我们都听说过蜂窝网络技术中的 4G 和 5G。但你可能看到过 "4G LTE "这个词，并想知道 LTE 代表什么？简而言之，LTE 是 "Long Term Evolution（长期演进）"的缩写，最常用于与 2008 年首次定义的第四代全球无线通信标准 4G 联系在一起。
随着 5G 在全球的推广，人们对网络技术和术语产生了许多疑问。例如，4G 会消失吗？4G LTE 是否会消失？如果是，何时消失？
在本博客中，我们将简要回顾 LTE 的背景。我们将探讨 LTE 在蜂窝通信中的作用、它与下一代蜂窝网络技术 5G 的关系，以及 4G LTE 和 5G 的共存时间。
什么是 LTE 长期演进
LTE 的概念引发了许多问题。什么是 LTE？什么是 LTE 数据？LTE 是否等同于 4G？简而言之，虽然 LTE 在技术上并不 一样 LTE 与 4G 一样，是在 4G 网络上发展起来的。LTE 数据的传输速度更快，延迟更低，我们将在本节和下一节探讨这一点。
对于大多数消费者来说，他们第一次接触到 "LTE "可能是当他们注意到智能手机屏幕角落里的这些字母时，并询问 "LTE 在我的手机上是什么意思？对于手机来说，它仅仅意味着手机连接到了运营商的 4G LTE 网络。
在 Digi，我们专注于 商务 和 工业 因为我们的客户分布在企业、工业、交通、政府和医疗领域。因此，本文的其余部分将专门讨论在此背景下 LTE 的意义和前景。
当长期演进 (LTE) 它定义了一种新的蜂窝接入网络，具有频谱效率高、峰值数据速率高、往返时间短以及频率和带宽灵活等特点。随着蜂窝硬件、软件和网络技术（如速度、延迟、电池使用和成本效率）的不断优化和改进，它标志着性能水平的不断发展。作为一种 行业观察员 关于 LTE，他指出："与其说它是一种技术，不如说它是实现 4G 速度的途径"。
重要的是要知道，随着后几代蜂窝技术的推出，前一代（或几代）蜂窝技术将继续使用，通常会与较新的技术共存十年或更长时间。
对于今天购买和部署 LTE 技术的用户来说，LTE 意味着他们可以在 LTE 网络中部署各种设备，并确信他们的部署在未来许多年都将保持可行。这一点尤为重要，因为旧的 2G 和 3G 网络正在逐渐消失，以便更有效地利用频谱。从 LTE 与 3G 的对比来看，那些基于 4G 前网络部署设备的用户必须立即迁移到 4G 或 5G。如果您已经拥有了 4G，那么您的产品在有效使用期限内都将面向未来。
LTE 技术在全球范围内带来了多重优势：
- LTE 连接几乎遍布全球的消费和商业/工业应用。
- 随着 2G 和 3G 等老式网络的衰落，LTE 提供了长期的网络连续性。
- 在一段时间内还无法使用 5G 的地区，4G LTE、4G LTE Advanced 和 4G LTE Advanced Pro 技术将在未来数年内支持 2G/3G 的迁移需求。
- LTE 提供更高的速度，并为低功耗应用和更简单、低成本的设备带来显著优势--为各种用例提供单一技术基础。
LTE 如何工作？
LTE 改进了旧网络的功能和性能。本简介 Keven Sookecheff 对 LTE 的描述 提供了极好的 LTE 概述，帮助了解 LTE 的工作原理：
LTE 是对 3G 标准的重新设计，以满足低延迟数据传输的需求。重新设计的内容包括
- 基于 IP 地址的核心网络
- 简化的网络架构
- 新的无线电接口
- 一种新的调制方法
- 适用于所有设备的多输入、多输出无线电（MIMO）
下面是一些有关 LTE 高级工作原理的重要信息：
- LTE降低了延迟，提高了整个网络的吞吐量，大大改善了 3G 网络的性能。
- LTE 采用与 3G 网络不同的频谱，需要新的硬件。
- LTE提供每秒数百兆比特 (Mbps) 的快速数据下载速度，而 3G 为每秒数十兆比特，这意味着 LTE 比 3G 快 5-10 倍。
- LTE可通过单一界面在智能手机和平板电脑上支持数据、语音（VoLTE）、即时消息和视频。而在 3G 网络中，这些功能是通过不同的系统实现的，在某些网络中，语音和数据是相互排斥的。
当 4G 从其前身 3G 演进时，实际的网络架构涉及到一些微小的渐进变化。下图来自我们的 5G 网络架构 博客从架构角度展示了 LTE 的工作原理：
来源：3GPP来源：3GPP
在 4G LTE 中，智能手机或蜂窝设备等用户设备 (UE) 通过 LTE 无线接入网 (E-UTRAN) 连接到演进分组核心网 (EPC)，然后进一步连接到互联网等外部网络。演进节点基站（eNodeB）将用户数据流量（用户平面）与网络管理数据流量（控制平面）分开，并将两者分别馈送到 EPC。
LTE 技术的演变
大约每十年，教科文组织无线电通信部门就会开展一次活动。 国际电信联盟 (ITU-R) 及其合作伙伴为全球移动通信系统定义了新一代的速度、连接性和频谱要求。老一代技术定期退役或日落，以便通过相同频谱传输更多数据，让更多设备共享可用频谱。
ITU-R 标准反映了技术的进步，其采用时间表是为满足新的应用和行业需求而制定的。另一个名为 "第三代合作伙伴项目"（the 3rd Generation Partnership Project3GPP) 根据 ITU-R 的要求编写技术规范，这些技术规范被捆绑成一系列的 释放.
