Введение
Сети 4Gработают в стандарте LTE. Согласно Википедии LTE (буквально с англ.Long-TermEvolution— долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) — стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных для мобильных телефонов и других терминалов, работающих с данными (модемов, например).
Он увеличивает пропускную способность и скорость за счёт использования другого радиоинтерфейса вместе с улучшением ядра сети. Стандарт был разработан 3GPP(консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии).
Lte fdd и lte tdd
Стандарт LTE бывает двух видов, различия между которыми довольно существенны. FDD – FrequencyDivisionDuplex (частотный разнос входящего и исходящего канала) TDD – TimeDivisionDuplex (временной разнос входящего и исходящего канала).
Грубо говоря, FDD – это параллельный LTE, а TDD – последовательный LTE. Например, при ширине канала в 20 МГц в FDD LTE часть диапазона (15 МГц) отдаётся для загрузки (download), а часть (5 МГц) для выгрузки (upload). Таким образом каналы не пересекаются по частотам, что позволяет работать одновременно и стабильно для загрузки и выгрузки данных.
В TDD LTE всё тот же канал в 20 МГц полностью отдаётся и как для загрузки, так и для выгрузки, а данные передаются в ту и другую сторону поочерёдно, при этом приоритет имеет всё-таки загрузка. В целом FDD LTE предпочтительнее, т.к. он работает быстрее и стабильнее.
А теперь подробно об этом.
Озадачившись выбором универсального мобильного телефона, я отправился в Интернет. Какие только словосочетания я не набирал в Google, но никакой сводной информации о таких моделях мне так и не удалось найти.
Самый простой выход, это конечно Blackberry, но у нас его не продают.
Так что, пришлось разбираться в том, как чётко определить диапазоны работы конкретного телефона по скудной информации предоставляемой производителем.
Агрегация частот
Под словом «агрегация» в данном случае понимается объединение, т.е. агрегация частот – это объединение частот. Что это означает – попытаюсь объяснить ниже.
Известно, что скорость приема передачи зависит от ширины канала передачи. Как мы видели из таблицы в предыдущем разделе, ширина канала на загрузку, например, МТС равна 10 МГц в диапазоне Band7 (кроме Москвы), на отдачу также 10 МГц.
Однажды кому-то из разработчиков пришла в голову светлая мысль – а что, если передавать сигнал не на одной несущей частоте, а на нескольких одновременно. Тем самым расширяется канал приема/передачи и скорость теоретически значительно возрастет.
А если еще каждую несущую передавать по схеме MIMO 2х2, то получаем дополнительный выигрыш в скорости. Такая схема приема-передачи получила название «агрегации частот».Именно эту схему использует интернет 4G или LTE-Advanced (LTE-A).
В таблице указано, что для Cat.9, нужно, чтобы передатчик и приемник умели передавать и принимать сигнал на трех несущих частотах (в трех бэндах) одновременно, ширина каждого канала должна быть не менее 20 МГц.
Загадочные символы 256QAM означают определенный вид модуляции сигнала, позволяющий более плотно упаковывать информацию. Желающих более детально ознакомиться с этой темой могут начать знакомство с материалом в статье в Википедии и с тамошними ссылками.
Далее совсем коротко написано о диапазонах частот gsm телефонов.
Информация может пригодится тем, кто собирается купить мобильный телефон пригодный для полноценного использования в странах Северной Америки или просто собирается много путешествовать по всему миру. Речь пойдёт о том, как по информации представленной в Интернете идентифицировать телефон пригодный для путешествий по разным континентам.
Хочу заметить, что информацию о диапазонах поддерживаемых частот конкретных моделей телефонов желательно смотреть на сайтах производителей и при этом сверять её на локализованных страницах, так как и на сайтах производителей встречаются ошибки.
Двухдиапазонные телефоны
Двухдиапазонные GSM телефоны могут работать либо в диапазоне 900/1800, либо в диапазоне 850/1900. И если на сайте производителя даже перечислены все эти частоты, но между ними где-то проскальзывает «и», «или», «or» или «and», а также если значения частот написаны не в одну строчку, то это говорит о том, что телефон двухдиапазонный и просто выпускается в двух различных вариантах.
Диапазоны частот gsm связи.
Существует четыре диапазона частот GSM связи.
Условно можно разделить весь мир на две части в плане использования диапазонов (все частоты в MHz):
Европа Россия – 900 и 1800 (900 – деревня, 1800 – город)
США страны Северной Америки – 850 и 1900 (850 – деревня, 1900 – город)
Поэтому, одни и те же модели могут иметь разные диапазоны, в зависимости от того, для какого региона они произведены.
Для городов выбраны более высокие частоты, так как они лучше просачиваются через железобетонные конструкции и в городах проще разместить большое количество антенн.
Дополнительные параметры
Интерфейс системы UMTS состоит из каналов, ширина полосы которых для каждого соединения составляет 5 МГц. Это в 4 раза больше по сравнению с конкурирующим 3G-стандартом CDMA2000 с 1,25-мегагерцными полосами.
Это обеспечивает технологии ряд преимуществ по сравнению с W-CDMA – сетями, использующими спектр неэкономично.
Спектр частот, используемый стандартом UMTS:
- для передачи данных от мобильных терминалов до базовых станций – от 1885 МГц до 2025 МГц (Uplink);
- для того чтобы информация передавалась от станций к терминалам – частоты от 2110 до 2200 МГц (Downlink);
- для передачи данных в Соединённых Штатах – немного изменённые из-за особенностей местной связи частотные диапазоны 1710-1755 МГц и 2110-2155 МГц.
Существуют и нестандартные диапазоны, используемые в отдельных регионах и конкретными компаниями.
