Naon LTE (Évolusi Jangka Panjang)? The Definitive Guide

Évolusi Jangka Panjang(LTE) nyaéta téhnologi komunikasi mobile dijieun pikeun nyugemakeun sarat tina aplikasi fokus kana mesin-ka-mesin (M2M) atawa Internet of Things (IoT) konektipitas.

1. Naon hartina LTE?

LTE dimaksudkeun pikeun jadi pérsi ningkat tina 3G, tapi kalawan ngembangkeun salajengna, eta geus indit saluareun tujuan aslina tina panyipta. Éta ngan ukur direncanakeun janten 3.9G, tapi versi saterusna geus jadi 4G pinuh alatan perbaikan lumangsung.

TD-LTE sareng LTE FDD mangrupikeun dua variasi utama LTE tina segi versi. Dua sistem ieu dianggo dina sababaraha cara gumantung kana jaringan 2G sareng 3G. Contona, China Mobile ngadopsi TD-LTE sabab TE-LTE tiasa berpungsi saé sareng jaringan 3G anu diwangun ku China Mobile sacara mandiri. Unicom sareng Telecom bébas ngagunakeun salah sahiji dua vérsi nyalira atanapi campuran dua.

2. Naon LTE-M nangtung pikeun?

A panganteur nirkabel disebut Lte-m facilitates konektipitas tina IoT jeung alat M2M kalawan syarat laju pangiriman data modest. Let-m mangrupikeun daérah lega kakuatan rendah (Abdi nyungkeun hapunten) téhnologi. Dibandingkeun sareng téknologi komunikasi sélulér tradisional sapertos 2G, 3G, atawa LTE luhur, téhnologi nu ngamungkinkeun hirup batré leuwih nambahan sarta cakupan di-gedong lega. Ciri konci téh:

• A rentang pinuh gerak jeung switching di-mobil
• pamakéan énérgi low,
• sinyalna leuwih dina struktur
• ngarojong VoLTE

Malah lamun alat tungtung teu langsung numbu ka grid nu, batré anu bisa lepas nepi ka 10 taun dina muatan tunggal bisa mantuan dina nurunkeun biaya pangropéa alat deployed.

Antarbeungeut tiasa dianggo pikeun aplikasi anu peryogi sababaraha tingkat interaksi manusa-komputer, sapertos aplikasi kaséhatan sareng kaamanan khusus sapertos solusi perumahan sareng panél alarem, hatur nuhun kana ngarojong sora VoLTE (4sora G+ HD) kamampuhan.

3. Naon LTE CAT M

A aréa lega kakuatan low (Abdi nyungkeun hapunten) téhnologi disebut LTE Cat M, biasa disebut LTE-M, dimaksudkeun pikeun ngaktifkeun "Internet masif ngeunaan Perkara" nganggo téknologi sélulér, atawa ratusan milyar (!) tina alat Internet of Things. Kusabab nyoko CatM2 masih sababaraha taun jauh, istilah "CatM" utamana nujul kana CatM1.

Dina raraga misahkeun pungsionalitas unggal alat disambungkeun ka jaringan LTE, Téknologi radio LTE nganggo "kategori". Kulawarga alat anu katelah CatM1 nganggo saluran 1.4MHz anu diwatesan pikeun beroperasi, kalayan laju unduh anu kacatet dina rentang 589Kbps sareng kecepatan uplink 1.1Mbps (3Vérsi GPP 14). Kontras jeung alat Cat4, anu tiasa nganggo agrégasi operator sareng nawiskeun tingkat unduhan dugi ka 150Mbps, Alat Cat1 tiasa ngadukung kecepatan download dugi ka 10Mbps. Laju handap (300Kbps downlink / 375Kbps uplink) sadia kalawan modul Cat-M heubeul.

