / UMTS (2000)

Pärast GSMi töötati 2000. aastal välja kolmas mobiilside standard UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ehk 3G. Võrreldes 2G standarditega edastati andmeid oluliselt kiiremini. Tänu uuele lairiba CDMA (Code Division Multiple Access) raadiosidetehnoloogiale võimaldas UMTS ka mitme andmevoo üheaegset saatmist ja vastuvõtmist.

Saksamaa võrguoperaatorid lülitavad nüüd oma 3G-võrgud välja uuemate mobiilsidestandardite kasuks ja kasutavad 4G ja 5G laiendamiseks vabanevaid sagedusi. Asjade interneti ja M2M-projektide puhul tekitab 3G väljalülitamine probleeme ainult siis, kui kasutatavad M2M SIM-kaardid või M2M-tariifid ei toeta 4G ja 5G kasutamist. M2M SIM-kaardid wherever SIM toetavad nii 2G, 3G, 4G kui ka 5G, nii et meie kliendid ei pea muretsema M2M SIM-kaardist tulenevate piirangute pärast.

Tehnilised andmed:

  • Max. Andmesidekiirus: kuni 42 Mbit/s (HSPA+)
  • Viivitus: 100-500 ms
  • Sagedusvahemikud: peamiselt 2100 MHz (Euroopa)
  • Staatus Saksamaal: suures osas välja lülitatud

Tüüpilised asjade interneti rakendused:

  • Keskmise eraldusvõimega videovalve
  • Keerulisemad kaughooldussüsteemid
  • Mobiilsed makseterminalid
  • Suurenenud andmemahuga telemaatikasüsteemid

4G / LTE (2010)

4G ehk LTE (Long Term Evolution) on üks kõige kiirema andmeedastusega mobiiltelefonistandardeid. Isegi suurte andmete allalaadimine on võimalik mõne sekundi jooksul. Siiski ei ole 4G Saksamaal veel üleriigiliselt kättesaadav.

Saksamaa Liitvõrguameti 2021. aasta uuring näitas, et ainult üks kolmest 4G-standardi mobiilsidevõrgust saab vastu võtta umbes 7,2 protsendil Saksamaa kogupindalast. Eriti halvasti on kaetud Lõuna-Saksamaa liidumaad: 15,5 protsenti Baieri liidumaast on kaetud ühe mobiilsidevõrguga, 15,1 protsenti Baden-Württembergis ja 15,9 protsenti Rheinland-Pfalzis.

Asjade interneti projektide puhul, kus 4G-võrk mängib olulist rolli, on seetõttu veelgi olulisem kasutada mitut võrku hõlmavat SIM-kaarti, nt wherever SIM . Sellega saab kasutada erinevate teenusepakkujate mobiilsidevõrke ja valida vastava asukoha kõige tugevamale võrgule.

Tehnilised andmed:

  • Max. Andmesidekiirus: kuni 300 Mbit/s (LTE Advanced: kuni 1 Gbit/s)
  • Viivitus: 30-100 ms
  • Sagedusvahemikud: 800/900/1800/2100/2600 MHz (Saksamaal)
  • Seisund Saksamaal: hea katvus linnades, lüngad maapiirkondades

Spetsiaalsed IoT-variandid:

  • LTE-M (Cat-M1): Väiksema energiatarbimisega asjade interneti rakenduste jaoks optimeeritud variant.
  • NB-IoT (Narrowband IoT): kitsaribaline variant lihtsate andurirakenduste jaoks väga madala energiatarbimisega.

Tüüpilised asjade interneti rakendused:

  • HD-videovalve ja voogedastus
  • Keerukad kaughooldus- ja juhtimissüsteemid
  • Nutika linna rakendused
  • Ühendatud sõidukid ja sõidukipargi haldamine
  • Mobiilne meditsiinitehnoloogia

5G (2019)

Viimane mobiilsidestandard ja LTE-võrgu "järeltulija" on 5G. Seda peetakse omamoodi revolutsiooniks mobiilsidevõrgus, kuna see on mõeldud andmete edastamise võimaldamiseks reaalajas. Ka 5G võrgu laienemine on viimastel aastatel kiirelt edenenud, mis tähendab, et standardit kasutatakse juba sagedamini.

5G muutub üha atraktiivsemaks üha suureneva hulga asjade interneti (IoT) rakenduste jaoks, mis nõuavad väga suurt andmeedastusvõimsust, näiteks autonoomse juhtimise või virtuaal- ja liitreaalsuse rakenduste jaoks. Kuigi 4G on juba tehniliselt võimeline neid nõudeid täitma ja selliseid projekte võimaldama, eeldab 5G teistsugust hinnastruktuuri, mille tulemuseks on väga suure andmemahu kasutamise korral madalamad kulud kui 4G-võrgul. Lisateavet 5G eeliste kohta IoT ja M2M-projektidele leiate siit.

Tehnilised andmed:

  • Max. Andmesidekiirus: kuni 10 Gbit/s (teoreetiliselt)
  • Viivitus: 1-10 ms
  • Sagedusalad: 700 MHz, 2 GHz, 3,6 GHz ja tulevikus ka 26 GHz.
  • Seisund Saksamaal: laienemine linnades ja tööstuskeskustes edeneb

Spetsiaalsed IoT-variandid:

  • 5G RedCapVähendatud võimekus asjade interneti rakenduste jaoks, mille ribalaiusnõuded on keskmised
  • mMTC (massiivne masinatüüpi side): Väga suure arvu asjade interneti seadmete jaoks väikeses ruumis.
  • URLLC (Ultra-Rooliable Low Latency Communications - väga usaldusväärne madala latentsusega side): Äärmiselt väikese viivitusega ajakriitiliste rakenduste jaoks.

Tüüpilised asjade interneti rakendused:

  • Autonoomne juhtimine ja ühendatud autod
  • Tööstus 4.0 ja nutikas tehas
  • Täiendatud/Virtuaalne reaalsus
  • Telemeditsiin koos reaalajas rakendustega
  • Arukad linnad koos tervikliku võrgustikuga
  • Kriitilised infrastruktuurid, mille töökindlusele esitatavad nõuded on kõige kõrgemad

Migratsioon mobiiltelefoni väljalülitamiseks

Vanemate mobiilsidestandardite, nagu 2G ja 3G, järkjärgulise väljalülitamisega seisavad paljud asjade interneti ja M2M-lahenduste operaatorid oma süsteemide ülemineku ees. Soovitame sujuvat üleminekut:

  • Inventuur: tuvastage kõik seadmed, mis kasutavad endiselt 2G või 3G võrku.
  • Tehnoloogia valik: Otsustage 4G/LTE, LTE-M, NB-IoT või 5G vahel, sõltuvalt teie kasutusotstarbest.
  • Tulevikukindlus: toetuge eUICC-võimelistele SIM-kaartidele, mis võimaldavad tehnoloogia muutmist ilma füüsilise asendamiseta.
  • Mitut võrku hõlmav strateegia: kasutage mitut võrku hõlmavaid SIM-kaarte, mida saab vahetada erinevate teenusepakkujate vahel.

Tulevikukindlad M2M SIM-kaardid, wherever SIM

Meie M2M SIM-kaardid toetavad kõiki praeguseid mobiilsidestandardeid (2G, 4G, 5G) ning asjade interneti standardeid LTE-M ja NB-IoT. Tänu mitmevõrguvõimekusele ja valikulisele eUICC-tehnoloogiale olete tuleviku jaoks optimaalselt varustatud - isegi pärast 2G väljalülitamist.

Lisateave meie M2M SIM-kaartide kohta