Ли сеть 4g. Сети LTE: структура и принцип работы. Плюсы использования в телефонах и планшетах

Хоть стандарты третьего поколения мобильной связи и предоставляют пользователям широкий спектр услуг и обеспечивают высокую скорость обмена информацией до 14 Мбит/сек, однако объемы информации в коммуникационных сетях продолжают расти и поэтому организация 3GPP еще в 2004 году начала работу над созданием стандарта четвертого поколения 4G - LTE (Long Term Evolution) . Основные требования к новому стандарту предполагали: увеличение скорости передачи данных до 100 Мбит/сек, повышение безопасности системы, снижение энергозатратности, уменьшение задержек в работе системы, совместимость с мобильными сетями предыдущих поколений. Уже в 2009 году первая сеть стандарта LTE была запущена в эксплуатацию в Швеции. Теоретически сети 4G способны передавать данные со скоростью до 326,4 Мбит/сек на прием и до 172,8 Мбит/сек на передачу. При такой скорости на загрузку фильма в хорошем качестве понадобится не более одной минуты.

Структура сети LTE существенно отличается от сетей и . Изменениям подверглись подсистема базовых станций и подсистема коммутации, а также технология обмена данными между терминалом пользователя и базовой станцией, протоколы передачи информации между сетевыми элементами. Таким образом, теперь абсолютно вся информация (голос, пакетные данные) передается в виде пакетов.

В подсистеме коммутации сети стандарта LTE можно выделить следующие узлы:

Обслуживающий шлюз Serving Gateway (SGW) заменяет MSC, MGW и SGSN сети UMTS и выполняет функции обработки и маршрутизации пакетных данных из подсистемы базовых станций. Обслуживающий шлюз соединяется непосредственно с сетями 2G и 3G того же оператора. Это существенно упрощает передачу соединения в сети предыдущих поколений при ухудшении зоны покрытия или перегрузке сети.
Шлюз соединения с сетями других операторов Public Data Network Gateway (PGW) маршрутизирует информацию (голос, пакетные данные) из сети (в сеть) данного оператора.
Узел управления мобильностью Mobility Management Entity (MME) предназначен для управления мобильностью клиентов сети LTE.
Сервер абонентских данных Home Subscriber Server (HSS) представляет собой объединение в одном устройстве регистров VLR, HLR, AUC.
Узел выставления счетов Policy and Charging Rules Function (PCRF) предназначен для формирования клиентам счетов за оказанные услуги связи.

В подсистеме базовых станций остался только один традиционный элемент – базовая станция eNodeB , которая кроме функций собственно базовой станции, выполняет еще функции контроллера базовых станций LTE. Такое решение позволяет упростить расширение сети, так как отпадает необходимость добавления новых контроллеров и расширения емкости существующих.

В сетях стандарта LTE используются технологии передачи данных MIMO и система кодирования OFDM. Технология MIMO (Multiple Input Multiple Output) предусматривает передачу данных посредством N-антенн и прием - M-антеннами, причем принимающие и передающие антенны расположены между собой на таком расстоянии, чтобы получить минимальную корреляцию. Ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием OFDM (Orthogonal Frequency-division Multiplexing) представляет собой цифровую схему модуляции, которая использует в большом количестве расположенные рядом ортогональные поднесущие частоты.

В настоящее время наиболее приоритетными для сетей 4G являются частоты в диапазоне 2,3 ГГц. На этой частоте, например, работает китайский оператор сотовой связи China Mobile. Другой диапазон частот 2,5 ГГц широко применяется в Европе, Японии, Индии и США. Существует еще частота 2,1 ГГц, но здесь доступен очень узкий диапазон – всего лишь 15 МГц, а у многих европейских мобильных операторов и того меньше - до 5 МГц. В дальнейшем, скорее всего, перспективным станет частотный диапазон 3,5 ГГц, что вызвано тем обстоятельством, что во многих странах в данном диапазоне уже существуют сети беспроводного широкополосного доступа в Internet и переход в сеть LTE позволит операторам использовать частоту без приобретения новых дорогих лицензий. При необходимости под сети четвертого поколения могут выделяться и другие частоты. В разных структурах сетей 4G могут использоваться частотные полосы в диапазоне 1,4 - 20 МГц. Для сравнения в стандарте UMTS используются фиксированные полосы 5 МГц. В сетях LTE используется временное TDD (Time Division Duplex) и частотное FDD (Frequency Division Duplex) разделение сигналов.

