Що таке мережі lte. LTE - що це таке в телефоні, як користуватися. Чому LTE-частоти різні в різних країнах

Розберемося що таке LTE в смартфоні, і чим воно відрізняється від звичного 3G. Які технології передачі даних пропонують мережі четвертого покоління, і що це дасть користувачам?

Що таке LTE

Багато смартфони підтримують LTE, але поки не всім користувачам відомо, що це означає.

LTE (буквально з англ. Long-Term Evolution- довготривалий розвиток, часто позначається як 4G LTE) - стандарт зв'язку для швидкої бездротової передачі інформації в будь-яких обсягах. Розроблено для смартфонів і інших мобільних пристроїв, яким потрібне високошвидкісне з'єднання з інтернетом.

Стандарт є проміжним етапом у переході від 3G до 4G. Підключення до такої мережі значно збільшує швидкість передачі даних як завантаження, так і вивантаження. Але незважаючи на це, він не дотягує до технічних характеристик, прийнятих для чергового четвертого покоління зв'язку.

Технологія передачі даних

Мережа нового покоління надає можливість з'єднання на швидкості до 100 Мбіт / сек (теоретична максимальна швидкість). У реальності вона на порядок нижче, Все одно технологія значно випереджає попередній стандарт. В основі лежить пакетна передача даних MIMO, і система кодування OFDM. Завдяки розподілу передавальних антен кореляційний залежність повністю виключена. У різних країнах зв'язок працює на різних діапазонах. Навіть різні оператори зв'язку всередині країни нерідко використовують різні частотні діапазони.

Порівняння з 3G

Якщо порівняти два останніх покоління мережі, чинне і тільки розвивається, то вийдуть наступні висновки:

Все це безсумнівні переваги нової мережі. Але є і недоліки, 3G за час свого існування може похвалитися великою зоною покриття. LTE сьогодні присутній тільки в ряді великих міст країни.

LTE і 4G

Обидва стандарти відносяться до одного покоління, вони мають ряд відмінностей. Ці технології не можна вважати одним і тим же.

У чому різниця, у LTE в порівнянні з 4G:

• більш низька швидкість вивантаження даних;
• низька пропускна здатність (ЛТЕ - 150 Мб / с, 4G - до 1 Гб.);
• нижче швидкість прийому.

Плюси використання в телефонах і планшетах

Які переваги для користувачів несе впровадження нових стандартів зв'язку?

LTE в телефоні:

• перегляд відео у високій якості без затримок;
• використання відеозв'язок для дзвінків і для відеоконференцій;
• ефективне використання в якості роутера для роздачі WiFi.

Збільшення швидкості передачі даних сприяє розширенню послуг і зниження їх вартості.

Які оператори надають в Росії

Всі провідні компанії надають абонентам таку можливість. Також оператори забезпечують користувачів модемами і кишеньковими роутерами, для доступу в мережу.

• Мегафон має широку зону покриття, але більш високу вартість послуг на відміну від конкурентів. Пропонує до 40 Гб щомісяця, для доступу до інтернету через LTE підключається окрема опція.
• МТС має меншу зону покриття. Абонентська плата за послуги зв'язку нижче ніж у попереднього конкурента, а обсяги обмежуються 25 Гб.
• Білайн надає спеціальну сім-карту з підтримкою LTE. Варто зазначити, що зона покриття цього оператора ширше, ніж у МТС.
• Теле2 також впроваджує LTE. Але поки доступ є лише у великих містах.

Як підключитися до LTE

Якщо смартфон підтримує LTE, то для підключення досить мати правильно налаштовану точку доступу. Як тільки гаджет виявиться в зоні покриття 4G, він автоматично переключиться на високошвидкісну мережу.

Що таке 4G (LTE)? Згідно Вікіпедії LTE (буквально з англ.Long-TermEvolution- довгостроковий розвиток, часто позначається як 4G LTE) - стандарт бездротової високошвидкісної передачі даних для мобільних телефонів і інших терміналів, що працюють з даними (модемів, наприклад). Він збільшує пропускну здатність і швидкість за рахунок використання іншого радіоінтерфейсу разом з поліпшенням ядра мережі. Стандарт був розроблений 3GPP (консорціум, який розробляє специфікації для мобільної телефонії). Бездротовий інтерфейс LTE є несумісним з 2G і 3G, тому він повинен працювати на окремій частоті. У Росії для LTE виділено три частотні діапазони - 800, 1800 і 2600 МГц.