Например, американский оператор AT&T Mobility применяет полосы от 850 до 1900 МГц. Финские власти поддерживают стандарт UMTS900, достаточно редкий и использующий диапазон 900 МГц. В проекте по развитию технологии участвовали такие компании как Elisa и Nokia.
Желающим поэкспериментировать с lte-a
Если в вашей местности появился LTE-A, в чем вы убедились, измерив частоты выбранного вами оператора (провайдер раздает интернет на двух частотах, например, LTE800 и LTE2600, т.е. использует сочетание В7 В20) и у вас руки чешутся попробовать что это такое, то можете попытаться использовать схему из двух MIMO-антенн с диплексерами. Что из этого получится (и получится ли вообще хоть что-то), можете написать в комментариях к статье.
Отмечу здесь, что антенна NITSA-5 MIMO 2×2 фактически реализует эту схему. Отличие в том, что в NITSA-5 функцию диплексеров выполняют сами широкополосные излучатели антенны, т.к. каждый из них принимает соответствующим образом поляризованные сигналы из диапазонов 790÷960/1700÷2700 МГцодновременно.
В целом, эта антенна хорошо приспособлена для приема 4G на небольших расстояниях (до 5 км при наличии прямой видимости БС), т.к. позволяет принимать любую комбинацию частот LTE-A и адаптирует MIMO 4×4 к широко распространенным модемам Cat.
История и распространение
Разработку UMTS начали в 1992 году для распространения в странах Европы. Предполагалась, что она будет использоваться только для передачи голоса, но позднее к её возможностям добавили передачу других видов информации.
Основные этапы развития можно представить в виде следующего списка:
- в 1998 году была представлена первая спецификация для одного из конкурентов UMTS – CDMA2000;
- в 1999 в Соединённых Штатах сделали первый звонок с помощью пока ещё опытной сети CDMA;
- в 2000 были получены первые лицензии на ввод изобретения;
- в 2001 UMTS впервые открыто протестировали и ввели в эксплуатацию;
- в конце 2001 года были сделаны первые роуминговые вызовы между Испанией и Токио – для них использовался телефон с процессором Qualcomm MSM5200;
- в 2003 число пользователей связи третьего поколения достигло 30 миллионов человек;
- в 2022 на 3G перешло 540 миллионов абонентов.
В России технология появилась в 2007 году, когда лицензии на предоставление таких услуг получили 3 крупнейших мобильных оператора – МТС, «ВымпелКом» и «МегаФон». Последняя компания ввела в действие первую сеть UMTS в стране на территории Санкт-Петербурга. Дата ввода – октябрь 2007 года, для связи использовалось 30 базовых станций.
Как узнать параметры lteсвоего 4g-сигнала
Интерфейс широко распространенного модема Huawei 3372 дает почти всю информацию о параметрах 4G-сигнала. На главной странице интерфейса видим, что принимаем сигнал LTE, оператора сотовой связи, приблизительный уровень сигнала в виде 5 полосок, а также значок, показывающий, что связь установлена – стрелочки верх-вниз.
Определить частотный диапазон (Band) и стандарт передачи данных (разнос данных – FDD или TDD) можно на следующей вкладке:
Выставив предпочтительный режим «только LTE», сняв галочку с параметра «все поддерживаемые», можно по очереди перебирая диапазоны узнать – на какой частоте вы получаете сигнал. Если сигнал принимается, то вверху справа будет отражаться информация, как на скриншоте, если приема нет, то появится надпись «Сигнала нет». После всех изменений не забудьте нажать кнопку «Применить».
Но не все так просто. Все вышесказанное прекрасно работает для диапазонов стандарта FDD. Выставить диапазон TDD не удается. Точно знаю, что в Москве МТС раздает LTE в диапазоне Band38, т.е.
частота 2600, тип передачи TDD. Попытка выставить этот диапазон для сим-карты МТС не удается, модем перегружает страницу и возвращается к предыдущему состоянию. При этом можно установить B7 иB3 как по отдельности, так и одновременно.
Измерения, проведенные на смартфоне с Андроид 7.0 и встроенным модемом Cat.12, показали следующий результат.
Отмечу, что Андроид 7.0 в отличие от более младших версий умеет измерять параметры сигнала и передавать данные приложениям, которые их запрашивают у ОС. На скриншоте видно, что на самом деле МТС (на скриншоте МГТС, это одно и то же) раздает LTE в диапазоне Band38, т.е. в формате TDD.
Возможная причина такой ситуации заключается в том, что модемы серии Е3372 выпускаются в двух модификациях – Е3372H и Е3372S. У меня модем с буквой H на конце, разлоченный и перепрошитый в HiLink.
У модемов E3372Н серийный номер начинается с комбинации G4P, а у E3372S – L8F. Допускаю, что модемы серии S умеют настраиваться на В38, но проверить не могу, т.к. не имею под рукой соответствующего модема.
Таким образом, интерфейс модема HiLink дает почти всю информацию о параметрах LTE-сигнала. Однако, при определении частотного диапазона (Band) может допускать ошибки, когда передача данных осуществляется в формате TDD.
Как узнать частоту 3g, 4g на своём смартфоне
Чтобы узнать частоту или диапазон, в котором работает ваш мобильный интернет:
- Отключитесь от Wi-Fi и включите мобильную передачу данных (Cellular).
- Значок в верхней части экрана рядом с названием вашего оператора связи укажет, подключены вы к 3G, LTE или 4G.
- Откройте набор номера и введите код. Для Android — *#0011#, *#*#4636#*#* или *#*#197328640#*#*, в зависимости от версии. Для iPhone — *3001#12345#*.
- Открывшееся меню сильно различается у разных моделей смартфонов. Вам нужно найти в меню Freq Band или Frequency (если вы подключены к 4G) или WCDMA (если у вас 3G-связь). В этом поле будет указано, к какой частоте вы подключены.
