Агрегация lte что это

Агрегация частот

Данная статья написана для общего понимания такого явление, как совмещение (агрегация) нескольких частот на диапазонах 4G (LTE) и 3G (UMTS).

Теоретически, максимальная скорость передачи данных в 4G (LTE) диапазоне около 320 Мбит/сек. Однако, на практике скорость передачи существенно зависит от многих факторов и прежде, от используемой оператором ширины канала частоты диапазона (Bandwidth). Самую широкую полосу пропускания частот имеет сотовый оператор МегаФон (40 МГц), что является серьезным преимуществом перед другими операторами связи, которые используют ширину канала около 10 МГц.

Скорость интернета 4G зависит как от оператора связи, так и от вашего устройства.

Термины 4G+ или LTE-Advance означают, что на сети поддерживается технология агрегации несущих частот, данная технология и обеспечивает очень высокие скорости интернета 4G.

На сегодняшний день (2021год) в России используется 5 частотных диапазонов под стандарт связи 4G (LTE)

Наименование Band: B1-2100МГц, B3-1800МГц, B7-2600МГц, B20-800МГц, B38-2600МГц.

Вот пример, как это выглядит в настройках модема (Например взять модем Huawei e3372-h153 с прошивкой HiLink )

Агрегация частот может объединить ширину канала сразу двух диапазонов одного Band, так и нескольких Band. К примеру, в Москве оператор связи МегаФон может объединить разом два канала связи в рамках 4G LTE Band 7 (2600МГц), так и совместить сигнал по частоте Band 7 и Band 3 (2600МГц и 1800МГц). Это открывает перед поставщиками услуг связи, а так-же перед пользователями возможность гибкого использования радиочастотного спектра, вне зависимости от спецификации мобильной сети в конкретном городе.

Примерная схема

Объединять можно не только подсети разных Band, но и разных стандартов разделения (FDD / TDD). Технология доступна для одновременного подключения FDD-подсети Band 3 (1800МГц) и TDD-подсети Band 38 (2600МГц), но так могут делать не все устройства.

Таблица соответствия скорости передачи по категории модемов 4G

Источник

Агрегация несущих частот 4G+ в LTE

И так, что же такое Агрегация несущих частот и как она влияет на скорость мобильного интернета. Мобильный интернет может быть быстрым и медленным. На показатель скорости мобильного интернета влияют такие показатели: как оператор сотовой службы, так и от возможностей вашего личного аппарата. Уровень входящего сигнала можно замерить с помощью анализатора спектра частот или же модема. В своей работе мы всегда используем данные инструменты. Когда в сети оператора используются термины 4G+ или LTE-Advanced, то речь идет о том, что на сети поддерживается технология агрегации несущих частот, именно она и обеспечивает более высокие скорости мобильного интернета, который так необходим особенно за городом или на даче. Что это такое, как это уже реализовано на сетях российских операторов мобильной связи, какие устройства ее поддерживают – об этом данная статья.

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.
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 – радио частоты для передачи данных, то можно получить большую пропускную способность сети, а значит и скорость мобильного интернета конкретного абонента увеличивается в разы.

При этом максимально возможная скорость зависит от ширины полосы, которую использует оператор: Сотовые сети LTE работают в разных диапазонах. 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. 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

Ширина полосы и территория покрытия каждого диапазона у операторов отличаются. В данное время агрегация поддерживается на Территории Уфы и Республики Башкортостан LTE cat.6, а также по трем несущим cat.12

Другой пример, МегаФон имеет 40 МГц (300 Мбит/с) непрерывного спектра 7-го диапазона, в то время как у других операторов только 10 МГц (75 Мбит/с). Это дает значительное преимущество оператору в виде высоких скоростей и емкости сети для большего количества абонентов.

В спектре 3-го диапазона расклад, следующий: Мегафон 10 МГц и 15 МГц, МТС 10 МГц и 15 МГц, Билайн 10 МГц, Теле2 20 МГц.

В различных населенных пунктах Уфы и республики Башкортостан у операторов возможны различные варианты агрегации частот, и они их постоянно модернизируют. У оператора мегафон есть карта покрытия 4G+ на нашем сайте можно посмотреть где присутствует агрегация частот. Другие операторы такие данные не представляют.

