LTE и 4G: в чем разница?

4G или LTE? А может, 4G LTE? Что скрывается за этими терминами, разберемся вместе с CHIP.

Есть ли разница между 4G и LTE?

Перед внедрением LTE и 4G мобильный интернет использовался преимущественно через стандарты мобильной связи UMTS и HSDPA. UMTS и HSDPA также часто сокращенно называют 3G.

Под LTE и 4G подразумевается одно и то же, и технической разницы между этими терминами нет. При LTE речь идет о технологиях мобильной связи, которые делают возможной скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Термин 4G означает только то, что используется четвертое поколение стандартов сотовой связи.

2G, 3G, 4G, 5G: в чем разница?

2G: с GPRS и EDGE достигается скорость передачи данных до 53,6 Кбит/с и 220 Кбит/с. Сокращение 2G при этом практически не используется.

3G: с UMTS стала доступна скорость передачи данных уже до 384 Кбит/с. 3G — все еще самое популярное поколение стандартов мобильной связи.

3.5G: стандарт 3G продолжал непрерывно совершенствоваться, из-за чего появлялись HSDPA, HSDPA+, HSPA и HSPA+. Здесь достигались скорости уже до 42 Мбит/с. Android-устройства для 3.5G отображают символ «H», на iPhone остается отображение 3G.

4G: в настоящее время LTE находится на подъеме, максимальная скорость передачи данных с этой технологией составляет 100 Мбит/с.

4.5G: с LTE Advanced устройства достигают скорости до 1 Гбит/с — по крайней мере, в теории. Но на практике пройдет еще много времени, пока такие скорости будут доступны по всему миру.

5G: уже в 2020 году передовые сотовые компании хотят внедрить пятое поколение стандартов мобильной связи. Благодаря этому станут возможными скорости от 10 до 20 Гбит/с. Но пока пятое поколение находится на этапе тестирования.

Читайте также:

В чем разница между 4G и LTE? И что будет в Украине?

23 Марта, 2018,
16:00

31211

В Украине скоро заработает связь нового поколения. Мы уже объясняли, как определить совместимость смартфона с 4G, а также рассказывали о семи нюансах работы технологии в Украине. Теперь редакция AIN.UA объясняет, в чем разница между 4G и LTE.

#1. Что такое 4G?

4G — это четвертое поколение мобильной связи. Формальной датой появления 4G стал 2008 год, когда Международный союз электросвязи установил для него стандарты. Согласно этим стандартам, скорость связи для движущихся объектов (смартфоны, планшеты) должна составлять не менее 100 Мбит/с, а для статических (точки доступа) — не меньше 1 Гбит/с.

В 2008 году эти показатели были недосягаемыми для телеком-компаний. Стандарты 4G стали условной целью, точкой в будущем, куда должны были стремиться технологии.

 

#2. Что такое LTE?

В течение последующих нескольких лет компании работали над тем, чтобы приблизиться к этим скоростям. Так появился LTE (Long Term EVOlution — «долгосрочная эволюция») — новый стандарт связи, который изначально позиционировался как улучшенный 3G.

Впрочем, Международный союз электросвязи решил, что стандарт LTE можно обозначать как 4G, если он предлагает существенные улучшения по сравнению с прошлым поколением связи. Компании тут же стали рекламировать свою связь как 4G LTE, используя маркетинговую уловку, которая позволяла им говорить о «новом поколении», так и не достигнув его стандартов.

Если перефразировать, представьте, что Илон Маск объявил о высадке на Марсе, хотя на самом деле лишь приблизился к нему на более продвинутом космическом корабле.

Поэтому LTE — это на деле лишь улучшенный 3G. Этот стандарт отвечает только некоторым требованиям 4G, поэтому не может называться связью четвертого поколения.

 

#3. Есть еще LTE-A

Стандарт, который действительно можно считать настоящим 4G называется LTE Advanced (LTE-A). В 2012 году это официально признал тот же Международный союз электросвязи. LTE Advanced отвечает всем требованием 4G, в частности, соответствует показателям по скорости.

Впрочем, важно отметить, что связь в устройствах, подключенных к LTE-A может лишь теоретически достигать требуемые 100 Мбит/с и 1 Гбит/с. По словам телеком-эксперта Романа Химича, такие скорости смартфон с LTE-A может достигать лишь в лабораторных условиях. «В реальности канальный ресурс делится между множеством абонентов, поэтому фактические скорости передачи данных совсем-совсем иные» — отмечает Химич. Но это не отменяет того факта, что LTE-A формально выступает стандартом четвертого поколения.

Различий между LTE и LTE Advanced немного — куда меньше, чем между ними и 3G. Главная особенность «продвинутого» LTE — агрегация несущих частот, то есть использование нескольких частот одновременно. Это позволяет, в частности, увеличить скорость передачи данных.

 

#4. Что будет в Украине?

Представители Киевстар рассказали редакции AIN.UA, что для запуска 4G связи в Украине компания будет использовать технологию LTE Advanced. В Vodafone отметили, что параметры качества и скорости сети оператора «будут очень близки» к LTE-A. Ранее в lifecell также рассказывали, что сеть будет развертываться на стандарте LTE Advanced. В телеком-операторе называют этот стандарт 4.5G, но на деле это обычный 4G.

Важно понимать, что стандарт LTE Advanced поддерживают только смартфоны с показателем LTE Cat 6 и выше. Это не все телефоны на рынке. Например, LTE Cat 6 и выше не поддерживают iPhone до модели 6S.

 

Чем отличается LTE от 4G — mirAdmin

4G (fourth generation) — мобильная связь четвёртого поколения, посредством которой возможна передача данных со скоростью до 1 Гбит/с для стационарных пользователей и до 100 Мбит/с для пользователей с высокой мобильностью* (подвижностью).

*Под пользователями с высокой мобильностью подразумеваются абоненты, находящиеся в движущихся транспортных средствах, например, в автомобилях или поездах. Условный диапазон скорости для определения подвижных абонентов принят в рамках от 10 км/ч до 120 км/ч

Основное отличие понятия 4G от LTE заключается в том, что 4G включает в себя весь диапазон сетей, отвечающих требованиям, которые были выдвинуты международными мобильными телекоммуникационными системами. Так, например, к сетям четвёртого поколения кроме LTE (о нюансах которой ниже) также относится и связь, работающая по технологии WiMAX.

LTE (Long-Term Evolution) — беспроводной стандарт мобильной передачи данных, являющийся развитием технологий EDGE и HSPA.

За счёт некоторых улучшений, в сравнении с предшествующими технологиями, LTE обладает большей пропускной способностью канала и лучшей скоростью передачи данных. Спецификация LTE обеспечивает скорость загрузки до 326,4 Мбит/с, а скорость отдачи до 172,8 Мбит/с. Однако, несмотря на значительный прогресс, LTE ещё не является сетью стандарта 4G, так как не отвечает её минимальным требованиям.

То, что большинство операторов сотовой связи позиционируют LTE сети как 4G, является, по сути, маркетинговым приёмом. Реально же, к сетям четвёртого поколения можно отнести только усовершенствованный LTE-режим, а именно — LTE Advanced (от английского продвинутый или прогрессивный) или LTE-A.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: LTE отличается от 4G не только тем, что он указывает на конкретный стандарт беспроводной сети, в то время, как 4G — это обозначение всей совокупности режимов передачи данных четвёртого поколения. По сути, LTE с технической точки зрения даже не является стандартом связи 4G.

Что такое LTE и 4G от МегаФона / Блог компании МегаФон / Хабр

LTE?

Что такое LTE? Это и есть 4G? Какое оно бывает, почему нельзя купить LTE-терминал в Америке и работать на нем в Европе? Эти, и не только, вопросы возникают у любого человека столкнувшегося с LTE.

Теория.

LTE – Long Term Evolution, эволюция с «хорошей» перспективой (про перевод можно поспорить, но именно такой вариант близок к сути). Согласно 3GPP стандарту 4G соответствует LTE Advanced, таким образом это еще не эталонный 4G. LTE, в определенных кругах, называют pre-4G. Не будем огорчаться и рассмотрим подробнее LTE.

В радиочасти применены новые методы модуляции: OFDM на downlink и SC-FDMA на uplink. Технология MIMO которая применялась и в HSPA+(2х2 антенн), получила дальнейшее развитие (4х4 антенн и более, в зависимости от релиза 3GPP и поддержки терминалами).

Всё это помогло получить большую пропускную способность радиоинтерфейса (300 Mbit/s на Downlink и до 75 Mbit/s на Uplink). Забегая вперед, скажу, что на тестовой базе мы получали скорости 80 – 85 Mbit/s на downlink.

Нельзя не упомянуть методы доступа с частотным (FDD) и временным (TDD) разделением каналов, которые вместе с разными несущими частотами мешают нам пользоваться одним терминалом, например в России и США. (все частотные диапазоны, одобренные со стороны 3GPP для применения в LTE, можно посмотреть здесь) Хотя ведущие производители LTE-оборудования уже интегрируют обе технологии в одном чипе, что позволит избежать указанных неудобств.

Преимущество FDD – более низкая интерференция между соседними BS и более высокая скорость в Downlink на одинаковой с TDD ширине канала (скорость downlink в TDD на канале 20 МГц соответствует скорости в FDD на канале 15 МГц). TDD с другой стороны, более эффективно использует ресурсы при асимметричном канале (каким и является канал в мобильной связи), поскольку в TDD возможно регулировать соотношение ресурсов для downlink/uplink. Поэтому, как FDD, так и TDD нашли своё место в современных сетях LTE.

Кардинальные изменения коснулись и ядра сети. В LTE забыли про старый, добрый ОКС7 и перешли на новый протокол — DIAMETER (на базе IP). Все сигнальные интерфейсы между элементами сети работают по протоколу DIAMETER, за исключением legacy 3G элементов, соединения с которыми происходят по SIGTRAN (опят же IP).

Детальное описание элементов и их задач, можно почитать, например, здесь .

LTE в мире.

