В последнее время выбирая планшет или мобильный телефон можно натолкнуться на непонятное обозначение LTE. Причем преподносится это словно суперспособность у фантастического героя. Многие мобильные операторы тоже с пафосом вещают о поддержке сетей формата 4G. Давайте подробнее рассмотрим, что такое LTE в , или смартфоне. И вообще, нужен ли LTE в планшете?
Стандарт LTE (он же 4G, сети четвертого поколения) расшифровывается как «долговременное развитие». Он собрал в себе все самое лучшее из области беспроводной передачи данных с помощью модулированного сигнала и технологий современных локальных сетей. Он применяет частотную модуляцию для формирования сигнала. Одновременно используется пакетная передача данных.
Это позволяет достичь сразу нескольких преимуществ:
- Более высокая устойчивость к помехам;
- Увеличение дальности стабильной связи;
- Есть возможность применять упаковку данных;
- Применяется меньшая избыточность передаваемых пакетов;
- Значительно расширяется полоса пропускания канала.
Тестирование нового стандарта связи показало, что 4G позволяет достичь суммарной полосы пропускания в 1 Гб/с для одного устройства и дальности передачи до 100 км в случае крайней необходимости. Такие данные были получены при применении специального оборудования высокой мощности.
Рост показателей, которые понравятся пользователю
Если кратко отвечать на вопрос, что означает LTE , то можно сказать, что с помощью использования нового стандарта покупатель получает действительно высокую скорость передачи данных. Настолько высокую, что она может «заткнуть за пояс» предложения некоторых кабельных интернет-провайдеров. Например, максимальная скорость передачи в сетях 3G составляет 42 мегабита в секунду. Реально пользователь получает только 2, максимум 3 Мб/с. Происходит это из-за загрузки мобильной сети и довольно долгого времени отклика.
Стандарт 4G бьет все эти показатели. Уже сейчас, на заре развития сетей этого класса, пользователи Мегафон или Билайн в Москве могут получать данные со скоростью в 20 Мбит/с. И это далеко не предел. А очень низкое время отклика и стабильность передачи делают пользование LTE неотличимым от кабельного . Обеспечивается плавная передача потокового видео высокой четкости, не говоря уже о том, что качество соединения в Skype поднимается до невиданных высот.
Немного об устройствах
Если хочется высокой скорости при использовании сети, но это ведет к покупке нового дорогого планшета, то стоит сначала ответить на вопрос: LTE модуль - что это?
На самом деле, все не так страшно. Конструктивно это тот же цифровой модем только с новыми функциональными способностями. Если в планшете их нет, то можно с легкостью использовать внешний. Компании Мегафон и МТС уже предлагают такие устройства, которые умеют использовать сети всех форматов. Провайдер Скартел продает модемы 4G, которые работают в его сети и сетях других операторов формата FDD.
LTE-модуль или модем можно использовать и с настольным ПК. Это легкий выход для тех, кто использует много стационарной техники (на работе, дома, ноутбук на даче, в дороге) и хочет получить высокую скорость передачи данных.
Текущее развитие и некоторые подводные камни
Стоит сразу отметить, что внедрение сетей стандарта 4G сопряжено с высокими расходами на оборудование и информационное обеспечение сети в пределах покрытия. Поэтому развивается все медленно. Сегодня 4G существует в крупных городах, таких как Москва, Санкт-Петербург и так далее. Медленно, но верно идет распространение в другие регионы. Если вы собираетесь покупать планшет или ноутбук с поддержкой LTE, то проконсультируйтесь у местных мобильных провайдеров, обеспечивается ли такая функция.
Еще одна опасность, с которой может столкнуться пользователь - это несовместимость стандартов. Несмотря на то, что модуль LTE работает по четкой технологии, полосы частот и методы формирования сигнала отличаются в разных странах. Поэтому такие популярные в последнее время пути покупки, как eBay, Amazon и разные посредники для приобретения товаров из Европы или Китая, могут сыграть злую шутку. Планшет, оснащенный LTE импортного стандарта просто не будет работать в мобильных сетях постсоветского пространства. Нужно покупать устройство, ориентированное на использование в конкретной стране.