Проводя дальше аналогию с автомобильными дорогами можно сказать, что новый усилитель сигнала мобильного интернета должен уметь ехать по всем трем дорогам, а значит это прекрасны повод установить его себе в загородный дом. Так как это не только повысит скорость получаемой информации из интернета, но также даст вам уверенный стабильный усиленный сигнал.

Теперь поговорим, собственно об агрегации несущих частот. На территории Уфы и Республики операторы связи постоянно модернизируют оборудование, там где пару лет назад не было и 4G сейчас легко есть агрегация по двум частотам, кстати мегафон на картах покрытия сетей показывает и покрытие в 4G+, на нашем сайте вы можете проверить (ссылка на покрытие) есть ли в вашем населенном пункте 4G или 4G+. Также с использованием усиливающих антенн 4G можно значительно дальше сделать устойчивый интернет для вашего загородного дома или дачи. Смотрите наши работы в Instagram.com и на YouTube (ссылки).

Абонентские устройства классифицируются по категориям:

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. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории cat.4. (ссылка на роутеры, отметим какие из них кат4) 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, при ширине канала в 20 МГц.

4G+ 9-й категории может выдать 450/50 Мбит/с при агрегации трех несущих по 20 МГц.

4G+ 12й категории максимальная скорость может составить 720 Мбит/с имеются у нас в магазине, агрегация частот по трём несущим частотам. В наличии имеется роутер Huawei b625 (ссылка) который подойдет для передачи большого количества информации за короткий срок. Если у вас большая семья и все часто используют интернет, то данный роутер вам как раз подойдет.

Устройства 4-й категории работают у всех 4-х российских операторов, устройства 6-й и 12-й категории могут показать максимальные результаты в сетях МегаФон, Билайн и МТС.

Агрегация несущих появляется в устройствах начиная с 6-й категории. Устройства с cat.6 поддерживают агрегацию двух несущих, и уже есть в нашем магазине. Например, серия антенн КРОКС широкополосных (ссылка)

Важно заметить, что это максимальная скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от вышки или у вас хороший усилитель сигнала с качеством сигнала SINR/RSRP 30/-50 и выше, базовая станция не сильно загружена подведен оптический кабель и др.

На нашем YouTube канале мы показываем наши работы с агрегацией частот, тесты проходят постоянно и контент стараемся выкладывать своевременно.

Какой категории LTE все-таки выбрать оборудование? Если вы настроены получить максимальный результат от установки усилителя сигнала мобильного интернета у себя загородом или на даче, в совокупности с без лимитным тарифом и минимальными затратами на модернизацию оборудования, то следует выбирать усилители cat.6 или cat.12.

А если вам достаточно небольших пакетов трафика, то возможно выбирать устройства cat.4. Также важно понимать используя устройство с агрегацией частоты у себя в загородном доме нужно, и усиливающая антенна которая является широкополосной, так как скорее всего частоты будут разные. Основные частоты работы операторов в сети LTE в России LTE800, LTE900, LTE 1800, LTE2600.

Усилить интернет в загородный дом можно с помощью антенны.

Два различных варианта усиления интернета в загородном доме.

1. Установка усиливающей сигнал внешней антенны 3g 4g, лучше с технологией MIMO (два кабеля от антенны к модемы), далее в доме устанавливается модем, роутер. В данном случае у вас в доме будет wi-fi. Если базовые станции поддерживают агрегацию частот, то следует рассмотреть вариант с установкой оборудования работающего с агрегацией cat.6 и выше. В этом случае скорость интернета будет значительно выше.

2. Второй вариант установка репитера (усилителя). Тут варианты немного сложнее. Репитеры могут быть однодиапозонными, двух, трех. Реже 4х диапазонными. Далее они делятся по мощности усиления, основные это 50дБ, 60дБ, 70дБ. Реже 80 и выше. Еще реже цифровые репитеры. Усиление голосовой связи и/или также усиление совместно с интернетом. 2G 3G 4G. В отдельной статье расскажем о репитерах более подробно. Для правильной настройки репитера нужен профессиональный прибор. Анализатор спектра частот. В нашем инструментарии он также имеется.

Интернет за город. Усиление голосовой связи. Усиление интернета. Интернет на дачу. Загородный мобильный интернет. Антенна для интернета. Без лимитный загородный интернет. Установка загородного интернета. Как провести интернет в загородный дом.

