LTE

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Официальный логотип

LTE (англ. Long-Term Evolution, букв. — «долговременное развитие», часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными. Он основан на сетевых технологиях GSM/EDGE и UMTS/HSPA, увеличивая пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети[1][2]. Стандарт был разработан 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии) и определён в серии документов Release 8, с незначительными улучшениями, описанными в Release 9.

LTE является естественным обновлением как для операторов с сетью GSM/UMTS, так и для операторов с сетью CDMA2000. В разных странах используются различные частоты и полосы для LTE, что делает возможным подключать к LTE-сетям по всему миру только многодиапазонные телефоны.

Хотя маркировка 4G используется сотовыми операторами и производителями телефонов, LTE (как указано в серии документов консорциума 3GPP Release 8 и Release 9) не удовлетворяет техническим требованиям, которые консорциум 3GPP принял для нового поколения сотовой связи, а также требованиям, которые были первоначально установлены Международным союзом электросвязи (в спецификации IMT Advanced).

Обзор технологии[править | править код]

LTE является стандартом беспроводной передачи данных и развитием стандартов GSM/UMTS. Целью LTE было увеличение пропускной способности и скорости с использованием нового метода цифровой обработки сигналов и модуляции, которые были разработаны на рубеже тысячелетий. Ещё одной целью было реконструировать и упростить архитектуру сетей, основанных на IP, значительно уменьшив задержки при передаче данных по сравнению с архитектурой 3G-сетей. Беспроводной интерфейс LTE является несовместимым с 2G и 3G по сигналам и протоколам.

Спецификация LTE позволяет обеспечить скорость загрузки до 3 Гбит/с, а задержка в передаче данных может быть снижена до 2 миллисекунд. LTE поддерживает полосы пропускания частот от 1,4 МГц до 20 МГц и поддерживает как частотное разделение каналов (FDD), так и временное разделение (TDD).

Ниже представлен рейтинг стран по временному охвату 4G LTE (данные OpenSignal на май 2019 года)[3].

Место Страна Охват
1 Республика Корея Южная Корея 97,5 %
2 Япония Япония 96,3 %
3 НорвегияНорвегия 95,5 %
4 Гонконг Гонконг 94,1 %
5 Соединённые Штаты Америки США 93,0 %
6 Нидерланды Нидерланды 92,8 %
7 Китайская Республика (Тайвань) Тайвань 92,8 %
9 Швеция Швеция 91,1 %
10 Индия Индия 90,9 %
13 Австралия Австралия 90,3 %
15 Кувейт Кувейт 90,0 %
24 Катар Катар 86,0 %
37 Бахрейн Бахрейн 81,2 %
39 Казахстан Казахстан 81,0 %
47 Турция Турция 79,0 %
61 Россия Россия 73,9 %

Особенности технологии[править | править код]

Радиус действия базовой станции LTE зависит от мощности излучения и теоретически не ограничен, а максимальная скорость передачи данных зависит от радиочастоты и удалённости от базовой станции. Теоретический предел для скорости в 1 Гбит/сек — от 3,2 км (2600 МГц) до 19,7 км (450 МГц). Большинство операторов в России работает в диапазонах 2600 МГц, 1800 МГц и 800 МГц (стандарт LTE-FDD). Базовые станции диапазона 800 МГц способны обеспечить такую скорость на расстоянии до 13,4 км[4]. Диапазон 1800 МГц — наиболее используемый в мире, он сочетает в себе высокую емкость и относительно большой радиус действия (6,8 км).

В ноябре 2015 года Международный союз электросвязи рекомендовал в Европе, Африке, на Ближнем Востоке и в Центральной Азии строить LTE-сети в диапазоне 694—790 МГц. Эти частоты в ряде стран, в частности, в России были на то время заняты аналоговым телевещанием[5].

Большая часть стандарта LTE рассматривает модернизацию 3G UMTS на то, что в конечном итоге будет технологией 4G. Большая часть работы направлена на упрощение архитектуры системы: она переходит из существующих UMTS цепи + коммутации пакетов объединенной сети к единой IP-инфраструктуре (all-IP). E-UTRA является беспроводным интерфейсом LTE. Его основные особенности:

  • Максимальная скорость загрузки из Сети до 299,6 Мбит/с и максимальная скорость загрузки в Сеть от абонента до 75,4 Мбит/с в зависимости от категории оборудования пользователя (антенна 4×4 с использованием спектра 20 МГц).
  • Низкая задержка при передаче данных (5 мс задержка для маленьких IP пакетов в оптимальных условиях), более низкая задержка при установке соединения.
  • Улучшена поддержка мобильности, в качестве примера — терминал, движущийся со скоростью 350 км/ч или 500 км/ч в зависимости от диапазона частот.
  • OFDMA для нисходящей линии связи, SC-FDMA для восходящей линии связи с целью экономии энергии.
  • Поддержка и FDD и TDD систем связи, а также полудуплексной FDD с одной и той же технологией радиодоступа.
  • Повышение гибкости. Спектр: 1,4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц для ширины соты стандартизированы.
  • Поддержка размеров соты от нескольких десятков метров (фемто и пикосоты) до 100 км. В нижних частотных диапазонах, которые будут использоваться в сельских районах, 5 км является оптимальным размером соты. В городе и в районах плотной заселённости более высокие частотные диапазоны (например, 2,6 ГГц в ЕС) используются для поддержки высокоскоростной мобильной широкополосной связи. В этом случае размер соты может быть 1 км или даже меньше.
  • Поддержка как минимум 200 активных клиентов в каждой соте 5 МГц.
  • Поддержка сосуществования со старыми стандартами (например, GSM/EDGE, UMTS и CDMA2000). Пользователи могут начать вызов или передачу данных в области с наличием LTE и, покинув область покрытия, продолжить работу без каких-либо специальных действий с их стороны в сетях GSM/GPRS.
  • Радиоинтерфейс коммутации пакетов.

Голосовые вызовы[править | править код]

Стандарт LTE поддерживает только коммутацию пакетов со своей сетью all-IP. Голосовые вызовы в GSM, UMTS и CDMA2000 являются коммутацией каналов, поэтому с переходом на LTE операторы должны реорганизовать свою сеть голосовых вызовов.[6] Имеются три различных подхода:

Голос по LTE (VoLTE)
Технология VoLTE дает возможность передавать голосовые вызовы в сети LTE. VoLTE позволяет не производить переключения из сети LTE в сети предыдущего поколения, что ускоряет процесс осуществления голосового вызова.
Circuit-switched fallback (CSFB)
При таком подходе LTE обеспечивает только услуги передачи данных, поэтому, когда требуется принять или совершить голосовой вызов, терминал просто возвращается к сети с коммутацией каналов (например, GSM или UMTS). При использовании этого решения операторам просто нужно обновить MSC вместо развертывания IMS, поэтому можно быстро начать предоставлять услуги. Однако недостатком является большая задержка при установке вызова.
Одновременная передача голоса и LTE (Simultaneous Voice and LTE, SVLTE)
При таком подходе терминал работает одновременно в LTE и с коммутацией каналов, в режиме LTE предоставляются услуги передачи данных и в режиме с коммутацией каналов обеспечиваются голосовые услуги. Это решение основано исключительно на требованиях к мобильному телефону и не имеет специальных требований к сети. Недостатком такого решения является то, что такой телефон может стать дорогим и иметь высокое энергопотребление.

LTE в России[править | править код]

Первая сеть LTE в России была запущена ООО «Скартел» (бренд Yota) 20 декабря 2011 г. в Новосибирске и состояла из 63 базовых станций.[7] До официального запуска абоненты могли приобрести USB-модем и пользоваться услугами в тестовом режиме (плата не взималась). Первым среди операторов «большой тройки» технологию LTE запустил «МегаФон» 23 апреля 2012 г. (так же — в Новосибирске)[8], в Москве услуги сети LTE абонентам оператора стали доступны 14 мая 2012 г.[9]

LTE присутствует в 85 регионах России[10]. В зоне покрытия находится 70 % населения на начало 2016 года[11]. Стоит учесть, что разные операторы предоставляют разный уровень покрытия. В некоторых случаях сеть запускается только в административных центрах регионов. Количество базовых станций мобильной связи стандарта LTE и последующих его модификаций в 2016 году в РФ увеличилось на 54,4 % — до 111,519 тысячи с 72,2 тысячи в 2015 году. Больше всего базовых станций LTE установлено в Центральном федеральном округе — 40,93 тысячи, наименьшее их число — на Дальнем Востоке — 4,935 тысячи[12].

Для организации голосовых вызовов у операторов «МегаФон» и «МТС» в большинстве регионов используется VoLTE, у остальных операторов используется Circuit-Switched Fallback (CSFB), однако идёт тестирование и планируется к запуску VoLTE.

