Скоростной доступ в Интернет переживает тот же период, что и мобильная связь лет десять назад. Услуги ШПД на глазах превращаются в commodity, то есть «удобство», тривиальную и общедоступную возможность. Люди ожидают найти подключение к Всемирной Сети буквально везде: на работе, дома, в фойе кинотеатров, в самых затрапезных кафе. Мало того, широкополосный доступ постепенно выходит за пределы населённых пунктов. Следующий рубеж – общественный транспорт, включая междугородные и международные маршруты.
Немного истории
В прошлом году автору этих строк довелось совершить поездку из Одессы в Киев в одном из комфортабельных автобусов компании AutoLux. Дорога занимает ни много ни мало шесть с половиной часов, которые решительно нечем занять. Зимой темнеет очень рано и читать печатный текст становится невозможно. Российское «мыло», которое крутят по телевизору в салоне, напрочь разрушает кору и древесину головного мозга, но у меня были беруши. Можно было бы работать на ноутбуке, но для этого нужен модем когото-то из операторов с хорошим покрытием на всём протяжении почти пятисоткилометровой трассы. Тратить батарею смартфона на Веб-серфинг было и жалко, и бесперспективно – больше двух-трёх часов активной эксплуатации она бы не выдержала.
И пришла мне в голову нехитрая, в общем то, идея: будь у меня возможность подключиться к внутренней WiFi-сети автобуса, я бы не пожалел на это 10-15 гривен. Интернет давно уже превратился в безотказный, гарантированный способ провести время. Технически такая задача также не должна быть особо сложной. Основные трассы на большей своей части наверняка покрыты сигналом CDMA-сетей третьего поколения, причём сразу нескольких операторов. Используя принцип агрегации каналов передачи нескольких операторов, можно существенно повысить общую скорость передачи данных и компенсировать пробелы покрытия отдельных провайдеров.
Идея запала мне в голову и я начал потихоньку собирать информацию по ней. Скоро обнаружилось, что она занимает далеко не только меня. Подобные проекты прорабатываются различными компаниями уже второй или третий год подряд. Несколько украинских производителей оборудования создали технические решения для агрегации услуг БШПД и создания WiFi-зон на их основе. Пилотные проекта реализованы и для междугородных автобусов, и для ж/д-сообщения, и даже для общественного транспорта и такси.
Стало мне интересно исследовать и вторую обязательную предпосылку подобных услуг, а именно качество покрытия 3G-сетями основных автотрасс страны. Перед майскими праздниками я проехался по одесской трассе ещё раз, уже из Киева в Одессу, с полным набором модемов операторов БШПД. И вот что из этого получилось.
Много теории
Для тех, кто не читал предыдущие материалы проекта сравнительного тестирования беспроводного ШПД расскажу ещё раз в чём он состоит и для чего вообще появился на свет. Если одним словом, то это ликбез. Ликбез для людей, которым приходится решать задачу выбора беспроводного подключения к Интернет для дома или офиса, желательно скоростного (т.е. не EDGE, а хотя бы 512 Кбит/сек, ещё лучше 1 Мбит/сек и более).
Да-да, значительная (а то и бОльшая) часть 3G-услуг приходится на стационарные подключения, привязанные к неким конкретным локациям. Это, в первую очередь, районы малоэтажной застройки и загородные домохозяйства, куда операторы фиксированных сетей дотянуться или не могут, или не хотят, или могут, но за слишком большие деньги.
В силу специфики беспроводных технологий выбор услуг на их основе намного сложнее, нежели в случае фиксированных сетей. В первом случае постоянно меняется, причём в широких пределах, сама физическая среда, в которой передаются данные. Беспроводные сети всё время «дышат», их показатели меняются вместе с ними. Намного больше и факторов, влияющих на качество конечной услуги: расположение базовых станций, условия распространения сигнала, помеховая обстановка. Учитывая тот факт, что во многих населённых пунктах одновременно присутствуют сети подвижной связи сразу семи операторов (включая UMTS, CDMA EvDO и WiMAX-технологии), задача выбора не имеет простых и очевидных решений. А ведь ещё есть многочисленные операторы фиксированного беспроводного ШПД!
