Экономическая ситуация и невозможность полноценного использования диапазона 800 МГц вынуждает операторов активнее развивать 4G в полосе частот 1800 МГц. Причём, большая часть экспертов считает, что к 2020 году до 50% всего покрытия будет обеспечиваться именно за счёт LTE 1800. Экономическая эффективность этого диапазона по сравнению с 2600 МГц гораздо выше, а затраты минимальны. О том, как операторы занимаются "умным рефармингом" GSM в LTE на практике, какие преимущества и недостатки это несёт, мы выяснили у технических специалистов МТС на Урале.

В настоящее время в России сети 4G работают в 83 регионах из 85. Причём в подавляющем большинстве территорий LTE работает в диапазоне 2600 МГц. И лишь в 15 регионах есть тестовые или коммерческие сети 4G 1800 МГц (Москва, Санкт-Петербург, Ленинградская и Тульская области, Краснодарский край, Башкирия, Татарстан). На Урале примеры коммерческого использования этого стандарта есть в Свердловской и Курганской областях, ХМАО, ЯНАО (оператор "Мотив"), а также в Челябинской области (МТС). И если в случае с "Мотивом" причины использования спектра GSM понятны - у компании нет лицензии на использование частот ни 800 МГц, ни 2600 МГц, то активность МТС может показаться странной. Хотя странность в данном случае объяснима.

Распределение сетей LTE в мире по диапазонам (анализ 400 крупнейших сетей LTE, данные OVUM и GSMA):

Вот какие причины такой активности приводят в самой МТС. Во-первых, экономика. LTE 1800 гораздо дешевле и эффективнее.

Площадь действия базовой станции, работающей на "голосовых" частотах 1800 МГц, в четыре раза больше, чем у оборудования в 2500-2700 МГц, и использование этого оборудования для развития сетей передачи данных позволит в кратчайшие сроки разворачивать сети, потому что одну и ту же территорию можно покрыть меньшим количеством базовых станций. При этом сигнал LTE-1800 лучше проникает в закрытые помещения, чем сигнал базовых станций, работающих в более высоких диапазонах. Увеличенная дальность радиопокрытия позволяет обеспечивать высокоскоростной сетью 4G отдаленные населенные пункты, автомобильные трассы, а также зоны с частотными ограничениями, - рассказывает Константин Кубанцев, технический директор челябинского филиала компании МТС.

Агрегация спектра 1800 и 2600 МГц при наличии в каждом из двух диапазонов полосы шириной по 10 МГц позволяет повысить пиковые скорости передачи данных с 75 Мбит/c до 150 Мбит/с, а в случае агрегации сразу трех несущих - до 225 Мбит/c. В апреле 2015 года тесты МТС в Башкортостане на частотах 1800+2600+800 МГц с суммарной шириной полосы до 35 МГц продемонстрировали пиковые скорости до 260 Мбит/с.

По оценкам производителей телеком оборудования и компаний, предоставляющих сервис оптимизации радиосети на основе геолокации абонентов, до 80% трафика генерируется в помещениях. Этот факт однозначно даёт преимущество диапазону 1800 перед 2600МГц. Потери на проникновение в помещение для 1800МГц существенно ниже, чем для диапазона 2600. Трафик соберет лучше тот диапазон, проникновение которого лучше. Разница между WCDMA2100 и DCS1800 достаточно заметна, но за счет в среднем более чувствительных терминалов 3G разница нивелируется.

Стандарт LTE-1800 поддерживает до 90% моделей LTE-устройств ведущих производителей, в том числе Apple, Samsung, HTC, Huawei, LG, Nokia, Sony, ZTE и другие. С его развитием в России пользоваться 4G-интернетом могут также владельцы гаджетов, которые не поддерживают другие распространенные в стране диапазоны LTE, такие как iPhone 5, iPad mini.

Если продолжать сравнение, то по словам Константина Кубанцева, LTE-2600 обостряет и без того напряжённую ситуацию с поиском дополнительных объектов, на которые требуется устанавливать оборудование. "В городах крайне мало зданий, на которые мы можем зайти и получить разрешения на установку оборудования от собственников. Мы постоянно сталкиваемся с отказами. На переговоры может уйти не один год".

В итоге в компании приняли решение о том, что LTE-2600 будет использоваться в самых больших городах в зонах наибольшей нагрузки по интернет-трафику. Правда, в этом случае нужно решать вопросы, связанные с обеспечением устойчивого сигнала внутри помещений, в том числе с использованием indoor-покрытия.

В остальных случаях будет использоваться LTE-1800. Под него не придётся менять существующую инфраструктуру, вкладывать серьёзные инвестиции в строительство новых базовых станций и тратить много времени.

Распределение доходов у российских операторов мобильной связи по типам трафика:

В итоге основной объем базовых станций в регионах уже через несколько лет придётся на двухдиапазонные сети - 1800/2600 МГц или LTE800/2600 МГц в зависимости от наличия частотных ресурсов в каждом конкретном регионе.

Вторая причина роста интереса со стороны МТС - ограничение на использование диапазона 800 МГц. Несмотря на то, что оператор получил соответствующие частотные присвоения и уже платит за аренду, их реализация затруднена работой систем противоракетной обороны, а также работой военных и гражданских аэродромов. Существующие правила не позволяют использовать частоты в радиусе 40 км от аэропортов. С этой проблемой операторы сталкиваются по всей России в одинаковой мере.

Вопросы полноценного использования диапазона 800 МГц стоят достаточно остро. Мы ведем активное обсуждение проблем с Минкомсвязью. Буквально, вчера в рамках нашего общения передали замминистру Дмитрию Алхазову, который курирует эти вопросы в правительстве, наши предложения. Он обещал помочь. Ну, а пока мы пытаемся работать в тех условиях, которые у нас есть сейчас, - говорит Константин Кубанцев.

