Как работает мобильный интернет: объясняем ну очень простым языком
Велик шанс, что мобильным интернетом вы пользуетесь прямо сейчас, читая этот текст. Без него трудно представить нашу жизнь — но знаете ли вы, как именно он работает? Что означает G в 4G и почему связь называется сотовой? Сейчас вместе с МегаФоном все объясним. Да так просто, что поймет даже ребенок!
Как вообще работает сотовая связь
Сотовая вышка — это большая рация с огромной антенной, наши телефоны — рации поменьше. Между собой они связываются с помощью невидимых глазу волн. Вышка напрямую подключена к интернету с помощью толстого подземного кабеля. Так что она работает, как огромный роутер, а паролями от «Wi-Fi» служат сим-карты.
А еще у каждой вышки есть область действия. И если посмотреть на город, в котором вы живете, с высоты птичьего полета и представить, что нам видно эти области, они будут похожи на пчелиные соты. Вот почему связь называется сотовой.
Наши телефоны постоянно ищут радиосигнал, подключаясь к самому мощному. Чем ближе его источник, тем он сильнее. Когда телефон находится в зоне доступа радиовышки, он постоянно «разговаривает» с ней, обмениваясь информацией. Та получает от вас буквы и цифры, а присылает картинки, видео и музыку. А при разговоре передает ваш голос в виде единиц и нулей на телефон мамы или приятеля, где динамик превращает все это обратно в звук.
Компания, которая устанавливает вышки, и следит за тем, чтобы они исправно работали, называется оператором. Сегодня лидер по покрытию и скорости мобильного интернета в России — МегаФон*. Все благодаря тому, что компания постоянно внедряет самые современные технологии, обеспечивающие быстрый и стабильный доступ в сеть.
Что такое 4G и LTE?
G — это первая буква английского слова generation, поколение. То есть 1G — связь первого поколения, а 4G — четвертого. Чем новее поколение — тем лучше. Друг от друга все эти G отличаются количеством информации, которую может передать сотовая вышка. В эпоху 1G по телефону можно было только звонить, а звучание голоса собеседников было очень плохим. В 2G звонки стали лучше, а еще появилась СМС — сегодня уже полузабытая технология пересылки коротких сообщений. Тогда у сообщений был лимит на количество знаков, а за отправку каждого операторы брали деньги. Поэтому люди ставили точки вместо пробелов и писали русские слова латинскими буквами — так умещалось больше символов.
3G — это уже мобильный интернет: можно и сайт открыть, и эмодзи отправить, но вот видео в хорошем качестве все еще не посмотришь.
А 4G — это уже современный стандарт: классный, быстрый, надежный.
Правда, и это не предел. У МегаФона есть pre-5G — это как 4G, только круче: работает даже если вы в огромной толпе, а скорость почти как по проводу. Все благодаря умной программе на станциях оператора, которая определяет самые загруженные участки и расширяет радиоканал для тех, у кого подключена опция pre-5G в тарифном плане.
А как же LTE? Это просто название стандарта беспроводной передачи данных, входящего в четвертое поколение 4G. Если 4G — это игровая приставка, LTE в таком контексте — PlayStation или Xbox.
MIMO
Представьте, что вы направили луч фонарика в окно, чтобы осветить комнату за ним. Если перед лучом будут преграды (дерево или, скажем, ваш любопытный друг, которому интересно, что это вы такое делаете), часть света «потеряется» и освещение получится тусклым. Конечно, можно купить более мощный фонарик, но полностью проблему это не решит: препятствия ведь все так же будут блокировать лучи.
А что если поставить, скажем, два фонарика, причем так, чтобы их лучи не накладывались друг на друга, а еще взять и прорубить в стене дополнительное окно? Именно так и работает технология MIMO. Один сигнал (то есть поток из данных) одновременно отправляется вам на телефон сразу двумя антеннами. А ваш телефон принимает их своими двумя антеннами. В итоге скорость мобильного интернета увеличивается.
В сетях МегаФона используется технология Massive MIMO: «фонариков» в них не два, а гораздо, гораздо больше. Вот почему интернет оператора такой быстрый и работает там, где не получается у других.
VoLTE
Сравните две картинки:
Картинка справа вся в квадратиках из-за низкого разрешения. Выглядит ужасно, но есть и плюс: она гораздо меньше весит, а значит, быстро загрузить ее может даже самый слабый интернет. А для того, чтобы быстро показать вам красоту слева, нужна очень хорошая скорость.
Когда вы разговариваете по обычному телефону (то есть не через WhatsApp или Telegram), вы делаете это по 2G. Так что ваш голос, как и голос вашего собеседника, транслируется не в максимально возможном качестве. Кроме того, вы не можете пользоваться интернетом, пока говорите. Одни неудобства.
Вот для чего нужна VoLTE: эта технология позволяет в реальном времени транслировать речь через 4G. А это значит — идеальное звучание и минимальная задержка сигнала.
SON
Представьте, что вы — капитан парусного корабля. Но есть загвоздка: у вас нет команды, и все-все-все приходится делать самому. Крутить штурвал, выбирая направление, карабкаться на мачту, чтобы осматривать горизонт, разворачивать паруса и даже латать пробоины. Та еще задачка!