LTE FDD і LTE TDD

Стандарт LTE буває двох видів, відмінності між якими досить істотні. FDD - FrequencyDivisionDuplex (частотний рознос вхідного і вихідного каналу) TDD - TimeDivisionDuplex (тимчасової рознос вхідного і вихідного каналу). Грубо кажучи, FDD - це паралельний LTE, а TDD - послідовний LTE. Наприклад, при ширині каналу в 20 МГц в FDD LTE частина діапазону (15 МГц) віддається для завантаження (download), а частина (5 МГц) для вивантаження (upload). Таким чином канали не перетинаються по частотах, що дозволяє працювати одночасно і стабільно для завантаження і вивантаження даних. У TDD LTE все той же канал в 20 МГц повністю віддається і як для завантаження, так і для вивантаження, а дані передаються в ту і іншу сторону по черзі, при цьому пріоритет має все-таки завантаження. В цілому FDD LTE краще, тому що він працює швидше і стабільніше.

Частотні діапазони LTE, Band

Мережі LTE (FDD і TDD) працюють на різних частотах в різних країнах. У багатьох країнах експлуатуються відразу кілька частотних діапазонів. Варто зазначити, що не все обладнання вміє працювати на різних "бендах", тобто частотних діапазонах. FDD-діапазони нумеруються з 1 по 31, TDD-діапазони з 33 по 44. Існують додатково кілька стандартів, яким ще не привласнені номери. Специфікації на частотні смуги називаються бенду (BAND). У Росії і Європі в основному використовуються band 7, band 20, band 3 і band 38.

У Росії для мереж 4-го покоління на сьогодні використовуються чотири частотні діапазони:

Як приклад приведу розподіл частот серед основних російських операторів зв'язку в діапазоні LTE2600 (Band7):

Як бачимо з цієї схеми, Білайну дісталося всього 10 МГц. Ростелекому теж дісталося тільки 10 МГц. МТС - 35 МГц в Московському регіоні і 10 МГц по всій країні. А Мегафону і Yota (це один і той же холдинг) дісталося аж 65 МГц на двох в Московському регіоні і 40 МГц по всій Росії! Через Yota в Москві віртуально працює тільки Мегафон в стандарті 4G, в інших регіонах - Мегафон і МТС. В діапазоні TDD по всій Росії крім Москви працюватимуть телебачення (Космос-ТВ і ін.).
Повний розподіл частот операторів стільникового зв'язку в Росії см..

Мережі 4G LTE в Росії

оператор	Частотний діапазон (МГц) Dw / Up	Ширина каналу (МГц)	Тип дуплексу	номер смуги
Yota	2500-2530 / 2620-2650	2x30	FDD	band 7
Мегафон	2530-2540 / 2650-2660	2x10	FDD	band 7
Мегафон	2575-2595	20	TDD	band 38
МТС	2540-2550 / 2660-2670	2x10	FDD	band 7
МТС	2595-2615	20	TDD	band 38
Білайн	2550-2560 / 2670-2680	2x10	FDD	band 7
Теле2	2560-2570 / 2680-2690	2x10	FDD	band 7
МТС	1710-1785 / 1805-1880	2x75	FDD	band 3
Теле2	832-839.5 / 791-798.5	2x7.5	FDD	band 20
МТС	839.5-847 / 798.5-806	2x7.5	FDD	band 20
Мегафон	847-854.5 / 806-813.5	2x7.5	FDD	band 20
Білайн	854.5-862 / 813.5-821	2x7.5	FDD	band 20

Розподіл частот серед операторів по регіонах Росії можна знайти.

Для тих, кому важко запам'ятати номера діапазонів-бендів або під рукою немає відповідного довідника, рекомендую невелику андроїд-додаток RFrequence, скріншот якого наведено нижче.

категорії LTE

Абонентські пристрої класифікуються за категоріями. Найбільш поширеними на сьогодні є пристрої 4-ї категорії CAT4. Це означає що максимально досяжна швидкість мобільного інтернету на прийом (downlink або DL) може становити 150 Мбіт / секунду, на передачу (uplink або UL) - 50 Мбіт / с. Важливо відзначити, що це максимально досяжна швидкість в ідеальних умовах - головні з яких - ви недалеко від вишки, крім вас в соте більше немає абонентів, до базової станції підведений оптичний транспорт і ін. Найбільш поширені категорії абонентських пристроїв наведені в таблиці.

