LTE (reti mobili)

L' LTE ( Long Term Evolution ) è l'evoluzione del telefono cellulare standard GSM / EDGE , CDMA2000 , TD-SCDMA e UMTS .

Lo standard LTE, definito dal consorzio 3GPP , è stato inizialmente considerato come uno standard "3.9G" di terza generazione (perché è vicino al 4G ), specificato nell'ambito delle tecnologie IMT-2000 , perché nelle "versioni 8 e 9" di lo standard, non soddisfaceva tutte le specifiche tecniche imposte per gli standard 4G dall'International Telecommunication Union (ITU). Lo standard LTE non è definito nella pietra, il consorzio 3GPP lo sviluppa costantemente (in generale, una nuova versione ogni 12-18 mesi).

Nel ottobre 2010, l'ITU ha riconosciuto la tecnologia LTE-Advanced (evoluzione di LTE definita da 3GPP dalla sua versione 10 ) come tecnologia 4G a sé stante; poi, ha concessodicembre 2010, agli standard LTE e WiMAX definiti prima delle specifiche “ IMT-Advanced ” e che non ne soddisfacevano completamente i prerequisiti, la possibilità commerciale di essere considerate tecnologie “4G”, a causa di un significativo miglioramento delle prestazioni rispetto a quelle della prima Sistemi “ 3G ”: UMTS e CDMA2000.

Le reti mobili LTE sono commercializzate come "4G" dagli operatori in molti paesi, ad esempio Proximus , Base , VOO Mobile e Orange in Belgio, Swisscom e Sunrise in Svizzera, Verizon e AT & T negli Stati Uniti, Videotron , Rogers e Fido Solutions in Canada, Orange , Bouygues Telecom , SFR e Free mobile in Francia, Algérie Télécom in Algeria, Maroc Telecom , Orange e Inwi in Marocco ...

LTE utilizza bande di frequenza radio con una larghezza che può variare da 1,4 MHz a 20 MHz in una gamma di frequenza da 450 MHz a 3,8 GHz a seconda del paese. Permette di raggiungere (per una larghezza di banda di 20 MHz ) un bit rate teorico di 300 Mbit / s in " downlink " ( downlink , verso il cellulare). “True 4G”, chiamato LTE Advanced, offrirà una velocità di downlink che può raggiungere o superare 1 Gbit / s ; questo throughput richiederà l'uso di bande di frequenza aggregate larghe 2 × 100 MHz definite nelle versioni da 10 a 15 ( versioni 3GPP 10 , 11, 12, 13, 14 e 15) degli standard LTE Advanced .

caratteristiche principali

Architettura di rete LTE

Le reti LTE sono reti cellulari composte da migliaia di celle radio che utilizzano le stesse radiofrequenze, anche nelle celle radio vicine, grazie alla codifica radio OFDMA (base to terminal) e SC-FDMA (from terminal to terminal ). Ciò consente di allocare a ciascuna cella una larghezza spettrale maggiore rispetto al 3G, variabile da 3 a 20 MHz e quindi di avere una maggiore larghezza di banda e più throughput in ogni cella.

La rete è composta da due parti: una parte radio ( eUTRAN ) e un nucleo di rete “EPC” ( Evolved Packet Core ).

La parte radio eUTRAN

La parte radio della rete, denominata “ eUTRAN ”, è semplificata rispetto a quelle delle reti 2G ( GERAN ) o 3G ( UTRAN ), dall'integrazione nelle stazioni base “ eNode B ” delle funzioni di controllo che in precedenza erano collocate nel RNC ( controller di rete radio ) di reti 3G UMTS.

La parte radio di una rete LTE (vedi disegno) è quindi costituita da eNode B , antenne locali o remote, collegamenti in fibra ottica ad antenne locali o remote (collegamenti CPRI ) e collegamenti IP che collegano eNode B tra di loro (collegamenti X2) e con il core rete (collegamenti S1) tramite una rete di backhaul .

La rete centrale di EPC

La rete centrale denominata “EPC” ( Evolved Packet Core ) utilizza tecnologie “ full IP ”, ovvero basate su protocolli Internet per la segnalazione, la voce e il trasporto dati. Questa rete centrale consente l'interconnessione tramite router con eNodeB remoti, reti di altri operatori mobili, reti telefoniche fisse e rete Internet.

L'EPC di un operatore LTE è composto principalmente da gateway di servizio, Serving Gateway (SGW) che trasportano il traffico dati (user plane) e concentrano il traffico di diversi eNodeB, MME che gestiscono il segnalamento (control plane) e forniscono accesso a database ( HSS / HLR ) contenente gli identificativi e i diritti degli abbonati. Uno (o più) PGW fungono da gateway per la rete Internet ; il PGW ha anche il ruolo di assegnare indirizzi IP ai terminali LTE.

