Домашнє підключення через мережу LTE: спокуслива пропозиція чи відкладена проблема?

Домашнє підключення через мережу LTE: спокуслива пропозиція чи відкладена проблема? 

Минули часи, коли вийти в інтернет з дому можна було лише повільним комутованим з’єднанням. Сьогодні домогосподарства можуть обирати з досить широкого вибору підключень: мідні кабелі колишньої телефонної мережі, оптоволокно та бездротові рішення WiFi.

Новою можливістю є підключення домогосподарства через мережу LTE мобільних операторів. Мобільні оператори обіцяють відмінні параметри для своїх фіксованих підключень через LTE: запаморочливі швидкості та великі обсяги даних. Але чи справді LTE — ідеальне фіксоване підключення?

ПОРАДА: Цікавитеся новинками? Подивіться нашу статтю Віртуальна реальність як феномен нашого часу.

З дротами чи без?

Найпоширеніший вид фіксованого підключення до інтернету в Чехії — це підключення через телефонну лінію. Технологія базується на різних варіантах xDSL (Digital Subscriber Line). У неї є переваги, але й недоліки. Підключення залежить від відстані до станції чи DSLAM, якості мідних кабелів у землі та якості проводки всередині будівлі. Коли всі ці технічні умови збігаються, xDSL працює. Але насправді швидкі підключення трапляються дуже рідко.

Інші технології справляються значно краще: найбільше задоволені клієнти в зоні досяжності оптичної мережі, а добре збудовані мережі коаксіального кабелю (HFC) мають хороший потенціал. Проте їх будівництво дороге та до того ж адміністративно складне. Тому домогосподарства обирають бездротові технології.  А вони в Чехії дуже добре розвинені, і комерційно, і технологічно. У 2017 році мобільні оператори почали пропонувати альтернативу дуже успішному WiFi: фіксоване підключення через мережу LTE. Ці підключення ще не відображені в статистиці Чеського телекомунікаційного управління (ЧТУ).

LTE та WiFi. Термін «підключення LTE» напевно знайомий не лише власникам мобільних телефонів. Абревіатура LTE означає «Long Term Evolution» і позначає технологію високошвидкісного мобільного інтернету, створену як наступниця GSM. Максимальна теоретична швидкість мереж четвертого покоління, LTE, становить до 172,8 Мбіт/с на завантаження та 57,6 Мбіт/с на вивантаження за ширини каналу 20 МГц. Це дуже вражаючі теоретичні значення, які неодмінно справляють враження. Але мережі WiFi теж теоретично уможливлюють передавання на сотні мегабіт. Тож яка насправді теоретична різниця між протоколами WiFi та LTE?

LTE і WiFi використовують однакові схеми модуляції, однакові методи об’єднання кількох несучих у смугу MIMO і навіть однакову технічну термінологію. Звісно, це не робить їх однаковими: LTE має властивості, яких мережі WiFi за своєю природою не потребують. Основна відмінність полягає в способі перемикання між передаванням і прийманням: LTE працює в повному дуплексі, тоді як WiFi використовує один і той самий канал і для передавання, і для приймання. Завдяки цьому протокол 802.11 економить смугу пропускання й в однаково широкому радіоканалі передає майже вдвічі більше даних. Можна було б накопичувати технічні визначення та проблеми, що з них випливають, але всі вони розв’язуються правильним плануванням мережі.

Отже, радіосистеми принципово схожі. На перший погляд, пропозиція фіксованого LTE від мобільних операторів не має підступу. Але чому ж фіксований LTE в Європі не користується особливим успіхом? 

Ідеальне рішення?

Мережі LTE не розроблялися та не проєктувалися насамперед для фіксованих домашніх підключень. Звісно, принципово таке використання не можна виключати, і стратегії розвитку мереж п’ятого покоління фіксоване використання враховують. Але для цього знадобилася б також докорінна зміна філософії планування та будівництва таких мереж.

Головна проблема мобільної мережі — неможливість передбачити навантаження даними. Щоправда, мобільні оператори мають достатньо смуги пропускання, щоб підключати мобільні телефони до базової станції (BTS); деякі частоти 4G навіть не використовуються.

Камінь спотикання — пропускна здатність транспортної мережі (backhaul), яка збирає дані клієнтів і передає їх в оптичну інфраструктуру, а далі в дата-центри, де мережі з’єднуються між собою й утворюють інтернет.

