Агрегация частот lte не работает

Агрегация частот LTE

Скорость мобильного интернета зависит как от оператора связи, так и от абонентского устройства. Когда при описании сети оператора используются термины 4G+ или LTE-Advanced (LTE-A), то речь идет о том, что в сети поддерживается технология агрегации частот, которая и обеспечивает более высокие скорости передачи данных. Что это такое, как это уже реализовано на сетях отечественных операторов мобильной связи, какие устройства ее поддерживают – об этом данная статья.

Что такое агрегация частот

Чтобы лучше понять суть термина агрегация частот LTE, стоит сперва вспомнить, что каждый оператор предоставляет свои услуги на определенных каналах в тех или иных диапазонах. В Украине сеть LTE запущена в диапазонах 900 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. Так например в диапазоне LTE-1800 частоты разделены между большой тройкой национальных мобильных операторов таким образом, что каждый получил полосу определенной ширины (5 МГц, 10 МГц и т.п.). «Киевстар» владеет пятью каналами по 5 МГц (всего 25 МГц непрерывного спектра), Vodafone – 20 МГц, а lifecell – 15 МГц.

Канал – это некий узкий коридор, которым может воспользоваться ограниченное количество пользователей. Чем больше спектр, тем больше емкость сети и, соответственно, тем больше пользователей могут получать высокую скорость передачи данных.

Когда один диапазон является перегруженным, на помощь может прийти другой – в данномм случае 2600 МГц. На этой частоте операторы разворачивают сети там, где наблюдается большая концентрация пользователей — например в крупных городах. И пускай дальность действия базовых станций на такой частоте очень не велика, зато её емкость увеличивается в разы. Чтобы выжать максимум из такого сочетания диапазонов, и приходит на помощь агрегация несущих.

Агрегация частот – это режим, в котором модем одновременно подключается к нескольким каналам связи, объединяя их пропускную способность. Данные передаются и принимаются параллельно по двум (и больше) линиям, что приводит к повышению скорости интернет-подключения по технологии 4G LTE.

900 МГц — это Band 8, 1800 МГц – это Band 3, а 2600 МГц – Band 7. 4G модемы или роутеры умеют объединять в один поток как несколько одинаковых диапазонов, к примеру, Bands 3+3, так и разных – 3+8. Возможны и тройные комбинации – 3+7+8. Всё это зависит от сети оператора: какой вариант он поддерживает. В Украине актуально объединение Band 3 и Band 7 либо Band 3 + Band 8.

Каждое устройство (4G модем или 4G WiFi роутер) имеет встроенный модуль связи, одна из характеристик которого – LTE Cat. Агрегация частот LTE поддерживается, начиная с версии Cat.6, где максимальная скорость может достигать 300 Мбит/с. Чем больше категория LTE, тем большую скорость может выдать аппарат. Например, в моделях модемов или роутеров последних лет от компаний Novatel, Huawei, ZTE, Alcatel и т.д., где установлены модемы LTE Cat.20 и выше из устройства можно «выжать» скорость до 2 Гбит/с, что сопоставимо со скоростями в сетях 5G (такую скорость можно получить в сетях LTE Advanced). Плюсы агрегации частот очевидны: там, где максимум 50 Мбит/с на одной частоте, можно получить 75-100 Мбит/с и более при комбинировании второго диапазона.

Как работает агрегация частот

Сотовые сети LTE работают в разных диапазонах (те самые Band 3, 7, 8, 20 и т. д.) Каждый из них задействует не одну конкретную частоту, например 2600 МГц, а диапазон шириной от нескольких мегагерц. Это, например, 2500-2570 МГц для передачи, и 2620-2690 – для приема данных в сетях Band 7. Этот диапазон поделен на меньшие отрезки, например, 2500-2520 МГц для передачи, и 2620-2640 – для приема. В таком узком «коридоре» по умолчанию и поддерживает связь LTE-модем.

Естественно, частотный диапазон ограничен, а одна базовая станция оператора не может обслуживать бесконечное число абонентов. Поэтому операторы вынуждены использовать узкие частотные «коридоры», в которых поддерживается связь. Это может быть 1,5, 3, 5, 10, 15 или 20 МГц. Чем уже диапазон – тем больше подключений обслужит вышка, но тем ниже будет скорость у них.

Агрегация частот объединяет несколько узких «коридоров», например, делает из двух или трех по 20 МГц – один многополосный, общей шириной 40 или 60 МГц. Соответственно, и скорость подключения теоретически может увеличиваться до двух или трех раз. Все как с платной дорогой: чем больше полос и терминалов оплаты задействуется – тем меньше заторов на въезде, и больше машин на трассе.