В первых материалах, которые были подготовлены по результатам замеров в городах Киевской области, была предложена методика измерения скорости передачи данных как наиболее простого и понятного критерия качества услуг доступа в Интернет. В частности, обоснована необходимость измерять средние значения скорости вместо использования популярного сервиса SpeedTest. Кратко затронуты и вопросы качества услуг передачи голоса.
Исследования возможности доступа в интернет для пассажиров междугородных рейсов, выдвигают на передний план другой аспект БШПД – покрытие радиосигналом. Приступая к тестированию услуг беспроводного доступа, стоит начать с исследования базовых показателей радиопокрытия. А именно мощности сигнала, который распознаёт приёмо-передатчик устройства, и отношения сигнал-шум. Очень хорошее описание теории данного предмета можно найти в этой статье не Хабрахабре: что означают данные параметры, как они вычисляются и как используются на практике.
Ограничусь пересказом выводов:
• характеристики радиосигнала позволяют определить пределы возможного в конкретной точке пространства. А при наличии проблем с услугой – очертить круг возможных причин;
• если мощность сигнала и его качество (то самое отношение сигнал/шум) недостаточны – не стоит ожидать высоких (для исследуемого стандарта) скоростей передачи данных. Низкая мощность обусловлена затуханием сигнала (по причине удалённости от БС или препятствиями), а низкое качество – сторонними помехами либо неоптимальным радиопланированием самой сети;
• первую проблему можно попытаться исправить, переместив модем в другое место или задействовав внешнюю антенну. А вот устранить помехи, скорее всего, не удастся. Стоит сразу сообщить о них в службу поддержки;
• если же при удовлетворительных показателях мощности и качества сигнала сервис не работает – невозможно подключиться, скорость передачи данных неудовлетворительна и т.п., — проблемы однозначно на стороне провайдера. Как это выглядит, можно почитать на форуме пользователей российской Yota.
К сожалению, уже на этом этапе проявляются нюансы.
Показатель мощности сигнала используется во всех без исключения радиотехнологиях — UMTS, CDMA и WiMAX, — и даже обозначается единообразно, как RSSI (Received Signal Strength Indication — индикация мощности принятого сигнала). А вот со вторым фундаментальным показателем всё несколько сложнее. В случае WiMAX сетей используется исходный показатель сигнал/шум или CINR («Carrier to Interference + Noise Ratio» — отношение уровня сигнала к уровню шума и помех). Его синонимом является SINR (Signal Interference + Noise Ratio). Текущие значения обоих показателей открыты для пользователей, при этом отличаются относительным постоянством.
В случае UMTS и CDMA применяется не отношение «сигнал/шум», а производный от него параметр, известный как Ec/Io. Скажу откровенно – мне понадобилось несколько заходов, чтобы постичь смысл данного показателя. Энтузиастам могу порекомендовать вот эту статью на английском языке, наиболее корректное и внятное, как мне кажется, изложение вопроса, какое только удалось найти. Тем, кому неинтересны подробности теории, перескажу выводы: показатели мощности сигнала должен быть как можно выше, сигнал/шум (в любой его ипостаси) — меньше. Первый измеряется в дБм, второй – в дБ.
На какие показатели мощности и качества сигнала нужно ориентироваться? Из тех ответов, которые предоставили украинские провайдеры БШПД, вырисовывается следующая картина.
