Төртүнчү муундагы зымсыз байланыш системалары: байланыштагы кванттык секирик
Байланыш коомдун жана технологиялык өнүгүүнүн негизи болуп саналган доордо, үчүнчү муундагы (3G) зымсыз байланыш системаларынан төртүнчү муундагы (4G) зымсыз байланыш системаларына өтүү чоң секирик жасады. Көп учурда узак мөөнөттүү эволюция (LTE) технологиясы деп аталган төртүнчү муундагы технология маалыматтардын ылдамдыгын бир кыйла жогорулатып, ишенимдүүлүктү жогорулатып жана колдонуучу тажрыйбасын жакшыртып, мобилдик байланышта революция жасады. Бул макалада 4G зымсыз байланыш системалары менен байланышкан техникалык негиздер, жетишкендиктер, таасир, кыйынчылыктар жана келечектеги мүмкүнчүлүктөр каралат.
### 4G техникалык негиздери
4G, негизинен, мобилдик түзмөктөргө жогорку ылдамдыктагы интернет жана мультимедиа кызматтарын көрсөтүү үчүн бекем алкак түзгөн. Ал негизинен 3-муундагы өнөктөштүк долбоору (3GPP) тарабынан иштелип чыккан LTE жана LTE-Advanced стандарттарынын принциптерине негизделген. 4Gнин мурункуларынан бир айырмасы - бул анын толугу менен IP (Интернет протоколу) негизиндеги тармак архитектурасы. Түзмөктөрдүн коммутацияланган жана пакеттик коммутацияланган домендердин айкалышын колдонгон 3Gден айырмаланып, 4G тармактары пакеттик коммутацияны гана колдонушат, бул ресурстарды жакшыраак пайдаланууга жана IP негизиндеги тармактар менен интеграциялоого мүмкүндүк берет.
#### Ортогоналдык жыштыктарды бөлүү мультиплекстөөсү (OFDM)
4Gнин негизги технологияларынын бири - ортогоналдык жыштыктарды бөлүү мультиплекстөөсү (OFDM). OFDM берүү спектрин бир нече жакын аралыкта жайгашкан субалмашуучуларга бөлүү менен маалыматтарды берүүнү жакшыртат, алардын ар бири колдонуучунун маалыматтарынын бир бөлүгүн алып жүрөт. Бул ортогоналдык жайгашуу тоскоолдуктарды азайтып, спектрдин натыйжалуулугун жакшыртат, бул маалымат берүү ылдамдыгын жогорулатат.
#### Көп киргизүү, көп чыгаруу (MIMO)
Дагы бир маанилүү технология - бул Multiple Input Multiple Output (MIMO). MIMO системалары өткөргүчтүн жана кабыл алгычтын эки учунда тең бир нече антенналарды колдонот, бул маалыматтарды өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жана байланыштын ишенимдүүлүгүн бир кыйла жогорулатат. Мейкиндик ар түрдүүлүгүн пайдалануу менен, MIMO бир эле учурда бир нече маалымат агымдарын жөнөтүүгө мүмкүндүк берет, ошону менен зымсыз каналдын сыйымдуулугун көбөйтөт.
#### Оператордун агрегациясы
LTE-Advanced'теги операторлордун агрегациясы (CA) бир нече жыштык тилкелерин бир кененирээк тилкеге бириктирүү менен маалымат берүү ылдамдыгын андан ары жогорулатат. Бул жогорку жогорку ылдамдыктагы маалымат берүүгө жана жеткиликтүү спектрди натыйжалуу пайдаланууга мүмкүндүк берет, бул мобилдик маалыматтарга болгон өсүп жаткан суроо-талапты канааттандырат.
### 4G алып келген жетишкендиктер
4G'нин жайылтылышы 3G'ге караганда көптөгөн жакшыртууларды алып келип, мобилдик интернет чөйрөсүн өзгөрттү. 4G LTE үчүн теориялык жактан эң жогорку жүктөө ылдамдыгы болжол менен 100 Мбит/сек, ал эми реалдуу дүйнөдөгү ылдамдык көбүнчө 20дан 50 Мбит/сек чейин өзгөрөт. Ылдамдыктын бул олуттуу өсүшү жогорку сапаттагы видеолорду агымдоо, реалдуу убакыт режиминде көп оюнчу менен ойноо, видеоконференция жана булут кызматтары сыяктуу жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө ээ тиркемелердин жайылышына өбөлгө түздү.
#### Кечигүүнү азайтуу
4G технологиясы ошондой эле кечигүүнү, башкача айтканда, көрсөтмөдөн кийин маалыматтарды өткөрүп берүү башталганга чейинки кечигүүнү бир кыйла азайтты. 50 миллисекунддан төмөн типтүү кечигүүлөр менен 4G интернеттеги жылмакай жана жооп берүүчү тажрыйбаны камсыз кылып, VoIP чалуулары жана онлайн оюндар сыяктуу реалдуу убакыттагы байланышты талап кылган тиркемелер үчүн ылайыктуу кылды.
### Коомго жана өнөр жайга тийгизген таасири
4Gнин трансформациялык күчү ар кандай тармактарга терең таасирин тийгизди. Анын жогорку ылдамдыктагы байланышы мобилдик кең тилкелүү байланыштын өсүшүнө түрткү берип, интернетти мурдагыдан да жеткиликтүү кылды. Бул, айрыкча, стационардык инфраструктурасы чектелүү аймактарда таасирдүү болуп, санариптик ажырымды жоюп, социалдык-экономикалык өнүгүүгө өбөлгө түздү.