В этом меню можно увидеть состояние беспроводной сети
Разобравшись в плюсах и минусах разных частот, можно выбрать оператора, чьё покрытие будет вам подходить больше всего. Так вы сможете улучшить качество и скорость мобильного интернета.
Какие диапазоны лучше — высокочастотные или низкочастотные
Чем ниже частота, тем шире её охват и лучше проходимость. Это даёт пользователю возможность подключиться к интернету с качественным соединением в различных удалённых уголках или в окружении высоток (да и в самих высотках) в мегаполисах. Но у такого соединения скорость передачи данных ниже, чем у высокочастотных диапазонов.
Для операторов сотовой связи низкие частоты (до 2 000 МГц) являются более выгодным решением благодаря возможности сэкономить на оборудовании. В крупных городах обычно используют именно их. Для наилучшего покрытия самые технологичные операторы комбинируют высокие и низкие частоты. К ним относятся, например, Megafon, MTS, Beeline.
У высокочастотных диапазонов скорость передачи данных выше, но у таких вышек меньшая зона покрытия и проходимость волн. Они лучше подходят для открытых пространств, например, пригорода.
Какие российские операторы предоставляют своим абонентам интернет по технологии lte
Большинство крупных операторов сотовой связи уже частично внедрили стандарт LTE. Среди них:
- Yota первыми в России запустили LTE-сеть из 63 базовых станций. Запуск состоялся в Новосибирске в 2022 году;
- Megafon запустили LTE в следующем году, охватив Новосибирск и Москву. Впоследствии оператор быстро распространил новый стандарт связи на большинство крупных городов;
- MTS установили свои LTE-станции в 83 регионах;
- Tele2;
- Beeline;
- «Вайнах Телеком» (Чеченская республика);
- «Таттелеком» (Татарстан);
- «Мотив» (ХМАО и ЯНАО);
- Win-mobile (Крым);
- «Волна-мобайл» (Крым).
Категории lte
Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с.
Наиболее распространенные категории абонентских устройств приведены в таблице.
Таблица требует некоторых пояснений. Здесь упомянута «агрегация несущих» и «дополнительные технологии». Попытаюсь пояснить, что это такое.
Категорирование приемных устройств
Схемаагрегирования частот активно развивается российскими провайдерами, заключены много соглашений о взаимном использовании частотных диапазонов, реконструируется антенное хозяйство базовых станций.
Однако есть одна проблема – на приемной стороне абонент должен уметь принимать сигнал на нескольких несущих частотах одновременно. Далеко не все смартфоны, планшеты и модемы поддерживают агрегацию частот и, следовательно, не могут работать в 4G .
Начиная с 2022 года в документации к смартфонам указываются частотные диапазоны (бэнды) и категорию LTE,в которых они умеют работать.Например, для смартфона выпуска 2022 г. HuaweiP10Plusпомимо прочих параметров указано:
2G | 850/900/1800/1900 МГц |
3G | HSPA до 42 Мбит/с |
4G | LTE Cat12 до 600 Мбит/с |
LTE частоты | FDD: Band 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12, 17, 18, 19, 20, 26, 28; TDD: Band 38, 39, 40, 41 |
Совместимость с операторами | МТС, Мегафон, Билайн, Теле2, Yota |
Кроме того, этот смартфон имеет встроенную антеннуMIMO 4×4 и соответствующий модем, позволяющий обрабатывать сигналы сразу на двух несущих частотах.
Если ваш смартфон поддерживает агрегацию частот, то вкладка «настройка»->«мобильная сеть» будет выглядеть примерно так:
Если это так, то ваш смартфон поддерживает LTE-A.
Таким образом, производители смартфонов начали догонять сотовых операторов. К сожалению, нельзя сказать того же о производителях модемов. До сих пор самый производительный модем дает максимальные скорости 150/50 Мбит/с, т.е. принадлежит Cat.4.
Пока это обстоятельство не слишком огорчает, т.к. такие скорости, если будут достигнуты на практике, заслуживают восхищения. Однако, производство мобильных роутеров, похоже, начинает догонять смартфоны. На рынке стали появляться роутеры Cat.
Надо сказать, что реальные скорости, достигаемые в режиме 4G , далеки от заявленных, но они значительно выше, чем в простом режиме 4G. Автором проведен ряд экспериментов в Москве, где не трудно найти LTE-A (оператор Мегафон), со смартфоном Cat.
12, результаты которых показаны на скриншотах. Первый скриншот – скорости для LTE-A (агрегация частот включена), второй скриншот для LTE (агрегация частот выключена). Отмечу, что почему-то при выполнении скриншота у значка 4G пропадает плюсик. Почему – не знаю, при тестировании плюс был – см. скрин.
Было проведено по шесть измерений для каждого режима.
Скорости при включенной агрегации частот в среднем заметно выше, хоть и не в разы. Измерения проводились вблизи вышки, днем.
Немного истории
Использовать радиоволны для голосовой связи начали ещё в 30-х годах ХХ века. Первые прототипы беспроводных раций разрабатывала на базе своих радиоприёмников американская компания Motorola. Готовые к эксплуатации образцы довольно громоздких раций появились вначале у военных, а чуть позже и в патрульных автомобилях у полицейских.
Теоретическую базу для обмена маломощными радиосигналами в рамках сот с антенной в их центре разработали ещё в конце 50-х годов. Однако, технически реализовать описанную схему получилось лишь спустя 10 лет, когда стало возможно осуществлять связь между соседними сотами.
К концу 70-х – началу 80-х годов собственные сотовые сети появились в Японии и на севере Европы (Норвегия, Дания, Швеция и Финляндия). Все они были сетями первого поколения, которое отличалось использованием только аналоговой частотной модуляции для приёма и передачи сигнала в диапазоне частот от 170 до 900 МГц (мегагерц).
