LTE, что это такое в телефоне, планшете? Обзор технологий! LTE – что это такое и зачем оно нужно

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:

1. 95,7% — Южная Корея;
2. 92% — Япония;
3. 84,7% — Литва;
4. 84,5% — Гонконг;
5. 84,1% — Нидерланды.

А в пятерку «шустрых» государств попали:

1. 50 Мбит/сек — Сингапур;
2. 46 Мбит/сек — Южная Корея;
3. 40,6 Мбит/сек – Венгрия;
4. 35,6 Мбит/сек – Румыния;
5. 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:

1. Yota – использует band 7 и предоставляет ширину канала 2×30 МГц;
2. Мегафон – использует band 7, 20, максимальная ширина канала 2×10 МГц;
3. МТС – пользуется всеми четырьмя полосами LTE, максимальная ширина канала 2×10 МГц;
4. Билайн – в арсенале band 7 и band 20, а ширина канала достигает 2×10 МГц;
5. 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

В настоящее время LTE-сети относят к четвертому поколению беспроводной связи (4G). Основные преимущества в сравнении с предыдущим поколением – высокая скорость передачи данных. Это очевидный плюс для пользователей. В свою очередь, провайдеры могут использовать LTE-технологию для увеличения без установки нового оборудования.

Оптимальный радиус покрытия базовой станции LTE равняется 5 км. В случае необходимости указанный диапазон может быть расширен до 100 км. Естественно, такая большая зона покрытия обеспечивается установкой антенны на достаточной высоте и не подразумевает ее использование в городских условиях.

Первая в мире коммерческая LTE-сеть была запущена в Швеции в 2009 году. В России развитие данного стандарта до сих пор не получило активной поддержки. Это обусловлено тем, что для работы с LTE-сетями операторы должны получить в распоряжение частоты определенного диапазона.

В мае 2012 года оператор Yota активировал работы LTE-сети в Москве. До этого времени большинство услуг предоставлялось с использованием канала WiMax. Активные пользователи Yota заблаговременно получили возможность обменять «старые» модемы на аппаратуру, работающую с LTE-каналом. Стоит отметить, что до запуска сети LTE в столице подобные каналы уже работали в Новосибирске и Краснодаре.

Медленная интеграция технологий LTE негативно сказывается на развитии компьютерной техники. Это касается, в основном, всевозможных планшетных компьютеров и коммуникаторов. Определенная часть этих устройств поддерживает возможность подключения к сетям LTE.

Работа LTE-сетей в России обеспечена таким образом, что при выходе из зоны покрытия соответствующих антенн осуществляется мгновенное переключение на сравнительно старые каналы. Естественно, данная функция поддерживается только теми устройствами, которые могут работать с каналами LTE, WiMax и GPRS.

Источники:

• как работает lte

LTE и 4G - это два новых формата беспроводной мобильной связи. Оба в России пока не очень освоены операторами. Но если вы задумались о смартфоне с беспроводным модулем одной из этих систем, то скорее всего предполагаете использовать свой телефон минимум 2-3 года. Так какой из этих стандартов предпочтительней будет иметь в смартфоне в ближайшие годы?

Инструкция

LTE - Long Term Evolution, долговременное развитие - англ. Этот в теории может обеспечить до 326,4 МБит/с. В обычных, не лабораторных, стандартом считается прием со скоростью 173 Мбит/с, а отдача информации - 58 Мбит/с. А в реальных сетях вы вряд ли получите больше 30 Мбит/с. С чем это ? Сравните со скоростью "старого" стандарта 3G. Международный Союз Электросвязи устанавливает для него даже для неподвижных объектов не выше 2048 Кбит/с. Т.е. скорость LTE на порядок, а то и на два, выше.

4G - новый стандарт . В нем подвижному абоненту обеспечивается не менее 10 Мбит/с. Конечно, есть ряд технических принципиальных отличий LTE от стандартов 4G, но понять их могут только специалисты. Пользователь разницу вряд ли сможет ощутить. Скорости-то примерно одинаковые.

Масла в огонь добавили , которые окончательно запутали пользователей, указывая в своих приборах то поддержку LTE, то 4G. Что ?
Специалисты не советуют мучиться выбором. Есть LTE - берите LTE. В крупных городах уже развернуты эти стандарты связи. Есть 4G - еще . Когда развернут 4G, ваш будет работать и там. Но в скорости вы особо не выиграете.

