3G- / LTE-модемы: характеристики, типы, виды

Тип описывает общую специфику работы устройства.

— Модем. К классическим модемам относятся приспособления, предназначенные исключительно для связи устройства, к которому они подключены, с сотовой сетью. При этом подключение осуществляется исключительно проводным способом — обычно через USB (большинство подобных моделей даже внешне напоминают «флэшки»), а какие-либо Wi-Fi возможности в модемах данного типа отсутствуют в принципе. То же касается и встроенных аккумуляторов и других источников автономного питания — энергия, необходимая для работы, поступает только от внешнего устройства.

— Wi-Fi-модем. Электронные устройства, сочетающие функции сотового модема и Wi-Fi роутера. Проще говоря, подобная модель способна не только обеспечивать выход в Интернет через сети мобильной связи, но и «раздавать» мобильный Интернет на Wi-Fi-устройства — смартфоны, планшеты, ноутбуки и т.п. Собственно, наличие Wi-Fi (см. «Подключение») и является ключевым отличием данного типа от обычных модемов описанных выше. Однако это не единственное отличие: многие Wi-Fi-модемы являются полностью автономными устройствами с питанием от аккумуляторов (см. ниже). В целом модели данного типа удобны, когда нужно обеспечить Интернетом сразу несколько гаджетов, или когда внешнее устройство не имеет USB-порта для классического модема (например, если речь идёт о планшете). Их недостатками явл...яются высокая стоимость, а при применении питания от аккумулятора — ограничения по времени работы на одном заряде (это время может быть довольно большим, однако всё равно оно не бесконечно).

Поколение (поколения) мобильных сетей, поддерживаемых модемом.

Отметим, что эта характеристика является довольно условной и обобщённой, т.к. к одному поколению обычно относятся несколько технологий передачи данных (см. ниже), и набор этих технологий и в разных мобильных сетях, и в разных модемах может различаться. Поэтому оценивать по данному параметру совместимость устройства с конкретной сотовой сетью можно лишь приблизительно. Тем не менее, данные о поколении вполне могут пригодиться на этапе предварительного подбора: они позволяют как минимум выделить интересующее Вас поколение и дальше искать уже среди моделей, совместимых с ним.

Что же до конкретных поколений, то на сегодня они таковы:

— 2G. Стандарты связи второго поколения, реализуемые через мобильные сети стандарта GSM. Поддерживают технологии передачи GPRS и EDGE. Из-за низкой пропускной способности на сегодняшний день считаются устаревшими и постепенно заменяются следующими поколениями связи. Однако этот процесс идёт неравномерно, и в некоторых странах 2G пока остаётся основным мобильным стандартом (хотя всё идёт к изменению этой ситуации). Также отметим, что даже внедрение более новых стандартов не означает вытеснения GSM — многие операторы сохраняют эту технологию как запасную и предназначенную для самых простых моделей мобильных телефонов. Собственно, и в сотовых модемах второе поколение в чистом виде практически не встречается — оно дополняет...более продвинутые стандарты.

— 3G. Технологии связи третьего поколения. Включает технологии W-CDMA, HSUPA, HSDPA и HSPA+, а в сетях CDMA — EV-DO Rev.A и Rev.B. Значительно превосходят стандарты второго поколения как по чистой пропускной способности, так и по дополнительным возможностям. А собственно скорость передачи данных может быть сравнима с показателями стационарного проводного подключения к Интернет, что позволяет не только с удобством просматривать веб-страницы, но и пользоваться видеосвязью, слушать потоковое аудио и т.п. Впрочем, на практике качество связи зависит как от конкретных применяемых технологий, так и от уровня сигнала, загруженности базовых станций и т.п.

— 4G. Четвёртое поколение связи, наиболее продвинутое на сегодняшний день. Включает технологии WiMAX и LTE, значительно превосходящие по скорости передачи данных не только стандарты 3G, но и привычное многим стационарное проводное подключение к Интернету через Ethernet. Правда, и стоит такая связь недёшево.

Технологии передачи данных, поддерживаемые модемом.