Сети стандарта 1G отличались низкой пропускной способностью (около 2 кбит/с) и не самым оптимальным распределением частотных каналов. Поэтому передовые в техническом плане государства уже в середине 80-х стали разрабатывать базу для перехода к цифровой мобильной связи второго поколения.
Общие сведения
Чтобы понять, на какой частоте работает Теле2, следует изучить карту покрытия, возможности сотового аппарата, сравнить эти показатели с местонахождением пользователя и отдаленностью ближайшей вышки. Каждой частоте присвоен конкретный показатель, который вычисляется с помощью единицы Мгц.
По какому принципу частоты распределяются между операторами
В РФ гражданскими организациями, к которым относятся операторы связи, занято всего 3–4% частотных диапазонов. Остальные распределены между военными и общественными нуждами.
В России распределением радиочастот занимается организация ГКРЧ (государственная комиссия по радиочастотам). Оператор связи должен подать заявление на использование интересующего его частотного диапазона. Что интересно, в открытом доступе нет точных данных об используемых частотах.
Заявление рассматривают сотрудники ГКРЧ, силовые структуры и Роскомнадзор. Каждый из них может отказать в предоставлении частот (силовики могут даже не назвать причину, сославшись на секретность данных).
Если на один и тот же ресурс претендуют сразу несколько операторов, то ГКРЧ объявляют конкурс. Баллы начисляются за использование технологий и наличие подходящего оборудования. Кто больше набрал — тот и получил право купить частоту.
Список частот выглядит так:
850/900/1800/1900
или
850, 900, 1800, 1900
или так
GSM 850, GSM 900, GSM 1800, GSM 1900
или вот так
GSM 850, GSM 900, DCS 1800, PCS 1900
Главное, чтобы были перечислены все четыре частоты без деления диапазонов на группы, как это делается для двух и трехдиапазонных телефонов.
К сожалению, такое перечисление частот встречается только в технических характеристиках достаточно дорогих моделей телефонов.
Впишу сюда, пожалуй, марки самых дешёвых четырёхдиапазонных мобильных телефонов, которые мне удалось раскопать в сети и которые до сих пор можно найти в магазинах.
Однако не стоит особенно доверять этим данным, так как большинство моделей телефонов имеют некоторые различия в зависимости от локализации.
Motorola L9
Motorola K1
Motorola W510
Nokia 6085
Nokia 6125
Nokia 6131
Сравнение стандартов
Чтобы обобщить всё, что мы написали выше, предлагаю свести всю информацию в единую таблицу:
Поколение | Технология | Год | Максимальная скорость передачи данных | Максимальный радиус соты | Рабочие частоты | Использование | Особенности |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1G | AMPS | 1983 | до 2 кбит/с | до 30 км | 824–894 МГц | США, Канада, Австралия. В данный момент не используется | Полностью аналоговое поколение стандартов с поддержкой голосовых вызовов и малой ёмкостью соты (до 200 абонентов) |
NMT | 1981 | до 1.9 кбит/с | до 40 км | 453–467.5 МГц (NMT-450) и 890–960 МГц (NMT-900) | Скандинавские страны. До сих пор ещё эксплуатируются. | ||
2G | D-AMPS | 1992 | до 15 кбит/с | до 30 км | 400–890 МГц | США, Канада, Австралия. В данный момент почти не используется | Цифровой стандарт сохранявший совместимость с аналоговым AMPS |
GSM | 1992 | до 9.6 кбит/с | до 120 км | 824–894 МГц (GSM-850), 890–960 МГц (GSM-900), 1710–1880 МГц (GSM-1800) и 1850–1990 МГц (GSM-1900) | Страны Европы, а позже и весь мир | Первый полностью цифровой стандартизированный сотовый стандарт. Дал возможность отправлять SMS | |
2.5G | GPRS | 1996 | до 171.2 кбит/c | до 40 км | Все частоты GSM | Страны Европы, а позже и весь мир | Надстройка над GSM, которая позволила передавать пакетные данные напрямую через шлюзы Интернет-провайдера, а не через наземные телефонные линии |
2.75G | EDGE | 2003 | до 474 кбит/с | до 4 км | Все частоты GSM | США, а позже и весь мир | Надстройка над GSM, которая позволила передавать пакетные данные напрямую через шлюзы Интернет-провайдера, а не через наземные телефонные линии |
3G | CDMA | 1995 | до 500 Мбит/с (EV-DO Rev.D) | до 35 км | 1.25–2100 МГц | США, а позже и весь мир | Первая широкополосная система передачи данных с разделением потоков по специальному коду. Имеет несколько спецификаций, которые могут быть совместимы (WCDMA) или несовместимы с GSM (CDMA2000). |
UMTS | 2004 | до 7.2 Мбит/с | до 1.5 км | Разные в разных странах. У нас 1885–2200 МГц | Европа, а позже и весь мир | Используя наработки WCDMA, стандарт был разработан для обеспечения совместимости с GSM-сетями. | |
3.5G | HSPA | 2006 | до 14.4 Мбит/с | до 2 км | Диапазон UMTS | Европа, а позже и весь мир | Надстройка над системой UMTS, обеспечивающая более оптимальное использование канала связи. |
3.75G | HSPA | 2009 | до 42.2 Мбит/с | до 2 км | Диапазон UMTS | Европа, а позже и весь мир | Улучшение системы HSPA. Переходный стандарт между 3G и 4G. |
4G | LTE | 2022 | до 326.4 Мбит/с (LTE-A) | до 19.7 км | 1400–2000 МГц | США, а позже и весь мир | Является потомком GSM, но несовместим со стандартами 2G и 3G. |
WiMAX | 2022 | до 75 Мбит/с | до 80 км | 1.5–11 ГГц | Страны дальнего востока, а позже и весь мир | Улучшение системы HSPA. Переходный стандарт между 3G и 4G. |
Ссылки
При написании статьи помимо ссылок, указанных в тексте, использованы следующие материалы.
