Беспроводной модем
Беспроводно́й моде́м (также модуль или шлюз) — приёмопередающее устройство, использующее сети операторов мобильной связи для передачи и приёма информации[1], то есть устройство, предоставляющее мобильный широкополосный доступ в Интернет. Чаще всего применяется для подключения ноутбуков и персональных компьютеров к мобильным сетям. Современные модемы поддерживают стандарт Wi-Fi 7 (802.11be)[2] и развиваются в сторону интеграции со спутниковыми сегментами связи.
Описание
Для работы в сотовой сети в модем вставляется SIM-карта. Беспроводной модем может быть интегрирован в разнообразное телеметрическое, диспетчерское, охранное и другое оборудование. Такие модемы применяются вместо обычных телефонных модемов (например, в банкоматах, торговых автоматах, охранных системах, системах дистанционного управления, компьютерных системах), а также входят в состав программно-аппаратных комплексов. В процессе работы беспроводные модемы могут использовать дополнительные устройства управления. В промышленных и телеметрических модемах физические SIM-карты заменяются на интегрированные модули eSIM и iSIM, что повышает надёжность и защищённость оборудования[3].
Некоторые разновидности беспроводных модемов могут выполнять функции телефонных шлюзов для передачи голосовой, видео- и текстовой информации в местах, где невозможно или экономически нецелесообразно использовать фиксированную линию связи.
В современных беспроводных модемах применяется искусственный интеллект для динамического управления пропускной способностью и снижения задержек передачи данных[4].[5]
Технические характеристики
Современные флагманские чипсеты для беспроводных модемов, такие как MediaTek M90 и Qualcomm X105, поддерживают стандарт 5G-Advanced и обеспечивают пиковую скорость загрузки свыше 12 Гбит/с[6]. Также современные устройства поддерживают стандарт Wi-Fi 7 (802.11be) с теоретической максимальной скоростью передачи данных до 46 Гбит/с[7].
Модемы относятся к технически сложным товарам согласно пункту 6 Перечня технически сложных товаров, утверждённого постановлением Правительства РФ от 10 ноября 2011 года № 924 «Об утверждении перечня технически сложных товаров» (навигационное и беспроводное оборудование для бытового применения, включая спутниковую связь, с сенсорным экраном и двумя и более функциями).
Согласно Общероссийскому классификатору продукции по видам экономической деятельности (ОКПД 2) ОК 034—2014 (КПЕС 2008), утверждённому приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 января 2014 года № 14-ст, модемы входят в перечень: «Оборудование компьютерное, электронное и оптическое (аппараты телефонные прочие, устройства и аппаратура для передачи и приёма речи, изображений или иных данных, включая коммуникационное оборудование для работы в проводных и беспроводных сетях связи, например, в локальных и глобальных сетях)».
В эту группу входят:
- прочие телефонные аппараты; факсимильные аппараты, в том числе с автоответчиком;
- пейджеры;
- устройства связи, использующие инфракрасный сигнал (например, для дистанционного управления);
- модемы.
Таким образом, на основании устройства модема как радиоэлектронной аппаратуры, его назначения и классификации, модем относится к перечню непродовольственных товаров надлежащего качества, не подлежащих возврату или обмену на аналогичный товар других размеров, форм, габаритов, фасонов, расцветки или комплектации, поскольку является бытовой радиоэлектронной аппаратурой.
Согласно перечню непродовольственных товаров надлежащего качества, не подлежащих обмену, утверждённому постановлением Правительства РФ от 31 декабря 2020 года № 2463, технически сложные товары бытового назначения с гарантийным сроком не менее одного года не подлежат возврату и обмену при стандартных офлайн-покупках[8]. При дистанционном способе продажи возврат такого товара надлежащего качества возможен при условии сохранения его товарного вида, потребительских свойств и документа, подтверждающего факт покупки[9].
