Останнім часом, вибираючи планшет або мобільний телефон, можна натрапити на незрозуміле позначення LTE. Причому подається це як суперздатність у фантастичного героя. Багато мобільних операторів теж з пафосом говорять про підтримку мереж формату 4G. Давайте розглянемо докладніше, що таке LTE в , або смартфоні. І взагалі, чи потрібний LTE у планшеті?
Стандарт LTE (він 4G, мережі четвертого покоління) розшифровується як «довготривалий розвиток». Він зібрав у собі все найкраще в галузі бездротової передачі даних за допомогою модульованого сигналу та технологій сучасних локальних мереж. Він застосовує частотну модуляцію на формування сигналу. Одночасно використовується пакетне передавання даних. Це дозволяє досягти відразу кількох переваг:
- Вища стійкість до перешкод;
- збільшення дальності стабільного зв'язку;
- Є можливість використовувати упаковку даних;
- Застосовується менша надмірність пакетів, що передаються;
- Значно розширюється смуга пропускання каналу.
Тестування нового стандарту зв'язку показало, що 4G дозволяє досягти сумарної смуги пропускання в 1 Гб/с одного пристрою і дальності передачі до 100 км у разі крайньої необхідності. Такі дані були отримані під час застосування спеціального обладнання високої потужності.
Зростання показників, які сподобаються користувачеві
Якщо коротко відповідати питанням, що означає LTE , можна сказати, що з допомогою використання нового стандарту покупець отримує справді високу швидкість передачі. Настільки висока, що вона може заткнути за пояс пропозиції деяких кабельних інтернет-провайдерів. Наприклад, максимальна швидкість передачі в мережах 3G становить 42 мегабіти на секунду. Реально користувач отримує лише 2, максимум 3 Мб/с. Відбувається це через завантаження мобільної мережі та досить довгого часу відгуку.
Стандарт 4G б'є усі ці показники. Вже зараз, на зорі розвитку мереж цього класу, користувачі Мегафон або Білайн у Москві можуть отримувати дані зі швидкістю 20 Мбіт/с. І це далеко не межа. А дуже низький час відгуку та стабільність передачі роблять користування LTE невідмінним від кабельного. Забезпечується плавна передача потокового відео високої чіткості, не кажучи вже про те, що якість з'єднання Skype піднімається до небачених висот.
Трохи про пристрої
Якщо хочеться високої швидкості під час використання мережі, але це веде до купівлі нового дорогого планшета, варто спочатку відповісти питанням: LTE модуль - що це?
Насправді все не так страшно. Конструктивно це той самий цифровий модем лише з новими функціональними здібностями. Якщо в планшеті їх немає, можна легко використовувати зовнішній. Компанії Мегафон та МТС вже пропонують такі пристрої, які можуть використовувати мережі всіх форматів. Провайдер Скартел продає модеми 4G, які працюють у його мережі та мережах інших операторів формату FDD.
Модуль LTE або модем можна використовувати і з настільним ПК. Це легкий вихід для тих, хто використовує багато стаціонарної техніки (на роботі, вдома, ноутбук на дачі, у дорозі) та хоче отримати високу швидкість передачі даних.
Поточний розвиток і деякі підводні камені
Варто відразу відзначити, що впровадження мереж стандарту 4G пов'язане з високими витратами на обладнання та інформаційне забезпечення мережі в межах покриття. Тому розвивається все повільно. Сьогодні 4G існує у великих містах, таких як Москва, Санкт-Петербург тощо. Повільно, але чітко йде поширення в інші регіони. Якщо ви збираєтеся купувати планшет або ноутбук з підтримкою LTE, проконсультуйтеся у місцевих мобільних провайдерів, чи забезпечується така функція.
Ще одна небезпека, з якою може зіткнутися користувач, - це несумісність стандартів. Незважаючи на те, що модуль LTE працює за чіткою технологією, смуги частот та методи формування сигналу відрізняються у різних країнах. Тому такі популярні останнім часом шляхи покупки, як eBay, Amazon та різні посередники для придбання товарів з Європи чи Китаю, можуть зіграти злий жарт. Планшет, оснащений LTE імпортного стандарту, просто не працюватиме в мобільних мережах пострадянського простору. Потрібно купувати пристрій, орієнтований використання у конкретній країні.
