Zawartość
Obecnie 4G LTE jest bez wątpienia de facto standardem dla operatorów na całym świecie, jeśli chodzi o prędkości mobilnego internetu szerokopasmowego, a 3G i inne starsze technologie są w większości oddalone do bardziej odległych obszarów lub czarnych dziur. Ale co dalej? Oczywistą odpowiedzią jest 5G, która już działa w kilku krajach. W międzyczasie zauważyliśmy, że inny rodzaj technologii komórkowej stał się powszechny: LTE-A.
(LTE-A) jest dostępny w Europie, Ameryce Północnej i Azji od kilku lat. Czym dokładnie jest LTE-A? W tym artykule przyjrzymy się bliżej, jak działa technologia i co oznacza dla konsumentów.
Nie przegap: Najlepsze telefony 5G, które możesz kupić, a wszystkie telefony 5G już wkrótce
Jak działa LTE-A?
Jak sama nazwa wskazuje, LTE-Advanced to po prostu rozwinięta wersja bieżącej łączności LTE, wykorzystująca szereg dodatkowych technik gwarantujących nazwę „zaawansowaną”. Nowymi funkcjami wprowadzonymi w LTE-Advanced są agregacja nośna (CA), lepsze wykorzystanie istniejących technik z wieloma antenami (MIMO) oraz obsługa węzłów przekaźnikowych. Wszystko to ma na celu zwiększenie stabilności, przepustowości i szybkości sieci LTE i połączeń.
Widzieliśmy także pojawienie się LTE-Advanced Pro - znanego również jako Gigabit LTE na niektórych rynkach - (3GPP wersja 13 i nowsze). Czym zatem różni się to od standardowego LTE-A? Ta infografika Sierra Wireless dobrze ilustruje, jak do siebie pasuje.
LTE-A Pro / Gigabit LTE wykorzystuje istniejącą technologię 256QAM, bardziej zaawansowaną agregację operatorów oraz inne techniki zwiększania prędkości w porównaniu do waniliowej LTE-A. Będzie także stanowić znaczną część wdrożeń 5G, zasadniczo obejmując obszary objęte zasięgiem, w których 5G nie jest dostępne.
Agregacja nośnika
Prawdopodobnie kluczem do LTE-Advanced jest agregacja operatorów. Zasadniczo ta technologia ma na celu zwielokrotnienie przepustowości połączeń LTE, umożliwiając pobieranie danych z wielu pasm sieciowych jednocześnie. Nośniki lub pasma składowe LTE są podzielone na części przenoszące dane, które mogą mieć szerokość pasma 1,4, 3, 5, 10, 15 lub 20 MHz. Można agregować do pięciu nośnych składników. Agregacja nośnych łączy sygnały z tych różnych nośnych, umożliwiając zwiększenie szerokości pasma do 100 MHz dla pojedynczego połączenia. Dotyczy to zarówno typów sieci FDD, jak i TDD, a także połączeń pobierania i wysyłania.
Agregacja nośnych może działać z ciągłymi nośnymi składowymi, które znajdują się w tym samym paśmie częstotliwości roboczych, lub z nieciągłymi nośnymi z różnych pasm na różnych częstotliwościach roboczych. Poniższy obraz pomaga to wyjaśnić:
Pod względem prędkości danych technika ta może zapewnić wyjątkowo wysokie szczytowe prędkości danych, teoretycznie do 1 Gb / s, przy wykorzystaniu maksymalnej dostępnej przepustowości z pięciu nośnych. Chociaż rozwiązania komercyjne obsługują tylko do trzech operatorów z najwyższymi prędkościami transmisji danych do 600 Mb / s dla LTE-Advanced. Jednak w rzeczywistości nośniki, sprzęt i zasięg sieci nie osiągają tego teoretycznego maksimum, na przykład osiągając maksymalną prędkość pobierania około 150 Mb / s przy włączonych dwóch nośnych 20 MHz.
