Каждый, кто покупал смартфон за границей, мог столкнуться с тем, что новенький и полностью работоспособный гаджет почему-то отказывается функционировать в российских сетях 4G. Проблема в том, что сети четвёртого поколения строятся в самых разных частотных диапазонах. А девайсы, как правило, выпускают под тот или иной набор этих диапазонов, а не под любые возможные диапазоны и их комбинации. Чтобы не пожалеть о покупке, нужно разбираться в некоторых технологических деталях, и мы попробуем вам в этом помочь.
Говоря о правильном выборе смартфона, в этот раз мы не имеем в виду платформу, на которой он собран, особенности операционной системы или камеру. Сосредоточимся на параметрах, обеспечивающих наилучшую работу вашего аппарата в сетях 4G/LTE. Это особенно важно для всех, кто активно пользуется мобильным Интернетом. Пользовательский опыт в сети LTE обычно заметно отличается от пользовательского опыта в сети 3G, даже в варианте HSPA+. Проще говоря, если вы в зоне уверенного покрытия LTE, а гаджет поддерживает современные режимы передачи данных, у вас, что называется, «всё летает». А вот о том, какие характеристики смартфона важны для достижения максимальной скорости — читайте в статье.
Частоты LTE: что это за бэнды и почему они важны?
Почему вообще нужно чем-то заморачиваться, ведь мы же не выбираем смартфоны по особенностям их работы с 3G? Всё просто. Для технологий 3G/WCDMA в мире закреплена полоса частот в диапазоне 2100 МГц. Поскольку этих частот не хватает, кое-где для 3G применяется также диапазон 900 МГц. В большинстве случаев любой современный аппарат поддерживает работу в 3G в обоих этих диапазонах. «Чистый» 3G сейчас нигде не используется, поэтому смартфон должен также понимать такие «расширения» технологии, как HSPA и HSPA+, ускоряющие работу с мобильным Интернетом. Чаще всего новые девайсы поддерживают и эти технологии.
Иное дело с LTE. Данный стандарт изначально подразумевал возможность построения сетей связи и мобильного Интернета в самых разных частотных диапазонах. В мире их используется больше десятка, причём в разных странах — разные комбинации частот. Ещё и не каждый оператор поддерживает одинаковый набор диапазонов даже в пределах одной страны. В России набор используемых частотных диапазонов LTE не так уж велик. Тем не менее, покупая смартфон за границей (например, в интернет-магазине), можно остаться без 4G из-за несовместимости приобретённого аппарата с той или иной нашей сетью.
Чтобы такого не произошло, желательно выбирать гаджет, исходя из того, какие частоты LTE поддерживает оператор в вашем регионе. Ситуация со временем меняется, операторы обзаводятся всё новыми частотами, поэтому задумываться о совместимости следует каждый раз, когда вы покупаете новый девайс.
Распределение частот в Москве (источник PicoCell)
На сегодня в России операторы «большой четвёрки» располагают сетями LTE в следующих основных диапазонах: 1800 МГц (b3), 2,5-2,7 ГГц (b7), 800 МГц (b20). Буква b c числом, приведённые в скобках — это «бэнд», название диапазона по классификации международной группы 3GPP, занимающейся разработкой стандартов LTE. Перечисленные диапазоны применяются для организации сетей FDD LTE с так называемым частотным разделением каналов, когда входящий и исходящий потоки данных идут на разных частотах. Есть также технология TDD с временным разделением каналов: когда входящий и исходящий потоки данных поочередно гоняются между аппаратом и сетью с использованием одной и той же полосы частот. В России эта технология также используется. Задействованный под неё диапазон — 2,5-2,6 ГГц (b38).
OnePlus 5 — смартфон, поддерживающий диапазоны b1/2/3/4/5/7/8/12/17/18/19/20/25/26/28/29/30/38/39/40/41/66
Резюме: какие частоты нужны в России. В идеале ваш смартфон должен в обязательном порядке поддерживать диапазоны b3 и b7 — это основа хорошего мобильного Интернета. Желателен диапазон b20: есть места, где он — единственная возможность получить доступ к LTE. Что касается b38, то его можно сравнить с вишенкой на торте — жить без неё можно, но как украшение не помешает.
Категории CAT: чем выше, тем быстрее
Куда важнее другой аспект, которому стоит уделить внимание при выборе нового аппарата. Сегодня сети LTE зачастую поддерживают работу смартфонов сразу в нескольких частотных диапазонах одновременно. Принято называть такой режим работы агрегацией частот (LTE-A). Гоняя данные сразу в нескольких частотных диапазонах, можно достичь более высоких скоростей скачивания и передачи информации. Однако для того, чтобы эта схема работала, необходимо выполнение нескольких условий. В той точке, где вы сейчас находитесь, должно наблюдаться покрытие сразу в нескольких частотных диапазонах LTE, оборудование оператора должно быть настроено на работу с устройствами с поддержкой LTE-A, а ваш смартфон — поддерживать LTE-A, причём именно тех комбинаций частот, которые предоставляет оператор. Звучит крайне сложно? На деле задумываться об этом следует только в момент покупки девайса.