Европа

В качестве исторической справки, давайте посмотрим на самую первую в мире LTE сеть, запущенную в Европе 14 декабря 2009 года. Сеть была введена в эксплуатацию оператором TeliaSonera в Стокгольме и Осло. Сеть покрывала центральные районы столиц Норвегии и Швеции – порядка 150 000 людей в Осло, и 300 000 в Стокгольме. Ожидаемые скорости передачи данных – от 20 до 80 Mbit/s. Так же интересный момент заключается в том, что оборудование для радиочасти и ядра сети в Осло поставляла компания Huawei, а в Стокгольм – Ericsson.

Сколько же стоит первым в мире получить беспроводной широкополосный доступ?

По данным интернет журнала Light Reading:

При запуске проводилась рекламная акция, и стоимость пользования LTE в месяц составляла $52.

После запуска в коммерческую эксплуатацию были предложены следующие тарифы:

• Telia Mobile Broadband Mellan (medium): 199 шведских крон ($30) в месяц за пакет данных 10GB, доступ к 3G и WiFi; за дополнительные 100 шведских крон ($14) ) в месяц можно было получить 4G доступ на скорости 5Mbit/s — 10Mbit/s.
• Telia Mobile Broadband Stor (large): 269 шведских крон ($40) в месяц, за пакет данных 20GB, доступ к 3G и WiFi; за дополнительные 100 шведских крон ($14) в месяц, в месяц можно было получить 4G доступ на скорости 10Mbit/s — 20Mbit/s.
• Telia Mobile Broadband Total 4G: 599 шведских крон ($88) в месяц за 4G доступ со скоростью 10Mbit/s — 80Mbit/s, и пакет данных 30GB, а так же доступ к 3G и WiFi.

По данным на 2012 год, абонентская база пользователей LTE компании TeliaSonera достигла 100 000 пользователей в 7 странах на территории Балтики и Скандинавии.

Америка

В Америке одна из первых LTE-сетей была запущена оператором Verizon. По состоянию на начало декабря 2010 года сеть охватывала 38 американских городов, предлагая скорость передачи данных 5-12 Мбит/сек на downlink и 2-5 Мбит/сек на uplink.
По последним данным компании Verizon, покрытие сети LTE составляет 75% населения США и присутствует в 371 городе.

По данным аналитического агентства Mosaik Solution, покрытие сети LTE компании Verizon выглядит немного скромнее. Также присутствует сравнение с покрытием сети оператора AT&T:

Обратим внимание на тарифы на мобильную связь абонентов Verizon:

Стоимость безлимитных звонков и SMS для каждого смартфона составляет $40 (возможно подключение несколько телефонов на тарифный план), в эту сумму не входит передача данных.

Компания Verizon вообще отказалась от безлимитных тарифных планов на передачу данных. Стоимость передачи данных зависит от выбранного пакета: 1 GB за $50, 2 GB за $60, 4 GB за $70, 6 GB за $80, 8 GB за $90, и 10 GB за $100.00.

Возможно подключение до 10 устройств, на выбранный пакет, с дополнительной оплатой превышения объема данных в пакете по $15 за 1 GB. Плюс ко всему придется заплатить дополнительную плату за каждое устройство отдельно: планшет $10, USB модем $20.

В целом, в мире, по последним данным ассоциации GSA (Global Semiconductor Alliance) ведется планирование к строительству или уже развертывается 292 LTE сети в 93 странах, включая 96 сетей, которые уже запущены в коммерческую эксплуатацию в 46 странах.

В дополнение, еще 55 мобильных операторов в 11 странах запускают пилотные сети LTE.

Таким образом, получается, что 347 операторов в 104 странах на текущий момент инвестируют в сети мобильной связи на базе технологии LTE.

По оценкам той же ассоциации на 31 декабря 2012 года будет запущенно в коммерческую эксплуатацию 152 сети в 65 странах.

LTE МегаФон. Как из одной сети получить две.

Благодаря совместной работе с Скартел был решен вопрос «Лицензии на частоты»,
Но это не единственная область сотрудничества. 3GPP разработала концепцию MOCN(Multi-Operator Core Network). Зачем строить две плохих радиосети, если можно построить одну хорошую, и в неё включить два ядра?

Основной принцип позволяющий использовать шаринг LTE, это передача на eNodeB по широковещательному каналу PLMN ID (Public Land Mobile Network ID состоящий из Mobile Country Code и Mobile Network Code). eNodeB использует PLMN ID для выбора сети и в свою очередь MME.

По этому принципу пошли и мы. Имея хорошую инфраструктуру, построенную еще при развертывании 3G, мы, совместно с Скартел, включили радиочасть LTE – eNodeB, запущенные на тех же площадках 3G баз, в уже готовый транспорт. Это значительно ускорило развертывание сети. Конечно, сама транспортная сеть так же совершенствуется и улучшается.

Касательно настройки ядра сети (EPC): помимо настройки самого оборудования, производилась настройка сигнальных соединений HSS и MME по DIAMETER, и их же с элементами 3G по SIGTRAN (SGSN, MSC). Все понимали, что помимо возможности получить сервисы сети LTE, нам нужен будет также «бесшовный» переход терминала между сетями LTE-3G-2G. Речь идет только о пакетной передаче данных, так как в LTE нет CS (circuit switching) домена, и, следовательно, предоставление голосового вызова CS – невозможно. Средствами LTE (VoLTE — Voice Over LTE) организация передачи голоса предусмотрена, но при наличии развернутой и функционирующей IMS (IP Multimedia Subsystem) сети, которой в данный момент — нет. Как быть?

И опять к нам на выручку приходит консорциум 3GPP. 3GPP была разработана процедура предоставления голосового сервиса в LTE сети на ранней стадии, пока нет полноценного IMS, посредством использования CS домен 2G/3G сетей. Данная технология называется CSFB (Circuit Switched Fallback). Основная идея заключается в том, что при исходящем/входящем вызове в сети LTE, происходит «выталкивание» абонента из 4G в 2G/3G сеть, посредством обмена сигнальными сообщениями между MME и MSC. В этом случае голосовой вызов проходит по стандартной процедуре для CS домена.

Казалось бы всё, передача данных и голос есть – сеть запущенна. Но, еще предстоит настроить роуминг между сетями LTE, и сетями LTE-UMTS-GSM, VoLTE (в перспективе) и другие услуги.

Но это уже совсем другая история. LTE и LTE-Advanced довольно интересная и объемная тема, поэтому если будет интерес, мы готовы продолжить и сформировать цикл статей и рассмотреть технологию более детально.

Сравнительное исследование сотовых сетей: 2G, 3G и 4G

Беспроводная сотовая сеть 1-го поколения была введена в 1980-х годах, до тех пор в этом направлении были достигнуты различные успехи, и после 1G были представлены различные поколения, такие как сети 2G, 3G и 4G (антенны 4G). Здесь, в этой статье, проводится краткое сравнение между сетями 2G, 3G и 4G, их эволюция и ее преимущества и недостатки, используемая схема канального кодирования и полоса частот, используемая в каждом поколении, обсуждалась в этой статье.

I. ВВЕДЕНИЕ

По мере необходимости первое поколение было разработано в 1980-х годах компанией «Ниппон телеграф и телефон» (NTT) в Токио. Таким образом, Япония была первой страной, которая коммерциализировала 1G. 1G основана на аналоговых сигналов на основе AMPS (Advance Мобильный телефон службы). Схема мультиплексирования FDMA (множественного доступа с частотным разделением) использовалась в 1G.

Из-за недостатков, таких как очень низкая емкость и аналоговая технология, 2G был представлен в 1990-х годах на основе стандарта GSM в Финляндии. У 2G было много преимуществ, как радиосигналы в 2G являются цифровыми, предлагали лучшую защиту по сравнению с 1G, обеспечили лучшее и эффективное использование доступного спектра, а также имели дополнительное средство текстовых услуг. Его улучшенная версия также включает GPRS (General Packet Radio Service), которая обеспечивает доступ к Интернету.

С увеличением числа пользователей, использующих мобильные телефоны для доступа в Интернет, потребовалось более быстрое и надежное подключение к Интернету, и был представлен 3G. Концепция CDMA (множественный доступ с кодовым разделением) и WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением) была введена в 3G. NTT DoCoMo впервые коммерчески запустил его в Японии в начале 2000-х годов. [1]

Преимущество 3G также заключалось в обратной совместимости с существующими системами 2G.

Система связи 4G была впервые представлена в Финляндии в 2010 году. Концепция OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) используется в 4G. Скорость интернета в 4G может достигать 100 Мбит / с, благодаря чему можно наслаждаться приложениями, требующими очень высокой скорости, такими как онлайн-игры, потоковое видео высокой четкости и интерактивное телевидение.

II. 2G

2G основан на технологии GSM (Глобальная система мобильной связи). Система 2G использовала комбинацию TDMA (множественный доступ с временным разделением) и FDMA (множественный доступ с частотным разделением). Благодаря этому большее количество пользователей смогли подключиться одновременно в заданной полосе частот.
Как показано на рисунке, определенный частотный интервал делится на временные интервалы, поэтому несколько пользователей могут использовать определенный частотный интервал. Система GSM использует частотный спектр 25 МГц в диапазоне 900 МГц. В базовой сети 2G достигается скорость около 14,4 Кбит / с. Основной сетью, используемой в 2G, является PSTN (телефонная сеть общего пользования). Цепная коммутация используется в GSM.

Поскольку потребность в отправке данных по радиоинтерфейсу возросла, GPRS (общая служба пакетной радиосвязи) была забита существующей сетью GSM. Благодаря этому достигается оптимальная скорость до 150 Кбит / с. Тем не менее, когда возникла необходимость в увеличении скорости передачи данных, была введена EDGE (Enhanced Data GSM Environment), которая увеличила объем данных в четыре раза. [2] Также было возможно выполнить обновление существующей системы GPRS. EDGE также можно считать 2.5G.

III. 3G

Система 3G использует CDMA (множественный доступ с кодовым разделением) и WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением). CDMA — это метод, в котором уникальный код назначается каждому пользователю, использующему канал в это время. После назначения уникального кода в нем эффективно используется полностью доступная полоса пропускания. Благодаря этому очень большое количество пользователей могут использовать канал одновременно по сравнению с TDMA и FDMA.