Таблиця вимагає деяких пояснень. Тут згадана «агрегація несучих» і «додаткові технології». Спробую пояснити, що це таке.

агрегація частот

Під словом «агрегація» в даному випадку розуміється об'єднання, тобто агрегація частот - це об'єднання частот. Що це означає - спробую пояснити нижче.
Відомо, що швидкість прийому передачі залежить від ширини каналу передачі. Як ми бачили з таблиці в попередньому розділі, ширина каналу на завантаження, наприклад, МТС дорівнює 10 МГц в діапазоні Band7 (крім Москви), на віддачу також 10 МГц. Щоб збільшити швидкість завантаження оператор перерозподіляє куплені їм частоти в співвідношенні 15 МГц на завантаження і 5 МГц на віддачу. Аналогічно роблять і інші провайдери.

Одного разу комусь із розробників прийшла в голову світла думка - а що, якщо передавати сигнал не на одній частоті, а на декількох одночасно. Тим самим розширюється канал прийому / передачі і швидкість теоретично значно зросте. А якщо ще кожну несучу передавати за схемою MIMO 2х2, то отримуємо додатковий виграш в швидкості. Така схема прийому-передачі отримала назву «агрегації частот» .Саме цю схему використовує інтернет 4G + або LTE-Advanced (LTE-A).

У таблиці вказано, що для Cat.9, потрібно, щоб передавач і приймач вміли передавати і приймати сигнал на трьох несучих частотах (в трьох бендах) одночасно, ширина кожного каналу повинна бути не менше 20 МГц. Для Cat.12 необхідно додатково, щоб антенні пристрої були з'єднані за схемою MIMO 4х4, тобто фактично потрібно 4 антени на приймальні і передавальної стороні. Загадкові символи 256QAM означають певний вид модуляції сигналу, що дозволяє більш щільно упаковувати інформацію. Охочих більш детально ознайомитися з цією темою можуть почати знайомство з матеріалом в статті у Вікіпедії і з тамтешніми посиланнями.

Категоріювання приймальних пристроїв

Схема агрегування частот активно розвивається російськими провайдерами, укладені багато угод про взаємне використання частотних діапазонів, реконструюється антенне господарство базових станцій. Однак є одна проблема - на приймальній стороні абонент повинен вміти приймати сигнал на декількох несучих частотах одночасно. Далеко не всі смартфони, планшети і модеми підтримують агрегацію частот і, отже, не можуть працювати в 4G +.

Починаючи з 2016 року в документації до смартфонам вказуються частотні діапазони (бенди) і категорію LTE, в яких вони вміють працювати. Наприклад, для смартфона випуску 2017 р Huawei P10 Plus крім інших параметрів вказано:

Крім того, цей смартфон має вбудовану антеннуM IMO 4x4 і відповідний модем, що дозволяє обробляти сигнали відразу на двох несучих частотах. Якщо ваш смартфон підтримує агрегацію частот, то вкладка «установки»> «мобільна мережа» буде виглядати приблизно так:

Якщо це так, то ваш смартфон підтримує LTE-A.

Таким чином, виробники смартфонів почали наздоганяти стільникових операторів. На жаль, не можна сказати того ж про виробників модемів. До сих пір найпродуктивніший модем дає максимальні швидкості 150/50 Мбіт / с, тобто належить Cat.4. Поки ця обставина не дуже засмучує, тому що такі швидкості, якщо будуть досягнуті на практиці, заслуговують захоплення. Однак, виробництво мобільних роутерів, схоже, починає наздоганяти смартфони. На ринку стали з'являтися роутери Cat.6 від Huaweiі Netgeer (не підтримує російські бенди). Так роутер Huawei E5787s-33a можна купити на AliExpress приблизно за 10 тис. Руб.

Треба сказати, що реальні швидкості, що досягаються в режимі 4G +, далекі від заявлених, але вони значно вище, ніж в простому режимі 4G. Автором проведено ряд експериментів в Москві, де не важко знайти LTE-A (оператор Мегафон), зі смартфоном Cat.12, результати яких показані на скріншотах. Перший скріншот - швидкості для LTE-A (агрегація частот включена), другий скріншот для LTE (агрегація частот вимкнена). Зазначу, що чомусь при виконанні скриншота у значка 4G + пропадає плюсик. Чому - не знаю, при тестуванні плюс був - см. Скрин.

Було проведено по шість вимірювань для кожного режиму. Швидкості при включеній агрегації частот в середньому помітно вище, хоч і не в рази. Виміри проводилися поблизу вишки, вдень.