На вопрос о том, почему первым регионом на Урале, где оператор начал массово запускать LTE-1800, стала Челябинская область, в компании ответили, что год назад именно на Южном Урале была закончена полная модернизация сети. В течение этого времени оборудование Motorola, работавшее без малого 10 лет, было заменено на Ericsson самого современного поколения с повсеместной поддержкой LTE-1800. На сети не осталось ни одного старого усилителя, коммутатора или свитча. Одновременно с этим была расширена ёмкость магистральной сети.

Всё это позволило нам использовать мультистандартную сеть 3G/LTE. Причём приоритет по передачи данных будет отдаваться именно LTE. Таким образом, мы будем разгружать наши сети 3G, - рассказывает Константин Кубанцев.

Под LTE-1800 в Челябинской области в МТС выделили полосу в 5 МГц из доступных 15. По словам технических специалистов оператора, этой полосы хватить для существующего количества абонентов 4G. При этом качество 2G сети и её ёмкость не пострадает. В дельнейшем в компании буду анализировать возможность увеличения полосы частот до 10 МГц в каждом конкретном населённом пункте.

Что касается шеринга 4G с "Билайн", то в МТС подчеркнули, что договорённости касаются исключительно сетей LTE800/2600 МГц. Доступ к LTE1800 будут иметь лишь собственные абоненты компании.

В настоящий момент двухдиапазонная сеть уже работает в двадцати населенных пунктах Челябинской области, в частности, в Златоусте, Миассе, а также в малых городах, таких как Озерск, Троицк, Сатка, Еманжелинск, и в местах летнего отдыха жителей и гостей региона — на озере Увильды и других. Также в 2015 году сеть LTE-1800 будет запущена в Челябинске и Магнитогорске с целью улучшения покрытия 4G внутри зданий.

В ближайшей перспективе в МТС собираются внедрить платформу Single RAN (Single Radio Access Network) с возможностью организации покрытия всех стандартов GSM, 3G и LTE с помощью одной базовой станции.

Новичкам непонятны игры, предпринимаемые разработчиками стандартов. Казалось бы, использует GSM частоты 850, 1900, 900, 1800 МГц, чего боле? Быстрый ответ – читайте нижеследующий раздел Инструкция телефона. Будет показана неправомерность общепринятого толкования. Проблема описана следующими положениями:

1. Второе поколение сотовой связи 2G породило уйму стандартов. Мир знает три эпицентра, задающих ритм: Европа, Северная Америка, Япония. Россия переняла стандарты первых двух, переиначив.
2. Родословное дерево нормативов постоянно ширится.
3. Международные варианты стандартов призваны объединить разнородные правила отдельных стран. Часто напрямую внедрение невозможно. Правительства изменяют законодательную базу, закрепляя планы частот.

Сказанное объясняет истоки непонимания проблемы новичками. Возвращая вопросу ясность, построим упрощённую иерархию стандартов, указывая попутно используемые частоты.

Генеалогия стандартов

Следующая информация призвана разъяснить обывателю структуру существующих, вымерших стандартов. Ниже, в следующих разделах, будут описаны применявшиеся в России технологии. Жирным помечены соответствующие представители древа, украсивший русский лес.

1G

1. Семейство AMPS: AMPS, NAMPS, TACS, ETACS.
2. Прочие: NMT, C-450, DataTAC, Hicap, Mobitex.

2G: 1992

1. Семейство GSM/3GPP: GSM, HSCSD, CSD.
2. Семейство 3GPP2: cdmaOne.
3. Семейство AMPS: D-AMPS.
4. Прочее: iDEN, PHS, PDC, CDPD.

2G+

1. Семейство 3GPP/GSM: GPRS, EDGE.
2. Семейство 3GPP2: CDMA2000 1x, включая Advanced.
3. Прочие: WiDEN, DECT.

3G: 2003

1. Семейство 3GPP: UMTS.
2. Семейство 3GPP2: CDMA2000 1xEV-DO R. 0

3G+

1. Семейство 3GPP: LTE, HSPA, HSPA+.
2. Семейство 3GPP2: CDMA2000 1xEV-DO R. A, CDMA2000 1xEV-DO R. B, CDMA2000 1xEV-DO R. C
3. Семейство IEEE: Mobile WiMAX, Flash OFDM.

4G: 2013

1. Семейство 3GPP: LTE-A, LTE-S Pro.
2. Семейство IEEE: WiMAX.

5G: 2020

1. 5G-NR.

Краткое описание

Генеалогия позволяет проследить вымершие виды. Например, современные авторы часто пользуются аббревиатурой GSM, вводя читателя в заблуждение. Технология целиком ограничена вторым поколением сотовой связи, вымерший вид. Прежние частоты с дополнениями продолжают использоваться потомками. 1 декабря 2016 года австралийский Телстра прекратил использование GSM, став первым в мире оператором, целиком обновившим оборудование. Технологией продолжают довольствоваться 80% населения планеты (согласно сведениям Ассоциации GSM). Примеру австралийских коллег 1 января 2017 года последовал американский AT&T. Последовала остановка сервиса оператором Optus, апрельским деньком 2017 Сингапур признал несоответствие 2G возрастающим потребностям населения.

Итак, термин GSM используется применительно к устаревающему оборудованию, завалившему РФ. Протоколы-потомки могут быть названы наследниками GSM. Частоты следующими поколениями сохранены. Меняются проколы, методы передачи информации. Ниже рассмотрены аспекты распределения частот, сопровождающие модернизацию оборудования. Обязательно приводятся сведения, позволяющие установить родство GSM.

Инструкция телефона

Полезную информацию касательно вопроса предоставит инструкция телефона. Соответствующий раздел перечисляет поддерживаемые частоты. Отдельные аппараты позволят настроить область приёма. Следует выбирать модель телефона, ловящую общепринятые российские каналы:

1. 900 МГц – E-GSM. Восходящая ветка – 880..915 МГц, нисходящая – 925..960 МГц.
2. 1800 МГц – DCS. Восходящая ветка – 1710..1785 МГц, нисходящая – 1805..1880 МГц.

