От чего зависит скорость передачи данных в мобильной сети

Надеюсь, вы не пропустили наш увлекательный, но для многих, возможно, технически сложный материал о том, из чего состоит сеть мобильного оператора и о том, как разворачивается 3G-сеть в Украине. На этот раз мы говорим о более простых, но касающихся непосредственно каждого пользователя 3G вещах. А именно – от чего зависит скорость передачи данных в мобильной сети.

Самые дотошные абоненты, видя в рекламе сети третьего поколения фразу «до 42 Мбит/с», бегут проверять при помощи различных пузомерок (Speedtest’ов то есть), сколько они получают от оператора. Не обнаружив «заявленные» 42 Мбит/с (хотя в рекламе вообще-то обещали «до»), бегут жаловаться в соцсети и прочие инстанции на то, что их обманули. Давайте разбираться, кого, каким образом, когда и обманули или нет с заявленной скоростью, из чего складывается озвучиваемый оператором результат, и в каком случае действительно есть на что жаловаться.

Как обычно, нет одного определяющего фактора. И так или иначе воздействует на скорость мобильного интернета не только оператор, но и абонент. В ведении оператора находятся такие вещи, как покрытие, качество покрытия и емкость сети (буквально через пару предложений обо всем этом подробнее). В ведении абонента – выбор терминала (простыми словами – смартфона, планшета, мобильного роутера и прочих гаджетов) для подключения к сети.

Что зависит от оператора?

С покрытием все просто – оно либо есть, либо его нет. Если вы отправляетесь в тайные уголки страны, можете для пущей уверенность проверить на сайте оператора или в call-центре информацию о покрытии.

Когда говорят о том, что в каком-то месте плохое покрытие, то понятие «покрытия» путают с понятием качества этого покрытия. По сути, покрытие сети – это радиосигнал. Радиосигналы имеют свойство накладываться. Наложение радиосигналов приводит к проблемам с качеством, возникает интерференция. Абоненты это ощущают как «металлизацию» в голосе собеседника, обрывы звонков, скрипы, шумы, выпадения.

Интерференция бывает внутрисистемная и внесистемная. В первом случае, чтобы избежать интерференции, инженеры оператора должны очень аккуратно спланировать работу сети.

В случае с 2G – максимально развести частоты, чтобы они не оказывали интерференционное воздействие. В 3G-сети (там, где есть три канала и три частоты, и они все три повторяются, но делятся кодами) важна выходная мощность оборудования. Если она будет слишком большой, и в одной точке замешается несколько сигналов, то системе будет очень сложно отличить один от другого, и связь в этом месте превратится в винегрет. С учетом того, что каждый азимут выдает три частоты, и соседняя базовая станция тоже дает, задача команды оператора – зонировать покрытие от этих базовых станций, чтобы не возникало 8 или 10 секторов с достаточно сильным сигналом в одной точке. Но такие интерференции не очень страшны, так как на них может повлиять команда оператора.

Кстати, 900-я частота не влияет на 1800-ю, 1800-я – на 2100-ю и 900-ю.

Внесистемная интерференция обусловлена индустриальными излучениями. Например, радарами. Оборудование может работать в другом секторе частот, но иметь настолько мощный сигнал, что затухание от него влияет на соседей.

В таком случае операторы могут использовать специальный дополнительный фильтр, который «душит» чужие сигналы. В приемной части звонка повлиять на что-то тяжело, а в передающей – можно.

На данный момент в Украине 3G-частоты распределены таким образом: lifecell, 3mob, Vodafone, «Киевстар», таинственный «Первый Инвестиционный Союз», далее – Интертелеком, который строит LTE-станции в CDMA-стандарте.

