что такое латентность в сотовой связи
Показатель уровня принимаемого сигнала на Android
Начало исследования
Для начала, хотела бы спросить читателей. Когда Вы в последний раз при покупке нового смартфона, задумывались о качестве связи, предоставляемым вашим смартфоном? Этот критерий как-нибудь влияет на выбор телефона или версию Android при покупке нового гаджета? Правильно- нет. Я тоже на это не смотрела, пока не столкнулась с очень интересной ситуацией, о которой сейчас расскажу.
Итак. Все мы знаем, что существует достаточное количество стандартов как мобильных, так и локальных сетей. Самым распространенным стандартом локальных сетей является стандарт IEEE 802.11 (а, b, g, n и другие). У мобильных сетей- стандарт GSM-900 или GSM-1800 для Европы и Азии; GSM-850 и GSM-1900 для Африки и Америки. В этих стандартах используется показатель уровня принимаемого сигнала RSSI (received signal strength indicator). Он измеряется приемником по логарифмической шкале в децибелах (dBm). Однако в большинстве смартфонов на платформе Android используется другая система показателя уровня принимаемого сигнала — ASU. Если смотреть на градацию ASU и привычную всем RSSI, то получаем следующее соответствие:
Однако, как оказалось, разные смартфоны по-разному определяют уровень сигнала в одном и том же помещении. Постараюсь сейчас это доказать.
Эксперимент и результаты
Итак. Вооружившись телефоном я походила по квартире и с помощью программ (GSM SIgnal Monitoring, Netmonitor и др., мне вот понравилась эта программа: www.kaibits-software.com/product_netwotksignaldonate.htm) измеряла сигнал в разных точках квартиры. (Большое спасибо разработчикам программ, которые сразу перевели получаемый сигнал в всем знакомую RSSI). Показываю на следующей картинке результаты моих замеров.
Все результаты полученных данных в dBm. По полученным данным я постаралась сделать диаграмму покрытия, с обозначением точек проведения измерений.
Смартфон участвующий в исследовании: Alcatel onetouch idol 3, версия Android 5.0.
Далее. Я попросила приятеля с его более «крутым» смартфоном провести тот же эксперимент. Привожу результаты.
Все результаты полученных данных измеряются в dBm.
Смартфон участвующий в исследовании: Nexus 5, версия Android 6.0.
Проверка уровня сигнала проходила с помощью одной и той же программы.
Выводы
В типичном случае распространения мобильно сигнала в жилом районе (к примеру), на распространение сигнала влияет множество факторов. Например: земная поверхность в зоне прямой видимости антенн, городская застройка, подвижные объекты (машины, строительные краны), высота нахождения приёмника (мобильного телефона), лифтовые шахты или разводка розеток… (Какие же непостоянные, эти сигналы!)
В итоге посмотрев на диаграмму покрытия, я поняла, что да: и лифтовые шахты, и разводка розеток повлияли на мои сигналы. Правда кроме этого, нет нигде базовых станций, что тоже негативно сказалось на уровне сигнала.
В ходе данного эксперимента было доказано, что разные смартфоны с разными версиями Android по-разному воспринимает уровень передаваемого сигнала в одних и тех же условиях. И хотя количество опытов, проведенных с Nexus 5, было меньше, чем с Idol 3, полученный результат подтверждает различный уровень приема сигнала.
Разница между пропускной способностью и латентностью сети
Разница между пропускной способностью и латентностью — это то, что смущает много людей, но если вы профессионал в области ИТ, было бы полезно узнать разницу между ними, потому что рано или поздно вам придется столкнуться с связанной с ней сетевой проблемой. Часть путаницы была создана интернет-провайдерами, всегда рекомендуя увеличить пропускную способность для каждой проблемы, связанной с интернет-скоростью, но, как мы увидим, скорость интернет-соединения не всегда определяется пропускной способностью.
Что такое пропускная способность?
Чтобы понять пропускную способность и задержку, нам нужно иметь четкое определение обеих, поэтому давайте начнем с полосы пропускания. Полоса пропускания — это объем данных, которые могут передаваться из одной точки в другую, обычно измеряемой в секундах. Интернет-провайдеры обычно рекламируют свою полосу пропускания в Интернете, например, 20/20 Мбит/с, что означает, что 20 мегабайт/с данных могут быть загружены или загружены с YouTube в секунду, например. Большинство людей знакомы только с такими параметрами, как мегабайты, гигабайты и т.д., Но интернет-провайдеры все еще используют метрику Megabit, потому что это делает номера более крупными, но на самом деле соединение 20/20 Мбит/с составляет всего около 2 мегабайт. Важно помнить, что пропускная способность — это не скорость. Следовательно, возникает путаница!
