Сети 4 G работают в стандарте LTE . Согласно Википедии LTE (буквально с англ . Long — TermEvolution — долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (модемов, например). Он увеличивает пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP (консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии). Беспроводной интерфейс LTE является несовместимым с 2G и 3G, поэтому он должен работать на отдельной частоте. В России для LTE выделено три частотных диапазона — 800, 1800 и 2600 МГц.
LTE FDD и LTE TDD
Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны. FDD — FrequencyDivisionDuplex (частотный разнос входящего и исходящего канала) TDD — TimeDivisionDuplex (временной разнос входящего и исходящего канала). Грубо говоря, FDD — это параллельный LTE, а TDD — последовательный LTE.
Как включить 4G (LTE) на телефоне Android?
Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё-таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительнее, т.к. он работает быстрее и стабильнее.
Частотные диапазоны LTE, Band
Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, что не всё оборудование умеет работать на разных «бэндах», т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44. Существуют дополнительно несколько стандартов, которым еще не присвоены номера.
Спецификации на частотные полосы называются бэндами (BAND). В России и Европе в основном используются band 7, band 20, band 3 и band 38.
В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:
Диапазон частот
1800 МГц
2600 МГц
800 МГц
2600 МГц
Номер диапазона по класси-фикации 3GPP
В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связив диапазоне LTE 2600 ( Band 7):
Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС — 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России!
Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах — Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).
Переключение 2G, 3G, 4G LTE c помощью секретного кода на телефонах Samsung
Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. здесь.
Сети 4G LTE в России
Оператор
Частотный диапазон
(МГц) Dw / Up
Ширина канала
(МГц)
Тип дуплекса
Номер полосы
Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти здесь.
Для тех, кому трудно запомнить номера диапазонов-бэндов или под рукой нет подходящего справочника, рекомендую небольшое андроид-приложение RFrequence , скриншот которого приведен ниже.
Категории LTE
Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др.
Наиболее распространенные категории абонентских устройств приведены в таблице.
Категория абонентского устройства
Макс. скорость загрузки (DL), Мбит/с
Агрегация несущих
Дополнительные технологии
CAT4
CAT6
CAT9
CAT12
4×4 MIMO, 256 QAM
CAT16
4×4 MIMO, 256 QAM
Таблица требует некоторых пояснений. Здесь упомянута «агрегация несущих» и «дополнительные технологии». Попытаюсь пояснить, что это такое.
Агрегация частот
Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот – это объединение частот. Что это означает – попытаюсь объяснить ниже.
Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band 7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц. Чтобы увеличить скорость загрузки оператор перераспределяет купленные им частоты в соотношении 15 МГц на загрузку и 5 МГц на отдачу. Аналогично поступают и другие провайдеры.
Однажды кому-то из разработчиков пришла в голову светлая мысль – а что, если передавать сигнал не на одной несущей частоте, а на нескольких одновременно. Тем самым расширяется канал приема/передачи и скорость теоретически значительно возрастет. А если еще каждую несущую передавать по схеме MIMO 2х2, то получаем дополнительный выигрыш в скорости. Такая схема приема-передачи получила название «агрегации частот».Именно эту схему использует интернет 4 G + или LTE — Advanced ( LTE — A ).
В таблице указано, что для Cat .9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц. Для Cat .12 необходимо дополнительно, чтобы антенные устройства были соединены по схеме MIMO 4х4, т.е. фактически нужно 4 антенны на приемной и передающей стороне.
Загадочные символы 256 QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.
Категорирование приемных устройств
Схемаагрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций.
Однако есть одна проблема – на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4 G +.
Начиная с 2016 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE ,в которых они умеют работать.Например, для смартфона выпуска 2017 г. Huawei P 10 Plus помимо прочих параметров указано:
HSPA+ до 42 Мбит/с
LTE Cat12 до 600 Мбит/с
FDD: Band 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 17, 18, 19, 20, 26, 28; TDD: Band 38, 39, 40, 41
Совместимость с операторами
МТС, Мегафон, Билайн, Теле2, Yota
Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антенну MIMO 4 x 4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах.
Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка»->«мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:
Если это так, то ваш смартфон поддерживает LTE — A .
Таким образом, производители смартфонов начали догонять сотовых операторов. К сожалению, нельзя сказать того же о производителях модемов. До сих пор самый производительный модем дает максимальные скорости 150/50 Мбит/с, т.е. принадлежит Cat .4. Пока это обстоятельство не слишком огорчает, т.к. такие скорости, если будут достигнуты на практике, заслуживают восхищения.
Однако, производство мобильных роутеров, похоже, начинает догонять смартфоны. На рынке стали появляться роутеры Cat .6 от Huawei и Netgeer (не поддерживает российские бэнды). Так роутер Huawei E5787s-33a можно купить на Aliexpress примерно за 10 тыс. руб.
Надо сказать, что реальные скорости, достигаемые в режиме 4 G +, далеки от заявленных, но они значительно выше, чем в простом режиме 4 G . Автором проведен ряд экспериментов в Москве, где не трудно найти LTE — A (оператор Мегафон), со смартфоном Cat .12, результаты которых показаны на скриншотах. Первый скриншот – скорости для LTE — A (агрегация частот включена), второй скриншот для LTE (агрегация частот выключена). Отмечу, что почему-то при выполнении скриншота у значка 4 G + пропадает плюсик. Почему – не знаю, при тестировании плюс был – см. скрин.
Было проведено по шесть измерений для каждого режима.
Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.
Желающим поэкспериментировать с LTE-A
Если в вашей местности появился LTE — A , в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE 800 и LTE 2600, т.е. использует сочетание В7+В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO -антенн с диплексерами. Что из этого получится (и получится ли вообще хоть что-то), можете написать в комментариях к статье.
Отмечу здесь, что антенна NITSA -5 MIMO 2 x 2 фактически реализует эту схему. Отличие в том, что в NITSA -5 функцию диплексеров выполняют сами широкополосные излучатели антенны, т.к. каждый из них принимает соответствующим образом поляризованные сигналы из диапазонов 790÷960/1700÷2700 МГц одновременно.Напомню, чтоупомянутая антенна состоит из двух широкополосных облучателей, разнесенных на определенное расстояние и ориентированных так, что их векторы поляризации ортогональны.
В целом, эта антенна хорошо приспособлена для приема 4 G + на небольших расстояниях (до 5 км при наличии прямой видимости БС) , т.к. позволяет принимать любую комбинацию частот LTE — A и адаптирует MIMO 4 x 4 к широко распространенным модемам Cat .4, имеющих только два входа MIMO 2 x 2.
Как узнать параметры LTEсвоего 4G-сигнала
Интерфейс широко распространенного модема Huawei 3372 дает почти всю информацию о параметрах 4 G -сигнала. На главной странице интерфейса видим, что принимаем сигнал LTE , оператора сотовой связи, приблизительный уровень сигнала в виде 5 полосок, а также значок, показывающий, что связь установлена – стрелочки верх-вниз.
Определить частотный диапазон ( Band ) и стандарт передачи данных (разнос данных – FDD или TDD ) можно на следующей вкладке:
Выставив предпочтительный режим «только LTE », сняв галочку с параметра «все поддерживаемые», можно по очереди перебирая диапазоны узнать – на какой частоте вы получаете сигнал. Если сигнал принимается, то вверху справа будет отражаться информация, как на скриншоте, если приема нет, то появится надпись «Сигнала нет». После всех изменений не забудьте нажать кнопку «Применить».