Однако все не так мрачно. При покупке пользователь получает устройство, которое способно работать в сетях последнего поколения. К тому же оно полностью обратно совместимо. 4G-модуль будет также уверенно работать в сети и старых сетях 2G EDGE/GPRS. Никаких проблем со связью не будет.
Покупая планшет с LTE, можно получить гарантированное техническое соответствие последним достижениям связи. Стандарт LTE не зря назван «долговременным развитием». Рассмотрим подробнее, что это означает.
Перспективы построения инфраструктуры LTE
Пока что сети формата 4G сводятся к структуре передачи данных для мобильного устройства. Однако широчайшая полоса пропускания и возможности построения сети таковы, что в будущем ожидается глобальная интеграция. Сети LTE объединят почти все:
- мобильные телефоны
- планшеты и ноутбуки
- устройства мультимедиа
- охранные и сигнальные системы
- структуры видеонаблюдения городов
- службы контроля дорожного движения
- сервисы заказа билетов, услуг
- онлайн-банкинги, банкоматы и терминалы оплаты
- аварийные службы, в том числе и с автоматическим оповещением.
Можно продолжать еще долго. В единое цифровое пространство с помощью сетей LTE в будущем будет связано все, включая бытовые приборы. Например, уже сейчас можно вывести сигнал «видеоняни» на планшет и быть всегда уверенным, что с ребенком все в порядке. А спустя несколько лет подобное будет восприниматься так же естественно, как включение света с наступлением темноты.
Отвечая на вопрос: «Что значит LTE в ?» можно сказать просто. Приобретая устройство с LTE, пользователь получает возможность долго и уверенно идти в ногу со временем. Это действительно новый стандарт связи, который будет развиваться и использоваться очень долго. У него есть все шансы стать средством глобальных коммуникаций.
Беспроводная связь сегодня, без преувеличения, является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей.
Новые технические и технологические решения появляются буквально каждый год, и то, что в прошлом году было новинкой и вершиной технического прогресса, сегодня нередко оказывается необходимостью для каждого пользователя. Одной из таких новинок, значение которой еще не успели оценить все пользователи, является технология LTE.
Что значит слово LTE?
Все мы в последнее время неоднократно встречали буквы LTE в рекламных текстах, посвященных современным системам связи. Это аббревиатура английского выражения Long Term Evolution , которое в переводе на русский язык означает «долгосрочная эволюция» .
Так сегодня называют новую технологию передачи данных в беспроводных телефонных и интернет-сетях.
Что такое LTE в телефоне?
Для обычных телефонов, не являющихся смартфонами, стандарт LTE недоступен. Т.е. тем, кто пользуется простыми телефонами, обеспечивающими только возможность мобильной связи и несколько простейших функций, никак не получится подключиться к сети LTE.
Для этого необходимо купить новый смартфон, поддерживающий эту технологию. Поскольку она предназначена, в первую очередь, для реализации всех возможностей беспроводного интернета, то владельцам простых телефонов она, в общем-то, не нужна.
Что такое LTE в смартфоне?
Если в вашем смартфоне есть поддержка LTE, вы сможете пользоваться этой сетью, предоставляющей намного более качественные услуги связи. Для подключения нужна специальная сим-карта, предусматривающая возможность пользования LTE сетью. Пока еще не все операторы связи могут ее предложить, и не на всей территории нашей страны она реализована.
LTE обеспечивает высокую скорость обмена информационными пакетами, достигающую 10 Мбит в секунду или даже выше. Благодаря этому операторы могут предоставлять услуги беспроводного интернета с высоким качеством и по существенно более низкой цене.
Пользователи сети LTE со своего смартфона получают возможность неограниченного доступа к мультимедийному интернет-контенту, онлайн-играм, интернет-телевидению, интернет-телефонии, видеосвязи, причем все это в качестве, аналогичном проводному интернету.
Что такое LTE в Айфоне?
