آشنایی با ۴G LTE TDD FDD

۴G LTE ، واژگانی آشنا در دنیای این روزهای تبلیغات هستند.  از تبلیغات محیطی زمین های فوتبال گرفته تا آگهی های بازرگانی تلویزیون، از پیامک های تبلیغاتی گرفته تا خرید یک مودم همراه. با هم نگاهی به این فناوری می اندازیم تا ضمن شناخت فنی و آشنایی با تکنیک های ارتباطی آن، پتانسیل رشد اینترنت همراه در کشور را بررسی نماییم.

در ابتدا باید به این نکته توجه کنیم که ۴G و LTE یکسان نیستند و ترفندهای تبلیغاتی اپراتورها و فروشندگان تلفن همراه در دنیا این تصور غلط را در میان عامه مردم ایجاد نموده که ۴G و LTE به یک مفهوم اشاره می کنند .
۴G کوتاه شده ی عبارت ۴th Generation به معنی نسل چهارم است. نسل های مختلف تلفن همراه در دنیا توسط موسسه  ITU-R به همراه ویژگی های آن ها تعریف می شوند. نسل چهارم تلفن همراه از یک سو امکان دستیابی به سرعت و کیفیت بالاتر را برای کاربران مهیا می سازد و از سوی دیگر پیاده سازی عملیاتی آن ساده تر از نسل های قبلی تلفن همراه است.

LTE مخفف عبارت Long Term Evolution به معنی “تکامل بلند مدت” است. از معنای این واژگان می توان فهمید که LTE به پایان راه خود نرسیده و در یک مسیر رشد و ترقی رو به بالا در سطح جهان قرار دارد. تکنولوژی رو به رشدی که شاید تا مدت ها ظهور شبکه ۵G را به تعویق بیاندازد.  در حال حاضر بیشتر اپراتورها در کشورهای پیشرفته در حال استفاده از شبکه LTE هستند و ایرانسل، همراه اول و رایتل نیز از این قافله عقب نمانده اند. اگرچه با بررسی آماری سطح پوشش شبکه و میزان بازدهی در ادامه ی همین بحث روشن خواهد شد که شبکه ی LTE در کشور ما اختلاف چشمگیری با شبکه های فعال در سراسر دنیا دارد و اپراتورها جهت ارائه ی سرویسی مناسب از منظر استانداردهای LTE باید تلاش خود را دو چندان کنند.

LTE نسبت به نسل سوم ارتباطات پهنای باند بیشتری را در اختیار می گذارد و می توان داده ها را با سرعت بیشتری آپلود یا دانلود نمود و در کنار آن کاربران بیشتری می توانند به شبکه متصل شده و از آن استفاده نمایند. شبکه LTE به دو صورت FDD و TDD پیاده سازی می شود. روش اول بر مبنای تقسیم فرکانس است بدین صورت که بازه ای از فرکانس ها برای دانلود و بازه ای دیگر برای آپلود مورد استفاده قرار می گیرند که مسلما فرکانس های اختصاص یافته به دانلود وسیع تر خواهند بود. بازه ی کوچکی از فرکانس ها خالی رها می شود تا از تداخل جلوگیری نماید. FDD   از نظر الگوریتم کلی شبیه به روش Full Duplex استفاده شده در کابل های شبکه است.

در روش TDD از زمانبندی جهت ارسال و دریافت در شبکه استفاده می شود. TDD سرنام عبارت Time Division Duplexing است و بدین صورت عمل می کند که در بازه ی زمانی خاصی اطلاعات دانلود ودر بازه ای دیگر آپلود می شوند و بسیار شبیه به روش Half Duplex استفاده شده در کابل های شبکه است.

