LTE?
Что такое LTE? Это и есть 4G? Какое оно бывает, почему нельзя купить LTE-терминал в Америке и работать на нем в Европе? Эти, и не только, вопросы возникают у любого человека столкнувшегося с LTE.
Теория.
LTE – Long Term Evolution, эволюция с «хорошей» перспективой (про перевод можно поспорить, но именно такой вариант близок к сути). Согласно 3GPP стандарту 4G соответствует LTE Advanced, таким образом это еще не эталонный 4G. LTE, в определенных кругах, называют pre-4G. Не будем огорчаться и рассмотрим подробнее LTE.
В радиочасти применены новые методы модуляции: OFDM на downlink и SC-FDMA на uplink. Технология MIMO которая применялась и в HSPA+(2х2 антенн), получила дальнейшее развитие (4х4 антенн и более, в зависимости от релиза 3GPP и поддержки терминалами).
Всё это помогло получить большую пропускную способность радиоинтерфейса (300 Mbit/s на Downlink и до 75 Mbit/s на Uplink). Забегая вперед, скажу, что на тестовой базе мы получали скорости 80 – 85 Mbit/s на downlink.
Нельзя не упомянуть методы доступа с частотным (FDD) и временным (TDD) разделением каналов, которые вместе с разными несущими частотами мешают нам пользоваться одним терминалом, например в России и США. (все частотные диапазоны, одобренные со стороны 3GPP для применения в LTE, можно посмотреть здесь) Хотя ведущие производители LTE-оборудования уже интегрируют обе технологии в одном чипе, что позволит избежать указанных неудобств.
Преимущество FDD – более низкая интерференция между соседними BS и более высокая скорость в Downlink на одинаковой с TDD ширине канала (скорость downlink в TDD на канале 20 МГц соответствует скорости в FDD на канале 15 МГц). TDD с другой стороны, более эффективно использует ресурсы при асимметричном канале (каким и является канал в мобильной связи), поскольку в TDD возможно регулировать соотношение ресурсов для downlink/uplink. Поэтому, как FDD, так и TDD нашли своё место в современных сетях LTE.
Кардинальные изменения коснулись и ядра сети. В LTE забыли про старый, добрый ОКС7 и перешли на новый протокол — DIAMETER (на базе IP). Все сигнальные интерфейсы между элементами сети работают по протоколу DIAMETER, за исключением legacy 3G элементов, соединения с которыми происходят по SIGTRAN (опят же IP).
Детальное описание элементов и их задач, можно почитать, например, здесь .
LTE в мире.
Европа
В качестве исторической справки, давайте посмотрим на самую первую в мире LTE сеть, запущенную в Европе 14 декабря 2009 года. Сеть была введена в эксплуатацию оператором TeliaSonera в Стокгольме и Осло. Сеть покрывала центральные районы столиц Норвегии и Швеции – порядка 150 000 людей в Осло, и 300 000 в Стокгольме. Ожидаемые скорости передачи данных – от 20 до 80 Mbit/s. Так же интересный момент заключается в том, что оборудование для радиочасти и ядра сети в Осло поставляла компания Huawei, а в Стокгольм – Ericsson.
Сколько же стоит первым в мире получить беспроводной широкополосный доступ?
По данным интернет журнала Light Reading:
При запуске проводилась рекламная акция, и стоимость пользования LTE в месяц составляла $52.
После запуска в коммерческую эксплуатацию были предложены следующие тарифы:
- Telia Mobile Broadband Mellan (medium): 199 шведских крон ($30) в месяц за пакет данных 10GB, доступ к 3G и WiFi; за дополнительные 100 шведских крон ($14) ) в месяц можно было получить 4G доступ на скорости 5Mbit/s — 10Mbit/s.
- Telia Mobile Broadband Stor (large): 269 шведских крон ($40) в месяц, за пакет данных 20GB, доступ к 3G и WiFi; за дополнительные 100 шведских крон ($14) в месяц, в месяц можно было получить 4G доступ на скорости 10Mbit/s — 20Mbit/s.
- Telia Mobile Broadband Total 4G: 599 шведских крон ($88) в месяц за 4G доступ со скоростью 10Mbit/s — 80Mbit/s, и пакет данных 30GB, а так же доступ к 3G и WiFi.
По данным на 2012 год, абонентская база пользователей LTE компании TeliaSonera достигла 100 000 пользователей в 7 странах на территории Балтики и Скандинавии.
Америка
В Америке одна из первых LTE-сетей была запущена оператором Verizon. По состоянию на начало декабря 2010 года сеть охватывала 38 американских городов, предлагая скорость передачи данных 5-12 Мбит/сек на downlink и 2-5 Мбит/сек на uplink.
