captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

Wiecie, że tej „starej” technologii LTE technologii w Polsce udało się osiągnąć w warunkach laboratoryjnych transfer 1,91 Gb/s? Albo, że na terenie naszego kraju jest takie miejsce, gdzie można ściągać korzystając z telefonu dane z szybkością 600 Mb/s?

Dla większości z nas Long Term Evolution (LTE) to nic więcej niż synonim szybkiego mobilnego internetu. Wydaje nam się, że jeśli mamy telefon z LTE to jesteśmy na czasie. Okazuje się, że LTE niejedno ma imię i kryje w sobie wiele technologii. Różni się sama sieć, różnią się też możliwości naszych smartfonów.

Status quo

Zacznijmy od tego, że obecnie na przeważającym obszarze Polski działa „zwykłe” LTE, oferujące maksymalne szybkości od 100 do 150 Mb/s. Oczywiście na mapach, każdego z operatorów znajdziemy białe plamy, ale kiedy spojrzymy na statystykę, biorącą pod uwagę populację to okaże się, że w zasięgu tej technologii pozostaje prawie 100% mieszkańców naszego kraju.Można powiedzieć, że 100 Mb/s to bardzo dużo, ale wystarczy wyjść do parku, żeby zobaczyć ile osób w tym samym czasie na swoich smartfonach gra chociażby w Pokemony. Równocześnie gdzieś obok w przejeżdżającym autobusie, ktoś ogląda jakiś serial, wrzuca zdjęcia na Facebooka, słucha muzyki ze streamingu. Żeby wszystkich obsłużyć algorytm musi każdemu telefonowi przydzielić część transferu, a jest co przesyłać, bo w samej tylko sieci Orange użytkownicy miesięcznie potrafią przesłać ponad 40 000 petabajtów danych (wspólnie w technologiach 2G, 3G, LTE).

Owe 100 czy 150 Mb/s określają maksymalne prędkości oferowane w jednym „sektorze” stacji bazowej. Najczęściej stacja ma ich trzy (jeżeli nadają w promieniu 360 stopni) lub dwie – na przykład przy autostradach. Dzielą się więc na wszystkich korzystających z sieci w danym segmencie.

Na szybkość internetu ma także wpływ stopnień tłumienia fal radiowych. W praktyce, jeżeli z miejsca, gdzie stoimy nie widzimy stacji bazowej, możemy się liczyć ze znacznym spadkiem szybkości transferu. Prędkość ograniczą także wszelkie ściany, szczególnie te żelbetowe, drzewa, wzgórza, a także warunki pogodowe – zwłaszcza deszcz i burze. Z zasady najsłabiej tłumione są najniższe częstotliwości, w przypadku LTE – 800 MHz. Im wyższe, tym tłumienie silniejsze, ale i „szersze” kanały, które można z nich „wykroić”. Dlatego wspomniane 800 MHz stosujemy głównie na terenach wiejskich, a 2600 MHz, często zagregowane z pozostałymi pasmami – w miastach, przy najbardziej zatłoczonych węzłach komunikacji.

Tak działa MIMO 4×4 (ilustracja: Orange Polska)

A czym jest owa agregacja? Od ponad roku w Polsce operatorzy rozwijają nowszą technologię, jaką jest LTE Advanced. Tutaj dzięki takim zabiegom jak łączenie dwóch czy trzech pasm częstotliwości (to właśnie owa agregacja), modulacji transmisji w standardzie 256 QAM czy zastosowaniu anten MIMO 4×4, udaje się podnieść prędkość do 200-300 Mb/s. Tam gdzie połączone zostają 3 częstotliwości, część stacji bazowych osiąga nawet jeszcze wyższe wartości np. 350, a nawet 500 Mb/s.

Zdarzają się też i rekordowe stacje bazowe, takie jak należący do Orange eNodeB jak w przypadku sieci 4G mówimy o BTS (czyli Base Transceiver Station) przy Politechnice Warszawskiej, który od zeszłego roku wciąż dzierży miano najszybszej publicznie dostępnej stacji w Polsce i oferuje transfer do 600 Mb/s.

