что такое lte cat 20 в смартфоне
Категории 4G LTE и LTE-Advanced
Ранее мы уже писали статью о технологии 4G LTE, её особенностях, частотных диапазонах и т.д. Однако, в последнее время многие пользователи и клиенты, в том числе в комментариях, задают вопросы о технологии LTE-Advanced, в частности об агрегацию частотных диапазонов и категориях LTE, как они работают, в чём разница и зачем это всё нужно.
В данном материале мы постарались в удобной табличной форме собрать наиболее необходимую информацию по категориям LTE. Жирным выделены категории LTE, которые в России сейчас наиболее актуальны и перспективны. В условиях, когда запуск 5G-сетей в нашей стране откладывается год за годом и в данный момент нет никакой ясности даже не по срокам, а по принципиальным аспектам внедрения 5G в России, в частности, на каких частотах он будет работать, кто и когда получит коммерческие лицензии, кто будет заниматься развитием инфраструктуры, развитие сетей 4G LTE не потеряет актуальность в ближайшие 5-7 лет. А развиваться они будут в основном путём перехода на более высокую категорию LTE со стороны операторов. Таким образом они смогут без существенных изменений инфраструктуры нарастить ёмкости базовых станций, скорости доступа и качество обслуживания в периоды пиковых нагрузок.
Категория LTE | Максимальная входящая скорость | Максимальная исходящая скорость | Поддержка MIMO | Модуляция сигнала |
Cat.1 | 10 Мбит/с | 5 Мбит/с | — | QPSK |
Cat.2 | 50 Мбит/с | 25 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
Cat.3 | 100 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
Cat.4 | 150 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
Cat.5 | 300 Мбит/с | 75 Мбит/с | 4×4 | QPSK |
Cat.6 | 300 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
Cat.7 | 300 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
Cat.8 | 3000 Мбит/с | 1500 Мбит/с | 8×8 | QPSK |
Cat.9 | 450 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
Cat.10 | 450 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
Cat.11 | 600 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
Cat.12 | 600 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
Cat.13 | 390 Мбит/с | 150 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 256QAM |
Cat.14 | 3900 Мбит/с | 9600 Мбит/с | 8×8 | 256QAM |
Cat.15 | 800 Мбит/с | 225 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
Cat.16 | 1000 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
Cat.17 | 25000 Мбит/с | 2100 Мбит/с | 8×8 | 256QAM |
Cat.18 | 1200 Мбит/с | 210 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
Cat.19 | 1650 Мбит/с | 13500 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
Cat.20 | 2000 Мбит/с | 315 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
Cat.21 | 1400 Мбит/с | 300 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
Указанные в таблице значения являются максимальными. Т.е. даже если у Вас на месте есть агрегация частотных диапазонов, идеальный сигнал и соответствующее оборудование с поддержкой MIMO 8×8 и модуляцией сигнала 256QAM, это вовсе не значит, что у Вас скорость соединения будет, к примеру 2000 Мбит/с (LTE cat.20). Реальная скорость интернета в сетях 4G LTE зависит от многих факторов. Подробнее об этом тут.
Параллельно с развитием сетей 4G LTE со стороны операторов продолжит развиваться и сегмент потребительских (клиентских) устройств доступа в Сеть. Это коснётся и смартфонов, в которых даже в бюджетных моделях будет появляться поддержка LTE-Advanced с агрегацией частот, но так же и стационарных 4G-роутеров и портативных 4G-модемов. Первое поколение 4G-модемов в России (2012-2013 годы) соответствовало категории LTE cat.3 с максимальной скоростью загрузки 100 Мбит/с. Однако, фактически с 2014 года все актуальные 4G-модемы перешли на категорию LTE cat.4. При этом перехода на LTE cat.5 или cat.6 в этом сегменте не произошло до сих пор. Развиваться продолжили стационарные и портативные 4G-роутеры, которые сейчас дотягиваются даже до категории LTE cat.16. Правда для России более актуально пока LTE cat.6 и cat.9, но в будущем, когда операторы массово подготовят сети, появятся и модели 4G-роутеров более высоких категорий, которые смогут предоставить пользователям в реальных условиях скорости доступа в интернет свыше 300 Мбит/с по воздуху.
