Сети LTE: структура и принцип работы. Виды мобильного интернета — расшифровка аббревиатур Как работает интернет 4g

Сотовые сети стандарта GSM по своей структуре изначально не были предназначены для мобильного интернета. Соответственно, в наши дни операторы сотовой связи вынуждены с целью удовлетворения потребностей населения вкладывать огромные деньги в модернизацию своих сетей до 3G (UMTS), а теперь уже и до 4G (LTE). Само собой, данные капиталовложения сотовые компании щедро заимствуют из наших с вами карманов, однако их работа тоже при этом весьма не легка.

Сейчас, когда внедрение сетей третьего поколения еще до конца в России не закончено, операторы уже приступили к работе над сетями следующего поколения - 4G или LTE.

На фото первая базовая станция LTE от Yota в Сочи:

Сам термин LTE расшифровывается как Long Term Evolution и в переводе на русский означает «долгосрочная эволюция». Длительное время на роль связи 4G претендовал стандарт WiMAX, однако впоследствии был отодвинут на задний план как менее востребованный вариант быстрого беспроводного интернета.

LTE является следующим после 3G поколением мобильной связи и работает на базе IP-технологий. Основное отличие LTE от предшественников - высокая скорость передачи данных. Теоретически она составляет до 326,4 Мбит/с на прием (download) и 172,8 Мбит/с на передачу (upload) информации. При этом в международном стандарте указаны цифры в 173 и 58 Мбит/с, соответственно. Данный стандарт связи четвертого поколения разработало и утвердило Международное партнерское объединение 3GPP.

Система кодирования последнего поколения - OFDM

Давайте разберемся, в чем же состоит главная особенность стандарта LTE. Так же как и в сетях 3G главным звеном в LTE можно назвать технологию кодирования и передачи данных OFDM-MIMO.

OFDM расшифровывается как Orthogonal Frequency-division Multiplexing и по-русски означает ортогональное частотное разделение каналов с мультиплексированием. Это цифровая схема модуляции, использующая близко расположенные друг от друга ортогональные поднесущие в большом количестве. Все поднесущие моделируются по стандартной схеме модуляции, такой как квадратурная амплитудная модуляция на небольшой символьной скорости с соблюдением общей скорости передачи данных, как и в простых схемах модуляции одной несущей в этой же самой полосе пропускания. В действительности сигналы OFDM генерируются благодаря применению "Быстрого преобразования Фурье".

Данная технология описывает направление сигнала от базовой станции (БС) к вашему мобильному телефону. Что же касается обратного пути сигнала, т.е. уже от телефонного аппарата к базовой станции, техническим разработчикам пришлось отказаться от системы OFDM и воспользоваться другой технологией под названием SC-FDMA. В расшифровке она читается как Single-carrier FDMA и в переводе означает мультиплексирование на одной несущей. Смысл ее в том, что при сложении большого количества ортогональных поднесущих образуется сигнал с большим пик-фактором (отношением амплитуды сигнала к своему среднеквадратичному значению). Для того чтобы такой сигнал мог передаваться без помех необходим высококлассный и довольно дорогой высоколинейный передатчик.

Именно это устройство создало некоторые сложности с получением лицензии на территории России под сети LTE. И, тем не менее, как обычно бывает в нашей стране, несмотря на искусственно созданные сложности, Минкомсвязи России признал перспективным направлением развития сотовых сетей именно стандарт LTE. Однако при проведении тендера на распределение часто 2,3 - 2,4 ГГц в 40 регионах Российской Федерации методом радиодоступа была указана лишь технология OFDMA, что исключает, непосредственно, LTE, т.к. в последнем случае кроме OFDMA необходимо еще и SC-FDMA. Из этого в очередной раз следует полная некомпетентность российских чиновников в тех вопросах, которыми они занимаются.