— GPRS. Наиболее старая из применяемых на сегодняшний день технологий связи. Разработана как стандарт для сотовых сетей GSM, позволяющий передавать данные параллельно с голосовой связью и текстовыми сообщениями, а также тарифицировать доступ в сеть по количеству переданных данных, а не по времени подключения (как в предшествующем стандарте CSD). На момент создания была весьма прогрессивной, однако сейчас считается окончательно устаревшей и применяется лишь в тех случаях, когда более продвинутые стандарты использовать невозможно.

— EDGE. Технология, созданная как модификация описанного выше GPRS, которая позволила бы увеличить пропускную способность канала и повысить надёжность связи. В остальном данный стандарт полностью аналогичен GPRS по основным практическим особенностям.

— W-CDMA. Один из ранних стандартов связи третьего поколения (3G). Применяется в сетях формата UMTS. Одним из главных достоинств таких сетей является возможность построения сетей на основе существующей инфраструктуры GSM. Поэтому UMTS и конкретно W-CDMA используется многими операторами мобильной связи на начальном этапе перехода с 2G на 3G.

— HSUPA. Технология связи третьего поколения (3G), развитие описанной выше W-CDMA. Название расшифровывает...ся как «High-Speed Uplink Packet Access» — высокоскоростная пакетная передача данных в направлении «от абонента». Это, собственно, и описывает назначение данной технологии: она увеличивает скорость передачи данных с модема на базовую станцию, что может пригодиться для некоторых специфических задач — например, видеосвязи.

— HSDPA. Дальнейшее, после HSUPA, усовершенствование стандарта W-CDMA (см. выше). Относится к сетям третьего поколения (3G), однако считается «расширенным» стандартом, из-за чего сети с поддержкой HSUPA могут обозначаться как 3.5G, 3G+ и т.п. Само название — «High-Speed Downlink Packet Access» — переводится как «высокоскоростная пакетная передача данных с базовой станции на устройство».

— HSPA+. Наиболее продвинутый на сегодняшний день стандарт связи третьего поколения на основе сетей UMTS (W-CDMA). Благодаря ряду усовершенствований позволяет добиться более высоких скоростей, чем описанные выше варианты, приближаясь по возможностям к сетям четвёртого поколения; поэтому иногда условно обозначается как 3.75G.

— WiMAX. Изначально WiMAX был создан в двух версиях — «мобильной» и «стационарной»; в подавляющем большинстве современных сотовых модемов применяется второй вариант. Он относится к стандартам четвёртого поколения — 4G (тогда как «мобильный» являлся конкурентом 3G-технологий, хотя иногда в маркетинговых целях также обозначается как связь 4 поколения). Некоторое время назад WiMAX активно продвигался как альтернатива проводному широкополосному подключению к Интернету (в частности, как оптимальный вариант для частного сектора, куда дотянуть кабель затруднительно). Однако сейчас данный стандарт постепенно теряет популярность — в частности, в связи с развитием и продвижением более совершенного LTE (не имеющего к тому же деления на «мобильную» и «стационарную» разновидность).

— LTE (до 173 Мбит/с). Стандарт сотовой связи четвёртого поколения, наиболее популярная 4G-технология на сегодняшний день — в частности, благодаря тому, что является дальнейшим развитием W-CDMA/UMTS и может быть внедрён путём совершенствования существующих сетей (причём как UMTS, так и CDMA2000). Ещё одна причина популярности — одинаковое удобство как для стационарного, так и для мобильного оборудования. С другой стороны, при выборе модема данного стандарта стоит иметь в виду, что в разных странах диапазоны и каналы LTE могут различаться, поэтому сама по себе поддержка этой технологии ещё не гарантирует совместимости с конкретной сетью. Также нужно учитывать, что в некоторых странах сети LTEещё только находятся на этапе развёртывания, а в некоторых — отсутствуют вообще.

— EV-DO (Rev.A). EV-DO — технология передачи данных третьего поколения (3G), применяемая в мобильных сетях стандарта CDMA (не путать с W-CDMA, построенной на другом базовом стандарте — UMTS). Отметим, что в некоторых странах данная разновидность 3G-сетей получила распространение намного раньше, чем W-CDMA и её модификации, причём по ряду технических причин применяется она преимущественно для передачи данных — то есть для работы 3G-модемов. Что же до Rev.A, то это — вторая по счёту и наиболее распространённая версия стандарта EV-DO.

