Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики.
Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей
Политикой в отношении файлов cookie
Весной этого года на сайте iXBT.com был опубликован обзор двух моделей роутеров Keenetic, оборудованных встроенными модемами 4G для работы в сетях сотовых операторов. В обсуждении статьи многие читатели отмечали, что использование сегодня модема LTE Cat. 4, особенно с учётом его «встроенности», нельзя назвать интересным. Действительно, модели Qualcomm Snapdragon X5 уже около пяти лет и учитывая постоянный рост требований со стороны приложений, а также развитие сотовых сетей, его формальные 150 Мбит/с на приём и 50 Мбит/с на передачу (реальные показатели обычно в полтора-два раза ниже) выглядят неинтересно на фоне возможностей актуальных смартфонов.
К примеру, Apple iPhone 12, Huawei P40 Pro и Samsung Galaxy S21 имеют скорость получения данных через сотовые сети LTE более 1 Гбит/с. Отметим, что здесь и далее, если не указано иное, речь идёт о максимальных скоростях, заявленных в технических характеристиках. Причём не стоит думать, что это особенность только дорогих топовых моделей — этим же может похвастаться и Xiaomi Redmi Note 7 стоимостью примерно от 10 000 рублей.
Секрет успеха заключается в том, что чипсеты для смартфонов используют более совершенные модемы, поддерживающие технологии увеличения скорости. Среди последних наиболее часто используется агрегация частотных каналов. Кроме того, могут встречаться MIMO 4х4 и модуляция 256QAM.
Ключевым моментом во всей истории является необходимость иметь аналогичные возможности и на базовых станциях. Операторы не готовы публично делиться информацией о характеристиках своего оборудования, за исключением маркетинговых акций демонстрации «самого быстрого интернета». А без соответствующей поддержки со стороны конкретной вышки никакого смысла в более современном и дорогом модеме просто нет. Кроме того, традиционно не забываем, что фактическая скорость при работе в данном сценарии существенно зависит также от качества связи, от текущей нагрузки на станцию и от способа ее подключения к опорной сети оператора. Скажем даже если вы видите в окно своего дачного дома свежеустановленную вышку, рассчитывать на высокие скорости часто не стоит, поскольку она может быть подключена к опорной сети не по быстрой и предсказуемой оптике, а по радиоканалу.
Кроме того, во всей этой истории также играют роль тарифные планы и «особенности» реализации услуг для доступа с модемов и роутеров. Но в этом материале мы эти темы затрагивать не будем, а сосредоточимся на технических вопросах.
И последнее замечание — все описанное далее может быть актуально только если подключение к сотовой сети — единственный доступный вариант и при этом вам недостаточно предоставляемой «обычным» оборудованием скорости в десятки мегабит в секунду.
Теория
Основной ресурс для сотовых операторов — частоты. Не имея достаточной полосы, предоставить клиенту высокую скорость не получится, как и обслужить большое число абонентов, поскольку физические законы не обманешь. Обычно эти ресурсы распределяются с учётом региона. В сети можно найти списки диапазонов (Band) с учётом ширины канала. Так что, к примеру, в одной области оператору может быть выделен один набор частот и каналов, а в соседней — совсем другой. Так что и это тоже стоит учитывать при планировании реализации высокоскоростного доступа к Интернет через сотовые сети.
Модем категории 4 (LTE Cat. 4) поддерживает MIMO 2×2 и на канале шириной 20 МГц как раз имеет максимальные скорости скачивания и загрузки 150 и 50 Мбит/с соответственно. Заметим, что бывает так, что оператору выдаётся в регионе полоса как менее, так и более 20 МГц. Соответствующим образом меняется и скоростная «ёмкость». Модем категории 6 уже относится к классу LTE-Advanced (LTE-A, LTE+, 4G+). Он способен агрегировать две частоты (два канала) базовой станции на скачивание, что даёт в итоге 300 Мбит/с. Заметим здесь, что категория модема является его фиксированной аппаратной характеристикой и не может быть изменена никакими прошивками. Хотя вот включить-выключить поддерживаемые режимы MIMO и кодировок можно.
В таблице ниже приводятся некоторые варианты категорий, которые могут использоваться в современном клиентском оборудовании.
Категория LTE | Скорость приёма | Скорость передачи | MIMO | Кодировки |
1 | 10 Мбит/с | 5 Мбит/с | — | QPSK |
2 | 50 Мбит/с | 25 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
3 | 100 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
4 | 150 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2 | QPSK |
6 | 300 Мбит/с | 50 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM |
12 | 600 Мбит/с | 100 Мбит/с | 2×2, 4×4 | 64QAM, 256QAM |
18 | 1200 Мбит/с | 210 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
20 | 2000 Мбит/с | 315 Мбит/с | 2×2, 4×4, 8×8 | 64QAM, 256QAM |
При этом скорости приводятся именно максимальные и на самом деле формально там не такие круглые цифры, но в данном случае это не очень существенно.
Что касается базовых станций, то операторы постоянно обновляют оборудование, так что определение актуальных возможностей именно ваших ближайших станций является непростой задачей. Формально для этого существует специализированное программное обеспечение, однако использовать его неподготовленным пользователем будет сложно. Так что можно попробовать проверить фактическую скорость на современном смартфоне или обратиться к базам сотовых вышек и их параметров, которые можно найти в сети.
В общем случае, агрегация частотных каналов позволяет устройству клиента подключаться к одной базовой станции одновременно по двум и более каналам (ещё раз напомним, что только если эти режимы реализованы на этой базовой станции) и таким образом суммировать скорости. При этом каналы могут принадлежать одному или разным диапазонам (Band), а также иметь одинаковую или разную ширину. В зависимости от оборудования и его настроек, рост скорости может касаться не только загрузки, но передачи. Отметим, что данная технология работает и даёт эффект в том числе и на однопоточной нагрузке (скажем просмотре видеоролика или при скачивании файла по прямой ссылке). При этом если нагрузки нет или она незначительная, модем для экономии ресурсов может и не задействовать агрегацию, так что реальное ее использование стоит проверять при активных задачах передачи данных.