Источник

Разгоняем 4G: скоростные модемы, агрегация и балансировка

Весной этого года на сайте iXBT.com был опубликован обзор двух моделей роутеров Keenetic, оборудованных встроенными модемами 4G для работы в сетях сотовых операторов. В обсуждении статьи многие читатели отмечали, что использование сегодня модема LTE Cat. 4, особенно с учётом его «встроенности», нельзя назвать интересным. Действительно, модели Qualcomm Snapdragon X5 уже около пяти лет и учитывая постоянный рост требований со стороны приложений, а также развитие сотовых сетей, его формальные 150 Мбит/с на приём и 50 Мбит/с на передачу (реальные показатели обычно в полтора-два раза ниже) выглядят неинтересно на фоне возможностей актуальных смартфонов.

К примеру, Apple iPhone 12, Huawei P40 Pro и Samsung Galaxy S21 имеют скорость получения данных через сотовые сети LTE более 1 Гбит/с. Отметим, что здесь и далее, если не указано иное, речь идёт о максимальных скоростях, заявленных в технических характеристиках. Причём не стоит думать, что это особенность только дорогих топовых моделей — этим же может похвастаться и Xiaomi Redmi Note 7 стоимостью примерно от 10 000 рублей.

Секрет успеха заключается в том, что чипсеты для смартфонов используют более совершенные модемы, поддерживающие технологии увеличения скорости. Среди последних наиболее часто используется агрегация частотных каналов. Кроме того, могут встречаться MIMO 4х4 и модуляция 256QAM.

Ключевым моментом во всей истории является необходимость иметь аналогичные возможности и на базовых станциях. Операторы не готовы публично делиться информацией о характеристиках своего оборудования, за исключением маркетинговых акций демонстрации «самого быстрого интернета». А без соответствующей поддержки со стороны конкретной вышки никакого смысла в более современном и дорогом модеме просто нет. Кроме того, традиционно не забываем, что фактическая скорость при работе в данном сценарии существенно зависит также от качества связи, от текущей нагрузки на станцию и от способа ее подключения к опорной сети оператора. Скажем даже если вы видите в окно своего дачного дома свежеустановленную вышку, рассчитывать на высокие скорости часто не стоит, поскольку она может быть подключена к опорной сети не по быстрой и предсказуемой оптике, а по радиоканалу.

Кроме того, во всей этой истории также играют роль тарифные планы и «особенности» реализации услуг для доступа с модемов и роутеров. Но в этом материале мы эти темы затрагивать не будем, а сосредоточимся на технических вопросах.

И последнее замечание — все описанное далее может быть актуально только если подключение к сотовой сети — единственный доступный вариант и при этом вам недостаточно предоставляемой «обычным» оборудованием скорости в десятки мегабит в секунду.

Теория

Основной ресурс для сотовых операторов — частоты. Не имея достаточной полосы, предоставить клиенту высокую скорость не получится, как и обслужить большое число абонентов, поскольку физические законы не обманешь. Обычно эти ресурсы распределяются с учётом региона. В сети можно найти списки диапазонов (Band) с учётом ширины канала. Так что, к примеру, в одной области оператору может быть выделен один набор частот и каналов, а в соседней — совсем другой. Так что и это тоже стоит учитывать при планировании реализации высокоскоростного доступа к Интернет через сотовые сети.

Модем категории 4 (LTE Cat. 4) поддерживает MIMO 2×2 и на канале шириной 20 МГц как раз имеет максимальные скорости скачивания и загрузки 150 и 50 Мбит/с соответственно. Заметим, что бывает так, что оператору выдаётся в регионе полоса как менее, так и более 20 МГц. Соответствующим образом меняется и скоростная «ёмкость». Модем категории 6 уже относится к классу LTE-Advanced (LTE-A, LTE+, 4G+). Он способен агрегировать две частоты (два канала) базовой станции на скачивание, что даёт в итоге 300 Мбит/с. Заметим здесь, что категория модема является его фиксированной аппаратной характеристикой и не может быть изменена никакими прошивками. Хотя вот включить-выключить поддерживаемые режимы MIMO и кодировок можно.

В таблице ниже приводятся некоторые варианты категорий, которые могут использоваться в современном клиентском оборудовании.

При этом скорости приводятся именно максимальные и на самом деле формально там не такие круглые цифры, но в данном случае это не очень существенно.

Что касается базовых станций, то операторы постоянно обновляют оборудование, так что определение актуальных возможностей именно ваших ближайших станций является непростой задачей. Формально для этого существует специализированное программное обеспечение, однако использовать его неподготовленным пользователем будет сложно. Так что можно попробовать проверить фактическую скорость на современном смартфоне или обратиться к базам сотовых вышек и их параметров, которые можно найти в сети.

