Пользователи смартфонов Huawei могли обнаружить у себя в настройках пункт под названием «Агрегация частот». Аппараты других производителей (например, Xiaomi) таковой опции не имеют, но тоже поддерживают этот режим связи. Как правило, он доступен среднеуровневым и флагманским устройствам, оснащенным современными сотовыми модемами.
Агрегация частот (Huawei и других смартфонов) – это режим связи, 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 LTE.
Читайте также: Смартфон без разъемов: насколько это перспективно?
Как работает агрегация частот
Сотовые сети LTE работают в разных диапазонах (те самые Band 3, 7, 20 и т. д.) Каждый из них задействует не одну конкретную частоту, типа 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 смартфона.
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 стадарта (бенда), так и нескольких. К примеру, в Москве оператор Мегафон позволяет как объединить два «коридора» в рамках LTE Band 7, так и агрегировать сигнал Band 7 с Band 3. Это открывает перед провайдерами (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 (iPhone – не может).
Читайте также: Немного о GPS: почему идеальная точность навигации в городе невозможна
Какие смартфоны поддерживают агрегацию частот
Агрегацию каналов поддерживают все современные смартфоны, 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 смартфон, можно из описания.
У Samsung поддержку объединения каналов LTE имеет большинство моделей, кроме самых бюджетных и простых (вроде Galaxy J4 Core), которые оборудованы модемом Cat. 4. Такая же ситуация и у Xiaomi, среди смартфонов которой только ультрабюджетники вроде Redmi Go или 5A лишены этой функциональности.
У Huawei агрегация частот зависит от чипсета. Бюджетники на простых чипах, вроде МТ6739 или SD425, оснащаются модемами LTE Cat. 4, в то время как устройства со среднеуровневыми и флагманскими SoC поновее умеют объединять диапазоны. У Apple эта возможность доступна всем моделям, начиная с iPhone 6S.
От категории модема LTE зависит, как именно он умеет объединять каналы. Cat. 6 может одновременно использовать 2 канала шириной до 20 Мгц каждый, чтобы выдавать скорости до 300 Мбит/с. Cat. 9 может использовать уже 3 «коридора» такой же ширины, увеличивая максимальную скорость до 450 Мбит/с. Модемы категории 12 поднимают планку до 600 Мбит/с.
LTE Cat. 16 поддерживает объединение до 4 каналов в режиме MIMO, выдавая до гигабита в секунду. Самые современные (начало 2019) модемы LTE, соответствующие Cat. 20 и выше, уже приблизились к отметке 2 Гбит/с. Они способны объединять одновременно до 7 каналов.
Помимо категории модема LTE, важна также сетевая инфраструктура конкретного оператора. Даже если ваш флагман Huawei или Xiaomi оснащен модемом Cat. 20, агрегация частот может не работать, если у оператора мало вышек/перегруженные сети/узкий диапазон/не все его бенды поддерживаются смартфоном.
Плюсы и минусы агрегации частот
Преимуществом агрегации частот является повышение скорости, например, Huawei в своем флагмане Mate 20 Pro обещает до 1,4 Гбит/с, а Samsung в новом Galaxy S10 – аж до 2 Гбит/с. Формально, такие скорости соответствуют пятому поколению связи (5G), поэтому компании часто используют термин 4,75G. Я думаю, нет смысла расписывать, что хорошего в повышении скорости интернет-соединения, ибо это очевидно.
Расплатой за высокую скорость становится повышение расхода энергии. Ведь чем больше частот одновременно используется – тем с большим числом базовых станций нужно держать контакт, и тем выше нагрузка на модем. Именно во избежание лишнего разряда батареи в настройках Huawei агрегацию частот можно выключить.
Недостатком технологии является ее слабая приспособленность к реальным условиям эксплуатации. Немногие операторы могут похвастать большим запасом используемых диапазонов. Обычно, из-за конкуренции, каждому из них достается относительно узкая полоска в пару-тройку десятков МГц. А если в нее помещается всего два канала – то, будь у вас в смартфоне хоть LTE Cat. 21, больше 300 Мбит/с не выйдет выжать даже в теории.
Объединение нескольких бендов могло бы решить проблему малой ширины диапазонов у конкретного оператора, но и оно часто бесполезно. Ведь провайдеры экономно используют частотный ресурс и нечасто устанавливают параллельно приемопередатчики разных подсетей на одной вышке.
Читайте также: Исследователь предупреждает: алгоритмы используют и даже контролируют нас
Как правило, низкочастотный Band 20 (800 МГц) используется в малонаселенной местности, а Band 7 (2,6 ГГц) – в центрах городов и местах большого скопления людей. Такого, чтобы они были рядом, нужно еще поискать. Поэтому, даже если смартфон может и хочет объединить каналы – он попросту не найдет подходящего варианта в зоне досягаемости. А если и найдет – сигнал будет слабым, прирост скорости мизерным, а рост расхода заряда существенным.
Агрегация частот LTE – это очень хорошая технология, позволяющая повысить скорость интернет-подключения. Но ее проблема в том, что к практическому применению она доступна лишь в идеализированных условиях, особенно, если речь о гигабитных скоростях. Производитель вполне может добиться таковых, чтобы показать график с красивыми цифрами на презентации, но наш мир не идеален, и операторы – не исключение. Поэтому практическая ценность и применимость технологии гораздо ниже той, что могла бы быть в теории.