المحتوى
في هذه الأيام ، لا شك أن 4G LTE هو المعيار الفعلي لشركات النقل في جميع أنحاء العالم عندما يتعلق الأمر بسرعات النطاق العريض للأجهزة المحمولة ، حيث يتم نقل تقنية 3G وغيرها من التقنيات القديمة إلى مناطق نائية أو ثقوب سوداء للتغطية. لكن ماذا بعد؟ الجواب الواضح هو 5G ، ويعيش بالفعل في حفنة من البلدان. في غضون ذلك ، رأينا نوعًا آخر من التكنولوجيا الخلوية أصبح شائعًا: LTE-A.
(LTE-A) متاح في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا لبضع سنوات حتى الآن. فما هو بالضبط LTE-A؟ في هذه المقالة ، نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل التكنولوجيا وماذا يعني بالنسبة للمستهلكين.
لا تفوت: أفضل 5G هواتف يمكنك شراء وجميع هواتف 5G قريبا
كيف يعمل LTE-A؟
كما يوحي الاسم ، يعد LTE-Advanced مجرد نسخة متطورة من اتصال LTE الحالي ، باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات الإضافية التي تضمن الاسم "المتقدم". الوظائف الجديدة التي تم تقديمها في LTE-Advanced هي تجميع الناقل (CA) ، واستخدام أفضل لتقنيات الهوائي المتعددة (MIMO) الحالية ، ودعم عقد الترحيل. تم تصميم كل هذه الأمور لزيادة الاستقرار وعرض النطاق الترددي وسرعة شبكات LTE والاتصالات.
لقد شهدنا أيضًا وصول LTE-Advanced Pro - المعروف أيضًا باسم Gigabit LTE في بعض الأسواق - (3GPP الإصدار 13 وما فوق). فكيف يختلف هذا عن معيار LTE-A؟ يقوم برنامج Sierra Wireless infographic بعمل جيد في توضيح مدى ملاءمته.
يستخدم LTE-A Pro / Gigabit LTE تقنية 256QAM الحالية ، وتجميع أكثر تقدماً للناقل ، والتقنيات الأخرى لزيادة السرعة على الفانيليا LTE-A. من المقرر أيضًا أن تكون جزءًا كبيرًا من عمليات نشر 5G ، وهي تغطي بشكل أساسي مناطق التغطية التي لا تتوفر فيها 5G.
تجميع الناقل
ربما يكون المفتاح وراء LTE-Advanced هو تجميع شركة الاتصالات. تم تصميم هذه التقنية بشكل أساسي لمضاعفة النطاق الترددي لاتصالات LTE من خلال السماح لك بتنزيل البيانات من نطاقات شبكة متعددة في وقت واحد. تنقسم ناقلات مكونات LTE أو النطاقات إلى أجزاء تحمل بيانات يمكن أن يكون لها نطاق ترددي يبلغ 1.4 أو 3 أو 5 أو 10 أو 15 أو 20 ميجاهرتز. يمكن تجميع ما يصل إلى خمس ناقلات مكونات معًا. يجمع Carrier Aggregation بين إشارات من هذه الموجات الحاملة المختلفة ، مما يسمح بعرض النطاق الترددي بزيادة تصل إلى 100 MHz للاتصال الواحد. ينطبق هذا على كل من أنواع شبكات FDD و TDD ، وكذلك اتصالات التنزيل والتحميل.
يمكن أن يعمل تجميع الموجات الحاملة مع الموجات الحاملة المكونة المتجاورة الموجودة داخل نطاق تردد التشغيل نفسه ، أو مع الموجات الحاملة غير المستمرة من نطاقات مختلفة عبر ترددات تشغيل مختلفة. تساعد الصورة أدناه في توضيح هذا:
فيما يتعلق بسرعات البيانات ، يمكن أن توفر هذه التقنية معدلات ذروة عالية للغاية للبيانات ، نظريًا تصل إلى 1 جيجابت في الثانية عند استخدام الحد الأقصى للنطاق الترددي المتاح من خمس شركات اتصالات. على الرغم من أن الحلول التجارية تدعم فقط ما يصل إلى ثلاث شركات نقل ذات معدلات بيانات تصل إلى 600 ميجابت في الثانية لـ LTE-Advanced. ومع ذلك ، في الواقع ، فإن الأجهزة وشبكات التغطية لن تقل عن الحد الأقصى النظري ، على سبيل المثال تبلغ ذروتها عند حوالي 150 ميغابت في الثانية سرعات تنزيل مع تمكين اثنين من شركات الطيران 20MHz.
