Что такое LTE в смартфоне или телефоне? Принципы построения и функционирования сетей LTE

Технология LTE – что это такое? В современном мире инновационных технологий беспроводной связи наблюдается стремительное развитие. Многие уже наверняка слышали о технологии LTE, но не каждый понимает, что это такое, и зачем оно вообще нужно.

Благодаря огромному количеству всевозможных планшетных ПК, смартфонов и ноутбуков, которые имеются на отечественном рынке, пользователи все больше и чаще нуждаются в высокоскоростном беспроводном интернет соединении. А, как известно – спрос рождает предложение. Вот и здесь, мобильные операторы, учитывая огромный спрос, просто вынуждены предоставить своим абонентам более качественное и скоростное соединение.

Именно по этой причине в современные сети мобильной связи активно внедряются новые технологии, наиболее перспективной из которых является именно технология LTE. Сегодня мы наблюдаем постепенный переход от 3G к четвертому поколению связи, и именно технология LTE позволяет сделать это плавно и незаметно для пользователей. Это объясняется тем, что реализация LTE возможна в разных частотных диапазонах.

1. Что означает LTE?

Ответ на вопрос, что значит LTE - Long Term Evolution, что в переводе на русский язык означает – длительная эволюция. Изначально в качестве четвертого поколения мобильной связи планировалось использовать технологию WiMAX, но в силу множества факторов, свидетельствующих в пользу LTE, WiMAX все же был отодвинут на второй план.

LTE – это уникальная технология построения сети мобильной связи, которая относится к четвертому поколению связи. Построена эта технология на базе IP-технологий, а это означает, технология обладает повышенной скоростью передачи информации. Стандарт LTE был разработан и утвержден международным партнерским объединением 3GPP.

Некоторые считают, что технология LTE это простое усовершенствование третьего поколения связи, однако это мнение ошибочно. На самом деле LTE – это более глубокое и значительное изменение. Это переход от систем стандарта CDMA (WCDMA) к системам OFDMA. Помимо этого технология LTE знаменует переход от системы, которая использует коммутацию каналов, к системе, использующей коммутацию пакетов (е2е IP).

Что такое стандарт LTE? Это новая система связи, которая внедряется в имеющиеся сети, и обеспечивающая более высокие скорости интернет соединений.

2. Цели разработки стандарта LTE

В первую очередь стандарт связи LTE был разработан для достижения следующих целей:

Снижение стоимости передачи информации по беспроводной сети;
Существенное повышение скорости передачи данных;
Расширение спектра предоставляемых услуг и снижение их стоимости;
Увеличение гибкости применения уже имеющихся систем мобильной связи.

Главной целью разработки стандарта LTE является увеличение скорости передачи данных по беспроводным сетям. Все остальные цели автоматически будут достигнуты при достижении первой. Интеграция технологии LTE предоставляет возможность создания высокоскоростных систем мобильной связи, которые будут оптимизированы именно для пакетной передачи дынных. При этом скорость в канале приема (download), теоритически, составляет 326 Мбит/с, а в канале отдачи (upload) – 75 Мбит/с.

Однако учитывая тот факт, что технология еще находится в стадии доработки и только начала внедряться в действующие сети фактическая скорость передачи данных немного разниться с теоритической и в идеальных условиях составляет 100 Мбит/с при приеме сигнала и 50 Мбит/с при отдаче. Стоит отметить, что на сегодняшний день даже такие показатели достигаются далеко не везде. Хотя в любом случае скорость передачи данных в сети LTE значительно выше, нежели в 3G.

3. Поддержка голосовой связи в сети LTE

Как говорилось выше, технология LTE находится в стадии доработки и только внедряется в действующие сети, однако многие задают вопрос, - режим LTE что это такое? Возможна ли в данной сети голосовая связь?

Изначально технология LTE полностью разрабатывалась на основе IP-протоколов. Из-за этого данная технология, в основной своей форме, способна поддерживать исключительно передачу данных. Однако в настоящий момент ведутся активные разработки, которые позволят операторам предложить своим абонентам некоторые решения, позволяющие использовать голосовую связь в сети LTE.

Уже сегодня разрабатываются такие IP-решения, которые предоставят такую же функциональную совместимость, бесперебойную работу, а также гибкость, какую способны предложить имеющиеся мобильные технологии второго и третьего поколений.

4. LTE на iPhone 5s и что такое LTE: Видео

Такие возможности имеются у IMS. Это мультимедийные подсистемы, которые используют протоколы IP. Именно IMS предоставляет мобильным операторам возможность оказывать услуги высококачественной голосовой связи LTE. При этом сеть LTE строится таким образом, чтобы в случае выхода абонента из зоны покрытия LTE, он автоматически переключается на 3G без потери связи.