MIMO - Multiple Input Multiple Output - представляет собой технологию передачи данных с помощью N-антенн и приема информации M-антеннами. При этом принимающие и передающие сигнал антенны разнесены между собой на такое расстояние, чтобы получить слабую степень корреляции между соседними антеннами.

Положение LTE в эфире

На данный момент под сети 4G уже зарезервированы диапазоны частот. Наиболее приоритетными принято считать частоты в районе 2,3 ГГц. Здесь главным примером является Китай со своим сотовым оператором China Mobile, уже выделившим нужный частотный диапазон и проводящий тестовое вещание. С учетом огромного объема местного потребления сотовой связи использование данной частоты обречено на успех и преобладание в Китае.

Другой перспективный диапазон частот - 2,5 ГГц применяется в США, Европе, Японии и Индии. Имеется еще частотная полоса в районе 2,1 ГГц, но она сравнительно небольшая - доступны лишь 15 МГц в диапазоне 2,1 ГГц, а большинство европейских мобильных операторов ограничивают в этом диапазоне полосы до 5 МГц. В будущем, скорее всего, наиболее используемым будет частотный диапазон 3,5 ГГц. Это связано с тем, что на данных частотах в большинстве стран уже используются сети беспроводного широкополосного доступа в интернет и благодаря переходу в LTE операторы получат возможность вновь применять свои частоты без необходимости приобретения новых дорогих лицензий. В случае необходимости под сети LTE могут быть выделены и другие диапазоны частот.

В отношении используемых полос частот и методов распределения в LTE все довольно непонятно и противоречиво, т.к. сам стандарт достаточно гибкий. В разных структурах сети четвертого поколения могут базироваться на полосах частот в диапазоне от 1,4 до 20 МГц, в отличие от фиксированных 5 МГц в 3G (UMTS). Также имеется возможность применения как временного разделения сигналов TDD (Time Division Duplex - дуплексный канал с временным разделением), так и частотного - FDD (Frequency Division Duplex - дуплексный канал с частотным разделением). Например, сеть LTE, строящаяся в Китае, стандарта TD-LTE.

Зона обслуживания базовой станции сети LTE может быть разной. Обычно она составляет около 5 км, но в ряде случаев она может быть увеличена до 30 и даже 100 км, в случае высокого расположения антенн (секторов) базовой станции.

Другое позитивное отличие LTE - большой выбор терминалов. Помимо сотовых телефонов, в сетях LTE будут использоваться многие другие устройства, такие как ноутбуки, планшетные компьютеры, игровые устройства и видеокамеры, снабженные встроенным модулем поддержки сетей LTE. А так как технология LTE обладает поддержкой хендовера и роуминга с сотовыми сетями предыдущих поколений, все данные устройства смогут работать и в сетях 2G/3G.

Структура сетей четвертого поколения

Схема сетей 4G (LTE) выглядит следующим образом:

Как видно из данной схемы, сети LTE включают в себя модули сетей 2,75G (EDGE) и 3G (UMTS). Из-за данной особенности строительство сетей четвертого поколения будет достаточно специфичным и походит скорее на следующую ступень развития сегодняшних технологий, нежели на что-то принципиально новое.

К примеру, в соответствии с такой структурой, звонок или интернет-сессия в зоне действия сети LTE может быть без разрыва соединения передана в сеть 3G (UMTS) или 2G (GSM). Кроме того, сети LTE довольно легко интегрируются с сетями WI-FI (обозначение WLAN Access NW на вышеприведенной схеме) и Интернет.

Остановимся на подсистеме радиодоступа более подробно. По своей структуре сеть радиодоступа RAN - Radio Access Network - выглядит аналогично сети UTRAN UMTS, или eUTRAN, но имеет одно дополнение: приемо-передающие антенны базовых станций взаимосвязаны по определенному протоколу X2, который объединяет их в сотовую сеть - Mesh Network - и дает возможность базовым станциям обмениваться данными между собой напрямую, не задействуя для этого контроллер RNC - Radio Network Controller.