Zobaczcie z czego to dokładnie wynika na poniższym przykładzie możliwych kombinacji pasm:

  1. pasmo 800 MHz (blok 10 MHz):  
    • 75 Mb/s z 2×2 MIMO
    • 100 Mb/s z z 2×2 MIMO i 256 QAM
    • 150 Mb/s z 4×4 MIMO
    • 200 Mb/s z 4×4 MIMO i 256 QAM
  2. pasmo 1800 MHz (blok 15 MHz):
    • patrz niżej
  3. pasmo 2600 MHz (blok 15 MHz):112,5 Mb/s z 2×2 MIMO,
    • 150 Mb/s z 2×2 MIMO i 256 QAM,
    • 225 Mb/s z 4×4 MIMO,
    • 300 Mb/s z 4×4 MIMO i 256 QAM.

Podsumowując i biorąc pod uwagę różne rozwiązania daje to przedział maksymalnych prędkości transferu między 75 Mb/s w przypadku wykorzystania wyłącznie pasma 800 MHz oraz technologii MIMO 2×2, a 600 Mb/s. Ta ostatnia wartość była możliwa dzięki stworzeniu „superkanału” o szerokości 40 MHz, wykorzystaniu MIMO 4×4 i 256 QAM.

Co będzie jutro, czyli 1,91 Gb/s w Polsce

Najprościej byłoby napisać, że wkrótce czeka nas wymiana „starych” stacji bazowych, na nowsze, które obsługują LTE Advanced i przynajmniej w teorii (więcej na ten temat pod koniec wpisu) pozwalają na uzyskanie transferu powyżej 500 Mb/s. Ale to, co dla nas, konsumentów, jest jutrem, dla producentów sprzętu i operatorów już się dzieje. Dla nich przyszłość znajduje się w laboratoriach i w testowaniu „w terenie” technologii, które jeszcze raczkują.

Tak wygląda zapis laboratoryjnego testu szybkości w Orange Wyniki są imponujące. (zdjęcie: Orange Polska)

We wrześniu 2016 roku Orange Polska wraz z Huawei zestawili w warunkach laboratoryjnych jedną z najszybszych w owym czasie na świecie sieć mobilną. Inżynierom udało się osiągnąć transfer 1,91 Gb/s. Taki wynik był efektem zastosowania dokładnie tych samych rozwiązań, które już działają w Polsce (agregacja, modulacja 256 QAM, transmisja wieloantenowa MIMO 4×4). Z jedną różnicą: zamiast połączenia 3 pasm nośnych, zagregowano ich aż pięć. Umożliwiło to utworzenie jednego superkanału o szerokości 100 MHz (poza laboratorium w Polsce łączone są maksymalnie trzy kanały i mają szerokość 40-50 Hz), który tym samym był dwukrotnie szerszy niż np. ten oferowany przez najszybszy działający BTS w kraju. W każdym paśmie udało się przesłać po 382 Mb/s, co dało wynik ponad 1,9 Gb/s. Co jednak bardzo ważne – wszystkie 5 pasm znajduje się w dyspozycji operatora, więc w teorii można rozpędzić sieć do takich prędkości. Na razie tylko w teorii – korzysta z nich bowiem sieć 3G i GSM.

Ten rezultat, choć osiągnięty w laboratorium, istotny jest też z innego powodu niż rekordowy transfer. Równie istotne było w tym eksperymencie to, że jedynym urządzeniem, które nie było dostępne komercyjnie dla operatora był specjalny terminal pełniący rolę telefonu komórkowego. Nie mogło być zresztą inaczej, bo obecnie nie da się kupić smartfona obsługującego na raz pięć częstotliwości.