Не слід забувати, що всі клієнти мобільної мережі користуються однією й тією самою лінією доступу. Смартфони, підключені до комірки, часто повністю використовують своє передавання даних. Якщо додати до цього дзвінки клієнтів, а до того ще й трафік новозбудованих фіксованих домашніх підключень, виходять технологічні чинники, що обмежують стабільність підключення.

Навантаження на мобільну мережу просто неможливо передбачити. А мобільним операторам дуже дорого розраховувати мережу так, щоб вона могла обслужити всіх підключених користувачів. Логічно випливає, чому мобільним операторам важливо обмежувати пакети даних політикою FUP (fair use policy). Повірте, мобільний тариф без ліміту даних викликає сильну звичку, а перегляд HD-відео — це лише вишенька на торті можливостей, які пропонує такий вид підключення. Тому колеги з мобільної сфери допускають фіксовані підключення LTE лише на базових станціях із вільною потужністю. Адже в одному домогосподарстві можна одночасно підключити кілька пристроїв, що споживають багато даних. HD-інтернет-телебачення — ненажерливий споживач смуги пропускання, так само як і кілька смартфонів членів родини, відеопотік із камери спостереження та відео з YouTube, з якого лунає популярний вереск когось із підлітків у сім’ї.

Мобільна мережа не була для цього створена, і якість такого підключення це показує.

Я провів розрахунок за методикою ЧТУ для перевірки параметрів фіксованих мереж.

Я змоделював, що станеться, якщо по одному підключати до одного сектора мережі LTE зі смугою 20 МГц домогосподарства з тарифами 100 Мбіт/с. Чи наважитеся Ви вгадати, скільки їх можна підключити за чинною методикою, щоб підключення все ще відповідало MEF 23.1 Tier 1 Medium — еталону якісного підключення?

Один сектор із транспортною лінією 360 Мбіт/с (лінія 1:1 без жодної агрегації) підключить лише вісьмох домашніх користувачів.

Якщо оператор підключить у зоні покриття однієї BTS вісьмох клієнтів із тарифами 100 Мбіт/с, то для решти користувачів мобільної мережі в нього не залишиться потужності. А це неприйнятний сценарій, адже оператори мусять надавати послуги мобільного зв’язку. Тому падіння якості відбудеться за рахунок домашніх підключень.

Затримка: камінь спотикання

Одна з головних причин, чому багато користувачів розглядають LTE як фіксоване підключення, — швидкість передавання. Однак це значення лише теоретичне й залежить від навантаження мережі, яке через мобільних користувачів досить високе. Фактична швидкість, яку отримує користувач, на практиці набагато нижча, а за великого навантаження мережі затримка LTE зростає майже експоненційно.

Затримка (latency) — це час між запитом на виконання дії та її виконанням, тобто час, який одиниця даних долає від точки відправлення до місця призначення. Затримку вимірюють інструментом під назвою «ping», доступним або онлайн, або через термінал на Вашому комп’ютері.

На комп’ютерах із Windows введіть cmd.exe у поле пошуку в меню «Пуск» і натисніть Enter. На комп’ютерах macOS/OS X відкрийте у Finder Програми -> Утиліти -> Термінал або натисніть Cmd + пробіл і введіть у поле Terminal. У Linux Термінал можна знайти в папці «Стандартні» в каталозі «Програми»; в Ubuntu достатньо комбінації клавіш Ctrl + Alt + T. У чорному вікні термінала введіть, наприклад, «ping www.seznam.cz» (без лапок), і за мить Ви маєте побачити дані про мережеву реакцію Вашого підключення.

Дротове підключення Ethernet показує в середньому 5–20 мс, подібно до підключення WiFi.

У мобільних мережах (4G, 3G) затримка може становити сотні мілісекунд, що є явно помітним значенням. Згадана вище методика MEF 23.1 допускає 20 мс в один бік, тобто 40 мс туди й назад.

Зі збільшенням кількості пристроїв, зареєстрованих у мережі 4G LTE, затримка від пакета до пакета зростає до значень понад 100 мс.

За такого часу відгуку підключення вже сприймається як неякісне й, наприклад, практично непридатне для онлайн-ігор. Оскільки LTE завжди надає голосовим послугам пріоритет над даними, відповідні передавачі часто перевантажені, хоча голос не потребує великої ємності для даних.

