什么是長期演進(LTE)？

LTE是一種高速、低延遲的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，可以通過其強大且可擴展的連接解決方案增強IT基礎(chǔ)設(shè)施。

隨著移動數(shù)據(jù)需求的不斷增長，長期演進(LTE)已成為高速、低延遲、可靠的無線數(shù)據(jù)應(yīng)用的基本標(biāo)準(zhǔn)。對于IT和網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士來說，了解LTE對于管理現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要。

它正日益成為一項必不可少的服務(wù)，無論是辦公室的備用互聯(lián)網(wǎng)、遠程位置的主要服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、工業(yè)環(huán)境，還是任何傳統(tǒng)有線或無線應(yīng)用無法實現(xiàn)的應(yīng)用。

今天，我們將探索LTE，它作為之前的移動技術(shù)的重大進步的歷史、它的技術(shù)架構(gòu)以及如何安裝和配置LTE網(wǎng)絡(luò)。

什么是長期演進(LTE)？

LTE（長期演進）是移動設(shè)備和數(shù)據(jù)終端的無線寬帶通信標(biāo)準(zhǔn)。與之前的3G技術(shù)相比，它提供了更快的數(shù)據(jù)速率和更高的網(wǎng)絡(luò)容量。它屬于4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一部分，是現(xiàn)代高速移動通信的基礎(chǔ)。

歷史背景與演變

LTE最初是第三代合作伙伴計劃(3GPP)的一個項目，該組織成立的目的是開發(fā)較舊的3G/UMTS標(biāo)準(zhǔn)。3G之后，該組織繼續(xù)致力于下一代蜂窩系統(tǒng)，即LTE。

這樣的標(biāo)準(zhǔn)組織對于IT、工程和其他領(lǐng)域的許多領(lǐng)域都至關(guān)重要，因為他們集思廣益，提出可以更容易在世界各地標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，而不是每家企業(yè)都開發(fā)自己的解決方案。

3GPP預(yù)見到未來需要一種帶寬、可靠性和覆蓋范圍都超出3G所能提供的標(biāo)準(zhǔn)。LTE就是解決方案。它于2004年首次提出，2007年公開演示，并于2009年開始商業(yè)部署。

LTE技術(shù)的主要特性和優(yōu)勢

LTE比之前的3G和UMTS標(biāo)準(zhǔn)有了很大的進步，下載速度最高可達300Mbps，上傳速度最高可達75Mbps，而3G通常的最大下載速度為40Mbps，上傳速度為20Mbps。LTE還改善了3G連接的延遲，將平均響應(yīng)時間從200毫秒縮短至10毫秒。這一改進對于實時應(yīng)用的重要性怎么強調(diào)都不為過。

LTE帶來的改進主要來自于其對分配的無線電頻譜的有效利用。LTE使用的頻段比3G更大，從而提供了更多的空間來發(fā)送和接收信號。它還更有效地利用了頻譜，具有更寬的數(shù)據(jù)通道，使單個連接能夠承載更多數(shù)據(jù)。此外，可以組合通道以使單個連接的帶寬翻倍。

LTE采用全IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，降低了復(fù)雜性并提高了效率。通過消除單獨的語音（電路交換）和數(shù)據(jù)（分組交換）電路，轉(zhuǎn)而采用全數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，可以簡化操作、降低成本、提高可擴展性并增強與其他基于IP的網(wǎng)絡(luò)的互操作性。

LTE的技術(shù)架構(gòu)

LTE網(wǎng)絡(luò)的細節(jié)與您已經(jīng)運行的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)并沒有太大區(qū)別。讓我們簡要探討一下使LTE發(fā)揮作用的網(wǎng)絡(luò)組件、協(xié)議和RAN架構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)組件

LTE網(wǎng)絡(luò)由多個硬件組件組成。在用戶端，智能手機和調(diào)制解調(diào)器等用戶設(shè)備(UE)連接到LTE網(wǎng)絡(luò)。這些設(shè)備連接到eNodeB（演進節(jié)點B），后者充當(dāng)基站，管理UE和演進分組核心(EPC)之間的無線電通信。

EPC作為網(wǎng)絡(luò)的大腦和流量控制器，管理來自UE的連接和身份驗證，路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，并處理UE與外部網(wǎng)絡(luò)之間的連接。

協(xié)議棧

LTE協(xié)議棧分為多個層，與OSI模型非常相似。物理層負(fù)責(zé)設(shè)備之間原始數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，而MAC層負(fù)責(zé)調(diào)度和糾錯。