Увеличение пропускной способности сетей LTE достигается за счёт трёх основных механизмов:
В совокупности эти механизмы позволяют многократно увеличить производительность и пропускную способность устройств фактически без изменения их форм и размеров. Разве что переход от MIMO 2×2 к MIMO 4×4 и MIMO 8×8 связан с увеличением количества приёмо-передающих антенн. Но современные антенны в мобильных устройствах достаточно компактны и располагаются на печатной плате, а значит практически не занимают лишнего места. Изменение методов модуляции иногда даже не связано с физическими возможностями чипа (процессора), а может быть реализовано программно на уровне прошивки устройства.
Стоит отметить, что далеко не все категории LTE и LTE-Advanced массово используются операторами в мире. Некоторые категории имеют очень узкую специализацию и используются в отдельных отраслях или даже локациях, например на больших предприятиях и комбинатах для внутренней связи.
Одна из важнейший характеристик смартфона, или Почему так плохо ловит связь?
Смартфоны в наши дни – это не только устройства для голосовой связи между абонентами. Это и карманные персональные компьютеры для работы и игр, и фотокамера, и видеокамера, и музыкальный проигрыватель, и средство для просмотра видео и так далее.
В подробных характеристиках смартфонов нередко указываются поддерживаемые частотные диапазоны. Например, в Яндекс.Маркете в блоке «Связь» можно найти «Поддержку диапазонов LTE». А напротив перечислены бенды (band).
LTE Band | Uplink | Downlink | Дуплекс |
Band 1 | 1920-1980 МГц | 2110-2170 МГц | FDD |
Band 3 | 1710-1785 МГц | 1805-1880 МГц | FDD |
Band 7 | 2500-2570 МГц | 2620-2690 МГц | FDD |
Band 8 | 880-915 МГц | 925-960 МГц | FDD |
Band 20 | 832-862 МГц | 791-821 МГц | FDD |
Band 31 | 452,5-457,5 МГц | 462,5-467 МГц | FDD |
Band 38 | 2570-2620 МГц | 2570-2620 МГц | TDD |
Основные 4 бенда на территории России – 3, 7, 20 и 38. При наличии всех этих бендов в Вашем смартфоне, он будет ловить мобильную связь везде, где она есть. Если же какого-то бенда не хватает, например, band 20, то в районах, где оператор использует именно этот частотный диапазон, связи у Вас не будет.
В крупных городах зачастую работает сразу несколько бендов, а эти бенды есть практически во всех смартфонах, поэтому проблемы у пользователей гаджетов не возникают. Но есть один бенд, который встречается далеко не во всех смартфонах, особенно, если заказывать дешёвые китайские версии смартфонов с AliExpress. Это Band 20.
Band 20 — актуальный частотный диапазон в рамках современных LTE-сетей. Данный «низкочасотный» бенд используется мобильными операторами за пределами крупных городов, включая трассы и небольшие населённые пункты. Band 20 можно встретить и во многих крупных и не очень городах – он нужен для агрегации частот (передача данных сразу в нескольких стандартах мобильного интернета одновременно).
Если Вы откроете карту покрытия от мобильного оператора, то там Вы увидите покрытие без подробностей. Зачастую все эти заполненные территории вне городов – это как раз band 20, именно им «забивают прогалы» для сплошного покрытия территории, охвата участков федеральных трасс и пригородной зоны. И, если Ваш смартфон не поддерживает LTE BAND 20, то у Вас могут возникнуть проблемы со связью, даже в том случае, когда на карте оператора указано, что на территории есть LTE-сеть.
Прямо сейчас у меня есть и смартфон с поддержкой Band 20 (OnePlus Nord 2), и без неё (Xiaomi Mi Note 3). Разницу я почувствовал даже на территории города – вместо обычного 4G / LTE заработал 4G+ / LTE-Advanced, что практически в 100% случаев даёт более высокую скорость мобильного интернета. Но я на всякий случай провёл несколько тестов скорости.
Разница
Как Вы можете заметить, разница в скорости загрузки с телефона в интернет не очень большая, а вот загрузки на телефон, то есть скорость скачивания, почти в 2,5 раза выше. И это крайне весомый аргумент, чтобы позаботиться о том, чтобы в смартфоне поддерживался LTE Band 20.