Как показано на рисунке, каждому пользователю присваивается уникальный код, благодаря которому N каналов может быть сформировано за один раз. 3G использует частотный спектр от 15 МГц до 20 МГц, а полоса частот для 3G составляет от 1800 МГц до 2500 МГц. Максимальная скорость около 2 Мбит / с достигается в базовой системе 3G. WCDMA, также известная как UMTS (универсальная система мобильной связи), использует гораздо большую частоту карьерного роста, благодаря чему можно разместить большее количество пользователей по сравнению с CDMA. [3] Базовая сеть, используемая в системах 3G, представляет собой комбинацию коммутации каналов и коммутации пакетов.

Для дальнейшего увеличения скорости передачи данных были введены HSPA и HSPA + (высокоскоростной пакетный доступ). Благодаря HSPA + сети могут быть модернизированы для работы на широкополосных скоростях. Концепция MIMO (Multiple Input Multiple Output) была впервые представлена ​​в HSPA +. Благодаря этому скорость передачи данных может достигать 42 Мбит / с. [4] HSPA и HSPA + можно рассматривать как 3,5G и 3,75G соответственно. Метод модуляции, используемый в HSPA +, был 64-битным QAM.

MIMO — это метод, в котором концепция многолучевого распространения используется для улучшения радиолинии. Один и тот же сигнал принимается несколько раз на стороне приемника. За счет этого вероятность ошибки уменьшается, а общая производительность улучшается.

Еще одно преимущество в системе 3G — Hand-off. При этом пользовательское оборудование подключается к двум вышкам одновременно, из-за чего во время передачи не происходит сброса вызова.

IV. 4G

LTE (Long Term Evolution) — это стандарт мобильной связи 4G, основанный на технологиях GSM / EDGE и UMTS / HSPA. LTE использует CDMA или OFDM с несколькими несущими (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением). В OFDM поток, модулирующий высокую скорость передачи данных, разделяется и затем помещается на множество медленно модулированных узкополосных поднесущих с закрытым интервалом.

Диапазон частот, используемый в 4G, составляет от 2000 МГц до 8000 МГц и использует спектр частот от 5 МГц до 20 МГц. Максимальная скорость нисходящей линии связи около 100 Мбит / с и скорость восходящей линии связи около 50 Мбит / с достигается в системах LTE. Из-за такой высокой скорости передачи данных он может поддерживать приложения, требующие большой пропускной способности, такие как онлайн-игры, потоковое видео высокой четкости, передача голоса по IP.
Тип базовой сети, используемой в 4G, основан на IP. Сеть 4G имеет очень низкие задержки, имеет более широкий канал и агрегацию несущих до 100 МГц.

Двумя общими режимами LTE являются LTE FDD и LTE TDD.

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последнее десятилетие произошел огромный прогресс в области беспроводной связи и особенно в области сотовых сетей. Несмотря на то, что 4G был развернут во многих странах, технология 3G все еще широко распространена. Тем не менее, потребуется несколько лет, чтобы полностью перейти на системы 4G, и уже началась работа над технологиями 5G и их проблемами.

Использованные источники

[1]. E. Ezhilarasan and M. Dinakaran,’A review on mobile technologies: 3G, 4G and 5G’. 2017. Second International Conference on Recent Trends and Challenges in Computational Models. ISBN: 978-1-5090-4799-4.

[2]. Sapna Shukla, Varsha Khare, Shubhanshi Garg, Paramanand Sharma,’Comperative Study of 1G, 2G, 3G, 4G. 2013. Journal of Engineering Computers and Appied Science, Volume 2, No. 4, April 2013. ISSN: 2319-5606.

[3]. Qualcomm,’The evaluation of Mobile Technologies: 1G, 2G, 3G, 4G LTE’. June 2014.

[4]. gsma.com

[5]. K. Kumaravel.’Comparative Study of 3G and 4G in Mobile Technology’. 2011. International Journal of Computer Science Issues, Volume 8, Issue 5, No 3, September 2011, ISSN 1694-0814.

Переход от LTE-Advanced к 5G

Введение

Одним из ключевых понятий современного мира стала информация. Для ее хранения, обработки и использования ежедневно разрабатываются сотни методов. Но, так или иначе, на передний план всегда выходит своевременная и качественная передача данных. Если 10 лет назад стационарный компьютер, подключенный к Интернету, был в состоянии удовлетворить потребности человека, то сейчас нам зачастую необходимо передать какую-либо информацию в ситуации здесь и сейчас. И тут на помощь приходят мобильные технологии.

На сегодня в мире насчитывается четыре поколения сотовой связи. Но уже сейчас существует анонс пятого поколения. Ориентировочно сеть 5G будет доступна для мобильных пользователей к 2020 г. При этом состояние современного рынка свидетельствует о том, что, несмотря на бурное развитие технологий, второе, третье и четвертое поколения существуют параллельно, а не замещают друг друга. Причем ко второму поколению и стандарту GSM вопросов нет: количество абонентов, подключенных к нему во всем мире, ежедневно растет. Третье поколение и стандарт Wi-Fi тоже заняли свою нишу. А вот что относится к четвертому поколению, до сих пор является спорным вопросом. Так есть ли смысл в стандарте (стандартах) 5G и что это будет такое с точки зрения пользователя? Схематично сравнение возможностей сетей 3G, 4G и 5G показано на рис. 1.

Рис. 1.Cравнение возможностей сетей 3G, 4G и 5G

 

Что такое 4G?

Для начала проанализируем, что же представляет собой существующее на сегодня последнее поколение.

Стандарт сети 4G предполагает предоставление услуг посредством протокола IP и подразумевает под собой в первую очередь две технологии: WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) и LTE (Long-Term Evolution). Конечно, это не единственные стандарты 4G, но на слуху именно они.

Для успешной работы технологии WiMAX необходимы базовая станция и приемник. Приемник и антенна базовой станции соединяются в низкочастотном диапазоне 2-11 ГГц. Пропускная способность стандарта до 1 Гбит/с, радиус действия до 10 км. Схема работы сети 4G показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема работы сети четвертого поколения

Однако прогнозы в основном говорят, что технология LTE со временем полностью вытеснит технологию WiMAX. И на данный момент некоторые авторы, говоря про сеть 4G, уже подразумевают только LTE.

Согласно исследованиям, в мире к концу 2015 г. насчитывалось приблизительно 400 коммерчески используемых сетей LTE в более чем 138 странах мира.

В основу работы LTE положен принцип передачи данных между базовой и мобильной станциями. Сеть делится на узлы радиодоступа и узлы опорной станции. Чтобы обеспечить двунаправленную передачу данных между базовой и мобильной станциями, стандарт использует частотный и временной дуплекс [1]. Для обеспечения множественного доступа сеть использует OFDMA в нисходящем канале и CS-FDMA в восходящем. OFDMA базируется на совокупности модульных ортогональных несущих до 2048, в противовес 256 технологии OFDM, использующейся в стандарте Wi-Fi. OFDM диктует устройству передачу данных, используя весь набор поднесущих, тогда как OFDMA поддерживает передачу данных на поднесущих выделенного пользователю канала, что увеличивает мощность передатчика.

К основным преимуществам технологии OFDMA можно отнести уменьшение взаимных помех у устройств со всенаправленными антеннами и большую гибкость устройств с разными типами антенн [2].

На увеличение скорости передачи данных также направлена и технология MIMO (Multiple Input-Multiple Output), которая, в отличие от предыдущих стандартов, была заложена в LTE с самого начала. Увеличение скорости достигается использованием разных антенн, которые могут передавать разные потоки данных. Также разные антенны могут повышать надежность, передавая одни и те же данные [1].

Если говорить о скорости передачи данных, то LTE предполагает 150 Мбит/с, что позволяет смотреть фильмы в режиме он-лайн, играть в игры, слушать музыку и т. п.

Наконец, нельзя забывать, что когда мы говорим об LTE, то имеем дело с мобильными технологиями, а значит, и со скоростью перемещения. В принципе, система способна сохранять характеристики при скорости передвижения до 350 км/ч, а при скорости до 500 км/ч поддерживать высокие показатели. Обе эти цифры во много раз превышают возможную скорость перемещения пешехода или даже автомобилиста.

 

LTE-Advanced шаг вперед

Стандарт LTE занял свою нишу с учетом снижения стоимости услуг и более гибкого использования новых и существующих частот и получил свое развитие в технологии LTE-A (LTE-Advanced).

В первую очередь новый стандарт продекларировал увеличение скорости до 1 Гбит/с. Естественно, проще всего это может быть достигнуто с помощью расширения пропускного канала, которое в LTE-A обеспечивается за счет совмещения несущих. Этот метод носит название Carrier Aggregation. Объединение несущих может, в данном случае, достигать 5, увеличивая суммарную ширину канала до 100 МГц. Причем, объединенные несущие могут располагаться как в непрерывном частотном диапазоне, так и в разных частотных диапазонах; но общее количество объединенных несущих в нисходящем диапазоне должно быть больше количества объединенных несущих восходящего диапазона [3].

В результате для LTE-A в разных источниках предлагаются разные скоростные варианты, но максимальное заявленное значение 1 Гбит/с у стационарных абонентов и 300 Мбит/с у передвижных.

Что же мы получаем в реальности? Тут, увы, все не так радужно. Максимальные показатели достижимы только при нагрузке одного-единственного абонента на базовую станцию, что, учитывая количество абонентов каждого оператора, просто невозможно. А с каждым новым человеком нагрузка только растет. В результате даже те тарифы, которые предполагают безлимитный трафик, на деле вносят ограничения.

 

5G не роскошь, а необходимость

Рис. 3. Количество подключенных к Интернету жителей Земли в 2011–2015 гг. (по данным Facebook)

На рис. 3 показан рост пользователей Интернета за последние пять лет. По данным из различных источников, к 2020 г. их количество возрастет до 5 млрд чел. А значит, количество скачиваний данных различной тяжести, количество абонентов, слушающих музыку и смотрящих видео в онлайновом режиме, а также использующих прочие услуги, тоже пропорционально возрастет. Следует учитывать также, что потребности людей непрерывно растут: если еще совсем недавно примитивные flash-игры на мобильном телефоне считались верхом развития игровой индустрии, то сейчас большинство абонентов хотят иметь хорошую графику, 3D-эффекты, качественные саундтреки, а производители гаджетов с удовольствием идут навстречу клиентам. Все это неизбежно приведет к тому, что существующие сейчас сети просто не справятся с увеличившейся нагрузкой. Если говорить о промышленности, то тут в первую очередь имеет значение Интернет вещей концепция, предполагающая бесперебойную связь с высокой скоростью. Но сегодня это далеко не всегда можно гарантировать.

