Агрегация частот в 4G роутере — что это такое и насколько она влияет на скорость интернета
Два устройства могут находиться рядом, использовать SIM-карты одного оператора и при этом показывать совершенно разную скорость мобильного интернета. Например, современный смартфон получает 150 Мбит/с, а установленный рядом домашний роутер едва достигает 40 Мбит/с. Пользователь начинает подозревать ограничения со стороны оператора или неправильный тариф, хотя причина часто находится в самом оборудовании. Телефон способен работать сразу с несколькими LTE частотами, а старый маршрутизатор использует только одну.
Именно для одновременной работы с несколькими несущими используется агрегация частот, или Carrier Aggregation. В интерфейсе устройства такой режим часто обозначается как LTE+, 4G+ или CA. Эта технология стала одной из основных причин того, почему более современные LTE модемы способны получать значительно более высокую скорость, даже если уровень сигнала у них примерно такой же, как у старого оборудования.
Как работает агрегация частот?
Базовая станция может передавать LTE сразу в нескольких частотных диапазонах. Один диапазон хорошо покрывает большую территорию, другой обеспечивает дополнительную емкость, третий используется там, где оператору требуется обслуживать большое количество пользователей. Старый или простой модем выбирает одну несущую и передает все данные через нее.
Устройство с поддержкой Carrier Aggregation может объединить две или несколько несущих. Если представить мобильную сеть в виде автомобильных дорог, обычный модем получает одну полосу движения, а устройство с агрегацией может одновременно использовать две или три. Общая пропускная способность становится выше, хотя фактический результат по-прежнему зависит от загрузки этих каналов.
Поэтому агрегация особенно заметна в местах, где базовая станция работает сразу в нескольких диапазонах. Если доступна только одна частота, даже самый современный модем просто не получит дополнительные несущие.
Почему смартфон часто оказывается быстрее недорогого роутера?
Производители смартфонов уже давно устанавливают модемы, рассчитанные на работу с большим количеством диапазонов и сложными комбинациями частот. Даже если пользователь не знает, что такое Carrier Aggregation, телефон автоматически использует эти возможности.
С домашними маршрутизаторами ситуация другая. На рынке до сих пор много устройств LTE Cat 4, которые могут работать только через одну несущую. На коробке при этом вполне может быть написано «4G до 150 Мбит/с». Теоретически эта скорость действительно возможна, но только при очень благоприятных условиях в рамках одной полосы. Если сеть оператора рассчитана на объединение нескольких диапазонов, такой роутер использует лишь часть доступного ресурса.
Отсюда и появляется ситуация, когда смартфон показывает 120–150 Мбит/с, а роутер в том же месте всего 30–50 Мбит/с. Телефон одновременно получает данные по нескольким частотам, тогда как домашнее устройство работает только на одной.
Что означают LTE Cat 4, Cat 6 и более высокие категории?
Категория LTE описывает возможности модема. Она связана с максимальной теоретической скоростью, поддержкой агрегации, количеством используемых потоков и рядом других параметров. Чем выше категория, тем больше возможностей получает производитель устройства.
LTE Cat 4 обычно ассоциируется с максимальной теоретической скоростью приема около 150 Мбит/с и работой без агрегации. Cat 6 уже поддерживает объединение двух несущих и имеет более высокий теоретический предел. В более новых категориях количество одновременно используемых диапазонов и поддерживаемые технологии увеличиваются.
Но превращать номер категории в единственный критерий выбора не стоит. Роутер может иметь высокую LTE Cat, но не поддерживать конкретную комбинацию частот, используемую оператором в нужном регионе. Поэтому важно смотреть не только на цифру, но и на перечень диапазонов и комбинаций Carrier Aggregation.
Что означает 2CA, 3CA и 4CA?
Эти обозначения показывают, сколько несущих устройство способно объединить одновременно. 2CA — две, 3CA — три, 4CA — четыре. Чем больше каналов можно использовать, тем выше потенциальная скорость.
Но здесь есть важная деталь. Поддержка 3CA не означает, что роутер сможет объединить любые три LTE диапазона. Производитель модема определяет конкретные комбинации, а оператор использует собственный набор частот. Чтобы агрегация заработала полностью, эти возможности должны совпасть.