Технология LTE добавляет область 2600 МГц, внедрён канал 800 МГц.

История возникновения связи РФ: частоты

В 1983 году начата разработка европейского стандарта цифровой связи. Напоминаем, первое поколение 1G использовало аналоговую передачу. Таким образом, инженеры заранее развивали стандарт, упреждая историю развития техники. Цифровая связь рождена Второй мировой войной, точнее, системой шифрованной передачи Зелёный шершень. Военные отлично понимали: грядёт эпоха цифровых технологий. Гражданская промышленность ловила движение ветра.

900 МГц

Европейская организация CEPT создала комитет GSM (Groupe Special Mobile). Европейская комиссия предложила использовать спектр 900 МГц. Разработчики засели в Париже. Пять лет спустя (1987) 13 стран ЕС подали Копенгагену меморандум необходимости создания единой сети сотовой связи. Сообщество решило запросить помощи GSM. В феврале вышла первая техническая спецификация. Политики четырёх стран (май 1987) поддержали проект боннской декларацией. Следующий короткий период (38 недель) наполнен всеобщей суетой, управляемой четырьмя назначенными персонами:

1. Армин Зильберхорн (Германия).
2. Филипп Дупулис (Франция).
3. Ренцо Фаилли (Италия).
4. Стефен Темпл (Великобритания).

В 1989 комиссия GSM оставляет попечительство CEPT, становясь частью ETSI. 1 июля 1991 года бывший премьер-министр Финляндии, Гарри Холкери, совершил первый звонок абоненту (Каарина Суонио), пользуясь услугами провайдера Радиолиния.

1800 МГц

Параллельно внедрению 2G шли работу, призванные задействовать область 1800 МГц. Первая сеть накрыла Великобританию (1993). Одновременно задвигался австралийский оператор Телеком.

1900 МГц

Частота 1900 МГц введена США (1995). Создана ассоциация GSM, мировое число абонентов достигло цифры 10 млн. человек. Годом позже цифра возросла десятикратно. Использование 1900 МГц помешало внедрению европейской версии UMTS.

800 МГц

Диапазон 800 МГц появился в 2002 году, параллельно внедрению сервиса мультимедийных сообщений.

Внимание, вопрос!

Какие частоты стали российским стандартом? Путаницы добавляет незнание авторами рунета нормативов, принимаемых официальными разработчиками. Прямой ответ рассмотрен выше (см. раздел Инструкция телефона), описываем работу упомянутых организаций (раздел UMTS).

Почему так много частот

Исследуя результаты 2010 года, Ассоциация GSM заявила: стандартом охвачены 80% абонентов планеты. Это значит, что четыре пятых сетей не могут выбрать единую частоту. Вдобавок имеется 20% чужеродных стандартов связи. Откуда берётся корень зла? Страны второй половины ХХ века развивались разрозненно. Частоты 900 МГц СССР заняли военная, гражданская воздушная навигация.

GSM: 900 МГц

Параллельно выработке Европой первых вариантов GSM НПО Астра, НИИ Радио, НИИ Министерства обороны затеяли исследования, окончившиеся натурными испытаниями. Вынесенный вердикт:

• Возможно совместное функционирование навигации и второго поколения сотовой связи.

1. NMT-450.

Обратите внимание: опять 2 стандарта. Каждый использует собственную сетку частот. Объявленный конкурс распределения GSM-900 выиграли НПО Астра, ОАО МГТС (ныне МТС), российские компании, канадская BCETI.

NMT-450МГц - первое поколение

Итак, Москва использовала, начиная 1992 годом, диапазон 900 МГц (см. выше), потому что другие частоты GSM ещё не были рождены. Вдобавок NMT (Нордические мобильные телефоны)… Изначально страны Скандинавского полуострова разработали два варианта:

1. NMT-450.
2. NMT-900 (1986).

Причина выбора российским правительством первого ответа? Вероятно, решили попробовать два диапазона. Обратите внимание, указанные стандарты описывают аналоговую связь (1G). Страны-разработчики начали прикрывать лавочку с декабря 2000 года. Последней (1 сентября 2010) сдалась Исландия (Siminn). Эксперты отмечают важное преимущество диапазона 450 МГц: дальность. Весомый плюс, оценённый удалённой Исландией. Российское правительство хотело покрыть площадь страны, задействовав минимум вышек.

NMT возлюбили рыбаки. Освобождённую сетку занял цифровой CDMA 450. За 2015 год технологии Скандинавии освоили 4G. Российский Уралвестком освободил каморку 1 сентября 2006 года, Сибирьтелеком – 10 января 2008. Дочерний (Теле 2) Скайлинк забивает диапазоном Пермскую, Архангельскую области. Срок окончания лицензии – 2021 год.

D-AMPS: ДМВ (400..890 МГц) - второе поколение

Американские сети 1G, использовавшие спецификацию AMPS, отказывались принимать GSM. Взамен разработаны две альтернативы организовать мобильные сети второго поколения:

1. IS-54 (март 1990 года, 824-849; 869-894 МГц).
2. IS-136. Отличается большим числом каналов.

Стандарт ныне мёртв, повсеместно заменён потомками GSM/GPRS, CDMA2000.

Зачем россиянину D-AMPS

Российский обыватель часто пользуется подержанной техникой. Оборудование D-AMPS достигло складов Теле 2, Beeline. 17 ноября 2007 последние прикрыли лавочку Центральному региону. Лицензия Новосибирской области истекла 31 декабря 2009. Последняя ласточка улетела 1 октября 2012 (Калининградская область). Киргизия использовала диапазон до 31 марта 2015.

CDMA2000 - 2G+

Некоторые варианты протокола используют:

1. Узбекистан – 450 МГц.
2. Украина – 450; 800 МГц.