Бажаючим поекспериментувати з LTE-A

Якщо у вашій місцевості з'явився LTE-A, в чому ви переконалися, вимірявши частоти обраного вами оператора (провайдер роздає інтернет на двох частотах, наприклад, LTE800 і LTE2600, тобто використовує поєднання В7 + В20) і у вас руки чешуться спробувати це таке, то можете спробувати використовувати схему з двох MIMO-антен з діплексера.

Після запуску програми, зайдіть в його налаштування і поставте галочку на пункті "Визначати частоти GMS / UMTS / LTE".

Потім на основному екрані повинна відобразитися цікавить вас інформацію про використаний частотному діапазоні.

У нашому випадку смартфон підключився до мережі Tele2 за стандартом 4G на частоті 1800 МГц (band 3).

Стандарт LTE (зареєстрована торгова марка ETSI) вважають еволюційним продовженням GPRS, UMTS. Зміна стосуються переважно ядра мережі. Розробники зробили специфікацію частиною третього покоління, однак перекривають можливості специфікації дозволили впровадити поняття 3G +. Маркетологи негайно почали анонсувати «четвертий» покоління стільникового зв'язку. Інновація зажадала змінити план частот, багато країн виявилися неготовими надати мобільних телефонів необхідні діапазони.

Спочатку точка зору ITU-R визнавала LTE четвертим поколінням. Проте подальші кроки змусили скасувати первинну трактування. Отже, не можна одних маркетологів звинувачувати у виниклій плутанині. Скажемо більше, організаціям було потрібно ввести уточнююче термін «справжній 4G», щоб провести синхронізацію випущених специфікацій і нових WiMAX 2, LTE-A (Advanced).

Принцип дії

Удосконалення мережі LTE стосуються впровадження цифрових сигнальних процесорів. Паралельно переслідувалася мета спрощення логічної конструкції шляхом введення IP-адресації (EPC). Ядро старого типу GPRS усувається, з'являються можливості хендовера (голосовий зв'язок, інтернет) веж доживають дні стандартів GSM, CDMA2000, UMTS. Зроблене істотно зменшило латентність передачі. Бездротовий інтерфейс повністю відкидає зворотну сумісність. Навіть спектр змінився: створені масштабовані ширини спектра сигналу діапазону 1,4..20 МГц. Забезпечуються швидкості:

Вивантаження - 75 Мбіт / с.

Пакет QoS знижував латентність доступу до 5 мс. Технологія надає послуги цільової розсилки, широковещательного сервісу. Паралельно використовують частотний, тимчасової методи дуплексування каналу. Збільшена ємність дозволяє знизити ціну надання послуг (вчетверо перекриває HSPA). TeliaSonera використовувала смугу 10 МГц (максимально обговорений стандартом - 20 МГц), застосовуючи метод передачі даних «єдиного входу - єдиного виходу». Фізичний шар забезпечив швидкості:

Вивантаження - 25 Мбіт / с.

Реальні цифри виявилися нижче.

тимчасове розподіл

Повна назва версії стандарту - LTE-TDD. Результат спільної роботи Huawei, Datang Telecom, ZTE, China Mobile, Nokia, Samsung, Qualcomm, ST-Ericsson. Іноді маркетологи, компанії використовують інший акронім - TD-LTE. Останній варіант вигаданий, вихідними документами розробників архітектура не згадується.

Тимчасове розподіл надає потокам завантаження-вивантаження єдину частоту. Стає можливим гнучко підстроювати напрямок згідно з потребами абонента. Другою особливістю назвемо використання інших діапазонів, ніж задіяні частотним поділом: 1850..3800 МГц. Спектр послуг виходить дешевше, несе менше трафіку. Часткове взаємне те з WiMAX уможливлює модернізацію в мережах.

Технології частотного, тимчасового поділу використовують однакове на 90% ядро. Результат - перехресна експлуатація обох варіантів мережами одного оператора. Компанії вже зайнялися випуском комбінованих моделей (Самсунг, Квалкомм), що поєднують обидві інноваційні галузі в телефоні.

частотне поділ

Використовуються спарені частоти. Подальше повторює сказане вище.

LTE Direct

Протокол передачі інформації між пристроями на відстань приблизно 500 м. Вперше впроваджено компанією Квалкомм. Заручившись підтримкою 3GPP, фірма стандартизувала технологію. Ідея швидко обігнала аналогічні можливості Wi-Fi, Bluetooth.