L' EPC consente inoltre, tramite altri gateway , l'accesso da terminale alla rete core LTE, utilizzando altre tipologie di accesso radio: access point Wi-Fi o femtocelle generalmente connesse tramite box ADSL o FTTH .

L'utilizzo del protocollo IP end-to-end nella rete centrale consente, rispetto alle reti 3G, tempi di latenza ridotti per l'accesso a Internet e le chiamate vocali LTE.

Principali differenze tra gli standard LTE e 3G UMTS

Gli standard LTE, definiti dal consorzio 3GPP derivano dagli standard UMTS, ma apportano molti cambiamenti e miglioramenti, tra cui:

una velocità teorica di downlink fino a 326,4 Mbit / s di picco (300 Mbit / s utili) in modalità 4 × 4 MIMO ;
una velocità di uplink teorica fino a 86,4 Mbit / s di picco (75 Mbit / s utili);
sono state definite cinque classi di terminali LTE , che supportano velocità che vanno da 10 Mbit / s ( categoria 1 ), fino alla massima velocità di downlink prevista dallo standard LTE (300 Mbit / s per categoria 5 ). Tutti i terminali LTE devono essere compatibili con larghezze di banda di frequenza da 1,4 a 20 MHz ;
da tre a quattro volte la velocità dati di UMTS / HSPA ;
un'efficienza spettrale (numero di bit trasmessi al secondo per hertz ) tre volte superiore alla versione di UMTS denominata HSPA ;
un RTT ( Round Trip Time ) tempo di latenza vicino a 10 ms (rispetto ai 70 a 200 ms in HSPA e UMTS);
l'uso della codifica OFDMA per il downlink e SC-FDMA per l' uplink (invece di W-CDMA in UMTS);
prestazioni e velocità radio migliorate grazie all'uso della tecnologia multiantenna MIMO sul lato dell'apparecchiatura terrestre ( eNodoB ) e sul lato del terminale (solo in ricezione);
la possibilità di utilizzare una banda di frequenza assegnata ad un operatore variabile da 1.4 MHz a 20 MHz , consente una maggiore flessibilità (rispetto alla larghezza spettrale fissa di 5 MHz di UMTS / W-CDMA);
una vasta gamma di bande di radiofrequenza supportate, comprese quelle storicamente assegnate a GSM e UMTS e nuove bande spettrali, in particolare intorno a 800 MHz e 2,6 GHz : 39 bande sono standardizzate da 3GPP (di cui 27 in LTE FDD e 11 in TDD ). La possibilità di utilizzare sottobande di frequenza non contigue;
la controparte del gran numero di bande di frequenza previste dalla norma è la virtuale impossibilità per un terminale di supportare contemporaneamente tutte le frequenze standard; vi sono quindi rischi significativi di incompatibilità tra terminali mobili e reti nazionali;
supporto per più di 200 terminali attivi simultaneamente in ogni cella;
buon supporto per terminali in rapido movimento. Buone prestazioni sono state registrate fino a 350 km / h , o anche fino a 500 km / h , a seconda delle bande di frequenza utilizzate.

A differenza di 3G HSPA e HSPA + , che utilizzano la stessa copertura radio dell'UMTS, LTE richiede le proprie frequenze radio e antenne ma può essere co-localizzato con quelle di una rete 2G o 3G.

Voice over LTE

Le prime reti e terminali LTE disponibili nel 2012/2014 potevano trasmettere dati solo su rete radio (come i protocolli GPRS ed Edge riservati al trasferimento dati su reti GSM). Gli operatori di telefonia mobile che offrono accesso 4G LTE riciclano quindi il loro 2G o 3G (CDMA o UMTS) per supportare le chiamate vocali dei loro abbonati attraverso una procedura chiamata "CSFB" ( Circuit Switch Fall-Back ): il terminale mobile "interrompe temporaneamente la connessione al Rete radio 4G LTE, l'ora della chiamata vocale sulla rete 3G.

È in fase di implementazione un nuovo standard: “ VoLTE ” ( Voice Over LTE ) che supporta nativamente la voce, in modalità voice over IP , sulla rete LTE, a condizione che vengano utilizzati smartphone compatibili. Consente chiamate più veloci e fornisce anche una migliore qualità della voce attraverso l'uso di codec a banda larga AMR-WB ( Adaptive Multi-Rate Wideband ). La sua implementazione è iniziata alla fine del 2014 sulle reti dei principali operatori di telefonia mobile nordamericani ed è prevista per la Francia nel 2015.