Gigabitowe LTE

Połączenie więcej niż trzech częstotliwości to bardzo dobre rozwiązanie. Problem w  tym, że np. w Polsce operatorzy jeszcze nie mogą liczyć w tej chwili na dostęp do tak dużej liczby pasm. Co prawda ten stan rzeczy kiedyś ulegnie zmianie, ale trudno jest tutaj podać dokładną datę. Wszystko zależy od tego, kiedy zwolnione zostaną nowe częstotliwości: 450 MHz i pasmo 700 MHz, które zajmowała w Europie telewizja analogowa.

Zanim to nastąpi producenci sprzętu, operatorzy i instytucje standaryzujące, zrzeszone w 3GPP (3rd Generation Partnership Project) wprowadzają w życie rozwiązania, które stworzą pomost pomiędzy LTE Advanced a siecią 5G. Mowa tutaj o LTE Advanced Pro, które inaczej jest też określane takimi nazwami jak Gigabit LTE czy sieć Pre5G.

W praktyce przyspieszenie do gigabitowych szybkości odbywa się na dwa sposoby. Jeden to wykorzystanie do transmisji LTE nielicencjonowanych częstotliwości, takich np. jak pasmo 5 GHz, wykorzystywane przez sieci WiFi 802.11ac.

We wrześniu 2017 roku powstała pierwsza działająca w warunkach polowych (rzeczywistych) sieć LTE-Unlicensed. Po testach laboratoryjnych Verizon, Ericsson i Qualcomm Technologies, uruchomili w Boca Raton na Florydzie sieć, działającą z szybkością 953 Mb/s.

Zbliżenie się do prawie gigabitowej prędkości stało się możliwe dzięki zagregowaniu w sumie czterech pasm. Trzy z nich stanowiły normalne pasma LTA Verizonu, a czwarte było nielicencjonowanym pasmem 5 GHz „asystującym” pasmom licencjonowanym – LAA (License Assisted Access). Wykorzystanie otwartej częstotliwości, używanej m.in. przez sieci WiFi pozwoliło na rozszerzenie pasma LTE.

Drugą metodą na zwiększanie prędkości, tym razem już bez sięgania po nowe częstotliwości, jest zastąpienie czterokierunkowych anten ich zupełnie nową odmianą, nazwaną Massive MIMO. Tutaj zamiast 4 anten odbiorczych i 4 anten nadawczych, wykorzystywane są np. po 64 anteny lub nawet 256. Tak jak prostsze anteny MIMO, tak i te anteny wykorzystują zaawansowaną technologię poziomego i pionowego kształtowania wiązki, aby koncentrować i transmitować sygnał sieci komórkowej do wielu użytkowników równocześnie.

Muszę powiedzieć, że tutaj pierwsze testy, jakie ma już za sobą ZTE i SoftBank robią wrażenie. Podczas komercyjnego testu w japońskim Nagasaki udało się bowiem osiągnąć dzięki Massive MIMO transfer 956 Mb/s. Bynajmniej nie idzie tutaj o różnicę 3 Mb/s pomiędzy LAA i Massive MIMO. Rzecz w tym, że cały ten transfer osiągnięto na jednym paśmie o szerokości 20 MHz. Oznacza to, że po zagregowaniu trzech nośnych, sumaryczna prędkość mogłaby wynosić ok. 2,1 Gb/s – tyle właśnie ZTE uzyskało podczas demonstracji na Mobile World Congress 2017 w Barcelonie. Ale nawet na jednym paśmie zastosowanie Massive MIMO sprawia, że stacja bazowa jest ponad 7 razy wydajniejsza niż przy „zwykłym” LTE. W Nagasaki równocześnie dane z serwera FTP z prędkością 40 Mb/s ściągały 24 terminale, a nie np. 3-4.

 

Najwyższe prędkości tylko z odpowiednim telefonem

Można zapytać po co cały ten wyścig, skoro i tak  kiedy uruchomimy na naszym smartfonie aplikację Speedtest, jedyne co nam się udaje osiągnąć to „marne” 20 czy, w porywach 40 Mb/s.