По мнению операторов WiMAX-сетей, возможные варианты выглядят следующим образом:
| RSSI, dBm | CINR, dB | |
| Хорошие показатели | -45…-60 | 35…25 |
| Средние | -60…-75 | 25…15 |
| Плохие | -75…-90 | 15…5 |
В случае с операторами CDMA-сетей получилось интересней. Были озвучены два заметно отличных набора значений. В CDMA-Ukraine ориентируются на такие показатели:
| RSSI, dBm | SINR, dB | |
| Хорошие показатели | >-70 | >4 |
| Средние | -70…-90 | 4…-3 |
| Плохие | < -90 | < -3 |
В Интертелекоме для оборудования стандарта EvDO Rev.A используют существенно иные ориентиры.
| RSSI, dBm | SINR, dB | |
| Хорошие показатели | -45 | 0 |
| Средние | -75 | -5 |
| Плохие | <-100 | -10 |
Обращает внимание, что граница плохих условий приёма в Интертелекоме отличается на целых 10 дБм. Это ровно в 10 раз меньший уровень мощности сигнала, нежели у конкурентов. Вовсе не мелочь и в полной мере проявит себя при тестировании услуг в реальной жизни.
Разобравшись с численными ориентирами для каждого показателя, посмотрим, чем их можно измерять. Из общедоступного ПО мне посоветовали утилиту AxesstelPst для CDMA-сетей и MDMA для UMTS-модемов. В случае WiMAX, напомню, искомые показатели доступны прямо через интерфейс служебных программ. К сожалению, простота и дружелюбность интерфейса WiMAX-устройств не имеет аналогов в мире true 3G.
Приступив к использованию этих утилит, я столкнулся с неприятными сюрпризами. MDMA в принципе не позволяет получить значения SINR или Ec/Io. В AxesstelPst такая возможность есть, но воспользоваться ею довольно непросто. Дело в том, что при подключении модема оба показателя – RX1 Rssi (нам нужен именно он) и Ec/Io, — постоянно меняются, плавают, причём в довольно значительных пределах. Особенно сильно это характерно для Ec/Io, где разброс может достигать 3-5 дБ в течении одной-двух секунд. На скришоте вы видите некое фиксированное значение, но в действительности оно очень быстро меняется, в соответствии с «дыханием» сот.
Возникает вопрос какие именно значения фиксировать, как определять усреднённые показатели. Чтобы замерить эффективную скорость передачи данных, тестовые файлы закачиваются на протяжении трёх минут. Было бы логично и для радиосигнала фиксировать средние значения его показателей за тот же период. К сожалению, решить эту задачу пока не удалось. Поэтому в ходе новой серии замеров решил этим показателем пренебречь, оставив только мощность радиосигнала. Она не так изменчива и остаётся относительно стабильной на протяжении всего цикла измерений.
От теории – к практике. В путь!
Искренне надеюсь, что читатель ещё жив и готов узнать, как все эти академические знания могут быть использованы в реальной жизни. Примером послужат замеры, которые были произведены 27 апреля на трассе Киев-Одесса. Задачу себе я поставил такую: исследовать радиопокрытие и качество услуг беспроводного доступа по ходу трассы Е95. Особое внимание уделить отрезкам трассы между более-менее крупными населёнными пунктами, то есть в «чистом поле».
Полный цикл замеров, которые я проводил в Броварах и Боярке, занимал до двух с половиной часов на каждой точке. Чтобы успеть выполнить замеры хотя бы в дюжине локаций и вообще попасть в Одессу до конца дня, программу нужно было радикально сокращать. Поэтому я решил фиксировать только три значения:
• среднюю на протяжении трёх минут скорость закачки пяти тестовых файлов (downlink);
• среднюю скорость выгрузки тех же файлов в Сеть (uplink);
• мощность радиосигнала (Rx1 Rssi).
Вита-почтовая, 6:51
В путь мы с коллегой отправились рано утром, часов в шесть. Поездка пришлась не первый по-настоящему жаркий и солнечный день. Первая остановка возле Вита-Почтовая в 6:51. К сожалению, не записал указатель километража на ближайшем столбе, поэтому приведу координаты: 30°22’23.37» E 50°18’120»N.
Первым подключаюсь к МТС-Коннект. Показатели радиосигнала средненькие, мощность примерно -77 дБм, Ec/Io плавает в пределах от -2 до -7 дБ. Скорость передачи данных более чем посредственная: 285 Кбит/сек на загрузку и 513 Кбит/сек на uplink. Негусто.