Portate teoriche ed effettive

La velocità dati effettiva osservata dall'utente di una rete LTE può essere notevolmente ridotta rispetto alle velocità bit teoriche annunciate e definite dagli standard LTE. I principali fattori che influenzano il rendimento effettivo sono i seguenti:

il numero di utenti attivi che condividono la larghezza di banda all'interno di una cella (superficie radiante di un'antenna LTE); più terminali sono in comunicazione, minore è la velocità di ciascuna unità;
l' ampiezza della banda di frequenza assegnata all'operatore di rete. Il throughput utile complessivo è proporzionale a questa larghezza di banda che può variare da 1.4 MHz a 20 MHz in LTE e fino a 100 MHz in LTE Advanced ;
i tipi di antenne utilizzate, lato terminale e lato rete ( antenna a relè ): la velocità binaria massima LTE di 300 Mbit / s per portante presuppone antenne MIMO 4 × 4 (quadruple) ad entrambe le estremità del collegamento radio LTE (caso di cifra irrealistica per un telefono cellulare o uno smartphone a causa delle loro piccole dimensioni). Nota: LTE Advanced consente di raggiungere e persino superare i 300 Mbit / s solo con una doppia antenna MIMO 2 × 2, ma utilizzando diversi carrier ;
la distanza tra il terminale e le antenne a relè (la velocità è molto più bassa alla periferia delle celle radio a causa dell'interferenza con le celle adiacenti) e le condizioni di ricezione radio: interferenze, rumori , echi legati ai riflessi sugli edifici…;
la posizione fissa (statica) o "mobile" del terminale dell'abbonato; il flusso utile è ridotto per un terminale in rapido movimento;
la capacità di throughput e il numero massimo di utenti simultanei consentito dalla stazione base ( eNodo B ) e il throughput del collegamento in rame, microonde o fibra ottica , collegando questa stazione al cuore della rete (rete di backhaul ).

Il tipo e la categoria di terminale influenzano anche il throughput massimo possibile; ad esempio un terminale LTE di categoria 1 (UE " user equipment ") supporta solo una velocità binaria di 10 Mbit / s mentre un altro di categoria 4 supporta 150 Mbit / s (vedere tabella sotto ). D'altra parte, maggiore è la categoria del terminale, più complesso (costoso) sarà il terminale e minore sarà la sua autonomia (a parità di livello tecnologico e pari capacità della batteria).

Prestazioni ricercate e programma provvisorio

Con LTE e 4G, i produttori e gli operatori in Francia nel 2013 hanno offerto velocità di downstream medie reali misurate intorno ai 30 Mbit / se velocità medie di salita comprese tra 6 e 8 Mbit / s , con forti variazioni che possono essere spiegate dai motivi elencati nella capitolo precedente. Con le generazioni di terminali ( categorie 4 , 5 e + ), dal 2014 gli operatori hanno consentito un throughput di picco fino a 150 Mbit / s (terminali di categoria 4 ) e puntano a 300 Mbit / se più a medio termine tramite il " Carrier aggregation ”( aggregazione portante ) offerta nell'evoluzione LTE Advanced . Il throughput massimo teorico della tecnologia LTE Advanced è maggiore di 1 Gbit / s .

Standard e frequenze

Standard 3GPP

Standardizzazione dal 3GPP del 1 ° versione dello standard LTE è stato completato nei primi mesi del 2008 (versione 3GPP / rel 8) e la disponibilità del primo equipaggiamento per testare lo standard LTE ha avuto luogo nel 2009. Nel 2009 e nel 2010, diversi operatori del Nord America chi utilizzava lo standard CDMA2000 decise di passare allo standard LTE non appena l'apparecchiatura fosse disponibile, abbandonando così la loro storica tecnologia: CDMA , che offriva la prospettiva di creare uno standard globale sulla base dell'LTE delle comunicazioni mobili.

L'obiettivo di LTE è quello di abilitare l'utilizzo della banda larga mobile, sfruttando l'esperienza acquisita nelle reti 3G per consentire una rapida evoluzione e con retrocompatibilità dei terminali verso vere reti 4G di quarta generazione " LTE Advanced ", il cui obiettivo è di raggiungere anche maggiori velocità (> 1 Gbit / s ).

A livello radio sono state definite due esclusive varianti dello standard LTE: FDD ( Frequency Division Duplexing ) che utilizza 2 bande di frequenza distinte per la trasmissione ( upload ) e la ricezione ( download ) e TDD ( Time-Division Duplex ) che utilizza una singola frequenza banda con risorse allocate dinamicamente alla trasmissione o ricezione dei dati ( multiplexing a divisione di tempo ).