Історія

Більшість провайдерів CDMA планували освоювати WiMAX, або UMB. Розробку LTE можна вважати відповіддю. Перша реалізована пробна версія мережі побудована (2004) японським провайдером NTT DoCoMo. Наступний рік стандарт активно обговорювалося пресою. Восени 2006 відбулася демонстрація Siemens Networks функціоналу нового покоління мобільного зв'язку: передача потоку відео HDTV. Канал вивантаження протестували на онлайн грі високого споживання ресурсів. Навесні 2007 року вирішено створити альянс LTE / SAE, аналогічно крокам, що відзначив впровадження GSM (асоціація існує понині). Нова організація покликана спростити взаємодію двох глобальних груп:

1. Виробники.
2. Провайдери.

Захід покликаний спростити переклад технічної бази з третього покоління мобільного зв'язку. Остаточну версію стандарту приніс грудень 2008 року. Паралельно творці Yota задумали здійснити покриття території Росії, проте вибрали WiMAX. Перша російська вишка LTE запущена 30 серпня 2010 року. Шведи, норвежці виявилися спритнішим. 14 грудня 2009 року компанія TeliaSonera обладнала Осло і Стокгольм, надавши доступ в інтернет за допомогою USB-модема. Останньою (21 вересня 2010) запустилася Північна Америка, абонентам роздали телефони Samsung SCH-r900.

Це цікаво! Саме TeliaSonera першої некоректно назвала технологію 4G.

Випуск Galaxy почали 10 лютого 2011 року. 17 березня смартфон надійшов у продаж. 7 липня канадський провайдер інтернету Rogers Wireless запустив пробну версію, забезпечивши аудиторію модемами. Слідом стали продавати телефони Samsung, HTС. Перший комерційний успіх підштовхнув розробників продовжити розвиток стандарту:

• LTE-A (березень 2011).
• LTE-A Pro (2015).

тимчасове розподіл

Сказане вище стосувалося технології LTE-FDD, що використовує частотне поділ каналів. Перший успіх мереж з цифровими сигнальними процесорами змусив азіатський регіон шукати альтернативні шляхи. Паралельно розвивалися дві технології LTE. Тимчасове поділ - результат спільних зусиль багатьох компаній. Першопрохідцями (2010) вважають трьох китів:

1. Huawei.
2. Datang Telecom.
3. China Mobile.

Це пояснює розбіжність спектрів: виробники використовували місцеві «білі» плями плану телевізійного мовлення. Пізніше приєдналися Інтел, Ерікссон, Нокіа. Новачки зайнялися розробкою базових станцій, що підвищують ємність на 80%, охоплення території - 40%. Квалкомм представила перший чіп, що комбінує обидві технології, доповнивши мікросхему підтримкою старих форматів (HSPA, EV-DO). Натурні випробування почалися в 2010 році, досягнувши планки 80 Мбіт / с низхідного потоку, 20 Мбіт / с - висхідного.

Позитивні результати викликали повальну зацікавленість новинкою. Головною причиною називають дешевизну розгортання в порівнянні з ядром частотного поділу. 26 світових операторів зайнялися тестуванням. До березня 2013 число комерційних мереж LTE-TDD досягло 14 (переважно Китай, Південна Корея), LTE-FDD - 142.

Росія

Директор Yota обіцяв покрити (2010) 5 міст в Росії мережами LTE. Роскомнадзор замість цього роздав діапазони WiMAX (запуск відбувся 30 серпня). Коли нестиковку виявили, чиновники відзначили можливість використання виділеного ресурсу під організацію LTE. Скартел (Yota) вирішив оскаржити відмову в дозволі використання частот 7 каналу. Завдання вирішувалася просто: за станом на осінь 2010 відведення частот відповідальними інстанціями під LTE вироблено ще не було.

3 березня 2011 року новий оператор ініціював підписання меморандуму-прохання найбільшими вітчизняними провайдерами стільникового зв'язку. Одночасно Yota запропонував орендувати нову створювану мережу «четвертого» покоління. Паралельно (2014 року) біржовими маклерами виставлені опціони. 15 вересня 2011 року МТС покинула консорціум. 20 грудня перша LTE мережу порадувала інженерів Новосибірська, 16 квітня новинку представили жителям. Сьогодні всі провайдери забезпечені ліцензіями, кожен почав надавати послуги зв'язку четвертого покоління.