Таким образом, все это в совокупности и подвело к необходимости новой концепции сети. Как она будет реализовываться, сейчас сказать сложно. На передний план, естественно, выходит увеличение скорости посредством высокой широкополосности по прогнозам, от 10 до 100 Гбит/с. При этом задержка сети не будет превышать 10 мс. Это позволит подключать устройства различной сложности.

Также предполагается, что благодаря адаптации сети, которая будет автоматически распределять размер полосы пропускания в зависимости от нагрузки (типа устройства или в зависимости от приложения, которое с данного устройства запущено), в прошлое уйдет понятие падения сети, снижения скорости во время работы и прочие неудобства, связанные с увеличением количества абонентов.

Рис. 4. Принцип работы MIMO

Как уже говорилось, технология MIMO предполагает использование разных антенн (рис. 4). Это, без сомнения, преимущество. Однако стоит понимать, что увеличивать количество антенн до бесконечности невозможно: размер телефонов будет также расти, превращая их из мобильных в стационарные. К тому же не стоит забывать и о том, что кроме данных (голосовых, графических, прочих информации пользователя) необходимо передавать еще и служебные сигналы.

Предполагается, что 5G сможет решить и эту проблему. Во всяком случае, устройства, которые находятся достаточно близко друг к другу (мера близости характеризуется техническими характеристиками конкретных устройств, но составляет приблизительно не более десятка метров), смогут передавать личные данные непосредственно от устройства к устройству, минуя сеть, тогда как по сети пойдут только служебные сигналы.

Разумеется, это не ново, но в этом и заключается основная концепция: не новая технология, но интеграция всех имеющихся. В ряде публикаций даже обозначается, что 5G исключит аппаратную составляющую, используя уже имеющееся оборудование. Зато именно программным образом будет возможно переключение между сетями. Например, при выходе из зоны действия 4G автоматически начнет функционировать 3G, если же и она будет недоступна, то в ход пойдет 2G. Справедливости ради надо сказать, что операторы уже сейчас продают свои модемы с этой услугой, но в реальности перехода не происходит не только в автоматическом, но и в ручном режиме. И получается, что если абонент попадает в промежутки вне зоны действия 4G, которых у нас не так уж и мало, то он просто лишается Интернета.

Если говорить о базе, то 5G будет основываться на стандарте IMT-2020.

 

Что сделано на сегодня

Уже известно, что в Японии были проведены первые испытания, которые прошли успешно. Остальные страны, работающие на рынке инфокоммуникационных технологий, не отстают. Так, в университете Суррея (Великобритания) при помощи инновационного набора оборудования была достигнута рекордная на данный момент скорость передачи более 1 Тбит/с. Публичную демонстрацию университет предполагает произвести в 2018 г.

В России также планируется первый запуск 5G к 2018 г., а именно к чемпионату мира по футболу. Сразу несколько компаний уже тестируют новую технологию [4].

На сегодня существует технология LTE-U (LTE Unlicensed), смысл которой вытекает из ее названия: использование стандарта LTE на нелицензируемом спектре частот. Конечно, это допускается только на маломощных базовых станциях и предназначается для работы в закрытом пространстве. Использование набора небольших диапазонов неиспользуемых частот приводит к увеличению пропускной способности.

Не обошел вниманием новый стандарт и широко распространенную технологию Wi-Fi. Однако применение ее тут несколько необычно, а именно для проектирования локальных сетей. Для одновременного использования LTE и Wi-Fi была разработана технология Link Aggregation, которая делает возможным использование обоих стандартов в устройствах, поддерживающих одну из технологий [5]. Но нюансов использования LTE-U пока что слишком много. И неизвестно, будут ли они преодолены, или технология так и не получит широкого распространения.

 

Заключение

Резюмируя все вышеизложенное, можно заключить, понятно, что новая технология будет. Она обоснована предпосылками, и работа над ней уже перешла на стадию испытаний, в том числе и на открытом пространстве. Однако смогут ли быть реализованы анонсированные показатели и выполнены поставленные задачи, или стандарт станет просто перевалочным пунктом для следующей технологии, можно будет узнать только когда произойдет коммерческий запуск сетей 5G.

LTE — что это такое, режим VoLTE и выбор правильного телефона

Главная / ЧАстые ВОпросы

30 декабря 2020

1. Что это такое
2. VoLTE — разговоры поверх LTE
3. В чем отличие от 4G
4. От чего зависит скорость
5. Как правильно выбрать смартфон с LTE
6. Что будет дальше

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Эволюция сотовой связи протекала быстро. Ее можно поделить на несколько, всем известных поколений: 1G, 2G, 3G.

Но настоящий скачок в мобильной связи произошел только после появления нового стандарта – LTE, который поддерживает передачу данных до 1Gбит/сек.

Так как многие пользователи до сих пор путаются в новых стандартах, давайте разберемся, в чем суть технологии LTE: что это, чем отличается от 4G, и что нужно, чтобы в вашем телефоне заработал скоростной интернет.

Что такое LTE

Сама аббревиатура расшифровывается как Long-Term Evolution, что в переводе означает «долгосрочная эволюция». Сути явления это нам не раскрывает, но она кроется в чисто технических понятиях (изменилась схема и способы передачи сигнала между телефонами и сотами).

Если обойтись без сложных, никому не нужных терминов, то LTE — это беспроводной выход в интернет, который обеспечивает нереально высокую скорость передачи данных. Максимальную за всю историю существования мобильных телефонов.

Как удалось добиться таких впечатляющих результатов?

До создания LTE сотовая связь могла работать только на какой-то определенной частоте. Это создавало некоторые ограничения и в целом тормозило работу мобильной связи. К примеру, в сетях 2G используются только несколько диапазонов (850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц). Та же ситуация и в 3G, но с добавлением еще двух диапазонов – 1900 и 2200 МГц.

В отличие от предыдущих стандартов, технология LTE может работать на любых частотах. Как на самых низких, так и на высоких (от 450 МГц до 5 ГГц).

Но главная особенность этой технологии – способность объединять несколько диапазонов в один канал.

Такая возможность появилась после создания версии LTE Advanced. Именно эта версия и положила начало новой эпохи — 4G.

VoLTE — разговоры поверх LTE

Наверняка многие из вас заметили в своем смартфоне функцию VoLTE — что это, и для чего она создана. Многие ее недооценивают, но совершенно напрасно. Эта, уже не новая технология, позволяет передавать по 4G не только трафик, но и голос.

Попросту говоря, если у вас безлимитный интернет, то с VoLTE вы можете разговаривать по телефону сколько угодно и совершенно бесплатно.

Еще одна польза этой функции – экономия заряда. По причине того, что голосовые вызовы пока осуществляются исключительно через 2G или 3G, во время телефонного звонка устройство автоматически переходит из сети 4G в сеть 3G, что отражается на объеме заряда.

И дополнительный бонус – во время разговора вы одновременно можете пользоваться интернетом.

В чем разница между 4G и LTE

Сегодня термин LTE и 4G используют совместно. На самом деле это немного разные понятия. Технология LTE существует уже давно и включает 19 версий. Самые первые из них были далеки от теперешних стандартов.

И только десятая версия LTE Advanced (и все последующие) относятся к стандарту радиосвязи четвертого поколения (4G).

Версии, созданные ранее — это скорее промежуточный вариант между 3G и 4G.

В ноябре 2010 года Международный союз электросвязи официально признал LTE-Advanced стандартом беспроводного сетевого соединения 4-го поколения (4G).

Какие преимущества дает нам LTE:

1. Формально скорость загрузки достигает 326,4 Мбит/с, скорость отдачи до 172,8 Мбит/с. По факту эти цифры могут меняться в зависимости от качества сигнала, загруженности сети, ограничения тарифного плана. Но даже этого хватит для того, чтобы обеспечить потоковую передачу без задержек.

   Это значит, что в зоне покрытия вы сможете смотреть потоковое видео, участвовать в онлайн-конференциях и в целом не ограничивать себя, используя интернет.

2. С технической стороны стандарт LTE использует уже имеющуюся инфраструктуру 3G. Это делает переход абонентов от 3G к 4G более плавным. Если по каким-то причинам вы выйдете из зоны покрытия LTE, ваше устройство автоматически переключится в 3G режим без потери связи.
3. Радиус покрытия LTE составляет от 3.2 до 19.7 км. Но, как и в случае с 3G, уровень сигнала будет зависеть от мощности базовой станции.

От чего зависит скорость LTE

Большинство крупных операторов в РФ могут функционировать в определенных диапазонах: 2600 МГц, 1800 МГц и 800 МГц. Практически все базовые станции сотовой связи, работающие в диапазоне 800 МГц, способны обеспечить максимальную скорость на расстоянии до 13 км. Соответственно, в зоне уверенного покрытия LTE качество сигнала будет на порядок лучше.

Кроме того, у каждого отдельного оператора ширина полосы и территория покрытия отличаются. То есть в разных точках одной и той же сети и в различных сетях скорости будут различными. Поэтому если хотите знать, на какую скорость можно рассчитывать, проверьте карту зоны покрытия LTE у своего оператора.

Помните, что на конечную скорость влияют другие факторы: погодные условия, число пользователей — чем их больше, тем средние скорости меньше.

Как правильно выбрать смартфон с LTE

Для того чтобы ваш телефон работал в сети LTE, у него должен быть встроенный модуль. Все современные девайсы, как правило, уже давно поддерживают эту технологию. Но если у вас есть сомнения, это легко проверить в настройках смартфона.

Также нужно проверить, подходит ли ваша SIM-карта для сети 4G. Если на ней нет надписи «4G LTE» (обычно это симки, выпущенные до 2013 года), замените её бесплатно на USIM-карту в любом салоне мобильной связи.