В общем случае, агрегация частотных каналов позволяет устройству клиента подключаться к одной базовой станции одновременно по двум и более каналам (ещё раз напомним, что только если эти режимы реализованы на этой базовой станции) и таким образом суммировать скорости. При этом каналы могут принадлежать одному или разным диапазонам (Band), а также иметь одинаковую или разную ширину. В зависимости от оборудования и его настроек, рост скорости может касаться не только загрузки, но передачи. Отметим, что данная технология работает и даёт эффект в том числе и на однопоточной нагрузке (скажем просмотре видеоролика или при скачивании файла по прямой ссылке). При этом если нагрузки нет или она незначительная, модем для экономии ресурсов может и не задействовать агрегацию, так что реальное ее использование стоит проверять при активных задачах передачи данных.

Оборудование

USB-модемы, которые можно приобрести в офисах операторов, в большинстве своём имеют категорию не выше четвёртой, то есть не поддерживают агрегацию каналов и обеспечивают скорость загрузки не более 150 Мбит/с. Так что энтузиастам приходится искать другие источники, в роли которых выступают зарубежные Интернет-магазины. Отметим, что обычно там продаются не заблокированные на оператора устройства с поддержкой всех диапазонов, так что по этому поводу беспокоиться не стоит.

Что касается формата, то чаще всего встречаются модемы в виде плат M.2 3042, в первоначальном виде рассчитанные на установку в ноутбуки, специализированные роутеры и другое оборудование M2M. M.2 является универсальным форматом и имеет несколько вариантов. Для модемов применяется M.2 с ключом B, что означает передачу через разъем пары линий PCIe, SATA, интерфейсов USB 2.0 и 3.0, звука, а также нескольких специализированных шин. Собственно модемы из этого всего используют USB, контакты для SIM-карты и конечно питание.

Так что если хочется использовать модем с обычным роутером или компьютером, то потребуется специальная плата-адаптер со стандартным портом USB на выходе. Плюс нужно будет решить вопрос с подключением антенн, миниатюрные разъёмы для которых находятся на плате самого модема.

Простейший вариант представляет собой небольшую плату со слотом M.2 и портом USB. Из дополнительных деталей можно отметить наличие преобразователя питания. Корпуса у нее не предусмотрено, так что придумывать нужно будет что-то самостоятельно. Как видно по фотографии — на плате может быть установлено сразу два слота для SIM-карт, что в сочетании с соответствующим модемом позволяет на лету менять оператора через отправку модему команд. Технически можно реализовать и автоматические варианты переключения, но это уже вопрос к программному обеспечению, работающему с модемом.

С обратной стороны данной платы нет ничего интересного.

Для подключения антенн потребуются специальные провода-адаптеры – pigtail. Они могут идти в комплекте с платой или продаваться отдельно. На фотографиях я их уже закрепил на плате, что б не повредить разъемы на модеме из-за относительно больших и тяжелых антенн. В роли последних в данном случае использовались антенны от роутера Keenetic Runner 4G со встроенным модемом LTE. При необходимости через pigtail подключаются и внешние направленные антенны (здесь может еще потребоваться кабель от pigtail до антенны).

В качестве альтернативы сочетанию pigtail и антенны, если есть уверенность в сильном сигнале и/или необходимо обеспечить компактность конструкции, можно попробовать использовать антенны, аналогичные устанавливаемым в ноутбуках. Они обычно идут сразу с разъёмами для подключения к модему. Правда тут надо ещё внимательно выбирать – приведённые на фото, судя по артикулу, предназначены для Wi-Fi, так что их эффективность для LTE может быть не так хороша, как хотелось бы.

При желании вместо простого адаптера можно подобрать и более серьёзный (и дорогой) вариант с готовым корпусом, где уже есть все необходимое.

К примеру, у данного варианта есть металлический корпус с возможностью закрепить его в нужном месте.

С одного торца мы видим два светодиодных индикатора и порт USB Type A. Последнее несколько странно, поскольку формально этот порт обычно применяется на стороне хоста. Так что для подключения устройства потребуется идущий в комплекте кабель с парой одинаковых разъёмов.

С другого торца установлены два стандартных разъёма для антенн и между ними подпружиненный слот для SIM-карт формата мини. При этом карта помещяется в нем не полностью, так что поменять ее можно и без применения дополнительных инструментов.