В планах операторов мобильной связи планируется следующий сценарий развития. Для начала будет построена сеть LTE только для передачи данных. Для голосовой связи будут использоваться уже имеющиеся сети 3G и 2G. Однако с течением времени планируется полностью перейти на LTE, как для передачи данных, так и для голосовой связи (VoLTE – Voice-over-LTE) на базе IMS.

Технология VоLТЕ – это спецификация голосовой передачи трафика от систем канальной коммутации и СМС к системам пакетной коммутации. Другими словами, благодаря VоLТЕ голосовой трафик будет передаваться непосредственно через связь LTE с применением IMS.

5. Преимущества технологии LTE

В первую очередь стоит понимать, что LTE – это не революционный, а эволюционный путь в развитии мобильной связи. Ведь для внедрения данной технологии используется уже имеющаяся инфраструктура. Даже не смотря на то, что сети третьего поколения еще долго будут использоваться во всех странах мира, технология LTE и четвертое поколение связи – это будущее мобильных сетей. Это объясняется целым рядом неоспоримых и очевидных преимуществ:

Существенно более высокая пропускная способность и, соответственно, более высокая скорость интернета;
Простота. Технология LTE поддерживает гибкие варианты полосы пропускания с несущей частотой 1,4-20 МГц. Помимо этого данная технология поддерживает дуплексную передачу данных с возможностью разделения сигналов по частоте (FDD), а также по времени (TDD);
Низкая задержка. Технология LTE имеет значительно меньшую задержку при передаче данных для протоколов плоскости пользователя. Это открывает массу возможностей, к примеру, у абонентов появляется возможность играть в многопользовательские онлайн-игры;
Более широкий спектр абонентских мобильных устройств. Планируется оснащать модулями LTE не только мобильные телефоны (смартфоны) и планшетные ПК, но и ноутбуки, видеокамеры, игровые приставки, а также другие бытовые и портативные приборы.

Практически все современные смартфоны имеют поддержку LTE, но не все знают, что это такое и можно ли отнести ее к разряду преимуществ. Получается примерно такая картина – обзаведясь новомодным телефоном с данной поддержкой, люди не знают как ее применить на практике. Пытаясь разобраться в этом самостоятельно, как правило, сталкиваются с техническим обозначением, включающим массу сопутствующих терминов, а их хитросплетение, вместо объяснения, еще больше запутывает.

Пытаясь вкратце объяснить, чем является по существу LTE, получается следующее – это современный Интернет-стандарт, предназначенный для мобильных устройств. Ещё проще – промежуточное звено, привычных для всех пользователей 3G и 4G, но при этом, не имеет ни к одному из них прямого отношения, только косвенное. Для полного понимая, необходимо разобраться, в чем заключаются эти отличия.

Расшифровка аббревиатуры – Long-Term Evolution (Долговременное Развитие), что полностью отражает назначение, но не объясняет его особенностей, и в чем они состоят. При подключении , на экране смартфона появляется значок 4G LTE – это своеобразная подсказка, не более, так как связь между двумя стандартами достаточно размыта. Даже сравнивать 2G, 3G, 4G со стандартом современного развития неправильно, он разработан на платформе GSM/EDGE и UMTS/HSPA. Это обеспечивает возростание пропускной способности и скоростных качеств при подключении к сети, параллельно улучшая ее ядро, достигающихся благодаря отличному от того же 4G радио-интерфейсу. Патент принадлежит консорциуму 3GPP — признанному творцу спецификаций предназначенных для улучшения общих показателей и возможностей мобильной телефонии, в его документации определяется как Release 8.

LTE, по сути, относится к обновленным беспроводным стандартом , использующимся операторами сетей GSM/HSPA и CDMA2000, в этом и состоит главное отличие от 2G и 3G. С ними он попросту не совместим, потому что использует более продвинутые методики цифровой обработки при передаче сигнала и его модуляции. К тому же, работает на различных, отдельных от них частотах, используя разные варианты полос, что могут отличаться в пределах страны или региона его использования. Разница между стандартами становится понятнее, если взглянуть на сравнение, приводящее их основные характеристики:

Обзор особенностей технологии

Основные цели, что преследовались при создании LTE – многократное увеличение пропускной способности и скорости, были достигнуты в полном объеме. Способствует этому кардинально новый метод, применимый для цифровой обработки и модуляции, разработанный еще в конце прошлого века, но на практике внедренный лишь 15 лет спустя. Другая поставленная цель – полная реконструкция сетей, направленная на упрощение их архитектуры и переведения на основу IP, для уменьшения задержек при передаче, реализована не в полном объеме. Скорее всего, финальное обновление будет представлено в Release 9, который находится на стадии совершенствования, и пока еще не готовится к выпуску в виде полноценного продукта 3GPP. Возможности 8-го релиза, обеспечивают скорость приема и отдачи, в пределах – 326,4 и 172,8 Мб/с, соответственно, с поддержкой полос пропускаемых частот от минимум 1,4 до максимально 20 МГц. Задержка подключения и передачи , при этом, снижена до показателя — 5 миллисекунд.