3GPP 发布的时间表显示了 LTE 技术发展的关键里程碑。资料来源来源：高通公司
以下是 LTE 重要发展里程碑和相关 LTE 技术的简要年表：
- 3G 于 1998 年推出，可被视为 LTE 的技术基准，因为 LTE 特指性能超过 3G。3G 是首个数据传输速度达到 Mbps 的技术。
- 2008 年 3 月，ITU-R 制定了4G 速度和连接标准。用于移动（包括智能手机和平板电脑）的 4G 标准规定，任何自称为 4G 的产品或服务都必须具备峰值至少 100 Mbps 的连接速度，用于固定用途的连接速度至少为每秒 1 千兆比特（Gbps）。然而，在最初制定标准时，这些速度还无法达到。为此，ITU-R 规定，如果产品和技术比 3G 技术有实质性改进，就可以标注为 "4G LTE"。
- LTE Advanced（LTE-A）是 LTE 的增强版本，与普通 LTE 相比速度更快，稳定性更高，但仍不及 "真正的 "4G。它于 2011 年标准化。LTE-A 通过聚合信道实现更高的速度，因此用户可以同时从多个来源下载数据。
- LTE Advanced Pro（LTE-AP）规格于 2016 年和 2017 年发布。LTE Advanced Pro 包括三大技术创新：1）载波聚合，使用不同 LTE 载波频段的频谱；2）高阶调制，通过承载更多数据位更高效地使用可用频谱；3）多输入多输出（MIMO）天线，以更高的速度并行收发数据。MIMO 技术可改善网络覆盖和吞吐量，尤其是在城市地区。千兆级 LTE 是 LTE Advanced Pro 的一种形式，理论上下载速度可超过 1 Gbps，但大多数用户不会体验到这么快的速度。对于需要高速、高带宽解决方案的零售、交通和其他行业的应用来说，千兆级 LTE 是一个极具吸引力的选择。
- 5G是 2019 年和 2020 年发布的最新标准。5G 现已在全球推出。全面实施后，5G 网络将提供高达 10 Gbps 的速度，以及更低的延迟、更低的功耗要求和几乎无限的数据容量。
什么是专用 LTE？
这里还必须提到 "专用 LTE "或 "专用移动网络"，它们为 LTE 技术的部署提供了一种选择。LTE 主要用于公共网络、 专用 LTE 网络 专用 LTE 网络是一种小型无线网络，使用与公共 LTE 相同的协议和技术，通过授权、非授权或共享频谱为手机和其他设备提供覆盖。移动网络运营商（MNO）可以获得频谱许可，然后在该频谱上部署独立的专用 LTE 网络。
专用 LTE 网络是一种经济实惠的解决方案，适用于偏远油田或采矿场等地理位置明确的站点，或大型工厂或海港等狭窄区域。专用 LTE 还可用于机场、体育场馆以及大学或企业校园。这些不同的使用案例都受益于专用 LTE 近乎恒定的正常运行时间。
公民宽带无线服务（CBRS）是美国私人 LTE 的一个版本，使用 3.5 GHz 频段（B48）的共享频谱。CBRS 可解决与 Wi-Fi 类似的使用案例，越来越受到希望对无线网络有更多控制权的企业和工业客户的青睐。它为公共蜂窝接收不良或没有接收的偏远工作场所和农村地区提供了一种经济高效的网络选择。
3G 和 LTE 有什么区别？
3G 网络于 2002 年开始商用，逐渐增强并随后取代了早期的 2G 网络协议。LTE 功能建立在部分 3G 基础技术之上，是 3G 的增强版。
以下是 3G 和 LTE 的一些主要区别：
- 速度：3G速度较慢，数据传输速率以每秒千比特（Kbps）而不是每秒兆比特为单位。
- 延迟：3G 的延迟（发送数据与接收数据之间的时间差）要大得多。
- 耗电量：LTE 设备传输的数据量更大，因此对电池的消耗比 3G 更快，这对成本和电源管理都有影响，开发人员和网络管理人员必须加以考虑。
- 可用性和可靠性：直到最近，3G 网络的可用性还比较广泛。如今，4G 网络几乎普遍可用，可靠性差异已基本消失。
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4G 和 LTE 有什么区别？
4G "和 "LTE "经常被交替使用，"4G LTE "也经常出现在行业文献中。虽然运营商的营销有时会暗示 4G LTE 是 4G 的增强版，但 4G LTE 实际上指的是正在发展的设备和网络。 从 较慢的 3G 标准 至 全面的 4G 速度和吞吐能力。4G LTE 的下载速度范围从 3G 的 10第 兆比特/秒到 4G 的 100第 兆比特/秒。
