در حالی که کشور ما هنوز گام های اولیه را در مسیر استفاده از نسل سوم طی می کند شبکه های LTE و LTE-A در جهان در حال گسترش هستند. اما نوع جدید نسل چهارم ارتباط همراه یا LTE چگونه کار می کند و چه مزایایی دارد؟

با توجه به فضایی که این روزها بر دنیا حاکم است، سرعت و پهنای باند بیشتر برای موبایل‌ها کم‌کم تبدیل به واقعیتی شده است و در نوک پیکان این تکنولوژی، نسل چهارم شبکه تلفن همراه قرار گرفته است. درحالی‌که LTE جدید رسماً به عنوان نسل چهارم شبکه تلفن همراه (۴G) نامیده می‌شود و پیشرفت‌های زیادی نسبت به ۳G فعلی دارد، امکانات این شبکه نه تنها به نفع مصرف‌کننده است که برای سرویس‌دهنده‌های شبکه مخابراتی نیز کارآمد می‌باشد.

LTE  در سرتاسر دنیا به عنوان اولین شبکه مخابراتی تلفن همراه مورد استفاده قرار گرفته است و در نسل‌های گذشته با ۲G و ۳G به آرامی توانسته است شبکه LTE را گسترش دهد. این شبکه برای گسترش نیاز به زمان دارد و ممکن است از آنچه انتظار می رود نیز بیشتر زمان ببرد و تا آن زمان سایر تکنولوژی ها نظیر CDMA و GSM نیز به حیات خود ادامه خواهند داد.

در این مقاله ما نگاهی به زوایای مختلف LTE خواهیم انداخت، LTE و تکنولوژی های وابسته به آن چگونه کار می‌کنند، مزایای LTE چیست و وضعیت مشترکین حال حاضر و میزان رشد این شبکه در آینده را بررسی خواهیم کرد.

LTE چگونه کار می‌کند؟

وقتی در خصوص LTE صحبت می‌کنیم، اولین نکته‌ای که باید در نظر گرفت تغییر فرکانس و میزان استفاده از پهنای باند است. درحالی‌که GSM 3G از پهنای باند ۵Mhz استفاده می‌کند، LTE می‌تواند از کانالی با ۱.۴Mhz تا ۲۰Mhz پهنای باند استفاده کند. (استاندارد تعریف شده امکان استفاده از ۱,۴,۳,۵,۱۰,۱۵  و ۲۰Mhz را می‌دهد). این پهنای باند در مواقعی که فرکانس‌ها با یکدیگر تداخل دارند به کار می‌آید و از طرف دیگر زمانی که فرکانس‌های استفاده‌نشده زیادی موجود است نیز کاربرد دارد. مطمئناً به هر میزان که پهنای باند بیشتر باشد، ظرفیت پذیرش نیز بالاتر می‌رود و در نتیجه دسترسی کاربران بیشتری به شبکه با امکانات یکسان میسر خواهد شد. سرویس‌گیرنده (گوشی همراه) بسته به نوع سرویس مخابراتی که در آن منطقه و یا کشور موجود است به شبکه متصل خواهد شد.

اغلب باندهای مخابراتی به صورتFrequency Division Duplexing و یا مخفف (FDD) تنظیم شده‌اند، این قابلیت به کار بر امکان می‌دهد از پهنای باند مختلفی برای ارسال و دریافت اطلاعات خود استفاده کند و این تنظیمات با تغییراتی در آمریکای شمالی، اروپا و بعضی کشورهای آسیایی در دسترس خواهند بود. Time Division Duplexing به کاربران اجازه می‌دهد از یک فرکانس واحد برای ارسال و دریافت اطلاعات خود استفاده کنند و در چین و هندوستان مورد استفاده قرار گرفته است، Time division Duplexing و یا مخفف (TD-LTE) پهنای باند مختلفی را ذخیره می‌کند و به ازای هر Mhz کاربر می‌تواند کاربر بیشتری را اختصاص دهد.

LTE از دو شبکه رادیویی مختلف برای ارسال و دریافت اطلاعات از برج مخابرات تا گوشی همراه کاربر استفاده می‌کند، برای دریافت اطلاعات از Orthogonal Frequency division muople access با مخفف (OFDM) که نیازمند MIMO می‌باشد استفاده می‌کند. MIMO به معنای ورودی‌های مختلف است، با این قابلیت کاربر می‌تواند از دو و یا چند آنتن برای کاهش تأخیر در ارسال و دریافت اطلاعات و افزایش سرعت ارتباطی خود با استفاده از کانال مشخص‌شده استفاده نماید. در LTE استاندارد می‌توان ۴*۴ درگاه را تنظیم نمود. (عدد اول تعداد آنتن ارسال‌کننده و عدد دوم تعداد آنتن دریافت‌کننده می‌باشد.)