Теоретически, радиус действия LTE не ограничен, но на практике это не подтверждается, он всецело зависит от сопутствующих факторов: расстояния источника сигнала, т. е. базовой станции, мощности излучения и радиочастот. Максимальная скорость передачи данных возможна на небольшом удалении, а радиус в 20 км – это абсолютный предел возможности. Для примера можно привести сравнение, включающее расстояние и диапазон частот, необходимые для достижения скорости 1 Мб/с:

Работа станции в диапазоне 2600 МГц (применимый большинством российских операторов), способна обеспечить покрытие и указанную скорость, на максимальном расстоянии до 19,7 км.
Работа на радиочастоте 1800 МГц (использующийся наиболее часто мировыми операторами), хотя и обладает необходимой емкостью, высокую скорость может предоставить в радиусе 6,8 км.
Базовые станции с диапазоном 800 МГц (далеко не самым популярным среди всех операторов), обеспечивают высокую скорость трафика на достаточно большом расстоянии, максимальный радиус действия 13,4 км.

Несмотря на то, что разработчикам стандарта до конца не удалось реализовать его потенциал, модернизация 3G UMTS и работы по упрощению системной архитектуры, имеют положительный результат. В большинстве, это выражено в ее переходе от сложной структуры UMTS цепи, использующей соединение с коммутацией каналов сети, к объединенной и упрощенной инфраструктуре all-IP. А применение беспроводного интерфейса E-ULTRA, ставшего основным, позволило LTE получить следующие особенности и преимущества :

Технологии FDD и TDD

В FDD и TDD заключены основные характеристики сети, с указанием применимых методов разделения каналов – на принимающие и передающие, между мобильным устройством и источником сигнала. Обе технологии, независимо друг от друга, разделяют встречные потоки передачи данных, не допуская их смешивания и пересечения каналов связи. Понять для чего они нужны, несложно, на простом примере: LTE без FDD и TDD – это скоростной автобан со встречным движением. Без этих технологий, он не в состоянии полноценно функционировать. Описывать в связке их применение не очень удобно, у каждой свое назначение, поэтому следует рассматривать их по отдельности.

Технология FDD

Frequency Division Duplexing (дуплексирование с частотным разделением) – радиоканал, при разделении потоков данных, использующий совершенно разные, никак не связанные между собой и непересекающиеся частоты. Благодаря этой особенности, прием и передача могут происходить одновременно , а встречные потоки при этом, никак не мешают друг другу, отсутствуют помехи и это не отражается на пропускной способности FDD. В момент, когда оба канала находятся в активной фазе, сети сохраняют минимальную задержку сигнала и высокую скорость. Технология частотного разделения, обладая рядом преимуществ, применяется большей частью у российских и зарубежных операторов.

Технология TDD

Time Division Duplexing (дуплексирование с временным разделением) – это радиоканал, применяющий одну частоту для разделения потоков данных на входящие и исходящие. Чтобы не допустить их смешивание, предусмотрено 2 разных режима, использующихся поочерёдно в разное время. В определенный момент, в зависимости от активного режима, и для смартфона или планшета, и для базовой станции доступна только одна из функций. Использование одного канала и для приема и для передачи ограничивает пропускную способность TDD, в этом плане, технология намного уступает FDD функционально.

Существует возможность установки ассиметричных отрезков по усмотрению оператора, по причине преобладания передаваемых объемов над принимаемыми, такие меры направлены на повышение пропускной способности. Но в этом есть и негативная сторона – ассиметричные отрезки вызывают задержки симметричной связи. Актуально применение TDD в условиях ограниченности действия частотного диапазона, для обеспечения связью большого числа пользователей, сосредоточенных на небольшой территории.

Положение LTE в России

История использования сети LTE среди российских абонентов началась в Новосибирске, в конце 2011 г., когда Yota официально запустила более 60 базовых станций. До того, как это произошло, осуществлялась работа в тестовом режиме, услуги были доступны местным жителям совершенно бесплатно при наличии соответствующего USB-модема. Следующим из операторов, предоставившим абонентам подключение к новой технологии, стал Мегафон , запустивший ее весной 2012 г. Интересно, что первыми подключили опять-таки жителей Новосибирска, а для москвичей оно стало доступно только спустя 3 недели. На текущий момент, зона покрытия сети LTE охватывает территорию, где проживает около 70% населения страны, но используют ее только 2/3. В целом ситуация нестандартная, если учесть, что уровень покрытия кардинально отличается, в зависимости от конкретного оператора, и в большинстве подключение остается доступным лишь в пределах административных центров отдельно взятых регионов.

