Dördüncü nesil ağlarda veri iletimi 4g. Mobil İnternet. LTE frekansları neden farklı ülkelerde farklı?

Beyler, herkese iyi günler!

Bugün dirençlerin ve diğer kapasitörlerin her türlü paralel bağlantısını bir süreliğine bir kenara bırakıp şüphesiz hepimize çok daha yakın olan bir konu hakkında konuşacağız. İnternetten bahsediyoruz beyler. Bunu sağlayıcıdan almanın çeşitli yolları var, ancak özellikle bugün, burada ve şimdi, bunu tartışmak istiyorum. Mobil İnternet hücresel operatörler tarafından havadaki radyo dalgaları aracılığıyla iletilir. Bu konuyu bilimsel ve tüketici bağlamında tartışacağız. Yani önce tüm bu işin nasıl yürüdüğüne dair temel teorik noktaları analiz etmeye çalışacağız, ardından hızı nasıl artıracağımızı, kanala stabilite kazandıracağımızı ve genel olarak hayatı nasıl biraz daha keyifli hale getirebileceğimizi konuşacağız.

Yani mobil internet. Onun hakkında ne biliyoruz? Elbette çoğunuz bu mobil İnternetin aynı olmadığını, farklı nesillerden geldiğini duymuşsunuzdur: 2G, 3G, 4G. Zaten nesille ilgili ilk çalışmalar var 5G ve biz bundan bahsediyoruz 6G ama bu ikisi henüz hayatımıza girmedi, o yüzden onlara dokunmak için bekleyelim. Bu nesillerin her birinde de çeşitli teknolojiler var, aşağıda mutlaka bunlardan bahsedeceğiz.

2G derhal ve koşulsuz olarak onu atarız, değerli zamanımızı onunla harcamayacağız. Oradaki hızlar o kadar kasvetli ki, bu internetin var olup olmadığını bile anlayamazsınız. Böyle bir İnternet ile sosyal ağlarda iletişim kurmak veya e-postayı kontrol etmek bile sorunludur. Evet, cep telefonunuzdaki harf bildirim alanında yandığında hissettiğiniz o üzücü duyguyu muhtemelen siz de biliyorsunuzdur. e veya G. Bu sinyali yükseltmenin faydası yok; zaten bundan daha fazla saçma (100...300) kb/s çıkaramazsınız.

3G Bu zaten daha ilginç, daha detaylı anlayabilirsiniz. Ağ hızı 3G uygun koşullar altında 20 Mbit/s veya daha fazlasına ulaşabilir. Ancak daha sıklıkla saniyede birkaç megabit ile sınırlıdır ve bu da genellikle o kadar da kötü değildir.

Biraz daha derine inelim ve ağın hangi frekanslarda çalıştığını öğrenelim 3G? İki seçenek var: UMTS-900 Ve UMTS-2100. Adından da anlaşılacağı gibi, ilki yakın çalışır 900 MHz ve ikincisi yakın 2100 MHz. Oldukça yaygın olan ikinci seçeneğin aksine, ilk seçeneğin neredeyse hiç gerçekleşmediğini belirtmek gerekir. Beyler, Şekil 1'e bakın, orada frekans ekseninde ağ çalışma alanlarını işaretlediğim bir resim çizdim 3G.

Şekil 1 - 3G frekansları

3G ağlarında iletim ve alım kanalları frekansa göre ayrılmış. Şekilde kullanıcıdan baz istasyonuna iletim kanalları yukarı okla, kullanıcının veri alım kanalları ise aşağı okla işaretlenmiştir. Dolayısıyla, çok popüler olmayan UMTS-900'ü unutursak, o zaman iki frekans bandıyla ilgileniyoruz 60 MHz genişlikte: (1920…1980)MHz Ve (2110…2170)MHz.

Veri iletimi ve alımına yönelik 60 MHz frekans bantları, mobil operatörler arasında bölünmüş. Yani Megafon, Beeline, MTS ve Tele-2'ye bu bantların her birinde 15 MHz tahsis edilmiştir.

Zamanın belirli bir anında her belirli kullanıcıya, 15 MHz'lik operatör kanalının tamamı değil, 5 MHz'lik daha dar bir kanal tahsis edilir. Yani, örneğin bir kullanıcı halihazırda bir kanal (1920...1295) MHz üzerinden veri iletebilir ve bir kanal (2110...2115) MHz üzerinden veri alabilir. Diğer kanallar şu anda başka kullanıcılar tarafından kullanılıyor. 5 MHz'lik bir kanalda tek bir kullanıcının olduğunu düşünmemelisiniz. Hayır, birçoğu olabilir.

3G ağında bir takım standartlar bulunmaktadır. Bunlardan bazılarına bakalım. Sofistike burjuva kısaltmalarıyla belirtilirler UMTS, HSDPA, HSPA+. Bunların altında ne gizli? Hadi çözelim.

Telefonunuzun durum çubuğunda mesajı gördüğünüzde "3G", bu, telefonunuzun şebekeye standartlara göre bağlı olduğu anlamına gelir. TBB S. Muhtemelen birden fazla kez fark ettiğiniz gibi, hız çoğu zaman arzu edilenin çok altında kalıyor. Bu standart için teorik hız sınırı yalnızca 2 Mbit/sn, ancak gerçekte orada genellikle bazı komik kilobitler vardır. Elbette bu standart ancak “balık yoksa balık da yok” olarak değerlendirilebilir; burada rahat bir çalışmadan söz edemeyiz.

Sonraki standart HSDPA biraz daha ilginç. Şüphesiz onu mektuptan tanıyorsun « H" telefonunda. Burada teorik olarak siparişi elde etmek zaten mümkün 10 Mbit/sn. Gerçekte, büyük olasılıkla, prensip olarak İnternet'in minimum ihtiyaçlarını bir şekilde karşılayabilecek bazı megabit birimleri olacaktır.

Telefonunuzdaki simge yanıyorsa « H+", o zaman şanslısın, standarda göre çalışıyorsun HSPA+ ve ağınızdaki neredeyse her şeyi sıkıştırdınız 3G. Buradaki teorik hız aşılabilir 20 Mbit/sn ancak pratikte 10 Mbit/s veya daha fazlasını elde edebilirsiniz.