4. Kumaha LTE-M jalan

Dina versi 13 tina standar 3GPP, nu nangtukeun narrowband Internet of Things (NBIoT atanapi LTE Cat NB1, duanana téknologi LPWA dina spéktrum dilisensikeun), lt-m munggaran dibere salaku LTE Cat M1. Révisi ka-14 3GPP nyiptakeun standar LTE Cat M2. Bari LTE Cat M2 bakal dilegakeun ka 5 MHz, LTE Cat M1 delivers data dina rubakpita tina 1.4 MHz. Standar bakal ngahasilkeun kamajuan di daérah di handap ieu:

Laju pangiriman data

LTE Cat M1 sampurna pikeun seueur aplikasi IoT kalawan low mun sedeng laju mindahkeun data perlu saprak éta bisa nanganan nepi ka 375 KB / s ongkos uplink na downlink dina modeu half-duplex. LTE Cat M2 bakal naekeun throughput data ka tingkat unggah puncak 2.6 Mb / s sarta laju download puncak tina 2.4 Mb/s, ngalegaan pamakéan LTE-M malah pikeun aplikasi merlukeun ongkos mindahkeun data rélatif luhur, sapertos panjagaan pidéo. Apdet firmware nirkabel jauh (SAKAK) ogé leuwih gancang, leuwih efisien, tur peryogi kirang muatan batré dina ongkos ieu. LWM2M (M2M hampang), protokol leutik tur lightweight pikeun internét hal aplikasi, dirojong ku U-Blox pikeun apdet FOTA.

Mobilitas

Dibandingkeun jeung ciri mobile ayeuna diaktipkeun ku versi 13 tina LTE-M, versi 14 LTE-M ayeuna nyayogikeun sababaraha kauntungan, kaasup ngurangan konsumsi kakuatan sarta mobilitas lengkep (dina jeung sakuliah frékuénsi) pikeun aplikasi mobile. Kusabab eta ngatur handovers antara base station kawas-speed tinggi LTE, LTE-M leuwih unggul ti NB-IoT pikeun kasus pamakéan mobile. Hiji alat LTE-M bakal boga fungsi kawas a sélular telepon tur pernah jadi dipegatkeun, contona, lamun kandaraan kudu ngaliwatan loba unit jaringan misah pikeun pindah ti titik A ka titik B. Gantina, sanggeus anjog di unit jaringan anyar, Alat NB-IoT ahirna kudu nyieun sambungan anyar.

5. téhnologi LTE-M: CAT-M1 jeung CAT-M2

Keunggulan LTE CAT 1

• Latency low (50 nepi ka 100ms)
• LTE baku-speed sedeng
• Cocog jeung aplikasi IoT nu peryogi loba rubakpita
• Penetrasi wangunan gedé
• Full-duplex FDD / TDD jeung rojongan VoLTE (jasa sora LTE)
• Minuhan uplink data luyu jeung speeds downlink
• IoT sareng komunikasi M2M dirojong.
• 3G sareng 2G cocog mundur.
• Ningkatkeun efisiensi transfer data
• Downlink (10Mb/s) jeung uplink (5Mb/s)
• Bantuan sora
• Basajan ngagunakeun
• Perlindungan jero rohangan
• Rojongan pikeun alat nu bagerak
• Konsumsi daya parantos dioptimalkeun pikeun manjangkeun umur batre (nepi ka 5 taun)
• Modeu standby sareng sare low dirojong.
• Alat pikeun kadali jauh
• Biaya saeutik

NB-IoT/CAT-M2

Sanajan NB-IoT (ogé katelah CAT-M2) ngalakukeun fungsi anu sami sareng CAT-M, eta employs modulasi DSSS. Kusabab NB-IoT teu tiasa dianggo dina spéktrum LTE, operator kudu mayar leuwih upfront pikeun ngadopsi téhnologi nu.

Ilaharna, gateways dina infrastruktur séjén dipaké pikeun ngumpulkeun data sensor sarta salajengna nyambung ka server primér. Sanajan kitu, server primér bakal meunang data sénsor geuwat, hatur nuhun kana téhnologi NB-IoT. Sajaba, NB-IoT dianggap salaku solusi anu langkung murah sabab henteu peryogi gateway. Salaku hasilna, Huawei, Ericsson, Qualcomm, sareng Vodafone investasi sacara signifikan dina aplikasi komérsial NB-IoT. Nepi ka tungtun taun 2018, sababaraha wewengkon di sakuliah dunya diperkirakeun boga NB-IoT na LTE-M base station deployed, nurutkeun Sierra Wireless.

