Domácí přípojka v LTE síti. Lákavá nabídka, nebo odložený problém?
Doby, kdy jedinou cestou k internetu “doma” bylo pomalé vytáčené připojení, jsou dávno pryč. V současné chvíli mají uživatelé na výběr z poměrně široké škály přípojek od metalických kabelů bývalé telefonní sítě, optická vlákna a bezdrátové řešení WiFi.
Novou možností je připojení domácnosti pomocí LTE sítě mobilních operátorů. Mobilní operátoři ve svém fixního připojení přes LTE síť slibují skvělé parametry. Závratnou rychlost a vysoké objemy dat. Je ale LTE skutečně ideálním pevným připojením?
S drátem nebo bez?
Mezi nejčastější typy fixního připojení k internetu v České republice připojení přes telefonní linku. Technologii představují různé varianty xDSL (Digital Subscriber Line). Technologie má svoje výhody, ale i nevýhody. Přípojka je závislá na vzdálenosti od ústředny nebo DSLAM, kvalitě metalických kabelů v zemi a kvalitě rozvodu uvnitř budovy. Pokud se všechny tyto technické podmínky potkají, xDSL funguje. Ale reálně rychlých přípojek je jako šafránu.
Další technologie jsou na tom o poznání lépe, v dosahu optické sítě jsou zákazníci nejspokojenější, kvalitně provedené sítě koaxiálních kabelů (HFC) mají dobrý potenciál. Nicméně jejich výstavba je drahá, a navíc administrativně náročná. Domácnosti tedy volí bezdrátové technologie. A ty jsou v České republice obchodně, a i technologicky, velmi dobře rozvinuté. V roce 2017 mobilní operátoři začali nabízet alternativu k veleúspěšné WiFi, a to fixní připojení k LTE síti. Ve statistice ČTÚ se tyto přípojky ještě neprojevily.
LTE a WiFi. Nejen majitelé mobilních telefonů budou určitě důvěrně znát pojem “LTE připojení”. Zkratka LTE znamená “Long Term Evolution” a jedná se o technologii mobilního vysokorychlostního připojení k internetu, určenou jako nástupce GSM připojení. Maximální teoretická rychlost u sítí 4. generace, LTE, činí v při šířce kanálu 20 MHz až 172,8 Mb/sekundu pro stahování a 57,6 Mb/sekundu pro upload. To jsou velmi působivé teoretické hodnoty, které jistě zapůsobí. Jenomže ve WiFi síti jsou také teoreticky možné přenosy v řádech stovek megabitů. Jaký je vlastně teoreticky rozdíl mezi protokoly WiFi a LTE?
LTE a WiFi používá stejná modulační schémata, stejné metody skládání více nosných do využívaného pásma MIMO, dokonce používají stejnou technickou terminologii. Jistě to není to samé, LTE disponuje funkcionalitami, které WiFi síť z principu nepotřebuje. Takže hlavní rozdíl je v metodě přepínání vysílání/příjmu, LTE je plně duplexní, WiFi používá stejný kanál pro vysílání a příjem. Díky tomu ale protokol 802.11 šetří pásmo, a ve stejně širokém radiovém kanále přenese téměř dvounásobek dat. Mohli bychom vrstvit technické definice a z nich vyplývající problémy, ale všechny jdou řešit řádným plánováním sítě.
Radiové systémy jsou si tedy principiálně podobné. Na první pohled to vypadá, že nabídka fixního připojení v LTE síti od mobilních operátorů nemá žádný háček. Proč se ale v Evropě fixnímu LTE zase tak moc nedaří?
Ideální řešení?
LTE sítě nejsou primárně vyvinuté a určené pro fixní domácí připojení. Jistě, principiálně takové užití nejde vyloučit, ve strategiích rozvoje sítí 5. generace se s fixem počítá. Ale také se zásadní změnou filosofie plánování a stavby takových sítí.
Hlavní problém mobilní sítě je nemožnost plánování datové zátěže. Což o to, mobilní operátoři mají dostatek pásma pro připojení mobilních telefonů k základnové stanici BTS, dokonce některé kmitočty 4G ani nevyužívají.
Kámen úrazu spočívá v kapacitě páteřní přípojné sítě, která data zákazníků připojuje a transportuje do optické infrastruktury, a dále do datacenter, ve kterých jsou sítě propojené a tvoří tak Internet.
Nesmíme zapomenout na fakt, že stejnou přípojnou linku používají všichni zákazníci mobilní sítě. Smartfony připojené v buňce sítě a využívají mnohdy naplno datové připojení. Pokud k takovému provozu přičtete hovory zákazníků, a navíc provoz na nově budovaných fixních domácích přípojkách, dostanete technologické faktory limitují stabilitu připojení.