Суть технологии
Переход мобильных операторов на UMTS позволил улучшить скорость связи, повысить функциональность и количество услуг.
Для абонентов нововведение предоставило такие преимущества:
- Высокая скорость доступа к Интернету. В отличие от 2G, обеспечивающего прослушивание музыки, просмотр текста и изображений, новое поколение даёт возможность просмотра видео с разрешением 480p. Максимальная скорость соответствует требованиям для видео в формате HD (720p). Для просмотра FullHD понадобится выбирать уже более современные технологии.
- Улучшение качества сигнала. Вероятность того, что связь оборвётся, в несколько раз ниже, чем при использовании GSM.
- Повышенная безопасность. Риск перехвата данных меньше, чем у связи 2G – при прослушивании возможные злоумышленники услышать только шум.
- Снижение энергопотребления смартфонов и планшетов. Расстояние до передающей информацию вышки меньше, чем для GSM, поэтому мобильное устройство намного дольше работает на одном заряде аккумулятора.
Мобильным операторам связь UMTS позволила унифицировать разнообразные системы беспроводного доступа и увеличить ассортимент предложений для своих клиентов.
У компаний, которые ввели в список своих услуг новую технологию, получилось переманить часть клиентов у отстающих в этой области конкурентов. Хотя для перехода на 3G понадобились дополнительные капитальные вложения на модернизацию старых вышек и установку новых.
Недостатки здесь тоже есть. Несмотря на необходимость таких систем для большинства пользователей, зона покрытия UMTS значительно меньше по сравнению с 2G. Так, отправляясь в отдалённые от центра России регионы, можно попасть в такие районы, где отсутствует поддержка 3G при наличии 2G.
В Европе разницы практически нет – если не считать страны Скандинавского полуострова, покрытие 3G и 4G практически стопроцентное.
Таблица: частотные диапазоны российских операторов связи
Оператор | Частота (выгрузка/загрузка), МГц | Дуплекс | Полоса |
Yota | 2500–2530 / 2620–2650 | FDD | Band 7 |
Megafon | 2530–2540 / 2650–2660 | FDD | Band 7 |
Megafon | 2575–2595 | TDD | Band 38 |
MTS | 2540–2550 / 2660–2670 | FDD | Band 7 |
MTS | 2595–2615 | TDD | Band 38 |
Beeline | 2550–2560 / 2670–2680 | FDD | Band 7 |
Tele2 | 2560–2570 / 2680–2690 | FDD | Band 7 |
MTS | 1710–1785 / 1805–1880 | FDD | Band 3 |
Tele2 | 832–839.5 / 791–798.5 | FDD | Band 20 |
MTS | 839.5–847 / 798.5–806 | FDD | Band 20 |
Megafon | 847–854.5 / 806–813.5 | FDD | Band 20 |
Beeline | 854.5–862 / 813.5–821 | FDD | Band 20 |
Трёхдиапазонные телефоны
Эти телефоны предназначены для тех, кто собирается использовать телефон в разных частях света, обычно в Европе и Америке.
Диапазоны частот таких телефонов также зависят от страны, для которой они производятся. Одна и та же модель может иметь следующие диапазоны частот:
Европа 900/1800/1900 (здесь 900 и 1800 для жителей Европы, а 1900 для поездок в Америку)
США 850/1800/1900 (здесь 850 и 1900 для жителей Америки, а 1800 для поездок в Европу)
Производитель полагает, что большая часть путешественников останавливается в городах, поэтому дополнительные частоты выбраны 1800 или 1900.
Также, как и для двухдиапазонных, для трехдиапазонных телефонов, производитель указывает диапазоны через «и», «или», «or» или «and», то есть как угодно, только не вот так: 850/900/1800/1900, как это делается для четырёхдиапазонных моделей.
Частотные диапазоны lte в россии и в мире
Используемые частотные диапазоны могут различаться в разных странах. Из-за этого модели смартфонов, произведённые для использования, например, в США или в Китае, не будут ловить LTE в России.
Например, iPhone SE модели A1662, созданный для Соединённых штатов, воспринимает 20-й и 7-й диапазоны. А они в России пока почти не развиты. Поэтому при покупке смартфона из-за границы нужно внимательно проверять список поддерживаемых радиодиапазонов, иначе можно остаться вообще без LTE.
В России для связи четвёртого поколения сейчас используются пять частотных диапазонов:
- 3 (1800–1880 МГц);
- 7 (2620–2690 МГц);
- 20 (790–820 МГц);
- 31 (450 МГц);
- 38 (2570–2620 МГц).
В США применяются диапазоны 2, 4, 7, 13, 17, 20 и 25. В Европе — преимущественно 3, 7 и 20. В Азии — 1, 3, 7 и 40.
Частотные диапазоны lte, band
Сети LTE (FDD и TDD) работают на разных частотах в разных странах. Во многих странах эксплуатируются сразу несколько частотных диапазонов. Стоит отметить, что не всё оборудование умеет работать на разных “бэндах”, т.е. частотных диапазонах. FDD-диапазоны нумеруются с 1 по 31, TDD-диапазоны с 33 по 44.
В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:
В качестве примера приведу распределение частот среди основных российских операторов связив диапазоне LTE2600 (Band7):
Как видим из этой схемы, Билайну досталось всего 10 МГц. Ростелекому тоже досталось только 10 МГц. МТС – 35 МГц в Московском регионе и 10 МГц по всей стране. А Мегафону и Yota (это один и тот же холдинг) досталось аж 65 МГц на двоих в Московском регионе и 40 МГц по всей России!
Через Yota в Москве виртуально работает только Мегафон в стандарте 4G, в других регионах – Мегафон и МТС. В диапазоне TDD по всей России кроме Москвы будут работать телевидение (Космос-ТВ и др.).