6. Beda antara LTE-M jeung NB-IoT

Tunda kinerja

Pamakéan énergi anu rendah sareng kaandalan anu saé dina lingkungan anu tangguh mangrupikeun dua kauntungan tina téknologi NB-IoT. NB-IoT kurang cocog pikeun aplikasi anu nelepon pikeun latency jaringan pisan low ti LTE-M nyaeta. Bari LTE-M latency mindeng 100 ka 150 milidetik, Nb-IoT latency ilaharna sarua atawa kurang ti 10 detik (ngeunaan 1.6 ka 10 detik).

Mobilitas alat

NB-IoT teu sagemblengna ngaktipkeun mobilitas dibandingkeun LTE-M, nu ogé ngarojong sora. Ieu LTE-M pikeun "mobilitas lengkep mulus." NB-IoT masih tiasa dianggo pikeun aset sareng alat sélulér; sakumaha urang kadang ngadangu, éta ngan saukur kawates. Aplikasi NB-IoT sacara real-time sareng pelacak, aplikasi pikeun babagi sapédah, aplikasi lingkungan kalawan komponén mobile tapi throughput low, jeung logistik calakan sababaraha conto. Asét maneuh, kayaning méter pinter atawa terminal point-of-sale, sering tapi henteu sacara éksklusif dianggo dina NB-IoT.

Énergi efisiensi

Dibandingkeun LTE-M, NB-IoT ogé langkung berorientasi kana énergi rendah sareng konsumsi kakuatan sareng gaduh umur batre poténsial langkung ti sapuluh taun..

Penetrasi

Kalawan NB-IoT, ngaronjat dénsitas kakuatan transmisi mungkin saprak eta employs tunggal, 200KHz atanapi 180KHz pita sempit sareng rubakpita anu langkung alit. Ieu elevates kamampuhan penetrasi jero (sarta ngaronjatkeun cakupan sakabéh) leuwih LTE-M sarta perbaikan séjén. Pikeun sinyalna interior, LTE-M ogé jalan, sanajan NB-IoT leuwih unggul.

Rincian teknis ngeunaan cakupan, ngahontal, jeung jero penetrasi: Leungitna gandeng maksimum pikeun NB-IoT nyaeta 164 dB, anu mangrupa 20 perbaikan dB leuwih GPRSanggaran link.

7. Naon nya éta selisih LTE na LTE-M

Dua masalah anu aya di leungeun gaduh dua solusi anu disarankeun ku 3GPP: LTE-u (LTE-teu dilisensikeun) jeung LTE-M (LTE-Mesin ka Mesin).

Tujuan dasar tina LTE-u nyaéta pikeun ngémutan laju jaringan ayeuna, kapasitas, jeung alat pamaké on-demand kontradiksi. Rencana agrégasi pamawa butuh spéktrum, sareng kusabab teu aya spéktrum anu disatujuan pikeun nyumponan kabutuhan ieu, nu R13 proposes alternatif otorisasi: ngagunakeun spéktrum salaku pamawa primér. Dina raraga ngalengkepan dampak aggregation pamawa sarta ngaronjatkeun laju sarta kapasitas, nu teu dilisensikeun 5G spéktrum dipaké salaku pamawa bantu.

alternatif sejen, utamana pikeun Internet of Things, nyaéta LTE-M, nu ieu ngusulkeun dina R12 sarta bakal dimekarkeun dina R13. Istilah sanésna, spéktrum LTE dianggo pikeun nyederhanakeun sistem sareng ngajantenkeun éta cocog sareng konsumsi kakuatan rendah Internet of Things., latency tinggi, jeung kinerja goréng.

Ngan dua alternatif anu disarankeun pikeun ngajaga posisi 3GPP anu teu stabil dina industri nirkabel bari adaptasi sareng tren anyar ayeuna..

8. Naon cakupan LTE Networks

Faktor anu nangtukeun cakupan

Sinyal dina sistem LTE bisa dibagi jadi uplink jeung downlink arah. Liputan uplink, atawa sinyalna sinyal disadiakeun ku terminal, nangtukeun cakupan base station alatan disparity Stark dina kakuatan transmisi sinyal.

Kumaha base station nangtukeun yén éta geus narima sinyal ti terminal, saterusna? SINR, atawa rasio signal-to-noise, dipaké dina conto ieu salaku indikasi sinyal primér.