Айфоны последних поколений, начиная с 5С и 5S, обладают возможностью работы в сетях LTE. Однако вначале в программное обеспечение Айфонов встраивалось ограничение, запрещающее им подключаться к российским сетям.
Только после того, как российские операторы напрямую вышли на руководство Apple, дело сдвинулось с мертвой точки. Сегодня возможность подключения Айфонов к своей LTE сети получили абоненты Билайна и Мегафона .
Вполне возможно, что вскоре и другие российские операторы связи, в том числе региональные, реализуют подключение Айфонов к своим сетям LTE. В сети Билайн, к примеру, скорость обмена данными составляет впечатляющие более 50 Мбит в секунду.
В чём разница между LTE и 4G?
Стандарты беспроводной связи определяются авторитетной организацией – Международным Союзом электросвязи. В 2008 году она приняла стандарты для нового поколения связи 4G. В соответствии с ними пропускная способность сети должна составлять 100 Мбит в секунду для движущихся устройств и 1 Гбит – для неподвижных.
Сети LTE не полностью соответствуют этим требованиям (кроме LTE-Advanced), поэтому они, строго говоря, не являются сетями 4-го поколения (4Generation, или 4G). Тем не менее, на сегодняшний день это наиболее современный скоростной стандарт беспроводной связи, массово реализованный не только в нашей стране, но и во многих государствах Европы и мира.
Чем отличаются LTE и 3G?
По отношению к 3G стандарт беспроводной связи LTE является намного более качественным и скоростным. Он обеспечивает повышение скорости обмена данными примерно в 10 раз, что, несомненно, обеспечивает больший комфорт для пользователей.
Наиболее совершенный вариант этого стандарта, LTE-Advanced, является уже полноценной 4G сетью, но и обычный LTE на голову превосходит возможности 3G.
Доброго времени суток всем, кто заинтересовался данной статьей! Сегодня мы расскажем вам о том, какие диапазоны LTE в России используют операторы мобильной связи и кто из них занимает лидирующие позиции, расскажем об особенностях работы LTE, а также объясним, что такое «band» и для чего он нужен.
Не будем задерживаться, давайте поскорее приступим к основной части статьи.
Несколько слов о Long-Term Evolution и мировые показатели
Именно так расшифровывается аббревиатура LTE. А переводится она как «долговременная эволюция, долговременное развитие». Однако нам привычнее называть данную технологию 4G LTE или просто 4G.
LTE является современным стандартом высокоскоростной и беспроводной передачи данных для смартфонов и других устройств. На сегодняшний день в развитых странах мира обсуждаемый стандарт уже не является новшеством, которое удивляет своей скоростью.
Так, на 2016 год по статистике, собранной агентством OpenSignal, в пятерку стран с наилучшим покрытием 4G LTE относятся:
- 95,7% — Южная Корея;
- 92% — Япония;
- 84,7% — Литва;
- 84,5% — Гонконг;
- 84,1% — Нидерланды.
А в пятерку «шустрых» государств попали:
- 50 Мбит/сек — Сингапур;
- 46 Мбит/сек — Южная Корея;
- 40,6 Мбит/сек – Венгрия;
- 35,6 Мбит/сек – Румыния;
- 35 Мбит/сек — Новая Зеландия.
Вернемся к самой технологии. Причиной появления такого вида стандарта стала цель разработчиков увеличить скорость и пропускную способность сетей с использованием нового метода модуляции и цифровой обработки сигналов, а также упростить архитектуру сетей, работающих с IP-адресами.
Подробный обзор функционирования стандарта
4G LTE спецификация может обеспечить скорость отдачи практически до 173 Мбит в секунду, а скорость загрузки данных – до приблизительно 326 Мбит в секунду! Однако максимальная скорость передачи информации в разных странах, регионах, городах и других населенных пунктах отличается в зависимости от расстояния от станции и радиочастоты.
Что касается диапазонов, то в основном в мире используется диапазон 1800 МГц.
Интересно то, что описываемый стандарт бывает двух видов: FDD и TDD.
Frequency Division Duplex, что в переводе означает «частотное разделение каналов», отдает часть трафика для загрузки, а вторую часть для отправки данных. Таким образом обеспечивается параллельность, т.е. одновременная работа в двух направлениях.
