Скорость мобильного интернета зависит как от оператора связи, так и от абонентского устройства. Когда при описании сети оператора используются термины 4G+ или LTE-Advanced(LTE-A), то речь идет о том, что в сети поддерживается технология агрегации частот, которая и обеспечивает более высокие скорости передачи данных. Что это такое, как это уже реализовано на сетях отечественных  операторов мобильной связи, какие устройства ее поддерживают – об этом данная статья.

Что такое агрегация частот

Чтобы лучше понять суть термина агрегация частот LTE, стоит сперва вспомнить, что каждый оператор предоставляет свои услуги на определенных каналах в тех или иных диапазонах. В России сеть LTE запущена в диапазонах 900 МГц, 1800 МГц, 2100 МГц и 2600 МГц. Так например в диапазоне LTE-1800 частоты разделены между большой тройкой мобильных операторов таким образом, что  каждый получил полосу определенной ширины (5 МГц, 10 МГц и т.п.)

Канал – это некий узкий коридор, которым может воспользоваться ограниченное количество пользователей. Чем больше спектр, тем больше емкость сети и, соответственно, тем больше пользователей могут получать высокую скорость передачи данных.

Когда один диапазон является перегруженным, на помощь может прийти другой – в данномм случае 2600 МГц. На этой частоте операторы разворачивают сети там, где наблюдается большая концентрация пользователей — например в крупных городах. И пускай дальность действия базовых станций на такой частоте очень не велика, зато её емкость увеличивается в разы. Чтобы выжать максимум из такого сочетания диапазонов, и приходит на помощь агрегация несущих.

Агрегация частот – это режим, в котором модем одновременно подключается к нескольким каналам связи, объединяя их пропускную способность. Данные передаются и принимаются параллельно по двум (и больше) линиям, что приводит к повышению скорости интернет-подключения по технологии 4G LTE.

900 МГц — это Band 8, 1800 МГц – это Band 3, а 2600 МГц – Band 7. 4G модемы или роутеры умеют объединять в один поток как несколько одинаковых диапазонов, к примеру, Bands 3+3, так и разных – 3+8. Возможны и тройные комбинации – 3+7+8. Всё это зависит от сети оператора: какой вариант он поддерживает. В Украине актуально объединение Band 3 и Band 7 либо Band 3 + Band 8.

Каждое устройство (4G модем или 4G WiFi роутер) имеет встроенный модуль связи, одна из характеристик которого – LTE Cat. Агрегация частот LTE поддерживается, начиная с версии Cat.6, где  максимальная скорость может достигать 300 Мбит/с. Чем больше категория LTE, тем большую скорость может выдать аппарат. Например, в моделях модемов или роутеров последних лет от компаний Novatel, Huawei, ZTE, Alcatel и т.д., где установлены модемы LTE Cat.20 и выше из устройства можно «выжать» скорость до 2 Гбит/с, что сопоставимо со скоростями в сетях 5G (такую скорость можно получить в сетях LTE Advanced). Плюсы агрегации частот очевидны: там, где максимум 50 Мбит/с на одной частоте, можно получить 75-100 Мбит/с и более при комбинировании второго диапазона.

Как работает агрегация частот

Сотовые сети LTE работают в разных диапазонах (те самые Band 3, 7, 8, 20 и т. д.) Каждый из них задействует не одну конкретную частоту, например 2600 МГц, а диапазон шириной от нескольких мегагерц. Это, например, 2500-2570 МГц для передачи, и 2620-2690 – для приема данных в сетях Band 7. Этот диапазон поделен на меньшие отрезки, например, 2500-2520 МГц для передачи, и 2620-2640 – для приема. В таком узком «коридоре» по умолчанию и поддерживает связь LTE-модем.

Естественно, частотный диапазон ограничен, а одна базовая станция оператора не может обслуживать бесконечное число абонентов. Поэтому операторы вынуждены использовать узкие частотные «коридоры», в которых поддерживается связь. Это может быть 1,5, 3, 5, 10, 15 или 20 МГц. Чем уже диапазон – тем больше подключений обслужит вышка, но тем ниже будет скорость у них.

Агрегация частот объединяет несколько узких «коридоров», например, делает из двух или трех по 20 МГц – один многополосный, общей шириной 40 или 60 МГц. Соответственно, и скорость подключения теоретически может увеличиваться до двух или трех раз. Все как с платной дорогой: чем больше полос и терминалов оплаты задействуется – тем меньше заторов на въезде, и больше машин на трассе.

Агрегация частот может объединять пропускную способность как двух диапазонов одного стандарта (бенда), так и нескольких. К примеру, объединить два «коридора» в рамках LTE Band 7, так и агрегировать сигнал Band 7 с Band 3. Это открывает перед операторами (и пользователями) возможность гибкого использования радиочастотного спектра, вне зависимости от специфики сети в конкретном городе.

Объединять можно не только подсети разных бендов, а и разных стандартов разделения. Технология доступна даже для одновременного подключения к FDD-подсети (частотное разделение каналов) Band 3 и TDD-подсети Band 38, использующей временное разделение каналов для приема и передачи сигнала. Правда, так могут не все абонентские устройства.

Какие устройства поддерживают агрегацию частот

Агрегацию каналов поддерживают все современные модемы или роутеры, оснащенные модемами LTE категорий 6+. Устройства с LTE Cat.4 и ниже объединять несущие не способны, им высокоскоростной интернет доступен только в одноканальном режиме. Узнать, какой категории соответствует модем или роутер, можно из спецификации устройства.

Абонентские устройства классифицируются по категориям. Наиболее распространенными на сегодня являются устройства 4-й категории LTE Cat.4. Это означает что максимально достижимая скорость мобильного интернета на прием (downlink или DL) может составлять 150 Мбит/сек, на передачу (uplink или UL) – 50 Мбит/сек. Важно отметить, что это максимально достижимая скорость в идеальных условиях – главные из которых — вы недалеко от вышки, кроме вас в соте больше нет абонентов, к базовой станции подведен оптический канал и др. На практике же реальные скорости загрузки данных могут отличаться в меньшую сторону в зависимости от условий использования устройства, качества покрытия, загрузки базовой станции и некоторых других параметров.

Категория абонентского устройства	Макс. скорость DL, Мбит/с	Агрегация несущих	Дополнительные технологии
Cat.4	150	—	—
Cat.6	300	2х20 МГц	—
Cat.9	450	3Х20 МГц	—
Cat.12	600	3Х20 МГц	4×4 MIMO, 256 QAM
Cat.16	980	4Х20 МГц	4×4 MIMO, 256 QAM

От категории модема LTE зависит, как именно он умеет объединять каналы. LTE Cat.6 может одновременно использовать 2 канала шириной до 20 Мгц каждый, чтобы выдавать скорости до 300 Мбит/с. LTE Cat.9 может использовать уже 3 «коридора» такой же ширины, увеличивая максимальную скорость до 450 Мбит/с. Модемы категории LTE Cat.12поднимают планку до 600 Мбит/с. LTE Cat.16 поддерживает объединение до 4 каналов в режиме MIMO, выдавая до 1 Гбит/сек. Самые современные модемы LTE, соответствующие LTE Cat.20 и выше, уже приблизились к отметке 2 Гбит/с. Они способны объединять одновременно до 7 каналов.