К тому же взаимосвязь базовых станций с системой управления мобильными устройствами MME - Mobility Management Entity - и сервисными шлюзами S-GW - Serving Gateway - осуществляется путем «многих со многими», что позволяет получить большую скорость связи с небольшими задержками.

Технология LTE против WiMAX

Наверняка многим из вас стало интересно, почему будущее именно за LTE? Ведь буквально год-два назад все считали стандартом 4G технологию WiMAX, хорошо известную такими провайдерами широкополосного беспроводного интернета, как Yota и Комстар.

В действительности стандарты LTE и WiMAX достаточно близки между собой. Они оба используют технологию кодирования OFDM и систему передачи данных MIMO. И в том, и в другом стандарте применяются FDD и TDD-дуплекирование при пропускной способности канала до 20 МГц. И обе из систем связи используют в роли своего протокола IP. Соответственно, обе технологии в реальности одинаково хорошо применяют свой частотный диапазон и обеспечивают сравнимую скорость передачи данных интернет-доступа. Но, конечно, есть у них и кое-какие отличия.

Одним из таких отличий является гораздо более простая инфраструктура сети WiMAX, а, следовательно, и более надежная технически. Данная простота стандарта обеспечивается его предназначением исключительно для передачи данных. С другой стороны, «сложности» LTE нужны для обеспечения ее совместимости со стандартами предыдущих поколений - GSM и 3G. И данная совместимость нам с вами, безусловно, потребуется.

Существуют и другие детали в различии между LTE и WiMAX. Например, диспетчеризация радиочастотных ресурсов. В WiMAX она производится по технологии Frequency Diversity Scheduling, согласно которой поднесущие, предоставляемые абоненту, распределяются по всему спектру канала. Это необходимо для рандомизации и усреднения влияния частотно-селективных замираний на широкополосный канал.

В сетях LTE применена другая технология устранения частотно-селективных замираний. Она называется частотно-селективной диспетчеризацией ресурсов - Frequency Selective Scheduling. При этом для каждой абонентской станции и каждого частотного блока несущей создаются индикаторы качества канала CQI - Channel Quality Indicator.

Еще одним очень важным моментом, связанным с планированием сетей связи массового использования - коэффициент переиспользования частот. Его роль - показывать эффективность использования доступной полосы радиочастот для каждой базовой станции в отдельности.

Базовая структура переиспользования частотного диапазона WiMAX состоит из 3-х частотных каналов. При использовании трехсекторной конфигурации сайтов (базовых станций определенного частотного диапазона), в каждом из секторов реализован один из 3-х частотных каналов. При этом коэффициент переиспользования частот равняется 3-м. Иными словами, в каждой из точек пространства имеется лишь треть радиочастотного диапазона.

Работа сотовой сети LTE (4G) производится с коэффициентом переиспользования частот равном 1. То есть, получается, что все базовые станции LTE работают на одной несущей. Внутрисистемные помехи в подобной системе сводятся к минимуму благодаря частотно-селективной диспетчеризации, гибкому частотному плану и координации помех между отдельными сотами. Абонентам в центре каждой соты могут даваться ресурсы из всей полосы свободного канала, а пользователям на краях сот предоставляются частоты только из определенных поддиапазонов.

Перечисленные выше особенности сетей LTE и WiMAX оказывают большое влияние на одну из их главных характеристик - степень радиопокрытия. Отталкиваясь от данного параметра определяется необходимое количество базовых станций для качественного покрытия конкретной территории. Соответственно, он напрямую влияет и на конечную стоимость строительства сетей LTE.

Согласно расчетом, сеть LTE способна обеспечить лучшую зону покрытия при одинаковом числе базовых станций, что является несомненным плюсом для всех операторов сотовой связи.

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 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 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 стандартов мобильной связи. Благодаря этому станут возможными скорости от 10 до 20 Гбит/с. Но пока пятое поколение находится на этапе .