Но не все так просто. Все вышесказанное прекрасно работает для диапазонов стандарта FDD . Выставить диапазон TDD не удается. Точно знаю, что в Москве МТС раздает LTE в диапазоне Band 38, т.е. частота 2600, тип передачи TDD . Попытка выставить этот диапазон для сим-карты МТС не удается, модем перегружает страницу и возвращается к предыдущему состоянию. При этом можно установить B 7 и B 3 как по отдельности, так и одновременно.
Измерения, проведенные на смартфоне с Андроид 7.0 и встроенным модемом Cat .12, показали следующий результат.
Отмечу, что Андроид 7.0 в отличие от более младших версий умеет измерять параметры сигнала и передавать данные приложениям, которые их запрашивают у ОС. На скриншоте видно, что на самом деле МТС (на скриншоте МГТС, это одно и то же) раздает LTE в диапазоне Band 38, т.е. в формате TDD .
Возможная причина такой ситуации заключается в том, что модемы серии Е3372 выпускаются в двух модификациях – Е3372 H и Е3372 S . У меня модем с буквой H на конце, разлоченный и перепрошитый в HiLink.У модемов E3372Н серийный номер начинается с комбинации G4P, а у E3372 S — L8F. Допускаю, что модемы серии S умеют настраиваться на В38, но проверить не могу, т.к. не имею под рукой соответствующего модема.
Таким образом, интерфейс модема HiLink дает почти всю информацию о параметрах LTE -сигнала. Однако, при определении частотного диапазона ( Band ) может допускать ошибки, когда передача данных осуществляется в формате TDD . Для определения «бэнда» целесообразно пользоваться другими инструментами, в частности приложениями, работающими под Андроид 7.0 и соответствующими смартфонами.
Ссылки
При написании статьи помимо ссылок, указанных в тексте, использованы следующие материалы.
С уважением, ваш dmitryvv
Источник: antex-e.ru
Что означают буквы и цифры E, H, 4G в телефоне?
Все верно, так обозначаются различные стандарты связи. Зачем эта информация абоненту? Чтобы знать, к мобильной связи какого поколения в данный момент подключен телефон. От этого в первую очередь зависит скорость подключения к интернету. Итак, давайте перечислим все буквы и цифры.
Примечание. Цифры в последней колонке таблицы условные
G — эта буква встречается редко и обычно в малонаселенной местности. G — это GPRS. Так обозначается мобильный интернет сотовой связи второго поколения (GSM или 2G). Если у вас горит на телефоне G, значит, вы можете рассчитывать на очень низкие скорости (не больше 100 Кбит/с). Этого хватит лишь на загрузку простых сайтов.
И то они будут открываться долго, и через раз.
E — это EDGE. Можно сказать, это усовершенствованный GPRS (здесь и далее мы упрощаем техническую информацию, чтобы не объяснять множество деталей). Теоретические скорости здесь вырастают до 474 Кбит/с, но на практике вы получите не больше 150-200 Кбит/с. Сайты будут открываться чуть быстрее, но ни о какой онлайн-музыке и тем более онлайн-видео речь идти не может.
3G — это связь третьего поколения. У нее несколько стандартов. Все мы перечислять не будем. Первые стандарты позволяли скачивать данные на скорости до 1 Мбит/с, последние используемые дают в теории скорости до 21 Мбит/с и даже до 42 Мбит/с (HSPA+).
H и H+. Иногда это одно и то же — HSPA+. Путаница из-за того, что нет единого стандарта по обозначению. Значок 3G обычно не используется. Так что если вы видите H или H+, значит вы подключились к сотовой связи третьего поколения. Реальные скорости могут быть самые разные: от нескольких Мбит/с до 15-20 Мбит/с.
Может быть и больше, если скорости до 42 Мбит/с поддерживает телефон и ближайшая к вам базовая станция. Этого хватит для загрузки сайтов, соцсетей, музыки, видео.
Примерно оценить скорость можно по количеству активных палочек рядом со значком на верхней панели телефона. Они обозначают уровень сигнала.