— EV-DO (Rev.B). Третья по счёту версия технологии EV-DO, развитие и усовершенствование Rev.A; подробнее см. выше. Здесь же отметим, что данный стандарт также часто используется как 3G-связь для передачи данных; его зона покрытия не столь обширна, как у предыдущей версии, но всё же охватывает большинство крупных населённых пунктов и их окрестности. Также стоит учитывать, что для использования всех возможностей Rev.Bнеобходим модем с поддержкой этой версии, а этим могут похвастаться далеко не все современные EV-DO-устройства.

При оценке возможностей модема стоит учитывать, что приведённые для каждой технологии значения скорости являются максимумом, который на практике достижим только в идеальных условиях. Фактические же значения скорости, как правило, ниже потенциально возможных; они могут зависеть как особенностей сети, мощности сигнала и других технических моментов, так и от политики оператора и условий конкретного тарифа.

Операторы мобильной связи, с чьими сетями совместим модем. Эта совместимость зависит в первую очередь от возможности устройства работать с технологиями передачи данных (см. выше), используемыми в той или иной сети.

Отметим, что модемы, использующие технологию EV-DO на основе CDMA и не имеющие слота для R-UIM-карты (см. ниже) могут продаваться «залоченными» под конкретного оператора; однако перепрошивка такого устройства под другую сеть обычно не составляет проблем. Поэтому для подобных устройств в нашем каталоге указываются все потенциально совместимые операторы, не только «родная» сеть.

— Внешняя антенна. Наличие у модема собственной внешней антенны. Чаще всего такая антенна представляет собой несъемную часть конструкции и делается складной для удобства транспортировки и хранения; однако некоторые модели могут комплектоваться съемными внешними антеннами, подключаемыми через соответствующий разъем (см. ниже). В любом случае данная функция повышает качество и надежность связи, что особенно пригодится в местности со слабым уровнем сигнала. По ряду причин встречается она преимущественно в классических модемах (см. «Тип»).

— Разъем для внешней антенны. Наличие разъёма для подключения внешней съемной антенны в конструкции модема. Значение всех внешних антенн описано выше; здесь же отметим, что разъем дает возможность использовать с модемом довольно крупные приспособления, которые значительно превышают по своим возможностям «родные» антенны (как внутренние, так и внешние несъёмные). Кроме того, антенну под разъем пользователь может выбрать на своё усмотрение.

— Разъем для карты памяти. Наличие разъема для карт памяти в конструкции модема. Карты памяти весьма популярны в современной электронике как сменные носители информации; в беспроводных модемах встречается два основных варианта работы с ними. Первый предусматривает применение в роли внешнего картридера, для обмена информацией между картой и устройством, к которому мо...дем подключен по USB (см. ниже); проще говоря, установка карты превращает модем еще и во «флешку» со съемной памятью. А в моделях с Wi-Fi (см. «Тип») может предусматриваться также возможность работы в роли сервера, предоставляющего доступ к содержимому карты всем беспроводным устройствам, подключенным к модему. Что же до типов карт, то чаще всего встречается поддержка стандарта microSD — они достаточно миниатюрны, чтобы без проблем сочетаться с компактными корпусами беспроводных модемов. Стоит учитывать, что даже в пределах одного стандарта карт памяти существует несколько разновидностей, и перед покупкой не помешает уточнить, с какими именно из них совместимо устройство.

— Слот для SIM-карты. Наличие слота для SIM-карты в конструкции модема. Аббревиатура SIM расшифровывается как Subscriber Identification Module, т.е. модуль идентификации абонента, и это основная функция данных карт — «привязка» устройства к конкретной учётной записи абонента (личному счету, мобильному номеру и т.п.). Отметим, что в данном случае под термином SIM подразумеваются как оригинальные карты этого стандарта, применяемые в сетях GSM, так и USIM, используемые в сетях 3G W-CDMA (со всеми соответствующими надстройками, см. «Технологии передачи»). Наличие слота для SIM является обязательным для модемов, поддерживающих упомянутые технологии связи — «прошивка» для привязки к сети оператора в них практически не применяется.