Преимущества
- Доступ в интернет практически везде, где есть мобильная связь, — позволяет подключать ноутбуки или ПК и осуществлять передачу электронных сообщений, обмен данными и медиафайлами;
- широкий выбор тарифов;
- простота установки;
- система оплаты аналогична мобильной связи;
- возможность отправки SMS;
- удобное управление[10].
- снижение задержек благодаря технологии Multi-Link Operation (MLO)[11];
- сверхвысокая надёжность (UHR) для стабильной связи в перегруженных сетях и бесшовного роуминга.
Модели беспроводных модемов
К наиболее известным производителям беспроводных модемов и Wi-Fi-роутеров на российском рынке относятся Huawei, ZTE, Alcatel, Quanta, а также устройства, созданные на чипах hiSilicon (Balong), Qualcomm (Snapdragon), MediaTek (MTK), Unisoc (до 2018 года — Spreadtrum), ZXIC ZX234220A1, Icera, Marvell, ASR и др. Модели с одинаковыми коммерческими названиями, выпускаемые в различных сериях и с разными диапазонами частот, могут различаться не только конструктивно или по объёму флеш-памяти, но и по чипсету, а также по системе аппаратного управления. Некоторые устройства могут отличаться наличием или отсутствием криптографической подписи Secure Boot.
Например, у оператора сотовой связи «Билайн» представлены актуальные модели с поддержкой LTE и Wi-Fi:
- Huawei: B535, AX3, E5586, BE3, AX2, AX1, AX3S, Mesh X3 Pro;
- ZTE: U10s Pro, MF833N, MF79N;
- устройства других брендов (Signalinks, KROKS, Keenetic, Rutalinx) и роутеры Smart Box One[12].[13][14]
С 2021 года на российском рынке появляются устройства и модули модемов категории 5G, а также 5G, 6G, 12G-модули под брендами Sierra Wireless, Quectel и других.
В России ведётся разработка и тестирование отечественных корпоративных точек доступа стандарта Wi-Fi 7. В частности, компания Eltex провела испытания модели WEP-550K, а решения от Sofinet и «Линки» находятся на стадиях тестирования и разработки[15][16].
Сотовые терминалы и IoT-модули
GSM-терминал (модем) представляет собой беспроводной модем для работы в сетях GSM. GSM-терминал обеспечивает передачу данных из любой точки мира, где есть покрытие сети GSM (на данный момент — более 80 % территорий с населением).
GSM-терминалы могут быть внешними устройствами или подключаться в виде PCMCIA-карт (PCMCIA — также PC Card). Внешние GSM-терминалы соединяются с компьютером через COM-порт, USB, Bluetooth или инфракрасный порт. Для работы, как и мобильному телефону, GSM-модему необходима SIM-карта.
Как и dial-up-модемы, GSM-модемы поддерживают стандартный набор AT-команд, а также расширенный набор команд, определённых стандартом GSM. Эти команды позволяют читать, писать, удалять и отправлять SMS-сообщения, отслеживать уровень сигнала и аккумулятора, работать с телефонной книгой.
Современные сотовые терминалы и IoT-модули активно используют энергоэффективные технологии, такие как NB-IoT и LTE-M. Эти стандарты поддерживают механизмы энергосбережения PSM (Power Saving Mode) и eDRX (extended Discontinuous Reception), позволяющие устройствам находиться в спящем режиме и активироваться только для передачи данных. Благодаря этому срок службы модулей NB-IoT от автономного источника питания может достигать 10 и более лет[17][18].
Отдельное направление составляют специализированные модули для подключённых автомобилей на базе технологии C-V2X (включая связь V2V, V2I и V2P). Подобные решения, например, линейки автомобильных модулей компании Quectel (серии AG15, AG55xQ и AG59xH), применяются для обеспечения безопасности дорожного движения и систем автономного вождения[19][20].
Сферы применения
- Автотранспорт и мониторинг подвижных объектов. Организация контроля перемещений транспорта предприятий и частных лиц по всем регионам, получение данных о местонахождении объектов.