Агрегация частот может объединять пропускную способность как двух диапазонов одного стандарта (бенда), так и нескольких. К примеру, объединить два «коридора» в рамках LTE Band 7, так и агрегировать сигнал Band 7 с Band 3. Это открывает перед операторами (и пользователями) возможность гибкого использования радиочастотного спектра, вне зависимости от специфики сети в конкретном городе.

Объединять можно не только подсети разных бендов, а и разных стандартов разделения. Технология доступна даже для одновременного подключения к FDD-подсети (частотное разделение каналов) Band 3 и TDD-подсети Band 38, использующей временное разделение каналов для приема и передачи сигнала. Правда, так могут не все абонентские устройства.

Какие устройства поддерживают агрегацию частот

Агрегацию каналов поддерживают все современные модемы или роутеры, оснащенные модемами LTE категорий 6+. Устройства с LTE Cat.4 и ниже объединять несущие не способны, им высокоскоростной интернет доступен только в одноканальном режиме. Узнать, какой категории соответствует модем или роутер, можно из спецификации устройства.

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории LTE Cat.4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/сек, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/сек. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др. На практике же реальные скорости загрузки данных могут отличаться в меньшую сторону в зависимости от условий использования устройства, качества покрытия, загрузки базовой станции и некоторых других параметров.

Категория абонентского устройства	Макс. скорость DL, Мбит/с	Агрегация несущих	Дополнительные технологии
Cat.4	150	—	—
C at. 6	300	2х20 МГц	—
C at. 9	450	3Х20 МГц	—
C at. 12	600	3Х20 МГц	4×4 MIMO, 256 QAM
C at. 16	980	4Х20 МГц	4×4 MIMO, 256 QAM

От категории модема LTE зависит, как именно он умеет объединять каналы. LTE Cat.6 может одновременно использовать 2 канала шириной до 20 Мгц каждый, чтобы выдавать скорости до 300 Мбит/с. LTE Cat.9 может использовать уже 3 «коридора» такой же ширины, увеличивая максимальную скорость до 450 Мбит/с. Модемы категории LTE Cat.12 поднимают планку до 600 Мбит/с. LTE Cat.16 поддерживает объединение до 4 каналов в режиме MIMO, выдавая до 1 Гбит/сек. Самые современные модемы LTE, соответствующие LTE Cat.20 и выше, уже приблизились к отметке 2 Гбит/с. Они способны объединять одновременно до 7 каналов.

На рынке устройств для мобильного интернета Украины есть целый ряд популярных моделей (преимущественно 4G WiFi роутеров), поддерживающих агрегацию частот LTE. Ниже приведем их список, разделив на категории:

Мобильные 4G WiFi роутеры

Стационарные 4G WiFi роутеры

Источник

Агрегация несущих в LTE или на что обратить внимание при покупке следующего смартфона

Скорость мобильного интернета зависит как от оператора связи, так и от вашего устройства. Когда при описании сети оператора используются термины 4G+ или LTE-Advance, то речь идет о том, что на сети поддерживается технология агрегации несущих, она-то и обеспечивает более высокие скорости мобильного интернета. Что это такое, как это уже реализовано на сетях российских операторов мобильной связи, какие смартфоны ее поддерживают – об этом данная статья.

Для понимания принципа работы этой технологии давайте представим автомобильную дорогу. Очевидно, что пропускная способность дороги с двумя полосами движения выше чем у дороги с одной полосой. А трасса с тремя или даже четырьмя полосами позволяет пропустить еще большее количество разных автомобилей, двигающихся с различными скоростями.

Аналогично дорогам, в сотовой связи имеются несущие – радио частоты на которых передается полезная информация. Если агрегировать (объединить) несущие для передачи данных, то можно получить большую пропускную способность сети, а значит и скорость мобильного интернета конкретного абонента.

В России для сетей 4-го поколения на сегодня используются четыре частотных диапазона:

Диапазон частот	1800 МГц	2600 МГц	800 МГц	2600 МГц
Номер диапазона по классификации 3GPP	3	7	20	38
Разделение каналов	FDD	FDD	FDD	TDD
Распространение сигнала (территория покрытия, проникновение в помещение)	среднее	низкое	высокое	низкое
Распространенность на смартфонах	высокая	высокая	Средняя, растет	Низкая, растет

Ширина полосы и территория покрытия каждого диапазона у операторов отличаются. Например, международная версия в целом хорошего смартфона Xiaomi mi5 не поддерживает 20-й диапазон. Для российских абонентов это может быть критичным, т.к. не смотря на небольшую полосу в 5 МГц в этом диапазоне, ограничения по мощности и различное покрытие у разных операторов, сам диапазон имеет высокое indoor проникновение, т.е. у смартфона больше шансов передавать данные в помещении.