«Мы специально выбирали самый чистый лот на тендере, и пока не чувствуем влияния «соседей» на нашу сеть, – описывает ситуацию с 3G-сетью lifecell Юрий Григорьев, начальник департамента эксплуатации мобильной сети Центрального региона. – Нам приходилось использовать дополнительные фильтры в 900-м диапазоне в 2G-сети, но в 3G такой необходимости нет». В случае с lifecell это связано со «спокойными соседями». Сеть 3mob довольно давно не развивается, и уже ходят слухи о том, что она и вовсе отойдет Vodafone. У других операторов есть риск влиять на сети друг друга (но игроков несколько, похоже на то, что за годы существования все уже научились жить дружно и договариваться.

Спасибо за наглядную инфографику нашим коллегами из delo.ua. На ней видно, за кем из операторов закреплены какие частоты спектра.

Также на качество сети влияет количество базовых станций, их должно быть достаточно.

Качественные показатели сети:

• обрыв звонков – измеряются в процентном соотношении к количеству успешных звонков (сейчас операторы сражаются за улучшение показателей на сотые доли процента, в сельской местности их больше среднего, потому что станции находятся дальше друг от друга, в городе гораздо меньше);
• неестественный голос («металлический») или плохая слышимость;
• загруженная сеть (считается тоже в процентах соотношения запросов звонка к успешным звонкам, должно быть не более 2% таких звонков, но по факту их меньше, тысячные доли процента).

Если представить себе, как оператор измеряет процент обрывов сети или несовершенных звонков достаточно просто, то качество звука – параметр более субъективный и не всегда заметный даже для самого абонента. Не будет же оператор слушать все ваши разговоры!

Качество передачи голоса можно оценить по тому, как передаются пакеты голосовых данных, сколько битых семплов есть во время разговора.

Операторы считают процент «выпадений» битов. Есть несколько методик подсчета, наиболее популярная – это Mean Opinion Score (правда судя по описанию этого метода на Википедии, человеческий фактор в нем все же присутствует), она позволяет оценить, что даже при наличии сети и других способствующих хорошей связи факторов, помехи есть.

Емкость сети в обычное время рассчитана на то, что ею пользуется какое-то определенное количество людей. Но ведь бывает еще фактор сезонности, когда люди из городов массово едут к морю или в горы. Или фактор масштабных событий. Например, большой концерт, футбол или другое массовое скопление людей. Везде, где появляется в разы больше пользователей, чем обычно, существенно возрастает нагрузка на сеть. Операторы следят и за такими событиями, и у них есть ряд мер, направленных на временное повышение емкости сети в определенном месте. Такие как мобильные базовые станции. Они локального действия, хотя стандарт позволяет «развернуться» и до 30 километров, если поднять антенну повыше и поставить ее повыгоднее. Но на локальных мероприятиях такой задачи не стоит, тут главное обеспечить емкость для большого количества абонентов, собравшихся в одном месте.

«Мы стараемся следить за всеми ключевыми массовыми мероприятиями страны и готовимся к ним заранее. Если бы мы не делали этого, то у абонентов возникали бы недозвоны из-за перегруженности сети. Еще лет 8 назад мы купили дополнительные передвижные базовые станции. Я не знаю, обращали ли вы внимание или нет, но на больших открытых концертах в городе могут находится неподалеку микроавтобусы. Емкость, на которую мобильная станция может увеличить сеть, зависит от нашего планирования, точнее от того, на какое количество людей мы будем ее рассчитывать. Например, в фан-зоне чемпионата «Евро 2012» мы разместили 3 такие станции, на которых была развернута инфраструктура. Базовая станция – внутри. На автомобиле расположено специальное оборудование, которое передает данные на соседнюю соту, оттуда – в сеть», – рассказывает о мобильных решениях Юрий Григорьев, начальник департамента эксплуатации мобильной сети Центрального региона lifecell.

Развертывание мобильной базовой станции занимает примерно восемь часов со всеми сложностями, которые могут возникнуть по пути (например, специфической архитектурой).

Если нет нюансов с городской застройкой, то достаточно 3-4 часов на подготовку.