— Слот для R-UIM-карты. Наличие слота для R-UIM-карты в конструкции модема. Назначение таких карт аналогично описанным выше SIM, однако применяются они в сетях на основе CDMA (и, соответственно, в модемах с поддержкой EV-DO, см. «Технологии передачи»). Отметим, что в отличие от устройств под сети GSM и UMTS, для CDMA-модемов слот под данный тип карт не является обязательным элементом оснащения — многие подобные устройства привязываются к сети за счет изменения прошивки, из-за чего операторы такой связи могут вообще не использовать R-UIM. Поэтому, хотя в целом применение карт проще и удобнее для пользователя, чем перепрошивка, однако на практике выбор по наличию или отсутствию R-UIM-слота зависит от требований сети, с которой планируется использовать модем.

— GPS-модуль. Наличие GPS-модуля в конструкции модема. Данная функция позволяет отслеживать текущие географические координаты прибора; а вот варианты работы с данными о координатах могут быть разными. Наиболее популярный способ использования таких моделей — применение в роли внешнего GPS-модуля для ноутбука или иного устройства.

— Дисплей. Наличие дисплея в конструкции модема. Даже простейшие экраны, применяемые в современных модемах, весьма универсальны и способны отображать практически любую служебную информацию о работе устройства (а иногда и не только чисто служебную). Благодаря этому данная функция обеспечивает намного больше возможностей по информированию пользователя, нежели различные индикаторы. В то же время отметим, что данная функция встречается только в Wi-Fi-модемах (см. выше), рассчитанных на автономное применение. Это обусловлено тем, что в моделях, подключаемых при работе к другому устройству по USB, за информирование отвечает экран внешнего устройства, и оснащать модем собственным дисплеем попросту не имеет смысла.

Скорости подключения по Wi-Fi, точнее — стандарты Wi-Fi, поддерживаемые модемом с соответствующими возможностями (см. «Тип», «Подключение»).

— До 11 Мбит/сек (802.11b). Стандарт, представленный в конце 1990-х. Использует частоту 2,4 ГГц. Одним из недостатков по сравнению с более поздними стандартами, помимо более низкой пропускной способности, является довольно высокая чувствительность к помехам со стороны других устройств, работающих на частоте 2,4 ГГц (Bluetooth-модулей, беспроводных телефонов и компьютерной периферии, магнетронов в микроволновых печах, и т.п.).

— до 54 Мбит/сек (802.11g). Дальнейшее развитие стандарта 802.11b, разработанное в первую очередь в расчёте на повышение пропускной способности соединения и представленное в 2003 году. Оборудование 802.11g полностью обратно совместимо с 802.11b, поэтому даже самые простые из современных Wi-Fi устройств поддерживают оба этих стандарта.

— до 300 Мбит/сек (802.11n). Стандарт Wi-Fi, являющийся дальнейшим развитием описанных выше форматов — в частности, за счёт дополнения их поддержкой технологии MIMO (распределение ввода и вывода между несколькими антеннами). Представлен в 2009 году. Основная рабочая частота — 2,4 ГГц, однако встречаются устройства, дополненные 5-ГГц диапазоном.

— до 1300 Мбит/сек (802.11aс). Наиболее продвинутый из общераспространённых стандартов Wi-Fi на сегодняшний день. Построен на основе 802.11n, представлен в конце 2013 года. Основные усовершенствова...ния коснулись увеличения количества потоков на второй частоте (5 ГГц) и внедрения более продвинутых стандартов MIMO и модуляции, что позволило соответствующим образом повысить пропускную способность.

Все описанные выше версии Wi-Fi совместимы между собой, поэтому проблем с подключением как таковым в смешанных сетях обычно не возникает. Однако в подобных случаях скорость передачи данных ограничивается характеристиками наиболее медленного стандарта (например, связка 802.11g — 802.11ac не сможет работать быстрее 54 Мбит/с). Поэтому для использования всех возможностей того или иного стандарта необходимо, чтобы его поддерживали и Wi-Fi-модем, и подключённое к нему устройство. Это стоит учесть при выборе.

Наибольшее расстояние, на котором встроенный роутер модема способен обеспечить связь по интерфейсу Wi-Fi (см. «Подключение»).

Стоит учитывать, что на практике радиус действия сильно зависит от ряда факторов, не связанных с основными характеристиками модема: наличием помех и препятствий на пути следования сигнала, характеристиками Wi-Fi модуля подключаемого устройства, зарядом аккумуляторов в этом устройстве или самом модеме и т.п. Поэтому фактические показатели дальности могут быть заметно ниже заявленных: к примеру, при работе через стену они заметно снижаются. Однако данная характеристика довольно наглядно описывает общую «дальнобойность» устройства, да и сравнения разных моделей по ней вполне допускаются.

