Сети LTE - что это? Режим, структура и принцип работы сети LTE. Что такое lte в айфоне
Сегодня российские сотовые операторы активно расширяют зону покрытия сетей четвёртого поколения. LTE - термин, используемый для обозначения сетей, пропускная способность которых составляет не менее 10 Мбит/с. 4G-сети являются новым стандартом связи, который характеризуется, в первую очередь, быстротой соединения и высоким качеством голосовых звонков.
Список LTE-частот, на которых работают российские сотовые операторы
4G-сети каждого отечественного оператора располагаются в определённом частотном диапазоне. Представленная таблица содержит сведения о ЛТЕ бендах (от англ. Band), которые поддерживаются в нашей стране:
| Наименование бенда | Частота |
| Band 3 | 1800-1880 МГц |
| Band 7 | 2620-2690 МГц |
| Band 20 | 790-820 МГц |
| Band 31 | 450 МГц |
| Band 38 | 2570-2620 МГц |
Стандарт LTE не совместим с сетями второго и третьего поколений, поэтому для него были выделены особые каналы передачи данных. Band - это частотные полосы любой LTE-сети. Номер бенда обозначает период начала использования данного диапазона в мире (сейчас существует 44 диапазона).
Представленные в таблице бенды используются каждым сотовым оператором. Необходимо отметить, что данные частотные диапазоны постоянно расширяются, что позволяют провайдерам обеспечить интернет-соединением большее количество пользователей. В некоторых случаях операторы объединяются для строительства сотовых вышек: подобное соглашение заключили в 2016 году Beeline и Megafon. Другим примером сотрудничества стал договор между Билайн и MTS, в соответствии с которым операторы используют общие частоты на территории некоторых субъектов РФ.
Приобретение бендовых частот происходит путём открытых торгов, на которых провайдеры покупают право транслировать свой сигнал по определённым каналам. МТС, к примеру, потратил 4 миллиарда рублей на диапазон 2500 МГц, распространённый во всей Российской Федерации кроме Московской области и Крыма. Tele2 первым запустил 4G в Калининградской области и ряде других субъектов нашей страны на частоте 450 МГц.
Теперь вы можете ознакомиться с таблицей, в которой представлены актуальные характеристики сетей четвёртого поколения в Российской Федерации.
| Оператор | Дуплекс | Полоса | |
| Yota | 2500-2530 / 2620-2650 | FDD | Band 7 |
| Megafon | 2530-2540 / 2650-2660 | FDD | Band 7 |
| Megafon | 2575-2595 | TDD | Band 38 |
| MTS | 2540-2550 / 2660-2670 | FDD | Band 7 |
| MTS | 2595-2615 | TDD | Band 38 |
| Beeline | 2550-2560 / 2670-2680 | FDD | Band 7 |
| Tele2 | 2560-2570 / 2680-2690 | FDD | Band 7 |
| MTS | 1710-1785 / 1805-1880 | FDD | Band 3 |
| Tele2 | 832-839.5 / 791-798.5 | FDD | Band 20 |
| MTS | 839.5-847 / 798.5-806 | FDD | Band 20 |
| Megafon | 847-854.5 / 806-813.5 | FDD | Band 20 |
| Beeline | 854.5-862 / 813.5-821 | FDD | Band 20 |
Помимо пяти федеральных операторов, также существуют и региональные, каждый из которых имеет собственную частотную сеть.
Верхние и нижние частоты
С финансовой точки зрения, развитие LTE-сетей на нижних частотах (менее 2000 МГц) наиболее выгодно для операторов. Такие частоты лучше проникают в здания, но не способны обеспечить скоростным подключением территории с высокой плотностью населения. Функции верхних частот противоположны функциям нижних, поэтому оптимальным вариантом качественного соединения является комбинация обоих частотных каналов, позволяющая избавиться от «теневых» участков на больших пространствах. Также в мегаполисах существует тенденция устанавливать на крышах офисных зданий специальные приборы, способствующие распространению скоростной сети внутри помещений.
Основные режимы LTE
LTE-стандарт разделяется на два вида: TDD и FDD. Первый подразумевает временное (от англ. Time) разделение сигнала, а второй - частотное (от англ. Frequency). FDD является более удобным режимом связи, так как, с точки зрения повседневного использования, работает стабильнее.
Разница между данными понятиями заключается в способе загрузки и выгрузки данных. Благодаря FDD происходит параллельная обработка входящего и исходящего интернет-трафика. Представьте, что пользователь смотрит видео на YouTube и одновременно с этим отправляет в облачное хранилище целый альбом фотографий. Просмотр видео будет считаться download-операцией, а отправка фото - upload, и в FDD-режиме гаджет распределяет обе операции по разным частотным каналам. Например, LTE от российского Мегафона работает на частоте 17 МГц, 11 из которых могут использоваться для загрузки контента, а остальные 6 - для выгрузки.
Раздельная обработка трафиков увеличивает стабильность скорости каждого отдельного процесса, обеспечивая тем самым более качественное соединение.
