Сети lte в россии что такое
Что такое LTE Band 3, Band 7, Band 20? Бэнды LTE в России
В описании различного оборудования для работы в сетях мобильной связи нередко встречаются такие характеристики, как поддержка «Band 3, Band 7, Band 20». Способность LTE-модема или смартфона работать в тех или иных «бэндах» напрямую связана с доступными для оборудования стандартами сотовой связи и мобильного интернета. Что такое бэнды LTE и какие бэнды используются в России? Давайте разбираться!
Что такое бэнд LTE?
Если говорить простым языком, то бэнды соответствуют определенным частотным диапазонам, используемым в сотовой связи. Так, под LTE Band 7 подразумевается, что мобильная 4G-сеть работает в диапазоне 2600 МГц. Полный список утвержденных бэндов и частот можно легко найти в справочной литературе или открытых интернет-источниках.
Помимо основной частоты приема и передачи данных, каждому бэнду соответствует набор сопутствующих уникальных характеристик, таких как доступная ширина канала и режим дуплекса. Например, одни бэнды рассчитаны на режим частотного разделения (Frequency Division Duplex — FDD), при котором прием и передача данных происходят на разных частотах, в то время как другие — на режим временного разделения (Time Division Duplex — TDD), когда прием и передача осуществляются на одних и тех же частотах поочередно.
Бэнды сотовой связи в России могут не соответствовать бэндам, используемым на территории других стран. Всего существует 88 бэндов LTE, однако на практике в каждой стране используется лишь несколько. Выделение тех или иных частот для нужд операторов мобильной связи происходит на государственном уровне и обычно учитывает особенности существующей инфраструктуры специальной, военной и гражданской связи.
Давайте же рассмотрим, какие бэнды сотовой связи используются в России!
Сотовая связь второго поколения (2G)
Сплошная нумерация бэндов была введена для описания стандартов 3G и 4G (LTE), однако в некоторых случаях в литературе можно встретить упоминания GSM Band 3 или GSM Band 8. Поскольку GSM-сети используют те же частоты, что и более поздние поколения связи, становится возможным использование нумерации бэндов по аналогии, поэтому в случае с GSM-сетями корректнее говорить об «эквивалентных бэндах». Чаще бэнды GSM записываются просто с указанием частоты (например, GSM-900 или GSM-1800).
GSM-900
Uplink: 890–915 МГц
Downlink: 935–960 МГц
Наиболее распространенный GSM-стандарт, работающий на частоте 900 МГц. Низкая частота обеспечивает превосходную дальность распространения сигнала до 30 км, что позволяет операторам создать ковровое покрытие надежной голосовой связью. GSM-900 работает как в городах, так и в сельской местности, включая отдаленные населенные пункты. Связь 2G сопровождает водителей транспортных средств при движении по федеральным и междугородним трассам. Классические сети GSM-900 используются всеми операторами, кроме Tele2.
GSM-E900, EGSM (Extended GSM), GSM Band 8
Uplink: 880–915 МГц
Downlink: 925–960 МГц
В отличие от простого GSM-900, этот расширенный стандарт 2G получил дополнительные 10 МГц во входящем и нисходящем каналах. Появление EGSM напрямую связано с чрезмерно интенсивным использованием «классического» GSM в городах. В определенный момент операторам потребовался дополнительный частотный ресурс, который был выделен государственными органами под нужды сотовой связи.
GSM-1800, DCS-1800, GSM Band 3
Uplink: 1710–1785 МГц
Downlink: 1805–1880 МГц
Альтернативный частотный диапазон сетей второго поколения, работающий на частоте 1800 МГц. В отличие от GSM-900, GSM-1800 чаще всего встречается в городах и крупных населенных пунктах и не используется для коврового покрытия территории. Стандарт был введен постепенно как ответ на нехватку свободных полос в сетях GSM-900. Расширение диапазонов с течением времени обусловлено как возникновением новых стандартов, так и ростом числа абонентов, а также появлением новых операторов на рынке услуг мобильной связи. Сети GSM-1800 используются всеми операторами, в том числе Tele2 (кроме Москвы, где оператор не получил лицензию на этот диапазон).
Как уже было отмечено выше, для обозначения 2G-стандартов обычно используется буквенная номенклатура с численным значением частоты передачи данных. Однако изредка встречаются попытки применить универсальную номенклатуру бэндов, используемую для 3G/4G-связи. В такой записи сети GSM-E900 соответствуют GSM Band 8, а сети GSM-1800 могут быть названы GSM Band 3.