Оборудование
USB-модемы, которые можно приобрести в офисах операторов, в большинстве своём имеют категорию не выше четвёртой, то есть не поддерживают агрегацию каналов и обеспечивают скорость загрузки не более 150 Мбит/с. Так что энтузиастам приходится искать другие источники, в роли которых выступают зарубежные Интернет-магазины. Отметим, что обычно там продаются не заблокированные на оператора устройства с поддержкой всех диапазонов, так что по этому поводу беспокоиться не стоит.
Что касается формата, то чаще всего встречаются модемы в виде плат M.2 3042, в первоначальном виде рассчитанные на установку в ноутбуки, специализированные роутеры и другое оборудование M2M. M.2 является универсальным форматом и имеет несколько вариантов. Для модемов применяется M.2 с ключом B, что означает передачу через разъем пары линий PCIe, SATA, интерфейсов USB 2.0 и 3.0, звука, а также нескольких специализированных шин. Собственно модемы из этого всего используют USB, контакты для SIM-карты и конечно питание.
Так что если хочется использовать модем с обычным роутером или компьютером, то потребуется специальная плата-адаптер со стандартным портом USB на выходе. Плюс нужно будет решить вопрос с подключением антенн, миниатюрные разъёмы для которых находятся на плате самого модема.
Простейший вариант представляет собой небольшую плату со слотом M.2 и портом USB. Из дополнительных деталей можно отметить наличие преобразователя питания. Корпуса у нее не предусмотрено, так что придумывать нужно будет что-то самостоятельно. Как видно по фотографии — на плате может быть установлено сразу два слота для SIM-карт, что в сочетании с соответствующим модемом позволяет на лету менять оператора через отправку модему команд. Технически можно реализовать и автоматические варианты переключения, но это уже вопрос к программному обеспечению, работающему с модемом.
С обратной стороны данной платы нет ничего интересного.
Для подключения антенн потребуются специальные провода-адаптеры – pigtail. Они могут идти в комплекте с платой или продаваться отдельно. На фотографиях я их уже закрепил на плате, что б не повредить разъемы на модеме из-за относительно больших и тяжелых антенн. В роли последних в данном случае использовались антенны от роутера Keenetic Runner 4G со встроенным модемом LTE. При необходимости через pigtail подключаются и внешние направленные антенны (здесь может еще потребоваться кабель от pigtail до антенны).
В качестве альтернативы сочетанию pigtail и антенны, если есть уверенность в сильном сигнале и/или необходимо обеспечить компактность конструкции, можно попробовать использовать антенны, аналогичные устанавливаемым в ноутбуках. Они обычно идут сразу с разъёмами для подключения к модему. Правда тут надо ещё внимательно выбирать – приведённые на фото, судя по артикулу, предназначены для Wi-Fi, так что их эффективность для LTE может быть не так хороша, как хотелось бы.
При желании вместо простого адаптера можно подобрать и более серьёзный (и дорогой) вариант с готовым корпусом, где уже есть все необходимое.
К примеру, у данного варианта есть металлический корпус с возможностью закрепить его в нужном месте.
С одного торца мы видим два светодиодных индикатора и порт USB Type A. Последнее несколько странно, поскольку формально этот порт обычно применяется на стороне хоста. Так что для подключения устройства потребуется идущий в комплекте кабель с парой одинаковых разъёмов.
С другого торца установлены два стандартных разъёма для антенн и между ними подпружиненный слот для SIM-карт формата мини. При этом карта помещяется в нем не полностью, так что поменять ее можно и без применения дополнительных инструментов.
Сам корпус представляет собой отрезок металлического профиля.
Посмотрим теперь что удалось раздобыть из модемов для проведения тестирования. Напомним, что собственно производителей микросхем модемов не так уж и много, фактически большинство моделей может быть представлено в Интернет-магазинах под разными именами, но иметь одинаковые характеристики, а наиболее известным производителем чипов в этой области является Qualcomm.
В частности одна из популярных моделей на базе Qualcomm Snapgragon X7 — Dell Wireless 5811e (DW5811e), который также можно найти по ключевым словам «Sierra Wireless EM7455». Данный модем относится к категории 6 — при агрегации двух каналов способен обеспечить скорость на приём 300 Мбит/с, а на передачу у него все те же 50 Мбит/с, как и в категории 4.
Устройство поддерживает все распространённые диапазоны LTE, а также может работать в режиме 3G. Есть возможность подключения двух SIM-карт и встроенный приёмник GNSS для определения координат. Интерфейс подключения — USB 3.0. Стоимость модема на момент подготовки статьи составляла примерно от 2000 рублей.
Второй вариант основан уже на Qualcomm Snapdragon X20 — DW5821e (другие ключевые слова для поиска — «Foxconn T77W968»). Этот модем категории 18 способен объединять до пяти 20 МГц каналов на загрузку, и его максимальная заявленная скорость составляет 1,2 Гбит/с. Использование категории 13 на передачу позволяет достичь 150 Мбит/с в этом режиме.
Плюс здесь есть MIMO 4×4 и кодирование 256QAM. Подключение осуществляется через USB 3.0. Этот модем применяется в платформе Qualcomm Snapdragon 855, так что фактически встречается в многих смартфонах. Стоимость модема существенно выше и составляет около 6000 рублей.
С установкой модемов проблем не будет. Устанавливаем модем в слот и закрепляем винтом. Далее подключаем кабели от pigtail. Здесь, конечно, нужна аккуратность и внимательность. Разъёмы очень мелкие.
Учитывая текущие реалии, в большинстве случаев, нет смысла ориентироваться именно на USB 3.0. На практике это может быть интересно только при наличии подтверждения, что на вашей вышке можно получить более 300 Мбит/с или как вложение на перспективу.
Второй момент, который хотелось бы здесь упомянуть — питание. Не секрет, что для традиционных «USB-свистков» ситуация, когда модем нестабильно работает или зависает именно из-за питания, встречается часто. Для описываемой схемы с M.2 модемом и адаптером на USB данный вопрос обычно решается качественными цепями на плате-переходнике (они там в любом случае есть, поскольку устройства M.2 питаются от 3,3 В) и конечно хорошим источников в роутере. Что касается потребления, то для описанных выше устройств реальные значения во время тестов не превышали 3 и 5 Вт соответственно.