Помимо этого, я побывал и за городом на даче у друга. Ранее связь там то была, то пропадала. Сейчас ловит стабильно, и это прекрасно.
Стоит рассказать, разумеется, и о минусах. Как ни странно, один такой имеется. Дело в том, что в последние годы многие россияне покупают себе технику на китайских площадках, а самой популярной является AliExpress. Там есть китайские версии смартфонов, которые зачастую на 15-30% дешевле, чем абсолютно такие же смартфоны на российском рынке. Правда, с недавних пор ещё и пошлину платить нужно, но всё равно выходит дешевле. Как правило, в таких смартфонах Band 20 не поддерживается.
Выводы
Вполне вероятно, что подобное может повториться и с 5G, так как на текущий момент у мобильных операторов имеются проблемы. Популярные в остальном мире частотные диапазоны у нас в стране заняты военными. Поэтому операторам выделяются другие, менее популярные. А это значит, что их может и не быть в новых смартфонах с поддержкой 5G. Наиболее популярные диапазоны на текущий момент – 5G N77 и N78, а в России сейчас вышки работают на N79.
Да чего уж там, мой новый смартфон поддерживает N78, но не N79. Правда, купил я его, зная о данной особенности. Полагаю, что к моменту внедрения 5G с нормальным покрытием в моём регионе подойдёт время и для очередного обновления смартфона…
Что такое Band 20, и кому он может быть полезен на территории РФ?
Сегодня для получения доступа к высокоскоростному интернету посредством сетей нового поколения (к примеру, 4G), требуется поддержка определённых частотных диапазонов на устройстве. На территории РФ и многих стран СНГ операторы предлагают LTE для большинства регионов. Однако до сих пор не каждый понимает, чем различаются между собой те или иные бенды (частоты) и их категории.
Не посвящённому во все премудрости современной связи человеку будет сложно сходу разобраться во всех тонкостях частотных диапазонов. Тем не менее интерес к этой теме у пользователей мобильного интернета велик. Именно от работы в конкретном диапазоне зависит качество связи и скорость доступа в интернет, а следовательно, и удобство его использования.
Например, большая тройка связных российских операторов чаще всего использует Бенд 20, 38, 7 и 3. Бенд 31 по преимуществу использует оператор Tele2, предлагая доступ только для модемов и маршрутизаторов. Как известно, не каждый мобильный девайс поддерживает все частотные бенды, включая популярный у нас Band 20. Поэтому, покупая смартфон, многие нередко испытывают трудности со стабильной связью и скоростным интернет-доступом.
Особенно с подобными проблемами сталкиваются люди, решившие приобрести смартфоны за границей, в том же Китае. Так, многие аппараты, выпущенные в Поднебесной, не работают с Бендом 20. Если его наличие окажется принципиальным для стабильной связи в вашем регионе, прежде чем покупать популярную модель от того же Сяоми (Xiaomi), нужно будет проверить поддержку Band 20 на ней. Давайте разберёмся, нужен ли Бенд 20 в современном смартфоне жителям России. Для начала посмотрим, что представляют собой LTE-частоты, как они работают и в чём их различия.
Что такое LTE-частоты?
В расширенной LTE-технологии связи предусмотрена поддержка как сверхнизких частот (от 450 МГц), так и сверхвысоких (порядка 5 ГГц). Помимо прочего они могут быть объединены между собой в единый связной канал (в рамках технологии LTE-Advance, о которой поговорим немного позже).
LTE-сеть относится к четвёртому поколению сетевых технологий передачи данных по воздуху. Она предоставляет самый скоростной обмен информацией, однако пока ещё не каждое современное устройство поддерживает такую технологию. В каждой стране волновой набор, который поддерживает LTE-технология, различается. Поэтому прежде чем покупать мобильный девайс, не лишним будет поинтересоваться:
Основные режимы LTE
В настоящее время существует 70 Band-диапазонов в рамках LTE. Большинство операторов сотовой связи на территории России предоставляют доступ к 4G посредством всего пяти основных частот:
Важный нюанс: бенды 7 и 38 имеют одинаковый band-диапазон в 2600 МГц, но с различными сетевыми параметрами TDD (Frequency-Division-Duplex) и FDD (Time-Division-Duplex). Что это такое, и в чём заключается принципиальное отличие этих параметров?