Сотовая связь третьего поколения (3G)
3G Band 1 (UMTS-2100)
Uplink: 1920–1980 МГц
Downlink: 2110–2170 МГц
Главный 3G-диапазон, работающий в российских городах, поселках и других населенных пунктах. UMTS-2100 способен предоставить максимальную скорость мобильного интернета, доступную в режиме 3G. Дальность действия сети достигает 15 км от базовой станции. Стандарт 3G Band 1 применяется всеми без исключения операторами сотовой связи.
3G Band 8 (UMTS-900)
Uplink: 880–915 МГц
Downlink: 925–960 МГц
Стандарт используется оператора связи вблизи военных частей, границ, аэропортов и прочих объектов, где диапазон 2100 МГц занят под нужды специальной связи. UMTS-900 является дополнительным стандартом и редко встречается в городах, поскольку в крупных населенных пунктах выгоднее использовать UMTS-2100 с большей полосой пропускания и, как следствие, с более высокой скоростью мобильного интернета.
Бэнды LTE в России
LTE Band 3 (LTE-1800)
Uplink: 1710–1785 МГц
Downlink: 1805–1880 МГц
Стандарт использует частотный диапазон 1800 МГц, совпадающий с диапазоном GSM-сетей. При создании 4G-сети на базе уже построенной 2G-инфраструктуры операторы, как правило, сохраняют исходную сеть и выделяют часть диапазона под новую 4G-сеть. LTE Band 3 встречается как в городах, так и в сельской местности. Данный вид связи работает в дуплексном режиме FDD с частотным разделением нисходящего и восходящего канала.
LTE Band 7 (LTE-2600)
Uplink: 2500–2570 МГц
Downlink: 2620–2690 МГц
Ведущий 4G-стандарт, занимающий частотный диапазон 2600 МГц. Благодаря широкой полосе частот, LTE-2600 отличается самой высокой скоростью работы мобильного интернета. В то же время высокая частота стандарта обеспечивает небольшую дальность распространения радиоволн. LTE Band 7 используется в городах и крупных населенных пунктах, обладающих развитой инфраструктурой операторов связи и высокой плотностью установки базовых вышек. Дуплексный режим бэнда — FDD.
LTE Band 20 (LTE-800)
Uplink: 832–862 МГц
Downlink: 791–821 МГц
«Низкочастотный» стандарт LTE Band 20, применяемый операторами за городом для коврового покрытия и в городах для поддержки агрегации частот (передачи данных в нескольких стандартах мобильного интернета одновременно). Нередко LTE-800 используется для сплошного покрытия территории, охвата участков федеральных трасс и пригородной зоны. Интересная техническая особенность представленного стандарта: в отличии от других «бэндов» российских LTE-сетей, у LTE-800 частоты канала Uplink расположены выше частот Downlink.
LTE Band 31 (LTE-450)
Uplink: 452,5–457,5 МГц
Downlink: 462,5–467,5 МГц
Достаточно редкий низкочастотный стандарт LTE Band 31 на частоте 450 МГц. Используется только оператором Skylink для сплошного покрытия мобильной сетью больших территорий. Сети на основе LTE-450 работают в Москве, Подмосковье, и еще нескольких крупных городах и областях. К существенным недостаткам LTE Band 31 можно отнести узкую полосу частот, что значительно ограничивает скорость работы мобильного интернета. Дуплексный режим бэнда — FDD.
LTE Band 38 (LTE-2600 TDD)
Uplink/Downlink: 2570–2620 МГц
Единственный российский LTE-стандарт, работающий в режиме TDD (дуплексный режим с разделением по времени). Как было отмечено в вводной части статьи, в режиме TDD устройство одновременно может либо принимать, либо передавать сигнал, поэтому в каналах Uplink и Downlink используется общий частотный диапазон. LTE Band 38 применяется в Москве и Подмосковье, а также некоторых других городах. Чаще всего операторы добавляют LTE Band 38 для поддержки агрегации частот с другими стандартами мобильного интернета.
Прочие бэнды LTE
Выше мы перечислили основные бэнды LTE, которые активно используются в России. Однако нельзя оставить «за кадром» диапазоны 900 и 2100 МГц, который также могут использоваться для построения 4G-сетей. В рамках подхода технологической нейтральности операторы получили возможность заново использовать диапазоны GSM и 3G для расширения LTE-покрытия. На сегодняшний день сети LTE Band 1 и LTE Band 8 встречаются относительно редко, однако в дальнейшем можно ожидать более широкого распространения этих бэндов.