Чипы Qualcomm имеют встроенные датчики температуры, так что можно обеспечить и удалённый контроль этого параметра. С практической точки зрения для «обычных» скоростей и режимов необходимости в дополнительном охлаждении скорее всего не будет. Однако если речь идёт о максимальной производительности и стабильной работе в сложных условиях, то рекомендуется обратить на это внимание и добавить радиатор и/или даже вентилятор. При этом поведение при перегреве, судя по сообщениям в форумах, может быть разное — от снижения скорости до перезагрузки.
На фотографиях выше видно, что с обратной стороны плат модемов нет никаких элементов и прямо напрашивается поставить с этой стороны термоинтерфейс и радиатор. Однако использованные адаптеры очень хорошо подходят для этого сценария. У первого под модемом находятся слоты для SIM-карт и тут мало что можно сделать. Второй интереснее, поскольку можно попробовать передать тепло на его печатную плату и потом на корпус. Но в общем случае, оба варианта сложно назвать оптимальными с этой точки зрения.
Отдельный вопрос — прошивки. Традиционно эта тема в многочисленных обсуждениях в сети вызывает немалый интерес, продиктованный шансом бесплатно (если не считать потраченного времени) что-то улучшить. Конечно, в этой статье нет как возможности, так и смысла пересказывать все написанное за последние годы про обсуждаемые устройства. Отметим только, что если говорить, собственно, об основной прошивке модема, то вопрос относительно простой — ситуации, когда смена прошивки как-то кардинально меняла его поведение, встречаются очень редко и обычно об этом сразу указывается в шапках профильных тем форумов. Сам процесс замены встроенного ПО обычно относительно несложный, если все идёт по плану. Но, конечно, стоит отнестись к нему максимально внимательно, иначе есть шанс получить «кирпич». Более интересный с практической точки зрения момент — возможность изменения параметров и режимов работы модема редактированием специальных областей/файлов прошивки с целью оптимизации и улучшения скоростных характеристик. В частности, речь может идти о всех описанных выше опциях — наборе каналов для агрегации, кодировке, MIMO. Это уже более сложное вмешательство, но в общем случае имея определённый опыт разобраться с этим можно.
Подключение
Учитывая, что первоначально данные модемы были созданы для ноутбуков, их использование с компьютерами обычно не вызывает проблем при наличии свежих версий ОС и драйверов. Но наша цель — совместная работа с беспроводным роутером для раздачи доступа к Интернет для нескольких клиентов.
Прежде чем поговорить о самих роутерах и их прошивках, вспомним, какие используются сегодня варианты протоколов, также называемых в данном случае «режимами», для общения с модемами. Кроме непосредственно подключения к сети Интернет, они отвечают за управление настройками модема, а также мониторинг его состояния. Учитывая, что речь обычно идёт о решениях на чипах Qualcomm, не удивительно, что наиболее распространенным стоит признать QMI — Qualcomm MSM Interface. Похож на него и относительно недавно появившийся MIBM (Mobile Broadband Interface Model), уже не привязанный к одному производителю. С технической стороны они обычно выглядят как несколько подустройств на шине USB.
Для обсуждаемой темы высоких скоростей остальные протоколы менее актуальны, так что просто упомянем их — NCM, ECM и RNDIS представляют собой реализации «Ethernet через USB» разных поколений.
В большинстве случаев, модемы поддерживают работу по нескольким протоколам, переключение между которыми осуществляется специальными программами или командами. Дополнительно они же могут использоваться и для включения-выключения отдельных портов (например, диагностического порта) или выбора параметров интерфейсов (например, ограничение USB версией 2.0). В целом, все эти интерфейсы уже достаточно давно были представлены и в различной степени успешно поддерживаются современным программным обеспечением.
Так что выбор роутера/прошивки для нашей задачи очень широкий и зависит как от бюджета, так и уровня технической подготовки пользователя. На одном краю находится известная прошивка OpenWrt, которая доступна для многих аппаратных платформ. Немного менее «затратный» по времени настройки — основанный на том же OpenWrt проект ROOter. Далее можно вспомнить про известный бренд MikroTik, который во многих своих продуктах поддерживает работу с сотовыми модемами по современным интерфейсам. Кстати, в арсенале компании есть в том числе и полностью готовые к работе решения категорий 6 и 12. Ещё один вариант для тех, у кого больше денег, чем времени, — продукты отечественного разработчика Kroks.
Мы же в этот раз используем решение хорошо знакомого бренда — Keenetic. Пусть это будет Keenetic Viva KN-1910 — двухдиапазонный гигабитный роутер с парой портов USB 2.0. До анонса новых моделей верхнего сегмента, это было третье по старшинству устройство — с мощным (для решений этого бренда) процессором, но в отличие от Giga без SFP, только с USB 2.0 и с меньшим объёмом оперативной памяти. Также его можно назвать как «максимально доступная модель от Keenetic с гигабитными портами и USB».
Настройка и использование
Обычно я против тестирования на не вышедших в релиз версиях прошивок, но в данном случае без ветки Alfa не обойтись — поддержка QMI для новых модемов появилась именно в ней. Так что идём в настройки роутера, выбираем канал «Тестовая сборка», обновляемся на версию 3.7 Alfa 11, после перезагрузки ещё раз заходим на эту же страницу и в выборе компонент прошивки добавляем поддержку интерфейса QMI для модемов (некоторые скриншоты снимались уже позже собственно всего процесса тестирования, так что за это время вышли новые сборки).
Подключаем модемы, причем для усложнения задачи используем сразу два – по одному в каждый из двух портов USB роутера (используются SIM-карты операторов Мегафон и Билайн), и перезагружаемся. Буквально через несколько минут мы видим зеленый индикатор подключения к сети Интернет на роутере.
Никаких специальных настроек не потребовалось. Все опции подключения были определены автоматически. При необходимости пользователь может в дальнейшем изменить некоторые параметры в настройках соединения. Среди них – тип сети, частотные диапазоны, APN, сеть (оператор), функция ping check, роуминг данных, расписание работы и другие.
В прошивках Keenetic также реализованы очень полезные возможности отправки и чтения SMS, а также работа с кодами USSD.
В сочетании с KeenDNS эти операции будут доступны и удаленно через Интернет.