La variante TDD ha il vantaggio di adattarsi facilmente a velocità di upload / download sbilanciate, come spesso accade per il traffico da smartphone utilizzato per consultare Internet o per visualizzare video; tutti i sub- vettori definiti da OFDMA modulazione possono essere utilizzati per trasmettere e ricevere con una distribuzione della larghezza di banda tra le uplink e downlink tassi che è definito dall'operatore mobile. Questa variante richiede una sincronizzazione più precisa di tutti i componenti della rete, compresi i terminali mobili . La Cina ha scelto di favorire questa variante.

La variante FDD è stata la prima ad essere commercializzata (oltre il 90% del mercato nel 2013), è la più semplice da utilizzare nelle antenne a relè e nei terminali LTE ; le frequenze centrali delle bande di frequenza di trasmissione e ricezione sono separate di almeno 30 MHz ; comporta vincoli di sincronizzazione meno severi tra i terminali mobili e le stazioni base poiché i terminali utilizzano una banda di frequenza diversa da quella dell'antenna a relè per la trasmissione. All'inizio del 2014, gli smartphone più recenti sono compatibili con le 2 varianti: FDD e TDD. All'inizio degli anni 2010, l' Europa (tramite CEPT ) e la Francia hanno scelto la variante FDD e le bande di frequenza associate per le reti europee.

Frequenze utilizzate

Le bande di radiofrequenza previste dagli standard 3GPP per LTE e LTE Advanced sono molto numerose ( più di 30 ) e vanno da 450 MHz a 3,8 GHz . Quelli situati nella zona da 450 a 900 MHz possono essere utilizzati in tutti i territori e sono particolarmente adatti per le zone rurali perché hanno una portata maggiore rispetto alle microonde di frequenze più alte. Il raggio di copertura di ogni cella è variabile e va da poche centinaia di metri (portate ottimali nelle aree urbane dense) fino a 30 km (zone rurali).

Nell'Unione Europea , le discussioni sull'uso delle bande di frequenza 700 MHz e 800 MHz precedentemente utilizzate per la televisione analogica UHF ( canali 50-60 e canali 61-69 ), si sono concluse nel 2011, poi si sono concluse. 2015, l'assegnazione graduale di queste bande spettrali alle reti mobili 4G LTE. In Francia, i canali della banda 800 MHz sono disponibili dall'inizio del 2012, quelli della banda 700 MHz saranno disponibili traaprile 2016e la metà del 2019, a seguito del rilascio del cosiddetto “ dividendo digitale ”, ottenuto dal passaggio alla TV digitale (TNT) in tutti gli Stati membri europei.

Le altre bande radio assegnate all'LTE hanno frequenze più elevate (tra 2,5 e 2,7 GHz in Francia e all'interno dell'UE); sono più adatti alle città e alle aree urbane. Per queste frequenze, la dimensione della cella radio (area di copertura) è di pochi chilometri o meno (poche decine di metri per le femtocelle e qualche centinaio per le celle piccole ).

Per poter utilizzare le bande 900 e 1800 MHz è necessario “riorganizzare” lo spettro liberando le frequenze inizialmente assegnate a GSM (2G) e UMTS (3G). In molti paesi europei, molti operatori stanno già riutilizzando parte o tutta la banda di frequenza 1800 MHz per LTE; questa banda di frequenza è stata la più utilizzata nelle reti 4G / LTE europee dal 2012.

In Francia, l'autorizzazione a utilizzare parte della banda di frequenza dei 1 800 MHz è stata concessa a Bouygues Telecom da Arcep on14 febbraio 2013, con una data di messa in servizio fissata alle 1 ° ottobre 2013. Questa banda di frequenza ha e avrà per alcuni anni un utilizzo misto di 2G (GSM) e LTE. Bouygues Telecom, ad esempio, ha iniziato assegnando 10 MHz duplex della sua banda di frequenza 1800 MHz a LTE, quindi daaprile 2014ha, in alcune aree geografiche, esteso la quota allocata all'LTE a 15 MHz (a scapito del GSM); tale autorizzazione è stata estesa ai 4 operatori francesi dalMaggio 2016.

Assegnazione delle frequenze nella Francia continentale

Banda 700 MHz

Banda LTE n ° 28 FDD. Lo standard 3GPP 36.101 che definisce questa banda di frequenza si è evoluto nel 2015 per tenere conto dei vincoli del digitale terrestre in Europa. Il duplexer che utilizza le basse frequenze della banda 28 (2 x 30 MHz ) è utilizzato in Europa.

Questa banda di frequenza può essere utilizzata per LTE e LTE Advanced . È diventato disponibile, a seconda della regione, traaprile 2016 (Regione di Parigi) e giugno 2019 (nel nord della Francia).

