Все, что нужно знать про беспроводную связь в смартфоне

Какие есть стандарты беспроводной связи в смартфоне, в чем их отличия и основные задачи. HARD про модем, Wi-Fi, Bluetooth, NFC и не только

Этот выпуск рубрики HARD посвящен модулям смартфона, которые отвечают за беспроводную связь. В современных телефонах представлены многие виды коммуникаций разного назначения: для разговоров, интернета, сопряжения гарнитуры, навигации. И начнем мы с основополагающей функции всех мобильников - сотовой связи.

Первая генерация мобильных сетей (1G) появилась в 80-х годах прошлого столетия. Это были аналоговые системы передачи голоса и речевых сообщений. Уже в 90-х произошел переход на цифровые сети. Произошло зарождение широко известных стандартов сотовой связи 2G. Таких как GSM и CDMA. Помимо голоса появилась возможности передавать данные. Ее позволяли реализовать надстройки стандарта GSM - GPRS и следом EDGE. Конечно скорость, которая обеспечивалась этими стандартами, не позволяла в полной мере пользоваться сетью Интернет, но для веб-серфинга, проверки почты вполне хватало. Настоящим прорывом стало третье поколение сотовых сетей — 3G. Стандарт UMTS и его модификации позволяли обеспечить высокую скорость передачи данных, достаточную для онлайн-просмотра медиаконтента, видеозвонков, да и просто комфортного нахождения в сети Интернет. И пока в Украине этот стандарт (вернее более совершенное поколение "3.5G" HSPA+) только набирает обороты, во многих странах уже актуальна связь поколения 4G. Сюда относятся такие технологии, как LTE, WiMAX и другие. Формально только из модернизированные версии (LTE-Advanced, WiMAX Release 2) являются настоящими представителями связи 4-го поколения. Эти стандарты характеризуются высокими скоростями передачи данных и большой пропускной способностью сетей. Далее, вы можете увидеть краткую сводную таблицу поколений сотовой связи.

Сегодня интенсивно ведутся работы по разработке и внедрению связи пятой генерации 5G. Особенно преуспела в этом китайская компания Huawei.

За связь с сотовой сетью в смартфоне отвечает радиомодуль, по-другому - модем. У одних производителей данный модуль является частью SoC (системы на чипе), у других же отдельным модулем. Причем компоненты могут использоваться разных производителей. Например, для процессоров Apple радиомодули поставляет Quallcomm. Разные версии модемов поддерживают и разные стандарты связи. Флагманские устройства в большинстве случаев могут работать во всех актуальных сотовых сетях. Ниже привожу таблицу популярных SoC и стандартов, которые они поддерживают.

Особняком стоят аппараты с поддержкой двух и более SIM-карт. Как правило, они используют один радиомодуль, то есть когда мы разговариваем по одной симке, другая не активна. На рынке также присутствуют и решения с двумя модемами, которые позволяют одновременно две операторские карты. Правда, за такое решение приходится расплачивается худшей автономностью.

Также не стоит забывать о программной совместимости операционной системы и радиомодуля. От этого будет зависеть качество сигнала сотовой сети.

Еще одним важным типом беспроводной связи в смартфоне является Wi-Fi. Этот стандарт преимущественно используется для доступа к сети Интернет. Но также может быть задействован для обмена данными между смартфонами и планшетами (Wi-Fi Direct), передачи медиа на телевизор (Wireless Display, Miracast), удаленного управления фото и видеокамерами, бытовыми приборами. Существует несколько стандартов Wi-Fi, основные отличия которых состоят в пропускной способности.

Практически все современные телефоны поддерживают стандарты Wi-Fi 802.11a/b/g/n, а флагманы этого года и 802.11aс.

До появления Wi-Fi Direct единственным нормальным способом (инфракрасный порт не считаем за нормальный) передать файлы между двумя телефонами была беспроводная связь по стандарту Bluetooth. С появлением возможности делать это при помощи Wi-F, «синий зуб» утратил свою значимость в этом направлении, так как обладал маленькой пропускной способностью и радиусом действия до 10 метров. Но ему нашлась другая задача – сопряжение со всевозможными аксессуарами, такими как наушники, гарнитуры для разговора, фитнес-трекеры, смартчасы. Актуальной сегодня является четвертая ревизия Bluetooth с повышенной скоростью передачи данных и низким энергопотреблением — Bluetooth 4.0 LE.

Не заблудиться в незнакомо месте поможет GPS модуль. Его наличие в смартфоне является уже обычным делом. Возможности GPS в смартфоне можно использовать в геосоциальных сетях, при занятиях спортом и фитнесом, для навигации в поездках и походах, для геотеггинга фото и видео, отслеживания утерянного или украденного телефона. Качество и точность работы GPS модуля во многом зависит от производителя чипа. Например, было время, когда решения в SoC от MediaTek и других китайских чипмейкеров сильно проигрывали конкурентам. Сейчас же китайцы исправили ситуацию – в моем Xiaomi Note 2 GPS отрабатывает на отлично!

Далее кратко рассмотрим еще несколько типов беспроводной связи, которые могут присутствовать в смартфоне.

Инфракрасная связь. Сегодня используется редко, хотя некоторые производители оборудуют свои смартфоны инфракрасным портом для управления бытовыми приборами.

NFC – стандарт высокочастотной беспроводной связи маленького радиуса действия. Его потенцил все еще не раскрыт в полной мере, но в перспективе наличие NFC модуля в смартфоне позволит осуществлять мобильные платежи, покупки, использовать аппарат в качестве электронного ключа, удостоверения личности.

Hot Knot – аналог NFC от китайского чипмейкера Mediatek. Эта функциявпервые была представлена в 2013 году в составе SoC МТ6592. Характеризуется высокой скоростью передачи данных и малым радиусом действия. Чтобы активировать эту функцию нужно соприкоснуться смартфонами. В отличие от NFC для Hot Knot не нужно радио антенн и чипов, что позволяет на много сократить затраты на производство.

Современный смартфон поддерживает почти все актуальные типы беспроводной связи. Он вполне может заменить Wi-Fi роутер, GPS навигатор, медиаплеер для телевизора, пульт для бытовых приборов. Я уверен, что вскоре смартфон можно будет использовать как кредитную карточку для оплаты товаров и услуг (некоторые наработки уже существуют), как документ подтверждающий личность, как ключ к машине, квартире. Беспроводная связь в телефоне делает нашу жизнь удобнее!