А вот ещё на одну особенность стоит обратить внимание. Речь идёт о так называемой категории устройства. Обычно она отмечена однозначным или двузначным числом от 0 до 17. До недавнего времени считалось, что поддержки смартфоном категории Cat.3 вполне достаточно для пользования услугами LTE в России. Сегодня планка «достаточно» поднялась до Cat.4 (теоретически поддерживаются скорости до 150 Мбит/c), а для любителей самого быстрого Интернета следует рекомендовать девайсы с поддержкой режима агрегации частот, что соответствует категории Cat.6. (до 300 Мбит/c). Число в скобках — так называемые пиковые скорости. Скачивать данные с такими скоростями в реальной жизни не получится, но высокие пиковые скорости, как правило, оборачиваются более высокими средними скоростями скачивания информации.
Категории устройств и скорости передачи данных
Категория абонентского устройства
Максимальная скорость скачивания данных, Мбит/c
Поддержка агрегации несущих, МГц
Некоторое время под маркировкой 4G операторы предлагали различные технологии передачи данных, в числе которых WiMAX и HSPA+, мягко говоря, неудовлетворяющие требованиям нового стандарта. Желая расставить все на свои места и пресечь попытки ввести потребителей в заблуждение, Международный союз электросвязи в 2012 году официально закрепил статус 4G за стандартом 4g LTE Advanced. Это начальная ступень на пути к реально искомым целям – 100 Мбит/с пропускной способности для мобильных устройств, 1Гбит/с – для стационарных. И разработчики трудятся над совершенствованием характеристик LTE-A вплоть до скорости скачивания 1200 Мбит/с, что доступно для категории мобильных устройств LTE cat 8. Впрочем, пока это лишь теоретически.
Категории 4g LTE advanced
Существует девять категорий LTE-A или классов абонентских устройств (User Equipment – UE), которые отличаются, прежде всего, скоростью скачивания данных и их загрузки (см. табл. 1).
Таблица 1. Категории LTE UE
Пиковая скорость передачи данных по категориям, Мбит/с
Категории нужны для того, чтобы удостовериться, что базовая станция сможет корректно взаимодействовать с пользовательским оборудованием, принимающим сигнал. Исходя из сигнала от приемного устройства, свидетельствующего о классе UE, раздающее оборудование определяет пропускную способность канала связи и автоматически выбирает оптимальный режим передачи данных.
Кроме скоростных характеристик, категории отличаются также и другими показателями. Например, LTE cat 1 не поддерживает технологию MIMO, а стандарты с LTE cat 2 по LTE category 4 сочетаются с конфигурацией 2х2. LTE category 5 рассчитан на 4х4 MIMO. В свою очередь, стандарты 4g cat 6 и LTE cat 7 совместимы как с первым, так и с вторым видом антенн. Самый перспективный в вышеуказанном списке проект – LTE category 8, который теоретически способен обеспечить скачивание данных из Интернета со скоростью 1200 Мбит/с и их загрузку – 600 мегабит. Как ожидается, для работы с 4g cat 8 абоненты будут использовать восьмиканальные антенны MIMO 8х8.
LTE category 0
Помимо стандартных классов от 1 до 8, отдельно стоит упомянуть так называемую нулевую категорию 4g LTE advanced. Пиковые скорости нисходящего и восходящего сигналов равняются 1 Мбит, и этого более чем достаточно для работы «Интернета вещей». Речь идет об обмене данными между машинами «M2M»: холодильниками, автомобилями, стиральными машинами и различными автоматизированными системами. На первый план в этом сегменте выступает экономия электроэнергии, что трудно переоценить при наладке связи с удаленными от линий электропередач автоматами на аккумуляторных батареях, альтернативных источниках питания. Подключение к «паутине» осуществляется лишь периодически, а требуемая скорость передачи данных по современным меркам ничтожно мала. Как результат, преимущества LTE cat 0 пополнились еще и фактором конструктивной простоты модема, который легче и компактнее терминала LTE cat 1 примерно на 50%.
Какие категории самые распространенные
К числу наиболее распространенных в руках массового потребителя терминалов 4g LTE advanced следует отнести LTE cat 3 и LTE cat 4. При этом в США и Западной Европе также имеется высокая концентрация приемных устройств категории 0. Несмотря на большой потенциал, LTE cat 8, как и LTE cat 7, пока не используются на практике. Главным ориентиром крупнейших операторов мирового рынка является 4g cat 6.
Преимущества LTE 4g cat 6 в сравнении с LTE cat 3
Внедрение новейшего стандарта LTE category 6 позволит значительно повысить не только скорость передачи данных, но и пропускную способность сетей. LTE cat 6 дает возможность скачивать файлы со скоростью 300 Мбит/с, что втрое больше, чем в случае LTE cat 3. Поддержка шестой категории открывает двери перед четырехканальной технологией 4х4 MIMO. С полномасштабным приходом LTE cat 6 пользователи смогут легко обмениваться данными, включая такие «тяжелые» элементы, как, например, файлы виртуальной реальности.
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.