"4G "指的是一代技术，而 "LTE "则是在 3GPP 发布的多个版本中发展这一代技术的方法，这些版本明确规定了提供更好性能和更多功能的技术步骤。这种渐进的过程保持了设备的兼容性，并使技术从一代平稳过渡到下一代。
为什么 LTE 网络对IoT
物联网 (IoT) 解决方案大量使用 LTE 网络连接机械设备，使其能够发送和接收数据。虽然IoT 在引入 LTE 级连接之前就已存在，但 LTE 更高的速度和吞吐量使IoT 系统能够更精确地控制更大、更复杂的系统。
IoT 几乎所有行业都在使用 LTE 解决方案。以下是一些最广泛部署的支持 LTE 的示例IoT ：
- 公交：公共汽车、通勤铁路和其他形式的公共交通都依赖于 LTE 数据和连接，为调度员和系统管理员提供有关车辆性能、乘客数量以及乘客 Wi-Fi 的信息。
- 智能城市：IoT 使用 LTE 的众多应用为市政当局提供了具有成本效益的功能，包括街道和公共场所的智能照明控制器、电动汽车充电站，以及连接交通信号的高速 LTE 网络，以实现实时自适应交通管理。
- 工业应用：IoT 在工厂和工业运行中发挥着重要作用，包括流程监控、制造自动化和预测性维护。
- 精准农业：LTE 推动的灌溉系统和其他农业基础设施可为农民节省大量劳动力和成本。
- 水/废水管理：IoT 应用与 LTE 连接，可对水井、提升站、下水道以及水和废水系统的其他组件进行全天候无线监控。
- 零售和数字标牌：IoT 用于零售应用和数字标牌的解决方案可用于各种使用案例，从信息标牌和户外广告到销售点系统、自动取款机、自助结账系统等等。
在这些相关文章中了解有关IoT 和 LTE 的更多信息：
为什么 LTE 对 5G 至关重要？
持续的 LTE 连接对于 5G 网络的顺利推出至关重要。在全面建成 5G 基础设施之前，LTE 和 5G 网络将并存至少十年，LTE 对于在 5G 覆盖范围有限的地区提供备用连接至关重要。在大多数应用的初期，LTE 也将比 5G 便宜得多。
从基础设施的角度来看，几乎所有 5G 网络最初都将以 "5G 非独立"（5G NSA）模式推出。最初的 5G 设备内置了同时支持 4G LTE 和 5G 的无线电。设备将首先连接到 4G LTE 网络，如果有可用的 5G 网络，则使用 5G 网络获得额外带宽。最终，随着 5G 网络的逐渐成熟，两者的角色将发生逆转，设备将只在 "5G 独立"（5G SA）模式下连接到 5G 网络，然后才能充分利用 5G 技术。
以下是有关 LTE 支持 5G 的重要方式的常见问题：
- 5G 何时淘汰 4G LTE？5G 需要为网络运营商及其客户提供新的硬件。网络运营商必须在所有发射塔上安装新硬件，这将是一个漫长、劳动密集型的过程。不过，好在网络运营商早在几年前就开始部署新的 5G 基础设施，当时 5G 还处于最终定义阶段。通过简单的软件更新，基础设施现在能够同时支持 5G 和 4G LTE。
- 什么是 LTE 服务？LTE 服务为路由器、网关、手机和平板电脑等 4G LTE 终端设备提供 LTE 服务。
- LTE 和 5G 是在不同的频段上吗？不一定。5G 可以使用一种称为动态频谱共享 (DSS) 的方法与 4G LTE 共享相同的频谱。动态频谱共享允许我们更快地使用 5G，并延长 4G LTE 网络的使用寿命，从而延长 4G LTE 设备的使用寿命。不过，5G 也在使用 "新 "频谱，如 5G 毫米波，这是 5G 的专属频谱。
此外，LTE 还为 5G 提供了重要的物理网络基础设施。一 行业专家 指出，"早期的 5G 网络......需要 4G LTE 控制平面（负责路由流量的网络元素）来管理 5G 数据会话"。
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LTE 是消费者以及商业和工业应用发展无线连接的重要基石。即使各行各业和IoT 开发人员都在探索 5G 带来的非凡可能性，但令人欣慰的是，LTE 技术为通向未来架起了一座久经考验且通常成本较低的桥梁。
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