Сам корпус представляет собой отрезок металлического профиля.

Посмотрим теперь что удалось раздобыть из модемов для проведения тестирования. Напомним, что собственно производителей микросхем модемов не так уж и много, фактически большинство моделей может быть представлено в Интернет-магазинах под разными именами, но иметь одинаковые характеристики, а наиболее известным производителем чипов в этой области является Qualcomm.

В частности одна из популярных моделей на базе Qualcomm Snapgragon X7 — Dell Wireless 5811e (DW5811e), который также можно найти по ключевым словам «Sierra Wireless EM7455». Данный модем относится к категории 6 — при агрегации двух каналов способен обеспечить скорость на приём 300 Мбит/с, а на передачу у него все те же 50 Мбит/с, как и в категории 4.

Устройство поддерживает все распространённые диапазоны LTE, а также может работать в режиме 3G. Есть возможность подключения двух SIM-карт и встроенный приёмник GNSS для определения координат. Интерфейс подключения — USB 3.0. Стоимость модема на момент подготовки статьи составляла примерно от 2000 рублей.

Второй вариант основан уже на Qualcomm Snapdragon X20 — DW5821e (другие ключевые слова для поиска — «Foxconn T77W968»). Этот модем категории 18 способен объединять до пяти 20 МГц каналов на загрузку, и его максимальная заявленная скорость составляет 1,2 Гбит/с. Использование категории 13 на передачу позволяет достичь 150 Мбит/с в этом режиме.

Плюс здесь есть MIMO 4×4 и кодирование 256QAM. Подключение осуществляется через USB 3.0. Этот модем применяется в платформе Qualcomm Snapdragon 855, так что фактически встречается в многих смартфонах. Стоимость модема существенно выше и составляет около 6000 рублей.

С установкой модемов проблем не будет. Устанавливаем модем в слот и закрепляем винтом. Далее подключаем кабели от pigtail. Здесь, конечно, нужна аккуратность и внимательность. Разъёмы очень мелкие.

Учитывая текущие реалии, в большинстве случаев, нет смысла ориентироваться именно на USB 3.0. На практике это может быть интересно только при наличии подтверждения, что на вашей вышке можно получить более 300 Мбит/с или как вложение на перспективу.

Второй момент, который хотелось бы здесь упомянуть — питание. Не секрет, что для традиционных «USB-свистков» ситуация, когда модем нестабильно работает или зависает именно из-за питания, встречается часто. Для описываемой схемы с M.2 модемом и адаптером на USB данный вопрос обычно решается качественными цепями на плате-переходнике (они там в любом случае есть, поскольку устройства M.2 питаются от 3,3 В) и конечно хорошим источников в роутере. Что касается потребления, то для описанных выше устройств реальные значения во время тестов не превышали 3 и 5 Вт соответственно.

Чипы Qualcomm имеют встроенные датчики температуры, так что можно обеспечить и удалённый контроль этого параметра. С практической точки зрения для «обычных» скоростей и режимов необходимости в дополнительном охлаждении скорее всего не будет. Однако если речь идёт о максимальной производительности и стабильной работе в сложных условиях, то рекомендуется обратить на это внимание и добавить радиатор и/или даже вентилятор. При этом поведение при перегреве, судя по сообщениям в форумах, может быть разное — от снижения скорости до перезагрузки.

На фотографиях выше видно, что с обратной стороны плат модемов нет никаких элементов и прямо напрашивается поставить с этой стороны термоинтерфейс и радиатор. Однако использованные адаптеры очень хорошо подходят для этого сценария. У первого под модемом находятся слоты для SIM-карт и тут мало что можно сделать. Второй интереснее, поскольку можно попробовать передать тепло на его печатную плату и потом на корпус. Но в общем случае, оба варианта сложно назвать оптимальными с этой точки зрения.