Иконка LTE Advanced c ЧА в Android

Федеральные операторы используют частотные диапазоны LTE  (англ.): «Мегафон» и «МТС» — диапазоны 1 (FDD 2100 МГц), 3 (FDD 1800 МГц), 7 (FDD 2600 МГц), 8 (FDD 900 МГц), 20 (FDD 800 МГц), 34 (TDD 2100 МГц), 38 (TDD 2600 МГц); «Билайн» — диапазоны 1, 3, 7, 8, 20, 38; Tele2 — 1, 3, 7, 20, 31 (FDD 450 МГц), 40 (TDD 2300 МГц). Используются технологии LTE Advanced — частотная агрегация (carrier aggregation), 4x4 MIMO и модуляция 256QAM. Так как частоты диапазона 38 (TDD 2600 МГц) полностью перекрываются диапазоном 41 (TDD 2500 МГц), базовые станции могут указывать оба диапазона в служебной информации.[13]

«МТС» и «Билайн» заключили договор об использовании и строительстве сети во многих регионах по принципу Radio Access Network sharing[14][15]. Это означает, что один оператор строит инфраструктуру, а другой оператор только использует её (раз в полгода производится финансовый взаиморасчёт). Такое решение позволяет значительно сократить затраты на строительство и обслуживание сетей (так как фактически требуется только одна сеть, которая используется одновременно двумя компаниями).

Операторами «МТС» и «Мегафон» организовано покрытие LTE на всех станциях Московского метрополитена по схеме RAN Sharing.[16] В перегонах действует сеть в диапазоне 20 (FDD 800 МГц) с шириной канала 15 МГц.

Также в Чеченской Республике действует LTE сеть регионального оператора «Вайнах Телеком» в диапазоне 40 (TDD 2300 МГц); на частотах 1800 МГц запущены сети: в Республике Татарстан от «Таттелеком», в Свердловской области, Курганской области, Ханты-Мансийском автономном округе — Югра и Ямало-Ненецком автономном округе сеть от оператора «Мотив» (ООО «ЕКАТЕРИНБУРГ — 2000»), в Крыму LTE предоставляют операторы WIN mobile и Волна мобайл, оба оператора используют диапазон 7 (FDD 2600 МГц) [17] и частично диапазон 3 (FDD 1800 МГц).

Tele2 – один из сотовых операторов в России, обладающий частотами 450 МГц. Услуги высокоскоростной передачи данных в частотном диапазоне 31 (FDD 450 МГц) Tele2 предоставляет под брендом Skylink. Первыми регионами, где оператор запустил сети LTE-450, стали Тверская и Новгородская области. Новая технология также доступна жителям Санкт-Петербурга, Ленинградской области и в Московском регионе.[18] Также фрагменты сетей LTE-450 работают в Республике Башкортостан и ХМАО у оператора МТС.

LTE в Белоруссии[править | править код]

Впервые в коммерческую эксплуатацию LTE-сеть в Белоруссии (Минск и Гродно) была запущена в декабре 2011 белорусским отделением российской компании Yota (компания Йота-Бел)[19]. В июне 2012 года эксплуатация LTE-сети компанией была прекращена.

Второй коммерческий запуск состоялся 17 декабря 2015 года инфраструктурным оператором beCloud. Была запущена сеть LTE Advanced (функционирует и сегодня) в городе Минске (позже зона покрытия расширилась по всем областным городам и многим регионам страны)[20]. Поставщиком оборудования для LTE-сети стала компания Huawei. На сентябрь 2020 года LTE Advanced работает в трех диапазонах — 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц[21].

Компания beCloud (51 % акций принадлежит государству) единственная в Белоруссии имеет эксклюзивные права на использование частот для организации LTE-сети и лицензию на осуществление деятельности в области связи стандарта LTE[22]. Поэтому она предоставляет в пользование свою сеть другим операторам. Начиная с конца 2015 года LTE-сеть стала доступна абонентам МТС. В 2016 году доступ к сети появился у абонентов мобильного оператора life:) и провайдера UNET.by, в марте 2019 — у абонентов А1.