4G или LTE — сотовая связь четвертого поколения. Здесь все еще сложнее и запутаннее, чем в 3G. Но мы вас путать не будем. В большинстве случаев, увидев такой значок на телефоне, вы получите до 75 Мбит/с в теории и 20-40 Мбит/с на практике. Это в лучшем случае.
В худшем — несколько сот Кбит/с.
Кстати, 4G по-прежнему очень редко используется для звонков, поэтому во время исходящего или входящего звонка телефон перейдет в стандарт 3G. По окончании разговора смартфон снова подключится на 4G.
4G+ и LTE-A — это более скоростная версия 4G. Тут вы можете рассчитывать на теоретические скорости от 150 до 300 Мбит/с. Разумеется, ваш телефон должен поддерживать данные технологии. Это уже хорошие скорости, паритетные с проводным интернетом. Но мобильная связь проигрывает кабелю в устойчивости сигнала.
Правда, не все абоненты, у которых дома проводной интернет, получают высокие скорости. В городах с этим проблем нет, а вот в сельской местности все гораздо печальнее. Кстати, скорость интернета также зависит от того, какой кабель вы используете. Особенно это актуально для офисных зданий, где проходят десятки и сотни всевозможных проводов и кабелей.
Сегодня наиболее популярен провод витая пара FTP. FTP означает, что каждая пара экранируется фольгой для защиты от внешних помех и перекрестных помех между парами. Самая распространенная категория кабеля — 5e. Этот 4-парный кабель позволяет передавать интернет на скорости до 1 Гбит/с.
Кстати, в 4G при использовании специальных технологии и агрегация частот можно достичь 1 Гбит/с. Но сотовые компании не спешат внедрять данную технологию.
5G — а это уже связь будущего. Первые коммерческие зоны в России обещают в 2020-2021 году. Нам обещают скорости от 1 Гбит/с. Но нужна ли нам сегодня в телефоне такая скорость?
Источник: itblog21.ru
Что такое 4G LTE: разновидности и особенности стандарта связи четвёртого поколения
В предыдущей статье мы уже рассматривали стандарты третьего поколения под общим названием 3G. Однако, быстрыми темпами распространяется связь уже четвёртого поколения — 4G. Основным стандартом в 4G на данный момент является LTE. Строго говоря, LTE не был первым стандартом четвёртого поколения, первым широко распространённым был стандарт WiMAX.
В нём первое время работала сеть Yota, а некоторые операторы используют WiMAX до сих пор. Максимальная скорость WiMAX 40 Мбит/с, однако реальные показатели лежат в диапазоне от 10 до 20 Мбит/с.
Но вернёмся к LTE. Именно он сейчас наиболее распространён в мире в целом и в России в частности. Но что такое 4G LTE? LTE (с англ. Long-Term Evolution) — это стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных устройств.
Основан он на всё тех же GSM/UMTS протоколах, однако теоретические и реальные скорости передачи данных в сетях LTE значительно выше, порой даже превосходят проводные соединения!
LTE FDD и LTE TDD: в чём отличия?
Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны.
FDD (Frequency Division Duplex) — частотный разнос входящего и исходящего канала.
TDD (Time Division Duplex) — временной разнос входящего и исходящего канала.
Грубо говоря, FDD — это параллельный LTE, а TDD — последовательный LTE. Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных. В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительнее, т.к. он работает быстрее и стабильнее.
Частоты LTE
Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, то не всё оборудование умеет работать на разных «бэндах», т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44. Существуют дополнительно несколько стандартов, которым еще не присвоены номера.
Спецификации на частотные полосы называются бэндами (BAND). В России и Европе в основном используются band 7, band 20, band 3 и band 38.
Частоты LTE в России
Приведём список частотных диапазонов сетей 4G LTE в России операторов «большой четвёрки» (данные на конец 2019 года). Существуют также региональные сети 4G LTE местных операторов, работающих в других частотных диапазонах, однако в рамках данной статьи мы их рассматривать не будем.