С учетом типа подключения в сложных ситуациях желательно иметь в роутере средства для контроля и диагностики соединений с сотовым оператором. В прошивках Keenetic это реализовано достаточно удобно. Начать можно со страницы «Системный монитор».
После щелчка на «Подробнее о соединении» пользователю будет показана ключевая информация о подключении. В частности, здесь есть модель и версия прошивки модема, оператор, длительность подключения, уровень сигнала, типа сети, идентификатор базовой станции, IMEI, IP-адреса, текущие скорости приема и передачи, общий объем переданного трафика, имя KeenDNS роутера. Обратим также внимание на кнопку принудительной перезагрузки модема.
Более полезные для выбора оптимальной конфигурации данные представлены на странице настройки подключения.
Как раз в этом месте можно увидеть описанную выше агрегацию – в поле «Band» будут указаны список диапазонов и ширины каналов в каждом. Кроме кода станции здесь будут показаны и другие данные о вышке, что позволит найти ее в онлайн базах и определить, насколько эффективно будет с ней работать. Плюс есть раскрывающиеся поля с данными антенн и несущих. Обратим внимание, что, к сожалению, все-таки не вся информация соответствует действительности – в частности поле «Максимальная скорость» явно показывает не то, что хотелось бы видеть. Учитывая активную работу над прошивками, есть шанс, что это будет исправлено. Конечно, при условии, что проблема не в самом модеме, который отдает такие данные. Понятно, что сам производитель здесь ничего не выдумывает, а берет данные от него. Кроме указанных возможностей работы с модемами через GUI, есть также консольные команды. Например, через
show interface UsbQmi1
можно посмотреть статус модема (цифра задает нужный номер интерфейса). Аналогичные данные в формате json доступны через запрос через браузер по URL-ссылке
rci/show/interface/UsbQmi1
Что касается непосредственно использования, то на самом деле можно ограничиться простой констатацией факта, что «все работает». Соединения с провайдерами поднимаются быстро, за несколько недель тестирования отключений, кроме как связанных с перезагрузками оборудования, замечено не было. По описанным выше причинам, серьезно относиться к замерам реальной скорости работы сложно. Точнее про них можно говорить только с пометкой «вот такое тоже бывает», понимая, что речь идет исключительно о данном месте и времени. Никаких гарантий на минимальную скорость никто никогда не даст. Да и в большинстве случаев для домашних пользователей это и не требуется.
За время использования описанной конфигурации я несколько раз оценивал скорость запуском клиента p2p с несколькими популярными задачами на подключенном к роутеру компьютере. Средние показатели можно грубо оценить как 120 Мбит/с для Мегафон с модемом DW5821e и 50 Мбит/с для Билайн с модемом DW5811e. Напомним, что агрегация начинает работать только при наличии необходимости в ней, то есть нагрузки со стороны клиентов.
Практические выводы, которые можно сделать из проведенного тестирования – пользователю для достижения высоких результатов нужно как минимум иметь хороший модем категории 6 и выше и качественные антенны к нему. Что касается зависимости от оператора, то перед покупкой оборудования стоит проверить вышки и их возможности около предполагаемого места размещения. Начать можно с изучения карт, а закончить тестом скорости с подходящего смартфона. Кстати, что касается определения режима агрегации, то можно использовать утилиту NetMonster из Google Play, которая способна показать параметры каналов, включая ширину и агрегацию и не требует root-доступа. Как мы видим, способа жесткой привязки подключения к конкретной вышке в описанной схеме не предусмотрено. Единственное, что можно здесь сделать – использовать внешнюю направленную антенну, так что б модем считал нужную вышку наиболее удачной для подключения. Этот же способ применяется для улучшения результатов и в случае, когда вышли расположены далеко.
Объединение подключений
Как я писал выше, в тесте использовались сразу два модема и две SIM-карты разных операторов. Для этого варианта можно использовать еще один давно реализованный в прошивках Keenetic способ – штатную функцию объединения подключений.
Настройка простая – закладке «Профили доступа в Интернет» страницы «Приоритеты подключений» создаем новую запись и включаем в нее наши подключения через модемы. Далее на вкладке «Привязка устройств к профилям» выбираем те зарегистрированные устройства локальной сети, которым требуется подобное ускорение.
К сожалению, это еще не все – нужно зайти в консоль роутера и ввести несколько команд для активации функции. Сначала смотрим соответствие внутренних номеров профилей и их пользовательских имен в общем списке:
show ip policy
Потом для соответствующего профиля (в примере – Policy5) включаем режим объединения:
ip policy Policy5<br />multipath<br />exit
Сохраняем конфигурацию и выходим:
system configuration save<br />exit
Подробно эта операция описана в статье базы знаний. В случае, если каналы (модемы, операторы) имеют разные фактические скорости, можно изменить соотношение приоритета каналов для внутреннего алгоритма (это также описано в материале по ссылке).
Результатом будет использование клиентом локальной сети для исходящих соединений одновременно нескольких провайдеров. При этом эффект увеличения общей скорости наблюдается только в случае нескольких множественных подключений. То есть на скорость загрузки файла с сервера FTP это не повлияет, а вот скачивание в сетях p2p будет проходить заметно быстрее. Негативным моментом реализованной схемы могут быть сложности (в частности отказ в доступе) при работе специальных приложений, в которых, для повышения уровня безопасности, реализована дополнительная проверка IP-адресов клиента в течение сессии. Впрочем, за несколько лет использования этой схемы, я лично с таким не встречался.
На используемом в данной статье оборудовании при объединении каналов на задаче загрузки файлов получались результаты на уровне 200 Мбит/с. При этом в Web-интерфейсе роутера можно было заметить, что использовались именно два канала. Жаль, что на странице «Системный монитор» нельзя одновременно вывести два графика трафика соединений.
Заключение
Если описывать результаты одним предложением, то можно сказать, к примеру, так «использование модемов высоких категорий с поддержкой агрегации каналов может иметь значительный эффект с точки зрения скорости». Но далее уже будут поправки «в некоторых случая», «зависит от многих условий», «гарантий никто не дает», «если хорошо работает сегодня, завтра может и не работать совсем» и так далее. Самое неудобное в этой истории, пожалуй, то, что от пользователя зависит не так уж и много и надо отдавать себе в этом отчет.
