Long Term Evolution

3GPP Long Term Evolution (או LTE) הוא תקן לתקשורת אלחוטית מהירה של מכשירים ניידים כדוגמת טלפון סלולרי המבוסס על טכנולוגיות GSM/EDGE ו-UMTS/HSPA. הוא מגדיל את הקיבולת והמהירות באמצעות שימוש בממשק רדיו שונה ביחד עם שיפור ליבת הרשת. התקן נוסח על ידי השותפים בקבוצת 3GPP החל משנת 2008 ומתואר במסמך 8 של הקבוצה. שיפורים נוספים של התקן מתוארים במסמך 9. LTE זו דרך השדרוג עבור רשתות הסלולר הפועלות על רשת ה-GSM/UMTS ו-CDMA2000. מדינות שונות משתמשות בתדרי LTE שונים, כך שרק מכשירים התומכים במספר רב של תדרים יעבדו ברוב המדינות עם רשת LTE.
ובסוף 2010 הוגש לאיגוד הטלקומוניקציה הבינלאומי (ITU), אשר אישר מסיבות שיווקיות את סיווגו כדור רביעי (4G), אף על פי שהוא אינו עומד בסטנדרט LTE Advanced שאימץ לעצמו 3GPP כסטנדרט הבסיס של הדור הרביעי. רשת ה-LTE הראשונה נפרשה בשנת 2009 באוסלו וסטוקהולם. מקור שמו של התקן נובע מההתפתחות הנרחבת (באנגלית "Evolution") הנדרשת ברשתות התקשורת - על מנת ליישם את התקן - התפתחות אשר מתרחשת כהשקעה לטווח הארוך (ובאנגלית "Long Term"), והיא גדולה בהרבה לעומת הוספת יכולות ושדרוג היכולות של דור 3 על תת-מרכיביו (לדוגמה אימוץ HSPA לרשת קיימת של דור 3).

מאפיינים

רוב מאפייני LTE הופיעו במהדורה 8 של 3GPP שפורסמה בשנת 2008 ושינויים מינוריים נוספים הופיעו במהדורה 9 משנת 2009. הוא מתבסס על התקנים המוקדמים יותר, GSM,‏ EDGE,‏ UMTS ו-HSPA, וכך הוא מהווה נתיב שדרוג טבעי למפעילי רשתות סלולריות המבוססות על תקן GSM וממשיכיו. גם מפעילי רשתות גדולות בתקן CDMA בארצות הברית ויפן פרשו החל מ-2010 רשתות LTE וכך גברו הסיכויים שתקן LTE יהפוך לתקן סלולרי גלובלי אחיד.
קצבי הנתונים המרביים של LTE עומדים על 300‎ MBit/s הורדה ו-75‎ MBit/s העלאה. מהירויות אלו מושגות באמצעות שידור וקליטה מ-4X4 אנטנות במקביל ושימוש ברוחב סרט מרבי של 20‎ MHz (התקן מאפשר רוחב פס משתנה, החל מ-1.4‎ MHz). השיפור במהירויות בהשוואה לתקני תקשורת סלולרית קודמים טמון גם בשיטות אפנון חדשות והתבססות על מיתוג מנות מבוסס IP באופן בלעדי, תוך ביטול התמיכה במיתוג מעגלים. רשת LTE מתוכננת לשרת בהצלחה ציוד קצה הנע במהירות של כמה מאות קילומטר לשעה, תוך יישום של זמן השהיה שאינו עולה על 10 מילישניות.
החלק המגדיר את הגישה האלחוטית לרשת במסגרת תקן LTE מכונה E-UTRA או e-UTRAN. עם זאת, הוא אינו משמש רק את LTE אלא משותף גם לתקן העתיד להתפתח מ-LTE הנקרא "LTE Advanced". תקן זה צפוי להיות מיושם החל משנת 2013 ולענות באופן רשמי על התקן לרשתות דור רביעי של ITU המכונה "IMT Advanced" ואמור לתמוך במהירויות הורדה של עד 1‎ GBit/s.
במסגרת E-UTRA מוגדרת תמיכה בתאים סלולריים בעלי טווח שידור ברדיוסים שונים, החל מכמה עשרות מטרים עד למאה קילומטר. התאים האופטימליים לאזורים בין-עירוניים הם בעלי רדיוס של כחמישה קילומטר ובאזורים עירוניים בעלי רדיוס של קילומטר או פחות.