Проте все не так похмуро. При покупці користувач отримує пристрій, який здатний працювати в мережах останнього покоління. До того ж воно повністю обернено сумісне. 4G-модуль буде також впевнено працювати у мережі та старих мережах 2G EDGE/GPRS. Жодних проблем зі зв'язком не буде.
Купуючи планшет з LTE, можна отримати гарантовану технічну відповідність останнім досягненням зв'язку. Стандарт LTE недарма названий "довготривалим розвитком". Розглянемо докладніше, що це означає.
Перспективи побудови інфраструктури LTE
Поки мережі формату 4G зводяться до структури передачі даних для мобільного пристрою. Однак найширша смуга пропускання та можливості побудови мережі такі, що у майбутньому очікується глобальна інтеграція. Мережі LTE об'єднають майже всі:
- мобільні телефони
- планшети та ноутбуки
- пристрої мультимедіа
- охоронні та сигнальні системи
- структури відеоспостереження міст
- служби контролю дорожнього руху
- сервіси замовлення квитків, послуг
- онлайн-банкінги, банкомати та термінали оплати
- аварійні служби, у тому числі з автоматичним оповіщенням.
Можна продовжувати ще довго. У єдиний цифровий простір за допомогою мереж LTE у майбутньому буде пов'язано все, включаючи побутові прилади. Наприклад, вже зараз можна вивести сигнал «відеоняні» на планшет і бути завжди впевненим, що з дитиною все гаразд. А через кілька років подібне сприйматиметься так само природно, як включення світла з настанням темряви.
Відповідаючи питанням: «Що означає LTE в ?» можна сказати просто. Купуючи пристрій з LTE, користувач отримує можливість довго і впевнено йти в ногу з часом. Це справді новий стандарт зв'язку, який розвиватиметься і використовуватиметься дуже довго. Він має всі шанси стати засобом глобальних комунікацій.
Бездротовий зв'язок сьогодні, без перебільшення, є однією з галузей, що найбільш швидко розвиваються.
Нові технічні та технологічні рішення з'являються буквально щороку, і те, що минулого року було новинкою та вершиною технічного прогресу, сьогодні нерідко виявляється необхідністю для кожного користувача. Однією з таких новинок, значення якої ще встигли оцінити всі користувачі, є технологія LTE.
Що означає слово LTE?
Усі ми останнім часом неодноразово зустрічали літери LTE у рекламних текстах, присвячених сучасним системам зв'язку. Це абревіатура англійського виразу Long Term Evolution, яке в перекладі на російську мову означає «Довгострокова еволюція».
Так сьогодні називають нову технологію передачі даних у бездротових телефонних та інтернет-мережах.
Що таке LTE у телефоні?
Для звичайних телефонів, які не є смартфонами, стандарт LTE недоступний. Тобто. тим, хто користується простими телефонами, що забезпечують лише можливість мобільного зв'язку та кілька найпростіших функцій, ніяк не вдасться підключитись до мережі LTE. 
Для цього необхідно купити новий смартфон, який підтримує цю технологію. Оскільки вона призначена насамперед для реалізації всіх можливостей бездротового інтернету, то власникам простих телефонів вона загалом не потрібна.
Що таке LTE у смартфоні?
Якщо у вашому смартфоні є підтримка LTE, ви зможете користуватися цією мережею, яка надає набагато якісніші послуги зв'язку. Для підключення потрібна спеціальна сім-карта, яка передбачає можливість користування мережею LTE. Поки що не всі оператори зв'язку можуть її запропонувати, і не на всій території нашої країни її реалізовано.
LTE забезпечує високу швидкість обміну інформаційними пакетами, що досягає 10 Мбіт на секунду або навіть вище. Завдяки цьому оператори можуть надавати послуги бездротового інтернету з високою якістю та за значно нижчою ціною.
Користувачі мережі LTE зі свого смартфона отримують можливість необмеженого доступу до мультимедійного інтернет-контенту, онлайн-ігор, інтернет-телебачення, інтернет-телефонії, відеозв'язку, причому все це як аналогічний дротовому інтернету.
Що таке LTE в Айфоні?