А в Time Division Duplex («временное деление канала») канал либо полностью отдается для отправки информации, либо полностью для загрузки.
А теперь поговорим о частоте. Сети LTE не совместимы с сетями 2G и 3G. Поэтому для них выделены отдельные частоты, которые должны ловить и поддерживать ваши мобильные телефоны. Определенные диапазоны частот выделяют в полосы 4G LTE и называют band-ами с добавлением порядкового номера.
Например, band 7 для FDD загрузки соответствует диапазон 2620—2690, а для выгрузки — 2500—2570.
LTE в Российской Федерации
Ну а теперь мы решили рассказать вам о ситуации в России.
Что касается названного государства, то процент покрытия практически достигает 70%, однако 4G LTE функционирует не во всех регионах и не на всю мощность. В некоторых населенных пунктах данная сеть покрывает только административные центры.
Однако российские операторы мобильной связи активно расширяют свои зоны покрытия и неустанно участвуют в аукционах по продаже 4G-частот. Благодаря этому на 2017 год спецификация LTE успешно функционирует чуть больше, чем в 80 регионах.
Теперь давайте разберемся в диапазонах и частотах.
В Российской Федерации стандарт работает в диапазонах 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. А популярными бэндами (band), как и в Европе, являются band 3, band 7, band 20.
К «большой пятерке» российских мобильных операторов, которые обеспечивают своих клиентов 4G LTE, относятся:
- Yota – использует band 7 и предоставляет ширину канала 2×30 МГц;
- Мегафон – использует band 7, 20, максимальная ширина канала 2×10 МГц;
- МТС – пользуется всеми четырьмя полосами LTE, максимальная ширина канала 2×10 МГц;
- Билайн – в арсенале band 7 и band 20, а ширина канала достигает 2×10 МГц;
- Теле2 – все также использует бэнды 20 и 7, максимальная ширина – 2×10 МГц.
Все сети относятся к FDD.
Следует также отметить, что не все смартфоны ловят подобную сеть. Лучшими устройствами, которые поддерживают 4G LTE, являются iPhone 6s, iPhone 5, 5s и модели 7 поколения.
Вот мы и рассказали вам все о стандарте LTE и его развитии в России.
Надеемся, что вы узнали для себя много интересного и нового. Ждем вас среди подписчиков блога, а также не забывайте вступать в наши группы в популярных соцсетях и сервисах: Вконтакте, Фейсбуке, Твиттере и Youtube . До новых встреч!
С уважением, команда сайт
LTE включает в себя сеть радиодоступа (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN) и усовершенствованное пакетное ядро (Evolved Packet Core, EPC).
Сеть LTE построена как совокупность новых базовых станций eNB (Evolved NodeB или eNodeB), где соседние eNB соединены между собой интерфейсом Х2. eNB подключены к EPC посредством интерфейса S1. На рис.1 показано взаимодействие новых элементов в архитектуре сети: S-GW (Serving Gateway) – обслуживающих шлюзов, содержащих ПО управления по протоколу MM (MME – Mobility Management Entity).
Рис. 1. Упрощенная архитектура сети LTE
В сети радиодоступа радиоинтерфейс между UE и eNB осуществлен на основе технологии ортогонального частотного разнесения (O rthogonal F requency D ivision M ultiplexing, OFDMA). Работа EPC основана на технологии IP. Такую структуру относят к All-IP Network (AIPN).
Структура сети LTE приведена на рис. 2. Ядро сети EPC (Evolved Packet Core) состоит из обслуживающего шлюза S-GW (Serving Gateway), шлюза для выхода на пакетные сети P-GW (Packet Data Network Gateway), структуры управления по протоколу Mobility Management MME (Mobility Management Entity), связанной с S-GW и eNodeB сигнальными интерфейсами.
Рис. 2.