Обычно базовая станция сети LTE может обслуживать зону радиусом до 5 км, хотя при необходимости за счет высокого расположения антенн базовой станции этот размер может быть увеличен до 30 и даже до 100 км. Большим преимуществом стандарта LTE является большой выбор терминалов. Кроме сотовых телефонов могут использоваться ноутбуки, планшетные компьютеры, видеокамеры и игровые устройства со встроенными модулями совместимости с сетями четвертого поколения.

Технология стандарта LTE поддерживает хэндовер и роуминг с сотовыми сетями поколений 2G и 3G, что позволяет этим устройствам быть совместимыми и с этими сетями. Структура сети 4G позволяет сразу перенаправлять звонок или интернет-сессию в сеть 3G или 2G (UMTS или GSM). Кроме того, сети стандарта LTE легко интегрируются с сетями WI-FI и Интернет.

Даже первоклассник сегодня умеет пользоваться мобильным интернетом. Развитые беспроводные технологии позволяют выходить в сеть не только с компьютеров и ноутбуков: доступ в интернет имеет большинство телефонов, плееров, планшетов и прочих гаджетов. Для среднестатистического пользователя стандарт связи неважен: не обязательно знать, чем отличается 3g от 4g и что значит lte, чтобы скачивать приложения, просматривать ленту новостей в соцсетях и смотреть кино онлайн.

Эти вопросы становятся более значимыми при изучении характеристик мобильного интернета. Что дают стандарты lte и 4g и в чем разница между ними?

Найди 10 отличий

Аббревиатура LTE означает долговременное развитие (Long Term Evolution) и относится к технологии 4G. LTE – это один из первых стандартов 4G, этап развития данной технологии. Понятие LTE входит в 4G, являясь подтипом наряду с другой технологией, WiMax 2. В характеристиках многих устройств 4G и LTE указаны вместе, единым термином. Другими словами, на вопрос, в чем разница между lte и 4g, можно смело отвечать: это одна и та же технология.

Чем отличается 3g от 4g? В эволюции беспроводных технологий 3 G стоит ступенькой ниже 4 G. В свое время появление 3G-интернета открыло новую эру мобильного интернета, но сегодня 3G уступает 4G по скорости передачи данных. К плюсам технологии 3G можно отнести ее возраст: 3G используется уже почти 20 лет, тогда как 4G начали разрабатывать лишь с 2008 года, поэтому 3G пока лидирует, хоть и без большого отрыва, в вопросах зоны покрытия.

4G и LTE в вопросах и ответах

Разбираемся, как подключить LTE и чем хорош 4g: вопросы специалистам Wifire.

– Как подключить 4g на моем смартфоне?
Ответ: Таким же образом, как подключить мобильный интернет любого формата. 3g, 4g и lte можно подключить в офисе провайдера Wifire или прямо на сайте. Выберите подходящий тарифный план, ознакомьтесь с ценами и оставьте онлайн-заявку!

– Я уже подключил услугу мобильного интернета. Как включить 4g на телефоне?
Ответ: Чтобы включить 4G-интернет, вам нужно активировать функцию мобильного интернета на вашем устройстве. Возможно, после подключения интернета вам придется изменить режим сети. Для этого в настройках мобильных сетей нужно выбрать 4G (LTE). К сожалению, подробной инструкции по включению 4g именно на вашем телефоне мы привести не можем, так как меню настроек у разных моделей существенно отличается. Мы можете обратиться за помощью в сервисный центр производителя вашего устройства или к поставщику услуг связи.

– Какие преимущества у 4G?
Ответ: К главным преимуществам 4G относятся такие параметры, как скорость передачи данных, скорость загрузки файла в сеть (upload) и скорость скачивания файла (download). Высокие показатели скорости позволяют предложить нашим абонентам бесперебойную беспроводную связь по всей России, причем вы получаете быстрый мобильный интернет по привлекательной стоимости.

Тарифы и услуги ООО «Нэт Бай Нэт Холдинг» могут быть изменены оператором. Полная актуальная информация о тарифах и услугах – в разделе «тарифы» или по телефону указанному на сайте.

Современные инфокоммуникационные технологии и электроника развиваются с такой скоростью, что обычному обывателю уже трудно и немыслимо представить себя не только без смартфона или планшета, но и без доступа к интернету. Таким образом, гаджеты с подключённым интернетом превзошли стационарные компьютеры и ноутбуки в основном благодаря появлению 3G.