частотна сітка

Структура виділених діапазонів має складний вид. Частотне поділ отримало 40 каналів, тимчасове - 16. Кожен названий унікальним ім'ям, що спрощує ідентифікацію. частотні:

1. 2100 МГц IMT.
2. 1900 PCS blocks A-F.
3. 1800 DCS.
4. 1700 AWS blocks A-F (AWS-1).
5. 850 CLR.
6. Reserve.
7. 2600 IMT-E.
8. 900 E-GSM.
9. Reserve.
10. 1700 Extended AWS blocks A-I.
11. 1500 Lower PDC.
12. 700 Lower SMH blocks A / B / C.
13. 700 Upper SMH block C.
14. 700 Upper SMH block D.
15. Reserve.
16. Reserve.
17. 700 Lower SMH blocks B / C.
18. 850 Japan lower 800.
19. 850 Japan upper 800.
20. 800 EU Digital Dividend.
21. 1500 Upper PDC.
22. 3500.
23. Reserve.
24. 1600 L-Band (US).
25. 1900 Extended PCS blocks A-G.
26. 850 Extended CLR.
27. 800 SMR (додаток 5).
28. 700 APT.
29. 700 Lower SMH blocks D / E.
30. 2300 WCS blocks A / B.
31. 1500 L-Band (EU).

Нумерація каналів переривається, починаючись заново з 65:

1. 2100 Extended IMT.
2. 1700 Extended AWS blocks A-J (AWS-1 / AWS-2).
3. 700 EU 700.
4. 700 ME 700.
5. 2600 IMT-E (Duplex spacing).
6. 2000 AWS-4.
7. 600 US Digital Dividend.
8. 450 PMR / PAMR.

тимчасові:

1. 2100 IMT.
2. 2100 IMT.
3. 1900 PCS (Uplink).
4. 1900 PCS (Downlink).
5. 1900 PCS (Duplex Spacing).
6. 2600 IMT-E (Duplex Spacing).
7. 1900 DCS-IMT gap.
8. 2300.
9. 2500 BRS / EBS.
10. 3500.
11. 3700.
12. 700 APT.
13. 1 500 L-Band (China).
14. 5200 U-NII.
15. 5900 U-NII-4 (V2X).
16. 3600 CBRS.

Перелік країн, які запустили LTE

Відкидаючи заяви маркетологів, потрібно визнати: одна справа зробити перший запуск, інше - змусити абонентів користуватися послугою. Наведемо реальне покриття мережами деяких країн.

LTE включає в себе мережу радіодоступу (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, E-UTRAN) і вдосконалене пакетне ядро ​​(Evolved Packet Core, EPC).

Мережа LTE побудована як сукупність нових базових станцій eNB (Evolved NodeB або eNodeB), де сусідні eNB з'єднані між собою інтерфейсом Х2. eNB підключені до EPC за допомогою інтерфейсу S1. На рис.1 показано взаємодію нових елементів в архітектурі мережі: S-GW (Serving Gateway) - обслуговують шлюзів, що містять ПО управління по протоколу MM (MME - Mobility Management Entity).

Мал. 1. Спрощена архітектура мережі LTE

У мережі радіодоступу радиоинтерфейс між UE і eNB здійснений на основі технології ортогонального частотного рознесення ( O rthogonal F requency D ivision M ultiplexing, OFDMA). Робота EPC заснована на технології IP. Таку структуру відносять до All-IP Network (AIPN).

Структура мережі LTE приведена 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 по протоколу Mobility Management MME (Mobility Management Entity) , пов'язаної з S-GW і eNodeB сигнальними інтерфейсами.

Мал. 2.

Функції eNodeB (Evolved NodeB)

eNodeBоб'єднує в собі функції базових станцій і контролерів мереж 3-го покоління:

Забезпечує передачу трафіку і сигналізації по радіоканалу,

Управляє розподілом радіоресурсів,

Забезпечує наскрізний канал трафіку до S-GW,

Підтримує синхронізацію передач і контролює рівень перешкод в соте,

Забезпечує шифрацию і цілісність передачі по радіоканалу,

Вибирає MME і організовує сигнальний обмін з ним,

Виробляє стиснення заголовків IP-пакетів,

Підтримує послуги мультимедійного мовлення,

При використанні структури з підсилювачами потужності на антеною щоглі організовує управління антенами за спеціальним інтерфейсу Iuant.

інтерфейсS1 , Як показано на рис.2, підтримує передачу даних з S-GW і сигналізації через ММЕ. Відзначимо, що eNB може мати з'єднання з декількома S-GW.

