Стандарт LTE ориентирован на использование в самых передовых отраслях. Рано или поздно любая технология упирается в свой естественный потолок, который начинает ограничивать возможности текущих алгоритмов или подходов к реализации.
Зачем нужен LTE
Это постоянно происходит, например, с техническими процессами в процессорах или с пропускной способностью интернета.
Инфографика скоростей разных релизов LTE
В какой-то момент пропускной способности действующих каналов связи, передаваемой по мобильной связи, перестало хватать. Понадобился совершенно новый алгоритм, который бы мог покрыть эти нужды. Так и появился LTE. Как, собственно, до этого возник 3G и, до него, много других стандартов.
Принцип работы стандарта и его особенности
Изначально, LTE разрабатывался как естественное продолжение 3G. Первые несколько релизов не соответствовали требованиям сетей четвёртого поколения, только 10 релиз — LTE Advanced вошёл по параметрам в 4G. Технически стандарт представляет собой аналог 3G. Даже базовые станции можно было использовать те же. Радиус действия сигнала зависит от мощности излучения и в теории не ограничен.
Ширина полосы пропускания LTE практически приближается к WLAN. Скорость передачи данных зависит от удалённости от базовой станции и частоты, на которой работает стандарт. Например, для скорости в 1 Мбит/сек, на частоте 2600 МГц, расстояние может составлять до 3,2 км, а на 450 МГц — уже 19,7 км. Консорциум 3GPP, ответственный за разработку стандарта, определил для его работы около 30 частот. Однако, в Европе и России «прижились» всего 3 основных: 800, 1,8 и 2,5 МГц. Естественно, что все эти технические данные мало интересуют пользователей. Наиболее важным для них параметром считается скорость передачи данных. В сетях LTE она может достигать 326 Мбит/сек при загрузке и 172 Мбит/сек – при отдаче. Естественно, что этот параметр зависит от удалённости от базовой станции, уровня помех и многих других факторов.
Режимы связи TDD и FDD
Эти две аббревиатуры означают метод передачи данных. Time Division Duplex и Frequency Division Duplex. TDD делит входящий и исходящий сигнал по временным задержкам. То есть, используется одна и та же частота, на которой с определённым промежутком времени меняется тип сигнала — входящий/исходящий.
Сравнение FDD и TDD на схеме. FDD использует для каждого вида сигнала разные частоты — входящий на одной, исходящий на другой. В теории, FDD должна действовать более эффективно, ведь нет естественных временных задержек, и сигнал уходит и приходит сразу же по разным частотам. Однако, в большинстве случаев, входящий трафик в несколько раз превышает исходящий. А это значит, что одна из частот большую часть времени будет простаивать в ожидании данных, в то время как входящая частота будет работать на износ. TDD более равномерно использует канал. Этот режим даёт обоим видам сигнала время на работу. В общем, эффективность того или иного подхода, в конечном счёте, зависит от различных сторонних факторов, хотя популярность FDD в мире заметно выше. Некоторые сотовые операторы и вовсе используют оба типа, предоставляя клиентскому смартфону возможность выбрать наиболее эффективный метод. Одним из первых отечественных сотовых операторов, который объединил два способа, стал МТС.
Покрытие LTE в мире и РФ
Мир весьма неплохо «покрылся» сетями LTE. Технологические лидеры — Южная Корея, Китай, Япония и США практически полностью обеспечены стандартом, даже в самых отдалённых областях. Европа немного от них отстаёт. В России всё ещё существуют места, в которые можно добраться только разве что на медведях. Однако, связь нужна и там. Единственное препятствие — стоимость реализации. Она не всегда коррелирует с оправданностью проведения сети в эти глухие места, так как пользоваться ими будут 2 человека на 1 Га. Стоит учесть и отношение операторов сотовой связи к внедрению новых технологий. Кто-то идёт в ногу с прогрессом и оперативно реагирует, а кто-то немного запаздывает и не спешит ставить свои вышки. Например, вот так выглядит карта покрытия сетями 4G у компании МегаФон.
Как видно на карте, не охваченных зон ещё довольно много
Чем отличаются телефоны, поддерживающие LTE
С учётом того, что первый телефон с поддержкой LTE был выпущен ещё в 2010 году, можно смело сказать, что практически любой современный гаджет поддерживает стандарт «из коробки». Исключение составляют лишь некоторые планшеты и «бабушкофоны», предел которых — 3G.
Один из первых LTE-смартфонов от компании Samsung. Так что, при покупке смартфона, в спецификациях, в разделе «стандарты связи», в 9 случаях из 10 будет стоять аббревиатура LTE.
Сравнение стандарта LTE с 3G
В равных условиях — качество сигнала, удалённость от базовой станции и загруженности канала, LTE во многом превосходит 3G. Более совершенные алгоритмы позволяют за короткий промежуток времени скачать и обработать больший поток данных. А это, в свою очередь, также сказывается и на длительности работы батареи. Практика показывает, что на эффективность работы LTE также влияет правильная настройка сети операторами и зона покрытия. Например, в удалённых местах, где сигнал LTE весьма слаб, смартфон, на поддержание сигнала, будет расходовать ощутимый объём энергии батареи. А при автоматическом переходе с LTE на доступную сеть пользователь заметит изменение и в скорости передачи. LTE – это одна из тех технологий, полного развития которой нужно немного подождать. Операторы постепенно покрывают все большие площади, ставят новые базовые станции, разгружая старые, используют новые алгоритмы и т. д. Всё это неизменно ведёт к улучшению стабильности связи и скорости передачи данных в ней. Нужно лишь немного времени.