На мой взгляд, если уж стоит задача обеспечения комфортного подключения к Интернет через сотовых операторов для домашней (офисной, дачной и так далее) сети, то начинать надо с проверки текущего положения дел в заданной точке по нескольким операторам на хорошем смартфоне. Если найдется подходящий вариант – покупаем модем/тариф/роутер и просто пользуемся. Если сигнал слабый, то изучаем карту расположения вышек, оцениваем шансы улучшить сигнал внешней направленной антенной, ищем возможность протестировать эту конфигурацию. Если результат успешный – к указанному набору добавляем антенну и закрываем вопрос.
Что касается выбора непосредственно модели модема, то на данном этапе развития сотовых сетей и в условиях отсутствия гарантий высокой скорости, на мой взгляд, сложно оправдать покупку устройств категории выше шестой. Да, случаются счастливые совпадения и в сети можно найти эффектные картинки с несколькими сотнями мегабит в секунду, но платить в три раза больше… Это может не касаться требовательных мобильных пользователей, которым нужно максимально быстро в разных условиях и которые выбирают лучшее без ограничения бюджета. Ну и традиционно упомянем энтузиастов, которым собственно процесс часто более интересен, чем результат. И у них здесь, конечно, богатое поле для экспериментов – адаптеры, подключение к роутеру, изменение настроек и прошивок модема, выбор антенн и так далее.
Что касается использованного для тестов роутера Keenetic Viva, то, как мы увидели, производитель провел серьезную работу по интеграции новых протоколов и устройств в прошивку (кстати, есть информация что тестируются уже и модемы 5G), так что конечному пользователю не придется разбираться с подключением, что существенно упрощает и ускоряет процесс. К надежности и стабильности работы роутера нет никаких вопросов. В плюсы стоит записать уникальный набор поддерживаемых сервисов «из коробки». Не могу не вспомнить здесь и такую полезную технологию, как KeenDNS. Учитывая, что сегодня сотовые операторы позволяют работать только с «серыми» адресами, возможность в этих условиях обеспечить удаленный доступ к роутеру и даже устройствам за ним без существенных усилий очень пригодится. Если же вопрос только в удаленном контроле работоспособности и доступе к настройкам, то здесь пригодится фирменное мобильное приложение, работающее через облачный сервис.
Машины представляют собой пакеты данных, полосы — объединенные диапазоны частот
Агрегировать пропускную способность можно не только в пределах единого стандарта. Например, можно объединить сигналы Band 3 с Band 20. В результате у пользователей и провайдеров появляется возможность более гибко использоваться имеющийся спектр радиочастот, не слишком заботясь о специфики сети определенного населенного пункта.
Какие роутеры поддерживают опцию
Чтобы понять, поддерживает ли роутер эту функцию, узнайте в характеристиках, какой в нем установлен модем. Если модем LTE 6+ категории, то опция будет работать. Если же LTE Cat. 4 и более низкие, то быстрый интернет может работать в нем лишь по одноканальному режиму.
LTE модемы разных категорий обладают разными способностями в агрегировании. Например, Cat.6 способен объединить два канала по 20 МГц для достижения скорости в 300 Мбит/c.
Cat.9 объединяет уже целых три «туннеля» и достигает максимально возможную скорость передачи данных в 450 Мбит/c. Устройства Cat. 12 могут достигать скорости в 600 Мбит/с.
Модемы категории 16 добиваются гигабитной скорости. А современные устройства выше 20 категории объединяют до 7 каналов и добиваются скорости в 2 Гигабит в секунду.
Помимо роутера нужно учитывать и возможности самого оператора связи. Каким бы современным не было ваше устройство, если у оператора недостаточно вышек, его сети перегружены, а диапазон слишком узок, скоростной интернет вряд ли получится.
Выводы
Агрегирование частотных диапазонов — технология, которая в весьма востребована для ускорения интернета особенна в районах с сильной загруженностью базовых станций операторов, а в паре со специальными 4G MIMO антеннами эту скорость можно увеличить еще больше.
Агрегация на роутере — это технология, которая позволяет комбинировать несколько физических соединений в одно логическое для обеспечения более высокой пропускной способности и надежности сети. Она широко применяется в крупных корпоративных сетях и интернет-провайдерах.
Как это работает? Когда роутер агрегирует соединения, он объединяет несколько физических портов в один виртуальный интерфейс. На этом виртуальном интерфейсе маршрутизатор осуществляет балансировку нагрузки и обработку трафика таким образом, чтобы использовать все доступные ресурсы эффективно.
Агрегация на роутере может быть настроена разными способами: LACP (Link Aggregation Control Protocol), PAgP (Port Aggregation Protocol), Static EtherChannel. Некоторые из них позволяют регулировать балансировку трафика, надежность и пропускную способность агрегированных соединений.
Использование агрегации на роутере предоставляет несколько преимуществ: повышенную пропускную способность, увеличенную надежность, возможность отказа от резервирования и расширение возможностей сети. Эта технология позволяет оптимизировать работу корпоративных сетей с высокой интенсивностью трафика и обеспечить бесперебойность работы важных сетевых приложений.
В заключение, агрегация на роутере — это мощный инструмент для оптимизации сети. Она позволяет объединять несколько физических соединений в одно и использовать их ресурсы более эффективно. Важно правильно настроить и использовать эту технологию для достижения максимальной производительности и надежности сети.
Содержание
- Агрегация на роутере:
- Принцип работы и назначение
- Плюсы и возможности агрегации
- Технологии и стандарты агрегации
- Пример применения агрегации на роутере
Агрегация на роутере:
Основная идея агрегации на роутере заключается в объединении нескольких физических интерфейсов в один логический интерфейс. Для этого используется специальный протокол, который позволяет передавать данные через несколько каналов одновременно.
Агрегация на роутере широко применяется в корпоративных сетях, где требуется высокая скорость и надежность передачи данных. Она позволяет распределять нагрузку между интерфейсами, увеличивая пропускную способность и снижая задержки.
Для агрегации на роутере необходимы специальные сетевые коммутаторы, которые поддерживают эту функцию. Они позволяют настроить агрегацию на различных уровнях сети и обеспечивают балансировку нагрузки между интерфейсами.