Модемы CDMA.ua и PEOPLEnet сообщают про мощность сигнала около -90…-92 дБм. Показатель Ec/Io колеблется от -5 и аж до -10 с лишним дБ. No service.
В ход идут модемы Интертелекома, сначал Rev A, затем и Rev B. Результаты второго превосходны: до 1,8 Мбит/сек для downlink и это средние значения, максимальные в 2,5 раза выше. Rev A модем сильно отстаёт: всего 663 Кбит/сек в среднем «вниз» и 258 — «вверх».
77 км, 7:40
Следующая остановка в районе отметки «77-ой километр». Вот здесь и проявляет себя в полной мере зависимость скорости передачи данных от мощности сигнала. В сети CDMA.ua мощность сигнала -87 дБм, скорость загрузки — 1,4 Мбит,сек. У PEOPLEnet сигнал намного мощнее: -73 дБм. Соответственно и скорость намного выше: 2,1 Мбит/сек. Результаты модемов в сети Интертелекома укладываются в эту же зависимость. Везде, напомню, речь идёт о средних значениях. Важно то, что замеры производились рано утром, когда нагрузка в сети минимальна. Поэтому и зависимости такого рода наиболее наглядны.
Заметно выбивается из общей колеи EvDO-сеть МТС. Можно предположить, что в ней намного выше нагрузка.
120 км, 8:35
При Rssi = -96 dBm сеть PEOPLEnet снова недоступна, no service. Перехожу на CDMA.ua и даже успеваю замерять скорость downlink. Потом начинаются сплошные разрывы соединения. Модемы Интертелекома работают без перебоев, вытягивая вполне приличные 700-900 Кбит/сек при мощности сигнала в -85..-89 дБм. МТС-Коннект не работает.
135 км и 180 км
MTS: -91 дБм, no service. CDMAua: -107 дБм, no service. PEOPLEnet: -93 дБм, no service.
В сети Интертелекома регистрирую парадоксальные результаты. Несмотря на Rssi меньше -90 дБм, модемы обеспечивают соединение. Причём на впечатляющих скоростях! Когда при подготовке материала я дошёл до этих цифр, то сначала отнёс их на свою невнимательность. Однако на отметке 180 км повторилась та же самая история.
Ответ, судя по всему, заключается в иных, нежели у PEOPLEnet и CDMA.ua, характерных значениях Rssi и Ec/Io. Выше я привёл таблицы с данными, которые предоставили мне разные операторы. В случае Интертелекома допустимы намного худшие условия приёма. Видимо это и проявилось в данном случае.Каким образом достигается такой эффект — не знаю. Во время новых этапов мультитестирования автотрасс надо будет ещё раз исследовать этот эффект.
227 км, 10:45
«Взошло солнце, в Стране Дураков наступило утро». Утро наступило уже давно. Жара. Чудеса продолжаются. Заехали на заправку Окко перекусить и перевести дух. Интертелекомовский Rev A. модем выдаёт Rssi = -67..-69 дБм и 2,7 Мбит/сек «вниз».
Устройство с Rev B. показывает то -95 дБм, то -74, Ec/Io скачет от 0 до -8 дБ. Пытаюсь замерить скорость, но снова и снова повторяется одна и та же картина: сначала всё идёт хорошо, потом скорость начинает резко падать и, в конце-концов, соединение «замирает». Незачёт. Впрочем, показателей Rev A. с головой хватит на всё. Обратная совместимость — великая вещь.
235 — 316 км
Участок автотрассы, пролегающий на территории Черкасской и Кировоградской областей, парадоксальным образом сочетает в себе две противоположные черты. С одной стороны это наиболее ухоженный, чистый и, в целом, приличный фрагмент. Машина летит по аккуратной ленте трассы через необъятные просторы под бескрайним небом. Убожество и грязь придорожных посёлков не травмирует глаз. Порядок!