О чем еще нужно помнить — сети четвёртого поколения строятся в самых разных частотных диапазонах. Поэтому при выборе смартфона, ориентируетесь в первую очередь на то, какие частоты LTE поддерживает оператор в вашем месте проживания.

В России для сетей 4-го поколения используются всего несколько частотных диапазонов: 1800 МГц 2600 МГц 800 МГц 2600 МГц. В международной классификации они называются band «бэнд».

Для наилучшей работы в сетях 4G/LTE ваш телефон должен поддерживать как минимум частоты: 1800 и 2600 МГц (диапазоны b3 и b7).

Посмотреть эту информацию можно в технических характеристиках устройства:

Почему так важно проверять эту информацию?

В разных странах используются разные комбинации частот. Если вы купили смартфон за границей или, например, на Aliexpress, то из-за несовместимости приобретённого устройства с нашей сетью рискуете остаться без 4G.

Для достижения максимальной скорости смартфона также важна такая характеристика, как категория LTE-A (LTE-Advanced). Всего их существует 16: LTE cat 1, LTE cat 2, LTE cat 3 и т.д. Чем выше версия, тем лучше. Но для нормальной работы в сети 4G выбирайте смартфон категории не меньше Cat.6.

Подытожив все сказанное, вы должны понимать, что LTE в телефоне – это уже привычная функция. Большинство гаджетов продаются с ее поддержкой, но излишняя внимательность в этом вопросе не помешает.

Стандарт LTE-Advanced (LTE-A) — основа хорошего мобильного интернета. В отличие от других стандартов мобильной связи, он может работать в самых различных диапазонах, и не привязан к какому-то конкретному диапазону частот.

Это уникальное свойство объясняет его растущую популярность. Постепенно поддержка этого режима охватывает всё большие территории. А это значит, что нам пора привыкать к тому, что наша жизнь станет еще более насыщенной благодаря мегаскоростному интернету.

Что будет дальше

Сегодня технологии не стоят на месте. На смену четвертому поколению уже подготовлен новый стандарт — 5G (LTE-U), который, как обещают разработчики, позволит разогнаться до 10 Гбит/с.

Для обычного пользователя это просто фантастическая скорость, которая, по сути, не будет использована в полной мере. Основное применение 5G найдет в промышленных сферах: транспорт и энергетика, медицина.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Использую для заработка

LTE против 4G: в чем разница?

---

LTE и 4G: в чем разница?

4G, LTE … что это за символы на наших телефонах и что они означают? Одно лучше другого? Один быстрее другого? Давайте посмотрим на разницу между этими двумя терминами и посмотрим, что это означает для вашей сотовой связи.

---

Что такое 4G?

Сети подразделяются на поколения на основе стандартов скорости, возможности подключения и надежности, установленных Международным союзом электросвязи — сектором радиосвязи (ITU-R).4G — это четвертое поколение телефонных услуг. Мы прошли через 2G, 3G, в настоящее время находимся в 4G и быстро движемся к 5G. Стандарты 4G были разработаны в 2008 году и постепенно вытеснили 3G. 4G намного быстрее, чем 3G. 4G сейчас является общепринятым стандартом и считается довольно быстрым в современном мире. У него больше возможностей, чем у младших поколений, и, следовательно, у него меньше ограничений на пропускную способность. Конечно, с появлением 5G это кардинально изменит правила игры, но 4G в ближайшее время никуда не денется.

Телефон 4G или 4G LTE использует преимущества стандартов этого поколения. Вы по-прежнему можете использовать свой телефон 3G в сети 4G, но 4G примерно в 10 раз быстрее, чем услуги 3G, а 3G постепенно прекращается или, по крайней мере, не поддерживается.

---

Что такое LTE?

LTE — это технология, лежащая в основе 4G. Это означает долгосрочную эволюцию. Обычно он отображается на вашем экране как 4G LTE. Это был стандарт, разработанный, когда 4G был разработан для телефонов, вышек и других устройств, которые могут общаться друг с другом.Одновременно были разработаны и другие стандарты, названные UMB (Ultra Mobile Broadband) и WiMax, но LTE является глобальной стандартной технологией для сотовой связи. Это открытый интероперабельный стандарт, используемый практически всеми операторами связи. Сегодня все основные смартфоны используют LTE. На самом деле, настоящего 4G в соответствии с установленными стандартами не существует. 4G был определен как идеальный стандарт, и, поскольку ни один телефон не может достичь этого стандарта, они определили LTE. Даже если ваш телефон рекламируется как 4G, он использует технологию LTE.

LTE обеспечивает высокоскоростную мобильную и широкополосную передачу данных, телефонную связь и поддерживает функции общественной безопасности. Фактически, сеть общественной безопасности получает собственную частоту в спектре LTE. LTE также имеет специальные функции для управления сетью. Во-первых, он может назначать приоритеты клиентам. Экстренные вызовы имеют более высокий приоритет для вызовов, чем такие, как я. Если в сети много людей, приоритеты будут определять, какой вызов пройдет первым, а какой может быть сброшен.Еще одна особенность LTE заключается в том, что это самоорганизующаяся сеть, а это означает, что в случае сбоя вызовы будут автоматически перенаправлены на другой путь, и после восстановления службы сеть вернется к своему оптимально спроектированному пути.

Для более подробного объяснения щелкните здесь.

---

Что такое 4G LTE-A?

LTE-A, LTE-Advanced и LTE + — это названия одной и той же услуги. Это расширенная или обновленная версия LTE, которая работает быстрее, стабильнее и имеет более высокую пропускную способность, чем обычная LTE.Это приводит к меньшей буферизации и более быстрой загрузке. Скорость передачи данных выше: пиковая скорость загрузки составляет 3 Гбит / с, а загрузка — 1,5 Гбит / с. Это в 2-3 раза быстрее обычных скоростей LTE. LTE-A ближе всего к истинным скоростям 4G, но не совсем так.

Сеть может использовать так называемую агрегацию несущих, которая объединяет до 5 сигналов, позволяющих данным проходить через антенны одновременно. Это позволяет различным операторам связи комбинировать сигнал полосы пропускания и обеспечивать более высокие скорости.Существует также технология под названием MIMO, что означает несколько входов и выходов. Это означает, что сигнал можно передавать и принимать через несколько антенн. Комбинация этих двух технологий обеспечивает управление пропускной способностью трафика, что обеспечивает большую надежность и более высокую скорость. Покрытие также увеличивается за счет ретрансляционных узлов, которые заполняют пробелы в сети.

Для получения более подробной информации щелкните здесь.

5Ge

5Ge — это название компании AT&T для 4G LTE-A.Другими словами, это просто 4G, и в этом нет ничего «5G». Если вы видите, что получаете услугу 5Ge на своем телефоне AT&T, это означает, что вы получаете услугу LTE-Advanced.

---

5G

Даже с функциями LTE-A сеть 4G становится переполненной. Все время добавляются новые пользователи, и все они используют ограниченное пространство. Итак, пришло время обновить сеть. Примерно каждые десять лет ITU-R представляет новые стандарты и новые технологии. На очереди 5G. Это 5-е поколение телефонных услуг, обещающее экспоненциально более высокие скорости и безграничные возможности.Это также открывает двери для новых технологий, таких как интеллектуальная техника, беспилотные автомобили и сложные онлайн-игры. Скоро 5G будет доступен не везде. 5G полагается на сотовые узлы, которые расположены ближе друг к другу, и пока это возможно только в более густонаселенных городских районах. И наоборот, 4G медленнее, но преодолевает большие расстояния. В обозримом будущем ваш телефон 4G по-прежнему будет работать, но он не сможет использовать преимущества этой новой сети.

---

Что все это значит?

Итак, LTE — текущий стандарт.LTE-A — более надежная версия. Они все еще не достигают настоящих скоростей 4G. Можно приблизиться к стандартам 4G с помощью более новых технологий, но в большинстве случаев вы, вероятно, не увидите огромной разницы. Сеть LTE также должна быть модернизирована для поддержки более высоких скоростей 4G. Важно проконсультироваться со своим поставщиком услуг, чтобы узнать, сможете ли вы воспользоваться фактическими скоростями 4G в вашем регионе или, возможно, подождать, чтобы перейти на 5G. Между тем, всегда есть возможность иметь LTE и добавить усилитель сигнала сотового телефона для повышения скорости.

---

Свяжитесь с нами

Мы готовы помочь вам с любыми проблемами, которые могут возникнуть из-за плохого обслуживания сотовой связи. Свяжитесь с нами сегодня или позвоните по телефону 1-800-470-6777.

Разница между 4G и LTE

4G и LTE: в чем разница и почему это важно?

В этом руководстве мы обозначим разницу между 4G и LTE, чтобы вы могли принять обоснованное решение о будущем усилителе сигнала сотового телефона или покупке смартфона.Сегодня большинство операторов сотовой связи предлагают подключение к сети 4G, а некоторые районы также совместимы с более быстрой сетью 4G LTE. Стороннему наблюдателю 4G и 4G LTE могут показаться одним и тем же термином, но на самом деле это разные технологии.

Что такое 4G?

В марте 2008 года Сектор радиосвязи МСЭ (ITU-R) выпустил новые стандарты для подключения 4G («четвертое поколение»), включая более высокие скорости подключения и мобильные точки доступа. В то время эти стандарты были новаторскими, и сотовым сетям страны потребовались годы, чтобы догнать эту технологию.Сегодня большинство сетей 3G были обновлены до скорости 4G, и средний смартфон может использовать преимущества подключения 4G.

В отличие от 3G, 4G позволяет пользователям в полной мере наслаждаться цифровыми медиа на своих мобильных устройствах, включая потоковое видео, мультимедийные приложения и высококачественную музыку. Пользователи могут начать просмотр фильма за секунды, не беспокоясь о длительной загрузке и буферизации. Когда 4G был впервые представлен, это было скорее гипотетической целью для разработчиков технологий, и большинство операторов не поддержали новую сеть в полной мере.Сегодня 4G — это новый стандарт, если только вы не находитесь в мертвой зоне, где 3G — единственный доступный вариант.

Что такое 4G LTE?