Obblighi di implementazione

I possessori di tale banda di frequenza sono tenuti a garantire un tasso di copertura minimo da parte della propria rete mobile ad altissima velocità, secondo diversi criteri che sono richiamati in appendice alle autorizzazioni di trasmissione rilasciate da ARCEP:

Scadenza	17 gennaio 2022	17 gennaio 2027	8 dicembre 2030
Popolazione metropolitana		98%	99,6%
Area prioritaria	50%	92%	97,7%
Popolazione di ogni dipartimento		90%	95%
Strade prioritarie			100%
Comuni del programma "zone bianche"		100%
Linee ferroviarie (copertura nazionale)	60%	80%	90%
Linee ferroviarie (copertura regionale)		60%	80%

Gli assi stradali prioritari sono le autostrade, i principali assi stradali che collegano all'interno di ogni dipartimento il capoluogo (prefettura) ai capoluoghi di distretto (sotto-prefetture), ei tratti di strada su cui circolano mediamente annualmente almeno 5000 veicoli al giorno. Se più strade collegano una prefettura a una sottoprefettura, il titolare è tenuto a percorrerne almeno una.

Le linee ferroviarie giornaliere si riferiscono alle parti non sotterranee delle linee dove:

Treni della rete TER nelle regioni metropolitane, al di fuori dell'Ile de France e della Corsica.
Treni della rete espressa regionale dell'Île-de-France (linee da A a E).
Treni della rete Transilien Ile de France (linee H, J, K, L, N, P, R, U).
Treni della rete ferroviaria corsa .

Se una linea ferroviaria dovesse essere chiusa, l'obbligo di copertura non si applica più per quella linea.

Banda 800 MHz

Banda LTE n . 20 FDD. Questa banda di frequenza è dedicata a LTE e LTE Advanced ed è disponibile da alloragennaio 2012.

Banda 1800 MHz

Banda LTE n ° 3 FDD. Questa banda di frequenza ha un uso misto 2G (GSM) e LTE.

Dal 1 ° ottobre 2013 fino a 24 maggio 2016

Nella Francia continentale, Bouygues Telecom ha beneficiato dalla fine del 2013 di una larghezza di banda duplex di 21,6 MHz che può utilizzare per GSM e LTE (c'erano alcune eccezioni locali fino aluglio 2015). Da1 ° ° gennaio il 2015, Free Mobile beneficia anche di una larghezza di banda duplex di 5 MHz (c'erano alcune eccezioni locali a Nizza e Parigi fino aluglio 2015).

Da novembre 2014, la società Free Mobile è stata autorizzata ad utilizzare 5 MHz duplex nella banda di frequenza di 1800 MHz accoppiata ( aggregata ) con le frequenze che ha nella banda di 2600 MHz per testare, senza scopo commerciale, la tecnologia LTE Advanced .

Dal 25 maggio 2016

In tutta la Francia continentale, Bouygues Telecom, Orange e SFR possono condividere questa banda di frequenza tra GSM e LTE. Free mobile beneficia di una larghezza di banda duplex di 15 MHz in questa banda di frequenza, che è stata utilizzata progressivamente dalla metà del 2016. Le bande di frequenza degli altri 3 operatori sono state ridotte a duplex di 20 MHz .

Banda 2100 MHz

Banda LTE n o 1 FDD. Le frequenze nella banda dei 2100 MHz sono state storicamente utilizzate per l'UMTS. Tuttavia, poiché il16 giugno 2017, Arcep ha autorizzato gli operatori Bouygues Télécom e SFR a utilizzare queste frequenze, o parte di esse, per il 4G; Orange ha ricevuto la stessa autorizzazione in data14 settembre 2017. Arcep ha indicato che anche altri operatori ( Free mobile ) possono richiederlo.

Banda 2600 MHz

Banda LTE n ° 7 FDD. Questa banda di frequenza è dedicata a LTE e LTE Advanced .

L' Arcep nelle sue decisioni di22 dicembre 2011 e 17 gennaio 2012ha concesso un diritto di roaming teorico nella banda 800 MHz all'operatore di telefonia mobile Gratuito su rete 4G di SFR , in quanto il bando ARCEP prevede tale diritto per l'operatore che ha ottenuto un'autorizzazione all'uso delle frequenze nella banda 2600 MHz e non in la banda 800 MHz ; nel 2018 questo diritto non è stato utilizzato da Free mobile, che ha accordi di roaming con Orange.

Vantaggi e svantaggi delle varie bande di frequenza

La maggiore disponibilità di alte frequenze (es. 2.600 MHz ) ha permesso di assegnare bande di frequenza più ampie a ciascun operatore mobile ( duplex 15 o 20 MHz in Francia); queste bande supportano più sotto- portanti (vedi OFDMA articolo ) e quindi permettono velocità più elevate rispetto a 800 MHz di frequenza di banda che in Francia è divisa in 10 MHz duplex sottobande per operatore.