TDD обрабатывает трафики последовательно. Иными словами, по тем же 17 МГц будет осуществляться и загрузка, и выгрузка данных - но уже без разделения, а поочередно в одном канале. Недостатком такого режима являются возможные «скачки» скорости.
В настоящее время российские сотовые операторы стремятся комбинировать работу TDD- и FDD-станций. Объединяя режимы в одну сеть, провайдеры увеличивают общую скорость подключения.
Технология LTE-advanced (4G+)
LTE-advanced представляет собой «продвинутую» 4G-сеть и обозначается российскими операторами 4G+. Хотя такое название подчёркивает увеличение скорости нового стандарта, оно не является верным, так как LTE-A по своим реальным показателям является обычным 4G. То, что называется в России 4G, значительно уступает номинальным стандартам сетей четвёртого поколения.
Преимущество advanced-стандарта заключается в суммировании всех частот, принадлежащих сотовому оператору, что снижает коэффициент «проседания» в канале передачи данных. Благодаря слиянию нескольких диапазонов band 7 в один Megafon сумел увеличить теоретическую скорость соединения до 300 Мбит/с. Если же к частотам band 7 прибавить частоты band 3, то быстрота передачи данных составит 450 Мбит/с (40 МГц + 20 МГц = 300 Мбит/с + 150 Мбит/с). К сожалению, реальная пропускная способность advanced-каналов ниже заявленной и соответствует лишь номинальным стандартам 4G.
Использовать различные частотные каналы может любой сотовый оператор, обладающий соответствующей лицензией и необходимым оборудованием. Сейчас наблюдается тенденция расширения пропускной способности каналов, объемы которой как раз зависят диапазона частот. Также стоит отметить, что для поддержки LTE-A устройство пользователя должно обладать специальными техническими характеристиками.
Скорость 4G
Стоит понимать, что реальная скорость соединения почти всегда отличается от номинальной. В теории не учитываются такие факторы, как ландшафт, удаленность сотовых станций или пребывание пользователя в здании, - подобные условия создают помехи подключению и значительно снижают его качество.
Быстрота передачи данных также зависит от загруженности оператора: чем больше пользователей имеют доступ к сетям четвёртого поколения, тем ниже показатели скоростных качеств. в беспроводных сетях определяется шириной диапазона частот, а также реализацией дуплекса связи. Данные характеристики зависят от оператора. Хотя некоторые провайдеры гарантируют показатели в 300 Мбит/с, в среднем реальная скорость составляет всего 75 Мбит/с (Tele2, MTS и Билайн).
Уже упомянутый тандем Beeline и Megafon недавно начал переход к стандарту LTE-advanced, который позволил увеличить скорость до 160 Мбит/с в некоторых точках покрытия. Сейчас такой стандарт представлен в Москве и Санкт-Петербурге, но регионам его ждать придётся долго: тотальное распространение 4G+ по всей территории России сейчас невозможно по двум причинам. Первая заключается в стоимости требуемого оборудования, а вторая (вытекает из предыдущей) - в том, что при увеличении зоны покрытия будет расти нагрузка на уже имеющиеся сотовые вышки, то есть средний показатель скорости будет только уменьшаться.
Так как быстрота соединения зависит от ширины частотного диапазона, можно сказать, что сегодня в наиболее выгодном положении находится Мегафон, который после поглощения Yota к собственным частотам добавил каналы приобретённой компании. Теоретически сеть Megafon может работать на канале в 40 МГц и разгоняться в режиме FDD до 300 Мбит/с, но, так как часть канала отдаётся абонентам дочерней Йоты, реальная скорость составляет примерно 100 Мбит/с.
Если сравнивать сети третьего и четвёртого поколений, то у последних скорость в несколько раз больше: средние 80 Мбит/с против максимальных 3 Мбит/с. HSPA+ смогла разогнать 3G до 45 Мбит/с, но данные показатели все равно отстают от 4G.
Дальнейшее развитие LTE
Несмотря на запуск тестирования сетей пятого поколения в мире, некоторые регионы Российской Федерации до сих не поддерживают даже 3G. В связи с данным обстоятельством стоит прогнозировать, в первую очередь, повсеместное развитие технологии LTE. Также сети четвёртого поколения представляют собой безальтернативный на территории ряда субъектов России способ доступа к Глобальной паутине, что стимулирует отечественных сотовых операторов развивать именно стандарт 4G.
В некоторых случаях проводное подключение является просто невозможным, что способствует распространению беспроводных технологий: возможности сотовых станций можно расширить благодаря специальным антеннам-ретрансляторам сигнала. Пользователь может самостоятельно приобрести такую антенну. Важно учитывать, что каждый ретранслятор работает только с определёнными частотами и режимом (FDD или TDD).
Сотовые сети стандарта GSM по своей структуре изначально не были предназначены для мобильного интернета. Соответственно, в наши дни операторы сотовой связи вынуждены с целью удовлетворения потребностей населения вкладывать огромные деньги в модернизацию своих сетей до 3G (UMTS), а теперь уже и до 4G (LTE). Само собой, данные капиталовложения сотовые компании щедро заимствуют из наших с вами карманов, однако их работа тоже при этом весьма не легка.