#### Жакшыртылган мобилдик тажрыйба
Керектөөчүлөр мобилдик байланышта бир топ жакшырганын, интернет кызматтарына, социалдык медиа платформаларына жана мультимедиа контентине жолдо баратып эле тоскоолдуксуз жетүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болушту. Uber, Spotify жана Netflix сыяктуу тиркемелердин көбөйүшүн жарым-жартылай 4G тармактары тарабынан камсыздалган ишенимдүү жана ылдам мобилдик интернет менен байланыштырса болот.
#### Өнөр жайлык колдонулуштары
Ошондой эле тармактар олуттуу пайда көрүштү. Машинадан машинага (M2M) байланыш жана Буюмдар интернети (IoT) чөйрөсүндө 4G акылдуу түзмөктөр үчүн жакшыраак байланышты камсыз кылды. Бул акылдуу шаар демилгелеринде, так айыл чарбасында жана алыстан ден соолукту көзөмөлдөөдө өнүгүүгө, тармактар боюнча натыйжалуулукту жана инновацияларды жогорулатууга мүмкүндүк берди.
###Кыйынчылыктар жана аларды жеңүү
Көптөгөн артыкчылыктарына карабастан, 4G тармактарын жайылтуу жана кеңейтүү кыйынчылыктарсыз болгон жок.
#### Спектрдин жетишсиздиги
Бир олуттуу кыйынчылык жеткиликтүү радиожыштык спектринин тартыштыгы болду. Муну жеңүү үчүн дүйнө жүзү боюнча жөнгө салуучу органдар кошумча спектрди аукционго коюп, алып жүрүүчүнү агрегациялоо жана динамикалык спектрди бөлүшүү (DSS) сыяктуу ыкмалар аркылуу натыйжалуураак пайдаланууну жайылтышты.
#### Инфраструктурага инвестиция салуу
Баштапкы жайылтуу инфраструктурага олуттуу инвестицияларды талап кылды, анын ичинде учурдагы базалык станцияларды жаңыртуу жана жаңыларын орнотуу. Көптөгөн айылдык жана өнүкпөгөн аймактар экономикалык чектөөлөрдөн улам жайыраак жайылтууга дуушар болушту. Мамлекеттик-жеке өнөктөштүк жана өкмөттүк субсидиялар бул аймактарды 4G менен камтууну кеңейтүүдө маанилүү ролду ойноду.
#### Арткы тейлөө тармактары
Мындан тышкары, маалымат трафигинин көбөйүшү бул маалыматтарды натыйжалуу башкаруу жана ташуу үчүн бекем кайра байланыш инфраструктурасын талап кылды. Кайра байланыш тармактарына була-оптикалык жана микротолкундуу технологияларды интеграциялоо бул талаптарды канааттандырып, 4G базалык станцияларынын кубаттуулугун жогорулатууну колдоду.
### Келечектеги мүмкүнчүлүктөр
Дүйнө жүзү бешинчи муундагы (5G) технологияны кеңири колдонууга даярданып жаткандыктан, 4G маанилүү ролду ойной берерин түшүнүү маанилүү. 4G тармактары 5G менен бирге жашап, ишенимдүү резервдик системаны камсыз кылып, баштапкы 5G жайылтууларын, айрыкча 5G камтуусу дагы эле кеңейип жаткан аймактарда толуктап турат деп күтүлүүдө.
#### 5Gге карай эволюция
Бул өткөөл мезгил жөн гана өз алдынча жетишкендик эмес, 5G 4G тарабынан түптөлгөн пайдубалдын үстүнө курулган континуумдун бир бөлүгү. Тармакты кесүү, жакшыртылган мобилдик кең тилкелүү интернет (eMBB) жана 5Gдеги массивдүү MIMO сыяктуу түшүнүктөрдүн тамыры 4G технологияларында жатат.
#### Туруктуу таасир
Мындан тышкары, 4G жайылтуу менен түзүлгөн бекем инфраструктура 5Gге жылмакай жана үнөмдүү өтүүгө өбөлгө түзөт. IoT тиркемелери кеңейе берген сайын, 4G'нин ишенимдүү байланышы 5G тарабынан камсыздалган өтө төмөн кечигүүлөрдү жана экстремалдык маалымат берүү ылдамдыгын талап кылбаган көптөгөн түзмөктөрдү жана тиркемелерди колдойт.
### Корутунду
Төртүнчү муундагы зымсыз байланыш системаларынын пайда болушу мобилдик байланышта болуп көрбөгөндөй байланышты жана инновацияны шарттаган маанилүү трансформацияны чагылдырды. OFDM, MIMO жана Carrier Aggregation сыяктуу алдыңкы технологиялар аркылуу 4G ылдамыраак ылдамдыкты, төмөнкү кечигүүнү камсыз кылды жана санариптик доордун сансыз колдонмолору үчүн негиз түздү. Аны жайылтуу кыйынчылыктарга туш болгону менен, иштелип чыккан чечимдер жеткиликтүүлүктү жогорулатууга жана кеңири колдонууга жол ачты. 5G доорунун босогосунда турганыбызда, 4G мурасы зымсыз байланыш технологияларынын уланып жаткан эволюциясына таасир этүүнү жана колдоону улантып, коомдун байланышта болушун жана келечекке даяр болушун камсыздайт.