Например, базовая станция предоставляет определенную комбинацию Band 3, Band 7 и Band 20. Один роутер умеет работать именно с таким сочетанием и объединяет все три несущие. Другой формально тоже поддерживает 3CA, но нужной комбинации в его списке нет, поэтому фактически использует только два диапазона.
Именно поэтому две модели с похожими характеристиками на коробке могут заметно отличаться в реальной сети.
Всегда ли агрегация дает большую скорость?
Нет, потому что она не создает дополнительную емкость сети. Она позволяет эффективнее использовать ту емкость, которая уже существует. Если все диапазоны перегружены, объединение нескольких несущих не превратит медленное соединение в сверхбыстрое.
Кроме того, часть частот может приниматься значительно хуже остальных. Например, низкочастотный диапазон уверенно доходит до дома, а более высокий Band принимается только возле окна. В такой ситуации агрегация может периодически включаться и отключаться, из-за чего скорость будет заметно меняться.
При хорошем сигнале и свободной сети эффект обычно очевиднее. Один диапазон может давать 30–40 Мбит/с, а использование нескольких одновременно увеличивает результат в несколько раз. Но точную прибавку заранее предсказать невозможно.
Как понять, работает ли агрегация на конкретном роутере?
Самый простой вариант — посмотреть интерфейс устройства. Некоторые модели показывают значок 4G+ или LTE+, другие прямо указывают Primary Carrier и Secondary Carrier. Более продвинутые маршрутизаторы позволяют увидеть сразу несколько используемых диапазонов.
Если интерфейс минимальный, определить агрегацию сложнее. Иногда ее можно увидеть в диагностической информации модема или специальном разделе состояния сети. Ориентироваться только на скорость не стоит, потому что высокая скорость сама по себе еще не доказывает использование нескольких частот.
Полезно сравнить поведение устройства с современным смартфоном. Если телефон стабильно в несколько раз быстрее при одинаковом уровне сигнала, одним из объяснений действительно может быть различие в поддержке Carrier Aggregation.
Может ли наружная антенна помочь агрегации?
Да, если проблема связана с недостаточным качеством приема дополнительных диапазонов. Например, основной Band роутер видит хорошо, а вторичная несущая появляется только периодически. Правильно установленная широкополосная MIMO антенна может улучшить прием и сделать работу нескольких диапазонов стабильнее.
Но антенна должна соответствовать используемым частотам. Модель, которая отлично работает в одном узком диапазоне, может оказаться не лучшим вариантом для нескольких LTE Band сразу. Поэтому при выборе оборудования для агрегации желательно учитывать не только коэффициент усиления, но и рабочий частотный диапазон.
Не стоит забывать и о кабеле. Слишком длинная линия между антенной и роутером создает потери, особенно на высоких частотах. Иногда оказывается эффективнее приблизить сам модем к антенне, чем тянуть десятки метров коаксиального кабеля.
Есть ли смысл менять старый LTE роутер?
Если текущая скорость полностью устраивает, менять работающий маршрутизатор только ради более высокой LTE категории необязательно. Но если мобильный интернет используется как основное домашнее подключение, а современные смартфоны в этом же месте стабильно показывают существенно лучшие результаты, оборудование стоит проверить.
Особенно заметна разница, когда к сети одновременно подключены телевизоры, ноутбуки и несколько телефонов. Дополнительные 50–100 Мбит/с уже не выглядят избыточными, потому что скорость распределяется между всей домашней техникой.
При этом выбирать новую модель только по надписи «до 600 Мбит/с» тоже неправильно. Теоретический максимум достигается при определенной конфигурации сети, хорошем сигнале и достаточном количестве свободных частот. Гораздо важнее, чтобы роутер поддерживал реальные LTE диапазоны оператора и нужные комбинации агрегации. Тогда преимущества более современного модема будут заметны не только в таблице характеристик, но и при обычном использовании интернета
При написании статьи была частично задействована информация с сайта gigasims.ru — агрегация частот в 4G роутере
Дата публикации: 17 июля 2022 года