Для сезонных факторов у операторов также есть большое количество «мобильного» оборудования. Расширяются стационарные станции, ставятся дополнительные передатчики, к ним привозится оборудование, и тоже устанавливается на стационарную жизнь месяца на три, например, летом, меняется конфигурация сети. Осенью оборудование забирают, и оно начинает свою кочевую жизнь по городам страны, где массово проводятся «Дни города». Зимой локации наибольшего спроса опять меняются. Главное – чтобы оборудование как можно меньше простаивало без дела.

В 2G-сети у операторов всегда был приоритет голоса над передачей данных. Поэтому если в определенном месте сеть была перегружена, загрузить что-то из интернета было сложнее. Причина проста – передача пакетов данных может подождать или осуществляться медленно, в фоновом режиме. Голосовые данные ждать не могут, потому что люди друг с другом разговаривают в реальном времени. В 3G-сети в Украине пока нет необходимости в приоритетах, сети еще недогружены. Как только мы с вами начнем пользоваться мобильным интернетом более массово и активно (а это произойдет еще нескоро, потому что операторы строили сеть с запасом), снова голос будет в приоритете над данными.

Что зависит от абонента?

На этом нюансы с сетью заканчиваются и начинаются нюансы с оборудованием, которые мы разберем на примере маркетинговой коммуникации lifecell. Компания говорит о том, что ее абоненты могут воспользоваться мобильным интернетом 3G+ на скорости до 63,3 Мбит/с. В рекламе 3G этого оператора указывается другая цифра, 42,2 Мбит/с. Откуда эти скорости, кто и как их может получить?

Как мы уже писали, с точки зрения скорости стандарт 3G не очень отличается от 4G, оба могут обеспечить достаточно комфортную и быструю работу, задача 4G – повышение емкости.

Самое современное оборудование, которое используется в 3G-сети, способно выдавать скорость до 63,3 Мбит/с благодаря возможности агрегировать каналы.

Напомню, что операторы получили по три канала, каждый из которых способен обеспечить скорость передачи данных 21,1 Мбит/с. Соответственно агрегирование двух каналов дает скорость 42,2 Мбит/с. Трех каналов – 63,3 Мбит/с.

Получить такую скорость могут не все абоненты, даже это скорее исключение, что у человека на руках есть терминал, поддерживающий трехканальную передачу данных. В Турции, на родине lifecell, материнский оператор Turkcell продает брендированные смартфоны, которым по зубам скорость 63,3 Мбит/с. Например, модель Turkcell Turbo T50 (в девичестве – ZTE Blade X3) с хорошими характеристиками во всем, в том числе и в сети. Она пользуются большой популярностью. В Украинской сети lifecell есть определенное количество таких терминалов, привезенных из-за границы. Но официально их к нам не завозят.

Распространенные у нас терминалы, флагманы Samsung и iPhone в том числе, поддерживают максимум двухканальную агрегацию. Бюджетники могут ограничиться одним каналом. Чтобы понимать возможности вашего смартфона, изучите его технические характеристики. Вот что будет написано в ТХ двухканального устройства.

В целом, чем более старый или дешевый смартфон у вас, тем больше шансов, что он просто не будет поддерживать максимальную скорость. Заказывая смартфон из Поднебесной и вовсе с непонятными характеристиками, вы рискуете погореть еще и на скорости доступа к сети 3G.

Какая скорость нам нужна для полного счастья?

Скорость принято тестировать в синтетических тестах, а не на сценариях из жизни. Реальные потребности абонента в большинстве случаев ограничиваются скоростью 2-2,5 Мбит/с. Это соцсети, почта, голосовые и видеозвонки (например, в Viber и Skype), веб-серфинг. Поэтому технические возможности сети значительно больше, чем нам с вами надо. . А если добавить к этому, что 3G не может быть безлимитным (во всяком случае за те деньги, которые принято тратить среднестатистическим абонентом на связь в нашей стране), то и вовсе получится, что мы и близко не используем ресурсы операторов на полную.