IDG Medlem
Här har vi samlat allt som gäller ditt medlemskap
Stäng

Turbo-3g - verktyget för proffsen

När umts/3g introducerades för den breda ­allmänheten år 2004 lovade tekniken datahastigheter på upp till två megabit per sekund. Ganska snart stod det dock klart att det i praktiken handlar om hastigheter upp till 384 kilobit per sekund och inte snabbare. Detta bland ­annat eftersom de frekvenser som användes inte bara bär datatrafik utan även taltrafik.

Dessutom var cdma, code division multiple access, en ny och komplicerad teknik som inte var alldeles enkel att bygga in i små telefoner. Branschen nöjde sig helt enkelt med att erbjuda datatrafik med hjälp av endast en ­cdma-kod igång i taget per användare, vilket ger just max 384 kilobit per sekund, och lät multiplexering över flera samtidiga koder introduceras i framtiden.

När vi började testa att köra data över 3g var det ändå en revolution, eftersom gsm-tillägget gprs, general packet radio service, som var det enda alternativ som stått till buds fram tills dess, sällan gav mer än 30 till 40 kilobit per sekund.

Turbo nära maxhastigheten


2006–2007 introducerades turbo-3g, eller high speed downlink packet access, hsdpa, som tekniken ­kallas. Återigen revolutionerades trådlös cellulär datakommunikation med hastigheter på först upp till 3,6 och sedan 7,2 megabit per sekund. Turbotekniken har fungerat alldeles utmärkt och vi har i tidigare artiklar visat att man inte sällan når hastigheter nära de uppgivna maxhastigheterna.

Bara snabb åt ena hållet


Nackdelen med första generationen av turbo är dock att den bara är snabb i ena riktningen, nerlänk. För den glade surfaren är det inget stort problem, eftersom större ­delen av dennes trafik är just nerlänk. Det är i den riktningen surfaren tar emot text, ­bilder, videoklipp och liknande. En surfares upplänkstrafik består oftast enbart av små textsträngar med http-förfrågningar som ­talar om för servern vad surfaren vill titta på härnäst. Hittills har vi varit hän­visade till den mediokra upplänkshastig­heten 384 ­kilobit per sekund, vilket får betecknas som långsamt i jämförelse med 7,2 megabit per sekund i motsatt riktning.

Nu introduceras high speed uplink packet access, hsupa, på bred front i operatörernas nät, vilket öppnar möjligheten att på allvar nyttja 3g som ett arbetsredskap. Dessutom tas sista steget genom att hastigheten i nerlänk ökas till 14,4 megabit per sekund.

Vill du använda din internetkoppling till ditt kontors infrastruktur behöver du snabb åtkomst i båda riktningarna och hsupa är därmed en nödvändig förutsättning.

Alla får sända samtidigt


Umts-nätet använder radiotekniken cdma, vilket tillåter att flera användare samtidigt utnyttjar samma radiofrekvens utan att ­störa varandra. Cdma är inte något nytt, idéerna föddes redan på 1940-talet, då som ett sätt att gömma radiosignaler i det ­kosmiska bakomliggande bruset, det som ofta kallas vitt brus.

Tanken är egentligen ganska enkel: ­Representera varje databit (0 eller 1) i en ­längre och förutbestämd kod som både ­sändare och mottagare känner till. När man vill sända en etta sänder man koden som den är och när man vill sända en nolla ­sänder man koden fast inverterad.

När mottagaren filtrerar det mottagna ­radiobruset med hjälp av den förutbestämda koden kommer det slumpvisa kosmiska bruset att fördela sig jämnt över hela ­kodlängden, men tillskottsenergin från ­sändaren kommer att vara positivt eller ­negativt beroende på om det är en etta eller nolla. För den som inte har koden ser hela signalen slumpmässig ut och tillskottet från sändaren syns inte.

I umts vill vi inte gömma några signaler, i stället utnyttjar vi samma typ av filtrering med hjälp av koder för att separera olika användare och deras dataströmmar. Förutsättningen är att koderna som används i varje stund är så kallat ortogonala, det vill säga att de inte får störa varandra.

Problemet för mottagaren är att för att parallell mottagning ska fungera måste alla sändande enheter låta lika starkt i proportion till sin datahastighet, annars kommer någon att försvinna eller någon att över­rösta de övriga. För att kompensera meddelar därför basstationerna och mobilerna hur de uppfattar varandra och justerar uteffekten därefter. Det sker 1 500 gånger per sekund, eftersom alla studsar samverkar när de når mottagaren.