В период декабрь 2002 – октябрь 2016 спецификации 1хRTT, EV-DO Rev. A (450 МГц) применялись Скайлинк. Ныне инфраструктура модернизирована, внедрён LTE. 13 сентября 2016 года мировые порталы облетела весть: Теле 2 прекращает использование CDMA. Американский MTS начал процесс внедрения LTE годом ранее.

GPRS – второе-третье поколение

Разработка протокола CELLPAC (1991-1993) явилась поворотной точкой развития сотовой связи. Получено 22 патента США. Потомками технологии считают LTE, UMTS. Пакетная передача данных призвана ускорить процесс обмена информацией. Проект призван усовершенствовать сети GSM (частоты перечислены выше). Сервису пользователю обязаны получением технологий:

1. Доступ в интернет.
2. Устаревший «нажми, чтобы говорить».
3. Мессенджер.

Наложений двух технологий (СМС, GPRS) многократно ускоряет процесс. Спецификация поддерживает протоколы IP, PPP, X.25. Пакеты продолжают приходить даже во время разговора.

EDGE

Очередная ступень эволюции GSM задумана компаний AT&T (США). Compact-EDGE занял нишу D-AMPS. Частоты перечислены выше.

UMTS – полноценное 3G

Первое поколение, потребовавшее обновить оборудование базовых станций. Изменилась сетка частот. Предельная скорость передачи линии, использующей преимущества HSPA+, составляет 42 Мбит/с. Реально достижимые скорости значительно перекрывают 9,6 кбит/с GSM. Начиная 2006 годом, страны затеяли обновление. Используя ортогональное частотное мультиплексирование, комитет 3GPP намеревался достичь уровня 4G. Ранние пташки выпущены в 2002 году. Изначально разработчик заложил следующие частоты:

1. .2025 МГц. Восходящая связная ветка.
2. .2200 МГц. Нисходящая связная ветка.

Поскольку США уже использовала 1900 МГц, то выбрала отрезки 1710..1755; 2110..2155 МГц. Многие страны последовали примеру Америки. Частота 2100 МГц слишком часто занята. Отсюда приведённые вначале цифры:

• 850/1900 МГц. Причём 2 канала выбирают, используя один диапазон. Либо 850, либо 1900.

Согласитесь, некорректно приплетать GSM, следуя дурному распространённому примеру. Второе поколение использовало полудуплексный единый канал, UMTS – задействовал сразу два (шириной 5 МГц).

Сетка частот UMTS России

Первая попытка распределить спектры состоялась 3 февраля-3 марта 1992 года. Решение адаптировала женевская конференция (1997). Именно спецификация S5.388 закрепила диапазоны:

• 1885-2025 МГц.
• 2110-2200 МГц.

Решение потребовало дальнейших уточнений. Комиссия определила 32 ультра-канала, 11 составили неиспользуемый резерв. Большинство прочих получили уточняющие названия, поскольку отдельные частоты совпадали. Россия отвергла европейскую практику, презрев США, приняв 2 канала (band) UMTS-FDD:

1. №8. 900 МГц – E-GSM. Восходящая ветка – 880..915 МГц, нисходящая – 925..960 МГц.
2. №3. 1800 МГц – DCS. Восходящая ветка – 1710..1785 МГц, нисходящая – 1805..1880 МГц.

Характеристики сотового телефона следует выбирать согласно приведённой информации. Таблица Википедии, раскрывающая частотный план планеты Земля, совершенно бесполезна. Забыли учесть российскую специфику. Европа эксплуатирует близлежащий канал №1 IMT. Вдобавок имеется сетка UMTS-TDD. Оборудование двух вариантов воздушных сетей несовместимо.

LTE – 3G+

Эволюционное продолжение связки GSM-GPRS-UMTS. Может послужить надстройкой сетей CDMA2000. Только многочастотный телефон способен обеспечить технологию LTE. Эксперты прямо указывают место ниже четвёртого поколения. Вразрез заявлениям маркетологов. Изначально организация ITU-R признала технологию соответствующей, позже позицию пересмотрели.

LTE являются зарегистрированной торговой маркой ETSI. Ключевой идеей стало применение сигнальных процессоров и внедрение инновационных способов модуляции несущей. Была признана целесообразной IP-адресация абонентов. Интерфейс потерял обратную совместимость, частотный спектр очередной раз изменился. Первая сетка (2004) запущена японской компанией NTT DoCoMo. Москву выставочный вариант технологии настиг жарким маем 2010 года.

Повторяя опыт UMTS, разработчики внедрили два варианта воздушного протокола:

1. LTE-TDD. Временное деление каналов. Технология широко поддержана Китаем, Южной Кореей, Финляндией, Швейцарией. Наличие единственного частотного канала (1850..3800 МГц). Частично перекрывает WiMAX, возможен апгрейд.
2. LTE-FDD. Частотное деление каналов (отдельно нисходящий, восходящий).

Частотные планы 2 технологий различны, 90% конструкции ядра совпадает. Самсунг, Квалкомм производят телефоны, способные ловить оба протокола. Занимаемые диапазоны:

1. Северная Америка. 700, 750, 800, 850, 1900, 1700/2100, 2300, 2500, 2600 МГц.
2. Южная Америка. 2500 МГц.
3. Европа. 700, 800, 900, 1800, 2600 МГц.
4. Азия. 800, 1800, 2600 МГц.
5. Австралия, Новая Зеландия. 1800, 2300 МГц.

Россия

Российские операторы выбрали технологию LTE-FDD, используют частоты:

1. 800 МГц.
2. 1800 МГц.
3. 2600 МГц.

LTE-A – 4G

Частоты остались прежними (см. LTE). Хронология запусков:

1. 9 октября 2012 года у Yota появилось 11 базовых станций.
2. Мегафон 25 февраля 2014 года покрыл Садовое кольцо столицы.
3. Билайн с 5 августа 2014 года работает на частотах LTE 800, 2600 МГц.