Добро пожаловать в четвертое поколение! Именно так переводится с английского (fourth generation (сокращенно 4G)– четвертое поколение) недавно разработанное поколение мобильной связи.

Если абонент сотовой связи находится в зоне покрытия 4G cети, то у него заметно улучшается качество связи, а скорость доступа в Интернет превышает 100 мегабит в секунду. То есть скачать фильм объемом 4.7 гигабайт (это DVD Диск) можно всего лишь за 6 минут.

Система связи 4G – пакетная передача данных такая же, как и 3G, GPRS и EDGE. Для осуществления передачи информации в настоящее время используется протокол IPv4, но так как адреса этого протокола заканчиваются, то в недалеком будущем будет использоваться обновленная версия этого протокола – IPv6.

Большинство развитых стран еще использует 3G и 3.5G, также сюда относится и Россия. Многие страны, в которых 3G не используется, стремятся перейти сразу с GPRS или EDGE на 4G.

Впервые сеть 4G появилась в Осло и Стокгольме 14 декабря 2009 года при стандарте связи LTE. Что касается России, то первым городом, покрытым связью LTE, стала Казань.

Для передачи голоса в данном стандарте предусмотрена технология VoIP, например, через Skype. Используя VoIP, можно получить более качественный прием сигнала от собеседника, а в зависимости от тарифного плана, можно сэкономить на звонках.

Для 4G сети используются сантиметровые волны, а именно частота 3600 MHz.

Но все не так хорошо: 4G, как и остальные системы связи имеет свои недостатки. Во-первых, при стойком уровне сигнала волны этой связи могут оказывать негативное влияние на человека и животных. Во-вторых, аппараты, использующие 4G, требуют много электроресурсов.

Скорее всего, мы еще несколько лет будем использовать сеть 3.5G. Она поддерживает достаточно высокую скорость и неплохое качество связи, тем более во все современные устройства для использования сети Интернет уже встроено оборудование для приема и передачи сигнала по сетям 3G и 3.5G.

В Москве, Санкт-Петербурге и в некоторых других городах распространена услуга 4G, предоставляемая оператором 4G сети – компанией . Эта сеть предназначена для предоставления услуг мобильного Интернета. Для подключения к этой сети достаточно иметь специальный модем Yota.

Что примечательно, некоторые производители ноутбуков начали встраивать в свои компьютеры модемы Yota. Таким образом, приобретя такой ПК, пользователь может подключаться к сети Yota, работающей в стандарте 4G, не приобретая для этого специальный модем.

Мой опыт работы с сетью Yota показывает, что при выборе подходящего тарифа, скорость обмена данными между компьютером и сетью Интернет практически неотличима от скорости обмена данными при подключении к стационарной проводной сети скоростного Интернета.

А, например, если подключаться к Интернету по сети 3G и 3,5G (через мобильный телефон, коммуникатор или специальный модем), максимальная скорость передачи данный не превышает 460 кбит/сек. Это, конечно, вполне приемлемая скорость, но при работе в 3G или 3,5G все-таки чувствуется, что пользуешься мобильной связью. Вариант 4G создает ощущение работы в стационарной проводной сети со скоростью 100 Мбит/сек.

К недостаткам использования Yota следует отнести:

• ограниченное распространение данной услуги (только в пределах некоторых крупных городов и даже не на всей территории этих городов),

• сложная и постоянно меняющаяся тарификация услуг, предоставляемых компанией Yota (например, недавний отказ компании от предоставления услуг подключения к Интернету длительностью сутки и неделя),

• необходимость приобретения специального модема.

Основные достоинства 4G – применение технологий 4-го поколения, которые обеспечивают:

• высокую скорость Интернета, сравнимую с проводными сетями,

• и отсутствие проводов.

В заключении следует отметить, что стандарт 4G все-таки уже появился в России, оформился в конкретные и осязаемые услуги, и постепенно развивается дальше, создавая условия для выбора и для удобства пользователей.