Отдельный вопрос — прошивки. Традиционно эта тема в многочисленных обсуждениях в сети вызывает немалый интерес, продиктованный шансом бесплатно (если не считать потраченного времени) что-то улучшить. Конечно, в этой статье нет как возможности, так и смысла пересказывать все написанное за последние годы про обсуждаемые устройства. Отметим только, что если говорить, собственно, об основной прошивке модема, то вопрос относительно простой — ситуации, когда смена прошивки как-то кардинально меняла его поведение, встречаются очень редко и обычно об этом сразу указывается в шапках профильных тем форумов. Сам процесс замены встроенного ПО обычно относительно несложный, если все идёт по плану. Но, конечно, стоит отнестись к нему максимально внимательно, иначе есть шанс получить «кирпич». Более интересный с практической точки зрения момент — возможность изменения параметров и режимов работы модема редактированием специальных областей/файлов прошивки с целью оптимизации и улучшения скоростных характеристик. В частности, речь может идти о всех описанных выше опциях — наборе каналов для агрегации, кодировке, MIMO. Это уже более сложное вмешательство, но в общем случае имея определённый опыт разобраться с этим можно.

Подключение

Учитывая, что первоначально данные модемы были созданы для ноутбуков, их использование с компьютерами обычно не вызывает проблем при наличии свежих версий ОС и драйверов. Но наша цель — совместная работа с беспроводным роутером для раздачи доступа к Интернет для нескольких клиентов.

Прежде чем поговорить о самих роутерах и их прошивках, вспомним, какие используются сегодня варианты протоколов, также называемых в данном случае «режимами», для общения с модемами. Кроме непосредственно подключения к сети Интернет, они отвечают за управление настройками модема, а также мониторинг его состояния. Учитывая, что речь обычно идёт о решениях на чипах Qualcomm, не удивительно, что наиболее распространенным стоит признать QMI — Qualcomm MSM Interface. Похож на него и относительно недавно появившийся MIBM (Mobile Broadband Interface Model), уже не привязанный к одному производителю. С технической стороны они обычно выглядят как несколько подустройств на шине USB.

Для обсуждаемой темы высоких скоростей остальные протоколы менее актуальны, так что просто упомянем их — NCM, ECM и RNDIS представляют собой реализации «Ethernet через USB» разных поколений.

В большинстве случаев, модемы поддерживают работу по нескольким протоколам, переключение между которыми осуществляется специальными программами или командами. Дополнительно они же могут использоваться и для включения-выключения отдельных портов (например, диагностического порта) или выбора параметров интерфейсов (например, ограничение USB версией 2.0). В целом, все эти интерфейсы уже достаточно давно были представлены и в различной степени успешно поддерживаются современным программным обеспечением.

Так что выбор роутера/прошивки для нашей задачи очень широкий и зависит как от бюджета, так и уровня технической подготовки пользователя. На одном краю находится известная прошивка OpenWrt, которая доступна для многих аппаратных платформ. Немного менее «затратный» по времени настройки — основанный на том же OpenWrt проект ROOter. Далее можно вспомнить про известный бренд MikroTik, который во многих своих продуктах поддерживает работу с сотовыми модемами по современным интерфейсам. Кстати, в арсенале компании есть в том числе и полностью готовые к работе решения категорий 6 и 12. Ещё один вариант для тех, у кого больше денег, чем времени, — продукты отечественного разработчика Kroks.

Мы же в этот раз используем решение хорошо знакомого бренда — Keenetic. Пусть это будет Keenetic Viva KN-1910 — двухдиапазонный гигабитный роутер с парой портов USB 2.0. До анонса новых моделей верхнего сегмента, это было третье по старшинству устройство — с мощным (для решений этого бренда) процессором, но в отличие от Giga без SFP, только с USB 2.0 и с меньшим объёмом оперативной памяти. Также его можно назвать как «максимально доступная модель от Keenetic с гигабитными портами и USB».

Настройка и использование

Обычно я против тестирования на не вышедших в релиз версиях прошивок, но в данном случае без ветки Alfa не обойтись — поддержка QMI для новых модемов появилась именно в ней. Так что идём в настройки роутера, выбираем канал «Тестовая сборка», обновляемся на версию 3.7 Alfa 11, после перезагрузки ещё раз заходим на эту же страницу и в выборе компонент прошивки добавляем поддержку интерфейса QMI для модемов (некоторые скриншоты снимались уже позже собственно всего процесса тестирования, так что за это время вышли новые сборки).

Подключаем модемы, причем для усложнения задачи используем сразу два – по одному в каждый из двух портов USB роутера (используются SIM-карты операторов Мегафон и Билайн), и перезагружаемся. Буквально через несколько минут мы видим зеленый индикатор подключения к сети Интернет на роутере.