D'altra parte, le basse frequenze hanno una portata maggiore (una migliore propagazione nell'atmosfera) e quindi consentono di coprire zone di maggiore superficie perché l'attenuazione delle onde elettromagnetiche tra 2 antenne diminuisce con la lunghezza d'onda; una frequenza più bassa (quindi una lunghezza d'onda maggiore) consente agli operatori di raggiungere più abbonati con lo stesso numero di antenne.

Caratteristiche del terminale

I terminali LTE (chiamati apparecchiature utente o UE nelle specifiche 3GPP) possono essere telefoni ( smartphone ), tablet , chiavi modem USB o qualsiasi altro tipo di apparecchiatura fissa o mobile ( GPS , computer, schermo video, ecc.).

3GPP ed ETSI negli standard release 8 ( versione 8 ), hanno definito 5 classi di terminali LTE corrispondenti alle velocità massime (upstream e downstream) che l'apparecchiatura deve supportare e al tipo di antenna che integra. Qualsiasi terminale, qualunque sia la sua categoria, deve potersi adattare alle sei larghezze spettrali che vanno da 1.4 a 20 MHz , definite dal 3GPP. Le velocità di trasmissione dati elencate nella tabella presuppongono una larghezza di banda di 20 MHz per direzione di trasmissione (modalità FDD ) e condizioni di trasmissione radio ottimali.

Categorie di terminali LTE (3GPP rel.8)

Categoria		1	2	3	4	5
Velocità in bit di picco (Mbit / s)	Discendente	10	50	100	150	300
	Quantità	5	25	50	50	75
Caratteristiche funzionali
Larghezza di banda radio in base alla direzione di trasmissione		Da 1,4 a 20 MHz
Modulazioni	Discendente	QPSK, 16QAM, 64QAM
	In aumento	QPSK, 16QAM				QPSK, 16QAM, 64QAM
Antenne
2 × 2 MIMO		No	sì
4 × 4 MIMO		No				sì

Le velocità sono proporzionali all'ampiezza della banda di frequenza assegnata a ciascun operatore di telefonia mobile; ad esempio, in Francia, le larghezze di banda assegnate a ciascun operatore nella banda 800 MHz sono 10 MHz duplex, il che dimezza il throughput di picco per ciascuna categoria di terminali quando utilizzato in questa banda di frequenza.

Dodici nuove categorie di terminali LTE sono state definite dagli standard 3GPP release 10, 11 e 12 ( LTE Advanced ), descritte nell'articolo LTE Advanced .

Tecnologie 3G e 4G competitive o complementari

Le reti HSPA e HSPA + (3.5G e 3.75G) che costituiscono una naturale evoluzione (poco costosa) delle reti UMTS 3G esistenti ma caratterizzano portate di picco inferiori (42 Mbit / s HSPA + "Dual Carrier" nel 2015).

Il WiMAX , che ha acquisito18 ottobre 2007lo stato dello standard internazionale ITU come standard IMT-2000 (3G). I possessori di una licenza 3G potrebbero quindi, in teoria, implementare WiMAX in aggiunta o in sostituzione dell'UMTS, ma l'incompatibilità tecnica tra questi 2 standard e tra i terminali mobili associati rende improbabile questa convivenza.
- Mobile WiMAX ( IEEE 802.16e ) ha iniziato ad essere implementato nel 2009 con pochi operatori ( KT , SK Telecom in Corea, Sprint negli Stati Uniti), tuttavia la velocità massima offerta di oltre 150 Mbit / s per LTE contro 70 Mbit / s per WiMAX, nonché un'accessibilità superiore (50 km nelle aree rurali) e il numero molto basso di terminali WiMAX (smartphone) disponibili spiegano il dominio commerciale di LTE dal 2011.
- Il WiMAX e i suoi sviluppi sono forti antagonisti LTE; la disponibilità delle tecnologie UMTS HSPA + e LTE ha notevolmente ridotto le possibilità di successo nell'implementazione su larga scala di WiMAX, in particolare nel campo della banda larga mobile. WiMax rimarrà quindi probabilmente limitato al mercato del radio locale (BLR).

L' LTE Advanced , i lavori di normalizzazione all'interno del 3GPP ha portato, nel 2011, 2012 e 2014, con 3GPP standard versioni 10 , 11 e rilasciare 12 , è un'evoluzione del LTE rende il passaggio a "reale 4G". Queste modifiche apportano e porteranno i seguenti vantaggi:
- velocità più elevate in uplink e downlink della rete, grazie all'aggregazione dei carrier (in inglese: Carrier aggregation );
- aumento delle prestazioni radio a livello di cella per servire più terminali, grazie agli sviluppi della tecnologia MIMO ;
- la possibilità di implementare relè radio a un costo inferiore che estenderà la copertura di una cella;
- maggiore flessibilità in termini di capacità di traffico e numero di terminali supportati dalla rete.
- minore interferenza tra 2 celle radio adiacenti.