К тому же дополнительная конкуренция в данном вопросе никогда не помешает. Например, в данный момент Yota предлагает бесплатное годовое обслуживание, правда, на низкой ограниченной скорости обмена данными, не дающей возможности почувствовать все преимущества технологий 4G.

Интернет давно стал частью нашей жизни, помогая во всех её аспектах. Основная его характеристика, которую на себе ощущают миллионы пользователей ежедневно – скорость передачи данных. И все мы стремимся к её максимальному показателю, дабы можно было смотреть фильмы в лучшем качестве с телефона, скачивать быстрее файлы и проделывать другие операции с большим КПД. Ведь многие операторы мобильной связи уже давно представляют безлимитные пакеты, единственным отличие которых является стандарт передачи данных.

Какая скорость должна быть у 4G

В первую очередь, стоит отметить, что всё относительно и скорость 4g интернета крайне редко достигнет своих пиковых показателей, заявляемых маркетологами. Здесь свою роль отыгрывают вышки, их расположение и малое количественное соотношение. Ведь для новой технологии, необходимо использовать совершенно другой стандарт сотовой связи, и не каждый оператор готов потратиться на обновление своего оборудования по всей стране. Однако, согласно стандарту, установленному ещё в 2008 году, скорость должна достигать:

• До 100 Мбит в секунду для подвижных абонентов. К ним относятся быстро перемещающиеся между вышками объекты, например, водители или пассажиры общественного транспорта.
• До 1 Гб/с для статичных объектов, к которым, согласно заявленным стандартам, должны относиться пешеходы и стационарные ПК или ноутбуки, стоящие на 1 месте.

Опять же, стоит понимать, что максимальная скорость – это абстрактное понятие, полученное операторами в идеальных условиях и продвигаемое во время их маркетинговой кампании. На самом деле, скорость мобильного интернета по последнему стандарту в среднем будет гораздо ниже, и даже статичные объекты могут получить лишь 100 Мбит в секунду, в отличие от заявленных 200–300 у некоторых компаниях. Тем не менее, такое быстродействие ярко коррелирует с показателями лте, максимальная скорость которых не превышала и 10 Мбит.

Лучше всего себя показали Мегафон и Билайн, приблизившиеся в некоторых уголках столицы вплотную к заявленной в рекламе скорости. Но стоит понимать, что подобное вы получите лишь при условиях, что:

• Будете стоять в непосредственной близости к вышке связи.
• Помехи будут минимальными.
• Нагрузка на сеть также будет минимальной.

Всё это невозможно из-за того, что зона покрытия Мегафона оставляет желать лучшего, а количество абонентов, переходящих на новый тариф, увеличивает нагрузку на сеть. Соответственно, средний показатель значительно проседает, и даже в главных городах РФ вы мало где поймаете 4G. Если вам повезёт, то связь покажет 3G, а в большинстве случаев это будет всё тот же пресловутый LTE. Однако, ситуация становится всё лучше и лучше, ведь ещё несколько лет назад, зон с 3G было значительно меньше, сейчас же постепенная замена оборудования в связи с переходом на новый стандарт даёт надежды на технологический прорыв и в нашей стране. Но как же прямо сейчас узнать в вашем случае?

Как проверить скорость

Просто нажмите кнопку «Начать тестирование»

Другие способы

Если вы житель одной из столиц, или вам каким-то другим образом удалось поймать новый стандарт на смартфоне, то вы можете на своём примере узнать, какую скорость на 4G возможно получить в принципе. Для этого вовсе не потребуется в течение получаса засекать пиковые показатели, прослушивая музыку или скачивая файлы, достаточно будет доступа в сеть и открытого окна браузера — Speedtest.net . Или, что ещё проще, скачанное приложение Speedtest на вашем смартфоне, которое бесплатно и распространяется на основных торговых площадках для Android и iOS. Чтобы проверить скорость, достаточно:

• Найти точку доступа к стандарту 4G, и приблизится к месту, с максимально доступным качеством связи.
• Запустить приложение и выбрать ближайшую к вам точку проверки скорости интернета и пинга.
• Нажать кнопку «Тест», и ожидать окончания тестирования.