Полное распределение частот операторов сотовой связи в России см. здесь.
Распределение частот среди операторов по регионам России можно найти здесь.
Для тех, кому трудно запомнить номера диапазонов-бэндов или под рукой нет подходящего справочника, рекомендую небольшое андроид-приложение RFrequence, скриншот которого приведен ниже.
Частоты для сетей 5g в европе. взгляд gsa
На рисунке показаны “пионерские” диапазоны частот, которые планируется задействовать под системы 5G в Европе. (*) – это взгляды Radio Spectrum Policy Group на использование частот в Европе системами 5G. (**) – это дополнения, предложенные RSPG.
По мнению специалистов RSPG, для успешного внедрения систем 5G для целого ряда приложений потребуются одновременно системы 5G в низкочастотной части спекта (ниже 6 ГГц) и в высокочастотной (десятки гигагерц).
Низкие частоты
– обеспечивают полное покрытие территории, обеспечивая эффективное по цене предоставление услуг мобильной подключенности;
– могут использоваться полосы частот более широкие (в сотни МГц), нежели привычные нам полосы в системах 3G / LTE, что позволит получать одновременно емкость и покрытие
– для систем 5G потребуются новые полосы частот в диапазоне до 6 ГГц.
Высокие частоты
– требуются для приложений, которым необходимо действительно высокие скорости передачи данных;
– потребуют еще более широких полос частот (например, 1 ГГц на оператора) в зоне покрытия, которая может ограничиваться несколькими сотнями метров в условиях вне помещений
– особенности распространения сигналов в этих частотных диапазонах могут допускать сосуществование таких систем с существующими системами связи
Черным цветом на картинке показаны частотные диапазоны, уже выделенные для мобильных услуг и рассматриваемые WRC-19. Черно-белой штриховкой выделены частоты, которые еще не выделены под оказание мобильных услуг, но также рассматриваемые WRC-19. Красным показаны частоты, которые уже согласованы предыдущими WRC.
Как и для чего планируется использовать различные частотные диапазоны системами 5G.
То есть низкие частоты (например, 3.4-3.6 ГГц) и широкие полосы обеспечат возможность массовой доступности скоростей до 100 Мбит/c.
Данный вариант можно будет применять, например, для реализации eMBB.
Низкие частоты и хорошее покрытие дадут обширное и хорошо проникающее в помещения покрытие, что важно для того, чтобы добиться массового IoT. Это касается прежде всего диапазонов 700 МГц и 3.4-3.8 ГГц.
Такой вариант 5G предназначен для решений mMTC (Массированных систем связи типа M2M, систем “умный город” и для “умных домов”/”умных зданий”).
Низкие частоты также будут использоваться для обеспечения надежной подключенности различных устройств к сетям 5G, например, автомобилей (диапазоны 700 МГц и 3.4-3.8 ГГц).
Этот вариант 5G можно будет использовать для автоматизации промышленности, для приложений, чувствительных к задержкам, для подключения самоуправляемых автомобилей.
Высокие частоты и очень широкие полосы можно будет использовать для подключения пользователей с высокими пиковыми скоростями вплоть до 20 Гбит/c (в диапазонах 24.25-27.5 ГГц и 37-43.5 ГГц). Такие скорости потребуются для 3D-видео с разрешением UHD, работы и игр в облаке, дополненной реальности.
C-band – первый глобальный диапазон 5G
Япония: Идет изучение диапазонов, пригодных для 5G, например, 3600-4200 МГц, 4400-4900 МГц, эти диапазоны уже согласованы для использования мобильными операторами.
Китай: Идут тесты систем 5G в диапазоне 3.4 – 3.6 ГГц, операторы мобильной связи планируют использовать данный диапазон для создания сетей 5G.
Корея: В качестве подходящего кандидата для создания сетей 5G рассматривается диапазон 3.4-3.7 ГГц.
США: Предлагается дополнительное изучение ряда диапазонов, включая диапазоны 3100-2550 МГц и 3700-4200 МГц в дополнение к уже открытому для использования сетями мобильной связи диапазону 3550-3700 МГц.
В большинстве стран, как ожидается, под системы 5G будут выделяться сплошные полосы шириной 300-400 МГц.
Можно рассчитывать, что на одного оператора будет выдаваться вплоть до 100 МГц сплошной полосы (в диапазоне 3400-3800 МГц).
Рефарминг и аукционы уже начали намечаться в ряде стран Европы.
К сожалению C-band окажется фрагментирован в Европе:
– частоты будут выделяться в парных фрагментах спектра, но они уже использовались для LTE-TDD ;
– сохранятся некоторые FS и FSS ;
– существует множество региональных / местных присвоений частот, в ряде случаев сроки завершения этих лицензий истекают не ранее 2021 года
Цель:
– выделить сплошные полосы шириной около 100 МГц на оператора в диапазоне 3400-3600 МГц
– выделить до 200 МГц спектра на оператора мобильной связи в заявленном диапазоне.
Текущая фрмгментация частот в диапазоне 3400 – 3800 потребует действий, чтобы создать возможность для запуска сетей 5G к 2020 году.
УВЧ: Частоты для обширного покрытия и качественного проникновения
Частоты ниже 1 ГГц могут эффективно по затратам использоваться для реализации ряда сценариев 5G, поскольку обеспечивается хорошее покрытие при условии что можно обойтись не слишком широкой полосой. (удобно для реализации 5G IoT).