Diversi operatori hanno iniziato a implementare reti di accesso ibrido che utilizzano LTE in combinazione con ADSL per raggiungere velocità più elevate, soprattutto per fornire servizi di accesso a Internet ad alta velocità nelle aree rurali.

Molti produttori di apparecchiature (Alcatel-Lucent, Ericsson, Nokia Siemens Networks , Huawei, ecc.), Operatori di telecomunicazioni (Verizon, AT&T, Orange, Vodafone, T-Mobile, NTT-DoCoMo, China Mobile, ecc.) E produttori di chip elettronici ( Qualcomm , Samsung ), hanno lavorato e stanno lavorando insieme all'interno di 3GPP per completare la standardizzazione di reti e terminali LTE ( Long Term Evolution ) e LTE Advanced .

Test quindi marketing

L'azienda britannica Vodafone ha annunciato nel 2009 di aver completato nei propri laboratori le valutazioni dei prodotti LTE destinati alla maggior parte dei paesi europei in cui opera.

L'operatore giapponese NTT DoCoMo ha iniziato a commercializzare LTE alla fine del 2009 in Giappone , aveva più di 6 milioni di abbonati LTE inottobre 2012.

Il 15 dicembre 2009, TeliaSonera inizia la commercializzazione in Svezia e Norvegia offre apparecchiature e terminali LTE, continuando con le estensioni ad altri paesi densamente popolati del nord Europa. Per il supporto tecnico dell'ultima tecnologia di terza generazione, TeliaSonera si è affidata a Ericsson ( Stoccolma ) e Huawei ( Oslo ), mentre i dispositivi di ricezione ( USB ) (chiavi LTE) sono forniti da Samsung .

In Stati Uniti , l'azienda di Verizon Wireless ha lanciato la prima offerta commerciale LTE a fine 2010 che ha attirato alla fine del 3 ° trimestre del 2012, oltre 16 milioni di abbonati ( 1 ° rete globale LTE) e 47,9 milioni di abbonati nei primi mesi del 2014. Anche gli altri tre maggiori operatori di telefonia mobile statunitensi ( AT&T , Sprint e T-Mobile US ) hanno lanciato un'offerta LTE tra la fine del 2011 e la metà del 2012.

Uno studio sull'utilizzo dei terminali LTE in ambiente reale sulle reti AT&T e Verizon ha evidenziato alla fine del 2011 velocità reali piuttosto elevate, da 10 a 40 Mbit / s (picco) in ricezione ( download ) e fino a 10 Mbit / s in trasmissione ( Upload ).

In Francia, Orange e Bouygues Telecom hanno annunciato il22 marzo 2012 la loro intenzione di commercializzare un'offerta LTE entro l'inizio del 2013 e l'apertura di reti pilota da Giugno 2012(rispettivamente a Marsiglia e Lione). SFR ha anche annunciato la finemarzo 2012pianificare lo sviluppo, a partire dal 2012, di due reti LTE a Lione e Montpellier. Free Mobile entra nel mercato LTE su3 dicembre 2013. Alla fine del 2 e quarto 2014, la Francia ha avuto 3,7 milioni di abbonati LTE.

In Belgio , il 4G / LTE è stato lanciato da Belgacom il5 novembre 2012 con, per cominciare, la copertura di 258 città e comuni belgi.

LTE aveva conquistato alla fine della 2 e trimestre del 2012, 27 milioni di abbonati in tutto il mondo, di cui oltre 15 milioni in Nord America; poi 58 milioni di abbonati in tutto il mondo alla fine del 2012 (circa la metà dei quali in Nord America).
Il numero di abbonati alle reti LTE in tutto il mondo ha superato i 250 milioni di fineMarzo 2014, di cui oltre 100 milioni in Nord America e 16 milioni in Europa; il totale globale raggiunge 1.292 miliardi di abbonati finalimarzo 2016.

Nel giugno 2017, c'erano 2,37 miliardi di abbonati LTE e LTE-Advanced in tutto il mondo.

521 operatori di telefonia mobile in tutto il mondo hanno commercializzato un'offerta LTE in formato agosto 2016 comprese più di 100 reti in Europa, quindi più di 790 operatori all'inizio del 2020.

Nel giugno 2020, c'erano 5,55 miliardi di abbonati LTE e LTE-Advanced in tutto il mondo.

