Агрегація частот LTE: як працює і які роутери її підтримують

Коли оператор пише про 4G+ або LTE-Advanced (LTE-A), це означає, що в його мережі діє агрегація частот. Пристрій під час такого режиму працює одразу з кількома каналами, і швидкість зростає. Нижче пояснено, що саме об'єднується, які комбінації бендів мають сенс в Україні, з якої категорії LTE пристрій це вміє і які роутери з агрегацією можна знайти в продажу.

Навіщо потрібна агрегація

Швидкість мобільного інтернету залежить і від мережі оператора, і від самого абонентського пристрою. Спершу варто згадати, як ділиться радіоспектр. В Україні LTE працює в діапазонах 900, 1800 і 2600 МГц. Наприклад, у смузі 1800 МГц спектр поділили між трьома великими операторами, і кожному дісталася смуга своєї ширини:

• Київстар отримав п'ять каналів по 5 МГц, разом 25 МГц безперервного спектра;
• Vodafone має 20 МГц;
• lifecell має 15 МГц.

Канал можна уявити як вузький коридор, яким одночасно користується обмежена кількість абонентів. Більше спектра означає більшу ємність мережі та більше людей зі швидким з'єднанням. Якщо діапазон перевантажений, допомагає інший: на 2600 МГц оператори будують мережу там, де багато користувачів, зокрема у великих містах. Дальність такої станції невелика, зате ємність суттєво вища. Щоб поєднати переваги обох діапазонів, і застосовують агрегацію несучих.

Як це працює

Кожен бенд LTE займає не одну частоту, а смугу завширшки в кілька мегагерц. Наприклад, у Band 7 це 2500-2570 МГц на передачу та 2620-2690 МГц на прийом. Далі цю смугу нарізають на менші відрізки, скажімо 2500-2520 МГц на передачу й 2620-2640 МГц на прийом. Саме в такому вузькому каналі модем працює за замовчуванням.

Оператор обирає вузькі канали з простої причини: одна станція не обслужить безліч абонентів. Ширина може бути 1,5, 3, 5, 10, 15 або 20 МГц. Чим вужчий канал, тим більше підключень витримає вежа, але тим нижча швидкість кожного з них.

Агрегація зводить кілька каналів у один широкий. Скажімо, з двох або трьох смуг по 20 МГц виходить одна загальною шириною 40 або 60 МГц, і швидкість теоретично зростає у два-три рази. На практиці це означає, що там, де на одній частоті максимум 50 Мбіт/с, при додаванні другого діапазону можна отримати 75-100 Мбіт/с і більше.

Поєднувати можна по-різному:

• два канали одного бенда, наприклад обидва в Band 7;
• канали різних бендів, наприклад Band 7 разом із Band 3;
• канали різних типів дуплексу: FDD-бенд Band 3 разом із TDD-бендом Band 38, де прийом і передача розділені в часі (таку комбінацію вміють не всі пристрої).

Така гнучкість дозволяє оператору використовувати спектр так, як того вимагає мережа в конкретному місті.

Які бенди об'єднують в Україні

900 МГц відповідає Band 8, 1800 МГц відповідає Band 3, а 2600 МГц відповідає Band 7. Модем чи роутер здатен зв'язати кілька каналів одного діапазону (наприклад, 3+3) або різних (3+8). Бувають і потрійні варіанти на кшталт 3+7+8. Яка саме комбінація працює, вирішує оператор. В Україні найчастіше актуальні поєднання Band 3 з Band 7 і Band 3 з Band 8.

З якої категорії LTE пристрій підтримує агрегацію

У кожного модема чи роутера є вбудований модуль зв'язку, а одна з його головних характеристик це категорія LTE (Cat.). Агрегація починається з Cat.6, де швидкість досягає 300 Мбіт/с. Пристрої Cat.4 і нижчі канали об'єднувати не можуть і працюють в одноканальному режимі. Категорію шукайте в специфікації.

Найпоширенішою категорією залишається Cat.4. Вона дає до 150 Мбіт/с на прийом (downlink, DL) і до 50 Мбіт/с на передачу (uplink, UL). Це межа для ідеальних умов: поруч вежа, в соті немає інших абонентів, до станції підведено оптичний канал. Реальна швидкість зазвичай нижча і залежить від якості покриття, завантаженості станції та інших чинників.

Категорія	Агрегація несучих	Макс. швидкість прийому, Мбіт/с	Додатково
Cat.4	немає	150	немає
Cat.6	2х20 МГц	300	немає
Cat.9	3х20 МГц	450	немає
Cat.12	3х20 МГц	600	4x4 MIMO, 256 QAM
Cat.16	4х20 МГц	980	4x4 MIMO, 256 QAM

Від категорії залежить і те, скільки каналів та в якому вигляді пристрій зможе зібрати докупи. У новіших моделях Novatel, Huawei, ZTE, Alcatel із модулями Cat.20 і вище швидкість у мережі LTE Advanced може сягати 2 Гбіт/с, а це порівнянно з 5G.

Приклади пристроїв з агрегацією

В Україні продається чимало моделей, переважно 4G WiFi роутерів, з підтримкою агрегації. Вибірка нижче складена за типом і не вичерпна.

Мобільні роутери

• Novatel MiFi 8800L та MiFi 7730L;
• Novatel Inseego MiFi M2000;
• Inseego MiFi X Pro 5G (Novatel MiFi M3000);
• Netgear Nighthawk M6 Pro 5G WiFi 6E (MR6500), Nighthawk M6 (MR6110), Nighthawk M1 та AC815S;
• D-Link DWR-2101;
• ZTE MU5001;
• TP-Link M7650;
• Huawei E5785Lh-22c, E5787Ph-67a, E5787s-33a та E5885Ls-93a.

Стаціонарні роутери

• Huawei B535-232, B535-232a та B535-333;
• Huawei E5186s-22a, E5186s-61a, B525s-23a, B528s-23a, B529s-23a, B612s-25d, B618-22d, B715-23c та B818-263 (LTE Cat.19);
• Huawei H158-381 5G CPE PRO (Brovi), H122-373 (Huawei 5G CPE Pro 2) та Soyealink B628-350;
• ZTE MC8020 5G Indoor CPE3 PRO, MC801, MF297D1, MF289F (LTE Cat.20, WiFi 6), MF289D (LTE Cat.13), MF286D (LTE Cat.12) та MF286;
• Tenda 5G03 AX1800;
• TP-Link NX510v 5G WiFi Mesh, Deco X50-4G AX3000 WiFi 6 Mesh та MX515v (LTE Cat.12, AX3000, WiFi 6);
• Alcatel LINKHUB HH71V1/VM;
• ZyXel LTE4506-M606;
• STRONG 1200.

Що обрати

Якщо важлива швидкість і стабільність у місцях, де оператор уже запустив LTE-A, беріть пристрій не нижче Cat.6. Для дому чи офісу підійдуть стаціонарні 4G роутери, для поїздок мобільні 4G роутери. Загальний каталог пристроїв зібрано в розділі 4G роутери. Також цікаві готові комплекти 4G інтернету для будинку чи дачі.