Другой пример, МегаФон имеет 40 МГц непрерывного спектра 7-го диапазона, в то время как у других операторов только 20 МГц. Это дает значительное преимущество оператору (для высоких скоростей и емкости), хотя и не реализованное полностью.

Для абонентов МТС безусловно важно проверить поддерживается ли смартфоном 38-й диапазон – у МТС высокое покрытие этого диапазона в Москве. В выигрышном положении, например, оказались пользователи iPhone 6S, 7, их смартфоны работают с 38-м диапазоном.

Проводя дальше аналогию с автомобильными дорогами можно сказать что новый смартфон должен уметь ехать по всем четырем дорогам (полосам).

Таким образом, при выборе нового смартфона, если вам важна скорость мобильного интернета, следует обратить внимание при чтении спецификации поддерживает ли данное устройство в идеале все четыре диапазона – 3, 7, 20, 38. На сегодня таких смартфонов пока немного, требуемый минимум – наличие диапазонов 3 и 7, средний вариант – наличие 3, 7 и 20 диапазонов.

Теперь поговорим, собственно об агрегации несущих.

На сегодня российские операторы поддерживают следующие комбинации агрегации несущих:

Оператор	МегаФон	МТС	Билайн	Теле2
Комбинации	7+7, 3+7, 3+7+7	3+38, 3+7	3+7	—

Таким образом, максимальная конфигурация имеется у МегаФон в Москве и Санкт-Петербурге – это агрегация трех компонентов — 20 МГц из 3-го диапазона и 20+20 МГц из 7-го диапазона.

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории CAT4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/секунду, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/с. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический транспорт и др.

Категория абонентского устройства	Макс. скорость DL, Мбит/с	Агрегация несущих	Дополнительные технологии
CAT4	150	—	—
CAT6	300	2х20 МГц	—
CAT9	450	3Х20 МГц	—
CAT12	600	3Х20 МГц	4×4 MIMO, 256 QAM
CAT16	980	4Х20 МГц	4×4 MIMO, 256 QAM

Смартфоны 4-й категории работают у всех 4-х российских операторов, устройства 6-й категории могут показать максимальные результаты в сетях МегаФон, МТС и Билайн, а вот устройства 9-й категории пока могут проявиться по максимуму только в сети МегаФон.

Агрегация несущих появляется в устройствах начиная с 6-й категории. Устройства с CAT6 поддерживают агрегацию двух несущих, и уже есть на нашем рынке. Это, например, Lenovo Moto P2, Lenovo Moto Z Play, Lenovo Moto Z, Sony Xperia X, Xiaomi Mi Note 2, Apple 6S.

Устройства 9-й категории только начали появляться. Это HTC M10, Apple iPhone 7, Sony Xperia XZ. Появление смартфонов 12-й и 16-й категорий ожидается в 2017 году, в первую очередь обращайте внимание на флагманские модели ASUS и Sony. Пиковые скорости будут возможны при условии реализации операторами дополнительных технологий 4×4 MIMO и 256 QAM. Если включение модуляции 256 QAM будет произведено в результате обновления программного обеспечения инфраструктуры оператора, то технология 4×4 MIMO (4 антенны на прием, 4 антенны на передачу) потребует инвестиций в антенное хозяйство. В связи с этим, максимальные пиковые скорости будут возможны в начале только в хот-спотах типа бизнес / торговые центры, вокзалы и т.п.

Как узнать категорию смартфона? Это не тривиальная задача. Хорошим признаком является используемый чипсет (процессор/модем). Узнать его можно, например, тут. Для устройств 6-й категории ориентируйтесь на Qualcomm Snapdragon 625, 626, 653, 435, а для устройств 9 категории – Qualcomm Snapdragon 820 и 821. Это к сожалению, не может гарантировать максимальный результат, так, например, смартфон ZTE Z11 построен на флагманском чипсете Snapdragon 820, но глобальная версия у нас будет работать только как устройство 4-й категории.

На сегодня из смартфонов 6-й категории можно рекомендовать — Moto Z и Xiaomi Mi Note 2, 9-й категории — Sony Xperia XZ и, если вы готовы переплачивать за бренд — iPhone 7. Автор не имел возможность протестировать Samsung Galaxy S7, и в частности, какие комбинации агрегации российских операторов поддерживаются, поэтому, коллеги, кто знает, пожалуйста, пишите в комментариях.

Источник