Какво са 4G и LTE и каква е разликата между тях?

Често чуваме двата термина – 4G и LTE – да се използват почти като синоними. Но дали те наистина са едно и също нещо, или има разлики между тях? Нека се спрем по-подробно на особеностите на двете технологии и се опитаме да открием разликата между тях.

Какво е 4G?

Терминът 4G означава четвърто поколение мобилни комуникации. Стандартът IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced), разработен от Международния съюз по далекосъобщения (ITU-R), определя набор от строги изисквания за всяко следващо поколение безжични комуникационни технологии. Според този стандарт 4G мрежите трябва да осигуряват следното:

• Минимална пропускателна способност от поне 1 Gbps за стационарните потребители и около 100 Mbps за мобилните абонати;
• закъснение при прехвърляне на пакетите по-малко от 5 ms;
• широчина на честотната лента до 100 MHz;
• Възможност за обединяване на каналите на оператора за увеличаване на общата пропускателна способност.

Развитието на мрежите обаче протичаше по-бързо от появата на съответните стандарти. Когато започна разработването на новите поколения клетъчни мрежи, повечето оператори срещнаха трудности при реализирането на пълния набор от критерии за 4G, определени от ITU-R. Затова бяха предложени междинни стандарти, един от които се нарича Long Term Evolution (LTE).

Какво представлява LTE?

LTE („Long-Term Evolution“) е еволюционен път за мобилните телекомуникации от трето поколение (3G). Технологията е разработена от консорциума 3GPP (3rd Generation Partnership Project) като преходен етап по пътя към пълния 4G стандарт. Първоначално LTE технологията не отговаряше на критериите за истински 4G стандарт, тъй като не постигаше обявените скорости на предаване на данни и латентност.

Пазарът обаче се нуждаеше от нова маркировка, която да показва значително по-големия капацитет и подобреното качество на услугите в сравнение с предишните поколения. Ето защо операторите започнаха да обозначават LTE мрежите като „4G“. Въпреки че тази практика е технически некоректна от гледна точка на спецификациите на ITU-R, маркетинговите цели надделяха и потребителите свикнаха да свързват LTE с 4G.

Каква е разликата между LTE и 4G?

Сега нека разгледаме основните разлики между технологиите. Скоростта на трансфера на данните. И така, според стандартите истинската 4G трябва да осигурява скорост от около един гигабит в секунда. LTE, въпреки че е много по-бърз от 3G, официално предлага само около сто мегабита в секунда. Следователно LTE отговаря на изискванията на първия етап от еволюцията на 4G, но не отговаря напълно на критериите за пълноценно 4G.

• Латентността на преноса на пакетите.
• Истинските 4G мрежи трябва да имат минимално закъснение при прехвърляне на мрежовите пакети под пет милисекунди. LTE има средно закъснение от около 50-100 ms, което също не е достатъчно, за да се отговори на пълния стандарт 4G.
• Технологията за достъп. Истинската 4G мрежа предполага използването на IP протокол (само IP) за всички видове трафик. LTE поддържа този принцип частично, като използва протокол за комутация на пакетите, но все още не е достигнал нивото на пълна IP конвергенция.
• Мрежовата архитектура. Пълноценните 4G мрежи използват архитектурата Evolved Packet Core (EPC), която съчетава мрежовите елементи от следващо поколение и осигурява пълна интеграция на гласовия трафик, мултимедийните услуги и мобилния интернет. LTE е по-близо до предишната версия на архитектурата (напр. UTRAN), което означава, че не изпълнява напълно принципите на 4G.

Какви са разновидностите на LTE?

В допълнение към обикновеното LTE има няколко модификации, които постепенно доближават технологията до нивото на истинското 4G.

Така например LTE-A (LTE Advanced) е следващият етап от еволюцията, реализиран с цел постигане на реална 4G производителност. Мрежите LTE-A поддържат Carrier Aggregation, MIMO технология от второ поколение (до осем антени едновременно) и честотни ленти до 100 MHz. Тези подобрения позволиха да се постигнат скорости, близки до тези, посочени в 4G стандарта.

Заслужава да се отбележи и LTE-A Pro. Това е друг етап от модернизацията, предназначен за постепенно преминаване към 5G. При него се използват нови технологични подходи като MU-MIMO, Beamforming и Small Cells за увеличаване на капацитета на мрежата и намаляване на латентността.

Защо маркетолозите обозначават всичко като 4G LTE или понякога LTE 4G?

Причината е проста: от търговска гледна точка е изгодно да се популяризира дадена услуга, като се твърди, че се преминава към следващото поколение. Въпреки техническите ограничения, съвременните LTE мрежи предлагат значителни предимства пред своите предшественици (3G):

• Значително по-високи скорости на изтегляне и качване на данни;
• подобрена поддръжка на многопоточните приложения;
• висока степен на стабилност на връзката;
• по-голямо покритие и намалени разходи за поддръжка.
• Това прави LTE достоен кандидат за наследник на по-старите комуникационни стандарти, въпреки че не отговаря на пълното определение за 4G.

В крайна сметка

И така, резюмето е следното:

• Терминът 4G описва изискванията и критериите за следващото поколение мрежи, както са формулирани от ITU-R;
• LTE е значително подобрена реализация на предишното поколение (3G), представляваща преходен етап по пътя към истинската 4G;

На практика повечето настоящи мрежи са от типа LTE или LTE-A и се наричат 4G единствено с рекламна цел;

Въпреки факта, че все още не е изпълнено пълното съответствие с всички условия на 4G, потребителите получават осезаеми ползи от въвеждането на LTE: високи скорости на пренос на данни, намалена латентност и подобрена достъпност на мобилния широколентов интернет.

Но всъщност в наши дни вече е безсмислено да се говори за някаква голяма и пълноценна разлика между 4G и LTE, ако се вземат предвид реалните условия на работа и удобството на потребителите.