Частотное распределение каналов сотовой связи в России
Скорость 4G LTE
- полоса 5 МГц — 37 Мбит/с на получение и 12 Мбит/на передачу
- полоса 10 МГц — 75 Мбит/с на получение и 25 Мбит/на передачу
- полоса 15 МГц — 112 Мбит/с на получение и 37 Мбит/на передачу
- полоса 20 МГц — 150 Мбит/с на получение и 50 Мбит/на передачу
Данные показатели характерны для сетей LTE cat.4, которые в данный момент наиболее распространены.
В сетях LTE-Advanced (LTE cat.6, LTE cat.9 и т.д.) происходит агрегация, т.е. суммирование полос на разных частотных диапазонах, таким образом достигается существенный прирост скорости 4G LTE. К примеру, если сложить полосу 10 МГц из одного диапазона и полосу 20 МГц из другого диапазона, получим полосу 30 МГц и скорость 225 Мбит/с. В некоторых странах уже сейчас работают агрегации до четырёх полос (LTE cat.
12), что даёт скорость до 600 Мбит/с и выше. Самая современная на данный момент (конец 2020 года) категория LTE — это LTE cat.20 с агрегацией семи каналов по 20 МГц (7×20 = полоса 140 МГц) и скоростью до 2000 Мбит/с. Это огромная скорость передачи данных для беспроводных сетей. Подробнее о реальной скорости интернета в сетях 4G LTE в нашей статье.
Оборудование для 4G интернета
Для подключения к сетям 4G LTE необходимо хотя бы простейшее оборудование: смартфон, планшет, модем или роутер. Мобильные (переносные) устройства типа смартфона или планшета мы не рассматриваем, т.к. это устройства прежде всего для связи, а не для обеспечения выхода в интернет.
А вот 4G-модем или 4G-роутер — это как раз те устройства, которые чаще всего и используются для обеспечения основного или резервного канала доступа в интернет. Модем может быть использован как для одного компьютера через USB-разъём, так и для нескольких устройств через совместимый Wi-Fi-роутер. В таком случае роутер раздаёт получаемый от модема интернет по воздуху через Wi-Fi или по проводу через Ethernet. 4G-роутер — это тот же роутер, только с интегрированным внутрь модемом.
Для полноценного использования потенциала сетей 4G LTE рекомендуется подключение наружных 4G-антенн к модему или роутеру. В этом случае принимается максимально качественный и мощный сигнал от базовой станции, а значит обеспечивается максимально скоростное и стабильное соединение. Подробнее о типах антенн и особенностях их подключения в нашей статье.
Перспективы 4G LTE
Несмотря на то, что стандарт 4G LTE появился уже несколько лет назад, во многих регионах нашей страны до сих пор нет даже сетей 3G. Так что ещё есть куда расти. В мире тестируют сети уже 5-го поколения (5G), но в реальных условиях сети 4G LTE ещё долго будут господствовать, благо операторы их активно развивают.
Во многих случаях 4G интернет является не только альтернативной проводному подключению, но и безальтернативным единственным вариантом, в том числе экономически целесообразным. Отдалённые объекты, прокладка провода к которым связана с определёнными сложностями или риском, а иногда и вовсе невозможна, тоже нуждаются в подключении к сети Интернет.
Зачастую возможно подключить 4G интернет даже там, где покрытие сетей LTE отсутствует. Для этого используются специальные 4G антенны, которые ловят и усиливают сигнал 4G LTE. Чтобы правильно подобрать антенну, надо знать, сеть какого оператора необходимо поймать, на какой частоте она работает, а также в каком режиме дуплекса (FDD или TDD). Наши специалисты определят тип сигнала, замерят его параметры, подберут соответствующее оборудование для обеспечения быстрого и стабильного выхода в Интернет через сеть 4G LTE.
Источник: bitconnect.ru