آنچه باید برای استفاده از 4G و LTE بدانید

خبرگزاری ایسنا: اکنون مشترکان 9 شهر کشور امکان استفاده از خدمات نسل چهار ارتباطی را دارند با این حال برای بسیاری افراد ماهیت نسل چهار و LTE جای سوال دارد.

 دسترسی به اینترنت موبایل در بسیاری از کشورهای دنیا اولین راهکار مردم برای دسترسی به اینترنت و اتصال به دنیای مجازی به شمار می‌رود، با این حال سرعت این دسترسی تا چندی پیش در کشور ما سرعتی بسیار پایین بود و همین موضوع موجب می‌شد در مواردی که کاربران قصد انجام فعالیتهای متعدد اینترنتی را دارند راهکار دیگری را مورد استفاده قرار دهند.

از ابتدای شهریور ماه، دوره انحصار 3G برای اپراتور سوم ارتباطی پایان یافت و پس ازآن دو اپراتور اول کشور در شرایطی مجاز به ارائه خدمات نسل سه یا 3G شدند که به گفته وزیر ارتباطات دیگر از این پس تکنولوژی اسیر بند نبوده و اپراتورها مجازند سرویسهایی از نسل های بالاتر ارتباطی را نیز ارائه کنند.

بر این اساس این سئوال پیش می آید که نسل چهارم ارتباطی یا 4G چه مشخصه هایی داشته و تفاوت آن با نسل های قبلی در چیست؟

4G چهارمین نسل شبکه‌ تلفن همراه است که در هر نقطه سرویس دهی موبایل امکان تبادل داده با سرعت‌های بالا را می‌دهد.

نسل چهارم ارتباطات موبایل که در سال‌های اخیر در دنیا جایگزین نسل سوم آن شده است؛ مهیا کننده‌ سرعت و پهنای باند بسیار بالا برای دسترسی به اینترنت وانتقال دیتاست که علاوه بر گوشی تلفن همراه می توان با استفاده از مودم‌های نسل 4 سرعت آن را در لپ‌تاپ‌های دارای مودم وایرلس USB، گوشی‌های هوشمند و غیره نیز مورد استفاده قرار داد.

در واقع نسل چهارم موبایل که در بازار با نام LTE یا Long Term Evolution شناخته می‌شود، از فن‌آوری‌های استاندارد GSM است و برای دسترسی به اینترنت پرسرعت قابل حمل استفاده می‌شود.

به عبارت دیگر افزایش پهنای باند و سرعت انتقال از طریق تلفیق خطوط رادیویی و بهبود هسته شبکه، مزیت 4G و LTE نسبت به نسل سوم محسوب می‌شود و بدین ترتیب LTE نسبت به نسل‌های قبلی دامنه وسیع‌تری را پیش روی سازندگان اپلیکیشن‌های اسمارت‌فون و تجهیزات بی‌سیم قرار می دهد.

این تکنولوژی از سال 2009 در کشورهای مختلف دنیا به تدریج آغاز به کار کرده و به تازگی در ایران نیز اپراتور دوم در 9 شهر تهران، مشهد، کرج، ارومیه، همدان، تبریز، قزوین، قم و بابل به ارائه آن پرداخته است.

براساس نظرسنجی‌هایی که در آمریکا صورت گرفته ارائه خدمات نسل چهار در نهایت موجب شده است که 67 درصد صاحبان کسب و کار آن را باعث افزایش بهره‌وری و 47 درصد آنها ورود 4G را باعث کاهش هزینه‌های خود دانسته‌اند.

از نظر سرعت نیز اکنون سرعت دانلود در شبکه نسل دو رقمی بین 10 تا 130کیلوبیت است که این رقم در شبکه نسل سه به یک تا پنج مگابیت بر ثانیه و در شبکه نسل چهار به حدود 10 تا 40 مگابیت بر ثانیه می‌رسد. سرعت آپلود نیز در شبکه نسل دو رقمی مابین هشت تا 130 کیلوبیت، در نسل سه بین 200 تا 500 کیلوبیت و در نسل چهار رقمی بین یک تا 15 مگابیت خواهد بود.

برای استفاده از خدمات نسل چهار ارتباطی مشترکان ایرانسلی که در 9 شهر ذکر شده سکونت دارند می توانند پس از تهیه گوشی هایی که قادر به ارائه خدمات نسل چهار ارتباطی هستند، نسبت به تغییر سیم کارت خود و یا تهیه سیم کارتهای نسل 4 که با عنوان Usim ارائه شده اند از خدمات نسل چهارم بهره مند شوند.