- Телеметрия — мониторинг и управление. Использование GSM-модема в системах «Умный дом» для удалённого оповещения владельца о показаниях счётчиков, срабатываниях датчиков (огонь, дым, затопление, охлаждение, движение, нарушение стёкол).
- Автоматизированные системы контроля и учёта энергоресурсов (АСКУЭ). Учёт энергоресурсов (электроэнергия, тепло) в жилых и коммерческих объектах с единым диспетчерским и финансовым центром.
- Удалённая диспетчеризация в сфере телекоммуникаций, водоснабжения, нефтяной и газовой промышленности. Сбор, обработка и визуализация информации, централизованное управление и координация удалённых объектов с использованием оперативной передачи данных.
- Вендинг. Передача данных от торговых, платёжных, кофейных и банковских автоматов.
- Телемедицина. Адресный обмен медицинской информацией между специалистами для повышения качества и доступности медицинской помощи.
- Подключённые автомобили (V2X). Использование специализированных модулей для автономного вождения и обеспечения безопасности дорожного движения[19][21].
Типы и интерфейсы подключения
1. По используемым интерфейсам подключения:
- USB-модемы. Беспроводные модемы с USB-интерфейсом, питание идёт через USB, реже — через отдельный разъём. Применяются в системах межмашинного взаимодействия (M2M) для беспроводной связи между компонентами различных систем (EDGE, GPRS), а также для мобильного доступа в Интернет (GPRS, EDGE, 3.5G).
- RS-232-терминалы. Оборудование с интерфейсом RS-232 и отдельным питанием, применяются в M2M-системах, но не используются для мобильного доступа к Интернету.
- Модули M.2 (NGFF). Современный стандарт модулей связи для 4G LTE и 5G, поддерживающий высокоскоростные интерфейсы USB и PCIe. Применяются в потребительской электронике и системах M2M[22][23].
- Модули Mini PCIe. Стандарт модулей связи (преимущественно для 4G LTE), устанавливаемых во внутренние слоты устройств. Используются в потребительской электронике[24][23].
- LGA-модули. Интерфейс для поверхностного монтажа (модемы впаиваются непосредственно в плату), обеспечивающий компактность. Применяются в M2M-решениях и потребительской электронике[22][24].
2. По технологии сотовой связи:
- GPRS-терминалы (модемы). Используют технологию GSM для передачи небольших объёмов данных, часто применяются в M2M-системах.
- EDGE-терминалы (модемы). Поддержка более высокоскоростных протоколов, подходят для передачи больших объёмов данных и доступа в Интернет.
- 3G-модемы (UMTS-модемы) и 3.5G-модемы (HSDPA-модемы). Используют высокоскоростные протоколы UMTS, HSDPA.
- 4G-модемы. Поддерживают технологии WiMAX и LTE, скорости выше, чем у 3G (до 100—150 Мбит/с для мобильных и до 1 Гбит/с для стационарных абонентов).
Перспективные стандарты связи
Разрабатываемый стандарт Wi-Fi 8 (на базе IEEE 802.11bn) представляет собой следующее поколение беспроводных локальных сетей, ключевой концепцией которого является «сверхвысокая надежность» (Ultra High Reliability, UHR). Стандарт фокусируется на стабильности, предсказуемости и эффективности работы в сложных условиях, сохраняя при этом базовые параметры предыдущего поколения. Ожидается, что финальная версия стандарта будет утверждена в 2028 году[25].[26]
В России использование Wi-Fi устройств в диапазоне 6 ГГц (5925—6425 МГц) внутри помещений разрешено без регистрации при условии, что их эффективная изотропно излучаемая мощность (ЭИИМ) не превышает 200 мВт[27].
Примечания
Ссылки
- Таблица настроек по странам и сетям: APN, имя пользователя, пароль, DNS, SMTP и др.
- Скрипты модемов (драйверы) для Mac OS X
- Михайлов Алексей. Общие тенденции и состояние рынка GSM терминалов в России // Беспроводные технологии. — 2007. — № 2. — С. 10—11.