Никаких специальных настроек не потребовалось. Все опции подключения были определены автоматически. При необходимости пользователь может в дальнейшем изменить некоторые параметры в настройках соединения. Среди них – тип сети, частотные диапазоны, APN, сеть (оператор), функция ping check, роуминг данных, расписание работы и другие.

В прошивках Keenetic также реализованы очень полезные возможности отправки и чтения SMS, а также работа с кодами USSD.

В сочетании с KeenDNS эти операции будут доступны и удаленно через Интернет.

С учетом типа подключения в сложных ситуациях желательно иметь в роутере средства для контроля и диагностики соединений с сотовым оператором. В прошивках Keenetic это реализовано достаточно удобно. Начать можно со страницы «Системный монитор».

После щелчка на «Подробнее о соединении» пользователю будет показана ключевая информация о подключении. В частности, здесь есть модель и версия прошивки модема, оператор, длительность подключения, уровень сигнала, типа сети, идентификатор базовой станции, IMEI, IP-адреса, текущие скорости приема и передачи, общий объем переданного трафика, имя KeenDNS роутера. Обратим также внимание на кнопку принудительной перезагрузки модема.

Более полезные для выбора оптимальной конфигурации данные представлены на странице настройки подключения.

Как раз в этом месте можно увидеть описанную выше агрегацию – в поле «Band» будут указаны список диапазонов и ширины каналов в каждом. Кроме кода станции здесь будут показаны и другие данные о вышке, что позволит найти ее в онлайн базах и определить, насколько эффективно будет с ней работать. Плюс есть раскрывающиеся поля с данными антенн и несущих. Обратим внимание, что, к сожалению, все-таки не вся информация соответствует действительности – в частности поле «Максимальная скорость» явно показывает не то, что хотелось бы видеть. Учитывая активную работу над прошивками, есть шанс, что это будет исправлено. Конечно, при условии, что проблема не в самом модеме, который отдает такие данные. Понятно, что сам производитель здесь ничего не выдумывает, а берет данные от него. Кроме указанных возможностей работы с модемами через GUI, есть также консольные команды. Например, через

можно посмотреть статус модема (цифра задает нужный номер интерфейса). Аналогичные данные в формате json доступны через запрос через браузер по URL-ссылке

Что касается непосредственно использования, то на самом деле можно ограничиться простой констатацией факта, что «все работает». Соединения с провайдерами поднимаются быстро, за несколько недель тестирования отключений, кроме как связанных с перезагрузками оборудования, замечено не было. По описанным выше причинам, серьезно относиться к замерам реальной скорости работы сложно. Точнее про них можно говорить только с пометкой «вот такое тоже бывает», понимая, что речь идет исключительно о данном месте и времени. Никаких гарантий на минимальную скорость никто никогда не даст. Да и в большинстве случаев для домашних пользователей это и не требуется.

За время использования описанной конфигурации я несколько раз оценивал скорость запуском клиента p2p с несколькими популярными задачами на подключенном к роутеру компьютере. Средние показатели можно грубо оценить как 120 Мбит/с для Мегафон с модемом DW5821e и 50 Мбит/с для Билайн с модемом DW5811e. Напомним, что агрегация начинает работать только при наличии необходимости в ней, то есть нагрузки со стороны клиентов.

Практические выводы, которые можно сделать из проведенного тестирования – пользователю для достижения высоких результатов нужно как минимум иметь хороший модем категории 6 и выше и качественные антенны к нему. Что касается зависимости от оператора, то перед покупкой оборудования стоит проверить вышки и их возможности около предполагаемого места размещения. Начать можно с изучения карт, а закончить тестом скорости с подходящего смартфона. Кстати, что касается определения режима агрегации, то можно использовать утилиту NetMonster из Google Play, которая способна показать параметры каналов, включая ширину и агрегацию и не требует root-доступа. Как мы видим, способа жесткой привязки подключения к конкретной вышке в описанной схеме не предусмотрено. Единственное, что можно здесь сделать – использовать внешнюю направленную антенну, так что б модем считал нужную вышку наиболее удачной для подключения. Этот же способ применяется для улучшения результатов и в случае, когда вышли расположены далеко.

Объединение подключений

Как я писал выше, в тесте использовались сразу два модема и две SIM-карты разных операторов. Для этого варианта можно использовать еще один давно реализованный в прошивках Keenetic способ – штатную функцию объединения подключений.

Настройка простая – закладке «Профили доступа в Интернет» страницы «Приоритеты подключений» создаем новую запись и включаем в нее наши подключения через модемы. Далее на вкладке «Привязка устройств к профилям» выбираем те зарегистрированные устройства локальной сети, которым требуется подобное ускорение.