Сокращенно от «Long Term Evolution», 4G LTE похож на серию «S» iPhone. Это улучшение по сравнению с предшественником, но недостаточно существенное, чтобы его можно было квалифицировать как новое поколение. Думайте о 4G LTE как о «3G S». Это умный обходной путь, который позволяет сотовым сетям рекламировать скорость 4G, не достигая минимальных стандартов, установленных ITU-R.

Хотя 4G LTE является значительным улучшением скорости 3G, технически это не 4G.Однако большинство операторов сотовой связи теперь рекламируют свои сети как 4G LTE, потому что это звучит так же, как 4G (или даже лучше). В некоторых случаях ваш телефон может даже отображать 4G LTE-A (Long Term Evolution Advanced), что даже ближе к правильному 4G. Это новейшая технология потребительских мобильных телефонов.

4G против LTE.

С точки зрения непрофессионала, разница между 4G и LTE заключается в том, что 4G быстрее, чем LTE. Причина этого в том, что 4G соответствует техническим стандартам, предназначенным для него, тогда как стандарт скорости передачи данных LTE — это просто стандарт временной меры, разработанный до тех пор, пока не будет достигнута реальная скорость 4G.

Может ли средний потребитель отличить 4G от LTE? В большинстве случаев скорость загрузки сопоставима, если вы не проживаете в большом городе. Поскольку операторы сотовой связи продолжают обновлять свои сети LTE, они сокращают разрыв между LTE и «настоящим 4G». Это особенно верно в отношении LTE-A, который в настоящее время является самым быстрым доступным вариантом.

Чтобы воспользоваться всеми преимуществами 4G, вам понадобится смартфон или планшет с полной поддержкой 4G (а не только LTE). Старые мобильные устройства LTE, выпущенные непосредственно перед развертыванием 4G, не могут обеспечить скорость 4G, потому что они не созданы для этого.В 2020 году все операторы сотовой связи теперь должны предлагать услуги 4G, если не предлагают уже 5G. Мы рекомендуем посетить розничную точку оператора связи и узнать об их местном покрытии, прежде чем вкладывать средства в новый смартфон или усилитель сигнала для вашего рабочего места.

Наши специалисты хотят помочь вам достичь наилучшего возможного покрытия сотовой связи. Попробуйте наши безопасные усилители сотового телефона сегодня с 60-дневной гарантией возврата денег.

3G и 4G: в чем разница?

Для обычных потребителей «3G» и «4G» — два самых загадочных термина в словаре мобильных технологий, но они постоянно используются для продажи телефонов и планшетов.Если вы покупаете новый телефон, ответ не однозначен, и вам не всегда следует выбирать более высокий номер. Наш учебник поможет объяснить, какую технологию выбрать.

3G и 4G Разъяснение
Прежде всего, буква G обозначает поколение мобильных технологий, установленных в телефонах и в сотовых сетях. Каждая буква «G» обычно требует от вас приобретения нового телефона и дорогостоящих обновлений для сетей. Первые два были аналоговыми сотовыми телефонами (1G) и цифровыми телефонами (2G).Потом все усложнилось.

Мобильные сети третьего поколения, или 3G, появились в США в 2003 году. При минимальной постоянной скорости Интернета 144 Кбит / с 3G должен был обеспечить «мобильный широкополосный доступ». Однако сейчас существует так много разновидностей 3G, что соединение «3G» может обеспечить вам скорость Интернета от 400 Кбит / с до более чем в десять раз больше.

Новые поколения обычно приносят с собой новые базовые технологии, большую емкость сети для большего объема данных на пользователя, а также возможность повышения качества передачи голоса.

Предполагается, что телефоны

4G будут еще быстрее, но это не всегда так. Существует так много технологий, называемых «4G», и так много способов их реализации, что этот термин почти не имеет смысла. Международный союз электросвязи, орган по стандартизации, попытался ввести требования для вызова сети 4G, но операторы связи проигнорировали их, и в конечном итоге ITU отступил. Технологии 4G включают HSPA + 21/42, устаревший WiMAX и LTE (хотя некоторые считают LTE единственным настоящим 4G из этой группы, а некоторые говорят, что ни один из них не является достаточно быстрым, чтобы соответствовать требованиям.)

Между 4G LTE и другими технологиями, называемыми 4G, есть большая разница, и она наиболее заметна в скорости загрузки. Если вы загружаете много данных — например, размещаете фотографии или видео — вы обнаружите, что скорость загрузки LTE намного выше, чем у HSPA.

Существует много разных способов реализации LTE, поэтому нельзя предполагать, что все скорости LTE одинаковы. Например, операторы с более доступным радиочастотным спектром для LTE обычно могут использовать более быстрые сети, чем операторы с меньшим спектром.

Эта путаница является причиной того, что мы публикуем нашу ежегодную историю о самых быстрых мобильных сетях, в которой тестируются сети 3G и 4G в 30 городах по всей стране. В тестах этого года мы в целом обнаружили, что только по скорости сеть Verizon 4G LTE была самой быстрой, за ней следовали T-Mobile LTE, AT&T LTE, T-Mobile HSPA +, Sprint LTE, AT&T HSPA, Verizon 3G и, наконец, Sprint 3G.

Хотите узнать больше о LTE, мировом стандарте 4G? Прочтите наш учебник, что такое LTE? в ExtremeTech.

Когда переходить на 4G
В 2015 году почти каждый должен иметь телефон 4G.Verizon теперь имеет общенациональное покрытие 4G LTE. T-Mobile и MetroPCS имеют общенациональные сети HSPA + 42 и растущие сети LTE. AT&T имеет широкое покрытие LTE. Sprint все еще разрабатывает LTE, но к следующему году оператор стремится стать комплексным.

Если вы любите просматривать веб-страницы и особенно смотреть потоковое видео, 4G может стать раем. Если вы подключаете ноутбук к мобильной связи, 4G имеет огромное значение. В общем, все, что связано с передачей больших объемов данных, получает большой импульс от 4G. Однако следите за ограничениями данных в вашем тарифном плане; с 4G очень легко использовать много данных.

Если у вас есть телефон 3G, и вы разочаровались в медленных данных, 4G может быть решением. Однако 4G не решит никаких проблем с прерыванием вызовов, поскольку все вызовы будут осуществляться по более старым сетям, пока операторы связи не перейдут на передачу голоса через LTE в течение следующих нескольких лет.

Наконец, если вы хотите быть уверены в завтрашнем дне, приобретите телефон 4G. Покрытие 4G будет только улучшаться, и именно на это операторы сейчас тратят большую часть своих денег. Вы можете предположить, что все телефоны 4G также поддерживают сети 3G и 2G вашего оператора.

Стоит ли даже рассматривать 3G?
Есть несколько причин, по которым вы все же можете согласиться на телефон 3G.

Если ваш телефон в основном предназначен для голосовой связи, вам не нужны данные 4G. Экономьте деньги и экономьте заряд батареи, выбирая устройство без высокоскоростной сети.

Если вы живете в районе, где нет покрытия 4G, телефон 4G бесполезен. Фактически, у вас будут серьезные проблемы с временем автономной работы, если вы купите телефон LTE и не отключите 4G LTE, поскольку поиск несуществующего сигнала радио быстро разряжает вашу батарею.

Если у вас мало денег и вы покупаете телефон по контракту, вам, возможно, придется согласиться на 3G, чтобы сэкономить. В этом случае убедитесь, что у вас самый быстрый телефон 3G. На Verizon и Sprint вы хотите проверить, поддерживает ли он «EVDO Rev A.» На T-Mobile и AT&T вам нужен максимально возможный класс HSPA +: если не 42 или 21, то 14,4.

Дополнительная литература

Обзоры оператора беспроводной связи

4G и 4G LTE: в чем разница?

Автор: J.d. Biersdorfer

26 марта 2012 г. 6:31 26 марта 2012 г. 6:31

г.

По теме мобильных сетей — в чем разница между 4G и 4G LTE?

А.

И 4G, и 4G LTE относятся к сетевым стандартам, которые начинают заменять старые сети передачи данных 3G, используемые операторами беспроводной связи, но все они используют разные технологии. Для тех, кто задумывается о сокращениях, «3G»
означает третье поколение, 4G означает четвертое поколение, а 4G LTE — четвертое поколение, долгосрочное развитие.

4G LTE — самый продвинутый по скорости. Общее утверждение заключается в том, что сети 4G LTE могут загружать данные со скоростью от 5 до 12 мегабит в секунду — этого достаточно для плавной потоковой передачи видео в реальном времени и лучше.
время отклика для сетевых многопользовательских игр.(Скорость передачи данных из сети на мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, зависит от таких факторов, как оператор связи и зона покрытия.)

Для сравнения, реалистичная скорость загрузки для сетей 4G может варьироваться от 3 до 8 мегабит в секунду, в зависимости от перегрузки, оператора беспроводной связи и конкретной технологии, которую компания использовала для своих
сеть передачи данных. Старые сети 3G обычно могут загружать данные со скоростью от 800 до 950 килобит в секунду.

Хотя скорость 4G LTE впечатляет, есть и обратная сторона. Сети 4G LTE все еще строятся во многих местах, и покрытие пока доступно не по всей стране.

Из четырех основных операторов беспроводной связи США — AT&T, Sprint, T-Mobile и Verizon Wireless — Verizon утверждает, что у нее самая большая сеть 4G LTE в стране, в то время как AT&T заявляет, что у нее самая большая сеть 4G.
сеть; T-Mobile сделала такое же заявление о 4G.На веб-сайтах всех основных операторов связи есть карты покрытия различных частей их сотовых сетей передачи данных, которые вы можете проверить, чтобы узнать, какие услуги доступны.
в вашем районе.

В чем разница между сотовыми системами 3G и 4G?

Современные телекоммуникационные приложения, такие как системы 4G Long Term Evolution (LTE), а также будущие системы 5G, используют модуляцию с несколькими несущими, такую ​​как мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) с квадратурной амплитудной модуляцией (QAM). Чтобы удовлетворить потребности пользователей во все более высоких скоростях передачи данных, система должна иметь широкую полосу пропускания и быть способной обрабатывать сигналы как с высокой, так и с низкой амплитудой.

Поскольку большая часть сигналов обрабатывается в цифровом формате, входящие сигналы в какой-то момент должны быть преобразованы в цифровые. Одним из решений может быть широкополосный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с широким динамическим диапазоном и частотой дискретизации в гигабитном диапазоне. Такой АЦП уже доступен.

