Obsah
V současnosti je 4G LTE bezpochyby de facto standardem pro operátory na celém světě, pokud jde o rychlost mobilního širokopásmového připojení, přičemž 3G a další starší technologie se většinou přesunuly do vzdálenějších oblastí nebo černých děr pokrytí. Ale co bude dál? Zřejmá odpověď je 5G a už žije v několika zemích. Mezitím jsme viděli, že se stal běžný další typ buněčné technologie: LTE-A.
(LTE-A) je k dispozici v Evropě, Severní Americe a Asii již několik let. Co přesně je LTE-A? V této části se podrobněji podíváme na to, jak technologie funguje a co to pro spotřebitele znamená.
Nenechte si ujít: Nejlepší 5G telefony si můžete koupit a všechny 5G telefony již brzy
Jak funguje LTE-A?
Jak název napovídá, LTE-Advanced je jednoduše vyvinutou verzí stávajícího LTE konektivity a pomocí řady dalších technik zaručuje „pokročilý“ název. Nové funkce zavedené v LTE-Advanced jsou Carrier Aggregation (CA), lepší využití stávajících anténních technik (MIMO) a podpora relačních uzlů. Všechny tyto funkce jsou navrženy ke zvýšení stability, šířky pásma a rychlosti sítí a připojení LTE.
Viděli jsme také příchod LTE-Advanced Pro - na některých trzích také známý jako Gigabit LTE - (3GPP Release 13 and up). Jak se tedy liší od standardu LTE-A? Tento infographic Sierra Wireless odvádí dobrou práci, když ilustruje, jak do sebe zapadá.
LTE-A Pro / Gigabit LTE používá existující technologii 256QAM, pokročilejší agregaci nosných a další techniky pro zvýšení rychlosti nad vanilkovou LTE-A. Je také nastavena jako hlavní součást nasazení 5G, v podstatě pokrývají oblasti pokrytí, kde 5G není k dispozici.
Agregace nosných
Klíčem za LTE-Advanced je pravděpodobně agregace operátorů. Tato technologie je v zásadě navržena tak, aby násobila šířku pásma připojení LTE tím, že vám umožní stahovat data z více síťových pásem současně. Nosiče komponent LTE nebo pásma jsou rozděleny na části nesoucí data, které mohou mít šířku pásma 1,4, 3, 5, 10, 15 nebo 20 MHz. Může být agregováno až pět nosičů komponent. Agregace nosičů kombinuje signály z těchto různých nosičů, což umožňuje zvýšení šířky pásma až do 100 MHz pro jedno připojení. To platí jak pro typy sítí FDD, TDD, tak i pro stahování a stahování.
Agregace nosných může pracovat s přilehlými nosnými komponent, které jsou umístěny ve stejném provozním frekvenčním pásmu, nebo s nespojitými nosnými z různých pásem napříč různými provozními frekvencemi. Následující obrázek pomáhá vysvětlit toto:
Pokud jde o datové rychlosti, tato technika může poskytnout extrémně vysoké špičkové datové rychlosti, teoreticky až 1 Gbps při využití maximální dostupné šířky pásma od pěti nosných. Přestože komerční řešení podporují pouze tři nosiče s maximální přenosovou rychlostí až 600 Mbps pro LTE-Advanced. Ve skutečnosti však přenosy hardwaru a sítě nedosáhnou tohoto teoretického maxima, například maximální rychlosti stahování přibližně 150 Mb / s se zapnutými dvěma 20MHz operátory.
Viděli jsme také vznik LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, který nabízí agregaci nosných až s 32 nosnými komponenty. Tento další krok teoreticky nabízí rychlosti až 3Gbps, i když špičkové datové rychlosti v sítích v reálném světě během testování údajně dosahují 1 Gbps. Očekávejte, že toto číslo klesne ještě více pod gigabitovou značku, když tyto sítě používáte dnes, kvůli přetížení, životnímu prostředí a dalším faktorům.
Další hlavní výhoda Carrier Aggregation spočívá v tom, že umožňuje úplnou zpětnou a dopřednou kompatibilitu mezi stávajícími sítěmi LTE a kompatibilními zařízeními LTE-Advanced. Spojení LTE-Advanced budou poskytována prostřednictvím stávajících pásem LTE, takže standardní uživatelé LTE budou nadále používat LTE jako obvykle, zatímco pokročilá připojení budou využívat více dopravců LTE.
MIMO
Technologie MIMO (Multiple Input Multiple Output) je další technologie vyžadovaná pro fungování LTE-Advanced.MIMO zvyšuje celkový přenosový datový tok kombinací datových toků ze dvou nebo více antén a umožňuje agregaci nosných fungovat.
Spíše než posílání jednoho kusu informace od jednoho odesílatele jednomu příjemci, můžete posílat stejnou jedinou informaci od více odesílatelů do více přijímačů. Jedná se o paralelní proces, který podstatně zvyšuje množství dat, která můžete odesílat a přijímat každou sekundu (bity za hertz), za předpokladu, že máte přijímací modem, který dokáže třídit všechny informace do správného pořadí.
Přestože je MIMO již používán v sítích LTE, vyžaduje LTE-Advanced, aby čipy zvyšovaly počet vstupů a výstupů používaných současně. Vanilla LTE-Advanced podporuje až osm vysílačů a přijímačů při stahování a čtyři až čtyři při nahrávání. Zvýšené uspořádání MIMO také zlepší rychlost a kvalitu připojení starších připojení, jako jsou CDMA, GSM a WCDMA.