Komponén anu paling kritis dina nangtukeun cakupan nyaéta SINR

Istilah sanésna, base station narima sinyal terminal SINR satisfies standar minimal. Terminal dina conto ieu aya dina wates cakupan, nu pakait jeung maksimum wewengkon cakupan urang.

Faktor anu mangaruhan SINR

Ngan ukur base station atanapi pangguna anu cukup jangkung pikeun ngatasi kelengkungan bumi sabab planét éta buleud.. Anteneu base station has ngagantung jangkungna nyaeta 30 m, kalawan jarak cakupan kira-kira 20 km. Sanajan kitu, itungan nunjukeun yen lamun base station atawa jangkungna terminal nyaeta 2 km, jarak sinyalna maksimum bisa dilegakeun ka sabudeureun 160 km.

Ngomong-ngomong, Ericsson parantos nguji LTE nganggo terminal khusus dina penerbangan. Sanajan kitu, ningkatna terminal atop balon dina jarak 2 km oge kacida praktis.

Pilihan séjén nyaéta ngawangun base station di luhur gunung 2 kilométer, sapertos puncak Gunung Huangshan, pikeun nutupan wewengkon 160-kilométer, ampir sarua jeung Propinsi Zhejiang.

Kanyataan yén ngan aya hiji base station jeung hiji pamaké handap eta, tanpa gangguan I sareng ngan noise N, mangrupa sarat nu leuwih krusial. Jadi sanajan anjeun teu ngamangpaatkeun TA, SINR henteu turun.

Aya sababaraha base station jeung pamaké handapeun unggal base station dina jaringan has. Mékanisme TA kudu dipaké pikeun nyegah gangguan ti pamaké padeukeut, jeung kapasitas processing maksimum na nyaeta 100 kilométer, nu mana istilah "100 kilométer" asalna ti.

Ngalegaan kakuatan processing TA urang

Upami anjeun yakin yén TA henteu cekap, Anjeun oge bisa diajar ti GSM pendekatan processing pikeun ngaronjatkeun kakuatan processing TA urang.

9. Naon rubakpita LTE

LTE-M, hiji téhnologi up-na-datang anyar dipaké dina angkutan rail, ngan bisa ngamangpaatkeun rubakpita maksimum 20M antara 1785MHz jeung 1805MHz, sarta duanana pita frékuénsi kénca jeung katuhu geus dipaké ku sistem komunikasi lianna. Ku kituna, ngaleungitkeun pita isolasi frékuénsi, bandwidth anu tiasa dianggo, lamun dimangpaatkeun dina taneuh, ngan 15M atanapi 10M. Éta ogé kedah dibagikeun sareng minyak, listrik, jeung sektor transportasi. Halangan fisik dina tabung anu misah misahkeun hulu sareng hilir bagian bawah tanah subway klasik. Kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ngagunakeun jaringan sababaraha sél anu beroperasi dina frékuénsi anu sami, kalawan hulu jeung hilir nempatan rubakpita maksimum 20M unggal. Kusabab garis luhur sareng handap ngabagi rubakpita 10M atanapi 15M sareng teu aya pamisahan fisik antara aranjeunna., rail awan ngan bisa katutupan ku sél tunggal pikeun liang tunggal jeung lagu ganda, sami sareng subway janten LTE-M ayeuna ngan ukur tiasa ngadamel sistem CBTC sareng PIS. Sanajan kitu, LTE-M boga sistem klaster sorangan nu bisa ngaganti sistem TETRA, nu nurunkeun biaya.

10. Bubuka pikeun protokol komunikasi LTE-M

Arsitéktur Protokol LTE

Tumpukan protokol pesawat pangguna sareng tumpukan protokol pesawat kontrol mangrupikeun dua subset tina tumpukan protokol antarmuka udara sistem E-UTRAN.. Lapisan fisik (PHY), kontrol aksés média (MAC), Kontrol Tumbu nirkabel (RLC), jeung pakét data aggregation (PDCP) nyaéta opat lapisan anu ngawangun tumpukan protokol pesawat pangguna. Dina éntitas eNode B sisi jaringan, sublayers ieu mungkas.