В декабре 2019 года компания А1 объявила о стратегическом партнёрстве на 3 года с инфраструктурным оператором beCloud по развитию мобильной связи стандарта 4G в Белоруссии[23]. Начиная с 2020 года А1 предоставил часть своей инфраструктуры под базовые станции, а также транспортную сеть, чтобы 4G-сеть в частотном диапазоне 800 МГц стала доступна в сельской местности. Благодаря этому с августа 2020 года по сентябрь 2021 года зона покрытия сети 4G расширилась: в Гомельской области -— до 96,4 %[24], в Могилевской области — до 81 %[25], в Минской области — до 89 % [26], в Витебской области — до 75 %[27].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. An Introduction to LTE. 3GPP LTE Encyclopedia. Дата обращения: 3 декабря 2010. Архивировано 1 апреля 2021 года.
  2. Long Term Evolution (LTE): A Technical Overview. Motorola. Дата обращения: 3 июля 2010. Архивировано 13 июня 2013 года.
  3. The State of LTE (September 2015) Архивная копия от 10 августа 2019 на Wayback Machine. OpenSignal
  4. Mobile-review.com LTE в 450 МГц и не только. Дата обращения: 13 июня 2014. Архивировано 14 октября 2014 года.
  5. Елизавета Серьгина, Ксения Болецкая. Международный союз электросвязи рекомендовал строить LTE-сети в диапазоне 694–790 МГц. Ведомости (30 ноября 2015). Дата обращения: 30 ноября 2015. Архивировано 1 декабря 2015 года.
  6. «Voice and SMS in LTE Technology White Paper, Rohde & Schwarz, 2011». Дата обращения: 29 января 2018. Архивировано 29 августа 2017 года.
  7. Кирилл Маковеев. Обогнали всех на «Йоту», НГС.Новости (21.12.2011). Архивировано 7 июня 2012 года. Дата обращения: 27 декабря 2011.
  8. Александр Месаркишвили. «МегаФон» запустил сеть 4G в Новосибирске, Континент Сибирь Online (23.04.2012). Архивировано 22 июня 2018 года. Дата обращения: 9 июля 2018.
  9. Наталья Лаврентьева. «Мегафон» запустил 4G-сеть в Москве, Cnews (14.05.2012). Архивировано 23 июня 2018 года. Дата обращения: 9 июля 2018.
  10. Ведомости. МТС построила сети LTE во всех регионах (10 января 2016). Архивировано 4 января 2017 года. Дата обращения: 3 января 2017.
  11. ru_4g. Охват населения покрытием LTE в России составил 70% на начало 2016 года. Сообщество 4G. Дата обращения: 3 января 2017. Архивировано 1 марта 2017 года.
  12. Роскомнадзор. В России на 55% выросло количество базовых станций стандарта LTE (рус.) (03.03.2017). Архивировано 4 марта 2017 года. Дата обращения: 4 марта 2017.
  13. Источник. Дата обращения: 29 мая 2022. Архивировано 27 апреля 2022 года.
  14. Конспекты, Q&A: МТС и Вымпелком — официально о RAN sharing и spectrum sharing. Дата обращения: 28 декабря 2014. Архивировано 31 декабря 2014 года.
  15. Слухи. LTE. network sharing: Шеринг инфраструктуры Билайн и МТС? В России наконец-то научились считать деньги?. Дата обращения: 28 декабря 2014. Архивировано 19 декабря 2014 года.
  16. МТС и «Мегафон» обеспечили все подземные станции Московского метрополитена сетью 4G - CNews. Дата обращения: 16 октября 2020. Архивировано 18 сентября 2019 года.
  17. Крым получил частоты для LTE (рус.), Российская газета (7 ноября 2016). Архивировано 2 сентября 2018 года. Дата обращения: 2 сентября 2018.
  18. Tele2 запустила третью сеть LTE-450 в России | Mobile-review.com — Новости. Дата обращения: 16 октября 2020. Архивировано 24 сентября 2020 года.
  19. Белоруссия дала старт LTE. comnews.ru. Дата обращения: 18 сентября 2020.
  20. В Минске в коммерческую эксплуатацию запущена сеть 4G. Янчевский: "Это только начало". 42.tut.by. Дата обращения: 18 сентября 2020. Архивировано 14 августа 2020 года.
  21. Об LTE Advanced. becloud.by. Дата обращения: 18 сентября 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.
  22. В Беларуси развернута тестовая зона LTE Advanced. 42.tut.by. Дата обращения: 17 сентября 2020. Архивировано из оригинала 19 сентября 2020 года.
  23. A1 и beCloud развернут в Беларуси 4G-сеть по всей стране. a1.by. Дата обращения: 18 сентября 2020. Архивировано 16 сентября 2020 года.
  24. A1 сравнял покрытие 4G и 3G в Гомельской области. life:) и МТС также сообщили о расширении сети. tech.onliner.by. Дата обращения: 20 сентября 2021. Архивировано из оригинала 21 сентября 2021 года.
  25. Теперь и в сельской местности: A1 и beСloud увеличили 4G-покрытие на Могилевщине в 7 раз. interfax.by. Дата обращения: 1 апреля 2021. Архивировано 20 апреля 2021 года.
  26. Операторы А1 и beCloud увеличили 4G-покрытие для Минской области в пять раз. primepress.by. Дата обращения: 22 мая 2021.
  27. Более 5200 населенных пунктов: A1 и beСloud запустили 4G в сельских районах Витебщины. interfax.by. Дата обращения: 20 сентября 2021. Архивировано 20 сентября 2021 года.

Ссылки[править | править код]