Также отметим, что далеко не всегда имеет смысл приобретать устройство с максимальным радиусом действия — хотя большая дальность обеспечивает дополнительное удобство, она требует высокой мощности передатчика, что значительно увеличивает габариты и цену модема. Поэтому при выборе стоит исходить в первую очередь из предполагаемого формата использования. К примеру, если 3G-соединение нужно Вам для выхода в Интернет в дороге с планшета, дальности действия в несколько метров будет вполне достаточно (к тому же она снизит вероятность подключения посторонних к переносной точке доступа). А вот для установки в большом частном доме имеет смысл подыскать модель «подальнобойней».

Наибольшее количество устройств, которые можно одновременно подключить к модему через Wi-Fi (см. «Подключение»).

Наличие данного ограничения связано с тем, что обработка сетевых запросов от нескольких устройств сразу требует довольно большого количества вычислительных ресурсов, а их в миниатюрной электронике, вроде беспроводных модемов, не так много. Впрочем, даже недорогие модели могут поддерживать порядка 5 – 6 устройств, чего более чем достаточно для большинства случаев; а в более продвинутых модемах это количество может достигать 10.

Ёмкость аккумулятора, установленного в модеме с соответствующим типом питания (см. ниже).

Чем выше ёмкость — тем дольше аккумулятор способен проработать без подзарядки, при прочих равных. Однако стоит иметь в виду, что ситуация «прочих равных» практически не встречается в современных беспроводных модемах. Во-первых, разные технологии передачи данных (см. выше) характеризуются разными показателями энергопотребления; во-вторых, даже модели с поддержкой одних и тех же стандартов могут различаться по энергопотреблению (и времени работы на заряде) из-за конструктивных отличий. Поэтому данный показатель в большинстве случаев является чисто справочной информацией, и сравнивать по нему даже очень похожие модели можно лишь приблизительно. При выборе же стоит ориентироваться прежде всего на прямо заявленные характеристики времени автономной работы (см. ниже).

Максимальное время работы модема с питанием от аккумулятора (см. «Питание») на одном заряде в режиме Интернет-серфинга. Такое питание характерно для Wi-Fi роутеров, поэтому, как правило, под Интернет-серфингом предполагается обеспечение доступа во Всемирную сеть для внешнего Wi-Fi устройства.

Данная характеристика является основным показателем автономности для любого модема с аккумуляторным питанием, т.к. она описывает время использования его по основному назначению без подзарядки. В то же время нужно иметь в виду, что измеряется этот показатель в определённых «идеальных» условиях; фактическое же время работы зависит от ряда факторов, включая интенсивность серфинга, объёмы передаваемых данных, количество подключённых устройств и расстояние до них, уровень сигнала сотовой сети и т.п. Поэтому на практике автономность модема может быть несколько ниже. Тем не менее, разные модели вполне можно сравнивать друг с дружкой по заявленному в характеристиках времени работы.

Максимальное время работы модема с питанием от аккумулятора (см. «Питание») в режиме ожидания на одном заряде батареи.

Данный режим можно описать как режим готовности. Он предполагает, что устройство включено, его рабочие схемы находятся под напряжением и в любой момент готовы среагировать на входящий сигнал или команду пользователя, однако никакого обмена данными не происходит и никакие функции не работают. Этот показатель не так важен, как время работы в режиме Интернет-серфинга (см. выше), однако он тоже имеет практическое значение и позволяет оценить автономность устройства — ведь в перерывах между сеансами связи модем пребывает именно в режиме ожидания.

Способы соединения с другими устройствами, предусмотренные в конструкции модема.

— USB. Проводной интерфейс, наиболее распространённый и универсальный современный стандарт, применяемый для подключения периферийного оборудования к различным электронным устройствам, начиная от компьютеров и заканчивая смартфонами и даже беспроводными модемами. В данном случае подразумевается полноразмерная версия разъёма USB. Обычно она устанавливается в классических модемах (см. «Тип») и имеет вид штекера, при помощи которого модем подключается к управляющему устройству (ПК, ноутбуку, планшету и т.п.). Через этот же разъём, как правило, осуществляется и питание.