По состоянию на конец 2016 г. на всей территории РФ насчитывалось 111500 базовых станций, тогда как годом ранее их было 72200, за 12 месяцев количество их увеличилось почти на 55%. Почти половина станций LTE сосредоточена в Центральном регионе – 41000, наименьшее число в Дальневосточном регионе, где их ровно в 10 раз меньше. В настоящее время наблюдается полноформатная модернизация, особенно в части перехода с CSFD на VoLTE, правда, запуск нового подхода производится пока еще в тестовом режиме. Ситуация усложняется использованием каждым из операторов разных частот и типов радиоканалов. Однако есть надежда, что после заключения договора между МТС и Билайн, о совместной деятельности в развитии технологии, их примеру последуют и другие. Такое сотрудничество необходимо, переход на технологию LTE происходит повсеместно в мире, например, в Южной Корее ее уже используют 97% абонентов, в соседнем Казахстане 81%, в этом он занимает 7-е место, Россия с показателем 49%, только 54-я в рейтинге.

Поддержка LTE мобильными устройствами

Современные гаджеты, как смартфоны, так и планшеты, в подавляющем большинстве, рассчитаны на высокоскоростное соединение с сетью Интернет – это обязательный стандарт. Для них в равной степени важна видеосвязь, просмотр видео в высоком разрешении и прочие проекты, связанные с обменом данных, в этом и заключена степень их функциональности, отраженная в стоимости мобильных устройств.

Бывший диковинкой не так давно 3G, постепенно уходит в прошлое, на фоне молниеносного развития технологий, он уже не отвечает многим требованиям и бывает не в состоянии обеспечить необходимую скорость соединения. Возможность поддержки технологии LTE, заложена в самих смартфонах, планшетах и других гаджетах, это главное и единственное условие для подключения к новому стандарту. В чем она заключается следует рассмотреть детальнее, чтобы понять соответствует ли устройство установленным требованиям.

Характеристики мобильных устройств

Необходимые характеристики гаджетов для подключения, заключаются в основном, в их скоростных особенностях, осуществляющих поддержку нового формата. Выражены они в следующих показателях отдельно взятого устройства:

Преимущества подключения

Вполне очевидно, что высокая скорость Интернет-соединения на мобильных устройствах, имеет большое значение для всех без исключения пользователей. Вряд ли кому-нибудь по нраву бесконечная загрузка или передача не отличающихся большим объемом файлов, в чем бы они ни выражались. А высокая скорость, предоставляемая технологией ЛТЕ, это практически неограниченные возможности в сети:

Недостатки новой технологии

Не обошлось здесь и без недостатков, но они немногочисленны, и в большинстве либо надуманны и относятся к разряду мистификаций, либо исчерпаны, путем модернизации и совершенствования технологии. А потому, даже озвучивать их нет смысла, так как на текущий момент они не актуальны.

LTE в iPhone

Между ними существует историческая связь – первым смартфоном, в который была заложена поддержка новейшего по тем временам стандарта, был iPhone 5-й модели, правда были варианты и не включавшие его поддержку. Но все последующие продукты от Apple неизменно ее содержат. Кроме того, «яблочное» семейство снабжено высокочастотными LTE-модемами на базе Intel или в другой комплектации от Qualcomm. Единственное неудобство в том, что на территории РФ, они работают исключительно в диапазоне 1800 МГц, но список частот в настоящее время расширяется.

4G и LTE – в чем разница

При всех достоинствах нового формата, следует признать превосходство 4G по некоторым пунктам. Они относятся к одному поколению, их часто сравнивают и сопоставляют, но не путают между собой, потому что это далеко не одно и то же. В чем заключается преимущество 4G над LTE:

Может быть, в чем-то ЛТЕ и уступает 4G в смартфоне, но его нельзя отнести к менее развитым. Достаточно будет просто посмотреть статистику, чтобы убедиться в том, что постепенно весь мир переходит на этот стандарт. С чем это связанно, описано выше, а главный посыл содержится в самом его названии – долговременное развитие. И этим все сказано.

Термины LTE и 4G уже давно на слуху и постепенно становятся частью словарного запаса современного человека, а с появлением нового поколения Android-смартфонов и выходом iPhone 5 нам просто необходимо знать об этой технологии побольше, просто чтобы не возникало путаницы, ну и для общего развития.

В этой статье мы постараемся дать максимально простые ответы на самые популярные вопросы об LTE.

Что такое LTE?