Для конечного пользователя разница между FDD- и TDD-сетями может быть не столь очевидной, но принцип их работы принципиально отличается. В рамках FDD-сети весь трафик на входе и выходе разделён по частотам, то есть данные загружаются по одному частотному каналу, а выгружаются уже по другому. В TDD-сети выгружаемые и загружаемые данные транспортируются на одной частоте попеременно.
Для современных мобильных операторов целесообразнее использовать TDD c одним band-диапазоном, а вот для пользователей мобильного интернета более выгодным решением будет FDD: в этом случае потоки данных на входе и выходе не будут мешать друг другу.
Что касается самих band-частот, то они принципиально различаются тремя основными параметрами:
Band 3 имеет средний диапазон распространения сигнала, а Band 7 — низкий. Бенд 20, частота которого составляет 800 МГц, относится к низкочастотному полосному спектру, однако распространение сигнала в этом случае более высокое. По этой причине лучше всего использовать этот бенд на открытой, просторной и негусто населённой территории, к примеру за городом.
С другой стороны, Бенд 38 лучше подходит для густонаселённых пунктов, для которых принципиально важным условием связи считается одновременное обслуживание большого количества пользователей. В этом случае скорость обмена данными будет наиболее высокой, но только в рамках новых стандартов связи.
Технология LTE Advanced 4G
ЛТЕ (LTE) Advanced — технология, объединяющая в одном канале сразу несколько частотных спектров. На практике это значит, что оператор одновременно использует пару или несколько аналогичных по цифровому значению частот в различных диапазонах (например, Band 3 и Band 20) с последующим их объединением в один поток. На выходе получается агрегированный стандарт LTE-Advanced.
Сегодня теоретически можно объединить до пяти несущих каналов с максимальной частотой 20 МГц. Таким образом, можно получить порядка 100 МГц, что, согласитесь, достаточно много даже для современных продвинутых стандартов связи.
Нужен ли Band 20 в Xiaomi?
Насколько важен Band 20 для владельцев популярных китайских смартфонов Xiaomi — вопрос сугубо индивидуальный и связан с удобством использования 4G-связи в том или ином регионе/местности.
В любом случае, если вы проживаете на территории России, ваш выбор пал на телефон от этого производителя и вы хотите получить максимально высокую скорость интернет-соединения, внимательно ознакомьтесь со спецификацией выбранной модели.
Лучше всего, если в ней указана поддержка четырех основных российских LTE-бендов: Band 3, 7, 20 и 38. Это в идеале. Минимальная конфигурация для более или менее комфортного пользования — наличие диапазонов 3 и 7.
Если в спецификации мобильного телефона поддержка Band 20 не указана, значит, покрытие LTE в районах пригорода и горных местностях будет недоступным. А проживающим в мегаполисе будут доступны высокие LTE-частоты.
Так или иначе, в условиях современных российских реалий Band 20, безусловно, нужен. Прежде всего потому, что вы не сможете найти более или менее точную информацию о том, какова зона покрытия в различных городах и регионах РФ. Это можно проверить только на практике, самостоятельно.
Вторая причина: наличие второй — резервной — частоты будет большим плюсом. Приобретая смартфон без поддержки Бенда 20, вы не лишитесь связи, однако в негусто населённых пунктах определённые мобильные операторы будут работать хуже либо могут не работать совсем.
Какие частоты LTE используются в России?
Мы уже упомянули о том, сколько и какие частоты используют российские мобильные операторы. Всего рабочих LTE-диапазонов в большинстве регионов России в настоящее время насчитывается пять: b3 (1800 Mhz), b7 (2600 Mhz), b20 (800 Mhz), b31 (450 Mhz) и b38 (2600 Mhz).
Band 31 в основном использует оператор Tele2, занимающийся реализацией и установкой скоростных Skylink-модемов LTE-450. Такая технология, по заверениям самой компании, целесообразна и применима на практике в наиболее отдалённых и малонаселённых регионах России, где покрытие других мобильных сетей оставляет желать лучшего.
Три «кита» российской мобильной связи: МТС, Мегафон и Билайн — преимущественно используют Band 20, 2, 7 и 38. При этом они комбинируют используемые частоты в зависимости от различных факторов. К примеру, если плотность населения в регионе и сетевая активность достаточно высокие, применяются более высокие частоты, способные обеспечить хорошую скорость, стабильную передачу и большую ёмкость данных.