Айфони останніх поколінь, починаючи з 5С і 5S, мають можливість роботи в мережах LTE. Проте спочатку програмне забезпечення Айфонов вбудовувалося обмеження, забороняє їм підключатися до російських мереж.
Тільки після того, як російські оператори безпосередньо вийшли на керівництво Apple, справа зрушила з мертвої точки. Сьогодні можливість підключення Айфонів до своєї LTE мережі отримали абоненти Білайн та Мегафон. 
Цілком можливо, що невдовзі й інші російські оператори зв'язку, зокрема регіональні, реалізують підключення Айфонів до своїх мереж LTE. У мережі Білайн, наприклад, швидкість обміну даними становить вражаючі понад 50 Мбіт на секунду.
У чому різниця між LTE та 4G?
Стандарти бездротового зв'язку визначаються авторитетною організацією – Міжнародною Спілкою електрозв'язку. У 2008 році вона ухвалила стандарти для нового покоління зв'язку 4G. Відповідно до них пропускна спроможність мережі повинна становити 100 Мбіт на секунду для рухомих пристроїв і 1 Гбіт – для нерухомих.
Мережі LTE не повністю відповідають цим вимогам (крім LTE-Advanced), тому вони, власне кажучи, не є мережами 4-го покоління (4Generation, або 4G). Тим не менш, на сьогоднішній день це найсучасніший швидкісний стандарт бездротового зв'язку, масово реалізований не тільки в нашій країні, а й у багатьох країнах Європи та світу.
Чим відрізняються LTE та 3G?
По відношенню до 3G стандарт бездротового зв'язку LTE є набагато якіснішим та швидкісним. Він забезпечує підвищення швидкості обміну даними приблизно в 10 разів, що безсумнівно забезпечує більший комфорт для користувачів. 
Найбільш досконалий варіант цього стандарту, LTE-Advanced, є вже повноцінною мережею 4G, але і звичайний LTE на голову перевершує можливості 3G.
Доброго часу доби всім, хто зацікавився цією статтею! Сьогодні ми розповімо вам про те, які діапазони LTE в Росії використовують оператори мобільного зв'язку і хто з них займає лідируючі позиції, розповімо про особливості роботи LTE, а також пояснимо, що таке "band" і для чого він потрібний.
Не затримуватимемося, давайте скоріше приступимо до основної частини статті.
Декілька слів про Long-Term Evolution та світові показники
Саме так розшифровується абревіатура LTE. А перекладається вона як «довготривала еволюція, довготривалий розвиток». Однак нам звичніше називати цю технологію 4G LTE або просто 4G.
LTE є сучасним стандартом високошвидкісної та бездротової передачі даних для смартфонів та інших пристроїв. На сьогоднішній день у розвинених країнах світу стандарт, що обговорюється, вже не є новаторством, яке дивує своєю швидкістю.
Так, на 2016 рік за статистикою, зібраною агентством OpenSignal, до п'ятірки країн з найкращим покриттям 4G LTE відносяться:
- 95,7% - Південна Корея;
- 92% - Японія;
- 84,7% - Литва;
- 84,5% - Гонконг;
- 84,1% - Нідерланди.
А до п'ятірки «спритних» держав потрапили:
- 50 Мбіт/сек - Сінгапур;
- 46 Мбіт/сек - Південна Корея;
- 40,6 Мбіт/сек – Угорщина;
- 35,6 Мбіт/сек – Румунія;
- 35 Мбіт/сек - Нова Зеландія.
Повернемося до самої технології. Причиною появи такого виду стандарту стала мета розробників збільшити швидкість та пропускну спроможність мереж з використанням нового методу модуляції та цифрової обробки сигналів, а також спростити архітектуру мереж, що працюють з IP-адресами.
Детальний огляд функціонування стандарту
4G LTE специфікація може забезпечити швидкість віддачі майже до 173 Мбіт на секунду, а швидкість завантаження даних – приблизно 326 Мбіт на секунду! Однак максимальна швидкість передачі інформації в різних країнах, регіонах, містах та інших населених пунктах відрізняється залежно від відстані станції та радіочастоти.
Щодо діапазонів, то в основному у світі використовується діапазон 1800 МГц.
Цікаво те, що описуваний стандарт буває двох видів: FDD та TDD.