Сейчас, когда внедрение сетей третьего поколения еще до конца в России не закончено, операторы уже приступили к работе над сетями следующего поколения - 4G или LTE.
На фото первая базовая станция LTE от Yota в Сочи:
Сам термин LTE расшифровывается как Long Term Evolution и в переводе на русский означает «долгосрочная эволюция». Длительное время на роль связи 4G претендовал стандарт WiMAX, однако впоследствии был отодвинут на задний план как менее востребованный вариант быстрого беспроводного интернета.
LTE является следующим после 3G поколением мобильной связи и работает на базе IP-технологий. Основное отличие LTE от предшественников - высокая скорость передачи данных. Теоретически она составляет до 326,4 Мбит/с на прием (download) и 172,8 Мбит/с на передачу (upload) информации. При этом в международном стандарте указаны цифры в 173 и 58 Мбит/с, соответственно. Данный стандарт связи четвертого поколения разработало и утвердило Международное партнерское объединение 3GPP.
Система кодирования последнего поколения - OFDM
Давайте разберемся, в чем же состоит главная особенность стандарта LTE. Так же как и в сетях 3G главным звеном в LTE можно назвать технологию кодирования и передачи данных OFDM-MIMO.
OFDM расшифровывается как Orthogonal Frequency-division Multiplexing и по-русски означает ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием. Это цифровая схема модуляции, использующая близко расположенные друг от друга ортогональные поднесущие в большом количестве. Все поднесущие моделируются по стандартной схеме модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция на небольшой символьной скорости с соблюдением общей скорости передачи данных, как и в простых схемах модуляции одной несущей в этой же самой полосе пропускания. В действительности сигналы OFDM генерируются благодаря применению "Быстрого преобразования Фурье".
Данная технология описывает направление сигнала от базовой станции (БС) к вашему мобильному телефону. Что же касается обратного пути сигнала, т.е. уже от телефонного аппарата к базовой станции, техническим разработчикам пришлось отказаться от системы OFDM и воспользоваться другой технологией под названием SC-FDMA. В расшифровке она читается как Single-carrier FDMA и в переводе означает мультиплексирование на одной несущей. Смысл ее в том, что при сложении большого количества ортогональных поднесущих образуется сигнал с большим пик-фактором (отношением амплитуды сигнала к своему среднеквадратичному значению). Для того чтобы такой сигнал мог передаваться без помех необходим высококлассный и довольно дорогой высоколинейный передатчик.
Именно это устройство создало некоторые сложности с получением лицензии на территории России под сети LTE. И, тем не менее, как обычно бывает в нашей стране, несмотря на искусственно созданные сложности, Минкомсвязи России признал перспективным направлением развития сотовых сетей именно стандарт LTE. Однако при проведении тендера на распределение часто 2,3 - 2,4 ГГц в 40 регионах Российской Федерации методом радиодоступа была указана лишь технология OFDMA, что исключает, непосредственно, LTE, т.к. в последнем случае кроме OFDMA необходимо еще и SC-FDMA. Из этого в очередной раз следует полная некомпетентность российских чиновников в тех вопросах, которыми они занимаются.
MIMO - Multiple Input Multiple Output - представляет собой технологию передачи данных с помощью N-антенн и приема информации M-антеннами. При этом принимающие и передающие сигнал антенны разнесены между собой на такое расстояние, чтобы получить слабую степень корреляции между соседними антеннами.
Положение LTE в эфире
На данный момент под сети 4G уже зарезервированы диапазоны частот. Наиболее приоритетными принято считать частоты в районе 2,3 ГГц. Здесь главным примером является Китай со своим сотовым оператором China Mobile, уже выделившим нужный частотный диапазон и проводящий тестовое вещание. С учетом огромного объема местного потребления сотовой связи использование данной частоты обречено на успех и преобладание в Китае.
Другой перспективный диапазон частот - 2,5 ГГц применяется в США, Европе, Японии и Индии. Имеется еще частотная полоса в районе 2,1 ГГц, но она сравнительно небольшая - доступны лишь 15 МГц в диапазоне 2,1 ГГц, а большинство европейских мобильных операторов ограничивают в этом диапазоне полосы до 5 МГц. В будущем, скорее всего, наиболее используемым будет частотный диапазон 3,5 ГГц. Это связано с тем, что на данных частотах в большинстве стран уже используются сети беспроводного широкополосного доступа в интернет и благодаря переходу в LTE операторы получат возможность вновь применять свои частоты без необходимости приобретения новых дорогих лицензий. В случае необходимости под сети LTE могут быть выделены и другие диапазоны частот.
В отношении используемых полос частот и методов распределения в LTE все довольно непонятно и противоречиво, т.к. сам стандарт достаточно гибкий. В разных структурах сети четвертого поколения могут базироваться на полосах частот в диапазоне от 1,4 до 20 МГц, в отличие от фиксированных 5 МГц в 3G (UMTS). Также имеется возможность применения как временного разделения сигналов TDD (Time Division Duplex - дуплексный канал с временным разделением), так и частотного - FDD (Frequency Division Duplex - дуплексный канал с частотным разделением). Например, сеть LTE, строящаяся в Китае, стандарта TD-LTE.
