سه شنبه 23 مرداد 1397

آیا LTE همان 4G است؟

در سال‌های اخیر مدام اصطلاحات و اسامی فناوری‌های مختلفی به گوشمان خورده است. با هوشمند شدن گوشی‌های تلفن همراه و رواج اشکال متنوع ارائه‌ی اینترنت بی‌سیم، واژگانی مثل 3G، 4G، Lte، TD-LTE، FD-LTE و... اسامی هستند که از سوی شرکت‌های ارائه‌دهنده‌ی خدمات، تکرار می‌شوند. خصوصاً همراه شدن دو اصطلاح Lte و 4G در گوشی‌های موبایل باعث شده این دو نام تقریباً مشابه یکدیگر نام‌گذاری شوند.

اما آیا به‌راستی Lte همان 4G است؟ آیا اشکال جدیدتر اینترنت ثابت مانند TD-LTE را هم می‌توان به‌نوعی 4G قلمداد کرد. اینها سوالاتی هستند که سعی می‌کنیم در متن پیش‌رو برای آن‌ها پاسخی پیدا کنیم.

4G از کجا آمد؟

تحولات در ارتباطات موبایلی با نام Generation به معنی نسل از هم تفکیک می‌شوند. هر نسل ضمن حفظ امکانات نسل قبلی امکانات دیگری برای توسعه‌ی ارتباطات کاربران ایجاد می‌کند. از مکالمه‌ با کیفیت آنالوگ، تا پیام کوتاه، پیام چندرسانه‌ای و مکالمه‌ی دیجیتالی همگی در نتیجه‌ی تغییر نسل‌های ارتباطات بی‌سیم بر بستر شبکه‌ی سلولی ایجاد شدند. اما نکته‌ی بسیار مهم در تغییرات هر نسل نسبت به نسل قبلی، توسعه‌ی ظرفیت شبکه‌ی موبایلی در افزایش سطح ترافیک و پوشش گسترده‌تر بوده است. همچنین به موازات این تغییرات روند توسعه‌ی تکنولوژی به غیر از پیشرفت در کیفیت مکالمات، نقل‌وانتقال داده را نیز ممکن کرد. در این مسیر با استفاده از پروتکل‌ها و فناوری‌های بهینه‌سازی شبکه، هر نسل بی‌سیم؛ دارای نسخه‌ی پیشرفته‌تری نیز (با پسوند Advanced) شد. اسامی 2.5G، 2.75G(EDGE)، 3.5G‌(HSDPA+) و 4.5G یا Lte Advanced، همگی بهینه‌سازی شبکه‌های قبلی و آماده‌سازی قعالیت‌های اپراتورها و تأمین‌کنندگان برای ارتقا به نسل بعدی، هم‌زمان با نیاز بازار بودند.

 


LTE بستری برای رسیدن به 4G و فراتر از آن

در صنعت مخابرات، Long Term Evolution (LTE)  یک استاندارد در راستای سرعت بخشیدن به ارتباطات بی‌سیم برای تلفن‌های همراه و مودم‌ها براساس تکنولوژی GSM / EDGE و UMTS / HSPA است. این فناوری با استفاده از رابط کاربری‌های مختلف در سطح دسترسی و همچنین ارتقاء هسته‌ی مرکزی شبکه، سرعت و ظرفیت را افزایش می‌دهد. این استاندارد توسط3GPP (پروژه‌ی مشارکت نسل سوم) توسعه یافته و ادامه‌ی همین مسیر است. همچنین LTE یک مسیر ارتقاء برای حامل‌های داده با هر دو شبکه GSM / UMTS و CDMA2000 است. فرکانس‌های مختلف LTE و باندهای مختلف استفاده شده در کشورهای مختلف به این معنی است که تنها دستگاه‌های چند بانده قادر به استفاده از LTE هستند. الزامات این استاندارد در اصل توسط بخش رادیویی اتحادیه‌ی جهانی مخابرات ITU-R در مشخصات پیشرفته IMT تنظیم شده است. 
در حوزه‌ی اینترنت بی‌سیم با توجه به فشارهای بازار و پیشرفت‌های قابل توجهی که وایمکس در تکامل سریع دسترسی و LTE به فناوری‌های اصلی 3G وارد کردند، ITU تصمیم گرفت که LTE همراه با فناوری‌های فوق می‌تواند به نام تکنولوژی 4G نامیده شود. استاندارد پیشرفته‌ی LTE به عنوان LTE Advanced نیز به‌طورکلی نیازهای ITU-R را به عنوان IMT-Advanced در نظر می گیرد. برای تمایز LTE Advanced و WiMAX-Advanced از فناوری های فعلی 4G، ITU آنها را به عنوان "4G واقعی" تعریف کرده است.