Widzieliśmy również pojawienie się LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, reklamujące agregację nośników z maksymalnie 32 elementami składowymi. Ten następny krok teoretycznie oferuje prędkości do 3 Gb / s, chociaż szczytowe prędkości transmisji danych w sieciach rzeczywistych podczas testów podobno osiągają 1 Gb / s. Spodziewaj się, że liczba ta spadnie jeszcze bardziej niż znak gigabitowy, gdy będziesz korzystać z tych sieci dzisiaj, z powodu przeciążenia, środowiska i innych czynników.
Kolejną ważną zaletą agregacji operatorów jest to, że umożliwia pełną kompatybilność wstecz i do przodu między istniejącymi sieciami LTE i urządzeniami kompatybilnymi z LTE-Advanced. Połączenia LTE-Advanced będą dostarczane przez istniejące pasma LTE, więc standardowi użytkownicy LTE będą nadal korzystać z LTE jak zwykle, podczas gdy połączenia zaawansowane będą korzystać z wielu operatorów LTE.
MIMO
Technologia Multiple Input Multiple Output (MIMO) to kolejna technologia wymagana do działania LTE-Advanced.MIMO zwiększa całkowitą przepływność transferu, łącząc strumienie danych z dwóch lub więcej anten i pozwala na agregację nośną.
Zamiast wysyłać jedną informację od jednego nadawcy do jednego odbiorcy, możesz wysłać tę samą informację od wielu nadawców do wielu odbiorców. Jest to proces równoległy, który znacznie zwiększa ilość danych, które możesz wysyłać i odbierać co sekundę (bitów na herc), pod warunkiem, że masz modem odbiornika, który może uporządkować wszystkie informacje we właściwej kolejności.
Chociaż MIMO jest już używane w sieciach LTE, LTE-Advanced wymaga, aby układy zwiększały liczbę używanych wejść i wyjść jednocześnie. Vanilla LTE-Advanced obsługuje do ośmiu nadajników i odbiorników podczas pobierania i cztery na cztery podczas przesyłania. Zwiększone ustawienie MIMO poprawi również szybkość i jakość połączeń starszych połączeń, takich jak CDMA, GSM i WCDMA.
W przypadku LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE wdrażamy tak zwane masywne MIMO, składające się z maksymalnie 16 nadajników i odbiorników. Ta technologia ma również stanowić podstawę dla 5G.
QAM
Inną ważną częścią układanki LTE-Advanced jest modulacja kwadraturowa amplitudy (QAM). Ta technika w zasadzie wbija więcej bitów informacji w sygnał wysyłany z wieży do telefonu. Wyższa modulacja QAM dostarcza więcej informacji w sygnale, a tym samym szybszych prędkości.
Qualcomm porównał QAM do ciężarówek przewożących większy ładunek ze względu na bardziej wydajne pakowanie, a tym samym zmniejszenie liczby ciężarówek potrzebnych na autostradzie.
Wcześniej widzieliśmy 64QAM używany w LTE-A, ale sieci LTE-Advanced takich jak Verizon, T-Mobile i inni również używają 256QAM. Ta konkretna wersja QAM znacznie zwiększa przepustowość i, podobnie jak masywny MIMO, jest kolejną fundamentalną technologią stosowaną w 5G. W rzeczywistości Qualcomm twierdzi, że 256QAM zwiększa prędkość pobierania o 33 procent w porównaniu z 64QAM.
Ta technologia jest również używana w Wi-Fi, z Wi-Fi 5 (802.11ac) przy użyciu 64QAM, podczas gdy nowy standard Wi-Fi 6 wykorzystuje 1024QAM. W każdym razie 64QAM i 256QAM są używane w standardowym LTE-A, podczas gdy LTE-A Pro ogólnie trzyma się 256QAM.
Sprzęt do ogniw
Ostatnim elementem technologii wprowadzonym w LTE-Advanced jest element nośny zwany węzłem przekaźnikowym. Chociaż węzły przekaźnikowe nie są integralną częścią poprawiania prędkości danych, poprawią dostępność połączeń LTE i zaoferują więcej połączeń do wyboru podczas wysyłania odbieranych danych.
