Взболтать, но не смешивать: как менялась агрегация каналов от 3G к 6G
Один из важнейших факторов, влияющих на скорость передачи данных в сотовых сетях – ширина частотной полосы. Это можно сравнить с автодорогой: чем больше полос для движения, тем больше машин может по ней проехать.
Поэтому, начиная с 3G, когда сотовую связь начали всерьёз использовать для передачи данных, разработчики стандартов стали придумывать как сделать полосу передачи шире.
У каждого сотового оператора обычно есть сразу несколько частотных каналов для работы определённого стандарта. Логичным было бы объединить эти каналы (полосы) в единое целое для передачи данных к одному абоненту. Такое расширение частотной полосы передачи получило название – агрегация каналов. Именно о ней мы сегодня и поговорим.
Прежде чем мы начнём рассматривать разные виды объединения каналов напомню, что у мобильного оператора стандарт может работать сразу в нескольких частотных диапазонах. Точно также, в одном частотном диапазоне для одного стандарта может использоваться несколько каналов.
3G
Так вот самый простой вариант агрегации каналов – внутри диапазона – используется в 3G. В самой первой версии для одного смартфона можно было объединить всего лишь 2 канала. Хотя только это могло почти удвоить скорость передачи данных, что, согласитесь, не плохо. Этот функционал в стандарте UMTS называется Dual Carrier.
Учитывая, что в стандарте 3G UMTS для 1 канала отводится всего лишь 5 МГц, суммарная полоса составляла 10 МГц. В более поздних вариациях стандарта 3G смартфоны и сотовые сети научились объединять до 3-х полос. Также некоторые смартфоны умеют агрегировать каналы в 3G из разных диапазонов, например, 900 МГц и 2100 МГц.
Но доля таких смартфонов 3G крайне низкая, и сотовые компании редко активируют агрегацию более 2-х каналов и в разных частотных диапазонов. Однако, всё меняется в 4G.
4G
В стандарте четвёртого поколения агрегация каналов выросла как вширь так и вглубь. Теперь для одного смартфона можно объединить до 5 частотных каналов с суммарной шириной до 100 МГц. Этот функционал в 4G так и называется: Carrier Aggregation.
На самом деле, стандарт LTE предусматривает ещё бОльшие возможности, но, опять же, таких смартфонов практически нет.
Так вот в LTE возможности по объединению каналов выросли по сравнению с 3G, на порядок. Причём объединять каналы можно сразу в нескольких частотных диапазонах, например, 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц.
За счёт этого скорости передачи данных в 4G перешагнули за отметку 1 Гбит/сек. Да, это в теории, но и получаемые на практике 150-200 Мбит/сек тоже впечатляют. Куда же больше?
5G
В 5G ещё больше! В пятом поколении агрегация каналов доведена до совершенства. Теперь смартфоны могут одновременно получать данные сразу в 2-х стандартах: 4G и 5G. Эта функция называется Dual Connectivity.
Например, смартфон может иметь основное подключение в 4G в диапазоне 1800 МГц с шириной канала 15 МГц и дополнительно подключить канал 5G в 3400 МГц диапазоне с шириной 100 МГц.
Максимальная объединяемая ширина полосы стала практически бесконечной: более 1 ГГц! На практике, обычно смартфоны могут объединять лишь 200-400 МГц, но и этого уже достаточно для скорости несколько Гбит/сек.
6G
Хочется сказать: горшочек не вари, но уже поздно😂 Сейчас ведётся разработка 6G. Зная, что в новом поколении спутниковой связи будет уделено особое внимание, вполне можно предположить, что сотовые сети будут объединять одновременно наземную и спутниковую связь.
Причём это будет нужно уже не столько для увеличения скорости передачи, сколько для расширения зоны покрытия и стабильности связи. Впрочем, это пока ещё будущее, хотя и не такое уж и далёкое.