Zatížení v mobilní síti totiž nelze předvídat. A pro mobilní operátory je velmi drahé dimenzovat síť tak, aby obsloužila všechny připojené uživatele. Logicky si můžeme odvodit, z jakého důvodu je pro mobilní operátory důležité limitovat datové balíčky pomocí FUP. Věřte mi, že takový mobilní tarif bez limitu dat je velmi návykový, a sledování videa v HD kvalitě je pouhou třešničkou na dortu možností takového způsobu připojení. Zřízení fixní přípojky v LTE síti proto povolují kolegové od mobilů pouze u základnových stanic s kapacitní rezervou. Vždyť v jedné domácnosti mohou být najednou připojené mnohé datové spotřebiče. Televize přes Internet v HD je vděčný zabírač pásma, několik chytrých telefonů všech členů domácnosti, videokamera zabezpečovacího systému a puštěný Youtube s populárním vřískotem některého z dospívajících členů rodiny.
Na to mobilní síť není stavěná, a na kvalitě takové přípojky je to znát.
Provedl jsem výpočet podle metodiky ČTÚ pro ověřování parametrů pevných sítí.
Simuloval jsem, co se stane, pokud připojíte na jeden sektor LTE sítě s použitím 20 MHz šíře pásma – a budete postupně připojovat domácnosti s tarifem 100 Mb/sekundu. Troufnete si odhadnout, kolik z nich bude moci podle platné metodiky připojit, aby přípojka odpovídala MEF 23.1 Tier 1 Medium, což je hodnota pro kvalitní přípojku?
Na jeden sektor s páteřním přívodem s kapacitou 360 Mbps (1:1 linka bez jakékoliv agregace) připojíte pouhých osm domácích uživatelů.
Pokud připojí v jedné oblasti pokrytí mobilní BTS operátor 8 klientů s tarifem 100 Mb/sekundu, nezbyde mu žádná kapacita pro ostatní uživatele mobilní sítě. A to není přípustný scénář, službu mobilní telefonie operátoři poskytovat musí. Snížení kvality půjde tedy na úkor domácích přípojek.
Latence – kámen úrazu
Jedním z hlavních důvodů, proč řada uživatelů uvažuje nad LTE coby fixním připojením, je přenosová rychlost. Ta je však pouze teoretická a závisí na vytíženosti sítě, která je díky uživatelům mobilního připojení poměrně velká. Skutečná rychlost, které se uživatel dočká, je pak v praxi mnohem nižší a při vysoké vytíženosti sítě stoupá u LTE latence téměř geometrickou řadou.
Latence je termín, označující dobu mezi požadavkem na provedení určité akce a realizací požadavku – tedy čas, který datová jednotka urazí na cestě z místa vyslání do bodu určení. Latence se měří nástrojem, zvaným “ping” – ten je k dispozici buďto online, nebo prostřednictvím terminálu ve vašem počítači.
V počítačích s OS Windows zadáte do vyhledávacího pole v nabídce Start příkaz cmd.exe a stisknete Enter. U počítačů s macOS/OS X spusťte ve Finderu Aplikace -> Utility -> Terminál, případně stiskněte klávesovou zkratku Cmd + mezerník a do příslušného pole zadejte Terminál. V Linuxu najdete Terminál ve složce Accessories uvnitř adresáře Applications, v distribuci Ubuntu stačí klávesová zkratka Ctrl + Alt + T. Do černého okna terminálu zadáte například “ping www.seznam.cz” (bez uvozovek) a během chvilky by se vám měla zobrazit data, týkající se odezvy sítě vaší přípojky spojení.
Kabelové připojení přes Ethernet vykazuje v průměru – podobně jako například WiFi připojení okolo – 5 – 20 ms.
U mobilních sítí (4G, 3G) může jít ale už o stovky ms, což je výrazně postřehnutelná hodnota. Zmiňovaná metodika MEF 23.1 připouští hodnoty jedním směrem 20 ms, tam a zpět je to 40ms.
Už při nárůstu počtu zaregistrovaných zařízení v 4G LTE síti roste latence paket od paketu na hodnoty nad 100ms.
Při takové hodnotě odezvy je již připojení vnímáno jako nekvalitní – a například při hraní online her prakticky nepoužitelné. Vzhledem k tomu, že u LTE dostávají vždy přednost hlasové služby před daty, jsou příslušné vysílače často vytížené, byť hlas není náročný na datové kapacity.
Při zatížení komunikačních časových slotů vysokým počtem přihlášených mobilních telefonů se často rozkolísává doba odezvy až na stovky milisekund. Právě nárůst latence až ke stovkám milisekund, i při stále ještě dostatečné kapacitě přenosu, je typickým znakem fixního připojení v mobilní síti. K takovému chování stačí neobvyklý počet lidí v při slavnosti na návsi.
Kapacita přípojky.