Конспект выступления Виктора Глушко , руководителя рабочей группы "Национальной радиоассоциации", зам. генерального директора ООО "Научно производственная фирма "Гейзера", "Распределение частотного спектра для сетей LTE " на Втором Международном бизнес-форуме "Эволюция сетей мобильной связи LTE Russia & CIS 2010", 25-26 мая 2010.

Представляю фрагмент конспекта в части, касающейся диапазона 800 МГц.

Известны проблемы получения частотного спектра в России. Но проблема и без национальных особенностей сложная, как правило, после появления новой технологии начинается процесс поиска частот для ее внедрения. Частотного ресурса практически всегда не хватает, не проходит ни одного заседания Всемирной конференции радиосвязи, где не обсуждались бы вопросы дополнительного выделения частот для мобильных радиосистем IMT. На конференции, намеченной на 2012 год также будет рассматриваться этот вопрос, в частности, вопрос использования диапазона 800 МГц для систем подвижной сухопутной связи.

Хотя в целом тема распределения частот - тема бесконечная, вопрос использования частот в России, что называется "назрел". Вот и на ближайшем заседании коллегии ГКРЧ планируется принять решение о создании опытных зон LTE в России и произвести соответствующие частотные назначения (как мы теперь знаем, этому заседанию не суждено было состояться).

Между тем, примерно понятно, куда можно смотреть и чего можно ожидать в плане перспектив использования частот. Данные, которые будут приведены ниже, опираются на исследования, которые были проведены НРА в начале 2010 года в отношении всего диапазона частот, которые, в принципе, могут быть использованы для развертывания систем мобильной связи стандарта LTE.

Размышляя об использовании частот для создания LTE в России, нельзя не учитывать того, что происходит с LTE в Европе. Там ситуация уже в достаточной степени определилась.

Планируется использовать низкочастотный диапазон 800 МГц для покрытия больших территорий с малой плотностью населения, и диапазона 2.6 ГГц для обеспечения надлежащей емкости сети в больших городах.

Здесь хочу сделать отступление от конспекта выступления г-на Глушко и чуть развить тему в отношении использования диапазона 800 МГц в Европе.

В мае 2010 года Еврокомиссия приняла Постановление о создании согласованных технических правил для государств членов Евросоюза в отношении назначения радиочастот в диапазоне 800 МГц, которые бы содействовали развертыванию высокоскоростных беспроводных интернет-услуг, не создавая помех. Комиссия поддержала использование диапазона 790 - 862 МГц (который в настоящее время он используется большинством стран-участниц ЕС для эфирного телевещания) для электронных услуг связи и высказывает заинтересованность в том, чтобы европейские страны действовали быстро, поскольку скоординированное управление этой полосой радиоспектра может обеспечить экономический выигрыш вплоть до 44 млрд евро для экономики ЕС, а также содействовать достижению стратегических целей программы EC 2020 в части высокоскоростного ШПД для всех до конца 2013 года (с постепенным ростом скоростей вплоть до 30 Мбит/с и выше к 2020 году).

Эксперты телекоммуникационной отрасли уверены, что обеспечивать покрытие мобильного ШПД в диапазоне 800 МГц на 70% дешевле, чем на частотах, которые используются в сетях 3G/WCDMA.

Важно оговориться, что решение само по себе не обязывает государства, входящие в ЕС предоставлять диапазон 790 - 862 МГц для услуг электросвязи. Тем не менее, уже известен пилотный проект Telefonica O2 в Объединенном Королевстве (ранее O2 несколько месяцев вело тесты LTE в диапазоне 2.6 ГГц).

Еще более показателен аукцион по продаже частот для создания систем мобильного ШПД в Германии.

На аукцион были выставлены частоты в четырех диапазонах, но основная борьба завязалась за лоты в диапазоне 800 МГц, за них и были заплачены максимальные суммы денег (общая сумма, вырученная Германией от аукциона 800 МГц, составила 4.4 млрд евро).

Известны испытания LTE в диапазоне 800 МГц, которые ведет в Германии компания Vodafone. Теперь, после приобретения полосы 2x10 МГц в этом диапазоне, компания намерена приступить к сооружению LTE в сельских регионах Германии.

(Диапазон 2.6 ГГц и его использование в Европе я в этой заметке намеренно обойду вниманием. Еще будет повод вернуться к его рассмотрению).

Вернемся к выступлению Виктора Глушко. В Европе не сняты с рассмотрения вопросы использования (переиспользования) под LTE частотного диапазона 1800 МГц, но уровень активности в этом направлении невелик, по-сравнению с двумя диапазонами - 800 МГц и 2100 МГц.

В отношении других диапазонов и мира в целом.

В Китае есть реальные шансы использования диапазона 2.3 ГГц. Диапазоны 1.5 ГГц и 700 МГц, скорее, можно отнести к экзотическим, они будут использоваться, соответственно, в Японии и США.

Вновь отступлю от конспекта.

В Японии у NTT DoCoMo, действительно есть планы на 1.5 ГГц, но лишь в части расширения покрытия сети. Первоначально сооружение сети NTT начнется в диапазоне 2.1 ГГц.

В целом, в отношении использования частот в различных диапазонах для сооружения систем LTE в мире, есть самые различные планы. Приведу два слайда, иллюстрирующих это:

Здесь площади секторов определяются числом операторов, которые заявили о своих планах сооружения сетей LTE в тех или иных частотных диапазонах. Разбивки по операторам у меня, к сожалению нет, поэтому достоверность и актуальность слайда оставляет некоторые вопросы.

Вернусь к конспекту выступления.