برای ارسال اطلاعات (از گوشی همراه به برج مخابراتی) LTE از سیگنال SC-FDMA که مخفف (single carrier frequency division multiple access) می‌باشد استفاده می‌کند. بیشتر دستگاه‌های LTE دارای سیگنال قوی برای ارسال اطلاعات نیستند و SC-FDMA در مقابل OFDMA برای ارسال اطلاعات به دلیل قدرت بالا مناسب تر است.

مزایای LTE

از دیدگاه مصرف‌کننده بزرگ‌ترین حسن LTE میزان سرعت بیشتر انتقال اطلاعات می‌باشد. به صورت تئوری دریافت اطلاعات بیشتر ۱۰۰Mbps و ارسال اطلاعات بیشتر ۵۰Mbps می‌باشد. میزان تبادل اطلاعات به فاکتور های مختلفی نظیر پهنای باند، نوسان فرکانس، تنظیمات MIMO و میزان کیفیت مسیر بی‌سیم (wireless path) نیاز دارد. در حال حاضر بیشتر شبکه‌های LTE دارای سرعت دانلود ۵Mbps تا ۲۵Mbps می‌باشند، اما با گسترش بیشتر این شبکه و استفاده از LTE-Advanced این میزان انتقال اطلاعات می‌تواند حتی بیشتر از سرعت سرویس‌دهنده‌های خطوط پرسرعت اینترنتی (DSL) نیز شود.

به دلیل سرعت انتقال بیشتر، دستگاه‌های مصرفی نظیر نوت بوک ها، گوشی‌های همراه هوشمند و تبلت ها و حتی دستگاه‌های بازی و دوربین‌ها نیز در آینده از LTE استفاده خواهند کرد. با استفاده از LTE می‌توانید بهترین شبکه مخابراتی را میان شبکه‌های موبایل و WiFi بدون از دست دادن ارتباط خود با شبکه انتخاب نمایید. این قابلیت به شما امکان استفاده کامل از پهنای باند را در حالت استفاده به صورت همراه خواهد داد.

از دیدگاه مخابراتی نیز در معماری LTE ساده‌سازی‌های زیادی نیز به نسبت به شبکه‌های قبلی صورت گرفته است. LTE از پروتکل‌های اینترنتی (IP) استفاده می‌کند. این سیستم در حالت اولیه خود قابلیت انتقال تماس‌های تلفنی و ارسال اس ام اس را ندارد و کاربر باید تنظیمات دستگاه خود را به VoIP با استفاده از LTE-A تغییر دهد. اما در نهایت هزینه ساخت و اجرای این شبکه جدید مخابراتی با استفاده از امکاناتی نظیر Plug and Play، تنظیمات خودکار و بهینه‌سازی خودکار، کاهش خواهد یافت.

گسترش جهانی شبکه

علی‌رغم صحبت‌هایی که پیرامون LTE-Advanced  و حتی ۵G صورت گرفته است، از دیدگاه جهانی LTE هنوز در مراحل اولیه به سر می‌برد. همان‌طور که انتظار می‌رفت بیشتر استفاده‌کنندگان شبکه LTE را می‌توان در آمریکا و کانادا با حجم زیاد ۶۴.۸ میلیون اتصال LTE در سه ماهه دوم سال ۲۰۱۳ پیدا کرد.

استفاده‌کنندگان جهانی LTE نیز به طرز چشمگیری بیشتر شده‌اند و در دسامبر ۲۰۱۲ به میزان ۷۵ میلیون اتصال رسید که این میزان در سال ۲۰۱۳ به میزان ۱۲۶ میلیون اتصال نیز رسیده است.

LTE ماه اگوست ۲۰۱۳ در ۲۰۰ بازار قابل دسترسی بوده است و توقع می‌رود که این عدد تا سال ۲۰۱۶ تا میزان ۴۲۵ بازار رشد داشته باشد. این میزان به معنای پوشش دهی در بازار نیست و نشانی از تعهد شبکه‌های مخابراتی در سرتاسر دنیا می‌باشد.

ما هم امیدواریم شبکه پرسرعت LTE هر چه زودتر راه خود را به کشور ما هم باز کند و انحصارهای بی مورد مانع پیشرفت فناوری در کشور عزیزمان نشود.