Государство Сан-Марино считается одним из самых маленьких в мире. Это, конечно, не Ватикан, но площадь в 60 квадратных километров и население в чуть более 30 тысяч граждан делает его меньше подмосковной Балашихи. В небольшой территории есть и свои плюсы. Итальянский оператор TIM решил сделать Сан-Марино полигоном для запуска новейших стандартов связи. Сегодня он разворачивает там сеть с агрегацией нескольких частот с модуляцией 256QAM и 4×4MIMO. Что означают эти странные цифры и аббревиатуры мы расскажем ниже, а так же обсудим набор технологий опробовали оператор МТС и компания Qualcomm.
Началось все с того, что под Владивостоком в полевых условиях было проведено тестирование агрегации двух несущих частот с модуляцией 256QAM и MIMO4x4
Этот регион стал одним из первых, где были запущены сети 3G, а один из операторов и вовсе строил тут сеть исключительно нового поколения. В ноябре на работающей сети МТС была протестирована новая технология Qualcomm, ставшая еще одним шагом к «гигабитному LTE». Агрегация двух несущих частот с модуляцией 256QAM и MIMO4x4 позволила достичь скорости закачки контента в сеть по мобильному каналу в 49 мегабит в секунду. Это действительно много, ведь в среднем операторы стараются сохранять соотношения скорости скачки и закачки 10 к 1. Если вам ничего не говорят термины и аббревиатуры из последних двух предложений — эта статья для вас. Постараемся провести ликбез и объяснить, зачем Qualcomm разрабатывает новые скоростные модемы для сетей LTE.
LTE с нами надолго. Производители оборудования и разработчики технологий придерживаются общего ориентира, что в сетях пятого поколения будут доступны скорости свыше гигабита в секунду. Пока идет стандартизация нового поколения связи, операторам предлагается достигнуть предела собственных сетей. «гигабитный LTE» сегодня достижим, но для начала стоит разобраться, как разгоняют сети LTE до гигабитных показателей.
Есть три главных составляющих, влияющих на скорость в сетях LTE:
- количество несущих частот (и их агрегация)
- модуляция (количество передаваемых в одном пакете данных)
- количество антенн как на передающем, так и на принимающем терминале
В России уже достаточно примеров, когда операторы агрегируют несколько несущих частот. В частности, у МТС, на сети которой проводился дальневосточный эксперимент, агрегация двух частот практикуется в нескольких десятках регионов. В мире есть страны, где операторам удается использовать сразу пять несущих частот. Например, Канада и Турция. Но в реальности смартфонов и других доступных простым абонентам устройств с поддержкой такой технологии практически нет. В поколении 820 процессоров Qualcomm Snapdragon поддерживается агрегация трех частот, в будущем будет больше, но пока — вот так.
Наглядно о модуляции и отличии 16QAM и 64QAM
Модуляция отличается количеством битов в одном передаваемом пакете информации. В режиме 16QAM можно передать 4 бита в каждом «символе», в 64QAM – 6. В результате на передачу информации при модуляции 64QAM уходит на 50% меньше времени, чем в 16QAM, а в 256QAM — на 33% меньше, чем в 64QAM. Правда, 256QAM поддерживается разве что в последних флагманах LG и Samsung, так что преимуществом могут воспользоваться далеко не все.
Не всем понятная аббревиатура MIMO, если утрировать ее значение, указывает на количество антенн, имеющихся у передающей станции и принимающего устройства. Больше антенн — больше параллельных потоков и выше скорость. В большинстве современных смартфонов антенн не больше двух, тогда как на базовых станциях последнего поколения их больше. Так что даже если оператор и готов дать абонентам скорость пободрее, далеко не факт, что абоненты смогут этим воспользоваться.
Если сложить все три составляющие, то получится множество комбинаций технологий и соответствующих им скоростей в мобильной сети. Для Qualcomm все эти эксперименты исключительно важны для движения вперед к светлому будущему «Гигабитного LTE» и через него — к 5G.