Разработанный консорциумом 3GPP Long Term Evolution (если переводить дословно, то «долгосрочное развитие»), в общепринятом сокращенном варианте — LTE — это новый стандарт мобильных сетей с увеличенными пропускной способностью и скоростью передачи данных. LTE использует различные частоты, однако функционирует на основе используемых сетей GSM/HSPA, фактически являясь их усовершенствованной версией. Термин 4G, или «беспроводная связь четвертого поколения» употребляется как синоним LTE, подчеркивая отличия этого стандарта от 3G. По предварительным прогнозам к 2016-му году общее количество абонентов мобильных широкополосных сетей может достичь 5 млрд. человек.

Чем LTE (4G) отличается от 3G

Прежде всего необходимо понимать, что 4G LTE — это эволюционный, а не революционный путь развития, предполагающий использование возможностей имеющейся инфраструктуры. 3G-сети еще долго и с не меньшей эффективностью будут выполнять задачи по доставке широкополосных сервисов миллиардам пользователей мобильных устройств. Но 4G, тем не менее, уверенно пророчат роль общепринятого стандарта мобильной связи в виду целого ряда очевидных преимуществ технологии 4G LTE, основные из которых:

более высокие производительность и пропускная способность;
простота — LTE поддерживает гибкие варианты полосы пропускания с несущей частотой от 1.4 MHz до 20 MHz, а также дуплексную передачу данных с возможностью разделения по частоте (FDD) и по времени (TDD).
задержка — в LTE существенно меньшая задержка в передаче данных для протоколов плоскости пользователя в сравнении c существующими технологиями третьего поколения (преимущество крайне важное, к примеру, для обслуживания многопользовательских онлайн-игр ).
широкий диапазон конечных устройств — LTE-модулями планируется оснащать не только смартфоны и планшеты, но также ноутбуки, игровые приставки, видеокамеры и другие портативные и бытовые устройства.

Скорость LTE

Возможностями технологии LTE предусматривается скорость передачи данных до 299.6 Мбит/с на загрузку (download) и до 75.4 Мбит/с — на отдачу (upload). Однако в LTE скорость в каждом конкретном случае во многом зависит как от местонахождения пользователя, так и от текущей нагрузки в сети. Но LTE развивается: еще два года назад на конгресе MWC-2010 был продемонстрирована возможная пиковая пропускная способность до 1.2 Гбит в секунду. Тем не менее, к примеру, в Сингапуре, где национальное LTE-покрытие обеспечивает оператор M1, средняя скорость загрузки в LTE не превышает 75 Мбит/с. В ближайшее время компания собирается увеличить скорость до 150 Мбит/с за счет использования частот, которые на данный момент используются для поддержки устаревшего стандарта 2G.

Почему LTE-частоты различны в разных странах?

Не смотря на то, что LTE очень активно развивается во всем мире, нет единого частотного диапазона, на котором работаю 4G-операторы в разных странах мира. Это связано с тем, что радиочастотный спектр во многих государствах находится под контролем правительственных структур, а деятельность операторов лицензируется. В разных странах определенные частоты уже используются другими сервисами (вроде цифрового ТВ), потому телекоммуникационным компаниям приходится пользоваться теми, которые доступны на данный момент и ждать возможности доступа к новым диапазоном, как в случае с сингапурским M1.

Наиболее часто используемый LTE-частоты

В станах Азии — это 1800 MHz или 2600 MHz. Именно на этих частотах работают операторы в Сингапуре, Гонг Конге и Южной Корее. В Японии и США — 700 MHz или 2100 MHz. В Европе — 1800 MHz или 2600 MHz.

В России LTE-лицензии получили компании «Ростелеком» (791-798.5/832-839.5 MHz, Band 20), «МТС» (798.5-806/839.5-847 MHz, Band 20), «Мегафон» (806-813.5/847-854.5 MHz, Band 20) и «Вымпелком» (« «) (813.5-821/854.5-862 MHz, Band 20), которые приступят к оказанию 4G LTE-услуг с июлю следующего года.

В Украине LTE-сети только начинают развиваться, и, по мнению специалистов, до начала ее полноценной коммерческой эксплуатации пройдет не менее полутора лет. Причины такого отставания — в проблемах с регулированием и лицензированием, а также в недостаточной емкости транспортной сети.

Универсальный LTE-смартфон?

Такого устройства пока нет, поскольку производители еще не разработали такую компактную антенну, которая могла бы обеспечивать прием-передачу сигнала хотя бы на самых популярных LTE-частотах одновременно. Потому и говорят, что купленный в Штатах iPhone 5 может не работать в азиатских и европейских LTE-сетях. Но расстраиваться особо все-таки не стоит, всегда остается универсальный , доступный во всех странах мира. Однако, если учитывать глобальную тенденцию к смещению операторов связи в сторону стандарта LTE и темпы освобождения ранее занятых частотных диапазонов, то в перспективе можно ожидать появления общего частотного диапазона в разных странах и регионах мира. Значит проблема разработки универсального LTE-смартфона может несколько упроститься и его создание — это лишь вопрос времени. Будем надеяться, что это произойдет очень скоро.