Функции eNodeB (Evolved NodeB )
eNodeB объединяет в себе функции базовых станций и контроллеров сетей 3-го поколения:
Обеспечивает передачу трафика и сигнализации по радиоканалу,
Управляет распределением радиоресурсов,
Обеспечивает сквозной канал трафика к S-GW,
Поддерживает синхронизацию передач и контролирует уровень помех в соте,
Обеспечивает шифрацию и целостность передачи по радиоканалу,
Выбирает MME и организует сигнальный обмен с ним,
Производит сжатие заголовков IP-пакетов,
Поддерживает услуги мультимедийного вещания,
При использовании структуры с усилителями мощности на антенной мачте организует управление антеннами по специальному интерфейсу Iuant.
Интерфейс S 1 , как показано на рис.2, поддерживает передачу данных с S-GW и сигнализации через ММЕ. Отметим, что eNB может иметь соединения с несколькими S-GW.
Интерфейсы X 2 используют для организации хэндоверов между соседними базовыми станциями, в том числе и при балансировке нагрузки между ними. При этом интерфейсы Х2 могут быть логическими, т.е. для их организации не обязательно реальное физическое соединение между eNB.
Функции обслуживающего шлюза S - GW :
Маршрутизация передаваемых пакетов данных,
Установка качественных показателей (Quality of Service, QoS) предоставляемых услуг,
Буферизация пакетов для UE, пребывающих в состоянии Idle Mode,
Предоставление учетных данных для тарификации и оплаты выполненных услуг.
S-GW является якорной структурой, обеспечивающей мобильность абонентов. Каждую работающую UE обслуживает определенный S-GW. Теоретически UE может быть связана с несколькими пакетными сетями; тогда ее будут обслуживать несколько серверов S-GW.
Функции P-GW (Packet Data Network Gateway )
Шлюз для выхода на пакетные сети P - GW организует точку доступа к внешним IP-сетям. Соответственно P-GW является якорным шлюзом для обеспечения трафика. Если абонент имеет статический IP-адрес, то P-GW его активизирует. В случае, если абонент должен получить на время сеанса связи динамический IP-адрес, P-GW запрашивает его с сервера DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) или сам выполняет необходимые функции DHCP, после чего обеспечивает доставку IP-адреса абоненту. В состав P-GW входит PCEF (Policy and Charging Enforcement Function), который входит обеспечивает качественные характеристики услуг на внешнем соединении через интерфейс Sgi и фильтрацию пакетов данных. При обслуживании абонента в домашней сети функции P-GW и S-GW могут выполнять как два разных, так и одно устройство. Интерфейс S5 представляет собой туннельное соединение GPRS или Proxy Mobile Ipv6. Если P-GW и S-GW находятся в разных сетях (например, при обслуживании абонента в роуминге), то интерфейс S5 заменяют интерфейсом S8.
Функции MME (Mobility Management Entity )
Управляющий блок ММЕ прежде всего поддерживает выполнение процедур протокола Mobility Management: обеспечение безопасности работы в сети при подключении UE и выбор S-GW, P-GW. ММЕ связан с HSS своей сети посредством интерфейса S6a. Интерфейс S10, соединяющий различные ММЕ, позволяет обслуживать UE при перемещениях абонента, а также при его нахождении в роуминге.
Функции PCRF
Policy and Charging Resource Function (PCRF) по сути представляет собой управляющий сервер, обеспечивающий централизованное управление ресурсами сети, учет и тарификацию предоставляемых услуг. Как только появляется запрос на новое активное соединение, эта информация поступает на PCRF. Он оценивает имеющиеся в его распоряжении ресурсы сети и направляет в PCEF шлюза P-GW команды, устанавливающие требования к качеству услуг и к их тарификации.
Система LTE
была разработана для того, чтобы предоставить пользователям доступ к всевозможным сервисам, а также
к сети Интернет посредством протокола IP. Сеть LTE состоит из множества узлов .
Все узлы сети принято делить на две категории. Узлы, относящиеся к сети радиодоступа (radio access), и узлы - опорной сети
(core network). Ключевым элементом, определяющим эффективность любой радиосети, являются алгоритмы и механизмы, используемые
для передачи данных между базовой станцией (БС, в англоязычной литературе - eNodeB) и мобильными станциями (МС, в англоязычной
литературе - UE). Далее рассматриваются основные характеристики сети LTE
, относящиеся к сети радиодоступа.