К сожалению, это еще не все – нужно зайти в консоль роутера и ввести несколько команд для активации функции. Сначала смотрим соответствие внутренних номеров профилей и их пользовательских имен в общем списке:

Потом для соответствующего профиля (в примере – Policy5) включаем режим объединения:

Сохраняем конфигурацию и выходим:

Подробно эта операция описана в статье базы знаний. В случае, если каналы (модемы, операторы) имеют разные фактические скорости, можно изменить соотношение приоритета каналов для внутреннего алгоритма (это также описано в материале по ссылке).

Результатом будет использование клиентом локальной сети для исходящих соединений одновременно нескольких провайдеров. При этом эффект увеличения общей скорости наблюдается только в случае нескольких множественных подключений. То есть на скорость загрузки файла с сервера FTP это не повлияет, а вот скачивание в сетях p2p будет проходить заметно быстрее. Негативным моментом реализованной схемы могут быть сложности (в частности отказ в доступе) при работе специальных приложений, в которых, для повышения уровня безопасности, реализована дополнительная проверка IP-адресов клиента в течение сессии. Впрочем, за несколько лет использования этой схемы, я лично с таким не встречался.

На используемом в данной статье оборудовании при объединении каналов на задаче загрузки файлов получались результаты на уровне 200 Мбит/с. При этом в Web-интерфейсе роутера можно было заметить, что использовались именно два канала. Жаль, что на странице «Системный монитор» нельзя одновременно вывести два графика трафика соединений.

Заключение

Если описывать результаты одним предложением, то можно сказать, к примеру, так «использование модемов высоких категорий с поддержкой агрегации каналов может иметь значительный эффект с точки зрения скорости». Но далее уже будут поправки «в некоторых случая», «зависит от многих условий», «гарантий никто не дает», «если хорошо работает сегодня, завтра может и не работать совсем» и так далее. Самое неудобное в этой истории, пожалуй, то, что от пользователя зависит не так уж и много и надо отдавать себе в этом отчет.

На мой взгляд, если уж стоит задача обеспечения комфортного подключения к Интернет через сотовых операторов для домашней (офисной, дачной и так далее) сети, то начинать надо с проверки текущего положения дел в заданной точке по нескольким операторам на хорошем смартфоне. Если найдется подходящий вариант – покупаем модем/тариф/роутер и просто пользуемся. Если сигнал слабый, то изучаем карту расположения вышек, оцениваем шансы улучшить сигнал внешней направленной антенной, ищем возможность протестировать эту конфигурацию. Если результат успешный – к указанному набору добавляем антенну и закрываем вопрос.

Что касается выбора непосредственно модели модема, то на данном этапе развития сотовых сетей и в условиях отсутствия гарантий высокой скорости, на мой взгляд, сложно оправдать покупку устройств категории выше шестой. Да, случаются счастливые совпадения и в сети можно найти эффектные картинки с несколькими сотнями мегабит в секунду, но платить в три раза больше… Это может не касаться требовательных мобильных пользователей, которым нужно максимально быстро в разных условиях и которые выбирают лучшее без ограничения бюджета. Ну и традиционно упомянем энтузиастов, которым собственно процесс часто более интересен, чем результат. И у них здесь, конечно, богатое поле для экспериментов – адаптеры, подключение к роутеру, изменение настроек и прошивок модема, выбор антенн и так далее.

Что касается использованного для тестов роутера Keenetic Viva, то, как мы увидели, производитель провел серьезную работу по интеграции новых протоколов и устройств в прошивку (кстати, есть информация что тестируются уже и модемы 5G), так что конечному пользователю не придется разбираться с подключением, что существенно упрощает и ускоряет процесс. К надежности и стабильности работы роутера нет никаких вопросов. В плюсы стоит записать уникальный набор поддерживаемых сервисов «из коробки». Не могу не вспомнить здесь и такую полезную технологию, как KeenDNS. Учитывая, что сегодня сотовые операторы позволяют работать только с «серыми» адресами, возможность в этих условиях обеспечить удаленный доступ к роутеру и даже устройствам за ним без существенных усилий очень пригодится. Если же вопрос только в удаленном контроле работоспособности и доступе к настройкам, то здесь пригодится фирменное мобильное приложение, работающее через облачный сервис.

Источник