4G LTE — это дорого

Как и стандарт 3G в свое время, новый 4G тоже пока не отличается демократичностью в тарифообразовании. Дешевого 4G LTE пока не предлагают, потому за скорость и быстродействие пользователям приходится платить больше. Однако по-настоящему LTE становится дорогим, если не обращать внимания на объемы скачиваемых или передаваемых данных.

LTE-смартфоны в продаже

Кроме упомянутого iPhone 5, который Apple начнет продавать с 21 сентября этого года, с LTE-сетями могут работать еще несколько смартфонов: HTC One XL, Samsung Galaxy S II LTE, LG Optimus True HD LTE и the Galaxy Note LTE. Также в скором времени в продаже должны появиться LG Optimus G и Galaxy S3 LTE.

Новости LTE технологии

В нашей стране 4G LTE стандарт — это пока только перспектива, при том не самая близкая. Однако для тех, кто часто бывает за границей, возможностей ощутить все преимущества LTE предостаточно. О росте популярности данного стандарта связи говорит также и тот факт, что новый iPhone 5 от Apple выпускается сразу в трех различных вариантах, каждый из которых разработан для определенного диапазона LTE частот. Так модель A1428 (GSM) iPhone 5 поддерживает LTE только в США и Канаде и работает на частоте 700MHz. Модель A1429 (CDMA) ориентирована на сети Штатовских операторов Sprint и Verizon, а также японского KDDI.

И, наконец, A1429 (GSM) iPhone 5 работает на частотах 850 MHz, 1800 MHz и 2100 MHz и является наиболее универсальной, поскольку именно эти частоты используются для LTE-связи во многих странах мира (кроме США и Канады). На сайте Apple support указано, что модель A1429 (GSM) совместима с LTE в Австралии, Гонконге, Германии, Корее, Японии, Сингапуре и Великобритании. Другими словами, это означает, что если вы живете в Украине и часто бываете в Европе, то заказывая iPhone 5 из других стран, выбирайте именно A1429 (GSM). Соответственно, тем кто чаще посещает США лучше купить A1428 (GSM) iPhone 5. Также не стоит забывать, что такое разграничение по региональному признаку касается только LTE-специфики аппаратов, в 3G-сетях каждый из них будет работать в любом регионе планеты.

Samsung может приобрести Nokia Siemens Networks (3 августа 2012)
Южнокорейская корпорация Samsung изучает возможность приобретения одного из крупнейших производителей универсального оборудования для сетей связи NSN. По словам независимых аналитиков и экспертов, сумма данной сделки может составить пятьдесят пять миллиардов долларов. Официальный представитель компании NSN заявил, что интерес руководство корпорации Samsung относится к массовым поставкам и глобальному производству оборудования для уникальных беспроводных сетей мобильной связи.

Следует напомнить, что на сегодняшний день мобильных компаний, способных совершить данную покупку, в мире не так много, а на международном рынке операторского оборудования подобный актив был бы по карману только корпорациям Ericsson или Huawei. Однако в стратегическую политику компании Ericsson подобная финансовая сделка не укладывается, а у второй корпорации уже есть аналогичная инфраструктура. Необходимо упомянуть, что в качестве потенциального покупателя компании NSN рассматривается китайская корпорация . Что же касается южнокорейского производителя мобильной аппаратуры, то ранее компания Samsung выпускала фирменные станции для модели WiMAX, но данный сервис уступил лидирующие позиции инновационной технологии LTE.

В связи с тем, что на Российском рынке появляется все больше смартфонов, имеющих встроенный модуль LTE, многие задаются вопросом, - что такое LTE в смартфоне? Для того чтобы наиболее понятно ответить на этот вопрос, нужно понять что такое LTE и какими преимуществами обладает эта технология. Ведь зная ответ на эти вопросы, даже самый далекий от этого пользователь мобильной связи сможет понять, какие преимущества имеет LTE смартфон.

1. Технология LTE и ее особенности

Современные технологии не стоят на месте. В особенности это касается технологий мобильной связи. Если вспомнить все технологии мобильной связи, доступные простым абонентам, можно выделить некоторую закономерность. Каждое поколение связи, начиная с 2G, имеет определенный временной интервал. То есть, технология 2G была разработана в 1990 году, а интегрирована она была только в 2000. Точно также и 3G – разработана в 2000 году, а полноценно стала работать только в 2010. Теперь пришел черед четвертого поколения связи. Уже сегодня мы можем наблюдать постепенный переход от 3G к 4G. И именно LTE и является той самой технологией, которая позволяет осуществить этот переход плавно и незаметно для абонентов.