Тестирование происходит на основе ближайшего к вам сервера утилиты, относительно которого будет измерен пинг и пиковые показатели скорости интернета, а соответственно, вы сможете определить реальные показатели нового стандарта мобильного интернета. Для сравнения, можете провести ту же операцию с одноименным сайтом на ПК, к которому подключен кабель или модем, чтобы убедиться, действительно ли ваши пиковые показатели достигают тех, что заявляются оператором при привлечении клиентов. Также вы можете провести тест и с 3G, а также LTE стандартом, чтобы увидеть, стоит ли разница в скорости лишних 200 рублей за новый пакет услуг.

После такой проверки, многие пользователи ищут возможность, как ускорить мобильный интернет и повысить его разрешение в новом стандарте, и здесь у них есть лишь несколько путей решения проблемы:

• Ожидать пока оператор проведёт полную замену своих вышек, после которых скорость приблизится к заявленным показателям.
• Избавиться от излишних помех, например, выключить вай-фай роутер.
• Избавиться от лишнего расхода скорости интернета. Если вы хотите увидеть реальные пиковые показатели, выключите на телефоне все приложения, которые могут использовать интернет в фоновом режиме.

Последние 2 пункта позволят увидеть лишь возможные максимальные показатели, но в среднем всё будет приближено к картине, увиденной вами при первой проверке на speedtest. Давайте разберемся, чем скорость lte отличается от 4g и 3g, а также стоит ли переплачивать за это?

Разница в скорости 3G и 4G

Но если говорить о ситуации в стезе технологических разработок, то скорость интернета 3 джи и 4 джи отличается по пиковым показателям кардинально и показывает экспоненту развития технологического прогресса во всей красе. Так, скорость передачи данных 4-го стандарта находится в пределах 20 Мбит, что ещё 5 лет назад считалось максимумом для кабельного и стационарного интернета. В то время как в третьем поколении скоростного интернета ситуация была значительно плачевней и средний показатель по сей день не превышает 2–5 Мбит в секунду.

Опять же, стоит учитывать, что подготовка к последнему поколению и старания операторов закрыть максимально большие области сетью HSPA+ повлияли и на скорость старого стандарта, приблизив её к идеальным показателям – 42 Мбит на отдачу и на прием. Поэтому напрашивается вывод, что спустя 2-3 года новый стандарт связи будет функционировать в нашей стране во всей красе и его скорость увеличиться на 2–3 порядка, приблизившись к заявленным маркетологами максимумам.

Уже много лет я слежу за новинками в области мобильных технологий. Раньше это было моим хобби, но теперь переросло в профессиональный блог, где с радостью делюсь с вами наработанной информацией. Все инструкции, лайфхаки, подборки лучших программ и тарифных планов я проверял лично на себе.

Сегодня российские сотовые операторы активно расширяют зону покрытия сетей четвёртого поколения. LTE - термин, используемый для обозначения сетей, пропускная способность которых составляет не менее 10 Мбит/с. 4G-сети являются новым стандартом связи, который характеризуется, в первую очередь, быстротой соединения и высоким качеством голосовых звонков.

Список LTE-частот, на которых работают российские сотовые операторы

4G-сети каждого отечественного оператора располагаются в определённом частотном диапазоне. Представленная таблица содержит сведения о ЛТЕ бендах (от англ. Band), которые поддерживаются в нашей стране:

Стандарт LTE не совместим с сетями второго и третьего поколений, поэтому для него были выделены особые каналы передачи данных. Band - это частотные полосы любой LTE-сети. Номер бенда обозначает период начала использования данного диапазона в мире (сейчас существует 44 диапазона).