Зачем это операторам? Ведь им приходится вкладываться в развитие сети, почему бы не оставить как есть, ведь от скорости приема - передачи, цена Мегабайта для пользователя не вырастит, а даже может стать и дешевле. Это так, но лишь от части. Запуск новых технологий делает сеть мобильных оператора более емкой и быстрой. Возможно, конкретный абонент это и не почувствует, зато к одной базовой станции сможет подключаться больше клиентов, а скорость для каждого из них подрастет. В свою очередь, оператор получит больше денег. Ведь если абонент не может ничего скачать, то вряд ли он докупит еще пакет трафика.
Сеть МТС на Дальнем Востоке строится на оборудовании Huawei, и тестирование новых исходящих скоростей не было бы возможным, если бы не быстрая и гибкая настройка оборудования китайского вендора. Для демонстрации группу журналистов вывезли далеко за пределы города к базовой станции, которая стала одной из первых работающих по новой технологии. Чтобы наглядно показать разницу в скорости закачки в пределах визуальной видимости были установлены внешние антенны для прототипа принимающего устройства Qualcomm с модемом X16. Переключение между режимами работы станции занимало всего несколько минут. В результате тестирования была достигнута скорость закачки контента в сеть по мобильному каналу до 49 Мб./сек.
Операторам переход на новые технологии стоит не очень-то и дорого. Поставщики оборудования работают с ними по долгосрочным контрактам, подразумевающим возможность бесплатного перехода на новые стандарты без замены оборудования. Еще со времен 3G надстройки на сеть, например, HSUPA или HSPA+ были программными, то есть не требующими модернизации самого оборудования. В случае с «гигабитным LTE» обновлять оборудование, наверное, придется, но не в таком масштабе, чтобы это отразилось на инвестиционных бюджетах компаний.
Почему для тестирования был выбран Владивосток? Все проще, чем кажется. Этот удивительный город расположен в крайне неблагоприятном для распространения радиосигнала месте. Сопки, разноэтажная застройка города — все как будто специально создано для проверки новых радиотехнологий в самых суровых условиях. Для Qualcomm и Huawei такая среда — особый вызов, ведь если все будет работать во Владивостоке, то запуск в городах с ландшафтом попроще проблем не создаст.
Смартфоны становятся источником тяжелого контента, на который uplink-каналы операторов не рассчитывали
Фокус развития сети сегодня смещается в сторону uplink. Переход к «гигабитному LTE» требуют не только абоненты, все больше закачивающих в сеть контент. Социальные сети приучили пользователей к возможности не только потреблять, но и делиться собственными эмоциями, выраженными в видео и фотографиях. Производители смартфонов устанавливают в устройства мощные фотокамеры, снимающие видео уже и в 4K-качестве. Если со скачкой подобного контента абоненты сложностей уже не испытывают, то с закачкой могут возникать проблемы. Именно поэтому Qualcomm разрабатывает новые технологии для того, чтобы абоненты смогли беспрепятственно делится контентом.
Как только в мобильном интернете будет достигнута такая же гармония, как в фиксированном, где между скоростью закачки и выгрузки в сеть разницы практически нет, смогут получить развитие совершенно новые сервисы. Безлимитное облачное хранилище чувствительно к скорости передачи данных. Виртуальная реальность и автомобили-беспилотники требуют минимальной задержки отклика сети. Телемедицина чувствительна к стабильности передачи данных. Все это в той или иной форме доступно уже сегодня, но, как показывает практика, по-настоящему качественными и безопасными эти сервисы станут лишь в сетях 5G. Судя по тому, что Qualcomm уже разработал модем X50, к будущему готовы не только футурологи. Но без достижения «гигабитного LTE» вряд ли получится органично перейти к новым стандартам.
Нулевой точкой отсчета жизни 5G операторы считают 2020 год. К этому времени должны окончательно сформироваться и утвердиться стандарты нового поколения связи. Все тесты и исследования, проводимые крупнейшими вендорами телекоммуникационного оборудования, сегодня носят больше экспериментальный и демонстрационный характер. TIM стремится создать в Сан-Марино плацдарм для не теоретического, но практического пилота по запуску сети для IoT, автономных и подключенных автомобилей, новых сервисов для управления городами и инфраструктурой.