Зона обслуживания базовой станции сети LTE может быть разной. Обычно она составляет около 5 км, но в ряде случаев она может быть увеличена до 30 и даже 100 км, в случае высокого расположения антенн (секторов) базовой станции.
Другое позитивное отличие LTE - большой выбор терминалов. Помимо сотовых телефонов, в сетях LTE будут использоваться многие другие устройства, такие как ноутбуки, планшетные компьютеры, игровые устройства и видеокамеры, снабженные встроенным модулем поддержки сетей LTE. А так как технология LTE обладает поддержкой хендовера и роуминга с сотовыми сетями предыдущих поколений, все данные устройства смогут работать и в сетях 2G/3G.
Структура сетей четвертого поколения
Схема сетей 4G (LTE) выглядит следующим образом:
Как видно из данной схемы, сети LTE включают в себя модули сетей 2,75G (EDGE) и 3G (UMTS). Из-за данной особенности строительство сетей четвертого поколения будет достаточно специфичным и походит скорее на следующую ступень развития сегодняшних технологий, нежели на что-то принципиально новое.
К примеру, в соответствии с такой структурой, звонок или интернет-сессия в зоне действия сети LTE может быть без разрыва соединения передана в сеть 3G (UMTS) или 2G (GSM). Кроме того, сети LTE довольно легко интегрируются с сетями WI-FI (обозначение WLAN Access NW на вышеприведенной схеме) и Интернет.
Остановимся на подсистеме радиодоступа более подробно. По своей структуре сеть радиодоступа RAN - Radio Access Network - выглядит аналогично сети UTRAN UMTS, или eUTRAN, но имеет одно дополнение: приемо-передающие антенны базовых станций взаимосвязаны по определенному протоколу X2, который объединяет их в сотовую сеть - Mesh Network - и дает возможность базовым станциям обмениваться данными между собой напрямую, не задействуя для этого контроллер RNC - Radio Network Controller.
К тому же взаимосвязь базовых станций с системой управления мобильными устройствами MME - Mobility Management Entity - и сервисными шлюзами S-GW - Serving Gateway - осуществляется путем «многих со многими», что позволяет получить большую скорость связи с небольшими задержками.
Технология LTE против WiMAX
Наверняка многим из вас стало интересно, почему будущее именно за LTE? Ведь буквально год-два назад все считали стандартом 4G технологию WiMAX, хорошо известную такими провайдерами широкополосного беспроводного интернета, как Yota и Комстар.
В действительности стандарты LTE и WiMAX достаточно близки между собой. Они оба используют технологию кодирования OFDM и систему передачи данных MIMO. И в том, и в другом стандарте применяются FDD и TDD-дуплекирование при пропускной способности канала до 20 МГц. И обе из систем связи используют в роли своего протокола IP. Соответственно, обе технологии в реальности одинаково хорошо применяют свой частотный диапазон и обеспечивают сравнимую скорость передачи данных интернет-доступа. Но, конечно, есть у них и кое-какие отличия.
Одним из таких отличий является гораздо более простая инфраструктура сети WiMAX, а, следовательно, и более надежная технически. Данная простота стандарта обеспечивается его предназначением исключительно для передачи данных. С другой стороны, «сложности» LTE нужны для обеспечения ее совместимости со стандартами предыдущих поколений - GSM и 3G. И данная совместимость нам с вами, безусловно, потребуется.
Существуют и другие детали в различии между LTE и WiMAX. Например, диспетчеризация радиочастотных ресурсов. В WiMAX она производится по технологии Frequency Diversity Scheduling, согласно которой поднесущие, предоставляемые абоненту, распределяются по всему спектру канала. Это необходимо для рандомизации и усреднения влияния частотно-селективных замираний на широкополосный канал.
В сетях LTE применена другая технология устранения частотно-селективных замираний. Она называется частотно-селективной диспетчеризацией ресурсов - Frequency Selective Scheduling. При этом для каждой абонентской станции и каждого частотного блока несущей создаются индикаторы качества канала CQI - Channel Quality Indicator.
Еще одним очень важным моментом, связанным с планированием сетей связи массового использования - коэффициент переиспользования частот. Его роль - показывать эффективность использования доступной полосы радиочастот для каждой базовой станции в отдельности.
Базовая структура переиспользования частотного диапазона WiMAX состоит из 3-х частотных каналов. При использовании трехсекторной конфигурации сайтов (базовых станций определенного частотного диапазона), в каждом из секторов реализован один из 3-х частотных каналов. При этом коэффициент переиспользования частот равняется 3-м. Иными словами, в каждой из точек пространства имеется лишь треть радиочастотного диапазона.
Работа сотовой сети LTE (4G) производится с коэффициентом переиспользования частот равном 1. То есть, получается, что все базовые станции LTE работают на одной несущей. Внутрисистемные помехи в подобной системе сводятся к минимуму благодаря частотно-селективной диспетчеризации, гибкому частотному плану и координации помех между отдельными сотами. Абонентам в центре каждой соты могут даваться ресурсы из всей полосы свободного канала, а пользователям на краях сот предоставляются частоты только из определенных поддиапазонов.