Att kompensera uteffekten för bra eller dålig momentan mottagning ger dock inte den mest optimala dataöverföringen. När kvaliteten på radiobäraren ökar, ökar egentligen möjligheten till hög datahastighet ännu mer. Därför utnyttjar man radiobäraren mer effektivt om man i stället passar på att skyffla över mycket data då kvaliteten är god, och låter någon annan nyttja länken då de har bra kvalitet. Då kan högre modulation användas, vilket ger högre datadensitet. Varje frekvens i umts med hsdpa är på fem megahertz och använder 15 parallella bärarkoder samtidigt. De delas hela tiden ut under två millisekunder långa perioder till de mobiler som rapporterar god mottagning och samtidigt har data buffrade som väntar på att skickas.

Fler sändande enheter


Hsupa är lite mer komplicerat, eftersom det är större antal samtidiga sändande enheter. Då är det ju alla mobiler som sänder till basstationerna. Här låter man varje mobil rapportera sin cqi, channel quality indicator, samt hur mycket data de har i sin buffert. Därefter fördelas den extra överblivna uteffekten till de mobiler som bäst behöver och kan nyttja bandbredden.

När vi nu vill testa hur långt operatörerna har kommit vill vi göra det ut ett företagsperspektiv. Går det att synkronisera sin e-post, säkerhetskopiera sin dator etcetera över turbo-3g? Kommer det att kännas stabilt? För att göra det så verkligt som möjligt testade vi skarpt över en vpn-tunnel in till TechWorlds testlabb i Stockholm. Över ­tunneln körde vi alla våra företagstillämpningar och mätte givetvis också uppnådd hastighet i båda riktningarna samt vilken fördröjning vi fick.

Vi valde att testa från några olika platser i Stockholms innerstad och utkanter, där alla operatörer säger sig ha täckning. Precis som i tidigare tester ville vi ha så obelastade nät som möjligt, därför gjorde vi huvud­sakligen våra mätningar nattetid.

  Så fungerar cdma, hsdpa och hsupa

CDMA

Cdma. I cdma används en så kallad correlation receiver. Mottagaren lyssnar med samma kod som sändaren sänder med. Varje chip i koden blir i synk och övrig energi på frekvensen filtreras bort.

Koder

Koder. I cdma används koder för att filtrera alla samtidiga användare. Koder måste i varje ögonblick vara ortogonala, det vill säga att de får inte läcka energi till varandra. Vanliga umts och hsupa använder variabla kodlängder, vilket ger variabla datahastigheter. Hsdpa använder alltid kodlängden 16 bitar och utnyttjar i stället multiplexering av flera koder samt snabb schemaläggning.

Snabb nerlänk

Snabb nerlänk. I hsdpa får varje mobil rapportera hur starkt den hör basstationen. I stället för att sända till alla mobiler som har buffrade data, skickas data till dem som rapporterar hög signalstyrka för ögonblicket och en snabbare modulation kan användas. På detta vis nyttjas länken bättre. De som har mer data buffrade i basstationen får fler samtidiga koder och därmed högre hastighet.

Snabb upplänk

Snabb upplänk. I hsupa får alla mobiler skicka upp sin cqi (kanalkvalitet) och bufferstatus till basstationen. Basstationen tillåter sedan mer energi och därmed en högre data­hastighet till dem som behöver och kan nyttja den bäst.

Fungerar som utlovat


Resultaten från första nattens mätningar är verkligen glädjande. Samtliga operatörer kommer upp i fina hastigheter i både upplänk och nerlänk. Våra bärbara datorer får stå och jobba med sina respektive uppgifter, fast med turbo-3g som bärare. Allt fungerar precis så bra som operatörerna lovar.

Inte heller krånglar någon av våra test­tillämpningar, alla uppför sig precis som när vi kopplar oss mot testlabbet via till exempel adsl. Samtliga nät levererar hastigheter över fem megabit per sekund i nerlänk och över en megabit per sekund i upplänk. Inte illa för ett mobilt radionät.

Efter att ha testat på några olika platser märker vi att trenden är tydlig. Telia och Tele 2, som ju bygger sitt nät ihop, har liksom Tre använt den snabbaste hspa-standarden i Stockholm som kan ge maximalt 14,4 megabit per sekund. Telia/Tele 2 ligger på runt åtta megabit per sekund, medan Tre ligger något högre med värden runt nio ­megabit per sekund. Telenor däremot ligger på samtliga våra testplatser kvar på 7,2-tekniken och vi får därmed hastigheter runt fem till sex megabit per sekund.

Dongeln som vapen

Dongeln som vapen. Vi testade hastigheterna på flera platser i Stockholmsregionen, dels med de donglar vi fått låna, dels med en egen från Huawei som referens. Vi märkte dock inga större skillnader mellan modemen. Vi testade också att köra alla de program vi normalt vill använda mot vårt testlabb, såsom mejlsynkronisering, smb, ­säkerhetskopiering med mera, över en vpn-tunnel och med 3g som bärare.