Представленные в таблице бенды используются каждым сотовым оператором. Необходимо отметить, что данные частотные диапазоны постоянно расширяются, что позволяют провайдерам обеспечить интернет-соединением большее количество пользователей.

В некоторых случаях операторы объединяются для строительства сотовых вышек: подобное соглашение заключили в 2016 году Beeline и Megafon. Другим примером сотрудничества стал договор между Билайн и MTS, в соответствии с которым операторы используют общие частоты на территории некоторых субъектов РФ.

Приобретение бендовых частот происходит путём открытых торгов, на которых провайдеры покупают право транслировать свой сигнал по определённым каналам. МТС, к примеру, потратил 4 миллиарда рублей на диапазон 2500 МГц, распространённый во всей Российской Федерации кроме Московской области и Крыма. Tele2 первым запустил 4G в Калининградской области и ряде других субъектов нашей страны на частоте 450 МГц.

Сети 4G LTE в России

Теперь вы можете ознакомиться с таблицей, в которой представлены актуальные характеристики сетей четвёртого поколения в Российской Федерации.

Помимо пяти федеральных операторов, также существуют и региональные, каждый из которых имеет собственную частотную сеть.

Верхние и нижние частоты

С финансовой точки зрения, развитие LTE-сетей на нижних частотах (менее 2000 МГц) наиболее выгодно для операторов. Такие частоты лучше проникают в здания, но не способны обеспечить скоростным подключением территории с высокой плотностью населения.

Функции верхних частот противоположны функциям нижних, поэтому оптимальным вариантом качественного соединения является комбинация обоих частотных каналов, позволяющая избавиться от «теневых» участков на больших пространствах.

Также в мегаполисах существует тенденция устанавливать на крышах офисных зданий специальные приборы, способствующие распространению скоростной сети внутри помещений.

Основные режимы LTE

LTE-стандарт разделяется на два вида: TDD и FDD.

Первый подразумевает временное (от англ. Time) разделение сигнала, а второй - частотное (от англ. Frequency). FDD является более удобным режимом связи, так как, с точки зрения повседневного использования, работает стабильнее.

Разница между данными понятиями заключается в способе загрузки и выгрузки данных. Благодаря FDD происходит параллельная обработка входящего и исходящего интернет-трафика.

Представьте, что пользователь смотрит видео на YouTube и одновременно с этим отправляет в облачное хранилище целый альбом фотографий. Просмотр видео будет считаться download-операцией, а отправка фото - upload, и в FDD-режиме гаджет распределяет обе операции по разным частотным каналам.

Например, LTE от российского Мегафона работает на частоте 17 МГц, 11 из которых могут использоваться для загрузки контента, а остальные 6 - для выгрузки.

Раздельная обработка трафика увеличивает стабильность скорости каждого отдельного процесса, обеспечивая тем самым более качественное соединение.

TDD обрабатывает трафик последовательно. Иными словами, по тем же 17 МГц будет осуществляться и загрузка, и выгрузка данных - но уже без разделения, а поочередно в одном канале. Недостатком такого режима являются возможные «скачки» скорости.

В настоящее время российские сотовые операторы стремятся комбинировать работу TDD- и FDD-станций. Объединяя режимы в одну сеть, провайдеры увеличивают общую скорость подключения.

Технология LTE-advanced (4G+)

LTE-advanced представляет собой «продвинутую» 4G-сеть и обозначается российскими операторами 4G+. Хотя такое название подчёркивает увеличение скорости нового стандарта, оно не является верным, так как LTE-A по своим реальным показателям является обычным 4G. То, что называется в России 4G, значительно уступает номинальным стандартам сетей четвёртого поколения.

Преимущество advanced-стандарта заключается в суммировании всех частот, принадлежащих сотовому оператору, что снижает коэффициент «проседания» в канале передачи данных. Благодаря слиянию нескольких диапазонов band 7 в один Megafon сумел увеличить теоретическую скорость соединения до 300 Мбит/с.