در حال حاضر بسته بازگشت Usim ایرانسل برای تبدیل سیم‌کارت فعلی به Usim با قیمت 10هزار تومان و سیم کارت اعتباری نسل چهارم ایرانسل به همراه 10هزار تومان اعتبار اولیه با قیمت 20 هزار تومان قابل ارائه است و کاربران پس از تهیه این سیم کارت ها با استفاده از گوشی، تبلت و یا مودم با قابلیت پشتیبانی از نسل چهارم، اعمال تنظیمات لازم برای اتصال به شبکه باندپهن همراه ایرانسل از طریق تنظیم APN یا Access Point Name گوشی به mtnirancell بدون نیاز به هیچ مشخصه دیگر، اضافه کردن قابلیت LTE از طریق تنظیمات بخش cellular network یا mobile network گوشی و حضور در مناطق تحت پوشش خدمات 4G ایرانسل، امکان اتصال و استفاده از این خدمات را خواهند داشت.

در خصوص تعرفه های دسترسی به خدمات نسل 4 نیز درحال حاضر همان تعرفه های نسل های دو و سه یعنی نیم ریال به ازای هر کیلوبایت اینترنت همراه اعمال خواهد شد و راهکار دیگر آن است که کاربران با فعالسازی بسته‌های اینترنتی از اینترنت همراه با هزینه ای به مراتب پائین‌تر بهره‌مند شوند.

مجله دیجی کالا - علیرضا برادران: گسترش انواع خدمات مبتنی بر وب مانند رسانه‌های اجتماعی، تلویزیون‌های اینترنتی و بازی‌های آنلاین موجب شده هر روز به اتصال اینترنتی پرسرعت‌تری نیاز داشته باشیم. در حال حاضر جدیدترین نسل فعال اتصال بی‌سیم موبایل، 4G LTE نام دارد. نسل چهارم (4th Generation) نه‌تنها دست‌یابی به سرعت‌های بیشتر را ممکن کرده، بلکه از لحاظ فناوری هم با روش‌های پیشین متفاوت است. در مقاله‌ی پیشِ رو به توضیح ساده‌ی فنی LTE و نحوه‌ی عملکرد آن می‌پردازیم. با ما همراه باشید.

    ‌
4G LTE از منظر تخصصی

LTE مخفف Long Term Evolution به معنی تکامل دراز مدت است؛ در واقع از 4G به بعد شاهد یک تغییر نسل اساسی و ایجاد استاندارد بین‌المللی در فناوری‌های موبایل هستیم. مهم‌ترین تفاوت این نسل با نسل‌های قبل را باید در فرکانس و پهنای باند کاری آن جست‌وجو کرد. مراجع تنظیم‌کننده ارتباطات رادیویی، باند‌های فرکانسی زیادی را در قالب استاندارد 4G LTE تعریف کرده‌اند که بسته به کشور یا اپراتور فرق می‌کند.

پیاده‌سازی نسل چهارم موبایل به دو روش عمده انجام می‌گیرد: FDD و TDD. در روش دوسویه‌سازی با تقسیم بسامد (FDD) یا Frequency Division Duplexing، دو فرکانس مجزا برای هر باند لحاظ می‌شود تا از یکی برای ارسال داده‌ها و از دیگری برای دریافت آن‌ها استفاده شود. اما در شیوه‌ی دوسویه‌سازی با تقسیم زمان (TDD) یا Time Division Duplexing به هر باند تنها یک فرکانس برای هردو عملیات ارسال و دریافت داده‌ها اختصاص می‌دهند. در TDD همان‌طور که از نام روش بر می‌آید برای جلوگیری از تداخل داده‌ها با تقسیم و اختصاص زمان مشخص، در هر لحظه فقط یکی از عملیات‌های ارسال یا دریافت انجام می‌گیرد. در حقیقت با اختلاف زمانی در ارسال داده‌ها از/به دستگاه، ارتباط با دکل مخابراتی برقرار می‌شود.

۳۱ باند FDD در فرکانس‌های ۴۵۲ مگاهرتز تا ۳۶۰۰ مگاهرتز قرار دارد. به‌علاوه، ۱۲ باند TDD هم در بازه‌ی ۷۰۳ مگاهرتز تا ۳۸۰۰ مگاهرتز در نظر گرفته شده. طبیعتا فرکانس‌های بالاتر دست‌یابی به سرعت بالاتر را ممکن می‌کنند؛ درحالی‌که فرکانس‌های پایین با قربانی کردن پهنای باند، حوزه‌ی پوشش و نفوذ گسترده‌تری دارند. برای این کانال‌ها معمولا ۱۰ تا ۲۰ مگاهرتز پهنای باند لحاظ می‌کنند؛ اگرچه تقسیم آن‌ها به بخش‌های کوچک‌تر ۱٫۴، ۳ و ۵ مگاهرتز هم مرسوم است.