Sistem LTE ngabagi prosés ngolah data kana sababaraha tingkat protokol. Sababaraha éntitas lapisan protokol nanganan pakét IP anu dianggo pikeun pangiriman data downlink sateuacan dikirimkeun ngaliwatan antarmuka hawa. Sakabéh arsitéktur protokol pikeun pangiriman downlink dina jaringan LTE ditémbongkeun dina gambar di luhur.

Seueur metode anu dianggo dina desain saleresna pikeun ngagambarkeun kinerja chip anu pangsaéna. Coding sareng decoding, modulasi dan demodulasi, pemetaan multi anteneu, sareng operasi lapisan fisik telekomunikasi sanés sadayana dilakukeun dina lapisan fisik. Lapisan anu paling canggih dina protokol ogé mangrupikeun anu ngalaman tés produk anu paling. Eta kudu cooperate kalawan hardware sarta kuat dihijikeun ka hardware.

• lapisan MAC: ngatur scheduling hulu jeung hilir ogé HARQ retransmission. Retransmission sareng jadwal tiasa dilakukeun leres, sarta laju bakal digambarkeun pikeun sakabéh produk, nu nyebutkeun yén hakekat L2 aya.
• lapisan NAS: handles mindahkeun informasi antara UE jeung MME. Inpormasi ngeunaan pangguna atanapi kadali tiasa dilebetkeun kana bahan. Ieu kalebet administrasi pangguna, manajemén kaamanan, jeung manajemén sési. Lapisan AS, nu urang tingal salaku tukangeun lapisan NAS, transparan pikeun eNode B. Sakumaha anu dititénan dina gambar anu disarengan, eNode B kakurangan protokol layered ieu; kituna sadaya komunikasi NAS ngarambat ngaliwatan eta.
• Lapisan RLC: tanggung jawab pikeun segmentasi data tingkat luhur sareng konektipitas, processing retransmission, jeung transmisi sequential.
• Lapisan RRC: protokol signalling pangpentingna eNode B urang, ngarojong rupa-rupa operasi antara terminal. Ieu ngawengku algoritma sumberdaya nirkabel, nu dina harti lega ngatur kabiasaan nirkabel dina aplikasi dunya nyata.
• Lapisan PDCP: tanggung jawab pikeun compressing headers pikeun nurunkeun kuantitas lalulintas bit nu panganteur nirkabel kudu disiarkeun.

11. Bubuka frékuénsi LTE

Organisasi standar anu diadegkeun ku 3GPP, anu tanggung jawab LTE sareng 5G, nyaéta LTE-m (Évolusi jangka panjang Mesin) jeung NB-IoT (Internét Narrowband of Things). Aranjeunna nyadiakeun operator kasempetan ngagunakeun infrastruktur mobile maranéhanana ayeuna pikeun mempermudah pamakéan lega tina alat-alat IoT. Aranjeunna tiasa dipercaya sareng aman sareng tiasa nyayogikeun tingkat jasa anu tiasa diandelkeun salami aranjeunna tetep aya dina misina.

Mesin-ka-mesin (M2M) komunikasi, sok disebut salaku MTC, ngawengku duanana NB-IoT jeung MTC. Éta tiasa ngabantosan ngalaksanakeun program sapertos nyukcruk aset, ngawas lingkungan, jeung kota pinter. Ti mimiti, operator saméméhna geus garapan jaringan 2G jeung 3G pikeun aplikasi IoT husus, kayaning monitoring armada. LTE-M sareng NB-IoT tiasa duanana nransferkeun kuantitas data anu sederhana dina waktos anu panjang, kumaha oge, aranjeunna henteu sami sareng alat IoT. Éta sahingga kirang pajeulit jeung mahal ti standar telepon sélulér séjén. Transformasi: Umur batre alat tiasa dugi ka 10 taun kusabab pamakéan kakuatan ultra-low na. Jaringan ieu sering disebut salaku WAN kakuatan rendah kusabab ieu (LPWAN).