Frequency Division Duplex, що в перекладі означає "частотний поділ каналів", віддає частину трафіку для завантаження, а другу частину для надсилання даних. Отже забезпечується паралельність, тобто. Одночасна робота у двох напрямках.
А в Time Division Duplex («тимчасове розподілення каналу») канал або повністю віддається для відправки інформації, або повністю для завантаження.
А тепер поговоримо про частоту. Мережі LTE не сумісні з мережами 2G та 3G. Тому для них виділено окремі частоти, які мають ловити та підтримувати ваші мобільні телефони. Певні діапазони частот виділяють смуги 4G LTE і називають band-ами з додаванням порядкового номера.
Наприклад, band 7 для FDD завантаження відповідає діапазон 2620-2690, а для вивантаження - 2500-2570.
LTE в Російській Федерації
Ну, а тепер ми вирішили розповісти вам про ситуацію в Росії.
Щодо названої держави, то відсоток покриття практично досягає 70%, проте 4G LTE функціонує не у всіх регіонах і не на всю потужність. У деяких населених пунктах ця мережа покриває лише адміністративні центри.
Проте російські оператори мобільного зв'язку активно розширюють свої зони покриття та невпинно беруть участь в аукціонах із продажу 4G-частот. Завдяки цьому на 2017 рік специфікація LTE успішно функціонує трохи більше ніж у 80 регіонах.
Тепер давайте розберемося в діапазонах та частотах.
У Російській Федерації стандарт працює в діапазонах 800 МГц, 1800 МГц та 2600 МГц. А найпопулярнішими бендами (band), як і в Європі, є band 3, band 7, band 20.
До «великої п'ятірки» російських мобільних операторів, які забезпечують своїх клієнтів 4G LTE, належать:
- Yota – використовує band 7 та надає ширину каналу 2×30 МГц;
- Мегафон використовує band 7, 20, максимальна ширина каналу 2×10 МГц;
- МТС – користується всіма чотирма смугами LTE, максимальна ширина каналу 2×10 МГц;
- Білайн – в арсеналі band 7 та band 20, а ширина каналу досягає 2×10 МГц;
- Теле2 – все також використовує бенди 20 та 7, максимальна ширина – 2×10 МГц.
Усі мережі відносяться до FDD.
Слід зазначити, що не всі смартфони ловлять подібну мережу. Найкращими пристроями, які підтримують 4G LTE, є iPhone 6s, iPhone 5, 5s та моделі 7 покоління.
Ось ми і розповіли вам все про стандарт LTE та його розвиток у Росії.
Сподіваємося, що ви дізналися для себе багато цікавого та нового. Чекаємо на вас серед передплатників блогу, а також не забувайте вступати в наші групи в популярних соцмережах та сервісах: Вконтакті, Фейсбуці, Твіттері та Youtube. До нових зустрічей!
З повагою, команда сайт
LTE включає мережу радіодоступу (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN) та вдосконалене пакетне ядро (Evolved Packet Core, EPC).
Мережа LTE побудована як сукупність нових базових станцій eNB (Evolved NodeB чи eNodeB), де сусідні eNB з'єднані між собою інтерфейсом Х2. eNB підключено до EPC за допомогою інтерфейсу S1. На рис.1 показано взаємодію нових елементів в архітектурі мережі: S-GW (Serving Gateway) – обслуговуючих шлюзів, що містять ПЗ управління за протоколом MM (MME – Mobility Management Entity).
Мал. 1. Спрощена архітектура мережі LTE
У мережі радіодоступу радіоінтерфейс між UE та eNB здійснено на основі технології ортогонального частотного рознесення ( O rthogonal F requency D ivision M ultiplexing, OFDMA). Робота EPC ґрунтується на технології IP. Така структура належить до All-IP Network (AIPN).
Структура мережі LTE наведено на рис. 2. Ядро мережі EPC (Evolved Packet Core) складається з обслуговуючого шлюзу S-GW (Serving Gateway), шлюзу для виходу на пакетні мережі P-GW (Packet Data Network Gateway), структури управління протоколом Mobility Management MME (Mobility Management Entity) , пов'язаної з S-GW та eNodeB сигнальними інтерфейсами.
Мал. 2.