Архитектура приемника

В телекоммуникационных и других приложениях для программно-определяемого радио (SDR) используются три основные формы архитектур приемников: супергетеродин, прямое преобразование и РЧ-дискретизация (см. Рисунок) .Супергеточная форма (см. Рисунок, а) является традиционной и до сих пор широко используется. Он принимает входящий радиочастотный сигнал и преобразует его с понижением частоты с помощью смесителя до более низкой промежуточной частоты (ПЧ). Модуляция сигнала и полоса пропускания сохраняются, но требования к частоте дискретизации намного ниже.

Однако у супергетчика есть и недостатки. Во-первых, для этого требуется много схем и фильтров, что увеличивает стоимость. Кроме того, гетеродин (гетеродин), обычно синтезатор с ФАПЧ, добавляет фазовый шум и джиттер.Кроме того, процесс микширования делает приемник зависимым от изображений в зависимости от используемых частотных диапазонов. Архитектура с двойным преобразованием со вторым смесителем и гетеродином решает эту проблему, но увеличивает стоимость и сложность.

Более простой конструкцией является приемник прямого преобразования (см. Рисунок, б) . Частота гетеродина равна частоте входящего сигнала, в результате чего разница IF равна нулю. Эта архитектура, называемая приемником с нулевой ПЧ, преобразует радиочастотный сигнал непосредственно в полосу модулирующих частот.Требуется меньше схем и фильтров, что снижает стоимость и сложность. Пониженные частоты дискретизации АЦП полезны, и проблема с изображением супергетера устраняется. С другой стороны, приемники прямого преобразования страдают от проблемы смещения постоянного тока и утечки гетеродина на вход.

Общие архитектуры приемников включают традиционный супергетеродин (а), прямое преобразование (б) и прямую ВЧ-дискретизацию (в).

В идеальной архитектуре приемника используется прямая ВЧ-дискретизация, когда входящий сигнал отправляется прямо на АЦП для преобразования.Это было невозможно до недавнего времени, так как частота дискретизации АЦП увеличилась, чтобы приспособиться к более высоким радиочастотам, включая микроволновый спектр. В базовой конфигурации (см. Рисунок, c) некоторая внешняя фильтрация сужает охват до интересующих полос. АЦП преобразует весь входной сигнал в цифровой битовый поток, который затем обрабатывается методами DSP. Прямая радиочастотная выборка значительно упрощает конструкцию и сводит к минимуму стоимость и сложность. Однако для обеспечения скорости оцифровки требуются быстрые DSP или FPGA.К счастью, сейчас доступны быстрые АЦП и микросхемы обработки для реализации этого типа приемника.

Рекомендации по АЦП

Ключевой спецификацией для дискретизирующих АЦП является то, что частота дискретизации должна быть как минимум в два раза выше ширины полосы оцифрованного сигнала. Верно, в два раза больше пропускной способности. Чем больше, тем лучше, поскольку передискретизация, как ее называют, помогает сохранить мельчайшие детали оцифрованных сигналов. Передискретизация также снижает шум квантования, тем самым улучшая отношение сигнал / шум (SNR).

Например, предположим, что вам необходимо оцифровать группу несущих LTE, каждая обычно шириной 20 МГц. Наиболее распространенный сценарий — группа из нескольких несущих по 20 МГц. Иногда между группами перевозчиков существуют большие промежутки.

Рассмотрим четыре группы по десять несущих по 20 МГц, каждая из которых отстоит друг от друга на 65 МГц. Это 800 МГц несущих и 3 × 65 = 195 МГц для общей полосы пропускания 995 МГц. Округлите это до 1 ГГц полосы пропускания — и эта полоса, вероятно, сосредоточена вокруг некоторой назначенной частоты сотового спектра в диапазоне 2 ГГц. Вам понадобится АЦП с минимальной частотой дискретизации 2 Гбит / с. Однако лучше было бы 3 или 4 Гбит / с.

Один ключевой момент, который следует учитывать: АЦП будет преобразовывать все в пределах входной полосы пропускания. Нужен только один АЦП, и ему все равно, есть ли пробелы в оцифрованном спектре. Теперь большая проблема не в частоте дискретизации, а в том, насколько быстро может быть выполнена обработка. Потребуется много фильтров DSP, чтобы отсортировать отдельные каналы 20 МГц, а также выполнить демодуляцию и другие функции.Для этого требуются быстрые FPGA или DSP и высокоскоростной интерфейс от ADC к FPGA или DSP.

Одно из решений проблемы скорости обработки — взять выходной сигнал АЦП и подвергнуть его процессу прореживания. Децимация — это процесс удаления отсчетов с выхода АЦП через равные промежутки времени, тем самым снижая частоту дискретизации до диапазона, которым могут управлять схемы обработки. Прореживание обычно выполняется FIR-фильтром и схемой сглаживания. Частоту дискретизации также можно уменьшить с помощью цифрового преобразования с понижением частоты с помощью цифрового микшера, генератора с числовым программным управлением (NCO) и фильтра нижних частот DSP.

Пример быстрого АЦП

ADC32RF45 компании

Texas Instruments — это АЦП, который может реализовывать приемники прямой РЧ-дискретизации. Он предлагает широкую полосу пропускания и высокий динамический диапазон, необходимые для сложных беспроводных приложений. ADC32RF45, двухканальный 14-разрядный АЦП со скоростью 3 ГГц, поддерживает полосу пропускания аналогового входа 3,2 ГГц. Некоторые типичные спецификации включают свободный от паразитных составляющих динамический диапазон (SFDR) 69 дБ, SNR 62,7 дБ и минимальный уровень шума –155 дБFS / Гц.

Одной из важных особенностей является включение цифровых понижающих преобразователей с тремя отдельными NCO, следующими за каждым каналом АЦП.Интерфейс представляет собой JESD204B, обычно используемый для подключения к DSP, FPGA и ASIC. На каждый АЦП приходится четыре полосы со скоростью до 12,5 Гбит / с.

Помимо использования в приемниках с прямым РЧ-преобразованием для сотовой связи, ADC32RF45 найдет применение в массивах MIMO, формировании диаграммы направленности, радарах с фазированной антенной решеткой, оборудовании радиоэлектронной борьбы, транзитной линии связи, кабельной и беспроводной широкополосной связи, испытательных приборах и других конструкциях SDR. TI предлагает оценочный модуль ADC32RF80EVM, который поможет вам быстро освоить процесс проектирования.

TI предлагает серию обучающих видеороликов, в которых подробно рассматривается ADC32RF45, его возможности и использование:

ADC32RF45: решение для ВЧ-дискретизации с полосой пропускания 1 ГГц

ADC32RF80: Краткое руководство по телекоммуникационному приемнику RF-дискретизации

RF Выборка: управление скоростью передачи данных

LTE, LTE-A и LTE-A Pro: объяснено

---

LTE или Long Term Evolution — это серия сетевых стандартов 4G, которые были согласованы в 2008 году.

Архитектура, используемая в LTE, была разработана, чтобы превзойти скорость мобильной передачи данных, которая была доступна с использованием технологий 3G.В сетях 3G контроллер радиосети или RNC управлял так называемыми базовыми станциями NodeB в сети. Однако в сетях LTE базовые станции имели встроенную функцию управления, которая называлась eNB (усовершенствованный узел B), что полностью устраняло необходимость в RNC.

Эта упрощенная, более плоская версия сетевой архитектуры означает, что время отклика намного меньше, и, следовательно, пользователи сети получат более высокую скорость передачи данных.

LTE-A (расширенный) улучшил архитектуру LTE, прежде чем был заменен LTE-A Pro, который был направлен не только на улучшение существующей сети, но и на подготовку к внедрению 5G в ближайшие несколько лет.

В чем основные различия между LTE и LTE-A и LTE-A Pro?

Основная цель LTE-A Pro — увеличить скорость передачи данных и полосу пропускания, которые в настоящее время доступны для мобильной связи. Скорость передачи данных установлена ​​в три раза выше, чем у LTE-A (более 3 Гбит / с, тогда как LTE-A была всего 1 Гбит / с).

Пользовательский опыт будет значительно улучшен в результате оптимизации емкости, производительности и функциональности существующих сетей LTE-A. Например, операторы связи будут иметь полосу пропускания 640 МГц с LTE-A Pro (по сравнению с 100 МГц с LTE-A).

Задержка также уменьшится, что значительно сократит время отклика; жизненно важен для развития технологии IoT (Интернет вещей). Оно уменьшится до 2 мс (по сравнению с 10 мс в LTE-A).

Как будут достигнуты эти улучшения?

В LTE-A Pro будет включен ряд различных технологий, многие из которых будут усовершенствованными и усовершенствованными версиями того, что уже присутствует в существующих сетях LTE-A и LTE.

Агрегация операторов связи

Скорость передачи данных будет увеличена за счет использования улучшенной версии технологии Carrier Aggregation, процесса, в котором большие объемы полосы пропускания становятся доступными с использованием более чем одного оператора. Он уже используется в LTE-A, но с LTE-A Pro количество различных операторов связи, которые могут одновременно поддерживаться, увеличится с пяти до 32. Снова огромный прогресс для устройств IoT, которые полагаются на постоянная связь, часто при переезде.

Двойное подключение

Повышенный спрос на передачу данных означает, что небольшие соты развертываются в пределах диапазона покрытия макросот, чтобы обеспечить двойное соединение, что значительно улучшает пропускную способность для каждого пользователя и надежность мобильности, опять же, это область, которая будет продолжать улучшаться с помощью LTE- Профи.

Агрегация восходящих / нисходящих каналов

Новая динамическая агрегация восходящего и нисходящего каналов означает, что операторы смогут настраивать конфигурацию своих сетей в зависимости от потребностей трафика.

MIMO и массивный MIMO

MIMO (несколько входов — несколько выходов) — одна из ключевых технологий, которая будет решать будущие потребности в емкости.

MIMO или «несколько входов, несколько выходов» — это беспроводная технология, которая при развертывании использует несколько антенн как в источнике (передатчик), так и в пункте назначения (приемник). Это позволяет одновременно отправлять и принимать больше данных, в отличие от традиционной беспроводной связи, где используется только одна антенна.