Польза от агрегации на роутере заключается в улучшении производительности сети и повышении качества обслуживания пользователей. Благодаря агрегации можно достичь высокой скорости передачи данных и обеспечить стабильность работы сети.
Преимущества агрегации на роутере: |
---|
Увеличение пропускной способности сети |
Балансировка нагрузки между интерфейсами |
Снижение задержек и повышение отзывчивости |
Улучшение качества обслуживания пользователей |
Принцип работы и назначение
Принцип работы агрегации заключается в том, что несколько физических интерфейсов объединяются в один виртуальный интерфейс, который может обрабатывать данные с гораздо большей скоростью. Этот виртуальный интерфейс называется агрегированным интерфейсом или портом.
Агрегация портов на роутере может быть полезна в следующих ситуациях:
- Увеличение пропускной способности сети: объединение нескольких интерфейсов позволяет увеличить скорость передачи данных и обеспечить более быстрый доступ к ресурсам сети.
- Обеспечение отказоустойчивости: при аварийной ситуации на одном из интерфейсов, агрегированный интерфейс продолжает работать, обеспечивая постоянную доступность сети.
- Распределение нагрузки: виртуальный агрегированный интерфейс может распределять нагрузку между физическими интерфейсами, что позволяет балансировать и оптимизировать работу сети.
Роутеры, поддерживающие агрегацию портов, обычно имеют специальные настройки и протоколы, которые позволяют создать и управлять агрегированными интерфейсами. Применение агрегации портов позволяет улучшить эффективность и производительность сети, особенно в условиях высоких нагрузок и требований к доступности.
Плюсы и возможности агрегации
Агрегация на роутере имеет несколько преимуществ и открывает новые возможности для организации сетей.
Первое преимущество агрегации заключается в повышении пропускной способности сети. За счет объединения нескольких физических интерфейсов в одну группу, возможность передачи данных значительно увеличивается. Это особенно полезно в ситуациях, когда в сети есть высоконагруженные узлы с большим объемом трафика.
Второе преимущество агрегации — повышение отказоустойчивости сети. При наличии нескольких физических интерфейсов, агрегированный интерфейс остается работоспособным даже в случае отказа одного из подключенных интерфейсов. Это позволяет обеспечить непрерывность работы сервисов и минимизировать время простоя при сбое в сети.
Третье преимущество — увеличение надежности сети. При агрегации на роутере, возможно использование протокола маршрутизации с балансировкой нагрузки. Это позволяет равномерно распределить трафик между несколькими физическими интерфейсами и обеспечить более эффективное использование доступных ресурсов, а также повысить общую надежность сети.
Кроме того, агрегация позволяет сократить количество кабелей и портов на оборудовании, что дает возможность сократить затраты на сетевую инфраструктуру.
Таким образом, агрегация на роутере расширяет функциональность и возможности сети, увеличивает пропускную способность, повышает отказоустойчивость и надежность, а также позволяет оптимизировать затраты на оборудование.
Технологии и стандарты агрегации
Агрегация на роутере осуществляется с использованием различных технологий и стандартов. Рассмотрим некоторые из них:
- LACP (Link Aggregation Control Protocol) — протокол управления агрегацией каналов, который позволяет объединять несколько физических портов в один логический агрегированный канал. LACP предоставляет механизм динамического распределения нагрузки между физическими портами и обеспечивает повышенную отказоустойчивость.
- PAgP (Port Aggregation Protocol) — протокол агрегации портов, разработанный компанией Cisco. PAgP также позволяет объединять несколько физических портов в один логический агрегированный канал, но работает только на оборудовании Cisco.
- Static LAG — статическая агрегация портов, при которой агрегационные группы создаются и настраиваются вручную без использования протоколов управления. При таком типе агрегации не поддерживается динамическое распределение нагрузки.
Различные стандарты используются для реализации агрегации на физическом уровне. Некоторые из них включают:
- IEEE 802.3ad — стандарт, который определяет протокол LACP для агрегации каналов на сетевом уровне.
- IEEE 802.1AX — стандарт, который определяет общий механизм агрегации на лицевом канальном уровне и предоставляет механизмы для управления и сигнализации агрегированных каналов.
- Cisco EtherChannel — проприетарная реализация агрегации портов компанией Cisco.
Эти технологии и стандарты позволяют создавать агрегированные каналы с повышенной отказоустойчивостью и производительностью, обеспечивают удобство управления и предоставляют возможности для настройки динамического распределения нагрузки.
Пример применения агрегации на роутере
Рассмотрим пример использования агрегации на роутере. Предположим, у нас есть локальная сеть, в которой используется несколько компьютеров и устройств, требующих доступ в Интернет. Обычно каждому устройству требуется свое собственное подключение к Интернету через провайдера услуг.
Однако, используя агрегацию на роутере, мы можем объединить несколько подключений в одно, что позволит нам уменьшить количество подключений к провайдеру и экономить средства на услугах.
Для этого мы можем использовать два или более подключения к провайдеру и настроить их на роутере таким образом, чтобы они работали в режиме агрегации. Такая агрегация может быть реализована с помощью протокола Link Aggregation Control Protocol (LACP).
В результате агрегации, все устройства в сети будут соединены через одно общее подключение к Интернету. Это позволит нам увеличить пропускную способность сети, обеспечить более стабильное и надежное подключение к Интернету для всех устройств, а также уменьшить количество используемых IP-адресов.
Для наглядности, представим таблицу, которая показывает пример агрегации на роутере:
Подключение | IP-адрес | Состояние |
---|---|---|
Подключение 1 | 192.168.1.1 | Активно |
Подключение 2 | 192.168.1.2 | Активно |
Подключение 3 | 192.168.1.3 | Активно |
Агрегированное подключение | 192.168.1.100 | Активно |
Как видно из таблицы, в нашем примере было использовано три подключения к провайдеру услуг. Роутер выполнил агрегацию всех трех подключений в одно и предоставил общий IP-адрес 192.168.1.100 для всех устройств в сети.
Таким образом, агрегация на роутере позволяет эффективно использовать имеющиеся подключения к провайдеру и повышает производительность и надежность сети.