Функції eNodeB (Evolved NodeB)
eNodeBпоєднує в собі функції базових станцій та контролерів мереж 3-го покоління:
Забезпечує передачу трафіку та сигналізації по радіоканалу,
Керує розподілом радіоресурсів,
Забезпечує наскрізний канал трафіку до S-GW,
Підтримує синхронізацію передач і контролює рівень перешкод у соті,
Забезпечує шифрацію та цілісність передачі по радіоканалу,
Вибирає MME та організує сигнальний обмін з ним,
Стискає заголовки IP-пакетів,
Підтримує послуги мультимедійного мовлення,
При використанні структури з підсилювачами потужності на антенній щоглі організує керування антенами за спеціальним інтерфейсом Iuant.
ІнтерфейсS1 , Як показано на рис.2, підтримує передачу даних з S-GW і сигналізації через ММЕ. Зазначимо, що eNB може мати з'єднання з кількома S-GW.
ІнтерфейсиX2 використовують для організації хендовер між сусідніми базовими станціями, в тому числі і при балансуванні навантаження між ними. У цьому інтерфейси Х2 може бути логічними, тобто. їх організації не обов'язково реальне фізичне з'єднання між eNB.
Функції обслуговуючого шлюзуS- GW:
Маршрутизація пакетів даних, що передаються,
Установка якісних показників (Quality of Service, QoS) послуг, що надаються,
Буферизація пакетів для UE, які перебувають у стані Idle Mode,
Надання облікових даних для тарифікації та оплати виконаних послуг.
S-GW є якірною структурою, що забезпечує мобільність абонентів. Кожну працюючу UE обслуговує певний S-GW. Теоретично UE може бути пов'язана з кількома пакетними мережами; тоді її обслуговуватимуть кілька серверів S-GW.
Функції P-GW (Packet Data Network Gateway)
Шлюз для виходу на пакетні мережі P- GWорганізує точку доступу до зовнішніх IP-мереж. Відповідно, P-GW є якірним шлюзом для забезпечення трафіку. Якщо абонент має статичну IP-адресу, то P-GW її активізує. У випадку, якщо абонент повинен отримати на час сеансу зв'язку динамічну IP-адресу, P-GW запитує її з сервера DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) або сам виконує необхідні функції DHCP, після чого забезпечує доставку IP-адреси абоненту. До складу P-GW входить PCEF (Policy and Charging Enforcement Function), який забезпечує якісні характеристики послуг на зовнішньому з'єднанні через інтерфейс Sgi і фільтрацію пакетів даних. При обслуговуванні абонента в домашній мережі функції P-GW та S-GW можуть виконувати як два різні, так і один пристрій. Інтерфейс S5 є тунельним з'єднанням GPRS або Proxy Mobile Ipv6. Якщо P-GW та S-GW знаходяться у різних мережах (наприклад, при обслуговуванні абонента в роумінгу), то інтерфейс S5 замінюють на інтерфейс S8.
Функції MME (Mobility Management Entity)
Керуючий блок ММЕнасамперед підтримує виконання процедур протоколу Mobility Management: забезпечення безпеки роботи в мережі при підключенні UE та вибір S-GW, P-GW. ММЕ пов'язані з HSS своєї мережі у вигляді інтерфейсу S6a. Інтерфейс S10, який з'єднує різні ММЕ, дозволяє обслуговувати UE при переміщеннях абонента, а також при його знаходженні в роумінгу.
Функції PCRF
Policy and Charging Resource Function (PCRF) по суті є керуючим сервером, що забезпечує централізоване управління ресурсами мережі, облік і тарифікацію наданих послуг. Як тільки з'являється запит на нове активне з'єднання, ця інформація надходить на PCRF. Він оцінює наявні в його розпорядженні ресурси мережі та направляє в PCEF шлюзу P-GW команди, що встановлюють вимоги до якості послуг та їх тарифікації.
Система LTEбула розроблена для того, щоб надати користувачам доступ до різноманітних сервісів, а також до Інтернету за допомогою протоколу IP. Мережа LTE складається з безлічі вузлів. Усі вузли мережі прийнято поділяти на дві категорії. Вузли, які стосуються мережі радіодоступу (radio access), і вузли - опорної мережі (core network). Ключовим елементом, що визначає ефективність будь-якої радіомережі, є алгоритми та механізми, що використовуються для передачі даних між базовою станцією (БС, в англомовній літературі - eNodeB) та мобільними станціями (МС, в англомовній літературі - UE). Далі розглядаються основні характеристики мережі LTE, що стосуються мережі радіодоступу.