LTE – это технология четвертого поколения связи. Под стандарт 4G попадают такие технологии мобильной связи, которые смогут обеспечить абонентам скорость интернет соединения не менее 100 Мбит/с. Главное отличие данной технологии заключается в высокой скорости передачи данных, которая в теории составляет 300 Мбит/с при приеме информации (download) и 170 Мбит/с при отдаче (upload). Однако учитывая новизну технологии и тот факт, что она только внедряется, фактическая скорость передачи данных отличается от теоритической и составляет около 100 Мбит/с при приеме сигнала и 50 Мбит/с при отдаче.

Таким образом, становится понятно, что LTE смартфоны позволяют пользователю иметь доступ к высокоскоростному интернету. Благодаря этому абоненты получают массу новых, абсолютно не ограниченных возможностей. К примеру, высококачественная двухсторонняя видеосвязь, просмотр фильмов онлайн в формате FullHD и так далее.

Помимо этого технология LTE внедряется в сети 3G и позволяет использовать уже имеющуюся инфраструктуру. Это делает переход от 3G к четвертому поколению связи более плавным и незаметным для абонентов. К тому же, в подавляющем большинстве случаев смартфоны с LTE способны работать и в сетях третьего поколения, и даже 2G. Другими словами, даже в случае выхода абонента из зоны покрытия LTE устройство автоматически переходит в 3G режим без потери связи.

1.1. Режимы связи LTE

Помимо этого, особенность технологии LTE заключается в том, что она способна работать сразу в двух режимах связи:

FDD – это двухсторонний режим связи с частотным разделением сигналов. То есть нисходящие и восходящие потоки информации имеют разные частоты. Благодаря этому достигается более высокая стабильность установленной связи и высокая скорость соединения. При этом количество каналов в обоих направлениях является равным.
TDD – это двухсторонняя связь с временным разделением сигналов. То есть связь реализуется путем временного уплотнения нисходящих и восходящих каналов передачи данных на одной несущей частоте. Преимущество такого режима связи заключается в том, что он позволяет более оптимально использовать ресурсы линий радиосвязи. При этом количество временных интервалов в нисходящих и восходящих каналах связи различное.

Уже сегодня, понимая потребность в комбинировании этих режимов, производители мобильных устройств изготавливают терминалы, поддерживающие оба режима. Причем по сложности устройство, имеющее комбинированный терминал не значительно отличается от простого устройства FDD.

2. Смартфоны с LTE для России

Учитывая все преимущества технологии LTE, становится видно, что смартфон с LTE способен предоставить пользователю массу дополнительных возможностей и более высокое качество связи, а также скорость интернет соединения.

Кроме этого, операторы мобильной связи, предоставляющие услуги LTE, отчетливо понимают, что доступность мобильных абонентских устройств, в частности смартфонов LTE, напрямую влияет на спрос подобных услуг. Это объясняется простым правилом – спрос рождает предложение. Ведь чем больше людей смогут позволить себе приобрести мобильное устройство с LTE, тем выше будет спрос на эту технологию, тем, соответственно, быстрее будет развиваться и внедряться технология.

Понимая эту взаимосвязь, наиболее крупные операторы мобильной связи создали стратегическое партнерство и подали запрос на понижение таможенной пошлины на ввоз мобильных устройств, в частности смартфонов. Это позволит снизить их стоимость и сделает их более доступными для россиян.

Однако есть один нюанс. Не каждый смартфон с поддержкой LTE сможет работать в российских сетях. Объясняется это тем, что в данный момент выпускаются устройства с LTE модулями, настроенными на определенную частоту. К примеру, если смартфон настроен на частоту 2100 МГц, то в России он работать не будет, так как сети LTE строятся в частотных диапазонах 791-862 МГц и 2500-2700 МГц. В технических характеристиках устройства обязательно указывается поддерживаемая частота.

На сегодняшний день в России могут работать единицы моделей смартфонов, в число которых входят:

Nokia Lumia 920;
LG Optimus G;
LG Optimus F5;
Sony Xperia V;
Sony Xperia SP;
Samsung Galaxy Express;
Alcatel IDOL S;
HTC One SV;
BlackBerry Z10.

Однако даже эти модели не поддерживают все частоты. В большинстве случаев они могут работать только в условиях нижнего диапазона. Для того, чтобы знать точно какие частоты поддерживает смартфон, смотрите технические характеристики. Помимо этих устройств, на российском рынке встречаются и другие смартфоны. С развитием технологий появляются все новые и новые модели, способные работать в российских сетях LTE.

