Contenido

• ¿Cómo funciona LTE-A?
• Agregación de portadores
• MIMO
• QAM
• Hardware de la celda
• Hardware del módem
• Despliegue global
• Relacionado

En estos días, 4G LTE es sin duda el estándar de facto para los operadores de todo el mundo en lo que respecta a las velocidades de banda ancha móvil, con 3G y otras tecnologías más antiguas relegadas principalmente a áreas más remotas o agujeros negros de cobertura. ¿Pero qué sigue? La respuesta obvia es 5G, y ya vive en un puñado de países. Mientras tanto, hemos visto otro tipo de tecnología celular convertirse en algo común: LTE-A.

(LTE-A) ha estado disponible en Europa, Norteamérica y Asia desde hace unos años. Entonces, ¿qué es exactamente LTE-A? En este artículo, analizamos más de cerca cómo funciona la tecnología y qué significa para los consumidores.

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¿Cómo funciona LTE-A?

Como su nombre lo indica, LTE-Advanced es simplemente una versión evolucionada de la conectividad LTE actual, que utiliza una variedad de técnicas adicionales para garantizar el nombre "avanzado". Las nuevas funcionalidades introducidas en LTE-Advanced son agregación de portadora (CA), un mejor uso de las técnicas existentes de múltiples antenas (MIMO) y soporte para los nodos de relé. Todos estos están diseñados para aumentar la estabilidad, el ancho de banda y la velocidad de las redes y conexiones LTE.

También hemos visto la llegada de LTE-Advanced Pro, también conocido como Gigabit LTE en algunos mercados (3GPP versión 13 y posteriores). Entonces, ¿cómo difiere esto del LTE-A estándar? Esta infografía Sierra Wireless hace un buen trabajo al ilustrar cómo encaja.

LTE-A Pro / Gigabit LTE utiliza la tecnología 256QAM existente, una agregación de portadora más avanzada y otras técnicas para aumentar las velocidades sobre el LTE-A de vainilla. También está configurado para ser una parte importante de las implementaciones de 5G, esencialmente áreas de cobertura en la cobertura donde 5G no está disponible.

Agregación de portadores

Probablemente la clave detrás de LTE-Advanced es la agregación de operadores. Esencialmente, esta tecnología está diseñada para multiplicar el ancho de banda de las conexiones LTE al permitirle descargar datos de múltiples bandas de red simultáneamente. Los portadores de componentes LTE, o bandas, se dividen en partes que transportan datos que pueden tener un ancho de banda de 1.4, 3, 5, 10, 15 o 20 MHz. Se pueden agregar hasta cinco portadores de componentes juntos. La agregación de operadores combina señales de estos diferentes operadores, lo que permite que el ancho de banda aumente hasta 100 MHz para una sola conexión. Esto se aplica a los tipos de red FDD y TDD, así como a las conexiones de descarga y carga.

La agregación de portadores puede funcionar con portadores de componentes contiguos que se encuentran dentro de la misma banda de frecuencia operativa, o con portadores no continuos de diferentes bandas a través de diferentes frecuencias operativas. La imagen a continuación ayuda a explicar esto:

En términos de velocidades de datos, esta técnica puede proporcionar velocidades de datos pico extremadamente altas, teóricamente de hasta 1 Gbps cuando se utiliza el ancho de banda máximo disponible de cinco operadores. Aunque las soluciones comerciales solo admiten hasta tres operadores con velocidades de datos máximas de hasta 600 Mbps para LTE-Advanced. Sin embargo, en realidad, los operadores, el hardware y la cobertura de la red no alcanzarán este máximo teórico, por ejemplo, alcanzar un máximo de alrededor de 150Mbps de velocidad de descarga con dos operadores de 20MHz habilitados.

También hemos visto surgir LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, promocionando la agregación de operadores con hasta 32 operadores de componentes. El siguiente paso teóricamente ofrece velocidades de hasta 3Gbps, aunque las tasas de datos máximas en las redes del mundo real durante las pruebas supuestamente superan los 1Gbps. Espere que esta cifra baje aún más por debajo de la marca de gigabits cuando use estas redes hoy en día, debido a la congestión, el medio ambiente y otros factores.

Otro beneficio importante de Carrier Aggregation es que permite una compatibilidad total hacia atrás y hacia adelante entre las redes LTE existentes y los dispositivos compatibles con LTE-Advanced. Las conexiones LTE-Advanced se proporcionarán a través de las bandas LTE existentes, por lo que los usuarios estándar de LTE continuarán usando LTE de manera normal, mientras que las conexiones avanzadas harán uso de múltiples operadores LTE.

MIMO

La tecnología de entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) es otra tecnología necesaria para que funcione LTE-Advanced.MIMO aumenta la tasa de bits de transferencia general al combinar flujos de datos de dos o más antenas y permite que funcione la agregación de portadora.

En lugar de enviar una única información de un remitente a un receptor, puede enviar la misma información de múltiples remitentes a múltiples receptores. Es un proceso paralelo, que aumenta sustancialmente la cantidad de datos que puede enviar y recibir cada segundo (bits por hertz), siempre que tenga un módem receptor que pueda ordenar toda la información en el orden correcto.