Описание работы частоты 4G LTE в России и мире
GSM TECHNOLOGY
Многие владельцы мобильных устройств, пользующиеся интернет-услугами различных провайдеров, знают о существовании устаревших и новых технологий передачи данных по беспроводной сети. Благодаря постоянному усовершенствованию старые технологии все меньше используются, уступая место LTE. Этот новый стандарт связи обеспечивает пользователей высокой скоростью интернет-соединения и качеством сигнала.
Что такое LTE?
LTE является стандартом беспроводной передачи данных и развитием стандартов GSM/UMTS. Целью LTE было увеличение пропускной способности и скорости с использованием нового метода цифровой обработки сигналов и модуляции, которые были разработаны на рубеже тысячелетий.
Для успешной работы используется определенная частота 4G на территории РФ. Информация о частотной полосе вашего оператора может пригодиться вам при выборе смартфонов и мобильных модемов, некоторые модели которых могут работать не во всем частотном диапазоне LTE.
Система диапазонов
В каждой стране LTE работает на различных частотах. На нынешний момент существует больше 44 частотных диапазона для 4G. Для их определения используют английское значение 4G band, которое маркируется символом b с цифровой приставкой. Одной страной может использоваться один или несколько таких частотных диапазонов, условно разделяемых на две категории:
Первая группа обеспечивает последовательный прием и отдачу интернет-сигнала. Вторую категорию FDD LTE называют оптимальным вариантом для скоростного интернета. Это объясняется возможностью одновременного приема и отдачи импульса. Такая система разделяет канал FDD LTE на 2 отдельные части.
Частоты LTE, используемые провайдерами России
Рассмотрим, какие частоты 4G у российских операторов.
На территории РФ мобильная связь работает на таких частотных диапазонах:
Стандарт связи 4 поколения не совмещается по частотам с устаревшими стандартами связи, используемыми в России (JPRS, EDGE, 3G). Для 4G выделены отдельные рабочие каналы, частота которых, как правило, заметно выше, чем для других технологий.
Какие провайдеры предоставляют абонентам услуги LTE
Сегодня практически все отечественные мобильные операторы использую в работе стандарт 4 поколения связи, и предоставляют соответствующие услуги пользователям.
К таким провайдерам относя
Дополняют этот список компании Ростелеком, крымский оператор Волна-Мобайл, молодой провайдер «Мотив».
Крупные компании используют несколько бэндов.
Частоты МТС 4G занимают:
Частоты LTE Мегафон выделены в отдельный канал, который позволяет предоставлять наилучшее качество связи абонентам.
Верхние и нижние частоты
Отечественным сотовым операторам удобнее работать с частотами ниже 2000 МГц, что объясняется лучшим прохождением сигнала сквозь бетонные стены. Однако, такие частотные диапазоны не способны обеспечить связью мегаполисы и крупные регионы страны.
Верхние частоты хорошо справляются с густонаселенными областями, но менее устойчивы к преградам. Подобные характеристики высоких и низких частот объясняет их комбинированное использование провайдерами. Это позволяет образовать канал связи высокого качества в полосе высоких помех.
Сегодня в мегаполисах, на крышах домов и крупных офисных зданий, монтируют специализированное оборудование, оптимизирующее передачу сигнала внутри помещений. Установить интернет в частном доме можно с помощью нашей компании.
Рабочие режимы LTE
Основных режимов работы всего 2:
В первом случае выполняется разделение сигнала для организации его последовательного приема и отдачи. Подобный процесс может влиять не только на качество интернет-соединения, но и его скорость.
Режим 4G FDD LTE не разделяет импульс, а одновременно выполняет все операции. Благодаря этому пользователи получают высокую скорость передачи данных, а также соединение с сетью без вылетов и подвисаний.
Компания Мегафон в работе использует 11 каналов приема сигнала и 6 для его выгрузки. Подобная организация существенно повышает стабильность всей сети и выполняемых процессов. Это обеспечивает высокое качество услуг.
Сегодня ведутся работы по объединению в единой сети разных стандартов связи с целью улучшения качества интернет-услуг.
Технология LTE-advanced 4G+
Эта технология представляет собой модернизированную сеть LTE. В рамках LTE advanced осуществляется соединение всех частот, выделенных для работы, одному оператору. Такой процесс позволяет улучшить качество соединения.
Сотовый оператор Мегафон, используя эту технологию, объединил все частоты b7, и получил скорость передачи данных 300 Мбит/с. Слияние диапазонов b7 и LTE band 3 не сможет поднять скорость соединения выше доступного предела сети 4 поколения.
Прогноз развития стандарта LTE
Несмотря на успешное внедрение новой технологии 5 поколения связи, отдаленные регионы страны не могут получить даже 3G сеть. Поэтому вначале стоит ожидать распространения 4G-сети по территории всей России, и только после этого возможен запуск нового стандарта связи. Как и в случае с 4G, скорее всего, связь пятого поколения будет вначале протестирована в региональных мегаполисах (Новосибирск, Екатеринбург, Казань), а затем внедрена в первую очередь в Москве и Санкт-Петербурге.