Vidíme také nasazení takzvaného masivního MIMO pro LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, sestávající z až 16 vysílačů a přijímačů. Tato technologie je také vytvořena jako základ pro 5G.
QAM
Další důležitou součástí LTE-Advanced puzzle je kvadraturní amplitudová modulace (QAM). Tato technika v podstatě vměšuje do signálu odesílaného z věže do telefonu více bitů informací. Vyšší QAM poskytuje více informací v signálu a tím i vyšší rychlosti.
Společnost Qualcomm porovnávala QAM s nákladními vozidly, které kvůli většímu balení zabírají větší náklad, a proto snížilo počet nákladních vozidel potřebných na dálnici.
Již dříve jsme viděli, jak se 64QAM používá v LTE-A, ale sítě LTE-Advanced od společností jako Verizon, T-Mobile a dalších používají 256QAM. Tato konkrétní verze QAM dramaticky zvyšuje šířku pásma a, podobně jako masivní MIMO, je další základní technologií používanou v 5G. Ve skutečnosti Qualcomm říká, že 256QAM zvyšuje rychlost stahování o 33 procent oproti 64QAM.
Tato technologie je také používána v Wi-Fi, s Wi-Fi 5 (802.11ac) využívající 64QAM, zatímco nový standard Wi-Fi 6 využívá 1024QAM. V každém případě se 64QAM a 256QAM používají ve standardním LTE-A, zatímco LTE-A Pro se obecně drží 256QAM.
Hardware buňky
Poslední část technologie představená s LTE-Advanced je kus hardwaru nosiče nazývaného reléový uzel. Přestože přenosové uzly nejsou nedílnou součástí zvyšování rychlosti vašich dat, zlepší dostupnost připojení LTE a nabídnou vám více připojení, z nichž si budete moci vybrat při odesílání přijímajících dat.
Jednoduše řečeno, reléový uzel je základnová stanice s nízkým výkonem, která slouží k posílení pokrytí sítě na koncích a za poloměrem připojení hlavní stanice. Tyto reléové uzly se bezdrátově připojují k hlavní stanici a měly by pomoci posílit váš signál, když přemýšlíte blízko okraje vaší LTE sítě. Přístup ke zlepšené konektivitě bude samozřejmě zcela záviset na tom, zda se dopravci obtěžují investovat do výstavby těchto uzlů.
Špičková teoretická a uživatelská rychlost přináší velké zvýšení díky 4G LTE Advanced.
Hardware modemu
Aby správně fungovala, agregace operátora, QAM a MIMO vyžadují telekomunikační i hardwarové implementace zařízení. Zjistíte, že mnoho SoC chytrých telefonů a externích modemů podporuje tyto rychlejší datové rychlosti. Hardwarové detaily LTE-Advanced byly zavedeny se specifikacemi Release 10 již v roce 2011. Jakékoli zařízení LTE kategorie 4 nebo vyšší podporuje agregaci nosných, QAM a větší konfigurace MIMO, každý v různé míře. Mezitím zařízení LTE kategorie 16 nebo novější nabízejí podporu pro zařízení Gigabit LTE nebo LTE-Advanced Pro.
Příkladem je čipová sada Snapdragon 845 společnosti Qualcomm, která používá interní modem X20 LTE (kategorie 18/13). Tento modem nabízí agregaci pěti pásem nosných pro downlink, 4 × 4 MIMO a 256QAM. Jinými slovy, má všechny složky zařízení potřebné pro připojení LTE-Advanced a LTE-Advanced Pro.
Samsung Exynos 9820 používaný v řadě Galaxy S10 nabízí vlastní LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE modem. To nabízí rychlosti kategorie 20 s agregací až osmi pásmových nosičů, 4 × 4 MIMO a 256QAM. Ve skutečnosti společnost Samsung tvrdí, že rychlost stahování je 2 Gb / s.
Huawei je dalším významným hráčem podporujícím LTE-Advanced a Pro / Gigabit LTE, počínaje čipovou sadou Kirin 970 v řadě Huawei Mate 10 a P20. Kirin 970 nabízí podporu kategorie 18, zatímco Kirin 980 přináší modem kategorie 21.
Hardware ve vašem smartphonu je však zjevně pouze součástí bitvy. Váš operátor musí tyto technologie podporovat, abyste dosáhli nejnižší latence a nejrychlejší rychlosti stahování.
Globální rozvinutí
Chvíli to trvalo, ale LTE-A od svého založení prošla světem. Většina hlavních sítí v Africe, Asii, Evropě a Americe přijala tento standard. Heck, LTE-Advanced Pro se nyní dostává na několik trhů, ve formě Gigabit LTE.
Zdá se, že v tomto bodě jsou staré zprávy, protože sítě 5G se pomalu šíří po celém světě, ale stavební bloky LTE-A a LTE-Advanced Pro nebyly nikdy důležitější. Důvodem je, že technologie podporující LTE-A a LTE-A Pro budou použity na okraji 5G sítí jako záložní možnost pro uživatele.
Příbuzný
- Zde je návod, jak aktivovat 4G LTE ve smartphonu Android
- Co je LTE? Vše, co potřebujete vědět
- 5G vs Gigabit LTE: rozdíly byly vysvětleny