Что такое латентность?
Задержка — это время, которое пакет данных принимает для перемещения из одной точки в другую. Другим точным термином для задержки является задержка. Одна важная вещь, которую следует помнить о латентности, состоит в том, что это естественное явление, постулированное Эйнштейном в теории относительности. В нашей вселенной все нужно время для путешествия, даже свет. Таким образом, в Интернете, когда требуется пакет для поездки (например, из центра обработки данных Facebook на ваш компьютер), он называется Latency.
В чем разница между пропускной способностью и задержкой?
Читая определение обоих терминов выше, вы, вероятно, уже заметили разницу между ними, но я дам вам аналогию, чтобы было легче понять это, если вы все еще запутались. Представьте себе шоссе с 4 дорожками, где ограничение скорости составляет 60 миль/ч. Теперь в Интернете пропускная способность — это шоссе, а латентность — ограничение скорости 60 миль в час. Теперь, если вы хотите увеличить количество автомобилей, которые путешествуют по шоссе, вы можете добавить еще несколько дорожек, но поскольку шоссе имеет слишком много кривых и ударов, вы не можете увеличить ограничение скорости, поэтому все автомобили должны путешествовать со скоростью 60 миль в час все еще. Не имеет значения, сколько полос дороги имеет шоссе, машины добираются до места назначения в то же время независимо от размера шоссе!
Почему увеличение пропускной способности увеличивает скорость загрузки, то вы можете спросить, не так ли? Нет, увеличивая пропускную способность, вы увеличиваете пропускную способность, а не скорость. Следуя аналогиям с шоссе, представьте, что транспортные средства, проезжавшие по этой автомагистрали, были все грузовики с кирпичами дома для доставки. Все грузовики должны путешествовать со скоростью 60 миль в час, но как только они добираются до места назначения, а не доставляют 4 груза из кирпича, доставляется 6 грузов, поскольку к шоссе добавлено еще 2 полосы. То же самое происходит, когда вы добавляете пропускную способность к интернет-соединению, емкость увеличивается, но латентность (скорость) остается неизменной.
Что вызывает латентность?
Задержка вызвана расстоянием и качеством среды, через которую проходят интернет-пакеты. Например, латентность через опто-волоконное соединение короче, чем через медный кабель, но латентность через медный кабель короче, чем через спутниковое соединение и т.д. Спутники используют микроволновый спектр для ретрансляции соединений данных из космоса. То, что увеличивает задержку, например, отставание в спутниковых соединениях, — это расстояние, которое пакеты должны перемещать туда и обратно.
Когда возникает латентность?
Большинство людей не замечают и не заботятся о латентности, пока веб-страницы, Netflix, YouTube и другие мультимедийные материалы загружаются быстро. Задержка становится проблемой только при необходимости передачи данных в реальном времени. Например, звонки VOIP, онлайн-встречи лицом к лицу и т.д. Я подсчитал, что любая латентность за пределами 200 мс даст вам проблемы в режиме реального времени. Например, в вызове Skype или VOIP, вы почувствуете заметную задержку, из-за чего практически невозможно провести текучую беседу без перерывов.
Как я могу проверить задержку?
Самый быстрый способ проверить задержку с любого компьютера — использовать протокол ICMP с помощью команды Ping. Например, если я хочу проверить задержку между моим компьютером и центром обработки данных Google, я наберу команду ping google.com:
Как вы можете видеть, средняя задержка между моим компьютером и центром обработки данных Google составляет 48 мс.
Вывод
Надеюсь, ваше понимание между пропускной способностью и задержкой стало более ясным. Если у вас есть какие-либо вопросы, предложения или комментарии, пожалуйста, используйте поле комментариев ниже.