— microUSB. Уменьшенная версия разъёма USB (см. выше), применяемая преимущественно в Wi-Fi модемах (см. «Тип»), способных работать автономно и не требующих постоянного подключения к другому устройству. При этом в 3G/4G модемах microUSB обычно имеет вид гнезда, а не штекера, а для подключения используется специальный кабель. Данный интерфейс обычно играет роль служебного разъёма общего назначения: через него заряжается аккумулятор, а также осуществляется подключение к ПК или другому устройству для управления настройками, обновления прошивки и т.п.

— Wi-Fi. Беспроводной интерфейс, применяемый в модемах для работы в режиме хот-спота — то есть для того, чтобы «раздавать»...мобильный Интернет на другие устройства с поддержкой этой технологии (ноутбуки, планшеты, смартфоны и т.п.). Скорость передачи данных зависит от поддерживаемого стандарта; подробнее об этом см. выше, однако стоит отметить, что даже в наиболее скромных стандартах пропускная способность довольно высока, и на практике скорость серфинга чаще зависит от скорости работы мобильной сети, чем от характеристик Wi-Fi модулей в модеме и внешнем устройстве. Разумеется, при одновременном подключении нескольких устройств скорость падает соответственно, но это неизбежное явление. Также отметим, что Wi-Fi обеспечивает соединение даже через стены, а на открытой местности радиус действия (см. выше) может достигать нескольких десятков метров.

— ExpressCard. Интерфейс подключения, применяемый преимущественно в ноутбуках. Периферийные устройства данного стандарта, включая беспроводные модемы, имеют вид характерных карт, при подключении устанавливаемых в специальный слот на корпусе устройства. При этом стоит учитывать, что существует два форм-фактора ExpressCard — 54 мм и 34 мм, и 34-мм карты могут без ограничений использоваться с 54-мм слотами, но не наоборот. Поэтому при выборе такого модема стоит уточнить соответствие его форм-фактора планируемому «посадочному месту». Впрочем, данный стандарт постепенно сходит со сцены, вытесняясь более совершенными интерфейсами — в частности, USB 3.0.

Способы питания, предусмотренные в конструкции беспроводного модема.

— От USB. Питание от обычного USB-порта компьютера или ноутбука. В большинстве подобных моделей этот же разъём используется для обеспечения доступа в Интернет на упомянутом ПК или ноутбуке, однако есть и исключения: некоторые Wi-Fi-модемы (см. «Тип») способны «раздавать» Интернет только беспроводным способом, на другие Wi-Fi устройства. В любом случае главным достоинством питания от USB является отсутствие хлопот с собственным аккумулятором модема: пока работает управляющее устройство и есть напряжение в USB — будет и доступ в Интернет. С другой стороны, данный вариант ограничивает подвижность и требует наличия поблизости другого устройства с портом USB и достаточным запасом энергии. С последним не возникает проблем, если речь идёт о работе вблизи от розеток, но если их поблизости нет — например, при использовании модема с ноутбуком в дороге — лишняя периферия, сокращающая время работы от батареи, может оказаться весьма нежелательной. Также отметим, что при подключении модема через разветвитель (хаб) одновременно с другими USB-устройствами, питающимися от того же порта, мощности поступающего на него питания может оказаться недостаточно; особенно это актуально для работы с интерфейсом USB 2.0.

— От аккумулятора. Питание от собственного встроенного аккумулятора предусматривается в моделях с поддержкой Wi-Fi (см. «Подключение...»). Такие модемы рассчитаны на применение в роли автономного оборудования и не требуют проводного подключения к управляющему или питающему устройству вроде ПК или ноутбука. Благодаря этому достигается максимальная мобильность. С другой стороны, заряд батареи не бесконечен: его обычно хватает на несколько часов (см. пункты о времени работы в разных режимах), после этого аккумулятор всё равно придётся заряжать. Кроме того, наличие встроенных батарей ощутимо сказывается на габаритах, весе, а главное — цене модемов.

Отметим, что некоторые модели предусматривают оба описанных варианта питания, что делает их максимально универсальными: в отрыве от внешних источников питания можно использовать для работы аккумулятор, а при наличии таких источников — подключаться к ним по USB, экономя заряд батареи и подзаряжая её. Правда, и на цене подобная универсальность сказывается соответственно.