Jóllehet, már sokan használják a vonalas modemek helyett a notebookon és USB-kulcson keresztül történő 3.5G-s, nagy sebességű adatátvitelt (HSPA) böngészéshez, ugyanakkor a negyedik generációs vezeték nélküli hálózatok hamarosan olyan szélessávú mobilinternet-szolgáltatást kínálhatnak, amelyek gyorsabb letöltési sebességet biztosítanak, mint az otthoni vezetékes szélessávú internet. Fontos, hogy földrajzi szempontból olyan területeket is elérhet, amelyeket még a hagyományos vezetékes, szélessávú hálózatok sem képesek.
Két főszabvány
Két, egymással versengő — egyesek szerint egymást kiegészítő — szabvány emelkedett ki a 4G-univerzumban: LTE (Long-Term Evolution) és WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).
A Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) határozta meg a 4G, vagy IMT-Advanced technológia fogalmát, amely szerint a rendszernek el kell érnie a 100 Mibit/s letöltési sebességet mobileszközökön nagy sebesség mellett is (pl. autókban vagy vonatokon), illetve az 1 Gibit/s letöltési sebességet a fix vagy szinte mozdulatlan, vezeték nélküli kapcsolatok esetén. Erre az adatletöltési sebességre tulajdonképpen csak a WiMAX és az LTE új szabványcsaládjai képesek (ismertebb nevükön a WirelessMAN-Advanced, illetve LTE-Advanced). 2010 végén az ITU kissé elmosta a definíció körvonalait, és belefoglalta a 4G-be a WiMAX és LTE (illetve a HSPA+) szabványokat is, mivel ez jelentős előrelépés a 3G-hez képest — de talán azért is, mert számos szolgáltató (főleg az Egyesült Államokban) már széles körben reklámozta a WiMAX- és LTE-szolgáltatásokat, mint 4G-szolgáltatást.
A WiMAX- és LTE-hálózatok internet protokoll (IP) alapúak, és többszörös hozzáférésű ortogonális frekvenciaosztású (OFDMA) technológiát használnak. Az OFDMA többfelhasználós verziója az OFDM-nek, amely széles körben alkalmazott módja a digitális tartalmak többcsatornás adatátviteli frekvenciákon történő kódolásának; pl. számos európai és ázsiai ország használja az OFDM-technológiát a szárazföldi sugárzású, digitális tévé- és rádiószolgáltatásokhoz.
A WiMAX-specifikáció 75 Mibit/s adatátvitelt biztosít, de a sávszélességet megosztja a felhasználók között, így a gyakorlatban sokkal lassabb adatátvitelt biztosít. Az LTE-specifikáció 300 Mibit/s letöltési és 75 Mibit/s feltöltési sebességet nyújt. Valójában azonban az USA-ban kínált 4G-s szolgáltatások csak a két számjegyű megabites sebességet érik el, amellyel már összevethető a hagyományos otthoni vezetékes vagy szélessávú kábeles modemek teljesítménye is. Ennek ellenére azonban mégis úgy tűnik, hogy az LTE-nek megvan az előnye a WiMAX-szal szemben mind feltöltési, mind pedig letöltési oldalon.
LTE
Manapság a 3G mobilkommunikációs szabvány alatt több technológia is létezik, mint például a W-CDMA, CDMA2000 és a TD-SCDMA vezeték nélküli interfészszabványok, így az LTE lehet az első, igazán világszintű vezeték nélküli szabvány a mobiltelefonok számára. Az LTE támogatja az átváltást és a roamingszolgáltatást más 3G-mobilhálózatokkal is, lehetővé téve így a nagyobb fedettséget, amely a többi szolgáltató hálózatának használatából fakad. Az LTE működéséhez SIM kártya szükséges, ez teszi könnyebbé a roamingot: az LTE hatékonyabban használja ki a 3G-tornyokat; ha a mobileszközök hatótávon kívül vannak, akkor az eszközök visszalépnek 2.5 vagy 3G-hálózatokra. Azon szolgáltatóknak, akik rendelkeznek GSM/EDGE- és UMTS/HSPAhálózatokkal, az LTE jelenti a természetes továbblépést a 4G-szolgáltatáshoz; az upgrade-eszközök szempontjából is költséghatékonyabb azoknak, akik már rendelkeznek megfelelő infrastruktúrával.
WiMAX
A WiMAX nagyjából olyan teljesítményt nyújt, mint a WiFi-hálózatok, csak a mobilhálózat lefedettségi területén. A vezeték nélküli MAN (Metropolitan Area Networks)-hálózatot először a külvárosi területek számára fejlesztették, de a WiMAX a fix állomásoktól mért 50 km-es és a mobilállomásoktól mért 5 … 15 km-es távolságig biztosít lefedettséget.