По последним данным компании Verizon, покрытие сети LTE составляет 75% населения США и присутствует в 371 городе.
По данным аналитического агентства Mosaik Solution, покрытие сети LTE компании Verizon выглядит немного скромнее. Также присутствует сравнение с покрытием сети оператора AT&T:
Обратим внимание на тарифы на мобильную связь абонентов Verizon:
Стоимость безлимитных звонков и SMS для каждого смартфона составляет $40 (возможно подключение несколько телефонов на тарифный план), в эту сумму не входит передача данных.
Компания Verizon вообще отказалась от безлимитных тарифных планов на передачу данных. Стоимость передачи данных зависит от выбранного пакета: 1 GB за $50, 2 GB за $60, 4 GB за $70, 6 GB за $80, 8 GB за $90, и 10 GB за $100.00.
Возможно подключение до 10 устройств, на выбранный пакет, с дополнительной оплатой превышения объема данных в пакете по $15 за 1 GB. Плюс ко всему придется заплатить дополнительную плату за каждое устройство отдельно: планшет $10, USB модем $20.
В целом, в мире, по последним данным ассоциации GSA (Global Semiconductor Alliance) ведется планирование к строительству или уже развертывается 292 LTE сети в 93 странах, включая 96 сетей, которые уже запущены в коммерческую эксплуатацию в 46 странах.
В дополнение, еще 55 мобильных операторов в 11 странах запускают пилотные сети LTE.
Таким образом, получается, что 347 операторов в 104 странах на текущий момент инвестируют в сети мобильной связи на базе технологии LTE.
По оценкам той же ассоциации на 31 декабря 2012 года будет запущенно в коммерческую эксплуатацию 152 сети в 65 странах.
LTE МегаФон. Как из одной сети получить две.
Благодаря совместной работе с Скартел был решен вопрос «Лицензии на частоты»,
Но это не единственная область сотрудничества. 3GPP разработала концепцию MOCN(Multi-Operator Core Network). Зачем строить две плохих радиосети, если можно построить одну хорошую, и в неё включить два ядра?
Основной принцип позволяющий использовать шаринг LTE, это передача на eNodeB по широковещательному каналу PLMN ID (Public Land Mobile Network ID состоящий из Mobile Country Code и Mobile Network Code). eNodeB использует PLMN ID для выбора сети и в свою очередь MME.
По этому принципу пошли и мы. Имея хорошую инфраструктуру, построенную еще при развертывании 3G, мы, совместно с Скартел, включили радиочасть LTE – eNodeB, запущенные на тех же площадках 3G баз, в уже готовый транспорт. Это значительно ускорило развертывание сети. Конечно, сама транспортная сеть так же совершенствуется и улучшается.
Касательно настройки ядра сети (EPC): помимо настройки самого оборудования, производилась настройка сигнальных соединений HSS и MME по DIAMETER, и их же с элементами 3G по SIGTRAN (SGSN, MSC). Все понимали, что помимо возможности получить сервисы сети LTE, нам нужен будет также «бесшовный» переход терминала между сетями LTE-3G-2G. Речь идет только о пакетной передаче данных, так как в LTE нет CS (circuit switching) домена, и, следовательно, предоставление голосового вызова CS – невозможно. Средствами LTE (VoLTE — Voice Over LTE) организация передачи голоса предусмотрена, но при наличии развернутой и функционирующей IMS (IP Multimedia Subsystem) сети, которой в данный момент — нет. Как быть?
И опять к нам на выручку приходит консорциум 3GPP. 3GPP была разработана процедура предоставления голосового сервиса в LTE сети на ранней стадии, пока нет полноценного IMS, посредством использования CS домен 2G/3G сетей. Данная технология называется CSFB (Circuit Switched Fallback). Основная идея заключается в том, что при исходящем/входящем вызове в сети LTE, происходит «выталкивание» абонента из 4G в 2G/3G сеть, посредством обмена сигнальными сообщениями между MME и MSC. В этом случае голосовой вызов проходит по стандартной процедуре для CS домена.
Казалось бы всё, передача данных и голос есть – сеть запущенна. Но, еще предстоит настроить роуминг между сетями LTE, и сетями LTE-UMTS-GSM, VoLTE (в перспективе) и другие услуги.
Но это уже совсем другая история. LTE и LTE-Advanced довольно интересная и объемная тема, поэтому если будет интерес, мы готовы продолжить и сформировать цикл статей и рассмотрению технологию более детально.
Автор: dude1phoenix