Çevrimiçi 3G başka bir standart daha var DC-HSPA+. Burada "DC", Basurman'dan çevrildiğinde "çift taşıyıcı" gibi gelebilen "Çift Taşıyıcı" anlamına gelir. Aslında hemen hemen aynı HSPA+, yalnızca veriler aynı anda iki kanal üzerinden iletilir. Böylece abonenin frekans bandı 5 MHz'den 10 MHz'e iki katına çıkarılır. Buna göre, veri aktarım hızı, şuna kıyasla yaklaşık iki kat artar (gerçekte elbette daha az). HSPA+.

Artık temel ağ standartlarına aşina olduğumuza göre herkesin şu görüşe sahip olduğu açıktır: HSPA+ bu “doğrudur” ve UMTS- "çalışma." Ama şanssızlık, durum çubuğunda sadece üzücü bir yazı var "3G" ve YouTube'daki video yüklenmiyor. Ne yapalım? Hız nasıl artırılır? Nasıl aydınlatılır "H+"?

Beyler, hızı artırmak için alıcı noktadaki baz istasyonundan gelen sinyal seviyesini artırmanız gerektiğini muhtemelen duymuşsunuzdur. Abonenin baz istasyonundan aldığı sinyal seviyesi ne kadar yüksek olursa, hızın da o kadar yüksek elde edilebileceğini herkes bilir. Aslında bu doğrudur, ancak yalnızca kısmen. Buradaki ana rol sinyal seviyesinin kendisi tarafından bile oynanmaz, ancak sinyal gürültü oranı. Bu oran sinyal gücünün gürültü gücünden kaç kat daha fazla (veya daha az) olduğunu gösterir. Bu tanım akademik açıdan tam olarak doğru olmasa da işin özünü oldukça iyi yansıtıyor. Temel olarak, 3 standarttan hangisinin kullanılacağını belirleyen sinyal-gürültü oranıdır.G (TBB S, HSDPA veyaHSPA+) şimdilik çalışacak.

Sinyal-gürültü oranı neye bağlıdır? Kaptan Açıkça bunun sinyale ve gürültüye bağlı olduğunu ima ediyor, yani sinyal-gürültü oranı ne kadar büyük olursa, alıcı noktadaki baz istasyonundan aldığımız yararlı sinyal o kadar güçlü olur. Ve ne kadar az gürültü olursa, o kadar büyük olur. Gürültü açısından burada her şey o kadar net değil. Gerçek şu ki, etki her ikisi tarafından da uygulanıyor harici gürültü kaynakları(ihtiyacımız olan frekanslara endüstriyel müdahale, cehennem gibi bir cihaza sahip bir komşu, hücresel sinyal bozucumuzu açan yiğit bir Roskomnadzor çalışanı vb.) ve benzeri iç gürültü alıcı cihazımızın kendisinden kaynaklanmaktadır. Evet, her alıcı cihazın maalesef kendi gürültüsü vardır (amplifikatör mikro devrelerinin gürültüsü, cihazın güç kaynaklarının anahtarlanmasının gürültüsü vb.). Tüm bu seslerin zararlı olduğu açıktır ve bunları en aza indirmeye çalışmalıyız.

İlk bakışta pek de belirgin olmaması oldukça olasıdır, Sinyal-gürültü oranı hızı nasıl etkileyebilir? Aslında buna biraz daha detaylı bakalım. Bunu yapmak için nesil ormanının daha da derinlerine tırmanmamız gerekiyor. 3G ve fiziksel sinyaller düzeyine gelin ve bu düzeyde birbirlerinden nasıl farklı olduklarını anlayın UMTS, HSDPA veya HSPA+. Elbette az sayıda olmayan farklılıklar arasında en ilginç olanı ve belki de hız üzerinde en büyük etkiye sahip olanı vurgulayacağız. Bu, sinyal modülasyonu türlerindeki bir farktır. Web sitemde henüz modülasyonla ilgili herhangi bir makale yok, bu nedenle modülasyonun parametreleri değiştirdiğini belirtmekte fayda var ( genlik, frekans veya faz) bilgi sinyalimizin kanununa göre yüksek frekanslı taşıyıcı. Kabaca konuşursak, cep telefonunda sıfırlar ve birler şeklinde saklanan bir kedi resmimiz var. 2100 MHz civarında saf bir sinüs dalgası alıyoruz ve örneğin genliğini, kediyi kodlayan sıfırlara ve birlere göre değiştiriyoruz. Bundan sonra bu sinyali yayına gönderiyoruz. Alıcı tarafta ters işlemi gerçekleştirip sinüs olmadan sadece sıfırları ve birleri elde ederiz. Böylece kedili bir görüntüyü aktarabilirsiniz. Elbette bu çok yaklaşık bir açıklama, bunun ayrı bir makalede daha ayrıntılı olarak tartışılması gerekiyor.

Yani modülasyon. Bir nesilde nasıl bir şey? 3G? Bu sadece standarda bağlıdır. İÇİNDE UMTS büyük ihtimalle şöyle bir şey 4- QAM veya 8-QAM. Maalesef doğru bilgiye ulaşamadım, elinde olan varsa lütfen yorumda paylaşsın. Ağlarda HSDPA ağırlıklı olarak modülasyon 16- QAM, oysa HSPA+ o ulaşabilir 64- QAM. Buradaki amaç ne? Buradaki önemli nokta, modülasyon sırası ne kadar yüksek olursa, bir sembolde o kadar fazla veri iletilebilir ve genel veri aktarım hızı da o kadar yüksek olur. Beyler, Şekil 2 ve 3'e bir bakın. Orada bir sinyalin osilogramlarının bir örneğini çizdim. 4-QAM modülasyon ve 8-QAM modülasyon.