С другой стороны именно здесь цветёт и щедро плодоносит лютый китч имени главного символа украинской культурки (культурой это сложно назвать) — Мих-Миха Поплавского. Рестораны «Культурний Олігарх» и «Батьківська хата» соседствуют с туалетными комплексами «ПоплавОК» и вареничными на 50 видов галушек.
Как и всё, что делает Поплавский, его заведения добротны, радуют невзыскательный глаз и вкус, но оставляют привкус лёгкой насмешки.
На всей этой территории присутствует только один оператор — Интертелеком. Одну за другой мы делаем остановки: 235 км, 252-ый, 291-ый… Rev A работает везде, выдавая на-гора до 1,5 Мбит/сек эффективной скорости. Старшая разновидность стандарта местами даёт сбой: сигнал есть и достаточно сильный, а услуга отсутствует. Возможно, Rev B не поддерживается на базовых станциях в этих местах, а модемы отказываются работать с предыдущей версией стандарта. Надо выяснять. Как бы там ни было, таких зон относительно немного и машина возвращается в зону сплошного Rev B — покрытия.
342 км
Становится доступной услуга ещё одного оператора: PEOPLEnet. Хотя Солнце давно в зените и рабочий день в самом разгаре, скорость передачи данных «вниз» достигает весомых 2,7 Мбит,сек. Максимальные, разумеется, ещё выше.
373 км
На CDMA-версии iPad, которую я взял с собой, стабильно держатся четыре «палки» из пяти. Мне становится интересно выяснить, как обстоят дела с радиосигналом в балках и низинах, которые периодически попадаются на пути. Трасса, как никак, большей частью проходит поверху неровностей рельефа.
Выбрав одну из балок (на снимке она прямо по курсу, в районе путепровода), сворачиваем с дороги вниз. Место тихое, тенистое и явно неблагоприятное с точки зрения радиопокрытия. Тем не менее покрытие есть, а скорости не уступают предыдущей позиции: PEOPLEnet — 2,7 Мбит/сек, Интертелеком Rev A — 1,6 Мбит/сек, Rev B — 1,5 Мбит,сек.
Ни МТС, ни CDMAua по-прежнему не ловятся. Впрочем, на следующей остановке исчезает и PEOPLEnet.
426 км
PEOPLEnet возвращается на стоянке возле мотеля Е95, самого стильного, пожалуй, места на протяжении всего почти пятисоткилометрового пути. Не могу удержаться, чтобы не привести здесь его фотографию.
Мотоцикл возле стеллы достигает метров трёх в высоту.К сожалению, заходить внутрь времени не было. Жара уже сильно утомила, нужно было спешить.
456 км
Последняя остановка перед Одессой. В эфир возвращаются CDMAua и МТС. Время к вечеру, нагрузка на БС, скорее всего, максимальна.
Итог
Поездка дала много пищи для размышлений. Наглядно проявили себя зависимости между мощностью сигнала и скоростями передачи данных. К сожалению, несовершенство имеющихся средств не дало возможности представить данные о качестве сигнала, тогда картина была бы ещё полнее.
Снова проявилась разница между максимальными и средними (эффективными) скоростями передачи данных. Через раз она достигала 1,5-2 раз. То есть SpeedTest показывает, например, 1,8 Мбит/сек, а файлы закачиваются со скоростью 900 Кбит/сек. Разрыв огромен, его нельзя не учитывать.
Также всплыла разница между чувствительностью (???) модемов разных сетей.
Что касается покрытия трассы Киев-Одесса радиосигналом 3G-сетей, то она таки покрыта и довольно плотно. Ни одного места, где нельзя было бы выйти в Интернет мы не нашли. Местами трасса не просто покрыта, но, если можно так выразиться, толстым слоем Интернета. Канальный ресурс в 2-5 Мбит/сек представляется мне более чем достаточным для комфортного время провождения дюжины-двух путешественников в салоне рейсового автобуса.
