Что такое 4G LTE и почему это важно?

Задумывались ли вы когда-нибудь о причинах смены каждого поколения сотовой связи, каким бы революционным оно ни казалось вначале? Все дело в постоянно растущих требованиях пользователей к скорости и емкости, которые сотовая сеть того времени уже не могла удовлетворить. Обеспечение высокой скорости, большой емкости и меньших задержек всегда было главным приоритетом каждого оператора сотовой связи с момента появления сетей 1G. Сегодня весь мир ощущает потрясающие скорости передачи данных и широкополосные услуги сетей 4G LTE, которые никто не мог себе представить два десятилетия назад. Сотовая сеть 4G LTE проложила путь для некоторых ключевых технологий, ставших движущей силой развития 5G и других сетей, включая технологии MIMO, LPWAN и IoT.

В этой статье вы узнаете все о 4G LTE, его особенностях, применении и технологических достижениях, которые он принес с собой. Итак, давайте начнем:

Что такое 4G LTE?

Сеть 4G была запущена Международным телекоммуникационным союзом (International Telecommunication Union).МСЭ) в 2008 году с целью достижения более высокой скорости передачи данных и широкополосных возможностей по сравнению с сетью 3G. LTE, также известная как Long Term Evolution, является ключевой технологией 4G, в которой применяются уникальные схемы кодирования, протоколы и радиотехнологии для достижения высокой эффективности использования спектра и пропускной способности сети. LTE была разработана в рамках проекта Партнерства 3-го поколения (3GPP) группа стандартов для обеспечения высокоскоростного беспроводного доступа по всему миру, благодаря чему сеть 4G LTE стала глобальным успехом и насчитывает 6,6 миллиарда абонентов (согласно отчету Ассоциации глобальных поставщиков мобильной связи за январь 2022 года).

1. Особенности 4G LTE

Сеть 4G LTE предлагает своим клиентам следующие возможности:

• Высокая скорость передачи данных: 4G LTE обеспечивает более высокую скорость передачи данных по сравнению с предыдущими поколениями: в теории максимальная скорость составляет 100 Мбит/с, а на практике - 15 Мбит/с.
• Более высокая пропускная способность: 4G LTE позволяет быстро получать доступ к сетевым приложениям, играть в онлайн-игры и пользоваться услугами в режиме реального времени в любом месте и в любое время. Более высокая пропускная способность 4G LTE достигается за счет функции агрегации операторов, которая добавляет до 100MHz полосы пропускания через 5 операторов связи по 20MHz каждый.
• Низкая задержка: 4G LTE обеспечивает очень низкую задержку, позволяя запускать чувствительные ко времени приложения без задержек и дрожания.
• Архитектура на основе IP: Архитектура сети 4G LTE основана на интернет-протоколе (IP), что позволяет получать доступ к IP-услугам через Интернет. Она обеспечивает надежное беспроводное подключение к Интернету в зависимости от вашего местоположения.
• VoLTE: VoLTE означает Voice-over LTE. Эта функция позволяет пользоваться высококачественными голосовыми и видеоуслугами через 4G LTE.
• Высокая скорость загрузки и выгрузки: 4G LTE обеспечивает более высокую скорость загрузки и выгрузки данных. В 2021 году средняя скорость загрузки LTE составляла 17 Мбит/с, а скорость выгрузки - 12 Мбит/с.

2. Технологии 4G

4G LTE оснащен тремя самыми современными технологиями, о которых пойдет речь ниже:

• OFDMA: OFDMA означает Orthogonal Frequency Division Multiple Access - метод множественного доступа, используемый в сетях LTE для передачи данных по нисходящей линии. В этой технологии вся полоса частот разделяется на несколько ортогональных поднесущих с высокой пиковой скоростью для передачи данных. OFDMA позволяет 4G LTE достичь высокой гибкости спектра, устойчивости к замираниям в канале, простоты эквализации и высокой спектральной эффективности.
• MIMO: MIMO, он же множественные входы-множественные выходыЭта технология использует несколько антенн для повышения производительности передачи сигнала и спектральной эффективности сети 4G LTE. В MIMO передатчик и приемник имеют несколько антенн, которые используют многолучевое распространение сигнала, присутствующее во всех беспроводных системах со1TP14Туникации, для повышения скорости передачи данных и отношения сигнал/шум.
• SC-FDMA: SC-FDMA, она же Single Carrier FDMA, - это технология множественного доступа, используемая в системе 4G LTE для передачи данных по восходящей линии. SC-FDMA - это очень полезная технология для сетей 4G, которая поддерживает различные функции, включая высокую скорость передачи данных, недорогие усилители мощности, высокую устойчивость к спектральным занулениям и низкое значение PAPR. Она позволяет нескольким пользователям одновременно использовать ресурсы со1TP14Туникации.