Şekil 2 - 4-QAM modülasyonlu sinyal

Şekil 3 - 8-QAM modülasyonlu sinyal

Hiç QAM modülasyon ilginç bir şeydir ve ayrı bir makaleyi hak eder. Ancak henüz böyle bir yazı hazırlamadığım için şimdilik her türlü sinyal takımyıldızına derinlemesine girmeyeceğiz, ancak gözümüzün önünde olanlardan bahsedelim. Şekil 2'de dört sembol çizdim 4-QAM modülasyonlar farklı renklerdedir. Her karakter 4- QAM yararlı bilgilerimizin iki bitini kodlar. Bu semboller yalnızca başlangıç ​​aşamasında farklılık gösterir: Sembolden sembole geçerken bu aşamanın nasıl atladığını gözlemleyebilirsiniz. Turkuaz sembolü, 00, mor - sıra 01, mavi - 10, kırmızı - 11 bit dizisini kodlar. Bu bölüm koşulludur, farklı şekilde atanabilir, asıl önemli olan verici ve alıcının bunu anlamasıdır. Yani, sıfırlar ve birlerden oluşan bir diziyi iletmek için, onu iki bitlik gruplara ayırmamız ve her gruba kendi fazına karşılık gelen bir sinüs atamamız gerekir. Daha sonra bu sinüsler sırayla birbirine yapıştırılır ve ortak bir sinyal elde edilir. Yani, Şekil 2'deki sinyal, 00011011 formundaki bilgiyi geleneksel 0,4 birim zamanda iletir. Dolayısıyla bizim durumumuzda ne zaman 4- QAM 8 bit (1 bayt) yaklaşık 0,4 oranında iletilir zaman birimleri.

Farzedelim 8-QAM? Orada her şey daha ilginç. Faza ek olarak genlik de değişir. İki farklı sinyal seviyemiz var - geleneksel 0,5 ve 1. Bu sayede ortaya çıkıyor o 1 karakter 8- QAM iki değil tam üç bitlik bilgi iletir. Böylece aynı geleneksel 0,4 birim zamanda 000001010011 formundaki bilgiler iletilecektir.Yani bizim durumumuzda en 8- QAM 12 bit bilgi aynı 0,4 birim zamanda iletilir.

Dikkat ettiniz mi beyler? Zaman aynı kalıyor ancak iletilen bilgi miktarı arttı! Bu, veri aktarım hızının arttığı anlamına gelir! Ve eğer kullanırsak 64-QAM modülasyon, o zaman bir sembol var 64-QAM(nasıl HSPA+) log 2 (64) = 6 bit bilgi iletecektir. Hız hala artacak!

"Daha fazla QAM'e ihtiyacımız var!" ruhunda bir ayartma olabilir. Örneğin bizi 8192-QAM yapmaktan ve çok yüksek hızlara ulaşmaktan alıkoyan ne? Ve hala aynı müdahale beyler. Bir sembol tarafından iletilen bit sayısı arttıkça sistemin gürültü bağışıklığı azalır. Sinyal-gürültü hakkında söylediklerimi hatırlıyor musun? Sinyalimize gürültü ekleyelim 8-QAM(Şekil 4).

Şekil 4 - 8-QAM sinyali + GÜRÜLTÜ

Görüyorsunuz beyler, gürültü bir sinyali nasıl bozabilir. Genliği 0,5 olan semboller neredeyse 1 oldu, 1 olanlar ise neredeyse 1,5 oldu. Bu durumda sembolleri birbirinden ayırmak zorlaşır. Ve bir sembolde ne kadar çok bilgi varsaN-QAM, gürültünün etkisi o kadar fazla olur. Sonuç olarak, geçiş yapmamız gerekiyor 8-QAM Açık 4-QAM(Şekil 5).

Şekil 5 - 4-QAM Sinyali + GÜRÜLTÜ

İÇİNDE 4-QAM Genlik olarak zaten tek bir seviyemiz var ve sembolleri ayırt etmek çok daha kolay hale geliyor. Gerçek şu ki hız düşüyor...

Peki ne olur? İyi bir sinyal-gürültü oranımız varsa ve 64- kullanmak mümkünseQAM, daha sonra yüksek olasılık derecesine sahip cihazımız standartla çalışmaya başlarHSPA+ ve veriler yüksek hızda aktarılır. Sinyal-gürültü oranı ne kadar kötü olursa, "sayı" da o kadar düşük olurÇalışmanın istikrarlı olduğu QAM", veri aktarım hızı o kadar düşük olur ve sonuçta standarda düşebilirsiniz UMTS.

Şimdi beyler, umarım simgenin basit bir şekilde atlanmasının ardında sürecin hangi fiziğinin gizlendiğini biraz daha net anlamışsınızdır. "3G" simgeye "H+" akıllı telefonunuzda.

Tartışmaya başlamadan önce muhtemelen dikkat etmemiz gereken birkaç şey var. 4G.

1. an. Hız, sinyal-gürültü oranına ek olarak bağlı abone sayısına da bağlıdır. Bunun açık olması gerektiğini düşünüyorum.

2 numaralı an. Kötü bir sağlayıcı, mükemmel sinyal/gürültü ve yakınlarda minimum sayıda abone olsa bile hızı düşürebilir. Mesela Tele2 bu konuda suçlu...

Şimdi en lezzetli şeyden bahsedelim - 4G. Hızlar (30…50) Mbit/sn Bu hiç de nadir değildir ve daha yüksek sayılar mümkündür. Katılıyorum, şehir dışındaki kulübenizde internetin olması oldukça güzel, bu hız hiçbir şekilde ev internetinden daha düşük değil ve hatta bazı durumlarda onu aşıyor. Ama frekans aralıklarında burada tam bir kaos var beyler. Zaten üç tane var, frekans olarak birbirlerinden oldukça uzaklar ve hepsi belirli kulelerde aktif olarak kullanılıyor. Tüm bu aralıkları frekans ekseninde gösterdiğim Şekil 6'ya bir bakın.

Şekil 6 - 4G frekansları

Yani oldukça komik ve ilk bakışta pek anlaşılamayan isimleri olan üç serimiz var LTEB20, LTE B3 Ve LTE B38. Ağlara benzer 3G veri iletme ve alma kanalları da frekansa göre bölünür: kullanıcıdan baz istasyonuna veri aktarma frekansları yukarı okla ve veri alma frekansları aşağı okla gösterilir.

Aralıkların her birinde B20, B3 Ve B38İletim ve alım frekansları da hücresel operatörler arasında çok kurnazca bölünmüştür: hepsi birbirine karışmıştır, farklı kanal genişliklerine sahiptir ve genel olarak hangi operatörün nerede olduğunu anlamak kolay değildir. Ancak sizi bir dereceye kadar memnun etmek için acele ediyorum: Her operatörün nerede olduğunu ve kanal genişliğinin ne olduğunu ayrıntılı olarak bilmenize gerek yok. Daha ileri çalışmalar için Şekil 6'da belirtilen sayılar bizim için yeterlidir.