Обращаясь к истории, можно увидеть, что практически каждые десять лет, начиная с 1970-ых, когда был разработан стандарт 1G, появляются всё новые и новые виды связи. Уже к 1990-му году был принят 2G, а в начале 2000-ых внедрён стандарт 3G. Только в 2010 году сеть, основой которой является протокол IP, начала распространяться по миру под названием 4G. Каждый новый стандарт связи отличается от предыдущего частотным диапазоном, величиной пропускного канала и битрейта, а также техническим обслуживанием самой сети.

4G - это новое поколение технологии приёма и передачи данных, которое может работать с пропускной способностью более 100 Мбит/с для подвижных и более 1 Гбит/с для стационарных абонентов сети соответственно.

Ещё в 2012 году были представлены такие беспроводные технологии этого поколения, как WiMAX 2 (WMAN-Advanced, IEEE 802.16m) и LTE Advanced (LTE-A)

Технологические особенности

Требования к скорости обмена данными в 100 Мбит/с для подвижных и 1 Гбит/с для неподвижных приёмников связи 4G были предъявлены ещё в 2008 году Международным союзом электросвязи. Однако изначально стандарты LTE и WiMAX не соответствовали вышеуказанным требованиям, хотя и считались четвёртым поколением. Только с запуском LTE-Advanced скорость в сети достигла необходимого значения.

Что касается отличия от предыдущего стандарта 3G, то в четвёртом принцип передачи данных базируется на пакетных протоколах IPv4 и IPv6. Для голосовой передачи предусмотрена технология VoLTE.

Специалисты по радиопланированию и обслуживанию сети регулярно проводят мониторинги и внедряют новшества для увеличения максимальной скорости и качества приёма/передачи информации, так как 4G должно соответствовать следующим условиям:

Обязательное использование IP протоколов.

Пропускная способность для абонентов, движущихся со скоростью до 33,3 м/с.

Динамическое разделение для оптимизации процессов в сети.

Полоса пропускания шириной 40 МГц.

Отменное качество мобильных систем.

Что касается аппаратной части, то производством аппаратуры занимаются такие корпорации, как Siemens, Huawei, Nokia. Компания Qualcomm выпускает микропроцессоры для модемов, которые могут работать сразу в нескольких стандартах.

Отличие 4G от 3G

Первое, что сразу ощутимо при использовании нового поколения – это в десять раз увеличенная скорость трафика, то есть, в 3G она составляет от 348 кбит/с для подвижных и от 2 Мбит/с для стационарных абонентов.

Стоит отметить, что гаджеты, у которых присутствует встроенный 4G модуль, могут работать и в 3GСущественно отличаются и методы передачи и приёма информации. Для 3G характерен как голосовой, так и пакетный способ, в то время как для 4G только пакетный.

Поскольку третье поколение появилось намного раньше четвёртого, то площадь зоны покрытия также в разы больше.

Также, у тройки присутствует кодовое деление сигналов, что обеспечивает надёжное и бесперебойное соединение при переключении с одной базовой станции на другую.

Преимущества и недостатки

Безусловно, самым основным преимуществом перед другими источниками доступа к сети является мобильность и портативность, без какой-либо привязки к кабелю, шнуру или же зоны действия.

Обратной же стороной медали является ещё не совсем совершенное покрытие 4G. Поэтому на стабильную работу можно рассчитывать только в пределах крупных городов или мегаполисов. Но главное условие возможности подключение – это встроенный или внешний модем.

Если сравнивать мобильную связь и wi-fi, то здесь у последнего явное преимущество по скорости. Это относится и к энергопотреблению, так как wifi модули расходую энергию аккумулятора в несколько раз меньше, чем модемы 4G.

Ещё одним весомым аргументом при выборе 4G модема есть относительно высокая цена таких устройств, а также стоимость интернета, которая зависит от тарифа оператора.

Проанализировав вышеописанный текст, можно прийти к выводу, что на таком этапе развития, на котором сейчас находится 4G, такой стандарт лучше всего подойдёт для быстрого доступа в интернет, веб – сёрфинга, просмотра почты, новостей, видео, аудио и личных аккаунтов, но не для полноценной загрузки крупных файлов.

Перспектива 5G

На данный момент ведущие мировые производители и операторы телекоммуникационного оборудования и услуг уже ведут разработки новейшего стандарта 5G. Анонс прогнозируется уже к 2020 году. Концепция предполагает мультизадачность сети, многокоммутационный функционал, а также постоянная работа гаджетов и девайсов в режиме онлайн. Основной акцент делается на высокую энергоэффективность, что предусматривает очень низкое энергопотребление оборудования.

