Как выжать максимум из LTE

NAUKA (ООО «Наука-Связь») — оператор фиксированной связи. Однако мобильная связь в работе оператора тоже используется, например, для решения инцидентов или для подключения услуг в труднодоступных местах. Или для организации резерва по аварии, которую невозможно решить в приемлемые сроки. 

Для чего применяем LTE в NAUKA?

Скорости, которые может предложить оператор сотовой связи на стандартном оборудовании из Интернет-магазина, могут удовлетворить базовые потребности по услугам связи нескольких небольших клиентов. Но что делать, если произошла авария на узле связи с десятками клиентов? И эта авария на оптоволоконном кабеле, которую не решить за час-два?  Да, аварии на «оптике» случаются не часто, и можно просто ждать, пока, например, партнер восстанавливает кабель. Но это не в правилах NAUKA. 

С чего начали?

Первые вышки сотовой связи 4-го поколения (LTE) появились в России в 2011-2012 годах, и в последующие годы покрытие LTE существенно улучшалось. Уже в 2014 году NAUKA стала использовать связь сотовых операторов для предоставления своих услуг. 

Клиенту требовалось подключить более 60 объектов к сети Интернет на скоростях до 2 Мб/с. Для решения этой задачи LTE подходил идеально как самый простой и недорогой вариант. Конечно, включение проводными каналами надежнее, но учитывая сроки и количество объектов, остановились на LTE. 

И практика показала, что это решение было правильным. Изначально своего оборудования и готовой услуги у нас не было. Поэтому, поискав предложения на рынке, остановились на готовом решении от партнера. Это решение представляло из себя так называемый LTE-комплект — квадратную антенну со стороной около 40 см и встроенным внутрь роутером с LTE-модемом. Решение позволяло достигать скоростей доступа в Интернет до 20 Мб/с, также была возможность получения публичного адреса.

Как NAUKA реализовала свой проект?

После успешной реализации стартового проекта закономерно возник вопрос «Как уменьшить накладные расходы?». Естественным ответом стала разработка собственного решения. 

Отдел радиодоступа отвечал за подбор оборудования под LTE-комплект. Отдел Сети передачи данных – за сетевую часть. С операторами сотовой связи организовали стык для VPN: трафик с LTE-комплектов попадал в ядро сети NAUKA, что позволяло предоставить Интернет на своих IP-адресах, частный VPN — соединить приватной сетью офисы клиента, а также L2 каналы.

Разработка заняла примерно полгода. Сейчас можно сказать, что это был полноценный R&D. Пробовали несколько вариантов антенн, использовали разные модели роутеров. Особенно долго пришлось решать вопросы с LTE-модемом. 

Не каждая реализация отличалась стабильной работой, а учитывая множество разных прошивок, на подбор правильной связки модели LTE-модема и прошивки ушло больше всего времени. 

Отдел Сети передачи данных разбирался с технологией VPDN на роутерах Cisco для организации стыка с сотовым оператором со своим APN. Не мало времени было уделено и безопасности: грамотно сформированный шаблон конфигурации роутера LTE-комплекта — заслуга отдела СПД.

Итогом стало применение LTE-комплектов в самых разных ситуациях. Помимо установки по авариям, применяли их для срочных включений клиентов, когда клиенту нужна услуга сегодня, а строить «оптику» не меньше нескольких дней. 

Также разработали варианты применения в качестве дополнительной услуги (как горячий резерв): если перестал работать основной канал, то работа услуг автоматически переключится на LTE-комплект. 

Широкое применение LTE-комплекты нашли и на дачных участках: варианты с антеннами с большим коэффициентом усиления позволили получить стабильную связь в труднодоступных местах.

Время не стоит на месте, технологии развиваются, конкуренты не спят, а абоненты предъявляют все больше требований к качеству и скорости работы Интернет и каналов связи. Скорости в 30-50 Мб/с уже не всегда могли удовлетворить кейсы от Коммерческого департамента. Встал вопрос: «Как повысить скорость на LTE-комплектах?». Ответ нашелся – агрегация. Это способ объединения нескольких каналов в один более широкий. 

Нашли два варианта использования агрегации:

• объединение каналов от разных операторов сотовой связи в одни с помощью MPTCP протокола; 
• использование LTE-модемов категории Cat.5 и выше. 

LTE-модемы, начиная с 5-ой категории могут агрегировать несколько частотных каналов  между модемом и базовой станцией, а также используют технологию MIMO. Чем выше категория модема, тем выше скорость. Например, LTE-модем Cat. 26 позволяет достигать теоретической скорости до 3,5 Гб/с на download и до 844 Мб/с на upload.

На данный момент успешно реализована система по агрегированию каналов через MPTCP протокол. При использовании четырех LTE-модемов удается получить скорость до 90 Мб/с. Уже получены положительные отзывы о работе системы по агрегированию каналов от первых клиентов.

Планы на будущее

В ближайшее время планируем реализовать агрегирование сразу двумя вариантами: используя MPTCP и модемы Cat.16. Рассчитываем получить скорости до 200-300 Мб/с в локациях с уверенным приемом сигнала LTE. 

О полученных результатах обязательно расскажем.