Видео по теме

Обратите внимание

Есть еще стандарт "Advanced LTE", который соответствует стандарту 4G. Это тот же LTE, только немного улучшенный и доведенный до стандартов, устанавливаемых 4G.

Полезный совет

Перед покупкой смартфона загляните на сайт своего оператора, чтобы понять, в какую сторону решил двигаться он. Но кроме LTE вы, вероятно, ничего не обнаружите пока. При разворачивании этих сетей можно использовать уже имеющееся оборудование, и это выгоднее нашим поставщикам услуг.

Появление и бурное развитие сетей четвёртого поколения 4G в России привело к тому, что некоторые владельцы 3G-смартфонов задумались о покупке нового аппарата с поддержкой 4G.

LTE FDD и LTE TDD

Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны. FDD - FrequencyDivisionDuplex (частотный разнос входящего и исходящего канала) TDD - TimeDivisionDuplex (временной разнос входящего и исходящего канала). Грубо говоря, FDD - это параллельный LTE, а TDD - последовательный LTE. Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё-таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительнее, т.к. он работает быстрее и стабильнее.

Частотные диапазоны LTE, Band

Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, что не всё оборудование умеет работать на разных "бэндах", т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44. Существуют дополнительно несколько стандартов, которым еще не присвоены номера. Спецификации на частотные полосы называются бэндами (BAND). В России и Европе в основном используются band 7, band 20, band 3 и band 38.

В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:

В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связив диапазоне LTE 2600 (Band 7):

Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС - 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России!

Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах - Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).

Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. .

Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти .

Для тех, кому трудно запомнить номера диапазонов-бэндов или под рукой нет подходящего справочника, рекомендую небольшое андроид-приложение RFrequence , скриншот которого приведен ниже.

Категории LTE

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) - 50 Мбит/с. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях - главные из которых — вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др.

Наиболее распространенные категории абонентских устройств приведены в таблице.

Таблица требует некоторых пояснений. Здесь упомянута «агрегация несущих» и «дополнительные технологии». Попытаюсь пояснить, что это такое.

Агрегация частот

Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот - это объединение частот. Что это означает - попытаюсь объяснить ниже.

Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band 7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц. Чтобы увеличить скорость загрузки оператор перераспределяет купленные им частоты в соотношении 15 МГц на загрузку и 5 МГц на отдачу. Аналогично поступают и другие провайдеры.

Однажды кому-то из разработчиков пришла в голову светлая мысль - а что, если передавать сигнал не на одной несущей частоте, а на нескольких одновременно. Тем самым расширяется канал приема/передачи и скорость теоретически значительно возрастет. А если еще каждую несущую передавать по схеме MIMO 2х2, то получаем дополнительный выигрыш в скорости. Такая схема приема-передачи получила название «агрегации частот».Именно эту схему использует интернет 4 G + или LTE - Advanced (LTE - A ).

В таблице указано, что для Cat .9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц. Для Cat .12 необходимо дополнительно, чтобы антенные устройства были соединены по схеме MIMO 4х4, т.е. фактически нужно 4 антенны на приемной и передающей стороне.

Загадочные символы 256 QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.

Категорирование приемных устройств

Схемаагрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций.

Однако есть одна проблема - на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4 G +.

Начиная с 2016 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE ,в которых они умеют работать.Например, для смартфона выпуска 2017 г. HuaweiP 10Plus помимо прочих параметров указано:

Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуMIMO 4x 4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах.

Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка»->«мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:

Если это так, то ваш смартфон поддерживает LTE -A .

Таким образом, производители смартфонов начали догонять сотовых операторов. К сожалению, нельзя сказать того же о производителях модемов. До сих пор самый производительный модем дает максимальные скорости 150/50 Мбит/с, т.е. принадлежит Cat .4. Пока это обстоятельство не слишком огорчает, т.к. такие скорости, если будут достигнуты на практике, заслуживают восхищения. Однако, производство мобильных роутеров, похоже, начинает догонять смартфоны. На рынке стали появляться роутеры Cat .6 от Huawei и Netgeer (не поддерживает российские бэнды). Так роутер Huawei E5787s-33a можно купить на AliExpress примерно за 10 тыс. руб.