Перечисленные выше особенности сетей LTE и WiMAX оказывают большое влияние на одну из их главных характеристик - степень радиопокрытия. Отталкиваясь от данного параметра определяется необходимое количество базовых станций для качественного покрытия конкретной территории. Соответственно, он напрямую влияет и на конечную стоимость строительства сетей LTE.
Согласно расчетом, сеть LTE способна обеспечить лучшую зону покрытия при одинаковом числе базовых станций, что является несомненным плюсом для всех операторов сотовой связи.
На различных операционных системах стала появляться возможность работы с LTE.
Так как это относительно инновационная функция, далеко не все пользователи знают, для чего она нужна, какие функции выполняет и почему смартфоны, оснащенные таким новшеством, стоят немного дороже.
Как работают сети в телефоне и что это такое – об этом рассказано в данном материале.
Определение
LTE – это новый стандарт передачи данных для мобильных телефонов, который стал активно реализовываться в Российской Федерации примерно с 2014 года.
Он обладает рядом преимуществ по сравнению с такими традиционными форматами, как 3G и GPRS. Он имеет и иное название – 4G LTE , которым нередко обозначается в инструкциях.
Дословно данная аббревиатура переводится как Long-Term Evolution. Как же появился такой новый формат? Разработан он был на базе GSM и HSPA технологий, которые значительно усовершенствовали.
Он более эффективно передает данные за счет того, что в нем используется иной радиоинтерфейс. Кроме того, улучшено само ядро сети.
Этот стандарт достаточно легко вошел во всеобщее использование, в том числе в России, так как стал нормальным естественным обновлением как для операторов , так и CDMA2000 .
Покрытие
Особенности технологии таковы, что для передачи данных может использоваться множество различных полос и частот. Благодаря этому покрытие сетями обширно во всех странах.
Например, в Южной Корее пользоваться такой сетью получается на 97% территории страны, в Японии – на 90%, в Гонконге и Кувейте – на 86%.
Хотя в России процент охвата все еще не велик по сравнению даже с Казахстаном – 49% против 81% (по данным на 2015 год).
В настоящее время ситуация значительно улучшилась. По данным на 2016 год данные сети присутствуют в 83 регионах России, при этом в зону покрытия сетями попадает 70% населения (но не территории страны). Однако неприятной особенностью является специфика работы сотовых операторов – различные операторы предоставляют разную степень покрытия и качество сигнала.
Преимущества
Какие же преимущества имеет данный стандарт и стоит ли покупать устройство, оснащенное им, хотя оно стоит немного дороже (хотя в последнее время разница в цене почти полностью исчезла)?
- Основное преимущество данной технологии – высокая скорость передачи данных. Фактически, она способна обеспечить очень высокоскоростной интернет, скорость которого бывает иногда ограничена техническими возможностями телефона. Скорость передачи данных по таким сетям куда выше, чем по традиционным сетям третьего поколения – 3G.
- Для работы с LTE могут использоваться различные полосы и частоты , что позволило ей быстро интегрироваться во м6ножестве регионов. Кроме того, благодаря этому достигаются большие зоны охвата. Фактически, теперь LTE может ловить и там, где не ловит 3G;
- Архитектура интернет-сетей по IP (то есть схема передачи данных от одного сервера другому и, наконец, пользователю, запросившему их) значительно упрощается при этом стандарте, что также позитивно сказывается не только на скорости, но и на качестве данных. На страницах реже возникают сбои и ошибки, явления, когда картинки, например, не прогружаются;
- Увеличена не только скорость загрузки, но и скорость отдачи , а также уменьшено время ожидания.
Существует несколько значительных преимуществ у этого формата с точки зрения непосредственного технологического устройства сети (это увеличенный размер соты, большая гибкость диапазонов и т. д.). Для рядового пользователя же такие изменения выражаются в преимуществах, описанных выше.
Недостатки
До недавнего времени существенным недостатком данного формата считалась существенная ограниченность его действия, появившаяся потому, что не все вышки предоставляли возможность соединения в этом формате.
Существовало достаточно много «мертвых» зон, особенно в отдалении от крупных городов.
В начале реализации данной технологии покупать , оснащенные ею, часто оказывалось бессмысленно именно по этой причине – работала такая технология все равно не везде (в отличии от 3G, которая функционировала исправно, не так уж сильно теряя в скорости передачи).
Но в последние годы такая проблема почти полностью исчезло. Зона покрытия сетей очень велика. По сути, сейчас такие сети присутствуют во всех тех же зонах, что и 3G.
Потому с этой точки зрения недостатков у технологии нет.
Данные сети не могут работать с сетями второго и третьего поколения. Потому им требуется . Одно время это сказывалось на зоне покрытия, но в настоящий момент такая проблема почти полностью решена.
Считается, что такой стандарт оказывает чуть большую аппаратную нагрузку на устройство , вызывая более быструю разрядку батареи, а также существенные перегревания устройства.