С диапазоном 1.5 ГГц у нас в России большая проблема. Диапазон 700 МГц можно будет еще посмотреть, что с ним. Так что список потенциально интересных для LTE диапазонов для России может выглядеть так:

800 МГц , 900 МГц, 1800 МГц, 2300 МГц, 2400 МГц и 2600 МГц.

Рассмотрим подробнее ситуацию с диапазоном 800 МГц (790 - 862 МГц) в России. Этот диапазон нередко называют "цифровой дивиденд". Нужно понимать, что такое название пришло из представления части человечества о том, что в результате перепланирования радиовещательного диапазона возникнет некоторый дополнительный ресурс. Диапазон частот под аналоговое вещание при переходе на цифру оказывается избыточным, казалось бы, справедливо ожидать появления свободных частот. Исходя из этого, западные страны сформировали некую политику продвижения диапазона 790-862 МГц в Европе и 869-806 МГц в США для развития мобильного широкополосного доступа. Причем, конкретно LTE в решениях не упоминалось, обычно, говоря об этих диапазонах, говорят UMT или мобильный широкополосный доступ. Но учитывая существующий тренд, можно предположить, что речь все же идет об LTE, прежде всего.

Итак, образовался некоторый "цифровой дивиденд", который у нас в России, строго говоря, не образовался. Дело в том, что у нас использование диапазона под аналоговое вещание не было полным из-за большого количества средств военного назначения. Диапазон занят такими средствами практически полностью.

Если сейчас сказать "вещатели, у вас дивиденд появился, поделитесь спектром", то ожидаемым ответом будет "отстань, самим не хватает". Казалось бы, на этом можно ставить точку. Но есть и другой фактор. Вещание по своей природе не может быть совмещено с теми РЭС, прежде всего, военного назначения, которые присутствуют в этой полосе. А сети сотовой связи, напротив, могут. И примеры успешных совмещений есть, как многие помнят, в этом диапазоне успешно работали в России сети AMPS/DAMPS. Это, вероятно, дает надежду на то, что в диапазоне можно попробовать поискать полосы для систем мобильного широкополосного доступа гражданского назначения. И тот предварительный экспресс-анализ, который был проведен, показал, что в диапазоне 790 - 862 МГц можно найти 2 * 10 МГц частотного дуплекса, которые могли бы быть использованы под развертывание системы мобильного ШПД стандарта LTE.

К сожалению, 10 МГц - это очень мало, вряд ли уместно строить на этом какую-то государственную программу или выносить на конкурс, поскольку, этой полосы частот едва ли достаточно для одного оператора. Поэтому возникла другая идея. Она связана с тем, чтобы "подвинуться" в американский диапазон, опустившись ниже диапазона 790 МГц - до 698 МГц. В этом случае, результаты экспресс-анализа говорят, что можно получить полосы уже для двух операторов (т.е. 2 по 2х10 МГц FDD). Это уже что-то.

Здесь, конечно, есть проблемы. Во-первых то, что мы в этом случае движемся "перпендикулярно" Европе, для нас это не новость, конечно, и не страшно. Во-вторых мы здесь наступаем на законные права вещателей, поскольку тот третий мультиплекс, который сейчас пытаются сформировать для цифрового вещания, он залазит в эту полоску. Какие-то частотные блоки в полосе от 698 до 790 МГц они уже будет рассматриваться вещателями. Анализ и проводился в НРА для того, чтобы определить возможности. Решения будут приниматься позднее, с учетом тех результатов, которые будут получены в опытных зонах. (На этом завершаю цитирование конспекта выступления Виктора Глушко).

* * * * * * * * * * * * * * * * * *

Мое мнение. Именно диапазон 800 МГц был бы идеален для развития в нем систем мобильного ШПД в России на территориях вне городов миллионников - мы не потеряли бы "совместимости" с Европой, в частности, с Германией, что обеспечило бы неплохой выбор абонентских устройств, а также возможности роуминга с Европой.
Но важнее другое - именно в этом диапазоне строить систему LTE наиболее экономически эффективно. И строительство такое могло бы послужить снижению цифрового неравенства граждан России, уровень которого сегодня, во-многом, определяется местом проживания. Для этого государство должно было бы заняться конверсией и расчисткой этого диапазона частот с целью его гармонизации с внешним миром. И в этом плане, признаться, серьезных подвижек не ожидаю, к сожалению. Можно ли надеяться, что я ошибаюсь?

Статья пригодится тем, кто подбирает себе антенну и оборудование для усиления мобильного 3G и 4G интернет сигнала, либо репитер для усиления сотовой связи.

Частота сигнала 3G / 4G является первоначальным параметром в выборе антенны. К примеру, можно и не знать расположение базовых станций на местности - просто поймать сигнал, и определить направление по уровню покрутив антенну. Но если не знать частоты, то сигнал можно не поймать вовсе.

Важно! Все тестирования рекомендуется выполнять в точке планируемой установки антенны (с ноутбуком+модемом, в идеале на крыше), т.к. в помещении модем может не поймать сигнал в диапазоне 2600 МГц (4G), а для уличной антенны он является самым эффективным!
Ввиду того, что методы определения частоты GSM/3G/4G/4G+ различаются, рассотрим их по отдельности.

1. Мобильный метод:

1. Андройд:
Внимание! Отключите Wi-Fi!
Для тестирования частоты, используется встроеное техническое меню "Netmonitor" (Сетевой монитор), которое в каждой модели смартфона вызывается персональным кодом. Список телефонов и кодов Android таких как *#0011# или *#*#4636#*#* или *#*#197328640#*#* можно найти

Для Samsung: Отключите Wi-Fi , и выберите режим 3G либо 4G LTE. В поле ввода телефонного номера наберите комбинацию: *#0011#, после чего телефон войдет в сервисный режим с отчетом о сигнале БС, к которой вы подключены.