Inte långt från adsl-fart


Å andra sidan ligger Telenor högst när det gäller hastigheter upplänk. Telia, Tele 2 och Tre ligger runt 1,2 megabit per sekund medan Telenor ligger på hastigheter runt 1,6 megabit per sekund. Med hastigheter runt ­dessa är turbo-3g inte speciellt långt ifrån till exempel adsl, vilket såklart imponerar.

Då och då faller vi tillbaka till vanliga umts, men det är bara när vi har riktigt dålig rapporterad signalstyrka. Det är inte konstigt, eftersom turbotillägget utnyttjar bra signal medan vanliga umts mer garanterar åtkomst.

När vi testar dagtid ligger hastigheterna något lägre och fördröjningen i nätet är ­något högre. Detta eftersom frekvenserna och därmed utrymmet delas mellan alla aktiva användare i samma cell. Vi väljer dock att inte bedöma eller betygsätta dessa hastigheter, eftersom det väldigt mycket beror på slumpen vilka celler som är under belastning för ögonblicket. Tilläggas ska dock att det inte under något test slutade att fungera, alla tillämpningar fungerade felfritt för oss.

Diagram - Både först och sist

Både först och sist. Telenor hamnar på efterkälken när det gäller nerlänk, men är snabbast på upplänk. Fördröjningen i nätet är något ­högre när vi testar under dagtid, men beror också mycket på slumpen.

Täckningen skiljer


Del två i testet är att se hur långt de olika operatörerna har kommit med sin turbo­utbyggnad. Telia och Tele 2 bygger hela sitt nät tillsammans, men samarbetar gör även Tre och Telenor som delar nät huvudsakligen på landsbygden.

På sina webbplatser har alla operatörerna täckningskartor som visar aktuell utbyggnad­ av nätet. Samtliga erbjuder funktionen att man kan se täckningen med och utan turbo, men också med och utan vanliga 3g. Eftersom vanliga 3g numer har mycket god täckning väljer vi att bara jämföra turbo­utbyggnaden.

När vi tar fram de fyra täckningsbilderna är det ingen tvekan om att Telia och Tele 2har samma nät och att Tre och Telenor har samma. Tittar vi på täckningen ute i landet är det dock stor skillnad mellan dessa. Alla operatörerna täcker de större städerna väl, men Telenor/Tre tycks ha valt taktiken att i första hand täcka Sveriges kuster, inklusive Öland och Gotland, med turbo. Telia/Tele 2 täcker så gott som hela Götaland och Svealand, i vart fall såvitt vi kan avgöra från täckningskartorna.

För att få lite mer på fötterna frågar vi Telia och Tele 2 om deras täckning. Vi får inga exakta siffror, men väl svaret att man i dag har upplänksturbo överallt där man har nerlänksturbo, vilket ska innebära att operatörerna täcker över åtta miljoner av Sveriges innevånare.

Överlägsen turbotäckning

Överlägsen turbotäckning. Även om Norrlands inland förblir vitt på Telias (till vänster) och Tele 2:s täckningskartor har man en mycket god turbotäckning och erbjuder hsdpa och hsupa åt åtta miljoner svenskar.

Snabbast täckning

Snabbast. Täckningen hos Telenor (till vänster) och Tre är inte lika god som hos Telia och Tele 2, men när vi mäter blir Tre snabbaste nätet i nerlänk och Telenor snabbast i upplänk.

Fakta & Betyg


Operatör

Pris abonnemang, kr/mån 249    249    199
249   
Maxmängd (där­efter lägre fart), GB/mån 5 10
ingen begränsning 20
Hastighet upplänk 12 av 20 12 av 20 16 av 20 12 av 20
Hastighet nerlänk
16 av 20 17 av 20 11 av 20 18 av 20
Fördröjning    16 av 20 18 av 20 11 av 20 15 av 20
Turbotäckning    36 av 40 36 av 40 25 av 40 25 av 40
Totalt    80 av 100 83 av 100  
63 av 100 70 av 100

TechWorlds slutsats


Efter att vid flera tillfällen ha testat turbo-3g tycker vi att det är en mogen och stabil ­teknik som absolut kan jämföras med till exempel adsl i hastighet och stabilitet. Mobiliteten får du på köpet.

Visserligen har 3g generellt mer fördröjning, men även den tycks ha minskat något när vi jämför med mätvärden vi har fått i andra tester tidigare.

