В одной лодке: как GSM и LTE работают в одной полосе частот?
В нынешних условиях нехватки оборудования одним из немногих вариантов расширения ёмкости и покрытия сети остаётся замещение предшествующих стандартов, например, 2G на более современный 4G. Этот процесс называется рефармингом.
Традиционно в 900 и 1800 МГц диапазонах в России работают сети GSM. Полностью отключать их нельзя, так как многие телефоны до сих пор работают только в 2G. Да и покрытие сотовых сетей неминуемо пострадает. Сегодня мы поговорим о том: как сотовые операторы сохраняют 2G в одной полосе частот вместе с 4G.
Сразу уточню, что стандартные полосы для канала LTE – это 5, 10, 15 и 20 МГц. Да, есть ещё 1,4 и 3 МГц, но их, как правило, не используют из-за низкой эффективности.
Если в имеющейся полосе частот можно уместить LTE со стандартной шириной канала и рядом ещё несколько каналов GSM – проблемы нет. Так мобильный оператор сохранит и покрытие 2G, и запустит новый канал LTE. Но такая идиллическая картина наблюдается далеко не всегда.
Очень часто вся полоса оператора в 900 или 1800 диапазоне по ширине близка к тем самым стандартным каналам LTE. Тогда нужно решить: как именно вписать каналы GSM в полосу LTE. И здесь есть несколько вариантов.
Внутри стандартного канала LTE есть так называемый защитный интервал или guard band. В нём не передаётся полезная информация, но он нужен для защиты соседей от LTE и наоборот: LTE от соседей.
Так вот производители оборудования допускают запуск в этих защитных интервалах каналов GSM при включении определённых настроек. Тогда LTE не воспринимает наличие там источника сигнала GSM как помеху и обе сети могут работать параллельно.
Но у этого варианта есть одна сложность. Запустить в защитном интервале можно буквально 4-6 каналов GSM чего часто бывает недостаточно.
Поэтому производители оборудования предлагают второй вариант: сжать полосу канала LTE до нестандартных значений. Тогда оператор может сузить полосу LTE на столько, чтобы рядом сосуществовало нужно количество каналов GSM.
Очевидным недостатком такого подхода является снижение ёмкости LTE. Хотя именно такой подход в большинстве случаев и выбирают мобильные операторы.
Хотя есть ещё и третий вариант, но не у всех производителей оборудования. Его можно назвать динамическим. Он предполагает изменение ширины канала LTE и довключение каналов GSM по мере изменения нагрузки.
Например, в обычное время нужен лишь один канал GSM и рядом будет сосуществовать канал LTE с полосой 20 МГц. Но если нагрузка в GSM вырастет, сеть автоматически включит несколько каналов для него, сузив полосу LTE, например, до 15 МГц. По мере снижения нагрузки в GSM конфигурация вернётся в исходное состояние.
Идея эта заманчивая, но и у неё есть несколько ограничений. Нагрузка в GSM растёт, обычно, параллельно с LTE. И тратить ценный ресурс 4G, когда он как раз нужен – наверное неправильно. Хотя и такой подход иногда применяют.