Агрегация частот 4G в России
На данный момент, в интернет очень много статей по поводу агрегации несущих частот по технологии 4G+ или LTE-Advance, которые позволяют современным смартфонам подключаться одновременно к нескольким несущим частотам сотовых операторов и тем самым повышать скорость передачи данных. И мы хотели бы поговорить об этой же технологии, но со стороны подключения к беспроводному интернету с помощью модемного соединения и последующей раздачей через WiFi роутер.
Прежде всего давайте разберемся, что такое агрегация несущих частот 4G+. Каждый сотовый оператор предоставляет на каналах различной ширины в различных диапазонах. Ниже представлена картинка с описанием частотных диапазонов с агрегацией и без нее.
Канал- это некая узкая трасса, которой одновременно могут пользоваться определенное количество абонентов и чем больше ширина канала, тем больше пропускная способность. А так как операторы вещают на нескольких каналах, то в случае загруженности одного они «перекидывают» абонентов на другой, менее загруженный канал. Но требования к скорости передачи данных постоянно растут и тут на помощь приходит технология агрегации частот, которая позволяет выжать максимум из сложившейся ситуации. Агрегация дает возможность модему одновременно подключаться 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.
Как работает агрегация частот
Мобильные сети работают в разных диапазонах (их еще называют Band 3, 7, 8, 20, 38) и сотовые операторы из них задействует не одну конкретную частоту, а диапазон шириной от нескольких до десятка мегагерц. Например, МТС на частоте 1800 МГц использует канал шириной от 1855до 1875 МГц на входящий сигнал и от 1750 до 1775 МГц на исходящий. Другие операторы также работают по небольшом отрезке частотного диапазона. В таком узком «коридоре» по умолчанию и поддерживает связь LTE-модем.
Как мы видим частотный диапазон довольно небольшой и оборудование на базовой вышке оператора не может обеспечить качественный доступ в интернет неограниченному количеству абонентов. Именно поэтому провайдеры делят этот канал еще на несколько, более узких отрезков: 5, 10, 15, 20 МГц. Чем больше диапазонов – тем больше подключений обслужит вышка, но чем уже канал, тем ниже будет скорость доступа в сеть.
Так вот именного технология 4G+ или LTE-Advance позволяет объединить несколько узких «коридоров», например, делает из двух или трех по 10 МГц – один многополосный, общей шириной 20 или 30 МГц. Соответственно, и скорость подключения теоретически может увеличиваться до двух или трех раз.
Модемы с агрегацией частот
Обычные операторские модемы, на данный момент, не поддерживают технологию агрегации частот и работают на одном из каналов частотного режима сотового оператора. Они относятся к устройствам 4 категории (Cat.4) и теоретически скорость доступа в сеть может достигать 150 Мбит/с на входящем канале и до 50 Мбит/с на исходящем. Модемы последующих категорий: 6, 9, 12, 16 как раз и предназначены для работы в сетях с агрегацией частот.
Теоретически модем 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.12 поднимают планку до 600 Мбит/с. LTE Cat.16 поддерживает объединение до 4 каналов в режиме MIMO, выдавая до 1 Гбит/сек.
В нашей работе мы используем модемы различных категорий и исходя из условий установки рекомендуем клиентам, какой лучше установить, чтобы получить максимальную скорость интернета.
С проблемой установки бесперебойного соединения без разрывов связи большинство компаний сталкивается в ситуации, когда нет проводного интернета. Агрегация трафика позволяет наладить TCP-подключение по всем интернет-каналам. Многие специалисты ошибочно думают, что суммирование каналов подразумевает балансировка на уровне NAT или failover, но эти способы на самом деле не гарантируют отказоустойчивый интернет, например, во время видеотрансляции. Конечно, можно потратить огромное количество денег и купить дорогостоящее оборудование для настройки связи, но зачем тратить ресурсы, если настроить интернет можно гораздо выгоднее через проект Termit MultiSim Router (TMR).
Что такое агрегация каналов – суть технологии
На территории удаленной от городской черты перебои со связью – обычное явление. Причина может быть в отсутствии базовых вышек или слишком большой удаленности от них. В городе тоже нередко случается прерывание интернета, это происходит в пиковые часы нагрузки, а также часто встречается в сооружениях, где архитектурные строения экранируют и препятствуют нормальному прохождению волн.
Еще одна распространенная проблема со связью бьет по бизнесу связанному с логистикой и грузоперевозками. Что делать, если требуется контролировать движущийся транспорт, фиксировать точное местоположение объекта, следить по видеосвязи за состоянием товара, водителя и т.д.? Можно применить спутниковую связь, которая ретранслирует канал передачи данных сверху, но цена решения будет заоблачной.
Что такое суммирование каналов и почему этот вариант так распространен в бизнесе? По сути агрегация каналов передачи данных – это объединение физических линий связи от нескольких операторов разными способами. К примеру, если вам доступно 6 интернет-каналов емкостью 1 Мбит/с, вам ничего не мешает настроить оборудование таким образом, чтобы на выходе вы получали 6 Мбит/с, для этого каналы объединяются в один.
Варианты улучшения качества связи, плюсы и минусы
Цены за интернет для коммерческих предприятий постоянно растут. Для бизнеса каждое вложение должно быть обоснованным и приносить прибыль. Почему в бизнес-центрах такая высокая цена на связь? Дело в том, что в зданиях обычно присутствует ограниченное количество провайдеров, которые пользуются монополией.
Как наладить связь в офисе, транспорте или на предприятии, не переплачивая? Существует большое количество технологий, которые различаются по топологии сети, типу оборудования и реализации. Рассмотрим альтернативные варианты, взвесим все «за» и «против» и будем искать подходящее решение.
Балансировка IP-подключений
Самый распространенный способ суммирования каналов через нескольких провайдеров. Как это работает: вы подключены к трем провайдерам и от каждого из них у вас есть по одному IP-адресу. Итого три IP-адреса, связь с провайдерами нужно организовать через роутер с поддержкой функции Multi-WAN. Когда мы подключаемся к удаленном серверу, он видит сразу три независимых IP-адреса, нагрузка на сеть равномерно распределяется между ними и скорость передачи данных соответственно возрастает.