Bana sorabilirsin - durum nedir modülasyon V 4G? Beyler, onunla işler burada olduğundan çok daha zor. 3G. Burada geçerli modülasyonOFDM- birbirine dik frekanslarda veri iletimi. Belki gelecekte bunun altında nelerin saklı olduğundan bahsedeceğiz ama açıkçası bugün değil. Ancak buradaki öz kesinlikle tamamen aynıdır. 3G: Sinyal-gürültü oranı ne kadar yüksek olursa, bireysel taşıyıcıların bilgi yoğun modülasyon türleri o kadar fazla kullanılabilir ve veri aktarım hızı da o kadar yüksek olur.

Beyler, bu makaleyi okuduktan sonra, mobil İnternet hızını artırmak için sinyal-gürültü oranını artırmamız gerektiğinin sizin için oldukça açık olduğunu düşünüyorum. Bunu nasıl yapabilirim? Teorik olarak bu iki şekilde yapılabilir. Bir numaralı yol sinyali arttır ve iki numaralı yol: gürültüyü azaltmak, ve tüm bunlar kesinlikle yapılmalı ilgilendiğimiz gruplar: eğer çalışmak istiyorsak 3G aralık, o zaman bu grup (1920...2170) MHz, ve eğer ilgileniyorsak 4G, daha sonra aralıklarda (791...862) MHz, (1710...1880) MHz, (2500...2690) MHz. Maalesef gürültüye az da olsa etki edebiliyoruz ama sinyali arttırabiliyoruz.

Bunu yapmanın bir yolu satın almak veya yapmaktır. mobil internet için antenler. Bir sonraki makalenin başında özetleyeceğim birkaç nedenden dolayı hazır bir anten satın almayı reddettim. Geliştirme yoluna gitmeye karar verdim senin antenin ve bir sonraki yazımda size bu süreci anlatmaktan mutluluk duyacağım! Bugünlük bu kadar, okuduğunuz için teşekkürler, devamı çok yakında!

3G (UMTS) ağları zaten oldukça ileri teknolojiydi ve HSPA+ teknolojilerini destekleyen sonraki 3.75G sürümleri aslında yeni bir dördüncü nesil 4G iletişiminin öncüsüydü. Sonuçta ana 4G standardı LTE oldu ve bu daha sonra gelişmiş LTE'ye yükseltildi. Gelişmiş LTE için aşağıdaki gereksinimler açıklandı: Hareketli nesneler için hız standardı 100 Mbit/s'nin üzerinde, sabit nesneler için ise 1 Gbit/s'nin üzerindedir. Öncekilerden farklı olarak, yeni radyo modülü sayesinde LTE artık 2-3 ana frekansı değil, 1,4 MHz'den 20 MHz'e kadar tüm frekans bandını destekliyor. Kanallar daha geniş bant haline geldi ve yeni tip sinyal modülasyonu ve tamamen dijital hale gelen (ses dahil) bir veri iletim protokolü daha yüksek hızlar sağlıyor.

GPRS, 3G, 4G ağlarının karşılaştırma tablosu

BAND adı verilen yaklaşık 70 standart frekans aralığı, 4G ağ ekipmanı için ayrılmıştır.

Rusya'da kullanıldı.

1800 MHz FDD bandında 3; 2600 MHz FDD bandında 7; 800 MHz FDD bandında 20;

450 MHz FDD bandında 31; 2600 MHz TDD bandında 38.

Rusya'daki mobil operatörler tarafından kullanılan BAND tablosu

FDD ve TDD tanımları, sinyal işleme türlerini gösterir FDD, Frekans Bölmeli Çift Yönlü (gelen ve giden kanalın frekans bölümü), TDD - Zaman Bölmeli Çift Yönlü (gelen ve giden kanalın zaman bölümü). Bu durumda, FDD LTE'de 20 MHz kanal genişliğimiz varsa, frekans aralığının bir kısmı (15 MHz) alıma, bir kısmı da (5 MHz) sinyal iletimi için ayrılır. Kanalların frekansları örtüşmez ve verilerin stabil yüklenmesi ve boşaltılması sağlanır. TDD LTE, tüm bant genişliğini alım ve iletim için ayırır, ancak veriler, veri alımına daha yüksek öncelik verilerek dönüşümlü olarak iletilir.

İstatistiklere göre ülkemizde en yaygın LTE bandı 1800 MHz'dir ve bu nedenle bu frekans için 4G sinyal tekrarlayıcı satın almalısınız.

4G LTE kategorileri

Kullanılan frekans aralığı oldukça geniş olduğundan ve ekipmanın alınması ve iletilmesi için neredeyse her yıl iyileştirmeler icat edildiğinden (yeni modülasyon türleri, frekans toplama desteği ve çok daha fazlası), ekipmanı standartlaştırmak için özel kategoriler tanıtıldı. Bu kategorilerin özü oldukça basittir; daha yüksek bir kategori, daha yüksek alım ve iletim hızı anlamına gelir. Günümüzde en yaygın kullanılan kategoriler CAT3-CAT4'tür. Bu, alım için (DownLink) elde edilebilecek maksimum mobil İnternet hızının 150 Mbit/s, iletim (UpLink) için ise 50 Mbit/s olabileceği anlamına gelir. Ortalama bir kullanıcı için LTE ekipmanı kategorisine ilişkin bilgi şu anda çok önemli bir faktördür, çünkü... birçok yeni cihaz (örneğin cep telefonları veya yönlendiriciler) donanımda gerekli veri alışverişi hızını desteklemeyebilir. Günümüzde LTE standardını destekleyen çoğu yeni telefon, modem ve yönlendirici modeli genellikle bir kategori numarası gösterir. Bugün 5-6 kategorideki cihazların piyasada yeni görünmeye başladığına dair bir rezervasyon yapalım. Aslında halihazırda 16 kategori olmasına ve daha fazlası eklenecek olmasına rağmen, burada 14 ana kategoriye ilişkin bir tablo bulunmaktadır.