інтерфейсиX2 використовують для організації хендовера між сусідніми базовими станціями, в тому числі і при балансуванні навантаження між ними. При цьому інтерфейси Х2 можуть бути логічними, тобто для їх організації не обов'язково реальне фізичне з'єднання між eNB.

Функції обслуговуючого шлюзуS- GW:

Маршрутизація переданих пакетів даних,

Установка якісних показників (Quality of Service, QoS) послуг, що надаються,

Буферизація пакетів для UE, які перебувають в стані Idle Mode,

Надання облікових даних для тарифікації та оплати виконаних послуг.

S-GW є якірної структурою, що забезпечує мобільність абонентів. Кожну працюючу UE обслуговує певний S-GW. Теоретично UE може бути пов'язана з декількома пакетними мережами; тоді її будуть обслуговувати кілька серверів S-GW.

Функції P-GW (Packet Data Network Gateway)

Шлюз для виходу на пакетні мережі P- GWорганізовує точку доступу до зовнішніх IP-мереж. Відповідно P-GW є якірним шлюзом для забезпечення трафіку. Якщо абонент має статичний IP-адресу, то P-GW його активізує. У разі, якщо абонент повинен отримати на час сеансу зв'язку динамічний IP-адресу, P-GW запитує його з сервера DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) або сам виконує необхідні функції DHCP, після чого забезпечує доставку IP-адреси абонента. До складу P-GW входить PCEF (Policy and Charging Enforcement Function), який входить забезпечує якісні характеристики послуг на зовнішньому з'єднанні через інтерфейс Sgi і фільтрацію пакетів даних. При обслуговуванні абонента в домашній мережі функції P-GW і S-GW можуть виконувати як два різних, так і один пристрій. Інтерфейс S5 являє собою тунельний з'єднання GPRS або Proxy Mobile Ipv6. Якщо P-GW і S-GW знаходяться в різних мережах (наприклад, при обслуговуванні абонента в роумінгу), то інтерфейс S5 замінюють інтерфейсом S8.

Функції MME (Mobility Management Entity)

Керуючий блок ММЕперш за все підтримує виконання процедур протоколу Mobility Management: забезпечення безпеки роботи в мережі при підключенні UE і вибір S-GW, P-GW. ММЕ пов'язаний з HSS своєї мережі за допомогою інтерфейсу S6a. Інтерфейс S10, що 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 являє собою керуючий сервер, що забезпечує централізоване управління ресурсами мережі, облік і тарифікацію послуг, що надаються. Як тільки з'являється запит на нове активне з'єднання, ця інформація надходить на PCRF. Він оцінює наявні в його розпорядженні ресурси мережі й направляє в PCEF шлюзу P-GW команди, які встановлюють вимоги до якості послуг і до їх тарифікації.

Стаття про поняття мереж 4G LTE, їх можливостей, використання в смартфонах, айфон, планшетах.

Навігація

Що таке LTE?

Англійська переклад визначає значення, як довгостроковий прогрес. Практично, поняття LTE, це правила і норми бездротової високоефективної передачі даних на великі відстані за допомогою засобів зв'язку, а саме; стільникових телефонів, планшетів, смартфонів, айфонів.

Правила і нормативні документи мереж базуються на системі глобальних всесвітніх правил GSM / EDGE, які прийняті для збільшення швидкісних характеристик і пропускної здатності каналів зв'язку між двома станціями. Правила, норми, постійно удосконалюються, поліпшуються, змінюються, паралельно з розвитком наукових досліджень.
Стандарт LTE підтримує мережі GSM / UMTS, CDMA2000, відповідно, по всьому світу використовуються певні правил, хоча робочі частоти стільникових операторів можуть бути різними.

Поняття 4G LTE

Поняття має на увазі використання всесвітніх норм і правил в мережах 4G. Передача інформації по мережах 4G здійснюється зі швидкістю, що розвивається до 100 Мбіт в секунду.
Власне, 4G і LTE, назви одного й того ж стандарту.

LTE зв'язок, інтернет в мобільному телефоні (смартфоні)

Розглянемо, як удосконалювалася система передачі даних в 21 столітті:

• мережі 2G (2000 рік), швидкість передачі даних до 20 кбіт в секунду. Мережа розрахована на передачу тексту, картинки, голосового повідомлення, мультимедійної інформації.
• мережі 3G, (основний пік впровадження і розвитку 2010 рік), швидкість передачі даних до 3-х Мбіт в секунду. Мережа розрахована на організацію відеозв'язку, переглядів фільмів на мобільному телефоні, пошук інформації в інтернеті.
• мережі 4G LTE, (пік розвитку і впровадження 2010-2017 рр), швидкість передачі інформації до 5 ти Мбіт в секунду.