12. Kaunggulan tina téhnologi LTE

• Téknologi komunikasi LTE ngagaduhan seueur kaunggulan dibandingkeun téknologi komunikasi nirkabel sateuacana, kaasup speeds komunikasi gancang, spéktrum jaringan anu lega, komunikasi fléksibel, fungsionalitas terminal kuat, kecerdasan tinggi, kasaluyuan alus, jasa komunikasi leuwih nilai-ditambahkeun, kualitas komunikasi luhur, jeung efisiensi pita frékuénsi luhur.
• Laju komunikasi anu luhur: Laju puncak downlink LTE nyaéta 100Mbit/s, sareng tingkat puncak uplink nyaéta 50MBit / s, nu sababaraha kali leuwih gancang ti sistem komunikasi nirkabel 3G. téhnologi komunikasi LTE nawarkeun rubakpita variabel, nepi ka 20MHz.
• efisiensi spéktral tinggi: Dibandingkeun sistem komunikasi nirkabel 3G, téhnologi komunikasi LTE nyata ngaronjatkeun efisiensi spéktral via aggregation pamawa, OFDM, jeung téknologi lianna. efisiensi spéktral uplink bisa ngahontal 2.5 bit/s, bari downlink efisiensi spéktral bisa ngahontal 5 bit/s (s.hz).
• Sistem komunikasi nirkabel LTE dumasar kana packet switching dina arsitektur sakabéh kalawan laju data tinggi, latency low, sareng optimasi jasa domain pakét salaku tujuan utama.
• jaminan QoS: Aplikasi komunikasi nirkabel anu béda gaduh spésifikasi QoS anu béda. Ngaliwatan mékanisme QoS kaku, sistem komunikasi nirkabel LTE ngajamin kualitas layanan pikeun rupa-rupa layanan, kaasup layanan real-time (VoIP) jeung surfing jaringan.
• Latén rendah: Dina pesawat pamaké, latency transmisi unidirectional kirang ti 5 Ibu. Kurang ti 50ms ngaliwat antara pesawat kontrol, migrasi tina kaayaan sare ka kaayaan aktip. Dina mangsa hijrah, kirang ti 100ms lulus antara kaayaan cicing jeung kaayaan aktip.
• Konvergénsi alus: Jaringan generasi saterusna (NGN) arsitéktur, nu LTE sistem komunikasi nirkabel adopts, ngamungkinkeun konvergénsi sarta coexistence kalawan WIFI jeung téknologi komunikasi nirkabel séjén, ngabentuk lingkungan jaringan nirkabel multi-level. Sistim komunikasi nirkabel LTE ogé ngarojong jasa mobile richer, sapertos inpormasi multimedia, nelepon video, pangiriman data broadband, televisi konferensi, sareng seueur deui. Pamaké tiasa gancang nampi jasa inpormasi naon waé anu diperyogikeun.
• tingkat luhur kalenturan: Sistem komunikasi nirkabel LTE ngadopsi arsitektur jaringan sadaya-IP, arsitéktur jaringan sistem datar, sareng jaringan sistem sareng kalenturan ékspansi anu luhur. Téknologi komunikasi LTE ngadukung spéktrum anu dipasangkeun atanapi henteu dipasangkeun sareng tiasa dikonpigurasi sacara fleksibel 1.25 MHz ka 20 rubakpita MHz.

13. Dimana LTE dipaké? Aplikasi LTE.

Kauntungan utama TE-M nyaéta kaamanan. Hiji chip SIM, nu bisa jadi terpadu kana circuit board sarta disiapkeun dina pabrik pikeun nyetél kenop na tanda tangan, diperlukeun pikeun alat numbu ka telepon. Kenop anu dipasang ieu teu tiasa dirobih tanpa gaduh aksés fisik ka alat saatos disetél pikeun kartu SIM.

Layanan auténtikasi sareng enkripsi NSasuiteBaES-256 ditawarkeun ku modul kaamanan SIM.

LTE-M ogé kauntungan tina ngajaga konektipitas sanajan aya leungitna kakuatan. Kusabab anjeunna disambungkeun ka jaringan sélulér, anjeunna henteu peryogi titik aksés (AP), nu tetep numbu salami batré alat IoT urang fungsi normal.

Kusabab ieu, sambungan IoT sélular sacara éksténsif padamelan di wewengkon krusial, kaasup manajemén armada, kaamanan imah jeung kantor, jeung grid kakuatan.