Начнем с радиуса соты. Согласно требованиям к системе LTE, при радиусе соты в 5 км, все требования к спектральной эффективности, пропускной способности и работы с мобильными абонентами должны поддерживаться. При радиусе соты в 30 км допускается ухудшение в показателях производительности.
Для обеспечения двунаправленной передачи данных между БС и МС технологией LTE поддерживается как частотный (FDD), так и временной дуплекс (TDD). Для частотного дуплекса определено 15 парных частотных диапазонов (частоты от 800 МГц до 3.5 ГГц), а для временного - 8. При этом, ширина радиоканала может быть различной. Допустимы следующие значения: 1.4, 3, 5, 10, 15 и 20 МГц. В качестве систем множественного доступа в LTE используются OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) в нисходящем канале и SC-FDMA в восходящем канале.
При использовании технологии OFDMA
весь имеющийся спектр разбивается на поднесущие, ортогональные друг другу. В
зависимости от используемой ширины канала общее количество поднесущих может быть 72, 180, 300, 600, 900 или 1200. Каждая из
поднесущих может иметь свой вид модуляции. Могут использоваться следующие модуляции: QPSK, 16QAM, 64QAM. Множественный доступ
организуется за счет того, что одна часть поднесущих выделяется одному пользователю к кадре, другая часть - второму
пользователю и т.д. Для более подробной информации см. описание физического
уровня .
Основной плюс технологии OFDMA заключается в том, что она позволяет бороться при приеме сигнала с негативными эффектами,
вызванными многолучевым распространением. Однако, этой технологии так же присущи и некоторые недостатки. Основные из них
заключаются в том, данная технология очень чувствительна к синхронизации по частоте. А также, сгенерированный OFDMA сигнал
обладает высоким PAPR (Peak to Average Ratio). Это в свою очередь сказывается на том, что используемый усилитель сигнала
будет работать в нелинейных участках своей характеристики. Поэтому его эффективность будет низкой, что достаточно критично
для устройств с ограниченным запасом энергии (мобильных терминалов). Из-за этого в восходящем канале LTE используется
другая технология множественного доступа, а именно SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access). Отличие
SC-FDMA от OFDMA заключается в том, что в SC-FDMA используется дополнительная обработка сигнала для снижения PAPR. В SC-FDMA
в качестве такой дополнительной обработки сигнала используется преобразование Фурье. Так же, как и в нисходящем канале, в
восходящем канале могут использоваться следующие виды модуляции: QPSK, 16QAM, 64QAM.
Стандарт LTE также поддерживает технологию передачи MIMO (Multiple Input Multiple Output) , которая позволяет существенно увеличить пиковую скорость передачи данных и значение спектральной эффективности. Суть технологии MIMO заключается в том, что при передаче и приеме данных используется несколько антенн с каждой стороны. Разные антенны могут передавать одни и те же данные, в этом случае повышается надежность передачи данных, но не скорость передачи. Также разные антенны могут передавать различные потоки данных, при этом увеличивается скорость передачи данных. Максимально в нисходящем канале технологией LTE поддерживается схема 4х4. Это означает, что на передающей и приемной стороне используется по четыре антенны. В этом случае скорость передачи данных может быть увеличена до 4-х раз (в действительности чуть меньше из-за увеличения количества пилотных сигналов).
При использовании технологии MIMO и ширине канала 20 МГц максимальная скорость передачи данных может достигать 300 Мбит/с в нисходящем канале и 170 Мбит/с в восходящем.
В требованиях к LTE значения спектральной эффективности указаны как 5 бит/с/Гц для нисходящего канала и 2.5 бит/с/Гц для восходящего канала (что соответствует скоростям передачи данных в 100 Мбит/с и 50 Мбит/с). При этом высокие показатели производительности должны поддерживаться для мобильных пользователей, перемещающихся со скоростью до 120 км/ч.
Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на [email protected]. Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.