Aunque MIMO ya se usa en redes LTE, LTE-Advanced requiere que los chips aumenten el número de entradas y salidas utilizadas simultáneamente. Vanilla LTE-Advanced admite hasta ocho transmisores y receptores durante la descarga y cuatro por cuatro al cargar. La mayor disposición de MIMO también mejorará la velocidad y la calidad de conexión de las conexiones heredadas como CDMA, GSM y WCDMA.

También estamos viendo el llamado MIMO masivo desplegado para LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE, que consta de hasta 16 transmisores y receptores. Esta tecnología también está configurada para formar la base de 5G.

QAM

Otra parte importante del rompecabezas LTE-Advanced es la modulación de amplitud en cuadratura (QAM). Esta técnica esencialmente introduce más bits de información en la señal enviada desde una torre a su teléfono. Mayor QAM entrega más información en una señal y, por lo tanto, velocidades más rápidas.

Qualcomm ha comparado QAM con camiones que transportan una mayor carga debido a un embalaje más eficiente, por lo tanto, reduce la cantidad de camiones necesarios en una carretera.

Anteriormente hemos visto que se usaba 64QAM en LTE-A, pero las redes LTE-Advanced de Verizon, T-Mobile y otros también usan 256QAM. Esta versión particular de QAM aumenta drásticamente el ancho de banda y, al igual que MIMO masivo, es otra tecnología fundamental utilizada en 5G. De hecho, Qualcomm dice que 256QAM aumenta las velocidades de descarga en un 33 por ciento sobre 64QAM.

Esta tecnología también se usa en Wi-Fi, con Wi-Fi 5 (802.11ac) que usa 64QAM, mientras que el nuevo estándar Wi-Fi 6 aprovecha 1024QAM. En cualquier caso, 64QAM y 256QAM se usan en LTE-A estándar, mientras que LTE-A Pro generalmente se adhiere a 256QAM.

Hardware de la celda

La última pieza de tecnología introducida con LTE-Advanced es una pieza de hardware portador llamada nodo de retransmisión. Si bien los nodos de retransmisión no son una parte integral de la mejora de sus velocidades de datos, mejorarán la disponibilidad de las conexiones LTE y le ofrecerán más conexiones para elegir al enviar datos de recepción.

En pocas palabras, un nodo de retransmisión es una estación base de baja potencia utilizada para aumentar la cobertura de la red en los extremos y más allá del radio de conexión de la estación principal. Estos nodos de retransmisión se conectan de forma inalámbrica a la estación principal y deberían ayudar a aumentar su señal cuando se pregunta cerca del borde de su red LTE. Por supuesto, el acceso a una conectividad mejorada dependerá por completo de si los operadores se molestan en invertir en la construcción de estos nodos.

Las velocidades máximas teóricas y de usuario ven un gran impulso con 4G LTE Advanced.

Hardware del módem

Para funcionar correctamente, la agregación de operadores, QAM y MIMO requieren implementaciones de hardware de dispositivos y telecomunicaciones. Encontrará que muchos SoC de teléfonos inteligentes y módems externos admiten estas velocidades de datos más rápidas. Los detalles del hardware LTE-Advanced se introdujeron con las especificaciones de la Versión 10 en 2011. Cualquier dispositivo LTE Categoría 4 o superior admite la agregación de operadores, QAM y las configuraciones MIMO más grandes, cada una en distintos grados. Mientras tanto, los dispositivos LTE Categoría 16 o posteriores ofrecen soporte para dispositivos Gigabit LTE o LTE-Advanced Pro.

Un ejemplo es el conjunto de chips Snapdragon 845 de Qualcomm, que utiliza un módem X20 LTE interno (Categoría 18/13). Este módem ofrece agregación de portadora de cinco bandas para enlace descendente, 4 × 4 MIMO y 256QAM. En otras palabras, tiene todos los ingredientes del dispositivo necesarios para la conectividad LTE-Advanced y LTE-Advanced Pro.

El Exynos 9820 de Samsung utilizado en la serie Galaxy S10 ofrece el módem LTE-Advanced Pro / Gigabit LTE de la firma. Esto ofrece velocidades de Categoría 20 con agregación de portadora de hasta ocho bandas, 4 × 4 MIMO y 256QAM. De hecho, Samsung afirma velocidades de enlace descendente de hasta 2 Gbps.

Huawei es otro jugador importante que admite LTE-Advanced y Pro / Gigabit LTE, comenzando con el chipset Kirin 970 en las series Huawei Mate 10 y P20. El Kirin 970 ofrece soporte de Categoría 18, mientras que el Kirin 980 ofrece un módem de Categoría 21.

Sin embargo, el hardware dentro de su teléfono inteligente es claramente solo una parte de la batalla. Su proveedor debe admitir estas tecnologías para que pueda obtener la latencia más baja y las velocidades de descarga más rápidas.

Despliegue global

Ha tomado un tiempo, pero LTE-A ha dado la vuelta al mundo desde su inicio. La mayoría de las redes principales en África, Asia, Europa y América han adoptado el estándar. Diablos, LTE-Advanced Pro también está llegando a varios mercados ahora, en forma de Gigabit LTE.

Parece una noticia vieja en este momento, ya que las redes 5G se abren paso lentamente alrededor del mundo, pero los componentes básicos de LTE-A y LTE-Advanced Pro nunca han sido tan importantes. Esto se debe a que las tecnologías que sustentan LTE-A y LTE-A Pro se utilizarán en el borde de las redes 5G como una opción alternativa para los usuarios.

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