Что такое 4G и LTE и в чем разница между ними?

Часто можно услышать оба термина — 4G и LTE — применяемые практически как синонимы. Но действительно ли это одно и то же, или между ними существуют различия? Давайте попробуем детально разобраться в особенностях обеих технологий и выяснить разницу между ними.

Что такое 4G?

Термин 4G расшифровывается как четвертое поколение мобильной связи. Стандарт IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications Advanced), разработанный Международным союзом электросвязи (ITU-R), определяет набор строгих требований к технологиям беспроводной связи нового поколения. Согласно этому стандарту, сети 4G должны обеспечивать следующие показатели:

• Минимальную пропускную способность в нисходящем канале минимум 1 Гбит/с для стационарных пользователей и около 100 Мбит/с для мобильных абонентов;
• Задержку передачи пакетов менее 5 мс;
• Ширину полосы частот до 100 МГц;
• Возможность агрегации несущих каналов для повышения общей пропускной способности.

Однако развитие сетей оказалось быстрее появления соответствующих стандартов. Когда начались разработки новых поколений сотовых сетей, большинство операторов столкнулись с трудностями реализации полного набора критериев 4G, указанных ITU-R. Поэтому были предложены промежуточные стандарты, один из которых получил название Long Term Evolution (LTE).

Что такое LTE?

LTE («Long-Term Evolution») — это эволюционный путь развития мобильных телекоммуникаций третьего поколения (3G). Технология была разработана консорциумом 3rd Generation Partnership Project (3GPP) как переходный этап на пути к полноценному стандарту 4G. Изначально технология LTE не соответствовала критериям настоящего стандарта 4G, поскольку не достигала заявленных скоростей передачи данных и задержек.

Тем не менее рынок нуждался в новой маркировке для обозначения существенно увеличенной пропускной способности и улучшенных показателей качества услуг по сравнению с предыдущими поколениями. Именно поэтому операторы начали маркировать сеть LTE как «4G». Хотя формально такая практика некорректна с точки зрения спецификаций ITU-R, маркетинговые цели взяли верх, и пользователи привыкли ассоциировать LTE с 4G.

Чем отличается LTE от 4G?

Теперь рассмотрим принципиальные различия между технологиями. Скорость передачи данных. Так, по стандартам, настоящий 4G должен обеспечивать скорость порядка гигабит в секунду. LTE же, хотя и намного быстрее, чем 3G, официально предлагает лишь около сотни мегабит в секунду. Следовательно, LTE соответствует требованиям первого этапа эволюции 4G, но не полностью удовлетворяет критерию полноценного 4G.

Задержка передачи пакетов. У настоящих сетей 4G должна быть минимальная задержка передачи пакета ниже пяти миллисекунд. LTE обладает средней задержкой около 50-100 мс, что тоже недостаточно для соответствия полному стандарту 4G.

Технология доступа. Настоящий 4G предполагает использование IP-протокола (IP-only) для всех типов трафика. LTE поддерживает этот принцип частично, используя протокол пакетной коммутации, но пока не достигла уровня полной IP-конвергенции.

Архитектура сети. Полноценные сети 4G используют архитектуру Evolved Packet Core (EPC), которая объединяет сетевые элементы нового поколения и обеспечивает полную интеграцию голосового трафика, мультимедийных сервисов и мобильного интернета. LTE находится ближе к предыдущей версии архитектуры (например, UTRAN), что означает неполное выполнение принципов 4G.

Какие бывают вариации LTE?

Кроме обычного LTE, существует несколько модификаций, которые постепенно приближают технологию к уровню истинного 4G.

Например, LTE-A (LTE Advanced) — это следующий этап эволюции, реализованный с целью достижения реальных показателей 4G. Сети LTE-A поддерживают многоканальную передачу данных (Carrier Aggregation), MIMO-технологии второго поколения (до восьми антенн одновременно) и частоты диапазона до 100 МГц. Такие улучшения позволили достичь скоростных значений, близких к указанным в стандарте 4G.

Также стоит отметить LTE-A Pro. Это еще одна стадия модернизации, предназначенная для постепенного перехода к 5G. Здесь используются новые технологические подходы, такие как MU-MIMO, Beamforming и Small Cells, позволяющие повысить емкость сети и снизить задержки.

Почему маркетологи называют LTE 4G?

Причина проста: с коммерческой точки зрения выгодно продвигать услугу, заявляя о переходе на новое поколение. Несмотря на технические ограничения, современные сети LTE действительно обеспечивают значительные преимущества перед предшественниками (3G):

• Значительно повышенные скорости загрузки и выгрузки данных;
• Улучшенная поддержка многопоточных приложений;
• Высокая степень стабильности соединения;
• Увеличение покрытия и уменьшение затрат на обслуживание.

Это делает LTE достойным кандидатом на роль преемника старых стандартов связи, несмотря на несоответствие полному определению 4G.

Итог

Итак, в сухом остатке получается следующее:

• Термин 4G описывает требования и критерии к следующему поколению сетей, сформулированные ITU-R;
• LTE — это реализация предыдущего поколения (3G), представляющая собой переходный этап на пути к настоящему 4G;
• На практике, большинство современных сетей относятся к типу LTE или LTE-A, и называются 4G исключительно в рекламных целях;
• Несмотря на то, что полное соблюдение всех условий 4G пока не соблюдено, пользователи получают ощутимые выгоды от внедрения LTE: высокая скорость передачи данных, снижение задержек и улучшение доступности широкополосного мобильного интернета.

Таким образом, говорить о полноценной разнице между 4G и LTE бессмысленно, если учитывать реальные условия эксплуатации и удобства потребителей.