3. Преимущества LTE смартфонов

Учитывая все преимущества и особенности технологии LTE, очевидными становятся и все преимущества смартфонов LTE. Смартфоны с поддержкой LTE являются не просто удобным инструментом для путешествия по просторам интернета. В первую очередь это многофункциональные устройства, которые позволяют решать самые разнообразные задачи, которые могут быть связаны как с мультимедиа (просмотр фильмов в формате FullHD, прослушивание музыки, обработка изображений и так далее), так и с интернетом (видеоконференции, онлайн презентации, высококачественная связь и высокая скорость интернета). Все это становится доступным каждому обладателю смартфона LTE.

Помимо обычных моделей на российском рынке можно встретить двухсимочные смартфоны с LTE. Они позволяют использовать связь четвертого поколения от разных операторов. На данный момент это является огромным преимуществом, так как пока еще сети LTE не покрывают всю территорию страны. Разные операторы охватывают разные города. Так в тех городах, в которых нет покрытия LTE от МТС, действуют сети Билайна или Мегафона. Вот в этих случая смартфоны с двумя сим-картами являются отличным решением.

Еще одно весьма важное преимущество заключается в том, что LTE смартфоны для России способны работать не только в сетях четвертого поколения. Они поддерживают связь третьего, и даже второго поколения. Таким образом, абонент всегда остается на связи. На данный момент действует технология автоматического перехода между сетями. Другими словами, при выходе из зоны покрытия LTE смартфон автоматически переходит в режим 3G без потери связи и незаметно для пользователя.

4. Доступный LTE смартфон от Samsung: Видео

LTE для современных смартфонов – это существенное расширение возможностей. Это масса увлекательных развлечений. К примеру, многопользовательские онлайн игры, которые раньше были доступны только при Wi-Fi подключении, сегодня доступны каждому абоненту LTE. Помимо этого, сам смартфон можно использовать как Wi-Fi роутер, раздавая интернет всем окружающим. То есть, если на ноутбуке нет модуля LTE, вам необходимо подключить ваш смартфон к интернету через 4G сеть и включить точку доступа Wi-Fi в настройках. При этом высокоскоростной интернет будет раздаваться на ваш ноутбук, а также на другие абонентские устройства, оснащенные Wi-Fi модулем.

В современном мире высоких технологий всегда оставаться на связи является не роскошью, а необходимостью, поэтому, для деловых людей смартфоны с LTE – это настоящее спасение, так как они в любой момент и в любом месте смогут создать видеоконференцию или решить какие-либо другие задачи, связанные с выходом в интернет и отправкой файлов. А учитывая компактные размеры таких устройств их всегда и везде можно брать с собой.

Что такое 4G (LTE)? Согласно Википедии LTE (буквально с англ.Long-TermEvolution- долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) - стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (модемов, например). Он увеличивает пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии). Беспроводной интерфейс LTE является несовместимым с 2G и 3G, поэтому он должен работать на отдельной частоте. В России для LTE выделено три частотных диапазона - 800, 1800 и 2600 МГц.

LTE FDD и LTE TDD

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

Частотные диапазоны LTE, Band

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

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

В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связи в диапазоне LTE2600 (Band7):

Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС - 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России! Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах - Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).
Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. .

Сети 4G LTE в России

Оператор	Частотный диапазон (МГц) Dw/Up	Ширина канала (МГц)	Тип дуплекса	Номер полосы
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
Билайн	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
Билайн	854.5-862 / 813.5-821	2x7.5	FDD	band 20

Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти .

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

Категории LTE

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

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

Агрегация частот

Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот – это объединение частот. Что это означает – попытаюсь объяснить ниже.
Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц. Чтобы увеличить скорость загрузки оператор перераспределяет купленные им частоты в соотношении 15 МГц на загрузку и 5 МГц на отдачу. Аналогично поступают и другие провайдеры.

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

В таблице указано, что для Cat.9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц. Для Cat.12 необходимо дополнительно, чтобы антенные устройства были соединены по схеме MIMO 4х4, т.е. фактически нужно 4 антенны на приемной и передающей стороне. Загадочные символы 256QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.

Категорирование приемных устройств

Схема агрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций. Однако есть одна проблема – на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4G+.

Начиная с 2016 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE,в которых они умеют работать. Например, для смартфона выпуска 2017 г. Huawei P10 Plus помимо прочих параметров указано:

Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуM IMO 4x4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах. Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка» > «мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:

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

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

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

Было проведено по шесть измерений для каждого режима. Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.

Желающим поэкспериментировать с LTE-A

Если в вашей местности появился LTE-A, в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE800 и LTE2600, т.е. использует сочетание В7+В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO-антенн с диплексерами.