Частоты LTE в мире:
LTE: как работает и правда, что всё готово?
Раньше вопросов про LTE задавали много. Сегодня остался самый главный: когда? Когда это счастье придет к нам, в Россию? Еще месяц назад я не знал, что отвечать людям. Сильно комплексовал по этому поводу, ведь так близок к теме. Сомневался, то ли конец 2012-го, то ли начало 2013-го. Никакой определенности! Но сейчас, после исторического решения ГКРЧ от 8 сентября, всё, наконец, стало ясно.
Я слоупок, что такое LTE?
LTE — Long Term Evolution (англ., долгосрочная эволюция). Когда ученые доводили до ума 3G (он же UMTS, он же WCDMA) в рамках проекта 3GPP, они «рассчитались на первый-второй». Половина стала «докручивать» 3G до HSPA: это были минорные доработки радиоинтерфейса при сохранении основы — принципа кодового разделения каналов (CDMA). Планировали закончить быстро, поэтому называли между собой краткосрочной эволюцией. Другую половину озаботили вопросом: а что, если абоненты захотят мобильного интернета на скоростях на порядок выше, чем в 3G? Такие вопросы быстро не решаются. Тут думать нужно, крепко и долго. Отсюда и эволюция долгосрочная — LTE. Маркетологи, кстати, часто называют LTE 4G.
Про железо
Базовые станции LTE не содержат ничего сверхъестественного. Там есть радиомодули (они же приемопередатчики, TRXы), блок цифровой обработки сигнала (BBU), интерфейсные платы (FE/GE порты, электрические, оптические). Радиомодули бывают выносные — RRU. Монтируются вблизи антенны (для уменьшения потерь в ВЧ-фидере), к BBU подключаются по отпике (стандарт CPRI). Всё как в БС 3G, но называются красиво — evolved NodeB (дословно — продукт эволюции «узла Б», т.е. собственно БС 3G).
Базовая станция 
Базовая станция
А поскольку БС разных стандартов больше похожи, чем отличаются, производители быстро догадались делать всё «в одном флаконе». Решение называется SingleRAN. Одна БС на 3 стандарта: GSM, 3G и LTE. Очень удобно оператору с точки зрения экономии места и питания на сайте, сокращения времени на монтаж и так далее. Мы такие уже начали закупать и устанавливать на сети. Так что, как только, так сразу…
Для LTE не нужны какие-то особенные антенны. Вполне подойдут обычные панельные антенны с кросс-поляризацией. Они, например, используются в сетях GSM и в 3G. Правда, если в GSM и 3G две поляризации обычно используются на прием, а на передачу только одна (схема 2Rx/1Tx), то в LTE обе поляризации задействованы по полной, и на прием, и на передачу (схема 2Rx/2Tx). Это необходимо для реализации технологии MIMO2х2. На первом этапе внедрения LTE этого будет достаточно. Дальше пропускную способность сектора можно будет увеличить, добавив еще по одной кросс-пол антенне. Получится схема 4Rx/4Tx и MIMO4х4. Главное разнести антенны в пространстве на достаточное расстояние (порядка 10 длин волн).
Что еще из «железа»? Контроллера сети доступа (как BSC в GSM, или RNC в 3G), как отдельного физического и логического узла в сети LTE, нет, БС подключаются напрямую к узлам Core, причем исключительно по IP. Core используется только пакетный. Называется EPC (evolved Packet Core). К нашему счастью, относительно новый обычный Packet Core превращается в EPC путем апгрейда софта. Функционал MME (узел управления мобильностью в LTE) можно накатить на используемый для GPRS/3G узел SGSN, а с функциями PGW/SGW должен уметь справляться GGSN. Не скажу, что все SGSN/GGSN-ы «Билайна» HW-ready к LTE, но мы уверенно движемся в этом направлении.
Плюс SAE-HSS (хранилище абонентских профайлов), который также поднимается на существующей HW-платформе ngHLR’a. Вот, собственно, и вся сеть LTE.