برای ارایه‌ی LTE در آمریکای شمالی، اروپا و قسمت‌هایی از آسیا، روش FDD استفاده می‌شود. TDD در چین، هند و بعضی مناطق دیگر به کار می‌رود تا بتوانند به کاربران بیشتری در هر باند خدمات دهند. به همین خاطر اگر قصد دارید از کشور دیگری تلفن هوشمند تهیه کنید حتما باید به باندهای پشتیبانی شده‌ی آن دقت کنید.

LTE از دو مسیر رادیویی مجزا برای ارسال و دریافت از دکل مخابراتی به دستگاه و بالعکس استفاده می‌کند. به هنگام دریافت از شیوه‌ای موسوم به OFDMA (تقسیم متعامد بسامد با دسترسی چندگانه) استفاده ‌می‌شود که به‌‌صورت چند ورودی، چند خروجی طراحی شده. در این حالت برای افزایش سرعت شبکه، حداقل به دو آنتن نیاز خواهد بود. استاندارد LTE را اصطلاحا ۴ در ۴ پیاده‌سازی می‌کنند که عدد اول تعداد آنتن‌های ارسال و دومی آنتن‌های دریافت را نشان می‌دهد.

برای ارسال (از دستگاه به دکل) از سیگنال‌های SC-FDMA یا تقسیم بسامد تک حامل با دسترسی چندگانه استفاده می‌شود. این سیگنال به دلیل نرخ قله به میانگین بهتر، برای ارسال مناسب‌تر است.
 
سرعت

فارغ از توضیحات فنی ثقیل بالا، آن‌چه نظر مصرف‌کننده را جلب می‌کند سرعت زیاد اتصال در نسل چهارم است. اگرچه کیفیت و سرعت اتصال به فاکتورهای مختلفی چون تعداد کاربران و قدرت سیگنال بستگی دارد، اما در بیشتر شبکه‌های LTE بین ۱۰ تا ۲۰ مگابیت بر ثانیه می‌توان دانلود کرد (البته میانگین سرعت در ایران محدودتر است). سرعت LTE در بعضی کشورهای پیشرو، به ۵۰ مگابیت بر ثانیه هم می‌رسد.

در مقایسه با نسل سوم (3G)، به‌طور مثال در شبکه‌های HSPA، حداکثر سرعت تا ۱۴ مگابیت بر ثانیه دانلود و تا ۶ مگابیت بر ثانیه برای آپلود است (سرعت نسل سوم نیز در کشور ما با استانداردها اختلاف دارد). در شبکه‌ی LTE که به‌خوبی اجرا شده باشد قاعدتا باید حداقل ۳ تا ۵ برابر پرسرعت‌تر از 3G باشد.


LTE شرکت کوالکوم روی کاغذ ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه دانلود و حدود نصف این، سرعت آپلود دارد. برای رسیدن به سرعت‌های بالاتر، طبیعی است که پهنای باند بیشتری لازم باشد. برای این منظور LTE-Advanced معرفی شده. در این نوع LTE برای دریافت، MIMO (چند ورودی، چند خروجی) به‌صورت ۸ در ۸ و برای ارسال ۴ در ۴ در نظر گرفته شده تا چندین باند حاملِ داده در کنار هم سیگنال قوی‌تر و با پهنای باند بیشتر تشکیل دهند. پهنای باند در هر یک از باندهای LTE یکی از این موارد است: ۱، ۳، ۴، ۵، ۱۰، ۱۵ یا ۲۰ مگاهرتز. در صورت اشتراک ظرفیت پنج‌تایی آن‌ها به باندی با حداکثر ۱۰۰ مگاهرتز دست می‌یابیم (۵ تا ۲۰ مگاهرتز). البته این مقدار در حالات مختلف (باندهای با پهنای کمتر) تغییر می‌کند.

به‌طور نظری با این شیوه باید بتوانیم حدود ۳٫۳ گیگابیت بر ثانیه دانلود و ۱٫۵ گیگابیت بر ثانیه آپلود داشته باشیم؛ هرچند بعید است سخت‌افزار موجود در دستگاه‌ها این سرعت را پشتیبانی کند؛ سیگنال شبکه هم اغلب آن‌قدر خوب نیست که بتواند تا این حد کشش داشته باشد.