Při vysokém počtu přihlášených zařízení roste doba odezvy sítě, ale sečteme-li i datové nároky uživatelů mobilních dat připojených ve stejný okamžik do stejné BTS, budeme svědky rapidního poklesu kapacity domácích přípojek v LTE síti. A moderní telefony s jejich HD kamerami, a online zálohováním fotografií, Facebookem a dalšími vymoženostmi, to jsou velcí požírači megabitů.
LTE operátoři se brání reklamacím, které jistě uplatňují uživatelé této technologie zněním Všeobecných obchodních podmínek. Všichni tři operátoři, kteří nabízí tarify s desítkami Mbps pro domácí přípojku ve svých VOP považují za důvod k reklamaci až pokles rychlosti stahování dat na 16 kb/sekundu. To je 0,016 Mb/sekundu. Žádná velká záruka, že?
Není bezdrát jako bezdrát
Naproti tomu dobře projektovaná a postavená bezdrátová síť takové nevýhody nemá.
V každém okamžiku víte, kolik je na přístupový bod připojeno zákazníků. Obvykle jich je velmi málo, zpravidla pouze několik málo přípojek na přístupový bod. Nastavení řízení provozu podle tarifu zákazníka a dynamická alokace prostředků na hraničním routeru zabezpečují stálé, nekolísající a nízké latence. I porovnání s čistě optickou sítí nejsou hodnoty fixní bezdrátové sítě nějak zásadně rozdílné. Bezdrátové prvky časového duplexu jsou použité v poslední míli k zákazníkovi, zbytek prvků až do datacentra jsou až na malé výjimky profesionální technologie založené na mikrovlnné komunikaci s latencí pod 1ms, napojené na optickou páteřní infrastrukturu. Rozhodující je tedy řízení obsazení přístupového bodu sítě. A ta u LTE sítě nelze predikovat.
Proto si mohou lokální operátoři dovolit garantovat mnohem vyšší minimální rychlost.
Pořizovací náklady
To je obecně opomíjená část ceny tarifu. Bezdrátové zařízení pro fixní LTE připojení je bývá sice obvykle se závazkem na 24 měsíců zapůjčené za symbolickou cenu, ale jeho skutečná hodnota spočívá v ceně montáže. Po ukončení služby uživatel hradí demontáž, a to je nemalá položka kolem 2 500 korun. Bez závazku, třeba na vyzkoušení s možností vrácení zařízení bude montáž a demontáž stát 5 000 korun. Takové náklady žádný lokální operátor neúčtuje, alespoň o něm nevím. K tomu je třeba připočítat cenu domácího WiFi routeru. Ten mnohdy činí další investici přes tisíc korun.
Operátor
Aktivace
Cena modemu jednorázově
Měsíční paušál
Délka závazku
Objem dat
Inzerovaná rychlost stahování
Inzerovaná rychlost odesílání
O2 Internet na doma Air
99,-/ jednorázově
1499,- / 3999,- **
499,- / 749,- *
24 měsíců
30GB, obnovení objemu 499,- s DPH
20 Mb/s
2 Mb/s
T-Mobile Internet bez drátu Standard
1,-/ 2599,- *****
1,-***
499,-****
24 měsíců
20GB
20 Mb/s
5 Mb/s
Vodafone
Pevný internet
2401,-
599,-
24 měsíců
Bez omezení
30 Mb/s
5 Mb/s
* 499,- s DPH se závazkem, 749,- s DPH bez závazku
** 1499,- základní modem, 3999,.- prémiový modem
*** Cena modemu činí ve skutečnosti 2301,- je hrazena ve stokorunových měsíčních splátkách
**** 399,-/měsíčně tarif + 100,-/měsíčně splátky modemu
***** 1,- při závazku na dobu určitou, 2599,- při závazku na dobu neurčitou
Sázka na jistotu
Při volbě toho správného internetového připojení je potřeba zapojit zdravý rozum, základní počty, a důkladně si prostudovat podmínky. LTE připojení je v současné chvíli určeno primárně majitelům chytrých mobilních telefonů – přednost v této síti dostanou vždy mobilní zařízení a hlasové služby, které dokáží síť vytížit natolik, že pro ostatní uživatele bude připojení takřka nepoužitelné.
Při volbě ideálního připojení pro vaši domácnost je nejlepší si nejprve ověřit, jaké služby jsou na vaší adrese dostupné. Poté zvažte, k jakým účelům budete internet používat – uživatel, který často nahrává na web obsah o větším objemu (například fotografie ve vysokém rozlišení), bude mít vyšší nároky na kvalitu uploadu, zatímco člověk, který internet využívá především k prohlížení sociálních sítí a čtení e-mailů, nemusí tento parametr nijak výrazně řešit. Po zvážení všech aspektů se vám jistě podaří dojít k výběru toho nejvhodnějšího připojení pro vaši domácnost. Se všemi výhodami, ale i nevýhodami.
Autor: Amaya Tomanová, Jakub Moník