Видеоcюжет о том, что значит связь 4G LTE, чем отличается 4G от 3G?

Современные технологии, в частности развитие интернета и беспроводной связи, неузнаваемо преобразили мир. Население пользуется не только свободным доступом к всевозможной информации, но также и уникальными возможностями для общения и веселого проведения досуга. При этом огромное значение имеет уровень качества подключения к интернету, а также скорость передачи данных. И в наше время развитие этих технологий дошло до небывалых высот. Не смотря на повсеместное внедрение нового поколения связи, все еще мало кто знает, что значит 4G.

1. Что такое 4G

4G в переводе с английского означает – четвертое поколения. Это перспективное поколение беспроводной связи, которое обладает высокой скоростью передачи данных, а также более высоким качеством голосовой связи. К данному поколению связи относятся такие перспективные технологии, которые предоставляют скорость передачи данных по беспроводной сети не менее 10 Мбит/с движущимся пользователям. И так, что означает 4G? Это четвертое поколение мобильной связи, обладающее массой неоспоримых преимуществ.

По результатам исследований и многочисленных оценок различных технологий широкополосной связи 4G, которая известна под названием IMT-Advenced. По результатам оценок только двум технологиям было присвоено официальное звание IMT-Advenced. Это перспективные технологии LTE-Advenced, а также WirelessMAN-Advenced. Именно эти две технологии на сегодняшний день попадают под стандарт 4G – четвертого поколения беспроводной связи.

2. Как работает 4G

Системы связи 4G основываются на пакетных протоколах передачи данных. Для передачи информации в данной технологии используется протокол IPv4, однако в будущем планируется возможность поддержки протокола IPv6.

Современная технология 4G имеет огромнейшее значение в предоставлении широкополосного доступа к интернету в сельской местности, так как более оправдано установить одну станцию 4G, нежели провести оптоволоконную связь. Одна станция способна обеспечить высокоскоростную связь на десятки километров.

3. Преимущества 4G

На сегодняшний день весьма сложно оценить преимущества высокоскоростной связи четвертого поколения, так как они весьма многочисленны. Используя такие технологии, пользователям становятся доступны огромнейшие объемы всевозможной информации. В прошлое уходит необходимость ожидания открытия сложных и потребительных веб-страниц, а также длительное ожидание скачивания достаточно большого файла, такого как фильм и т.п.

Именно высокая скорость передачи данных по беспроводной сети, а также высокое качество голосовой связи – это и есть основные преимущества четвертого поколения мобильной связи 4G. Это в свою очередь влечет за собой повышение удобства и существенную экономию времени, что является главным требованием пользователей. Помимо этого, мобильная связь 4G предоставляет возможность пользователям выходить в интернет абсолютно в любом месте (где есть покрытие 4G) и в любое время.

Благодаря внедрению технологии четвертого поколения беспроводной связи пользователям станет доступным интернет-телевидение в высоком качестве (HD). Помимо этого люди смогут создавать видеозвонки, а также видеоконференции. Поддержка 4G мобильными устройствами открывает массу новых возможностей.

4. ЧТО ТАКОЕ 4G LTE: Видео

Благодаря таким технологиям многие люди смогут дистанционно выполнять некоторые действия. К примеру, врачи смогут управлять роботизированными операционными, будучи на другом континенте.

В наши дни существует несколько технологий, которые претендуют на звание четвертого поколения мобильной связи. Это такие технологии как:

TD-LTE;
Mobile WiMAX;
HSPA+.

Несмотря на такое разнообразие, большинство мобильных операторов выбирают именно технологию LTE, и именно эта технология и развивается в России и Украине. В настоящий момент скорость передачи данных в сетях 4G на основе технологии LTE составляет около 30 Мбит/с, однако в будущем этот показатель планируется повысить до 300 Мбит/с.

Связь 4G – это будущее беспроводных сетей. Многие пользователи уже сегодня имеют возможность ощутить все преимущества данной технологии на себе. При этом, попробовав один раз 4G, уже никогда не захочется возвращаться к 3G и такому медленному соединению.

Основное преимущество технологии – повышенная скорость интернета. Обещают до 1 Гбит в секунду, но по факту оказывается около 100 Мб/сек у «Билайна», до 300 Мб/сек у «Мегафона», до 187 Мб/сек у «МТС» (по данным на сентябрь 2017).

В чем разница между 4G и LTE?