Tablodan da görülebileceği gibi kategori 6'dan (kat.6) itibaren cihazlar halihazırda yeni LTE-A (Gelişmiş) standardına sahiptir. LTE-A, frekans toplama adı verilen desteği destekleyen LTE'nin hemen hemen aynısıdır. Frekans toplama, bir akıllı telefonun, yönlendiricinin veya modemin aynı anda birden fazla frekansta çalışmasına olanak tanır ve böylece bilgi alma ve iletme kanalını genişletir. Bu durumda cihaz, operatörün hizmet verdiği birden fazla BAND'a aynı anda bağlanır. Buna göre yönlendiricinin veya telefon donanımının LTE-A standardını desteklemesi durumunda bu mümkün olacaktır.

Dolayısıyla bugün, 1Gb ve üzeri 4G LTE ağlarında teorik İnternet hızı, esas olarak üretilen ekipmanlarla sınırlıdır; üreticiler henüz mevcut standartları yakalayamadı... Ve 5G zaten yolda ama buna biraz sonra değineceğiz.

4G (LTE) nedir? Wikipedia'ya göre LTE (kelimenin tam anlamıyla Long-TermEvolution - uzun vadeli gelişme, genellikle 4G LTE olarak anılır), cep telefonları ve verilerle çalışan diğer terminaller (örneğin modemler) için kablosuz yüksek hızlı veri iletimi için bir standarttır. Ağ çekirdeğini iyileştirmenin yanı sıra farklı bir hava arayüzü kullanarak verimi ve hızı artırır. Standart, 3GPP (mobil telefon için spesifikasyonlar geliştiren bir konsorsiyum) tarafından geliştirilmiştir. LTE kablosuz arayüzü 2G ve 3G ile uyumlu olmadığından ayrı bir frekansta çalışması gerekir. Rusya'da LTE için üç frekans aralığı tahsis edilmiştir - 800, 1800 ve 2600 MHz.

LTE FDD ve LTE TDD

LTE standardı, aralarındaki farklar oldukça önemli olan iki tipte gelir. FDD - FrekansDivisionDuplex (gelen ve giden kanalların frekans çeşitliliği) TDD - TimeDivisionDuplex (gelen ve giden kanalların zaman çeşitliliği). Kabaca konuşursak, FDD paralel LTE'dir ve TDD seri LTE'dir. Örneğin, FDD LTE'de 20 MHz kanal genişliğinde aralığın bir kısmı (15 MHz) indirme için, bir kısmı (5 MHz) yükleme için verilir. Böylece kanallar frekans olarak çakışmaz, bu da veri yükleme ve boşaltma konusunda eş zamanlı ve stabil çalışmanıza olanak tanır. TDD LTE'de aynı 20 MHz kanal tamamen hem indirmeye hem de yüklemeye verilir ve veriler bir yönde veya diğer yönde dönüşümlü olarak iletilir ve indirme hâlâ önceliklidir. Genel olarak FDD LTE tercih edilir çünkü daha hızlı ve daha kararlı çalışır.

Frekans aralıkları LTE, Bant

LTE ağları (FDD ve TDD) farklı ülkelerde farklı frekanslarda çalışır. Birçok ülkede aynı anda birden fazla frekans aralığı kullanılmaktadır. Tüm ekipmanların farklı “bantlarda” çalışamayacağını belirtmekte fayda var; frekans aralıkları. FDD aralıkları 1'den 31'e, TDD aralıkları 33'ten 44'e kadar numaralandırılmıştır. Ayrıca henüz numaraları atanmamış çeşitli standartlar da vardır. Frekans bantlarına ilişkin spesifikasyonlara bantlar (BAND) adı verilir. Rusya ve Avrupa'da esas olarak bant 7, bant 20, bant 3 ve bant 38 kullanılmaktadır.

Rusya'da şu anda 4. nesil ağlar için dört frekans aralığı kullanılmaktadır:

Örnek olarak LTE2600 (Band7) aralığındaki ana Rus telekom operatörleri arasındaki frekans dağılımını vereceğim:

Bu şemadan da görebileceğimiz gibi Beeline yalnızca 10 MHz aldı. Rostelecom ayrıca yalnızca 10 MHz aldı. MTS - Moskova bölgesinde 35 MHz ve ülke genelinde 10 MHz. Ve Megafon ve Yota (bu aynı holding) Moskova bölgesinde iki kişi için 65 MHz'e ve Rusya genelinde 40 MHz'e kadar çıktı! Yalnızca 4G standardındaki Megafon, Moskova'daki Yota aracılığıyla sanal olarak çalışır; diğer bölgelerde - Megafon ve MTS. TDD serisinde televizyon (Cosmos-TV vb.) Moskova dışında Rusya'nın her yerinde faaliyet gösterecek.
Rusya'daki hücresel operatörlerin frekanslarının tam dağılımı için bkz.

Rusya'da 4G LTE ağları

Rusya'nın bölgelerine göre operatörler arasındaki frekans dağılımını bulabilirsiniz.

Aralık bantlarının sayısını hatırlamakta zorlananlar veya ellerinde uygun bir referans kitabı olmayanlar için, aşağıda ekran görüntüsü verilen küçük bir Android uygulaması olan RFrequence'ı öneririm.

LTE kategorileri

Abone cihazları kategorilere ayrılmıştır. Günümüzde en yaygın cihazlar kategori 4 CAT4 cihazlarıdır. Bu, alım için (downlink veya DL) elde edilebilecek maksimum mobil İnternet hızının 150 Mbit/s, iletim için (uplink veya UL) 50 Mbit/s olabileceği anlamına gelir. Bunun ideal koşullar altında elde edilebilecek maksimum hız olduğuna dikkat etmek önemlidir - bunların başlıcaları kuleden uzakta olmamanız, hücrede sizden başka abonenin olmaması, optik aktarımın baz istasyonuna bağlı olması vb. Abone cihazlarının en yaygın kategorileri tabloda gösterilmektedir.

Tablonun biraz açıklanması gerekiyor. Burada “taşıyıcı birleştirme” ve “tamamlayıcı teknolojiler” den bahsedilmektedir. Ne olduğunu açıklamaya çalışacağım.