Значения параметров 3G:

1. uarfcn (может обозначаться как RX ): Номер канала, определяющий частоту. Если значение от 10562-10838, то у вас 3G/UMTS 2100 Мгц. Если 2937-3088, то это 3G/UMTS 900 Мгц. В нашем случае uarfcn = 10687 , следовательно частота 3G = 2100.
   
2. EcIo (Ec/Io или Ec/No): отношение уровня сигнала к уровню шума в (чем больше показатель, тем лучше). Чем ниже нагрузка (сеть свободна), тем ближе показатель EcIo стремится к 0. С нарастанием количества абонентов, уменьшаяется пропускная способность - отношение ухудшается вплоть до -12..-14 дБ, после которого согласно настройкам может произойти переключение 3G->2G. Возможно Вам стоит выбрать направление на более свободную вышку. Для 4G данный параметр обозначается как CINR .
   
3. RSCP: (Reference Signal Received Power) Мощность принимаемого сигнала который получает именно ваше устройство при подключении к БС. -70 хороший , -100 плохой.
   

Значения 4G LTE:

1. Band: Частота на которой работает вышка сети 4G. Всего их 3. В нашем случае Band:7 это частота 2600 МГц , если Band:3 то 1800 МГц , и Band:20 - частота 800 МГц . (Полный список частотных диапазонов .)
2. RSSI: Базовое значение мощности сигнала При значениях RSRP = -120 dBm и ниже LTE-подключение может быть нестабильным или отсутствовать вовсе.
3. CINR: Отношение уровня полезного сигнала к эфирному шуму. Тут всё просто: чем выше это значение, тем качество сигнала лучше. Если SINR ниже 0, то скорость подключения будет низкой, так как это означает, что в принимаемом сигнале шума больше, чем полезности, что увеличивает вероятность потериLTE соединения.

1.1 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ADNROID:

Здесь без сомнения стоит отметить приложение CellMapper способное индефицировать и отображать на экране значение рабочей частоты, информацию о вышке, о соседях, отображать вышку на карте (следует включить опцию «Рассчитать частоты GSM/UMTS/LTE») Как мы уже писали, частота отображается в значении Band. Уровень сигнала указан в поле Reference Signal Received Power (RSRP). Для работы с приложением необходимо пройти бесплатную регистрацию на сайте.

1.2 Отображение уровня сигнала в стандартных приложениях USB Модема:

Информация о уровне сигнала содержиться практически на любом 3G/ 4G LTE модеме, для этого достаточно изучить меню.

2. Тестирование с использованием USB модема (самый надежный):

Тем не менее, самым эффективным и недорогим и надежным способом установления несущей частоты сигнала интернет остается компьютер + модем , имеющий интерфейс HiLink или Stick. Ниже приводим метод тестирования программой MDMA с использованием прошивки Stick которая стоит как правило на купленных залоченных модемах Российских операторов связи.

2.1 Работа с программой MDMA:

(окно отображения параметров связи)

Важно! Перед запуском программы MDMA (Mobile Data Monitoring Aplication) необходимо закрыть все "родные" программы модема usb!!!

После запуска программа отобразит уровень сигнала, эфирных шумов, и параметры базовой станции. Здесь, наша цель - определить на какой частоте 3G & 4G LTE работает оператор , путём их перебора. Нажав кнопку "Band Config" мы вызовем окно в котором произведём не сложные действия:

1. Меняем параметр "Automatic" на "Custom"
2. 3G ставим галочку на для начала на UMTS 2100 нажимаем "ОК" и следим в главном окне за мощностью сигнала и регистрацией в сети. Если в поле появилось название оператора, и появилась галочка рядом с "Registered", то ваше оператор работает на частоте UMTS 2100 . Если регистрации не проиходит, возращаемся на приведущий шаг, снимем галочку с UMTS 2100 и устанавливаем на UMTS 900.
   
3. Если при выборе параметра (например UMTS 900) программа выдала ошибку, значит ваш модем не умеет работать в этом стандарте.
4. В сети 4G LTE последовательность и логика действий аналогична 3G, за исключение того, что все они проводятся в правой области (LTE Bands).

2.2 Анализ с помощью универсального модема с интерфейсом Hilink :

Здесь, действия аналогичны преведущему примеру, определение диапазона так же прозводится путём перебора частот.

Перейдите в Настройки -> Настройки сети, далее выбираем стандарт(LTE, UMTS или др.), устанавливаем режим "Вручную" и начинаем отмечать галочкой диапазоны, проверяя мощность сигнала RSSI на странице параметров.

Опеределение диапазона в сетях 3G:

Страница с отображением параметров сигнала

Следует отметить, что бывают случаи, когда оператор вещает интернет сразу в двух диапазонах одновременно. Например в г. Чехов М.О. ТеЛе2 в 4G работает параллельно на 800 и 2600 МГц. Мощность RSSI при этом различается, а основной частотой остается 800 Мгц. Если вы хотите обеспечить большую скорость, и для приёма задействовать обе частоты, следует использовать мультистандартную антенну поддерживающую работу по технологии LTE - A одновременно в 2 диапазонах.

Развитие стандартов GSM 900, GSM E900, GSM 1800 способствовало улучшению каналов коммуникации, однако не решало проблему доступа к интернету на том уровне, как того требует современный человек.

Эти стандарты относились ко второму поколению (2G), в котором для передачи данных использовались протоколы EDGE, GPRS, что позволяло достичь скорости до 473,6 Кбит/с – катастрофически низкой для современного пользователя.

На сегодняшний день стандарты сотовой связи одним из наиболее важных требований определяют скорость передачи данных и чистоту сигнала. Очевидно, что это влияет на развитие рынка мобильных операторов. Так в свое время в России появились 3G сети, которые завоевали массовое внимание пользователей. А теперь именно по этой причине увеличивается количество людей, которые выбирают 4G.

Особенность стандарта UMTS

Главная особенность, которая отличает стандарт UMTS от GSM, заключается в том, что использование протоколов WCDMA, HSPA+, HSDPA дает возможность пользователям получить доступ к более качественному мобильному интернету. При скоростях от 2 до 21 Мбит/сек можно не только передавать больший объем данных, но даже совершать видео звонки.