700 МГц
– Важно наличие общих планов обеспечения доступности диапазона к 2020 году
– Диапазон может обеспечивать важные преимущества при его использовании системами 5G, учитывая, что запуски LTE начнутся ранее 2020 года в ряде европейских стран
470-694 МГц (в долгосрочной перспективе)
– диапазон выделен для систем IMT в ряде стран (в рамках WRC-15)
— регион 2: 470-608 и 614-698 МГц (Багамы, Барбадос, Канада, Мексика, США; 614 – 698 МГц – Белиз, Колумбия. В США уже идет подготовка к проведению соответствующих частотных диапазонов;
— регион 3: 470-698 МГц (Микронезия, Соломоновы о-ва, Тувалу, Ванауту); 610-698 МГц (Бангладеш, Мальдивы, Новая Зеландия)
– Добавлена в предварительные планы работы WRC-23 для региона 1. Европа должна определиться со своей позицией в рамках WRC-19 (когда будет финализировано описание пунктов программы)
WRC-19
Идет изучение диапазонов между 24.25 ГГц и 86 ГГц
Черным цветом показаны частоты уже выделенные под мобильные сервисы.
Штриховкой – диапазоны, которые возможно будут выделены.
Создаются модели распространения сигнала и определяются параметры 5G-сетей в рамках совместных исследовательских проектов.
Анализируется – какие частоты требуются для IMT, а также совместимость с другими услугами.
Диапазоны 26 ГГц и 40 ГГц
Европа: начала опытное использование частот в полосе 24.25-27.5 ГГц, также утверждены полосы в диапазоне 31.8-33.4 ГГц и 40.5-43.5 ГГц.
В США выделены диапазоны 27.5 – 28.35 ; 37-38.6 ; 38.6-40 ГГц для лицензируемого использования, а также диапазон 64-71 ГГц для нелицензируемого использования.
Китай: проходят тесты совместимости для диапазонов 26 ГГц и 40 ГГц
Япония: ведет исследования перспективности диапазонов для 5G, включая диапазон 28 ГГц
Корея: выделила диапазон 26.5-29.5 ГГц для тестов 5G
На рисунке зеленым выделены подтвержденные диапазоны, голубым – ожидаемые. Желтые – информация нуждается в уточнении. Черные – глобальные основные диапазоны, штриховка – не глобальные основные диапазоны. Частоты 27.5 – 29.5 ГГц не обсуждались в рамках AI1.13.
Можно сделать вывод, что диапазоны 24.25-29.5 и 37-43.5 ГГц – наиболее обещающие диапазоны для глобальной коммерциализации 5G.
Гармонизация спектра для высоких частот
Гармонизация спектра остается важным направлением для развития IMT, поскольку:
– Позволяет добиться экономии на масштабе за счет использования недорогих решений для конечного пользователя
– Появляется возможность обеспечивать глобальный роуминг для пользовательских устройств
– Сокращение усилий по координации кросс-граничного излучения
– Сокращение сложности проектирования оборудования, продление работоспособности батарей, повышение эффективности использования частот
– Могут быть новые проблемы при внедрении терминалов для поддержки множества несвязанных диапазонов (выше 6 ГГц) в одном устройстве. Особенно на начальной стадии.
Гармонизация частот становится еще более важным делом при повышении частот, поскольку требуется создание новой экосистемы.
Диапазон 26 ГГц (24.25 – 27.5 ГГц)
Выбор единых пробных диапазонов (tuning bands) должен помочь развитию 5G особенно на начальной стадии развития, поскольку позволит максимизировать эффект экономии на масштабе и сократить фрагментацию спектра.
– Технико экономическое обоснование и своевременный выбор единых диапазонов зависят от ряда факторов, включающих требуемую ширину полосы, а также выполнение требований совместимости с существующими услугами;
– Ранний доступ к частотам диапазона 28 ГГц вызван планами разработки первых решений инфраструктуры 5G и соответствующих пользовательских устройств для ранних тестов и первых внедрений в период 2022-2022 годы.
– Внедрения в данном частотном диапазоне в дальнейшем будут поддержаны тестами 5G в Корее, где планируется задействовать диапазон 26.5 – 29.5 ГГц (можно будет рассчитывать на перекрытие полос шириной в 1 ГГц).
– В соответствии с обширной поддержкой в рамках WRC-15, сейчас планируется выделить под 5G целый набор частотных полос в диапазоне 37.0 – 43.5 ГГц в различных регионах, в частности, в США – 37-40 ГГц (уже принято решение), в Европе – 40.5-43,5 ГГц.
– Запланировано исследование диапазона 31.8 – 33.4 ГГц перед WRC-19 во всех регионах.
– Размер потенциально доступной полосы (1.6 ГГц) может ограничиваться тем фактом, что в полосе 31.5 – 31.8 ГГц запрещено излучать энергию.
Таким образом концепция использования как “пробных диапазонов” диапазонов 28 32 ГГц не выглядит приемлемым решением.
Диапазон 24.25 – 29.5 ГГц позволит Европе выиграть за счет раннего создания экосистемы для диапазона 28 ГГц по-отношению к другим регионам мира.
Совместное использование частот в высоких диапазонах в рамках IMT-2020
– Следует учитывать высокое затухание при распространении сигналов
– Типичные сценарии внедрения будут решать задачу наращивания емкости в рамках хот-спотов и в сценариях работы в помещениях
(низкие частоты обеспечат бесшовность покрытия)
– В условиях города и пригородов будут использоваться малые соты вне помещений
— установка антенны ниже крыш в городской среде будет сопровождаться высокими шумовыми потерями (clutter loss)
— будет использоваться меньшая мощность излучения, нежели чем при использовании макро-сот;
– Внедрения для помещений
— В высотных зданиях входные потери сокращают риски при работе IMT сформировать помехи для других пользователей, находящихся снаружи
– Узконаправленные лучи
— Покрывают только небольшую площадь, в десятки метров
— Ограничивают мощность сигнала, излучаемого в нежелательных направлениях
Спутниковая отрасль и отрасль мобильной связи опираются на эффективное использование частот. Важно обеспечивать адекватный уровень защиты (но не чрезмерный) для систем спутниковой связи – совместное использование частот может обсуждаться с позиций здравого смысла. GSA призывает к нахождению взаимоустраивающих сценариев.