Frekans toplama

Bu durumda "toplama" kelimesi bir birlik anlamına gelir, yani. Frekans toplama, frekansların birleştirilmesidir. Bunun ne anlama geldiğini aşağıda açıklamaya çalışacağım.
İletim alım hızının iletim kanalı genişliğine bağlı olduğu bilinmektedir. Önceki bölümdeki tablodan gördüğümüz gibi, örneğin MTS'nin indirme kanalı genişliği Band7 aralığında (Moskova hariç) 10 MHz'dir ve yükleme kanalı da 10 MHz'dir. İndirme hızını artırmak için operatör, satın aldığı frekansları indirme için 15 MHz ve yükleme için 5 MHz oranında yeniden dağıtır. Diğer sağlayıcılar da aynısını yapıyor.

Bir gün, geliştiricilerden birinin aklına parlak bir fikir geldi: Peki ya sinyal tek bir taşıyıcı frekansta değil, aynı anda birkaç taşıyıcı frekansta iletiliyorsa? Bu, alım/iletim kanalını genişletir ve hız teorik olarak önemli ölçüde artacaktır. Ve her taşıyıcı MIMO 2x2 şeması kullanılarak iletilirse, hızda ek bir kazanç elde ederiz. Bu iletim ve alım şemasına "frekans toplama" denir. 4G+ İnternet veya LTE-Advanced (LTE-A)'nın kullandığı bu şemadır.

Tablo, Cat.9 için verici ve alıcının aynı anda üç taşıyıcı frekansta (üç bantta) sinyal gönderip alabilmesi gerektiğini, her kanalın genişliğinin en az 20 MHz olması gerektiğini göstermektedir. Cat.12 için ayrıca anten cihazlarının bir MIMO 4x4 şeması kullanılarak bağlanması da gereklidir; aslında alıcı ve verici tarafta 4 antene ihtiyacınız var. Gizemli 256QAM sembolleri, bilginin daha yoğun bir şekilde paketlenmesine olanak tanıyan belirli bir tür sinyal modülasyonu anlamına gelir. Bu konuyu daha ayrıntılı olarak tanımak isteyenler, Vikipedi makalesindeki materyali ve oradaki bağlantıları tanımaya başlayabilirler.

Alıcı cihazların sınıflandırılması

Frekans toplama şeması Rus sağlayıcılar tarafından aktif olarak geliştirilmekte, frekans aralıklarının karşılıklı kullanımına ilişkin birçok anlaşma imzalanmış ve baz istasyonlarının anten tesisleri yeniden inşa edilmektedir. Ancak bir sorun vardır; alıcı tarafta, abonenin aynı anda birden fazla taşıyıcı frekans üzerinden bir sinyal alabilmesi gerekir. Akıllı telefonların, tabletlerin ve modemlerin tümü frekans toplamayı desteklemez ve bu nedenle 4G+'da çalışamaz.

2016 yılından bu yana, akıllı telefonların dokümantasyonu, çalışabilecekleri frekans aralıklarını (bantları) ve LTE kategorisini göstermektedir. Örneğin, 2017 yılında piyasaya sürülen bir akıllı telefon için Huawei P10 Plus, diğer parametrelerin yanı sıra aşağıdakileri belirtir:

Ek olarak, bu akıllı telefonda yerleşik bir IMO 4x4 anteni ve iki taşıyıcı frekanstaki sinyalleri aynı anda işlemesine olanak tanıyan karşılık gelen bir modem bulunur. Akıllı telefonunuz frekans toplamayı destekliyorsa "ayarlar" > "mobil ağ" sekmesi şuna benzer:

Eğer öyleyse, akıllı telefonunuz LTE-A'yı destekliyor demektir.

Böylece akıllı telefon üreticileri de mobil operatörlere yetişmeye başladı. Ne yazık ki modem üreticileri için aynı şeyi söylemek mümkün değil. Şu ana kadar en verimli modem maksimum 150/50 Mbit/s hız sağlıyor. Cat.4'e aittir. Şu ana kadar bu durum çok da üzücü değil, çünkü... bu tür hızlar, eğer pratikte elde edilirse, hayranlığı hak ediyor. Ancak mobil yönlendirici endüstrisi akıllı telefonlara yetişiyor gibi görünüyor. Huawei ve Netgeer'in Cat.6 yönlendiricileri (Rus bantlarını desteklemiyor) piyasada görünmeye başladı. Yani Huawei E5787s-33a yönlendirici AliExpress'ten yaklaşık 10 bin ruble karşılığında satın alınabiliyor.

4G+ modunda elde edilen gerçek hızların beyan edilen hızlardan uzak olduğu ancak basit 4G moduna göre önemli ölçüde daha yüksek olduğu söylenmelidir. Yazar, Cat.12 akıllı telefonla LTE-A'yı (Megafon operatörü) bulmanın zor olmadığı Moskova'da, sonuçları ekran görüntülerinde gösterilen bir dizi deney gerçekleştirdi. İlk ekran görüntüsü LTE-A için hızlardır (frekans toplama etkindir), ikinci ekran görüntüsü LTE içindir (frekans toplama devre dışıdır). Ekran görüntüsü alırken nedense 4G+ simgesindeki artı işaretinin kaybolduğunu belirteyim. Nedenini bilmiyorum, test sırasında bir artı vardı - ekran görüntüsüne bakın.

Her mod için altı ölçüm yapıldı. Frekans toplamanın etkin olduğu hızlar, önemli ölçüde yüksek olmasa da, ortalama olarak belirgin şekilde daha yüksektir. Ölçümler gün içerisinde kulenin yakınında gerçekleştirildi.

LTE-A ile deneme yapmak isteyenler

Seçtiğiniz operatörün frekanslarını ölçerek onayladığınız LTE-A bölgenizde göründüyse (sağlayıcı İnternet'i iki frekansta dağıtır, örneğin LTE800 ve LTE2600, yani B7 + B20 kombinasyonunu kullanır) ve Neyi denemek için can atıyorsunuz? Durum buysa, o zaman diplexer'lı iki MIMO anteninden oluşan bir şema kullanmayı deneyebilirsiniz.

Uygulamayı başlattıktan sonra ayarlarına gidin ve “GMS/UMTS/LTE frekanslarını algıla” kutusunu işaretleyin.

Daha sonra ana ekranda, kullanılan frekans aralığı hakkında ilgilendiğiniz bilgiler görüntülenmelidir.

Bizim durumumuzda akıllı telefon, 1800 MHz (bant 3) frekansında 4G standardını kullanarak Tele2 ağına bağlanıyor.