Mivel a WiMAX-hálózatok kiépítési költségei alacsonyabbak, mint az LTE-hálózatokéi, gazdaságilag életképessé teszik a rendszert a távoli helyeken is, ahol internetelérésre lehet szükség. A WiMAX-ot azok a szolgáltatók részesítik előnyben, akik a szélessávú, vezeték nélküli elérésre fókuszálnak a külvárosi környezetben; továbbá az új belépők számára olcsóbb is a rendszer kiépítése. A WiMAX hasznos lehet a feltörekvő piacokon is, ahol nincs jelentős infrastruktúra, illetve azokban az országokban, ahol nincs jelentős GSM-infrastruktúra. Mint minden újonnan feltörekvő technológia, ez is eltérő lesz majd az egyik vagy másik szolgáltatást biztosító vállalatok üzleti modelljeiben. Mivel az LTE és a WiMAX között nincs átjárhatóság, a szolgáltatók további fejlesztésekkel és kihívásokkal néznek szembe, ha a már meglévő 2G- és 3G-hálózatokon felül szeretnék mindkét technológiát biztosítani. A félvezetőket gyártó vállalatok már fejlesztik a többfunkciós processzorokat, amelyek a nagy adatforgalmat bonyolító, többfunkciós 4G-bázisállomásokban kapnak majd helyet. Pl. a Freescale többmagos QorIQ processzoralapú platformja támogatja a 2G/3G és 4G vezeték nélküli technológiákat, beleértve az LTE-, W-CDMA (HSPA+), WiMAX-, UMTS- és CDMA-technológiákat is.
Egy feltörekvő vezető?
A WiMAX előnnyel indult az LTE-hez képest; a világ első WiMAX-szolgáltatását 2006-ban indította Koreában a KT Corporation, míg a világ első LTE-hálózatát 2009 decemberében indította a TeliaSonera Stockholmban. Ennek ellenére azonban a 4G az USA-ban mégis iránymutató? Az Egyesült Államokban a Sprint 2008-ban indította el a WiMAX-szolgáltatást, és megszerezte a 4G-piac jelentős részét. Ők voltak az első olyan amerikai szolgáltató, aki WiMAX-telefont biztosított. A versenytársak, mint például a Verizon Wireless csak 2011-ben indította el az LTE-szolgáltatását; a tavalyi év végén a Sprint bejelentette, hogy 2012-ben elindítja LTE-hálózatát is. Januárban a Consumer Electronics Show-ról szivárogtak ki azok a hírek, amelyek szerint a Sprint a közeljövőben már készen áll a WiMAX okostelefonok kibocsátására. A vállalat ezen a rendezvényen mutatta be az első három LTE mobileszközt is, amelyek nagy valószínűséggel a következő év közepétől kaphatók.
Az LTE szolgáltatás nem csak az Egyesült Államokban növekszik és válik egyre erősebbé, de számos olyan országban is, ahol már létezik jól kiépített 3G-infrastruktúra. A legtöbb nagy szolgáltató az LTE-t részesíti előnyben; a vele szemben támasztott követelmények: jelentős gazdasági növekedés, alacsonyabb árak és az LTE mobileszközök egyre növekvő száma. A japán NTT DoCoMo vállalat 2010-ben indította el az első kereskedelmi hálózatát. A szolgáltatás, amelyet Xi-nek neveztek el, lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy az LTE hatótávolságán kívül kerüljenek: ilyenkor az eszközök automatikusan átváltanak a 3G-hálózatokra. A hálózat, amely először csak számítógépek adatszolgáltatásához készült, lassan teljessé válik (4G), mivel az első kézikészülékek 2012 első felében már elérhetők. DélKoreában korán megvalósították a 4G LTE-hálózatot, és ez év januárjában ez lett az első olyan ország, ahol az összes szolgáltatónál elérhető a 4G LTE-szolgáltatás, miközben a 2G-szolgáltatásaikat sorra állítják le, hogy a szükséges sávszélességet biztosítani tudják. Minden jel arra utal, hogy Kína és India — a világ legnagyobb mobilpiacai — LTE-hálózatok kiépítését tervezi, azonban ez hosszú évekbe is telhet, mivel mindkét ország még a 3G-szoláltatások kiépítésével van elfoglalva. Az LTE elterjedését számos országban az akadályozza, hogy nincs meg a szükséges sávszélesség. Az Egyesült Királyságban a szolgáltatóknak várniuk kellett, amíg az analóg tv-szolgáltatást véglegesen kikapcsolják és a 4G-licenceket kiosztják. Az angol szabályozótestület, az Ofcom szerint a 4G-szolgáltatások megkerülhetetlen részét képezik a mobilforgalomnak, és a következő 5 évben több, mint 500%-kal fognak nőni. A 800 MHz-es sávszélesség kiosztása 2012 vége előtt várható, amely lehetővé teszi a 4G-szolgáltatás 2013-as beindítását.
… és végezetül
Szükségünk van-e rá egyáltalán? A mobil- és okostelefon-felhasználók számára néhány szembetűnő előny egyértelműen látható a nagy kapacitásigényű alkalmazásoknál, mint például a videokonferenciánál (amely megközelíti a valós idejű kommunikációt), online-játékoknál, interaktív tv-nél, a VoIP-nál — csak hogy néhányat említsünk. Mint minden új technológiánál, a korai felhasználók — akik nincsenek túl sokan — itt sem mutatnak nagy hajlandóságot a 4G-szerződések magasabb árainak megfizetésére. Sok telekommunikációs cég nem csak úgy tekint a 4G-re, mint a nagyobb sebességre, valamint feljavított és interaktív szolgáltatásokra — amelyek magasabb ARPU-ra [Average Revenue Per User (felhasználónkénti magasabb bevétel)] is lefordíthatók —, hanem mint nagyobb lefedettségre a vidéki területeken és az úgynevezett „vakfoltokban” is. Eljön az a pillanat, amikor már nem éri meg a kábeleket lefektetni, különösen olyankor, amikor az új, vezeték nélküli technológiák által nyújtott nagy sávszélesség is megfelelő az igények kielégítéséhez. Tehát a nagy sávszélességet igénylő felhasználók számára megéri várni a 4G-szolgáltatásra … függetlenül attól, hogy milyen formában is jön…