Если же к частотам band 7 прибавить частоты band 3, то быстрота передачи данных составит 450 Мбит/с (40 МГц + 20 МГц = 300 Мбит/с + 150 Мбит/с). К сожалению, реальная пропускная способность advanced-каналов ниже заявленной и соответствует лишь номинальным стандартам 4G.

Использовать различные частотные каналы может любой сотовый оператор, обладающий соответствующей лицензией и необходимым оборудованием. Сейчас наблюдается тенденция расширения пропускной способности каналов, объемы которой как раз зависят диапазона частот. Также стоит отметить, что для поддержки LTE-A устройство пользователя должно обладать специальными техническими характеристиками.

Скорость 4G

Стоит понимать, что реальная скорость соединения почти всегда отличается от номинальной. В теории не учитываются такие факторы, как ландшафт, удаленность сотовых станций или пребывание пользователя в здании, - подобные условия создают помехи подключению и значительно снижают его качество.

Быстрота передачи данных также зависит от загруженности оператора: чем больше пользователей имеют доступ к сетям четвёртого поколения, тем ниже показатели скоростных качеств. в беспроводных сетях определяется шириной диапазона частот, а также реализацией дуплекса связи.

Данные характеристики зависят от оператора. Хотя некоторые провайдеры гарантируют показатели в 300 Мбит/с, в среднем реальная скорость составляет всего 75 Мбит/с (Tele2, MTS и Билайн).

Уже упомянутый тандем Beeline и Megafon недавно начал переход к стандарту LTE-advanced, который позволил увеличить скорость до 160 Мбит/с в некоторых точках покрытия.

Сейчас такой стандарт представлен в Москве и Санкт-Петербурге, но регионам его ждать придётся долго: тотальное распространение 4G+ по всей территории России сейчас невозможно по двум причинам.

Первая заключается в стоимости требуемого оборудования, а вторая (вытекает из предыдущей) - в том, что при увеличении зоны покрытия будет расти нагрузка на уже имеющиеся сотовые вышки, то есть средний показатель скорости будет только уменьшаться.

Так как быстрота соединения зависит от ширины частотного диапазона, можно сказать, что сегодня в наиболее выгодном положении находится Мегафон, который после поглощения Yota к собственным частотам добавил каналы приобретённой компании.

Теоретически сеть Megafon может работать на канале в 40 МГц и разгоняться в режиме FDD до 300 Мбит/с, но, так как часть канала отдаётся абонентам дочерней Йоты, реальная скорость составляет примерно 100 Мбит/с.

Если сравнивать сети третьего и четвёртого поколений, то у последних скорость в несколько раз больше: средние 80 Мбит/с против максимальных 3 Мбит/с. HSPA+ смогла разогнать 3G до 45 Мбит/с, но данные показатели все равно отстают от 4G.

Дальнейшее развитие LTE

Несмотря на запуск тестирования сетей пятого поколения в мире, некоторые регионы Российской Федерации до сих не поддерживают даже 3G. В связи с данным обстоятельством стоит прогнозировать, в первую очередь, повсеместное развитие технологии LTE. Также сети четвёртого поколения представляют собой безальтернативный на территории ряда субъектов России способ доступа к Глобальной паутине, что стимулирует отечественных сотовых операторов развивать именно стандарт 4G.

В некоторых случаях проводное подключение является просто невозможным, что способствует распространению беспроводных технологий: возможности сотовых станций можно расширить благодаря специальным антеннам-ретрансляторам сигнала. Пользователь может самостоятельно приобрести такую антенну. Важно учитывать, что каждый ретранслятор работает только с определёнными частотами и режимом (FDD или TDD).

Уже много лет я слежу за новинками в области мобильных технологий. Раньше это было моим хобби, но теперь переросло в профессиональный блог, где с радостью делюсь с вами наработанной информацией. Все инструкции, лайфхаки, подборки лучших программ и тарифных планов я проверял лично на себе.