Сотовые сети 2G, 3G, 4G, 5G — как работают и в чем разница
Содержание
Содержание
Сотовая связь является основой современных коммуникаций. Технически это одна из разновидностей радиосвязи, в которой абоненты связываются друг с другом с помощью сети базовых станций, принимающих и ретранслирующих сигнал от приемопередатчиков пользователей. Для того, чтобы связь была доступна везде, в любом месте и любое время, независимо от того, где находитесь вы и ваш собеседник, таких базовых станций должно быть очень много, чтобы покрыть максимум площади и обеспечить одновременную связь сразу множеству абонентов.
Именно из-за карты покрытия сети этот вид связи и назвали «сотовой». Все дело в том, что зоны покрытия от каждой станции немного накладываются на соседние, чтобы обеспечить непрерывность нахождения пользователя в сети. Поэтому, когда вы смотрите на схему размещения и покрытия сверху, то круги, показывающие зону действия каждой базовой станции, пересекаясь друг с другом, образуют контур, напоминающий пчелиные соты.
Сотовая связь стала привычным явлением, поэтому сейчас сложно представить, что относительно недавно ее не было: например, в России мобильная связь начала массово распространяться только в начале XXI века. В силу того, что в России массовая сотовая связь появилась несколько позже, чем в остальном мире, у нас быстро появились сети 2G, а сети первого поколения разворачивались не везде и проработали недолго. Поэтому коротко расскажем об особенностях сотовых сетей, начиная со второго поколения 2G и заканчивая 5G, внедрения которого все ждут.
Сотовые сети 2G, 3G, 4G, 5G: в чем основное отличие
Если говорить коротко, то основным отличием сотовых сетей разных поколений является скорость передачи данных, становившаяся все быстрее по мере развития технологий и быстродействия оборудования. Немного остановимся на особенностях каждого из стандартов.
Сотовые сети 2G
Первоначально стандарт 2G использовался только для мобильной телефонии. В России и Европе сети 2G построили на основе стандарта GSM 900, который затем развился в GSM 1800. Первый стандарт использует для работы частоту 900 МГц, второй — 1800 МГц. Преимущество GSM 1800 заключается в увеличенной емкости сети, хотя соты и покрывают меньшую площадь по сравнению с GSM 900. В сетях 2G на момент запуска можно было передавать короткие текстовые сообщения SMS и данные со скоростью медленного телефонного модема — до 14,4 кБит/с.
Ситуация изменилась в 1997 году, когда разработали и внедрили сервис «General Packet Radio Service» (GPRS) – надстройку над телефонным каналом мобильной связи, предназначенную для передачи данных. Максимальная скорость передачи данных через GPRS теоретически составляла до 171,2 кБит/с, практически — значительно ниже. На сегодня это уже откровенно мало, но на момент запуска было очень хорошо, потому что это было время, когда пользователи начали в массовом порядке осваивать электронную почту.
Сети с использованием GPRS получили индекс 2,5G, потому что до уже утвержденных к тому моменту норм стандарта 3G они не дотягивали. В дальнейшем появилось еще и 2,75G – технология EDGE, отличающаяся от GPRS способом кодирования и увеличенной скоростью передачи данных. Внедрение EDGE позволило повысить скорость передачи данных до 474 кбит/с в теории и до 220 кбит/с на практике. В некоторых случаях EDGE даже относят к технологии 3G, если способ ее реализации позволяет обеспечивать требования к этому стандарту (скорость передачи данных — до 384 кбит/с).
Сотовые сети 3G
Первые коммерческие сети этого стандарта были запущены в 2001-2003 году. Сначала появилась сеть в Японии, потом в Норвегии. В США первую сеть 3G запустили в 2002 году, а в России сети третьего поколения начали работу в тестовом режиме в 2002 году. Массовый запуск в регионах начался с 2008 года.
Основой 3G сети в России является стандарт UMTS (или W-CDMA). Первоначально скорость передачи данных в них достигала 384 кбит/с. В дальнейшем скорости быстро выросли с появлением 3,5G, то есть с внедрением стандартов HSPA и HSPA+, способных, в идеале, развивать скорости до 14,4 Мбит/с и 42 Мбит/с соответственно.
Важная особенность 3G — по мере движения и удаления пользователя от одной базовой станции, его «подхватывает» другая, забирая на себя часть потока данных. При этом «старая» базовая станция постепенно уменьшает поток данных, пока абонент совсем не покинет зону ее действия. Благодаря такой работе и при наличии хорошего покрытия сети вероятность того, что случится обрыв связи, становится меньше, чем в GSM, где используется жесткое переключение пользователя между базовыми станциями.