Почнемо з радіусу стільники. Згідно з вимогами до системи LTE, при радіусі стільники в 5 км всі вимоги до спектральної ефективності, пропускної спроможності та роботи з мобільними абонентами повинні підтримуватися. При радіусі стільники в 30 км. допускається погіршення в показниках продуктивності.
Для забезпечення двонаправленої передачі між БС і МС технологією LTE підтримується як частотний (FDD), і тимчасової дуплекс (TDD). Для частотного дуплексу визначено 15 парних частотних діапазонів (частоти від 800 МГц до 3.5 ГГц), а для тимчасового - 8. При цьому ширина радіоканалу може бути різною. Допустимі такі значення: 1.4, 3, 5, 10, 15 і 20 МГц. В якості систем множинного доступу в LTE використовуються OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) у низхідному каналі та SC-FDMA у висхідному каналі.
При використанні технології OFDMAвесь наявний спектр розбивається на піднесучі, ортогональні один одному. Залежно від ширини каналу, що використовується, загальна кількість піднесучих може бути 72, 180, 300, 600, 900 або 1200. Кожна з піднесучих може мати свій вид модуляції. Можуть використовуватися такі модуляції: QPSK, 16QAM, 64QAM. Множинний доступ організується за рахунок того, що одна частина піднесе виділяється одному користувачеві до кадру, інша частина - другому користувачу і т.д. Докладніше див . опис фізичного рівня .
Основний плюс технології OFDMA полягає в тому, що вона дозволяє боротися прийому сигналу з негативними ефектами, викликаними багатопроменевим поширенням. Однак, цій технології так само притаманні деякі недоліки. Основні з них полягають у тому, що дана технологія дуже чутлива до синхронізації за частотою. А також, згенерований OFDMA сигнал має високий PAPR (Peak to Average Ratio). Це в свою чергу позначається на тому, що підсилювач сигналу, що використовується, буде працювати в нелінійних ділянках своєї характеристики. Тому його ефективність буде низькою, що є досить критично для пристроїв з обмеженим запасом енергії (мобільних терміналів). Через це у висхідному каналі LTE використовується інша технологія множинного доступу, а саме SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access). Відмінність SC-FDMA від OFDMA полягає в тому, що SC-FDMA використовується додаткова обробка сигналу для зниження PAPR. У SC-FDMA як така додаткова обробка сигналу використовується перетворення Фур'є. Так само, як і в низхідному каналі, у висхідному каналі можуть використовуватися такі види модуляції: QPSK, 16QAM, 64QAM.
Стандарт LTE також підтримує технологію передачі MIMO (Multiple Input Multiple Output), яка дозволяє суттєво збільшити пікову швидкість передачі даних та значення спектральної ефективності. Суть технології MIMO полягає в тому, що при передачі та прийомі даних використовується кілька антен з кожного боку. Різні антени можуть передавати одні й самі дані, у разі підвищується надійність передачі, але з швидкість передачі. Також різні антени можуть передавати різні потоки даних, у своїй збільшується швидкість передачі. Максимально у низхідному каналі технологією LTE підтримується схема 4х4. Це означає, що на передавальній та приймальній стороні використовується по чотири антени. У цьому випадку швидкість передачі може бути збільшена до 4-х разів (насправді трохи менше через збільшення кількості пілотних сигналів).
При використанні технології MIMO та ширині каналу 20 МГц максимальна швидкість передачі даних може досягати 300 Мбіт/с у низхідному каналі та 170 Мбіт/с у висхідному.
У вимогах до LTE значення спектральної ефективностівказані як 5 біт/с/Гц для низхідного каналу і 2.5 біт/с/Гц для висхідного каналу (що відповідає швидкостям передачі в 100 Мбіт/с і 50 Мбіт/с). При цьому високі показники продуктивності повинні підтримуватись для мобільних користувачів, що переміщуються зі швидкістю до 120 км/год.
Якщо ви не знайшли цікаву для вас інформацію про LTE/LTE-A в цій статті, напишіть мені про це листа на [email protected]. Я постараюся додати її в найкоротші терміни.