מספרי רצועות

תקן E-UTRA מגדיר מספרי רצועות (bands) על פי תדר השידור, רוחב הפס ומאפיינים נוספים. נכון לשנת 2013 הוגדרו כ-40 רצועות והן ממוספרות באופן לא רציף מ-1 עד 44. הרצועות הממוספרות 33 ומעלה מגדירות תקשורת דו-כיוונית באמצעות ריבוב מבוסס חלוקת זמן (Time-division duplexing - TDD), שבו העלאה והורדת מידע מתבצעות באותו חלון תדרים, בעוד הרצועות האחרות מאפשרות דו-כיווניות באמצעות ריבוב מבוסס חלוקת תדר (Frequency-division duplexing - FDD), שבו מוקצה חלון תדרים נפרד להעלאה והורדה.
תדר השידור המרכזי עשוי לאפיין יותר מרצועה אחת, כך שההבדל בין שתי רצועות נוגע גם לרוחב הפס ומאפיינים נוספים. כך לדוגמה, רצועות 3 ו-9 מבוססות על FDD סביב תדר 1,800MHz, אך תדר ההורדה של רצועה 3 נע בין 1,805 ל-1,880 בעוד ברצועה 9 הוא נע בין 1,845 ל-1,880MHz. אי התאימות בין רצועות השידור השונות עלולה לגרום לאי תאימות של התקני LTE מול רשתות LTE המשדרות ברצועה שונה מזו הנתמכת בהתקן. נכון לשנת 2013, מכשירים בעלי תמיכה ב-LTE הותאמו למספר רצועות מוגבל ולא היו תואמים לרצועות אפשריות אחרות. יצרני המכשירים נהגו לייצר כמה גרסאות מכשירים לצורך התאמה לרצועות שהונהגו באזורים שונים. כך לדוגמה פיצלה חברת אפל את דגם iPhone 5 לשלושה טיפוסים. האחד (A1428) תמך ברצועות 4 ו-17, השני (GSM-A1429) תמך ברצועות 1, 3 ו-5 והשלישי (CDMA-A1429) תמך ברצועות 1, 3, 5, 13 ו-25.

בישראל

פינוי התדרים המיועדים ל-LTE בישראל החל בשנת 2013 וצפוי להסתיים ב-2015. רוב רצועות התדרים המפונות נמצאו בשימוש מערכת הביטחון. על פי הסיכום שהושג עם משרד הביטחון ב-2013, תפונה רצועת תדרים בתחום שמרכזו ב-2,600MHz התואם לרצועה 7 של LTE. כמו כן, באותה עת החזיק משרד התקשורת תחום תדרים שמרכזו 1,800MHz התואם לרצועה 3 של LTE, ויועד למכרז בין חברות התקשורת הסלולרית.
בינואר 2014 קיימה חברת פרטנר תקשורת מסיבת עיתונאים והכריזה על השלמת פריסת תשתית לרשת LTE בישראל. באותה עת הושלמה פריסת נקודות גישה בהרצליה ובסך הכל נפרסו כ-200 נקודות. הרשת אינה פעילה באופן מסחרי עד לאישור והקצאת תדרים של משרד התקשורת. החברה מכנה את הרשת בשם Orange 4G. באפריל 2014 הכריזה סלקום שהיא פורסת בישראל רשת LTE שתתמוך גם ב-LTE Advanced עם מהירות הורדה מרבית של 150 מס"ש ומהירות העלאה מרבית של 50 מס"ש. ב-30 באפריל 2014 הכריזה פלאפון שיחד עם חברת אריקסון תקים בשלושת החודשים שלאחר ההכרזה רשת LTE שתוכל להגיע למהירות הורדה מרבית של 150 מס"ש ומהירות העלאה מרבית של 50 מס"ש כאשר הערים שלהן תהיה עדיפות הן תל אביב-יפו, ירושלים, ראשון לציון, באר שבע וכפר סבא. בנוסף, בעתיד צפויה החברה להשיק גם רשת LTE Advanced. ב-2 ביולי 2014, הודיע משרד התקשורת על מכרז התדרים לרשת הדור הרביעי בישראל, וכי יאפשר להפעיל רשתות דור רביעי גם בתקופת המכרז.
ב-15 ביולי 2014 השיקה פרטנר את רשת הדור הרביעי שלה, בגרסה בטא-פתוחה, במספר יישובים בישראל. באוגוסט 2014 החלו גם סלקום ופלאפון להפעיל רשת דור רביעי בפריסה חלקית.
ב-12 בינואר 2015 התקיים מכרז התדרים של משרד התקשורת שהתמודדו בו שש חברות סלולר (סלקום, פלאפון, פרטנר, גולן טלקום, HOT mobile ואקספון 018). פלאפון זכתה במכרז בשלוש רצועות ושאר החברות זכו ברצועה בודדת כל אחת. רשתות הדור הרביעי אמורות להיכנס לפעולה באופן מלא במהלך 2015.