LTE-A Pro будет использовать эту технологию, чтобы использовать свои возможности для обеспечения значительно улучшенных возможностей подключения. В конце концов, это стремление к использованию MIMO будет развиваться в сторону Massive MIMO, ключевого фактора, способствующего развитию 5G. Существующая технология поддерживает элементы с 8, 12 и 16 антеннами, тогда как массивный MIMO выйдет за пределы возможностей до 64 антенных портов на eNB.

Когда LTE-A Pro появится в продаже?

В настоящее время, несмотря на прогресс, достигнутый в стандартах, ни одна из коммерческих операций еще не достигла скорости передачи данных 3 Гбит / с, определенной для LTE-A Pro. На рынке до сих пор нет телефонов, поддерживающих скорость загрузки 3 Гбит / с, а те, которые движутся вперед, все еще только достигают скорости, которая немного лучше, чем скорость, определенная для LTE-A.

Сейчас много говорят о 5G и его текущем развитии, но без привода в LTE-A Pro (который многие считают ступенькой или основой для 5G) может пройти некоторое время, прежде чем технология будет реализована на коммерческой основе.

Сохранить

Получайте все наши последние новости на свой почтовый ящик каждый месяц.

Объяснение

Cellular IoT — NB-IoT, LTE-M, 5G и др.

Иллюстрация: © IoT For All

Ожидается, что 5G произведет большой успех в IoT, создав огромный спектр новых устройств и архитектур платформ. Мы ожидаем, что это может означать такие инновации, как автоматизированное управление жизненным циклом, сегментирование сети, программно определяемые сети и распределенные сетевые приложения, оптимизированные для облака. Qualcomm заявила, что 5G «будет больше, чем электричество», ожидая появления новых товаров и услуг на сумму 12 триллионов долларов. В этой статье мы поговорим об ожидаемом влиянии 5G и о том, что такое сотовый Интернет вещей.

Изображение предоставлено DigiKey [Первоисточник: GSMA].

Мобильные телефоны уже переходят на 5G, но будущее Интернета вещей уже не за горами. На LII Superbowl 2018 в Миннеаполисе Verizon использовала 5G для демонстрации потокового видео 4K на гарнитуры VR в Нью-Йорке. Samsung и Korean Telecom (KT) ослепили Олимпиаду, передавая потоковую передачу данных об автономных автомобилях и изображения с камеры в 360 градусов через пограничные серверы с поддержкой 5G.

Все это очень интересно для нашей отрасли, но расшифровка беспорядка технических аббревиатур вокруг технологии 5G может ограничить нашу способность понять, как 5G изменит ландшафт Интернета вещей. Например, поиск «NB-IoT vs. LTE-M» приводит к появлению сложных сводок, подобных приведенной ниже:

Такие графики мне совершенно не помогли. У меня сложилось впечатление, что 3GPP (группа, стоящая за 3G) пытается не допустить новых игроков, подавляя их загадочными сокращениями и эксклюзивными техническими определениями. Соглашение об именах указывает, что 4G быстрее, чем 3G, который быстрее, чем 2G, поэтому мы предполагаем, что 5G, вероятно, будет следовать этой тенденции, но «Cat-1» и «EC-GSM»? Что это значит?

Не волнуйтесь! Я провел свое исследование и перевел технические детали каждого варианта 5G на язык непрофессионала, чтобы вы лучше понимали эти новые формы сотового Интернета вещей.

Где зародился сотовый Интернет вещей?

Популярность и повсеместное распространение устройств IoT привело к появлению таких маломощных глобальных сетей (LP-WAN), как SigFox, LoRa и Weightless.(Если вам интересно, вот почему LPWAN важен в IoT и разбивка различных вариантов).

Традиционные варианты сотовой связи, такие как сети 4G и LTE, потребляют слишком много энергии. Более того, они не подходят для приложений, в которых редко передается лишь небольшой объем данных, например, счетчиков для измерения уровня воды, потребления газа или электроэнергии.

Cellular IoT пытается ответить на нескончаемый поиск лучших маломощных приложений с большим радиусом действия.

Cat-1

Cat-1 — это , полностью доступный на данный момент только сотовый вариант IoT , который представляет собой ранний толчок к подключению устройств IoT с использованием существующих сетей LTE. Хотя производительность уступает сетям 3G, это отличный вариант для приложений IoT, которым требуется интерфейс браузера или голос. Главная привлекательность заключается в том, что она уже стандартизирована и, что более важно, легко перейти в сеть Cat-1. Эксперты прогнозируют, что по мере заката технологий 3G — и, в конечном итоге, 4G, их место займут сети Cat-1 (и Cat-M1).

Cat-0

Для успеха сетей IoT на основе LTE они должны иметь следующие характеристики: 1) длительное время автономной работы, 2) низкая стоимость, 3) поддержка большого количества устройств, 4) расширенное покрытие ( лучшее проникновение сигнала через стены, например), и 5) дальний / широкий спектр.

Cat-0 оптимизирован по цене , поскольку исключает функции, которые поддерживали высокие требования к скорости передачи данных для Cat-1 (двойная цепочка приемников, дуплексный фильтр). В то время как Cat-1 заменяет 3G, Cat-0 — это протокол, который закладывает основу для Cat-M, заменяющего 2G как более дешевый вариант.

Cat-M1 / Cat-M / LTE-M

Cat-M (официально известный как LTE Cat-M1) часто рассматривается как второе поколение микросхем LTE, созданных для приложений IoT. Это завершает снижение стоимости и энергопотребления, для чего изначально была создана Cat-0. Ограничивая максимальную полосу пропускания системы на уровне 1,4 МГц (в отличие от 20 МГц для Cat-0), Cat-M имеет особые варианты использования для приложений LPWAN, таких как интеллектуальные измерения, в которых требуется лишь небольшой объем передачи данных.

Но реальное преимущество Cat-M перед другими вариантами заключается в следующем: Cat-M совместим с существующей сетью LTE .Для таких операторов, как Verizon и AT&T, это отличная новость, поскольку им не нужно тратить деньги на создание новых антенн, хотя для объединения Cat-M в сети LTE требуется программный патч. Существующие клиентские базы Verizon и AT&T, скорее всего, решат, что Cat-M — безусловно лучший вариант. Наконец, почти наверняка технологии 5G и LTE будут сосуществовать и в 2020-х годах, поэтому обратная совместимость Cat-M является бонусом.

NB-IoT / Cat-M2

NB-IoT (также называемый Cat-M2) преследует цель, аналогичную цели Cat-M; однако он использует модуляцию DSSS вместо радиомодулей LTE.Следовательно, NB-IoT не работает в полосе LTE, а это означает, что провайдеры имеют более высокие первоначальные затраты на развертывание NB-IoT.

Тем не менее, NB-IoT рекламируется как потенциально менее дорогой вариант , поскольку он устраняет необходимость в шлюзе. В других инфраструктурах обычно есть шлюзы, которые собирают данные датчиков, которые затем связываются с первичным сервером. (Вот более подробное объяснение шлюзов). Однако с NB-IoT данные датчиков отправляются непосредственно на основной сервер.По этой причине Huawei, Ericsson, Qualcomm и Vodafone активно инвестируют в коммерческие приложения NB-IoT. Sierra Wireless прогнозирует, что к концу 2018 года NB-IoT и LTE-M будут доступны во многих регионах мира.

EC-GSM (ранее EC-EGPRS)

EC означает расширенное покрытие. EC-GSM — это оптимизированная для Интернета вещей сеть GSM, беспроводной протокол, который используют 80 процентов смартфонов в мире. Как следует из названия, EC-GSM может быть развернут в существующих сетях GSM — огромное преимущество с точки зрения практичности и модульности, поскольку простое программное обеспечение обеспечивает возможность подключения EC-GSM в сетях 2G, 3G и 4G.EC-GSM также имеет определенные варианты использования в незападных регионах, таких как Малайзия, а также в странах Африки и Ближнего Востока, где 2G остается популярным стандартом. Сообщается, что Ericsson, Intel и Orange завершили испытания EC-GSM в начале этого года. EC-GSM, однако, не вызывает такого шума, как Cat-M или NB-IoT.

5G Cellular IoT

Изображение предоставлено: Telecoms

В отличие от опций сотового IoT, описанных выше, 5G имеет , еще не получившие официального определения . Альянс мобильных сетей нового поколения (NGMN) настаивает на том, чтобы они были в 40 раз быстрее, чем 4G, при поддержке до 1 миллиона подключений на квадратный километр.5G уже поддерживает высокоскоростные приложения с высокой пропускной способностью для потоковой передачи Ultra-HD (4k), подключение к автономному автомобилю или приложения VR / AR, такие как Verizon и Samsung, представленные на Суперкубке и Олимпийских играх соответственно. Что нас ждет в будущем?

Почему вам следует проявлять осторожность

Если вы являетесь оператором сотовой связи, вам придется выбрать технологию для развертывания в соответствии с приложениями узкополосного Интернета вещей.

Всем остальным важно понимать, что эти различные варианты не обязательно должны быть взаимоисключающими .Это распространяется и на другие проигрыватели LPWAN, такие как SigFox, LoRa и Weightless (подробнее читайте в статье Калума Макклелланда «Какая технология LPWAN вам подходит»).

Интернет вещей охватывает широкий спектр приложений. Иногда требуется высокая пропускная способность, например, при наблюдении в реальном времени. Для отслеживания активов пропускная способность данных мала, но при перемещении объектов неизбежно много передач. Умные счетчики и многие варианты использования умного города требуют небольшой передачи данных один или два раза в день. Это означает, что ни одна технология (даже 5G) не может соответствовать конкретным потребностям решения / устройства IoT.

Фрагментация в IoT — отстой, но иногда это неизбежное зло, потому что IoT по определению является такой обширной областью. Как правило, самый важный вопрос: каковы конкретные требования и нюансы моего варианта использования? Ответ на этот вопрос подводит вас к вопросу о том, какие варианты подключения подходят вам лучше всего.

Изображение предоставлено: Sierra Wireless.

Как видно из приведенной выше диаграммы, часто разочаровывающий ответ: «это зависит от обстоятельств».