" dördüncü nesil mobil kablosuz hücresel iletişimi ifade eden bir pazarlama terimidir. 1G, yaygın olarak bulunabilen ilk cep telefonu grubunu ifade ederken, 2G, kısa mesajla birlikte dijital sistemlere taşınmış ve ardından 3G teknolojisi önemli gelişmeler sunmaktadır. 4G, son olarak internette kolayca gezinme yeteneğiyle değil, artık kısa mesaj, görüntülü arama ve mobil TV gibi mevcut 3G uygulamalarının daha da geliştirilmesinin gerektirdiği hız gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlandı. Fantezinin akıllı telefonlara HDTV özelliği gibi eklediği bu sorunun cevabı.

4G (İngilizce dördüncü nesil - dördüncü nesil), yüksek veri aktarım hızları ve gelişmiş sesli iletişim kalitesi ile karakterize edilen, gelecek vaat eden (dördüncü) nesil bir mobil iletişimdir. Dördüncü nesil genellikle mobil abonelere 10 Mbit/s'nin üzerindeki hızlarda veri iletmek için kullanılabilecek gelecek vaat eden teknolojileri içerir.

2007 yılında, Radyokomünikasyon Sektöründeki Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU-R), Uluslararası Mobil Telekomünikasyon-İleri (IMT-İleri) adı verilen yeni bir küresel standart tanımladı. Standart, bir ağın "4G" olarak adlandırılabilmesi için karşılaması gereken işlevlerin bir listesini içerir. Bunlar aşağıdaki işlevlerdir (ITU'dan alıntı):

• hizmetlerin IMT içindeki ve sabit ağlarla uyumluluğu;
• diğer radyo erişim sistemleriyle etkileşime girme yeteneği;
• yüksek kaliteli mobil iletişim hizmetleri;
• dünyayı dolaşma yeteneği;
• Genişletilmiş hizmetleri ve uygulamaları desteklemek için iyileştirilmiş en yüksek veri hızları.

Bu, IMT-Advanced'in, 3G ağlarında kullanılan ayrı telefon görüşmesi devreleri yerine IP Üzerinden Ses (VoIP) içeren bir İnternet Protokolü (IP) paket anahtarlamalı ağ olacağı anlamına gelir.

IMT-Advanced'in bir başka özelliği de sorunsuz geçiş de dahil olmak üzere birden fazla ağ türü üzerinde kesintisiz iletişim ve dolaşım olacaktır.

Basitçe söylemek gerekirse, sorunsuz aktarım, cihazınızın mevcut en hızlı ağa erişebileceği anlamına gelir. Bir telefon çağrısını yanıtlarsanız ve Wi-Fi Erişim Noktası menzili dahilinde hareket ederseniz, cihaz, telefon bağlantınızı kaybetmeden 4G ağından Wi-Fi Erişim Noktası'na geçer ve siz operatörünüzün menzilindeyken bağlı kalırsınız. Wi-Fi Erişim Noktasında. Wi-Fi bölgesinde. Wi-Fi bölgesinden ayrıldığınızda cihaz, telefon bağlantınızı kaybetmeden sorunsuz bir şekilde 4G ağına geri dönecektir. Gereksinimler listesinde 4G ağlarının 100 Mbps'ye kadar hızlarda veri alışverişi yapabilmesi gerektiği belirtiliyor. Bunu perspektife koymak gerekirse, 3G veri hızları şu anda 3,84 Mbps kadar yavaş olabilir, dolayısıyla bu ileriye doğru atılmış önemli bir adımdır.

Çok yakın gelecekte günlük yaşam haline gelecek olan modern teknolojiler, hastaların en iyi uzmanlarla iletişim kurmasını sağlayacak ve ikincisinin tıbbi kayıtları anında alacak olan uzaktan cerrahi operasyonlar ve çevrimiçi danışma sistemleri gibi garantili geniş bant erişimi olmadan mümkün değildir. hastalarından. Önümüzdeki yıllarda onsuz neredeyse hiçbir faaliyetin düşünülemeyeceği teknolojiler, güvenilir, hızlı ve yüksek kapasiteli kanallara ihtiyaç duyuyor. Mobil 4G ağları, gigabaytlarca veriyi anında ve yüksek düzeyde güvenlikle aktarmanıza olanak tanır. Kablosuz teknolojiler kırsal alanlara geniş bant erişiminin sağlanmasında öncülük ediyor. Fiber optik döşemek yerine onlarca kilometre mesafe üzerinden iletişim sağlayabilecek bir 4G istasyonu oluşturmak daha akıllı ve daha uygun maliyetlidir. Belki de Rusya, özellikle İletişim Bakanlığı başkanı Nikolai Nikiforov ve yardımcısı Yota Denis Sverdlov'un sahibi olduğu için, en gelişmiş 4G ağlarından birine sahip bir ülkeye dönüşecek. Hem Nikiforov hem de Sverdlov geniş pratik deneyime sahip insanlar. Tataristan Cumhuriyeti'nde geliştirilen ve başarıyla başlatılan ilk "elektronik hükümet", ikincisi, 2009 yılında WiMAX kablosuz İnternet iletişim formatını ve 2011 yılında en gelişmiş LTE formatını piyasaya süren Rusya'daki ilk markanın genel müdürüdür. Şu anda LTE cihazları 20 Mbit/s hızlar için tasarlanmıştır ancak teorik olarak dördüncü nesil ağ, 300 Mbit/s'ye kadar hızlar sağlayabilir ve bu da tamamen yeni hizmetleri mümkün kılar. Örneğin, büyük ofis ekranlarında yüksek kaliteli video konferanslar yürütmek. Bu tür konferanslara katılanlar yalnızca farklı coğrafi konumlarda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda örneğin şuralarda da hareket edebilir: LTE ağında çalışan bir dizüstü bilgisayardaki web kamerası, diyaloğa tam katılımı sağlayacaktır. Dosya alışverişi inanılmaz derecede hızlı hale gelir: örneğin 100 MB'lık bir dosya bir FTP sunucusuna yalnızca 4 saniyede yüklenebilir. Sıradan kullanıcılar büyük olasılıkla mobil İnternet televizyonuyla ilgileneceklerdir. 4G, hareket halindeyken hem müziği hem de videoyu kolayca indirebileceğiniz anlamına gelir; 4G üzerinden standart bir filmi indirmek yalnızca 10-15 dakika sürecektir. Hızlı bağlantılar aynı zamanda mobil oyuncuların zorlu çevrimiçi çok oyunculu oyunların keyfini çıkarmasına da olanak tanıyacak. Şu anda LTE, HD videoyu gerçek zamanlı olarak aktarmanıza olanak tanıyor - asıl önemli olan, gönderen tarafın sunucularının hızlı çalışmasıdır (YouTube zaten hızlı video dağıtımı için yapılandırılmıştır, ancak birçok video hizmeti henüz İnternet'te değildir). Artırılmış gerçeklik sistemleri, 4G ağlarının sağlayacağı bir bilim kurgu hizmeti olacak: Bir bulut sunucusu, abonenin konumuna ve web kameralarının "gördüğü" şehir manzarasına bağlı olarak mobil cihazların ekranlarına yüzlerce bağlamsal ipucu gönderecek.