نکته ی قابل توجه در این بحث این است که در هنگام خرید مودم همراه یا گوشی تلفن همراه از کشور های دیگر برای استفاده با اپراتورهای داخلی باید مطمئن شوید که دستگاه مورد نظر از کدام روش پشتیبانی می نماید زیرا در صورتی که برای مثال دستگاه شما فقط از FDD پشتیبانی نماید و اپراتورهای داخلی LTE-TDD را پیاده سازی نموده باشند، به هیچ عنوان امکان اتصال به شبکه برای آن دستگاه ممکن نخواهد بود. البته مودم های همراه و موبایل های مختلفی هستند که از هر دو  روش در باند های فرکانسی وسیعی پشتیبانی می نمایند. نکته ی مشابه دیگر این است که محدوده ی فرکانس ها در LTE بسیار گسترده است و باز هم دستگاه های گوناگون از فرکانس های مختلفی پشتیبانی می نمایند که در هنگام خرید باید این مسئله نیز مد نظر قرار گیرد، برای روشن شدن این مسائل در صفحه ی محصولات در فروشگاه اینترنتی شایانو در بخش جدول خصوصیات فنی باند های قابل پشتیبانی مودم های همراه ۴G LTE درج می شود. البته مودم های موجود در بازار داخل کشور اغلب از همه ی فرکانس های پیاده سازی شده توسط اپراتورها پشتیبانی می کنند زیرا در غیر این صورت نمی توان آن ها را در بازار عرضه کرد.

بررسی شبکه های عملیاتی شده
شاید تا به حال نام OpenSignal به گوش شما خورده باشد یا با نرم افزار OpenSignal آشنا باشید. OpenSignal وب سایتی است که با توجه به داده های دریافتی از اپلیکیشن خود که بالغ بر ۱۵ میلیون بار دانلود شده است، اطلاعاتی را از شبکه های تلفن همراه در دنیا جمع آوری نموده و بر مبنای آن گزارش های خود را منتشر می نماید. با استفاده از اپلیکیشن نام برده بر روی تلفن های همراه هوشمند می توان فرستنده ها و در اصطلاح عامیانه دکل های موبایل اطراف خود را شناسایی کرد و نوع شبکه و میزان قدرت سیگنال را سنجید، این روش کمک شایانی به انتخاب اپراتور توسط کاربر می نماید. در انتهای این نوشتار لینک دانلود اپلیکیشن قرار گرفته است.
OpenSignal در گزارشی که در ماه سپتامبر ۲۰۱۵ منتشر نموده است شبکه های LTE در حال فعالیت در سراسر دنیا را از نقطه نظر میزان پوشش، سرعت انتقال دیتا و … مورد بررسی قرار داده که با هم نگاهی به آن می اندازیم:

۱ – پوشش شبکه در سراسر کشور :
کره جنوبی با ۹۷ درصد، ژاپن با ۹۰ درصد، هنگ کنگ و کویت با ۸۶ درصد در صدر این فهرست قرار دارند و سنگاپور، اروگوئه، قزاقستان و هلند در جایگاه پنجم تا هشتم قرار گرفته اند، البته وسعت کشور ها عامل بسیار مهمی در گسترش شبکه ی LTE است و مسلما کشور کوچکی مانند کویت در مدت زمان بسیار سریع تر و با هزینه ای بسیار کم تر از کشور ما مجهز به این فناوری خواهد شد. در میان کشور هایی با وسعت جغرافیایی بالا ایالات متحده آمریکا با ۷۸ درصد و چین با ۷۶ درصد و کانادا با ۷۰ درصد در رده های اول تا سوم هستند، ایران ۴۶ درصد شبکه های مخابراتی خود را مجهز به فناوری LTE نموده است که ایرانسل ۴۹ درصد از کل شبکه خود و همراه اول ۲۸ درصد از شبکه ی مخابراتی خود را به فناوری LTE ارتقا داده اند . با توجه به آزمایشی بودن BTS های اپراتور رایتل هیچ نامی از این اپراتور در این گزارش نیامده است، اپراتوری که با توجه به کارنامه اش در ارائه ی اینترنت بر بستر شبکه ۳G می توان انتظار اینترنتی به مراتب با کیفیت تر از ایرانسل و همراه اول را از آن داشت و شاید پس از عملیاتی شدن LTE رایتل بتوانیم به کسب رتبه های بالا در چنین گزارشاتی امیدوار باشیم. تصویر مربوط به نمودارهای ذکر شده را مشاهده می نمایید.

.

نمودار پوشش شبکه و سرعت دانلود مربوط به همه ی اپراتورهای ارائه دهنده LTE در دنیا

نمودار پوشش شبکه و سرعت دانلود مربوط به ایرانسل و همراه اول