UMTS покрывает более 120 крупнейших российских городов. Это стандарт, в котором популярные ныне мобильные операторы (МТС, Билайн, МегаФон и Скайлинк) предоставляют услугу 3G-интернета.

Не секрет, что высокие частоты более эффективны для обмена данными. Однако в России есть свои нюансы, которые делают невозможным использование в некоторых регионах, к примеру, UMTS частоты 2100 мГц.

Причина проста: частота UMTS 2100 , которая активно используется для 3G-интернета, на препятствиях быстро садится. Это означает, что качественному сигналу мешают не только расстояния до базовых станций, но также повышенная растительность. Кроме того, некоторые регионы для этой частоты практически закрыты из-за работы систем ПВО. Так, в Юго-Западной части Московской области размещено несколько военных баз, и соответственно, введено негласное табу на использование данной частоты.

В такой ситуации для 3G-интернета применяется UMTS 900 . Волны в этом частотном диапазоне имеют более высокую проникающую способность. В то же время, на такой частоте скорость передачи данных редко достигает 10 мбит/сек. Тем не менее, если учесть, что еще несколько лет назад во многих городах даже подумать не могли об интернет-покрытии, это не так уж и плохо.

На данный момент с популярным UMTS900 показывают отличные результаты Huawei E352 и более стабильный вариант E352b, а также E372, E353, E3131, B970b, B260a, E367, E392, E3276.

LTE: в каких диапазонах будет работать стандарт будущего?

Логичным развитием UMTS стали разработки в 2008-2010 гг. LTE – нового стандарта, цель которого заключается в том, чтобы повысить скорость обработки сигнала и пропускную способность, а в техническом плане – упростить сетевую архитектуру и тем самым сократить время при передаче данных. В России же сеть LTE официально запущена в 2012 году.

Именно технология LTE определяет развитие в нашей стране мобильного интернета нового поколения – 4G. Это означает доступ к онлайн-трансляциям, быстрой передаче файлов большого объема и другим преимуществом современного интернета.

На данный момент 4G интернет поддерживается стандартами LTE 800, LTE 1800, LTE 2600, при чем используются протоколы LTE Cat.4, Cat.5, Cat.6. Это позволяет в теории получить скорость передачи данных до 100 Мбит/с на отдаче и до 50 Мбит/с на приеме.

Высокие частоты LTE становятся идеальным решением для регионов, где плотность населения достаточно высокая и где такая скорость передачи данных очень важна. К ним относятся, например, крупные промышленные города. Тем не менее, если все операторы станут работать только в диапазоне LTE 2600 – моментально возникнет проблема с покрытием радиосигнала.

Сейчас воспользоваться преимуществами технологии 4G могут жители Москвы, Санкт-Петербурга, Краснодара, Новосибирска, Сочи, Уфы и Самары. На территории России Yota стала одним из первых операторов, которые развивали четвертое поколение мобильных стандартов. Теперь к ним присоединились и такие крупные операторы, как Мегафон и МТС.

Оптимальным сегодня считается развитие LTE 1800 : эта частота является более экономичной и позволяет выйти на рынок новым компаниям, которые предлагают услуги мобильной связи. Еще дешевле строить сети на частоте 800 МГц. Таким образом, можно предугадать, что именно LTE 800 и LTE 1800 будут наиболее популярными среди операторов и, соответственно, у нас с вами.

Частоты LTE различных мобильных операторов

- Мегафон: частоты LTE 742,5-750 МГц / 783,5-791 МГц, 847-854,5 МГц / 806-813,5 МГц, 2530-2540 МГц / 2650-2660 МГц, 2570-2595 МГц (лицензия на Москву и Московскую область);

- МТС: частоты LTE 720-727,5 MHz / 761-768,5 МГц, 839,5-847 МГц / 798,5-806 МГц, 1710-1785 МГц / 1805-1880 МГц, 2540-2550 МГц / 2660-2670 МГц, 2595-2620 МГц (лицензия на Москву и Московскую область);

- Билайн: частоты LTE 735-742,5 МГц / 776-783,5 МГц, 854,5-862 МГц / 813,5-821 МГц, 2550-2560 МГц / 2670-2680 МГц.

Ростелеком: частоты LTE 2560-2570 / 2680-2690 МГц.

Yota: частоты LTE 2500-2530 / 2630-2650 МГц.

Теле2: частоты 791-798,5 / 832 - 839,5 МГц.

Усиление сигнала на разных частотах

Когда вы попадаете в зону неуверенного приема сигнала или на большое расстояние отдаляетесь от базовой станции своего оператора, без дополнительной антенны не обойтись.

Направленные антенны UMTS 900 сигнала имеет элементарную комплектацию и позволяют значительно повысить уровень связи. При этом более стабильным становится не только Интернет-соединение, но и качество передачи голоса во время телефонного разговора. Без антенны UMTS 2100 не обойтись, если вы хотите использовать интернет во время поездки: из-за постоянного переключения от вышки к вышке скорость передачи данных катастрофически падает.

Направленные антенны LTE 800 и антенны LTE 1800 – оптимальный вариант для усиления 4G сигнала в соответствующих частотах. У этих стандартов более высокая проникающая способность и дальность сигнала.

Тем не менее, скорость передачи данных выше у LTE 2600, благодаря чему 80% пользователей в Москве уже перешли на этот стандарт. И покупка антенны LTE 2600 является обязательным условием для тех, кто выбрал 4G LTE 2600 (Мегафон, МТС, Билайн, Ростелеком, Yota), чтобы получить максимальную скорость работы интернета. Усилитель LTE сигнала позволит гарантировано получить стабильную передачу данных на высоких частотах.

Решения от GSM-Репитеры.РУ