Казалось бы, проблема решена, но здесь могут всплыть некоторые проблемы для пользователя. Дело в том, что многие сайты делают строгую привязку к токенам и cookie IP-адреса клиента. При появлении других IP-адресов сайт может прервать соединение или разлогинить вас.
Наглядным примером являются банковские системы, один из уровней защиты которых как раз и работает по этой технологии, чтобы не было утечки данных. Проще говоря, большинство сайтов будут реагировать адекватно, и загружать данные только при действующем ключе сессии, который как раз и привязан к одному IP-адресу. Получается если вы зашли на сайт через одного провайдера, а потом запрос на действие пошел через другого оператора связи, то линия будет прервана и загрузка не случится.
Не будем забывать, что для загрузки крупного файла по HTTP нужно организовать только одно единственное подключение TCP через одного провайдера, только так действие будет успешно завершено. В противном случае балансировка IP будет бесполезной. Выходит, что суммирование каналов с помощью разных адресов провайдеров не всегда оправдывает себя.
USB-модем 4G
Этот вариант подойдет одному человеку. Большую команду специалистов модем не способен обеспечить хорошим интернет-соединением. Прибавим к этому пиковые нагрузки, когда базовая станция перегружена из-за большого количества клиентов, волновые помехи оборудования по соседству, да и просто пасмурную погоду. Как видим, этот вариант нам не подходит.
Усиливающая антенна и модем 4G
Для хорошей связи антенна должна быть направлена точно на вышку связи и желательно быть к ней как можно ближе. В бизнесе, когда качество связи играет решающую роль, этот вариант, конечно, не подходит. Особенно если нужно держать связь с движущимся транспортом или наладить соединение в труднодоступных удаленных местах.
Модемы с LTE чипами
Агрегация каналов достигается благодаря получению сигнала от вышки на нескольких частотах. Но и здесь имеются подводные камни. Канал связи не будет стабильным, так как модемы работают только в тех сетях, где доступна функция суммирования интернет-каналов. Эту услугу готовы предоставить далеко не все станции операторов.
Суммирование каналов через Termit MultiSim Router – бесперебойный интернет
Как видим, описанные выше способы ускорения и повышения стабильности интернета далеко не всегда и не везде эффективны. Выход есть – настоящая агрегация каналов через роутеры TMR. Технология дает возможность организовать подключение через один IP-адрес от всех провайдеров одновременно. Если один из операторов перестанет подавать сигнал, он равномерно распределится между другими провайдерами и линия связи не оборвется.
Быстрый и стабильный интернет достигается благодаря системе мультисим, когда в цепочке подключений задействованы одновременно сим-карты разных провайдеров. Суммирование каналов обеспечивает высокую скорость интернета и бесперебойность работы.
Грамотная настройка оборудования – залог качественной связи
Если вы используете несколько роутеров, обратите внимание, что у каждого устройства уже есть DHCP-сервер. Чтобы оборудование не вошло в конфликт и не выдавало одинаковые адреса из одной сети, измените настройки внутренних диапазонов сетей, и отключите DHCP-сервера. Адреса WaN- интерфейсов должны быть статическими, настройте эту функцию в модемах подсети, указав IP-адрес и ключ сервера.
Коммерческие решения Termit MultisimRouter
Роутеры Termit MultisimRouter (TMR) осуществляют агрегацию каналов посредством суммирующего сервера в интернете и программируемого роутера, к которому и подключаются провайдеры и устройства. Роутер-агрегатор разделяет входящий трафик на все доступные потоки (sim-карты операторов связи) и отправляет по независимым каналам на сервер агрегации. На удаленной стороне размещено оборудование с высокой пропускной способностью, которое специальными алгоритмами собирает “дробленый” трафик обратно в единый поток и отправляет во внешнюю сеть. Таким образом, скорость остается высокой за счет большого количества независимых каналов. Даже если по любой причине одна или несколько сим карт останутся без связи, роутер-агрегатор равномерно распределит нагрузку равномерно между оставшимися каналами связи.
Преимущества решений Termit MultisimRouter:
- увеличение скорости беспроводной связи;
- портативное оборудование;
- простая настройка;
- отказоустойчивое соединение;
- высокая надежность связи;
- передача данных без задержек и обрывов;
- увеличенная пропускная способность.
Высокопроизводительный комплекс связи может объединять от 2 до 8 каналов LTE, 1 WAN и 1 WWAN (Wi-Fi) канал.
Агрегация каналов Termit MultisimRouter – область применения
Суммирование интернет-каналов через Termit MultisimRouter – это открытое комплексное решение с удобной и быстрой настройкой. Применение роутера-агрегатора целесообразно там, где проводной интернет отсутствует, а спутниковая связь экономически невыгодна.
Устройство успешно доказывает свою эффективность в различных сферах:
- стационарные офисы, производственные помещения и частные дома, где нет проводного соединения или скорости одного канала связи не хватает;
- грузоперевозки – распознавание ГРЗ и марок ТС, видеоконтроль состояния груза, отслеживание маршрута, системы весогабаритного контроля транспорта;
- транспортные компании – видеонаблюдение в реальном времени за водителем и пассажирами в общественном, служебном и спецтранспорте;
- службы такси и каршеринг – геолокация, навигация, видеоконференцсвязь;
- Call-центры – IP-телефония и полноценный мобильный офис;
- банковские операции – передача отчета в реальном времени о состоянии банкоматов и платежных терминалов;
- охранные предприятия – видеомониторинг коммерческих объектов, заправок, СТО, складов, магазинов;
- контролирующая дорожная инфраструктура;
- организация мобильных точек доступа на мероприятиях;
- служебная связь – скорая помощь, полиция, МЧС, МВД и т.д.;
- медицинские учреждения и салоны красоты;
- СМИ – прямые видеотрансляции на движущемся транспорте или на статичных объектах;
- метро, водный и наземный транспорт.
Суммирование интернет-каналов Termit MultisimRouter позволяет получить постоянный доступ в интернет без перебоев в самых отдаленных уголках и труднодоступных местах.
На нашем сайте представлены готовые решения для различных платформ. Обращайтесь за консультацией, мы уверены в своем ассортименте и инженерных компетенциях.