Но в большей степени это касалось старых устройств, которые были немного менее оптимизированными под новый стандарт работы.
В настоящее же время большинство телефонов при такой работе греются не сильнее, чем при работе в сетях 3G.
Технические характеристики
Технические особенности данных сетей и их отличие от сетей третьего поколения приведены в таблице ниже.
В целом же, при внедрении таких сетей, была рекомендована частичная или полная
<Рис. 5 Топ лучших смартфонов>
Раньше вопросов про LTE задавали много. Сегодня остался самый главный: когда ? Когда это счастье придет к нам, в Россию? Еще месяц назад я не знал, что отвечать людям. Сильно комплексовал по этому поводу, ведь так близок к теме. Сомневался, то ли конец 2012-го, то ли начало 2013-го. Никакой определенности! Но сейчас, после исторического решения ГКРЧ от 8 сентября , всё, наконец, стало ясно.
Я слоупок, что такое LTE?
LTE - Long Term Evolution (англ., долгосрочная эволюция). Когда ученые доводили до ума 3G (он же UMTS, он же WCDMA) в рамках проекта 3GPP, они «рассчитались на первый-второй». Половина стала «докручивать» 3G до HSPA: это были минорные доработки радиоинтерфейса при сохранении основы - принципа кодового разделения каналов (CDMA). Планировали закончить быстро, поэтому называли между собой краткосрочной эволюцией. Другую половину озаботили вопросом: а что, если абоненты захотят мобильного интернета на скоростях на порядок выше, чем в 3G? Такие вопросы быстро не решаются. Тут думать нужно, крепко и долго. Отсюда и эволюция долгосрочная - LTE. Маркетологи, кстати, часто называют LTE 4G.Про железо
Базовые станции LTE не содержат ничего сверхъестественного. Там есть радиомодули (они же приемопередатчики, TRXы), блок цифровой обработки сигнала (BBU), интерфейсные платы (FE/GE порты, электрические, оптические). Радиомодули бывают выносные - RRU. Монтируются вблизи антенны (для уменьшения потерь в ВЧ-фидере), к BBU подключаются по отпике (стандарт CPRI). Всё как в БС 3G, но называются красиво - evolved NodeB (дословно - продукт эволюции «узла Б», т.е. собственно БС 3G).
Базовая станция 
Базовая станция
А поскольку БС разных стандартов больше похожи, чем отличаются, производители быстро догадались делать всё «в одном флаконе». Решение называется SingleRAN. Одна БС на 3 стандарта: GSM, 3G и LTE. Очень удобно оператору с точки зрения экономии места и питания на сайте, сокращения времени на монтаж и так далее. Мы такие уже начали закупать и устанавливать на сети. Так что, как только, так сразу…
Для LTE не нужны какие-то особенные антенны. Вполне подойдут обычные панельные антенны с кросс-поляризацией. Они, например, используются в сетях GSM и в 3G. Правда, если в GSM и 3G две поляризации обычно используются на прием, а на передачу только одна (схема 2Rx/1Tx), то в LTE обе поляризации задействованы по полной, и на прием, и на передачу (схема 2Rx/2Tx). Это необходимо для реализации технологии MIMO2х2. На первом этапе внедрения LTE этого будет достаточно. Дальше пропускную способность сектора можно будет увеличить, добавив еще по одной кросс-пол антенне. Получится схема 4Rx/4Tx и MIMO4х4. Главное разнести антенны в пространстве на достаточное расстояние (порядка 10 длин волн).
Что еще из «железа»? Контроллера сети доступа (как BSC в GSM, или RNC в 3G), как отдельного физического и логического узла в сети LTE, нет, БС подключаются напрямую к узлам Core, причем исключительно по IP. Core используется только пакетный. Называется EPC (evolved Packet Core). К нашему счастью, относительно новый обычный Packet Core превращается в EPC путем апгрейда софта. Функционал MME (узел управления мобильностью в LTE) можно накатить на используемый для GPRS/3G узел SGSN, а с функциями PGW/SGW должен уметь справляться GGSN. Не скажу, что все SGSN/GGSN-ы «Билайна» HW-ready к LTE, но мы уверенно движемся в этом направлении.
Плюс SAE-HSS (хранилище абонентских профайлов), который также поднимается на существующей HW-платформе ngHLR"a. Вот, собственно, и вся сеть LTE.