از نقطه‌نظر یک اپراتور مخابراتی، معماری LTE از نسل‌های پیشین بسیار ساده‌تر است چراکه سوییچینگ کل شبکه تنها بر مبنای IP یا همان پروتکل اینترنت عمل می‌کند. البته در مقابل این سادگی، LTE ذاتا امکان ارایه‌ی تماس‌های صوتی و متنی را ندارد، اما با اجرایی شدن LTE-A و VoIP (صدا روی پروتکل اینترنت) ارایه‌ی این قابلیت‌ها هم ممکن شده است.
‌‌‌‌      ‌
سخت‌افزار موجود در تلفن

احتمالا تا این‌جا متوجه شده‌اید که نسل چهارم همان‌طور که از نامش بر می‌آید در حال تکامل است (LTE به معنای تکامل درازمدت) و پیش از این‌که شاهد اجرایی شدن نسل پنجم باشیم به تغییر و بهتر شدن ادامه خواهد داد. به همین دلیل سخت‌افزار موجود در تلفن هم برای همگام بودن با تغییرات، طی این سال‌ها و در ادامه به روند تحول خود ادامه می‌دهد.

دستگاه‌هایی که در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرند را به دسته‌های متعدد تقسیم می‌کنند. قابلیت‌ها و سرعت ارایه‌شده در هر یک از این دسته‌ها مشخص شده است. در ادامه مشخصات هر دسته را می‌بینید. از Release 10 به بعد، تحت قالب LTE-Advanced قرار می‌گیرد.

اینترنت 4Gاغلب سازندگان، مودم 4G LTE را کنار پردازنده و دیگر قطعات تراشه‌ی اصلی قرار می‌دهند. به این شکل هزینه و زمان توسعه را کاهش می‌دهند. مثلا مودم LTE موجود در تراشه‌ی اسنپ‌دراگون ۸۱۰ شرکت کوالکام تا Release 10 دسته‌ی ۹ پشتیبانی می‌کند. اما مودم اسنپ‌دراگون ۸۲۰ سریع‌تر است و با Release 10 دسته‌ی ۱۲ مطابقت دارد.

 Helio X20، تراشه‌ی جدید شرکت مدیاتک، مانند تراشه‌ی Exynos 7420 که روی گلکسی S6 نصب شده، یک مودم دسته‌ی ۶ در خود دارند. هرچند پشتیبانی از سرعت‌های بالاتر قاعدتا بهتر است اما فراموش نکنید که بیشتر ارایه‌دهندگان خدمات 4G LTE به سرعت دسته‌های پایین‌تر حتی نزدیک هم نمی‌شوند؛ پس این مورد برای اکثر کاربران نمی‌تواند تعیین‌کننده باشد.
    ‌‌
مسیر پیشِ رو تا نسل پنجم

کار نسل چهارم هنوز تمام نشده و راه زیادی تا پوشش همه‌گیر این نسل از ارتباط بی‌سیم باقی مانده. طبق برآوردها تا ۴ سال آینده باید از ۷ میلیارد اتصال 4G موجود به ۹ میلیارد برسیم و برای رسیدن به این هدف راه درازی در پیش خواهد بود.


البته این موضوع باعث فراغت دانشمندان از نگاه به آینده و کار روی استاندارد پرسرعت‌تر نسل ۵ام نشده. اپراتورهای زیادی از سراسر جهان در انگلستان گرد هم آمده‌اند تا با هم‌فکری و تجمیع توان مالی و فنی خود راه تحقق نسل بعدی را هموار کنند. 5G با پیش‌بینی‌های صورت گرفته باید بتواند در عمل و در شرایط حقیقی، سرعت دانلود بیش از ۱ گیگابیت بر ثانیه داشته باشد. در طراحی این نسل بستر لازم جهت اتصال میلیون‌ها دستگاه در قالب اینترنت اشیا در نظر گرفته شده. همچنین از توجه به عامل مهم مصرف بهینه‌ی انرژی نیز غفلت نکرده‌اند. هرچند تا عرضه‌ی عمومی نسل پنجم زمان زیادی مانده ولی از همین حالا آزمایش‌هایی در کره‌ی جنوبی و اپراتور ورایزون (Vorizon) آمریکا در حال انجام است.

آیا تلفن هوشمند شما قابلیت اتصال 4G دارد؟ اگر تجربه‌ی استفاده از نسل چهارم در کشورهای دیگر را دارید، در مقام مقایسه کیفیت خدمات ارایه‌شده توسط اپراتورهای داخلی را چطور ارزیابی می‌کنید؟ به نظر شما چرا سرعت اتصال نسل‌های مختلف اینترنت سیم‌کارت در ایران پایین‌تر از استانداردهای جهانی است؟ و سر آخر، سرعت پیاده‌سازی فناوری‌های نوین ارتباطی توسط اپراتورهای داخلی را چطور می‌بینید؟