無線鏈路控制(RLC)層負(fù)責(zé)管理糾錯和數(shù)據(jù)包分段/重組（類似OSI傳輸層）。分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDPC)層負(fù)責(zé)處理壓縮和加密。最后，無線資源控制(RRC)負(fù)責(zé)管理和維護連接。

無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)架構(gòu)

LTE無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)架構(gòu)包括上述所有硬件和協(xié)議。與LAN或WAN一樣，此架構(gòu)描述了所有這些移動部件如何協(xié)同工作，在LTE運營商和客戶之間提供高效、可擴展且靈活的運營。

如何安裝LTE基礎(chǔ)設(shè)施？

接下來，我們將探討如何在硬件和軟件方面啟動和運行您的LTE基礎(chǔ)設(shè)施。

硬件

建立LTE網(wǎng)絡(luò)涉及幾個基本硬件組件。這些組件包括eNodeB單元（促進無線通信的基站）、用于發(fā)送和接收來自UE的信號的天線，以及從eNodeB到EPC（演進分組核心）的光纖或微波鏈路。

軟件要求

LTE基礎(chǔ)設(shè)施還需要特定的軟件和許可。eNodeB基站運行自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用來管理通信。在自己的服務(wù)器上運行的EPC軟件負(fù)責(zé)處理所有核心網(wǎng)絡(luò)功能。

安裝eNodeB和EPC組件

對于任何廣域無線解決方案，設(shè)備放置位置都是關(guān)鍵，LTE也不例外。eNodeB單元應(yīng)放置在屋頂上，具有良好的視線，并可連接到電源和回程網(wǎng)絡(luò)。

接下來，為eNodeB分配IP地址，并確保它們可以與EPC和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)，這可能涉及配置VLAN、路由和防火墻規(guī)則。

一旦eNodeB連接到網(wǎng)絡(luò)，就必須安裝并正確配置EPC軟件。這些配置可能非常復(fù)雜；由于每個解決方案都不同，因此直接與軟件供應(yīng)商合作以確保正確配置是關(guān)鍵。

安裝和配置完所有組件后，測試eNodeB和ECP組件之間的連接，以確保通信穩(wěn)定。設(shè)備和軟件應(yīng)各自具有內(nèi)置測試流程。建議再次與供應(yīng)商合作以確保性能。

配置LTE網(wǎng)絡(luò)

配置LTE網(wǎng)絡(luò)涉及幾個重要步驟，以確保最佳性能。首先，管理員必須通過設(shè)置頻段、功率設(shè)置和切換閾值來配置eNodeB和EPC節(jié)點。這些功能單獨對UE（用戶設(shè)備）性能有很大影響，因此正確設(shè)置這些設(shè)置至關(guān)重要。進一步的調(diào)整和優(yōu)化將確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和最大覆蓋范圍。

實施強大的安全措施也是必不可少的。強大的加密、用戶和設(shè)備身份驗證以及訪問控制策略都有助于保護您的網(wǎng)絡(luò)。此外，QoS設(shè)置將優(yōu)先處理某些類型的流量，并防止個人使用超過其應(yīng)有的帶寬份額。實施后測試這些策略可以讓您有機會驗證連接性和服務(wù)區(qū)域并對網(wǎng)絡(luò)進行壓力測試。

將LTE與現(xiàn)有IT基礎(chǔ)設(shè)施集成

確保與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施（尤其是舊系統(tǒng)）兼容對于新LTE網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或舊蜂窩連接無縫協(xié)作至關(guān)重要。精心規(guī)劃可逐步遷移到新LTE基礎(chǔ)設(shè)施，同時保留舊系統(tǒng)的功能。

此外，將LTE與基于IP的網(wǎng)絡(luò)集成將帶來巨大好處。由于LTE支持各種基于IP的應(yīng)用，無縫集成將確保您滿足高速互聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)的需求，例如網(wǎng)絡(luò)電話視頻會議的效果也將比以前更好。

總結(jié)

LTE極大地改善了無線數(shù)據(jù)，具有更好的帶寬、延遲和可靠性。對于IT專業(yè)人士來說，了解這項技術(shù)可以增強網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性和效率，從而改善用戶體驗。隨著對快速可靠數(shù)據(jù)的需求不斷增長，將LTE集成到網(wǎng)絡(luò)中也有助于確保其面向未來。

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