لقد رأينا أيضًا ظهور LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE ، حيث نوهنا بتجميع الناقل مع ما يصل إلى 32 ناقلة مكونات. توفر هذه الخطوة التالية نظريًا سرعات تصل إلى 3 جيجابت في الثانية ، على الرغم من أن معدلات الذروة للبيانات على شبكات العالم الحقيقي أثناء الاختبار تبلغ 1 جيجابت في الثانية. توقع انخفاض هذا الرقم إلى ما دون علامة جيجابت عند استخدامك لهذه الشبكات اليوم ، بسبب الازدحام والبيئة وعوامل أخرى.
من المزايا الرئيسية الأخرى لتجميع الناقل هو إتاحة التوافق التام للأمام وللأمام بين شبكات LTE الحالية والأجهزة المتوافقة مع LTE. سيتم توفير اتصالات LTE-Advanced من خلال نطاقات LTE الحالية ، لذلك سيستمر مستخدمو LTE القياسيون في استخدام LTE كالمعتاد ، في حين أن الاتصالات المتقدمة ستستفيد من شبكات LTE المتعددة.
MIMO
الإدخال المتعدد تعد تقنية الإخراج المتعدد (MIMO) تقنية أخرى مطلوبة لتشغيل LTE-Advanced.يزيد MIMO من معدل البت الكلي للنقل من خلال الجمع بين تدفقات البيانات من هوائيين أو أكثر ويسمح لتجميع الموجات الحاملة للعمل.
بدلاً من إرسال جزء واحد من المعلومات من مرسل واحد إلى مستقبل واحد ، يمكنك إرسال نفس المعلومات الفردية من مرسلين متعددين إلى مستقبلات متعددة. إنها عملية موازية ، تؤدي إلى زيادة كبيرة في كمية البيانات التي يمكنك إرسالها واستقبالها في كل ثانية (بت لكل هيرتز ،) شريطة أن يكون لديك مودم استقبال يمكنه فرز جميع المعلومات بالترتيب الصحيح.
على الرغم من أن MIMO مستخدم بالفعل في شبكات LTE ، إلا أن LTE-Advanced يتطلب أن تزيد الرقائق عدد المدخلات والمخرجات المستخدمة في وقت واحد. تدعم Vanilla LTE-Advanced ما يصل إلى ثمانية أجهزة إرسال واستقبال أثناء التنزيل وأربعة إلى أربعة عند التحميل. سيؤدي ترتيب MIMO المتزايد إلى تحسين سرعة وجودة التوصيل للاتصالات القديمة مثل CDMA و GSM و WCDMA.
نحن نرى أيضًا ما يسمى MIMO الضخم يتم نشره من أجل LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE ، والذي يتكون من 16 جهاز إرسال وجهاز استقبال. تم تعيين هذه التقنية أيضًا لتشكيل الأساس لـ 5G.
QAM
جزء مهم آخر من لغز LTE- المتقدم هو تعديل سعة التربيع (QAM). تعمل هذه التقنية بشكل أساسي على حشر مزيد من أجزاء المعلومات في الإشارة المرسلة من برج إلى هاتفك. يوفر QAM العالي مزيدًا من المعلومات في إشارة وبالتالي سرعات أسرع.
قارنت كوالكوم QAM بالشاحنات التي تحمل حمولة أكبر بسبب التعبئة الأكثر كفاءة ، وبالتالي تقليل عدد الشاحنات اللازمة على الطريق السريع.
لقد رأينا سابقًا استخدام 64QAM في LTE-A ، لكن شبكات LTE-Advanced من أمثال Verizon و T-Mobile وغيرها تستخدم 256QAM أيضًا. هذا الإصدار الخاص من QAM يعزز عرض النطاق الترددي بشكل كبير ، ومثل MIMO الضخم ، هو تقنية أساسية أخرى تستخدم في 5G. في الواقع ، تقول كوالكوم إن 256QAM يعزز سرعات التنزيل بنسبة 33 بالمائة على 64QAM.
تُستخدم هذه التقنية أيضًا في Wi-Fi ، حيث تستخدم Wi-Fi 5 (802.11ac) 64QAM ، في حين يستفيد معيار Wi-Fi 6 الجديد من 1024QAM. على أي حال ، يتم استخدام كل من 64QAM و 256 QAM في LTE-A القياسي ، في حين يتمسك LTE-A Pro عمومًا بـ 256QAM.