Сотовые сети 4G
Следующим шагом по повышению скорости передачи данных стало внедрение сотовых сетей четвертого поколения. На сегодня это самые актуальные сети для мобильной связи и высокоскоростного мобильного доступа в Интернет. В России сети 4G работают на частотах 1800 МГц, 2600 МГц и реже на частоте 800 МГц.
Теоретически стандарты связи в сетях четвертого поколения могут выдать скорость загрузки до 1 Гбит/с для стационарного абонента. На практике все очень сильно зависит от качества сигнала и загрузки базовых станций, поэтому реальные скорости намного меньше. В лучшем случае вы получите соединение со скоростью 100 Мбит/с и то, это если говорить о Москве. Например, «Билайн» заявляет максимальную скорость в своих сетях 4G до 73 Мбит/с, в сетях 4G+ – до 110 Мбит/с. Реальная скорость получается ниже.
Особенность 4G заключается в том, что сначала были запущены сети LTE для передачи данных. LTE — это стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных с увеличенной пропускной способностью, разработанный на основе предыдущих стандартов EDGE и HSPA. У LTE есть важная особенность: сети этого стандарта умеют передавать только данные, но не голос, так как LTE поддерживает только коммутацию пакетов данных, а голосовые вызовы в GSM и UMTS осуществляются на основе коммутации каналов.
Поэтому первоначально сети на основе LTE использовались только для передачи данных, а голосовая связь осуществлялась за счет переключения смартфонов в сети 3G или даже 2G. В дальнейшем реализовали технологию VoLTE — передачу голоса в сетях LTE. После этого стало возможно внедрение полноценных 4G-сетей. На момент написания статьи это наиболее актуальный и быстродействующий стандарт, а сотовые операторы постепенно расширяют зону покрытия сетями 4G.
Сотовые сети 5G
Следующий шаг в развитии беспроводных сетей — 5G. Разработчики обещают, что скорости передачи данных в новой сети будут в 10 раз выше, чем в сетях 4G. 5G — это стабильный широкополосный доступ в сеть, позволяющий широко использовать «Интернет вещей» не только в бытовой сфере, но и в промышленности. Кроме того, 5G за счет стабильной и надежной связи позволит реализовать удаленное управление и полный контроль за происходящим в таких критически важных отраслях, как, например, медицина. Подробнее о сетях 5G рассказывается в статье Клуба 5G. Реальность и перспективы.
Выбор сети на смартфоне. Как разные сети отображаются на экране
Нужно ли обычному пользователю знать, в какой сети он в данный момент находится, есть ли от этого польза и требуется ли что-то настраивать вручную?
Понимание того, в какой сети вы в данный момент находитесь, позволит оценить скорость загрузки данных и понять, что сделать реально, а что не стоит даже пробовать. Например, находясь в сети GPRS бессмысленно пытаться посмотреть ролики в YouTube или TikTok. Для этого нужна как минимум сеть 3G, причем в своей быстрой версии —HSPA или HSPA+.
Тип сети на экране смартфона отображается рядом со значком уровня сигнала и передачи данных. Так при включении сети 2G вы можете увидеть значок «2G» или «E», которые сообщают вам о том, что смартфон подключился к сети GPRS или EDGE, соответственно.
При подключении к сети 3G в наше время, скорее всего, вы увидите значок «Н» или «Н+», сообщающий о том, что устройство подключено к сети HSPA или HSPA+. Возможно, где-то вам удастся и поймать сигнал только со значком «3G» — это также сети третьего поколения.
Сети 4G обозначаются значком «4G» или «LTE». Например, вот таким.
Теперь разберемся с тем, как самостоятельно выбирать сети и принудительно назначать, в каком стандарте работать. Автоматическое подключение к новейшему стандарту не всегда хорошо. Если вы находитесь на границе действия сети 4G, но при этом рядом имеется хороший сигнал 3G, лучше переключиться на него, так как скорость будет быстрее.
Делается это так. В настройках надо зайти в раздел «Мобильная сеть». Далее — «Мобильная передача данных», где надо выбрать пункт меню «Предпочтительный режим сети».
У вас могут быть доступны, в зависимости от смартфона, следующие опции: «Авто 4G/3G/2G», «Авто 3G/2G», «Только 4G», «Только 3G», «Только 2G».