Какими в GSA видят следующие шаги?
Доступность и использование низкочастотных диапазонов будет важной составляющей для внедрения 5G.
В Европе следует активно поддерживать развертывание сетей 5G в диапазонах 700 МГц и 3.4-3.8 ГГц в 2020 году.
700 МГц – диапазон может обеспечить важные преимущества для запуска сетей 5G, особенно учитывая то, что этот диапазон еще до 2020 года могут начать использовать под LTE в ряде европейских стран;
3.4-3.8 ГГц: Требуется работоспособный регуляторный фреймворк для внедрения 5G. Потребуется справиться с текущей фрагментацией, чтобы добиться выделения сплошных полос в 100 МГц на оператора. (Расчистка диапазона от существующих пользователей или введение совместного использования частот, если по-другому не получается; выработка правил аукциона для стимулирования приобретения как можно более широких частотных полос).
В долгосрочной перспективе в Европе должны продолжить исследования новых возможностей в области распределения частот.
3800 – 4200 МГц
Диапазон может быть в дальнейшем расширен частотами 3400-3800 МГц, что позволит выделить вплоть до 200 МГц на опрератора, при необходимости, на базе совместного использования частот.
470-694 МГц
– Для повышения доступности частот, обеспечивающих качественное и обширное покрытие;
– Использование данной полосы частот в Европе представляется делом более отдаленного будущего.
Для обеспечения пользовательских пиковых скоростей вплоть до 20 Гбит/c, потребуется выделение достаточно высоких частот с очень широкими полосами частот.
26 ГГц
Европа (CEPT) намеревается вырботать гармонизирующее решение до WRC-19, которое установит условия для развертывания 5G в диапазоне 26 ГГц
Условия должны будут принимать во внимание задачу защиты (но не чрезмерной) существующих услуг в этом диапазоне и в примыкающих диапазонах частот (т.е. работу EESS / SRS наземных станций космической связи)
40 ГГц
В рамках подготовки к WRC-19 в CEPT ускорят изучение возможностей совместного использования частот в диапазоне 40 ГГц
Внедрения в регионе 1 и в других регионах важны, чтобы в дальнейшем развитие 5G в Европе могло сэкономить на внедрениях за счет использования экономии на масштабе.
Тесты планируются и проводятся в диапазонах 3.5 ГГц, 4.5 ГГц и 28 ГГц
В США Verizon и AT&T экспериментируют с частотами 28 ГГц. Verizon запланировал коммерческий запуск еще до конца 2022 года. AT&T также планирует испытания в диапазонах 3.5 ГГц и 15 ГГц.
В Южной Корее запланированы тесты в диапазоне 28 ГГц в время Олимпиады 2022 компаниями SK, KT и LG U с выделением по 1 ГГц на оператора.
Предварительные испытания планируются в Японии в диапазонах 3600-4100 МГц, 4405 – 4895 МГц, 27.5 – 28.28 ГГц, начиная с 2022 года в Токио. В расширенных масштабах полевые испытания намечены на 2022-2022 годы.
Группа продвижения IMT-2020 в Китае анонсировала планируемые тесты 5G в диапазоне 3.4-3.6 ГГц. Кроме того, диапазоны 3.3-3.4 ГГц; 4.4-4.5 ГГц и 4.8-4.99 ГГц, 25 ГГц и 40 ГГц выбраны для использования системами 5G.
В России оператор МегаФон объявил о планах запуска сети 5G в 2022 году в период проведения FIFA World Cup.
В Швеции Telia проводит полевые испытания в Стокгольме и планирует предоставить клиентам в Швеции опыт пользования 5G в Стокгольме и Таллинне в 2022 году.
Еврокомиссия опубликовала свой план действий по внедрению 5G, который предусматривает ряд предварительных тестов 5G в 2022 году, а также предкоммерческое тестирование в 2022 году. Вероятнее всего будут задействованы диапазоны 3.4-3.8 ГГц и 24.25 – 27.5 ГГц.
И так далее…
Схемы выделения частот
Выделение эксклюзивных прав пользования частотами (т.е. лицензирование спектра останется важным фактором, создающим возможности для развертывания сетей 5G
– приложений критической важности
– приложений, требующих минимальной задержки распространения сигнала
– гарантированного качества пользовательского опыта QoE для конечных потребителей
Схемы совместного использования частот (LSA – License Shared Access) могут быть рекомендованы, как дополнительная опция в ситуациях, когда нет возможности расчистить диапазон.
– При определении рамок шеринга, чтобы защитить существующие услуги в конкретном диапазоне частот, администрации связи страны придется находить компромиссы между сложностями схем, степенью использования частот и качеством обслуживания, чтобы удовлетворить ожидания пользователей и решить вопросы в разумный период времени.
Поблагодарить автора перевода
Четырёхдиапазонные телефоны
Это универсальные телефоны GSM и тут всё просто. Производитель в технических данных указывает четыре частоты без всяких «и», «или», «or» или «and».
Итоги
Технологии в наше время не стоят на месте. А в плане развития сотовой связи инновации появляются практически ежегодно! Ещё не все до конца поняли, что такое 3G, как уже внедряются стандарты 4-го поколения, а поговаривают и о тестировании 5G!
Одно можно сказать точно, что связь со временем, скорее всего, полностью перейдёт из плоскости наземных телефонных линий в плоскость различных онлайн-сервисов. Доступ к ним будет обеспечен внедрением широкополосных беспроводных стандартов с улучшенным покрытием.
Так что уже через пару-тройку лет наши мобильники вполне могут стать настоящими видеофонами и мы будем не только слышать, но и всегда видеть наших собеседников!
P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.