Архитектура LTE
Про транспорт
GE-порты на БС. Это, как любил говаривать Винни Пух, неспроста: вы же наверняка понимаете, какой должен быть backbone при таком backhaul’e! Если у кого-нибудь из уважаемых читателей есть несколько свободных миллиардов долларов, могу подсказать, как потратить их с пользой…
Про частоты
Про скорости
Максимальные скорости передачи данных – ключевой показатель крутости стандарта для конечных пользователей. И LTE реально крут! Можно долго говорить о теоретических возможностях разных стандартов, перспективах их развития и так далее, но то, что абонентам в уже работающих сетях LTE доступны скорости более 100 Мбит/с – это факт. И это только начало светлого будущего: уверен, что достижение в сетях LTE скоростей до 1 Гбит/с – вопрос нескольких лет. Дальше посмотрим. Скорее всего, нужен будет очередной прорыв, как в теории радиосвязи, так и в технологии производства элементной базы.
Про покрытие
Зона покрытия одной БС в LTE может быть абсолютно разной. От чего это зависит прежде всего? Правильно! От используемого диапазона частот. Если сравнить крайние варианты, то площадь покрытия одной eNodeB, работающей в самом нижнем LTE-диапазоне (700 Мгц) оказывается, при прочих равных, в 5-6 раз больше, чем для базы, работающей в 2.5 ГГц. В условиях городской застройки радиус соты, таким образом, может быть от нескольких сот метров до нескольких километров. Что касается рекорда по дальности действия БС LTE, он был установлен в ходе трайла греческого оператора Cosmote на оборудовании Huawei в начале этого года – на расстоянии 102 км от БС была получена скорость передачи 135 Мбит/с. Конечно, это была прямая видимость и один абонент в соте. Но с точки зрения предельных возможностей стандарта – довольно убедительно.
Про гаджеты
Доступные сейчас на рынке абонентские устройства с поддержкой LTE включают (по типам):
USB-модемы (на картинке – Huawei E398) 
Смартфоны (на фото – HTC Thunderbolt, OS Android) 
Планшет (на фото – Samsung Galaxy Tab 10.1, OS Android) 
Портативный LTE/Wi-Fi Hotspot (на фото – Samsung SCH-LC11) 
Ноутбук (на картинке HP Pavilion DM1-3010NR)
На данный момент на рынке доступно уже более 100 абонентских устройств с поддержкой LTE и это количество растет с каждым днем. Основные игроки на этом рынке – наши старые знакомые: Samsung, LG, HTC, ZTE, Huawei.
Про опыты
Посмотреть, как работает LTE вживую, хотелось очень давно. Первый раз довелось в начале прошлого года в Стокгольме. Спасибо коллегам из Ericsson, позвали посмотреть на первую в мире коммерческую сеть LTE – Telia-Sonera. Честно признаться, был немного разочарован. Скорости, пока катались по городу на микроавтобусе, колебались в пределах от 0 до 8 Мбит/с. К тому же, соединение постоянно рвалось. Коллеги оправдывались тем, что сеть пока не оптимизирована, БС мало, диапазон высокий — 2.5 Ггц. Всё, конечно, понятно, но хотелось чуда.
По приезде из Швеции задумали построить пилотную сеть LTE в одной из наших стран. Проще всего договориться с Регулятором о выделении (на время пилота) частот под LTE оказалось в Казахстане. Диапазон частот выбрали самый низкий из доступных – 700 Мгц (точнее band 13, именно те номиналы, на которых строит сеть американский Verizon). К концу октября 2010 построили в сотрудничестве с Alcatel-Lucent сети в двух главных городах Казахстана (Астане и Алматы). То что получилось показали и чиновникам, и журналистам, и наиболее интересующимся из потенциальных клиентов. Подробнее можно почитать здесь.
Про голос
Нужна ли передача голоса в LTE? С одной стороны, стандарту мобильной связи, претендующему на роль глобального, без базовой связной услуги оставаться, вроде как, неприлично. С другой – представить, что покрытие LTE появится там, где нет GSM или 3G, сложно. То есть без голоса абонент всяко не останется.
Рано или поздно придёт LTE-Advanced, потребуются дополнительные частоты. А где их взять, как не у сетей GSM и 3G? Тогда LTE останется один на один с абонентом, которому, как и раньше, нужно будет поговорить — а, значит, голос в LTE обязательно будет, вопрос времени. Сейчас в первых коммерческих сетях, для предоставления голосовых звонков реализована функция CS Fallback. Получив по служебному каналу в сети LTE сообщение о входящем вызове, абонентское устройство переключается в режим GSM или 3G и информирует сеть о готовности принять вызов. После этого звонок проключается через GSM/3G CS Core.
CS Fallback в действии
В будущем, при переходе к all-IP архитектуре, голос в мобильных сетях останется только в виде VoIP. Тогда вопрос выбора сети радиодоступа, через которую будут идти голосовые звонки, сведется к емкостным характеристикам – чем больше пропускная способность сектора, тем больше одновременных звонков он может обслужить.