Раньше всей работой сотовых вышек в ручном режиме управляли специалисты. Им приходилось самостоятельно балансировать нагрузку на станциях, выбирать углы наклона антенн и делать еще кучу всего, чтобы у абонентов была стабильная и надежная связь.
Поэтому МегаФон внедрил у себя систему автоматической оптимизации SON. Это умная программа, которая постоянно, 24 часа в сутки и семь дней в неделю, анализирует работу станций и вышек и сама вносит нужные корректировки. Плюс она умеет устранять ошибки и сбои даже быстрее, чем человек.
В итоге специалисты МегаФона могут сосредоточиться на внедрении новых технологий и расширении возможностей сети.
Абонентам МегаФона доступны самые современные технологии мобильной связи: от быстрейшего в России LTE и pre5G до VoLTE. А еще это оператор с самым большим покрытием в стране. Подключайте тарифы МегаФона и наслаждайтесь действительно качественной связью.
* МегаФон — мобильный оператор №1 по скорости и покрытию. Основано на анализе скорости мобильного интернета и данных о покрытии сети компании Ookla ® («Оокла») в 2017–2023 годах. Карта покрытия и другие подробности — на megafon.ru.
Реклама ПАО «МегаФон», ИНН: 7812014560
Свирепый лемминг напал на лыжника!
Говорят, видео из его смартфона, нашли рядом с растерзанным телом...)
BeeSynth - плеер для PC-спикера
Хочу представить вам плеер и синтезатор для системного спикера, написанный на Rust.
Поддерживает воспроизведение MP3, WAV, FLAC, трекерной музыки - и вообще всего, что может быть сконвертировано библиотекой ffmpeg в WAV-PCM. Для улучшения качества звука поддерживает обработку звука с помощью фильтров: например, фильтры высоких и низких частот, а также извлечение из сигнала самых значимых гармоник с помощью преобразования Фурье.
Также поддерживается многоканальное воспроизведение собственной музыки, написанной в текстовом виде в специальном формате.
Ссылка на GitHub: https://github.com/HoShiMin/BeeSynth
Как это работает: доступ к спикеру осуществляется с помощью так называемых портов ввода-вывода - специального интерфейса в процессоре, выделенного для работы с чипсетом и периферийными устройствами. Этот интерфейс сводится к двум машинным инструкциям: in и out, которые обычно доступны только в режиме ядра (Ring0) - в привилегированном режиме, к которому у пользовательских программ доступа нет. А значит, нам нужен драйвер, который или откроет для нашей программы доступ к портам в пользовательский режим (юзермод, он же Ring3), или будет служить «мостиком» между Ring3 и Ring0, позволяя юзермоду отправлять запросы в ядро и работать с портами оттуда.
В проекте поддерживаются оба способа при использовании драйвера InpOut:
1. Отправляем ему запросы на работу с портами.
2. С его помощью патчим уровень привилегий, с которым наш поток может работать с портами, с Ring0 на Ring3 - таким образом, поток получает возможность работать с портами из юзермода напрямую - без необходимости запрашивать драйвер.
Научились работать со спикером: теперь необходимо понять, что играть. Самый удобный формат для воспроизведения - WAV, т.к. представляет собой массив сэмплов фиксированной длительности. Каждый сэмпл - амплитуда сигнала в момент времени, соответствующий номеру сэмпла в массиве. Поэтому все музыкальные форматы мы предварительно конвертируем в WAV с помощью библиотеки ffmpeg.
Спикер имеет только два состояния: напряжение приложено (мембрана поднята вверх) и напряжение снято (мембрана опущена). Таким образом, мы можем воспроизводить звук с глубиной дискретизации всего в 1 бит, в отличие от типовых WAV-файлов с глубиной дискретизации в 16 бит, поэтому нужен такой алгоритм ресэмплинга, который позволит добиться приемлемого качества звука. И здесь возможны варианты: можно использовать широтно-импульсную модуляцию (PWM), чтобы научить мембрану занимать промежуточные положения между 0 и 1, настолько быстро подавая и снимая напряжение, чтобы мембрана не успевала доходить до граничных положений, но сделать это очень сложно из-за различий в физических свойствах разных спикеров в разных компьютерах. Поэтому в проекте реализован другой подход: положение переключается на каждый амплитудный пик или на каждую амплитудную впадину в сигнале, что даёт уверенное качество звука и хорошую громкость.
Остался последний штрих: можно улучшить качество звука, отрезав самые низы, которые спикер не воспроизведёт, и верхи, которые приводят к шуму. Сделать это можно, используя фильтры низких и высоких частот.
В итоге мы можем воспроизводить любой звук в относительно хорошем качестве. Технические детали и более подробное описание можно найти в README на страничке проекта на гитхабе.
Городские
Комары перестали пищать, тихо прилетел, укусил и улетел, а ты продолжаешь спокойно спать весь покусанный.
Вы хотите головоломок?
Их есть у нас! Красивая карта, целых три уровня и много жителей, которых надо осчастливить быстрым интернетом. Для этого придется немножко подумать, но оно того стоит: ведь тем, кто дойдет до конца, выдадим красивую награду в профиль!