Архитектура LTE
Про транспорт
GE-порты на БС. Это, как любил говаривать Винни Пух, неспроста: вы же наверняка понимаете, какой должен быть backbone при таком backhaul"e! Если у кого-нибудь из уважаемых читателей есть несколько свободных миллиардов долларов, могу подсказать, как потратить их с пользой…Про частоты
В отличие от других стандартов мобильной связи LTE не привязан к какому-то конкретному диапазону частот. В этом его сила. Разработчики (3GPP) определили более 30 диапазонов, для которых производители могут выпускать стандартное радиооборудование LTE. Сюда попали как частоты, используемые сейчас под другие стандарты (например, 900, 1800 (GSM), 2100 (UMTS), 2500 (WiMAX), так и “новые”, например 700-800 Мгц (так называемый “цифровой дивиденд”). Понятно, что далеко не все из возможных диапазонов найдут широкое распространение в мире. Скорее всего, в итоге “выживет” не больше 4-5 диапазонов. Большее количество очень трудно реализовать в одном абонентском девайсе, а это уже проблема для обеспечения глобального роуминга. Если спросите, на какие диапазоны сделать ставку, мои предпочтения следующие:- 800 Мгц (3GPP band 20) – выделен или планируется под LTE практически во всех европейских странах, включая Россию; выгоден с точки зрения затрат на обеспечение сплошного покрытия; оборудование выпускается всеми ведущими производителями;
- 2,5 Ггц (3GPP band 7) – выделен или планируется под LTE практически во всех странах Европы и Азии, включая Россию; выгоден при обеспечении емкости в хот-спотах; оборудование выпускается всеми ведущими производителями.
- 1800 Мгц (3GPP band 3) – будет освобождаться по мере уменьшения количества GSM-only телефонов и расширения покрытия 3G (чтобы было, куда переводить голос); хорош с точки зрения обеспечения в сети баланса между емкостью и покрытием; GSM-операторам даст возможность сэкономить за счет переиспользования инфраструктуры сети доступа (приемопередатчики, антенны); оборудование выпускается почти всеми ведущими производителями
Про скорости
Максимальные скорости передачи данных – ключевой показатель крутости стандарта для конечных пользователей. И LTE реально крут! Можно долго говорить о теоретических возможностях разных стандартов, перспективах их развития и так далее, но то, что абонентам в уже работающих сетях LTE доступны скорости более 100 Мбит/с – это факт. И это только начало светлого будущего: уверен, что достижение в сетях LTE скоростей до 1 Гбит/с – вопрос нескольких лет. Дальше посмотрим. Скорее всего, нужен будет очередной прорыв, как в теории радиосвязи, так и в технологии производства элементной базы.Про покрытие
Зона покрытия одной БС в LTE может быть абсолютно разной. От чего это зависит прежде всего? Правильно! От используемого диапазона частот. Если сравнить крайние варианты, то площадь покрытия одной eNodeB, работающей в самом нижнем LTE-диапазоне (700 Мгц) оказывается, при прочих равных, в 5-6 раз больше, чем для базы, работающей в 2.5 ГГц. В условиях городской застройки радиус соты, таким образом, может быть от нескольких сот метров до нескольких километров. Что касается рекорда по дальности действия БС LTE, он был установлен в ходе трайла греческого оператора Cosmote на оборудовании Huawei в начале этого года – на расстоянии 102 км от БС была получена скорость передачи 135 Мбит/с. Конечно, это была прямая видимость и один абонент в соте. Но с точки зрения предельных возможностей стандарта – довольно убедительно.Про гаджеты
Доступные сейчас на рынке абонентские устройства с поддержкой LTE включают (по типам):
USB-модемы (на картинке – Huawei E398) 
Смартфоны (на фото – HTC Thunderbolt, OS Android) 
Планшет (на фото – Samsung Galaxy Tab 10.1, OS Android) 
Портативный LTE/Wi-Fi Hotspot (на фото – Samsung SCH-LC11) 
Ноутбук (на картинке HP Pavilion DM1-3010NR)
На данный момент на рынке доступно уже более 100 абонентских устройств с поддержкой LTE и это количество растет с каждым днем. Основные игроки на этом рынке – наши старые знакомые: Samsung, LG, HTC, ZTE, Huawei.
Про опыты
Посмотреть, как работает LTE вживую, хотелось очень давно. Первый раз довелось в начале прошлого года в Стокгольме. Спасибо коллегам из Ericsson, позвали посмотреть на первую в мире коммерческую сеть LTE – Telia-Sonera. Честно признаться, был немного разочарован. Скорости, пока катались по городу на микроавтобусе, колебались в пределах от 0 до 8 Мбит/с. К тому же, соединение постоянно рвалось. Коллеги оправдывались тем, что сеть пока не оптимизирована, БС мало, диапазон высокий - 2.5 Ггц. Всё, конечно, понятно, но хотелось чуда.По приезде из Швеции задумали построить пилотную сеть LTE в одной из наших стран. Проще всего договориться с Регулятором о выделении (на время пилота) частот под LTE оказалось в Казахстане. Диапазон частот выбрали самый низкий из доступных – 700 Мгц (точнее band 13, именно те номиналы, на которых строит сеть американский Verizon). К концу октября 2010 построили в сотрудничестве с Alcatel-Lucent сети в двух главных городах Казахстана (Астане и Алматы). То что получилось показали и чиновникам, и журналистам, и наиболее интересующимся из потенциальных клиентов. Подробнее можно почитать .