Коли часові слоти зв’язку заповнені великою кількістю зареєстрованих мобільних телефонів, час відгуку часто коливається аж до сотень мілісекунд. Саме таке зростання затримки до сотень мілісекунд, навіть коли пропускної здатності ще достатньо, — типова ознака фіксованого підключення в мобільній мережі. Для такої поведінки досить незвичайної кількості людей на сільському святі на площі.

Пропускна здатність підключення

Коли підключено багато пристроїв, час відгуку мережі зростає, а якщо скласти вимоги до даних мобільних користувачів, підключених одночасно до однієї BTS, ми побачимо стрімке падіння пропускної здатності домашніх підключень через LTE. А сучасні телефони з HD-камерами, онлайн-резервним копіюванням фотографій, Facebook та іншими зручностями — великі споживачі мегабітів.

Оператори LTE захищаються від скарг, які користувачі цієї технології неминуче подаватимуть, посиланням на формулювання своїх загальних умов. Усі три оператори, що пропонують тарифи з десятками Мбіт/с для домашніх підключень, вважають підставою для скарги за своїми умовами лише падіння швидкості завантаження до 16 кбіт/с. Це 0,016 Мбіт/с.  Не дуже велика гарантія, чи не так?

Не всякий бездротовий зв’язок однаковий

Натомість добре спроєктована та добре збудована бездротова мережа таких недоліків не має.

У кожну мить Ви знаєте, скільки клієнтів підключено до точки доступу. Зазвичай їх дуже мало, як правило, лише кілька підключень на одну точку доступу. Керування трафіком відповідно до тарифу клієнта та динамічний розподіл ресурсів на прикордонному маршрутизаторі забезпечують стабільні, рівномірні та низькі затримки. Навіть порівняно з суто оптичною мережею значення фіксованої бездротової мережі принципово не відрізняються. На останній милі до клієнта використовують бездротові елементи з часовим дуплексом; решта елементів аж до дата-центру — це, за поодинокими винятками, професійні технології на основі мікрохвильового зв’язку із затримкою менш як 1 мс, підключені до оптичної магістральної інфраструктури. Вирішальним чинником є те, як керують заповненістю точки доступу мережі. А в мережі LTE це передбачити неможливо.

Тому місцеві оператори можуть дозволити собі гарантувати значно вищу мінімальну швидкість.

Витрати на підключення

Це загалом непомічена частина ціни тарифу. Бездротовий пристрій для фіксованого підключення LTE зазвичай надають у користування за 24-місячним договором за символічну ціну, але його справжня вартість — у витратах на монтаж. Після завершення послуги користувач платить за демонтаж, і це значна сума близько 2 500 CZK. Без договору, наприклад для пробного періоду з можливістю повернути пристрій, монтаж і демонтаж коштуватимуть 5 000 CZK. Жоден місцевий оператор таких витрат не стягує, принаймні мені про це не відомо. До того ж потрібно додати ціну домашнього маршрутизатора WiFi, що часто становить ще одну інвестицію понад 1 000 CZK.

* 499 CZK з ПДВ з договором, 749 CZK з ПДВ без договору

** 1 499 CZK базовий модем, 3 999 CZK преміальний модем

*** Фактична ціна модема — 2 301 CZK, сплачується щомісячними платежами по 100 CZK

**** тариф 399 CZK/місяць + 100 CZK/місяць платежів за модем

***** 1 CZK із договором на визначений строк, 2 599 CZK із договором на невизначений строк

Як не прогадати

Обираючи відповідне підключення до інтернету, потрібно користуватися здоровим глуздом і елементарною арифметикою та ретельно вивчати умови. Наразі підключення LTE орієнтовані насамперед на власників смартфонів. У цій мережі мобільні пристрої та голосові послуги завжди матимуть пріоритет і можуть навантажити її так сильно, що підключення стане практично непридатним для інших користувачів.

Обираючи ідеальне підключення для свого домогосподарства, найкраще спочатку перевірити, які послуги доступні за Вашою адресою. Потім подумайте, для чого Ви використовуватимете інтернет. Користувач, який часто вивантажує в інтернет великі обсяги даних (наприклад, фотографії у високій роздільній здатності), матиме вищі вимоги до якості вивантаження, а той, хто використовує інтернет здебільшого для перегляду соціальних мереж і читання електронних листів, може цим параметром не надто перейматися. Зваживши всі аспекти, Ви напевно зможете обрати найпридатніше підключення для свого домогосподарства з усіма його перевагами та недоліками.

Автори: Amaya Tomanová, Jakub Moník

Оновлено 5 березня 2024 р.