«Авто» обозначает, что смартфон сам выбирает сеть из имеющихся в наличии. Если вы указали одну из сетей, например, «Только 3G», то устройство станет соединяться только с сетями этого стандарта. Выбрать в глухой деревне «Только 2G» полезно — и соединение будет стабильнее и заряд аккумулятора сэкономите.
Какой уровень сигнала 4G модема считается нормальным
Опубликовал Игорь | Июн 22, 2021 | Интернет | 0 |
При оценке работы мобильного интернета нужно ориентироваться не относительными понятиями («слабый-сильный»), а вполне определенными, конкретными цифрами. Для анализа качества приема модемом сотового телефона или другим устройством радиотехниками и специалистами в области связи (информатики) разработан целый набор параметров, которые обозначаются латинскими аббревиатурами.
Рассмотрим, как эти обозначения переводятся на понятный язык, что за ними скрывается, и что они обозначают. Каким образом определить качество 4G сигнала в определенном месте, какие значения должны фиксироваться в оптимальном случае, а какие являются критичными для устойчивой работы устройства. Это поможет выявить причину плохого соединения и малой скорости передачи: неудачный выбор телефона или качество приема в этом месте.
RSSI, RSPR, RSRQ, SINR: оценка сигнала и нормируемые показатели
При проверке уровня сигнала от источника 4G-связи специалисты используют целый ряд параметров, обозначаемых труднопроизносимым сочетанием латинских букв. Рассмотрим, что это за значения, как они переводятся, и что обозначают. А также уточним, какими должны быть цифры в зоне стабильного приема, а при каких значениях Интернет-соединение просто не может быть устойчивым и надежным.
Существуют и другие параметры, которые характеризуют сигнал, например, CQI – Индикатор Качества Канала (Channel Quality Indicator) и прочие.
Что означает уровень сигнала dBm ASU?
Одно из обозначений отношения уровня передаваемой информации к шуму в пилотном канале обозначается как ASU. Пилотный сигнал – это излучение, которое непрерывно (фоном) передается Базовой Станцией. Уровень мощности остается постоянным, он всегда на 4-5 дБ выше, чем в информационных каналах.
Параметр ASU отображается не в децибелах, а в баллах. Таблица перевода баллов в дБ выглядит так:
Что за единица измерения дБм?
Для измерения качества приема используется внесистемная единица dBm (децибел милливатт), которая представляет собой отношение получаемого сигнала к стандартной величине. Она показывает, на сколько децибел параметры сигнала, идущего от базовой станции, меньше (или, при положительных значениях, больше) величины в 1 мВт.
Какой dBm лучше?
Почему dBm отрицательный?
Программы для измерения уровня сигнала модемного устройства
Сегодня, чтобы скачать программы и узнать уровень сигнала, достаточно зайти на Play Market и выбрать понравившуюся или рекомендованную программу определения основных параметров.
Наиболее простой вариант – использовать приложение Mobile Data Monitoring Application. Чтобы программа работала максимально точно, после скачивания и перед началом измерения следует закрыть все приложения, которые относятся к управлению модемом.
После открытия меню следует войти в подраздел «RSSI». Появятся данные об уровне принимаемого сигнала. Использование программы позволяет:
Но сегодня разработаны и другие программы, оценивающие параметры 3G или 4G сетей. Скачать приложения можно с официальных сайтов компаний-производителей или из проверенных источников.
Как проверить стабильность сети на мобильном устройстве
Современные смартфоны и планшеты располагают программным обеспечением, которое позволяет определить уровень сигнала, его надежность и устойчивость. Лучше всего такая возможность реализована на ОС Андроид. Для определения стабильности рекомендуется:
По полученным данным, вы сможете оценить силу и устойчивости сигнала.
Параметры для сетей поколения 3G
Для сетей третьего поколения программы показывают такие данные:
Параметры для сети 4G
Для сетей четвертого поколения будут отображаться уже рассмотренные характеристики:
Для каждого типа сетей выделяется пул частот:
Также программа предложит дополнительные приложения для Андроид, которые можно скачать и использовать.
Как сделать уровень сигнала более качественным
Если анализ состояния показывает слабость сигнала, его можно попытаться усилить «домашними» средствами. Вот некоторые рекомендации:
В некоторых случаях, если сигнал принимается с достаточной силой, ухудшает качество связи само устройство. В таком случае рассматривается возможность заменить модем на новый.