Yorumunuzu bırakın!

Modern teknolojiler, özellikle internetin ve kablosuz iletişimin gelişmesi, dünyayı tanınmayacak kadar dönüştürdü. Nüfus yalnızca her türlü bilgiye ücretsiz erişimden değil, aynı zamanda iletişim ve eğlenceli boş zaman etkinlikleri için de eşsiz fırsatlardan yararlanmaktadır. Aynı zamanda internet bağlantısının kalite seviyesi ve veri aktarım hızı da büyük önem taşıyor. Ve zamanımızda bu teknolojilerin gelişimi eşi benzeri görülmemiş boyutlara ulaştı. Yeni nesil iletişimin yaygınlaşmasına rağmen çok az kişi 4G'nin ne anlama geldiğini hala biliyor.

1. 4G nedir

4G İngilizce'de dördüncü nesil anlamına geliyor. Bu, yüksek veri aktarım hızlarına ve daha yüksek kalitede ses iletişimine sahip, gelecek vaat eden bir kablosuz iletişim neslidir. Bu nesil iletişim, hareket halindeki kullanıcılara kablosuz ağ üzerinden en az 10 Mbit/s'lik veri iletim hızları sağlayan ümit verici teknolojileri içerir. Peki 4G ne anlama geliyor? Bu, pek çok inkar edilemez avantajı olan dördüncü nesil mobil iletişimdir.

IMT-Advanced olarak bilinen çeşitli 4G geniş bant teknolojilerine ilişkin araştırmalara ve çok sayıda değerlendirmeye dayanmaktadır. Değerlendirme sonuçlarına göre yalnızca iki teknolojiye resmi IMT-Advanced unvanı verildi. Bunlar LTE-Advenced ve WirelessMAN-Advenced gibi gelecek vaat eden teknolojilerdir. Bu iki teknoloji bugün dördüncü nesil kablosuz iletişim olan 4G standardı kapsamına girmektedir.

2. 4G nasıl çalışır?

4G iletişim sistemleri paket veri aktarım protokollerine dayanmaktadır. Bu teknoloji, bilgi aktarımı için IPv4 protokolünü kullanıyor ancak gelecekte IPv6 protokolünü desteklemesi planlanıyor.

Modern 4G teknolojisi, kırsal alanlarda geniş bant İnternet erişimi sağlamada büyük önem taşıyor, çünkü bir 4G istasyonu kurmak, fiber optik bağlantı kurmaktan daha haklı. Bir istasyon onlarca kilometre boyunca yüksek hızlı iletişim sağlama kapasitesine sahiptir.

3. 4G'nin Faydaları

Günümüzde yüksek hızlı dördüncü nesil iletişimin avantajlarını değerlendirmek, çok fazla sayıda olması nedeniyle çok zordur. Bu tür teknolojilerin kullanılmasıyla, muazzam miktarda her türlü bilgi kullanıcıların kullanımına sunulur. Karmaşık ve tüketen web sayfalarının açılmasını bekleme ihtiyacının yanı sıra film vb. gibi yeterince büyük bir dosyayı indirmek için uzun süre beklemek artık geçmişte kaldı.

Dördüncü nesil 4G mobil iletişimin ana avantajları, kablosuz ağ üzerinden yüksek veri aktarımının yanı sıra yüksek kaliteli ses iletişimidir. Bu da kullanıcıların temel gereksinimi olan daha fazla kolaylık ve önemli ölçüde zaman tasarrufu anlamına geliyor. Ayrıca 4G mobil iletişim, kullanıcılara İnternet'e kesinlikle her yerden (4G kapsama alanının olduğu yerde) ve herhangi bir zamanda erişme fırsatı sağlar.

Dördüncü nesil kablosuz iletişim teknolojisinin devreye girmesiyle birlikte yüksek kalitede (HD) internet televizyonu kullanıcıların hizmetine sunulacaktır. Ayrıca kişiler video konferansın yanı sıra görüntülü görüşme de oluşturabilecek. Mobil cihazlar için 4G desteği birçok yeni fırsatın önünü açıyor.

4. 4G LTE NEDİR: Video

Bu tür teknolojiler sayesinde birçok kişi belirli eylemleri uzaktan gerçekleştirebilecek. Örneğin doktorlar başka bir kıtadayken robotik ameliyathaneleri yönetebilecekler.

Günümüzde dördüncü nesil mobil iletişim olduğunu iddia eden birçok teknoloji var. Bunlar aşağıdaki gibi teknolojilerdir:

• TD-LTE;
• Mobil WiMAX;
• HSPA+.

Bu çeşitliliğe rağmen çoğu mobil operatör LTE teknolojisini tercih ediyor ve Rusya ve Ukrayna'da gelişen teknoloji de bu. LTE teknolojisine dayalı 4G ağlarda veri aktarım hızı şu anda 30 Mbit/s civarındayken, gelecekte bu rakamın 300 Mbit/s'ye çıkması planlanıyor.

4G iletişimi kablosuz ağların geleceğidir. Günümüzde pek çok kullanıcı bu teknolojinin tüm faydalarını bizzat deneyimleme fırsatına sahip. Aynı zamanda 4G'yi bir kere denedikten sonra bir daha 3G'ye ve bu kadar yavaş bir bağlantıya dönmek istemeyeceksiniz.