В крупных мегаполисах активно применяются комбинации b3, b7 и b38. В местах, где плотность населения небольшая, а инфраструктура незначительная, больше задействован спектр b20. В его рамках базовая станция покрывает внушительный радиус (до 14 км) с неплохим проникновением в закрытые помещения.
Если рассматривать это всё в практической плоскости, то b3 и b7 должны обеспечивать прекрасную связь в Москве и густонаселённых районах московской области. Нужен ли жителю столицы Band 20 в таком случае? Ответ: определённо нужен, при условии, что он достаточно часто выезжает за черту города, в малонаселённые пункты и нуждается в качественной беспроводной связи.
Важно упомянуть ещё один ключевой фактор — наличие определённых частот в различных регионах у того или иного оператора. С учётом этого фактора современные операторы вынуждены подстраиваться под геолокационную специфику местности, а также под имеющийся в их распоряжении набор частот (занимаемые частоты в своё время были проданы различным операторам на соответствующих аукционах).
Примечательно, что Band3 (1800 МГц) одновременно является частотной базой для 2G- и 3G-связи. Если оператор выделяет больше пространства канала под LTE, он автоматически сокращает его под 2G/3G-сети.
Как проверить наличие Band 20 в Xiaomi?
Разобравшись в теории распространения сигнала LTE-сетей, частотных диапазонах и том, где на территории России могут использоваться те или иные волновые спектры, перейдем к тому, как узнать, поддерживает ли телефон Xiaomi Band 20.
Как уже было сказано выше, проверить его наличие в телефоне можно, ознакомившись со спецификацией для выбранной вами модели. Рассмотрим пример выбора Сяоми Redmi Note 3 Pro. Приведём связные характеристики этой модели:
Technology | GSM/LTE/HSPA |
2G-Bands | GSM 850/900/1800/1900 [SIM 1,2] |
3G-Bands | HSDPA 850/900/1900/2100 [SE, Taiwan] HSDPA 850/900/1700 (AWS)/1900/2100 [Global] |
4G-Bands | LTE Band 1 (2100), 2 (1900), 3 (1800), 4 (1700/2100), 5 (850), 7(2600), 8 (900), 20 (800), 28 (700), 40 (2300) [SE, Taiwan] |
Speed | HSPA 42 2/5 76 Mbps, LTE-A Cat-6 300/50 Mbps |
Судя по указанным характеристикам, 3G-связь на территории России будет осуществляться практически идеально. Но с 4G всё не так радужно: имеется 3b- и 7b-база, однако отсутствует поддержка b20. При этом присутствует поддержка Бенда 28, а параметр категории равен 6 (Cat6).
Отсюда становится ясно, что телефон будет иметь хорошую, но отнюдь не запредельную скорость. В зонах b20 могут наблюдаться определённые помехи.
Решение проблемы и объединение частот
Для решения проблем связи, связанных с частотными диапазонами, практикуется объединение разных бендов для работы в паре. Так, оператор Мегафон включил в максимальную конфигурацию такие частоты, как 20 МГц в спектре b3 и пару по 20 МГц из b20-спектра.
Оператор мобильной связи в этом случае работает на нескольких частотах. При агрегации одну полосу объединяют в пару с другой. Эта практика считается целесообразной и достаточно распространённой среди многих европейских операторов сотовой связи.
Возьмём наглядный пример из наших, российских, краёв: самую быструю сеть на базе объединённых частот реализовал оператор МТС в Башкортостане. Здесь используется метод агрегации трёх несущих частот: 1800 — 800 — 2600 МГц. Суммарная полосная ширина для них равна 35 МГц.
Это даёт прирост в скорости обмена данными до 260 Мбит/с. Но даже несмотря на наличие 2 несущих, эта LTE-сеть получила лишь 4-ю категорию Cat4, до следующей категории ей не хватает всего 40 Мбит/с.
Таким образом, если вы решили приобрести флагманский Xiaomi Mi 6, который в отличие от Mi 8 не имеет поддержки Band 20, в большинстве случаев без LTE-связи вы не останетесь, поскольку b20 работает одновременно с b3- и b7-диапазонами.