Мережі LTE розраховані на високошвидкісний інтернет, відео, аудіо, конференц зв'язок, мобільний зв'язок, комерційну мобільний зв'язок, телевізійну медицину, проекти з підтримки безпеки громадського порядку, транспортного управління з високим потенціалом передачі даних.
Смартфон, є найсучаснішим телефоном стільникового зв'язку, саме в ньому, підтримується стандарт LTE 4G. Попит на гаджет з високошвидкісної системою передачі інформації, швидкісного інтернету зростає з кожним днем.
Швидкість передачі інформації Смартфона:

• 100 Мбіт в секунду при прийомі сигналу, тобто, при скачуванні інформації або роботі в інтернеті, наприклад.
• 50 Мбіт в секунду, швидкість при віддачі, тобто швидкість видачі інформації при запиті її в інтернеті.
• теоретичні значення показників смартфона LTE 4G, 300 Мбіт в секунду при прийомі, 170 Мбіт в секунду при видачі інформації.

Висновок: смартфони LTE 4G технологій мають величезні можливості використання високошвидкісного інтернету, переглядів фільмів в режимі онлайн, спілкування по Скайпу і так далі. Оскільки смартфони підтримують мережі 2G і 3G, вони вільно можуть працювати при зміні зони покриття. Для абонента це перехід буде здійснено, не помітний.

Можливості та нюанси Смартфона з LTE

• якісні показники зв'язку.
• доступність ціни.
• можливість перегляду відео - онлайн, музики - онлайн, відеоконференції, відео презентації, ігри-онлайн.
• використання технологій LTE в двох сім картковому смартфоні, що підтримує двох операторів.
• тенденція до зниження ціни в залежності від багаторазово зростаючого попиту споживача і швидкого розвитку технологій.
• зменшення митного податку на ввезення продукції.

Нюанс використання смартфонів LTE полягає в певних межах діапазону частот на території Російської Федерації. Частота смартфонів від виробників не завжди вписується в цей діапазон. Однак, альтернатива завжди є, це виробники пристроїв Оптимус G, LG Оптимус F5, Sony Xperia, Samsung Galaxy Експрес, що працюють в діапазоні частот, відповідним російським стандартам.
Примітка: Робоча частота вказана в інструкції до виробу. Технології не стоять на місці, з'являється все більше моделей, частота яких знаходиться в доступному для росіян, діапазоні.

LTE зв'язок в планшеті

Смартфон LTE можна використовувати в якості Wi-Fi роутера. У тому випадку, якщо на планшеті відсутній Мережа, слід підключити свій смартфон через мережі 4G до інтернету, активізувати доступ в інтернет в настройках, отримати вхід в Мережу на ноутбуці або планшеті.
Планшет LTE найбільш популярний і виправданий для жителів великих міст, для жителів маленьких міст, районних центрів, не має сенсу доплачувати за користування інтернетом за допомогою цього пристрою.
Технології не стоять на місці. Вже з'явилися перші «ластівки» щодо мереж 5G, де швидкість передачі даних розвивається до 7 Гбіт в секунду, тобто є ультрашвидкісна. Значить, не далекий той час, коли система LTE буде доступна для будь-якого регіону Росії.

LTE зв'язок в айФоні

Айфони від виробника Apple активно підтримують зв'язок LTE. У новітніх типах Айфон 7 і Айфон +7 використовуються LTE-модеми від фірм-виробників Qualcomm і Інтел. У зв'язку з цим активно розвивається підтримка пристроїв в новому діапазоні (1800 МГц) в Росії. Абоненти, що мають Айфон 5 і Айпад Міні, також отримають доступ до LTE мереж.
Моделі Айфон 6 і Айфон 6+ вже працюють в діапазоні частот операторів Російської Федерації.
Компанія Apple продовжує розширювати список частот.

Мережі LTE, перспектива розвитку.

• збільшення характеристик швидкості передачі інформації для мобільного зв'язку.
• розширення формату послуг, завдяки швидкісній передачі інформації.
• зниження вартості послуг мобільного зв'язку, але підвищення якості зв'язку.

Слідкуйте за новинками у сфері технологій мобільного зв'язку!

Відео: Що таке LTE 4G?