Удобно приравнивать LTE к 4G. Но это не совсем так. Long Term Evolution придет в мелкие городки и деревни быстрее, чем 4 «Джи».

LTE нельзя считать не 4G-форматом.
Технология не на 100% соответствует стандартам 4 поколения.
Скорость интернета в регионах будет не больше 100 Mbps (это в 10 меньше, чем было заявлено в рекламных акциях).
LTE развивается быстрее, чем 4G. Но есть технические трудности, с которыми сталкиваются операторы связи.

В чем отличия между 2G, 3G и 4G?

Скорость передачи в 4G-сети примерно в 5 раз выше, чем в 3G. Конкретные характеристики зависят от местонахождения, модели мобильного устройства, тарифного плана и других особенностей.

*** Информация собрана в соответствии с данными на сайте мобильного оператора «Билайн» (http://www.beeline-online.info).

Как подключить технологию?

Вам нужно купить мобильный телефон с поддержкой технологии 4G и LTE. Дальше идем к оператору мобильной связи в офис и просим предоставить USIM-карту. Это бесплатно. Ваш номер не изменяется. Отдельные мобильные операторы даже поощряют замену «симок», предоставляют бонусы. Белорусский оператор «Лайф» (Life) летом 2017 года обещал до 2 Гб бесплатного трафика за смену обычной симки на USIM.

Как узнать о нахождении в LTE и 4G?

Взгляните на устройство (нас интересует строка состояния, расположенная в верхней части экрана). На ней вы увидите значок LTE или 4G. Это значит, что гаджет находится в зоне покрытия и готов предоставить вам высокоскоростной доступ в интернет.

Сам значок может быть другим. Все зависит от модели вашего смартфона, или планшета.

Где работает 4G, а в какие регионы только собирается идти?

Используется термин «карта покрытия» («зона покрытия»). Он обозначает регионы и населенные пункты, в которых есть подстанции, где «ловит сигнал». Карта покрытия «МТС» по состоянию на 12 октября 2015 г. по Москве и Московской области выглядела так. Оператор предупреждает, что в пределах зоны радиопокрытия радиотелефонная связь может ухудшаться и прерываться. Сигнал может идти с помехами, если вы находитесь рядом со зданиями, в подвальных помещениях, в туннелях. Мобильный оператор гордо заявляет, что у него самая большая 4G-сеть в стране, включающая 27 365 базовых станций.

На официальном сайте мобильного оператора «Мегафон» также можно посмотреть зоны, в которых работает связь. Для примера мы выбрали Москву и Московскую область. Как и в случае с «МТС», сигнал есть в центре столицы и крупных населенных пунктах рядом с ней. Есть «белые пятна» и зоны, куда 4 «Джи» не пришел.

На официальном сайте «Билайна» нельзя уменьшать карту и посмотреть Московскую область. Но видно, что в столице сигнал есть почти везде (исключение – территория Алексеевского лесопарка, Кунцевского леса, части Горенского лесопарка).

С покрытием разобрались. Могу лишь добавить, что нужно смотреть карты покрытия на официальных сайтах операторов. Так как они все время обновляются.

Какие мобильные телефоны, смартфоны и планшеты поддерживают 4G и LTE?

Первым в мире телефоном, поддерживающим LTE, стал Samsung SCH-R900, который появился на рынке в 2010. В 2011 году компания выпустила первый в мире LTE-смартфон, которым стал Samsung GALAXY Indulge. В 2014 году появился GALAXY S5, который «научился» поддерживать сверхскоростной LTE-Advanced.

Функция предусмотрена во многих современных смартфонах:

iPhone 5S, Sony Xperia V (LT25i), Nokia 920 Lumia, iPhone 5С, Sony Xperia ZR LTE (C5503).
BlackBerry Z10, Sony Xperia Z1 (C6903), HTC One, Nokia 925 Lumia, HTC One SV (LTE).
HTC X325u (One XL), Sony Xperia SP (C5303), Nokia 625 Lumia, Sony Xperia ZL (C6503).
Sony Xperia Z (C6603), Nokia 820 Lumia, Sony Xperia SP (C5302) и десятки других.

Технология появилась в планшетах (iPad Air, Sony Xperia Tablet Z или iPad Mini Retina), работает на модемах (ZTE MF823 и ZTE MF821D). Перед покупкой гаджета посмотрите, какие функции есть, какие возможности предоставляются. Если телефон не поддерживает 4 «Джи», а вы вставили USIM-карту и подключили мобильный интернет, скорость не увеличится до 300 Мб/сек.