Weźmy pod uwagę, że LTE to nie światłowód łączący dwa dobrze dostrojone punkty. Transmisja mobilna rządzi się swoimi prawami, mają na nie wpływ zakłócenia elektromagnetyczne, deszcz, fizyczne przeszkody itp. Dlatego prędkości o jakich piszemy, choć nawet osiągane poza laboratorium, wciąż mają wartości mające pokazać możliwość konkretnego rozwiązania, a nie to z czego na co dzień korzysta użytkownik.

Poza tym sumaryczna prędkość stacji nadawczej wzrasta w zupełnie innym celu. Tutaj wrócę do przykładu z Massive MIMO. Gdyby te 24 terminale podłączyć do BTS, zapewniającego transfer 150 Mb/s, to każdy smartfon ściągałby pliki z szybkością 6,25 Mb/s. Z drugiej strony gdyby podłączyć 2-3 telefony do stacji ZTE to…

Zresztą sami sobie policzcie. Te dywagacje niestety na razie muszą pozostać w fazie gdybania. Na dziś nie ma jeszcze telefonów, które obsługują Massive MIMO. Nie wszystkie terminale obsługują również LAA. Podobnie jest z obsługą modulacji 256 QAM, która została dodana w poprzedniej generacji komórek, np. w Galaxy S7, LG G5.

Tym samym dochodzimy do bardzo ważnej kwestii. Szybkość transferu, jaką osiągamy na naszym telefonie zależy nie tylko od możliwości sieci, z której korzystamy, ale też odpowiada za nią specyfikacja naszego smartfona. Jeśli chcecie sprawdzić co w LTE może wasza komórka, polecam sprawdzenie w jakiej kategorii LTE działa jej modem. Dla przykładu:

  • Cat 4: DL 150,8 Mb/s; UP 51 Mb/s, MIMO 2×2
  • Cat 6: DL 301,5 Mb/s; UP 51 Mb/s, MIMO 4×4 lub 2×2
  • Cat 9: DL 452,2 MB/s;
  • Cat 16: DL 979 Mb/s; UP n.d.; MIMO 4×4 lub 2×2 (= topowe telefony z 2017 roku)

Ale to nie wszystko. Jeśli np. kupiliście (albo kupicie w przyszłości nawet najlepszy model) telefon w AliExpressie, w wersji przeznaczonej na rynek chiński to również możecie spodziewać się gorszych osiągów. Tutaj do głosu dochodzą obsługiwane przez smartfona częstotliwości, różniące się w zależności od obszaru geograficznego.

W Unii Europejskiej LTE działa w pasmach 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1500 MHz, 1800 Mhz, 2100 MHz, 2600 MHz. Problem w tym, że np. przeznaczone na lokalny rynek Xiaomi nie obsługuje częstotliwości 800 MHz. Co prawda oferuje dostęp do wszystkich innych działających w Polsce, ale brak tego jednego pasma może okazać się problematyczny. Pasma niskich częstotliwości zapewniają pokrycie poza miastami, w górach i poprawiają też dostęp do LTE w budynkach. Nie bez powodu zresztą nazywane są pasmami pokryciowymi. Brak ich obsługi to nie tylko o jedno mniej pasmo do zagregowania w celu uzyskania wyższego transferu, ale po prostu brak LTE np. w lesie.

Jak widzicie, ten komórkowy wyścig producentów i operatorów to nie tylko pogoń za jak najwyższym transferem, którego wyniki dobrze sprzedają się w mediach, ale też konkretne korzyści dla każdego z użytkowników. Jednak tego przyspieszenia nie odczujemy bez zmiany telefonu.

Tekst jest elementem współpracy z firmą Orange Polska. Partner nie miał wpływu na treść ani opinie, które wyrażamy.

Wyciskanie LTE czyli 1,91 gigabita ze “starej” technologii
Podoba się? Oceń!

Czego u nas szukaliście?

Nie ma więcej wpisów