Mówiąc najprościej, węzeł przekaźnikowy jest stacją bazową o niskiej mocy, służącą do zwiększenia zasięgu sieci na końcach i poza zasięgiem połączenia stacji głównej. Te węzły przekaźnikowe łączą się bezprzewodowo ze stacją główną i powinny pomóc zwiększyć sygnał, gdy zastanawiasz się w pobliżu krawędzi sieci LTE. Oczywiście dostęp do ulepszonej łączności będzie całkowicie zależał od tego, czy przewoźnicy będą kłopotać się inwestowaniem w budowę tych węzłów.
Najwyższe prędkości teoretyczne i prędkości użytkowników znacznie wzrosły dzięki 4G LTE Advanced.
Sprzęt modemowy
Do poprawnego działania agregacja operatora, QAM i MIMO wymagają zarówno implementacji telekomunikacyjnej, jak i sprzętowej urządzenia. Przekonasz się, że wiele smartfonów SoC i modemów zewnętrznych obsługuje te wyższe prędkości transmisji danych. Szczegóły sprzętowe LTE-Advanced zostały wprowadzone ze specyfikacją Release 10 już w 2011 roku. Każde urządzenie LTE kategorii 4 lub wyższej obsługuje agregację nośną, QAM i większe konfiguracje MIMO, każda w różnym stopniu. Tymczasem urządzenia LTE kategorii 16 lub nowsze oferują obsługę urządzeń Gigabit LTE lub LTE-Advanced Pro.
Jednym z przykładów jest chipset Snapdragon 845 Qualcomm, który wykorzystuje wewnętrzny modem X20 LTE (kategoria 18/13). Ten modem oferuje pięciopasmową agregację nośnej dla łącza w dół, 4 × 4 MIMO i 256QAM. Innymi słowy, ma wszystkie składniki urządzenia niezbędne do łączności LTE-Advanced i LTE-Advanced Pro.
Samsung Exynos 9820 zastosowany w serii Galaxy S10 oferuje własny modem LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE firmy. Zapewnia to prędkości kategorii 20 z agregacją do 8 pasm nośnych, 4 × 4 MIMO i 256QAM. W rzeczywistości Samsung twierdzi, że prędkość pobierania wynosi do 2 Gb / s.
Huawei jest kolejnym ważnym graczem obsługującym LTE-Advanced i Pro / Gigabit LTE, zaczynając od chipsetu Kirin 970 w seriach Huawei Mate 10 i P20. Kirin 970 oferuje obsługę kategorii 18, podczas gdy Kirin 980 zapewnia modem kategorii 21.
Sprzęt w twoim smartfonie jest oczywiście tylko częścią bitwy. Twój operator musi obsługiwać te technologie, aby uzyskać najniższe opóźnienia i najwyższe prędkości pobierania.
Globalne wdrożenie
Minęło trochę czasu, ale LTE-A rozprzestrzeniła się na całym świecie od samego początku. Większość głównych sieci w Afryce, Azji, Europie i obu Amerykach przyjęła ten standard. Heck, LTE-Advanced Pro dociera teraz także na kilka rynków, w postaci Gigabit LTE.
Wydaje się, że w tej chwili są to stare wiadomości, ponieważ sieci 5G powoli docierają na cały świat, ale elementy składowe LTE-A i LTE-Advanced Pro nigdy nie były tak ważne. Wynika to z faktu, że technologie leżące u podstaw LTE-A i LTE-A Pro będą wykorzystywane na brzegach sieci 5G jako opcja rezerwowa dla użytkowników.
Związane z
- Oto jak aktywować 4G LTE na smartfonie z Androidem
- Co to jest LTE? Wszystko co musisz wiedzieć
- 5G vs Gigabit LTE: wyjaśnione różnice