أجهزة الخلية
القطعة الأخيرة من التكنولوجيا المقدمة مع LTE-Advanced هي قطعة من أجهزة الناقل تسمى عقدة الترحيل. بينما لا تعد عقد الترحيل جزءًا لا يتجزأ من تحسين سرعات البيانات الخاصة بك ، إلا أنها ستعمل على تحسين توفر اتصالات LTE ، وتوفر لك المزيد من الاتصالات للاختيار من بينها عند إرسال بيانات الاستلام.
ببساطة ، عقدة الترحيل هي محطة أساسية منخفضة الطاقة تستخدم لتعزيز تغطية الشبكة في نهايات دائرة نصف قطر توصيل المحطة الرئيسية وخارجها. تتصل عقد الترحيل هذه لاسلكيًا بالمحطة الرئيسية ، وينبغي أن تساعد في تعزيز الإشارة عند التساؤل بالقرب من حافة شبكة LTE. بطبيعة الحال ، فإن الوصول إلى تحسين الاتصال سيعتمد كليا على ما إذا كانت شركات النقل تهتم بالاستثمار في بناء هذه العقد.
ذروة النظرية وسرعات المستخدم ترى دفعة كبيرة مع 4G LTE المتقدم.
أجهزة المودم
لتعمل بشكل صحيح ، يتطلب تجميع شركة الاتصالات و QAM و MIMO كلاً من تطبيقات أجهزة الاتصالات السلكية واللاسلكية والأجهزة. ستجد أن العديد من SoCs الذكية وأجهزة المودم الخارجية تدعم معدلات البيانات الأسرع هذه. تم تقديم تفاصيل الأجهزة LTE-Advanced مع مواصفات الإصدار 10 مرة أخرى في عام 2011. أي جهاز LTE الفئة 4 أو أعلى يدعم تجميع الناقل ، QAM ، وتكوينات MIMO الأكبر ، بدرجات متفاوتة. وفي الوقت نفسه ، تقدم أجهزة LTE من الفئة 16 أو أحدث دعمًا لأجهزة Gigabit LTE أو LTE-Advanced Pro.
أحد الأمثلة على ذلك هو مجموعة شرائح Qualcomm’s Snapdragon 845 ، والتي تستخدم مودم X20 LTE داخليًا (الفئة 18/13). يوفر هذا المودم تجميع حاملة النطاقات الخمسة للوصلة الهابطة و 4 × 4 MIMO و 256 QAM. بمعنى آخر ، يحتوي على جميع مكونات الجهاز اللازمة لاتصال LTE-Advanced و LTE-Advanced Pro.
تقدم Exynos 9820 من سامسونج المستخدمة في سلسلة Galaxy S10 مودم LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE الخاص بالشركة. يوفر هذا سرعات من الفئة 20 مع ما يصل إلى ثماني تجميع لحامل النطاقات و 4 × 4 MIMO و 256 QAM. في الواقع ، تطالب Samsung بسرعات تصل إلى 2 جيجابت في الثانية.
تعتبر Huawei لاعبًا رئيسيًا آخر يدعم LTE-Advanced و Pro / Gigabit LTE ، بدءًا من مجموعة شرائح Kirin 970 في سلسلة Huawei Mate 10 و P20. يوفر جهاز Kirin 970 دعم الفئة 18 ، بينما يوفر جهاز Kirin 980 مودم من الفئة 21.
من الواضح أن الأجهزة الموجودة داخل هاتفك الذكي ليست سوى جزء من المعركة. يحتاج مشغل شبكة الجوال لديك إلى دعم هذه التقنيات حتى تحصل على أقل سرعة انتقال وأسرع سرعة تنزيل.
بدء التشغيل العالمي
لقد استغرق الأمر بعض الوقت ، لكن LTE-A قد شق طريقه حول العالم منذ بدايته. اعتمدت معظم الشبكات الرئيسية في إفريقيا وآسيا وأوروبا والأمريكتين هذا المعيار. Heck ، LTE-Advanced Pro تصل أيضًا إلى العديد من الأسواق الآن ، في شكل Gigabit LTE.
يبدو وكأنه خبر قديم في هذه المرحلة ، حيث تشق شبكات 5G ببطء في جميع أنحاء العالم ، ولكن لبنات بناء LTE-A و LTE-Advanced Pro لم تكن أبدًا أكثر أهمية. وذلك لأن التقنيات التي تقوم عليها LTE-A و LTE-A Pro سيتم استخدامها على حافة شبكات 5G كخيار احتياطي للمستخدمين.
ذات صلة
- إليك كيفية تنشيط 4G LTE على هاتف Android الذكي
- ما هو LTE؟ كل ما تحتاج إلى معرفته
- 5G مقابل جيجابت LTE: أوضح الاختلافات