Note e riferimenti

(en) Aggiornamento standard 3GPP, diapositive 7 , 13 e 15 [PDF] ETSI - 3GPP, febbraio 2011.
ITU prepara il terreno per la prossima generazione di tecnologie mobili: 4G , comunicato stampa ITU, ottobre 2010.
( pollici ) ITU-T Conferisce lo stato 4G a 3GPP LTE , 3GPP.org il 20 ottobre 2010.
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L' ITU utilizza il termine " vero 4G " per le specifiche IMT-Advanced .
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Risposta arancione nel febbraio 2015 alla consultazione ARCEP sulla banda 700 MHz: "Va inoltre notato che la specifica dei requisiti OOBE (emissioni fuori banda, in questo caso per la protezione della televisione digitale) che i terminali LTE700 dovrà essere conforme, è ancora in discussione; lo standard armonizzato, prodotto da ETSI, con valore normativo in Europa, non è stato quindi completato nel febbraio 2015. "disponibile in http://www.arcep.fr/uploads/ tx_gspublication / contribs-cp-THD-mobile-700mhz-310315.zip
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BANDA 700 MHz: date chiave: comunicato stampa ANFR del 19 giugno 2015 Arcep.fr, accesso 29 novembre 2015
Decisione n. 2015-1569 dell'ARCEP dell'8 dicembre 2015 che autorizza SFR a utilizzare frequenze nella banda dei 700 MHz nella Francia continentale
Decisione n ° 2015-1568 dell'ARCEP dell'8 dicembre 2015 che autorizza Orange a utilizzare frequenze nella banda dei 700 MHz nella Francia continentale
Decisione n ° 2015-1567 dell'ARCEP dell'8 dicembre 2015 che autorizza Free mobile ad utilizzare frequenze nella banda 700 MHz nella Francia metropolitana
Decisione n. 2015-1566 dell'ARCEP dell'8 dicembre 2015 che autorizza Bouygues Télécom a utilizzare frequenze nella banda dei 700 MHz nella Francia continentale
ARCEP pubblica i risultati della licenza mobili procedura di allocazione 4G nel 800 MHz di banda (il “dividendo digitale”) Arcep.fr, dicembre 2011.
ARCEP permette Bouygues Telecom per implementare 4G in banda 1800 MHz , dal 1 ° ottobre 2013, a condizione che ripristina in precedenza frequenze (4G - refarming 1800 MHz ) Arcep.fr, il 14 marzo 2013.
In aree molto dense, Bouygues Telecom ha beneficiato temporaneamente della larghezza di banda duplex di 23,8 MHz : a Lione fino a1 ° ° gennaio il 2015, a Marsiglia - Aix-en-Provence fino al1 ° mese di aprile il 2015ea Nizza e Parigi fino al1 ° luglio il 2015.
[PDF] Decisione n. 2014-1542 di Arcep Arcep, 16 dicembre 2014
[PDF] Decisione del 30 luglio 2015 che modifica la decisione n ° 2006-0239 che autorizza la società Orange a utilizzare frequenze nelle bande 900 MHz e 1800 MHz Arcep, 31 luglio 2015
[PDF] Decisione del 30 luglio 2015 che modifica la decisione n ° 2006-0140 che autorizza la società SFR a utilizzare frequenze nelle bande 900 MHz e 1800 MHz Arcep, 31 luglio 2015
[PDF] Decisione che autorizza la società Free Mobile a utilizzare frequenze nella banda 1800 MHz Arcep.fr, 8 settembre 2015
L'OBSERVATOIRE ANFR anfr.fr, consultato nel novembre 2016
Comunicato stampa ARCEP: Arcep autorizza Bouygues Telecom e SFR a utilizzare la banda 2.1 GHz in 4G arcep.fr, 16 giugno 2017
Orange autorizzato da ARCEP a utilizzare 2100 MHz per il suo 4G degroupnews.com, 28 settembre 2017
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Decisione che autorizza Orange France a utilizzare frequenze nella banda 2,6 GHz in Francia per stabilire e gestire una rete di telefonia mobile aperta al pubblico, decisione n . 2011-1170 dell'11 ottobre 2011 [PDF] .
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Orange prepara il 4G , itexpresso.fr, 22 marzo 2012.
Bouygues Telecom e Orange escono dal bosco in LTE , Le journal des Télécoms - 22 marzo 2012.
SFR distribuisce il suo 4G LTE a Lione e Montpellier , Silicon.fr - 30 marzo 2012.
Free continua ad arricchire la sua offerta mobile includendo il 4G nel suo pacchetto Free Mobile .
4G LTE: 3,7 milioni di clienti in Francia igen.fr, 5 luglio 2014
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Vedi anche

link esterno

(en) Presentazione di LTE sul sito web del progetto di partenariato di terza generazione .
(it) Associazione globale dei fornitori di telefonia mobile che riunisce i principali fornitori di apparecchiature GSM, UMTS e LTE.