آیا Lte انواع مختلفی دارد؟

یکی از رایج‌ترین انواع ارائه‌‌ی اینترنت ثابت بی‌سیم، استفاده از فناوری TD-LTE است. شکل دیگر Lte برای ارائه‌ی دیتا برای سیم‌کارت‌های موبایلی، FD-LTE است. این دو فناوری در لایه‌ی Core و انتقال ترافیک تفاوت زیادی ندارند اما در لایه‌ی دسترسی که نقطه‌ی اتصال دستگاه‌های کاربران با آنتن‌های رادیویی است، تفاوت‌های بسیاری بین این دو فناوری وجود دارد.
 LTE-TDD (Long-term Evolution Time-Division Duplex) که همچنین به عنوان TD-LTE نامیده می‌شود، یک فناوری ارتباطات 4G و استاندارد است که توسط ائتلاف بین‌المللی تعدادی از شرکت‌ها توسعه یافته است. 
همانطور که پیش‌تر ذکر شد، دو تفاوت عمده بین LTE-TDD و LTE-FDD وجود دارد: چگونه داده‌ها آپلود و دانلود می‌شوند و اینکه شبکه‌ها در چه طیف فرکانسی مستقر هستند. LTE-FDD از فرکانس‌های دوتایی برای دانلود و آپلود داده‌ها استفاده می‌کند، درحالی‌که LTE-TDD از یک فرکانس واحد استفاده می‌کند که دانلود و آپلود داده‌ها در بازه‌های زمانی مختلف بسته به نیاز کاربران تغییر می‌کند. بنابراین نسبت ارسال و دریافت در شبکه LTE-TDD می تواند به صورت پویا بسته به اینکه آیا داده‌های بیشتری باید ارسال یا دریافت شوند، تغییر کند به عنوان مثال در نقاط پر ازدحام که حجم زیادی از کاربران ممکن است مشغول آپلود یا دانلود باشند، اپراتور TD-LTE می‌تواند ظرفیت یکی را به نفع دیگری کاهش دهد تا رضایت کاربران تأمین شود. یکی دیگر از تفاوت‌های LTE-TDD و LTE-FDD در باندهای فرکانسی این دو فناوری است. LTE-TDD در فرکانس‌های بالاتر و LTE-FDD در فرکانس‌های پایینتر، بهتر کار می‌کند. نیاز به پهنای باند بالاتر و ظرفیت انتقال داده‌ی بیشتر می‌تواند یکی از دلایل انطباق TD-LTE با فرکانس‌های بالاتر باشد. علاوه بر این، باندهای LTE-TDD با آنهایی که برای WiMAX استفاده می‌شوند، هم‌پوشانی دارند و به همین دلیل باندهای WiMAX به راحتی می‌توانند به‌منظور پشتیبانی LTE-TDD ارتقا یابند. از این رو درکشورمان نیز اپراتورهای وایمکس ارتقای شبکه‌ی خود را بر شبکه‌ی TD-LTE انجام دادند.
با وجود تفاوت‌های دو نوع LTE در چگونگی انتقال اطلاعات، 90 درصد از تکنولوژی LTE-TDD و LTE-FDD مشترک است که استفاده از هر دو تکنولوژی را برای تراشه‌ها و شبکه‌های مشابه امکان‌پذیر می‌سازد. با رویکرد استفاده‌ی هم‌زمان از هردو فناوری تعدادی از شرکت‌ها از جمله سامسونگ و Qualcomm، تراشه‌ها یا دستگاه‌های تلفن همراه دو حالته را تولید می‌کنند، از سوی دیگر اپراتورهایChina Mobile ، Hong Kong Limited و Hi3G Access شبکه‌های دو حالته را در هنگ کنگ و سوئد توسعه داده اند. روند توسعه‌ی LTE به‌گونه‌ای است که می‌توان پیش‌بینی کرد در آینده‌ای نزدیک FD-LTE به‌عنوان اینترنت همراه و TD-LTE به‌عنوان اینترنت ثابت، در یک پکیج خدماتی در اختیار کاربران قرار خواهد گرفت. همچنان که در کشورمان نیز تعدادی از تأمین‌کنندگان مودم‌های دوگانه را با قابلیت تغییر فرکانس دریافتی برای هردو شکل Lte، ارائه می‌کنند.
مسیر LTE به‌ معنی دقیق «تحول بلندمدت» به این تغییرات منتهی نخواهد شد. قطعاً نیاز بازار و شکل مصرف دیتا در سطح جهان و حتی کشورمان، تولیدکنندگان تجهیزات و اپراتورهای اینترنت بی‌سیم را به سمت بهینه‌سازی شبکه و افزایش ظرفیت و سرعت دسترسی به اینترنت سوق خواهند داد. در نهایت افزایش استفاده از گجت‌های هوشمند و افزایش پردازش اطلاعات در زمینه‌ی اینترنت اشیا، نیاز به دسترسی به اینترنت پرسرعت را تا ارائه‌ی 5G و ورود به نسل پنجم ارتباطات بی‌سیم به وجود خواهد آورد.