Про голос
Нужна ли передача голоса в LTE? С одной стороны, стандарту мобильной связи, претендующему на роль глобального, без базовой связной услуги оставаться, вроде как, неприлично. С другой – представить, что покрытие LTE появится там, где нет GSM или 3G, сложно. То есть без голоса абонент всяко не останется.Рано или поздно придёт LTE-Advanced, потребуются дополнительные частоты. А где их взять, как не у сетей GSM и 3G? Тогда LTE останется один на один с абонентом, которому, как и раньше, нужно будет поговорить - а, значит, голос в LTE обязательно будет, вопрос времени. Сейчас в первых коммерческих сетях, для предоставления голосовых звонков реализована функция CS Fallback. Получив по служебному каналу в сети LTE сообщение о входящем вызове, абонентское устройство переключается в режим GSM или 3G и информирует сеть о готовности принять вызов. После этого звонок проключается через GSM/3G CS Core.
CS Fallback в действии
В будущем, при переходе к all-IP архитектуре, голос в мобильных сетях останется только в виде VoIP. Тогда вопрос выбора сети радиодоступа, через которую будут идти голосовые звонки, сведется к емкостным характеристикам – чем больше пропускная способность сектора, тем больше одновременных звонков он может обслужить.
Сегодня беспроводной мобильный интернет от сотовых операторов завоевывает все большую популярность в больших городах. Благодаря ему каждый пользователь может пользоваться интернетом и скачивать информацию из сети в любой части зоны покрытия. Беспроводной интернет также делится на разные виды технологий. Например, существует интернет поколения 3G и поколения LTE. При этом беспроводной интернет LTE является совершено новой технологией сегодня и пока не вошла плотно в нашу жизнь.
Так, не все знают, что такое LTE и как им пользоваться, а также какие существенные нововведения она принесла. Рассмотрим подробнее вместе эту новую технологию.
Развитие мобильных сетей и появление LTE
Первым интернетом на мобильном телефоне можно считать технологию GPRS, которую еще называют технологией первого поколения. Однако данная технология имела очень низкую скорость и небольшую зону покрытия, что существенно затрудняло ее использование. Затем, в 2003 году появилась технология EDGE, которую принято считать технологией начала эры мобильного интернета.
Часто технологию EDGE называют «2G», что переводится, как «технология второго поколения». Несмотря на то, что скорость такого интернета стала значительно выше GPRS, она все равно была низкая, и многие сайты приходилось загружать долгое время, а про такую вещь, как посмотреть фильм онлайн, можно было и не мечтать.
Следующим этапом развития технологий передачи данных стало появление беспроводной сети третьего поколения, которую называют «3G». Благодаря этой новой технологии пользоваться интернетом стало легко, а связь стала более стабильной. Теперь пользователи данной мобильной сети могут загружать быстро сайты и даже смотреть видео онлайн, что было невозможно раньше. Данная технология в наше время достаточно распространена. Однако ее успешно вымещает новая технология четвертого поколения.
С развитием интернета и мобильных телефонов потребовалась сеть, которая способна передавать данные по сети еще быстрее и при этом уменьшить затраты. Тогда разработчики создали сеть четвертого поколения — «4G» или «LTE». Название переводится как «долговременная эволюция», что намекает на долговременное использование технологии в ближайшем будущем.
Данная технология обладает огромными преимуществами по сравнению с прошлыми поколениями и активно входит в нашу повседневную жизнь.
Характеристики технологии LTE
Технология 4G позволяет передавать данные по беспроводной мобильной сети со скоростью до 150 Мбит/с, что на сегодняшний день является самой быстрой передачей данных по мобильной сети. С такой быстрой скоростью любой пользователь может открывать сайты мгновенно и очень быстро загружать фильмы в наилучшем качестве. Помимо этого можно смотреть даже фильмы в HD-качестве онлайн без особых проблем.
Зона покрытия 4G составляет до 100 километров, что значительно больше, чем у 3G. Также 4G лучше использует частотный диапазон, уменьшая влияние помех на работу беспроводной сети.
Технология LTE создавалась с целью повысить скорость передачи данных, уменьшить стоимость и уменьшить задержку при передаче пакетов данных. Все эти пункты сеть четвертого поколения выполняет превосходно. Помимо этого 4G снизила затраты мобильных операторов в 6 раз по сравнению с технологией 3G, а, значит, снизила и стоимость пользования услугами для потребителя.
Как можно подключиться к сети LTE
Практически все современные мобильные телефоны оснащены возможностью использования беспроводной сети четвертого поколения, однако более старые модели не поддерживают данную технологию. Подключиться к 4G через мобильный не составит труда. Достаточно лишь активировать нужный тарифный план у сотового оператора, который предоставляет данную услугу. Однако важно помнить, что сегодня зона покрытия сети 4G может быть не везде. В основном зона покрытия находится в центральных районах мегаполисов. Однако в будущем это будет меняться.
Чтобы подключить 4G на телефоне и планшете, понадобится специальная сим-карта, которую можно купить в офисах сотового оператора. Помимо этого, для ноутбука понадобится еще usb-модем или роутер, через который будет происходить передача данных на ноутбук или компьютер. Роутер или модем также покупается в салонах сотовой связи.
После покупки необходимого оборудования остается только выбрать подходящий тариф. Всю информацию по тарифным планам можно посмотреть всегда на сайте сотового оператора или уточнить в салонах связи, где вы приобретаете модем или роутер.
Также вы можете поискать полезную информацию в нашем разделе .