3. Области применения 4G LTE (IoT и другие)

Области применения 4G LTE включают в себя:

• IoT Connectivity: 4G LTE существенно поддерживает развитие и применение технологий и стандартов IoT, включая LPWAN (Lower Power Wide Area Network), RFID (Radio Frequency Identification), SigFox, и NFC (Near Field Communication). 4G LTE обеспечивает высокоскоростное соединение между устройствами IoT для управления и масштабирования данных, а также обеспечивает надежную производительность с низкой задержкой. LPWAN считается частью IoT машина-машина (M2M), которая обслуживается ко1TP14Туникацией типа LTE-M (LTE-M) и Узкополосные технологии IoT (NB-IoT), чтобы позволить маломощным устройствам глобальной сети взаимодействовать и выполнять операции M2M. LTE-M поддерживает скорость передачи данных около 1 Мбит/с, а NB-IoT - до 26 Кбит/с в нисходящем канале.
• Наблюдение: Одним из наиболее значимых применений 4G LTE является видеонаблюдение, позволяющее тщательно контролировать такие важные зоны, как аэропорты, стадионы, общественные места, торговые центры, концертные залы и транспортные узлы. В этих сценариях устанавливается несколько камер, которые передают изображения и видео в реальном времени в диспетчерскую через Интернет, что требует высокой пропускной способности, которую обеспечивает 4G LTE. Связь 4G LTE играет более важную роль в обеспечении подключения мобильных камер, например, установленных на беспилотниках, носимых нательных камерах и полицейских автомобилях.
• Автоматизированные управляемые транспортные средства: Высокая скорость 4G LTE обеспечивает автоматическим управляемым транспортным средствам (AGV) скорость передачи данных без задержек, позволяя им точно и быстро передавать свое положение. Благодаря подключению к сети IoT роботы могут передавать данные в облако, где они анализируются и происходит дальнейшая координация между роботами и AGV.

4G и 5G

4G LTE эффективно работает в большинстве стран мира. Теперь операторы связи приступили к развертыванию 5G в развитых странах, включая США, Китай, Японию и Европу. Несмотря на то, что 4G LTE прекрасно обслуживает пользователей, обеспечивая высокую пропускную способность и широкополосные возможности, пользователям требуется следующее поколение сотовой связи со сверхвысокими скоростями, передовыми технологиями и повышенной производительностью. 5G способно обеспечить скорость в 100 раз выше, чем 4G LTE, достигая около 10 ГБ/с. В 5G используются гораздо более высокие частоты чем 4G - от менее 6GHz до 54GHz. Кроме того, его задержка будет гораздо ниже, чем у 4G, и, как ожидается, составит около 10 мс.

Антенны для 4G LTE

4G-маршрутизатор и Антенна 4G являются незаменимыми компонентами в системе 4G. Они формируют вездесущую сеть 4G, обеспечивая вам высокоскоростную загрузку и выгрузку данных. С развитием технологии MiMo многие производители маршрутизаторов и антенн выпустили маршрутизаторы MIMO 4G и Антенны MIMO 4Gкоторые имеют большую пропускную способность и скорость передачи данных по сравнению с традиционной технологией SISO.

Заключение

Высокая скорость передачи данных и бесперебойная потоковая передача - главные требования пользователей для своевременного и эффективного выполнения офисных, учебных или личных задач. 4G LTE предлагает пользователям высокоскоростные услуги с низкой задержкой, что позволяет им пользоваться IP-приложениями, широкополосными услугами и услугами VoLTE, которые не могли предоставить предыдущие поколения. Это достигается благодаря современным технологиям, включая OFDMA, MIMO и SC-FDMA. Но на этом провайдеры уже начали развертывать сотовые сети 5G, чтобы полностью перевернуть мир communication с помощью самых передовых технологий и технологических инноваций, которые еще не видел ни один человеческий глаз.