Надо сказать, что реальные скорости, достигаемые в режиме 4G +, далеки от заявленных, но они значительно выше, чем в простом режиме 4G . Автором проведен ряд экспериментов в Москве, где не трудно найти LTE -A (оператор Мегафон), со смартфоном Cat .12, результаты которых показаны на скриншотах. Первый скриншот - скорости для LTE -A (агрегация частот включена), второй скриншот для LTE (агрегация частот выключена). Отмечу, что почему-то при выполнении скриншота у значка 4G + пропадает плюсик. Почему - не знаю, при тестировании плюс был - см. скрин.

Было проведено по шесть измерений для каждого режима.

Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.

Желающим поэкспериментировать с LTE-A

Если в вашей местности появился LTE -A , в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE 800 и LTE 2600, т.е. использует сочетание В7+В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO -антенн с диплексерами. Что из этого получится (и получится ли вообще хоть что-то), можете написать в комментариях к статье.

Отмечу здесь, что антенна NITSA -5 MIMO 2x 2 фактически реализует эту схему. Отличие в том, что в NITSA -5 функцию диплексеров выполняют сами широкополосные излучатели антенны, т.к. каждый из них принимает соответствующим образом поляризованные сигналы из диапазонов 790÷960/1700÷2700 МГц одновременно.Напомню, чтоупомянутая антенна состоит из двух широкополосных облучателей, разнесенных на определенное расстояние и ориентированных так, что их векторы поляризации ортогональны.

В целом, эта антенна хорошо приспособлена для приема 4 G + на небольших расстояниях (до 5 км при наличии прямой видимости БС) , т.к. позволяет принимать любую комбинацию частот LTE - A и адаптирует MIMO 4 x 4 к широко распространенным модемам Cat .4, имеющих только два входа MIMO 2 x 2.

Как узнать параметры LTEсвоего 4G-сигнала

Интерфейс широко распространенного модема Huawei 3372 дает почти всю информацию о параметрах 4G -сигнала. На главной странице интерфейса видим, что принимаем сигнал LTE , оператора сотовой связи, приблизительный уровень сигнала в виде 5 полосок, а также значок, показывающий, что связь установлена - стрелочки верх-вниз.

Определить частотный диапазон (Band ) и стандарт передачи данных (разнос данных - FDD или TDD ) можно на следующей вкладке:

Выставив предпочтительный режим «только LTE », сняв галочку с параметра «все поддерживаемые», можно по очереди перебирая диапазоны узнать - на какой частоте вы получаете сигнал. Если сигнал принимается, то вверху справа будет отражаться информация, как на скриншоте, если приема нет, то появится надпись «Сигнала нет». После всех изменений не забудьте нажать кнопку «Применить».

Но не все так просто. Все вышесказанное прекрасно работает для диапазонов стандарта FDD . Выставить диапазон TDD не удается. Точно знаю, что в Москве МТС раздает LTE в диапазоне Band 38, т.е. частота 2600, тип передачи TDD . Попытка выставить этот диапазон для сим-карты МТС не удается, модем перегружает страницу и возвращается к предыдущему состоянию. При этом можно установить B 7 и B 3 как по отдельности, так и одновременно.

Измерения, проведенные на смартфоне с Андроид 7.0 и встроенным модемом Cat .12, показали следующий результат.

Отмечу, что Андроид 7.0 в отличие от более младших версий умеет измерять параметры сигнала и передавать данные приложениям, которые их запрашивают у ОС. На скриншоте видно, что на самом деле МТС (на скриншоте МГТС, это одно и то же) раздает LTE в диапазоне Band 38, т.е. в формате TDD .

Возможная причина такой ситуации заключается в том, что модемы серии Е3372 выпускаются в двух модификациях - Е3372H и Е3372S . У меня модем с буквой H на конце, разлоченный и перепрошитый в HiLink.У модемов E3372Н серийный номер начинается с комбинации G4P, а у E3372S - L8F. Допускаю, что модемы серии S умеют настраиваться на В38, но проверить не могу, т.к. не имею под рукой соответствующего модема.

Таким образом, интерфейс модема HiLink дает почти всю информацию о параметрах LTE -сигнала. Однако, при определении частотного диапазона (Band ) может допускать ошибки, когда передача данных осуществляется в формате TDD . Для определения «бэнда» целесообразно пользоваться другими инструментами, в частности приложениями, работающими под Андроид 7.0 и соответствующими смартфонами.

Ссылки

При написании статьи помимо ссылок, указанных в тексте, использованы следующие материалы.

С уважением, ваш dmitryvv