Samtliga Sveriges fyra operatörer har god turbotäckning i våra större städer, men Telenor och Tre har därutöver valt att fokusera på täckning längs kusterna medan Telia/Tele 2 täcker betydligt mer av inlandet.

Alla operatörerna kommer i våra tester upp i fina hastigheter, både när vi laddar ned och när vi laddar upp data. Ingen av våra testtillämpningar krånglar heller vid något tillfälle under testet.

Foto: Andreas Eklund Grafik: Jonas Englund

Fakta

Tele 2 vinner vårt test eftersom de i våra mätningar är snäppet snabbare än Telia, som ju faktiskt kör på samma nät. Tillsammans är Tele 2 och Telia överlägsna på att leverera turbo-3g i Sverige.

Vi använde en testmiljö beståendes av Compaqdatorer med Windows XP samt virtuella Vm­ware-klienter. Alla donglar installerades utan problem och uppdaterade även sig själva.

Vi lånade in ”donglar” från de fyra svenska 3g-operatörerna Telia, Tele 2, Telenor och Tre. För att få ett rättvist resultat valde vi några platser i och utanför Stockholm där vi utförde mätningar nattetid för att få så liten störning som möjligt från vanliga användare. Resultaten som ligger till grund för betygen är medelvärden från dessa mätningar.

Eftersom fokus i vårt test var om 3g kan användas som ett riktigt arbetsredskap satte vi upp ett vpn mellan en ­bärbar dator och TechWorlds testlabb och mätte hastighet och fördröjning mellan klient och server.

Vi testade även skarpa tillämpningar som säkerhetskopiering av filer, mejlsynkronisering och ssh. För att få ett objektivt betyg mättes även ­hastigheterna åt båda håll med programmet Iperf.

  • 3g – tredje generationens telenät. Ett digitalt cellulärt nät som byggts utan design för en specifik tillämpning, det är alltså en “bitpipe”. Ett 3g-nät ska kunna bära röst, video eller annan data samtidigt utan avkall på flexibilitet. Exempel på 3g-nät är umts och cdma 2000.
  • Umts – universal mobile telecommunication system. Den 3g-standard som byggs i Europa och stora delar av övriga världen. Umts använder cdma som åtkomstmetod. Umts är hos de flesta operatörer byggt som ett nytt radioaccessnät påhängt på redan befintliga gsm/gprs-nät. 
  • Cdma – code division multiple access. En radioteknik som möjliggör flera samtidiga användare på samma frekvens, vilket ger god flexibilitet. Varje databit representeras med en kod på minst fyra chip och varje ­dataström har sin egen kod. Mottagaren kan separera de mottagna dataströmmarna genom att filtrera med hjälp av ­koderna.
  • Hspa – high speed packet access. Gemensamt namn för teknikerna hsdpa och hsupa. Kallas ofta 3,5g eller turbo-3g.
  • Hsdpa – high speed downlink packet access. En tilläggsteknik till umts som gör nerlänkstrafiken snabbare genom att med hög densitet sända när radiolänken är god. Maximal teoretisk hastighet är 14,4 megabit per sekund.
  • Hsupa – high speed uplink packet ­access. Tillägg till umts som gör upplänkstrafiken snabbare genom att fördela ut överskottskapacitet till de användare som behöver snabb åtkomst upplänk. Maximal teoretisk hastighet är 5,76 megabit per sekund.
  • Ehspa – evolved hspa. Tillägg till hspa som tillåter högre och snabbare modulation. Ger maximalt 21 megabit per sekund i nerlänkshastighet.

Operatörernas turbonät imponerar på oss när vi testar, i alla fall i Stockholm med omnejd.

Ser vi till hela landet är det mycket större skillnad. Telia och Tele 2 har bättre täckning, speciellt i inlandet, än Telenor och Tre, som tycks fokusera på att ha täckninig i städer och längs kusterna.

Generellt dras 3g med mer fördröjning än många fasta tekniker. När vi testar ligger värdena runt 150 till 200 millisekunder, medan till ­exempel adsl ofta ligger runt 20 till 30 millisekunder. Det beror så klart mycket på avståndet mellan mät­punkterna.

När vi ändå var i farten tittade vi även lite på det 4g-nät som snart ska byggas. Där pratar man om hastig­heter över 100 megabit per sekund och betydligt lägre fördröjning än i 3g. Kommersiell lansering planeras bli senare delen av 2010.

Varför försöker operatörerna lura sina abonnenter genom att ange hastig­heter de i slutänden aldrig får? Frågan är inte självklart enkel att svara på. Du får faktiskt den teoretiska maxhastigheten när du använder hspa, men bara stötvis och sällan eller rentav aldrig under någon ­längre period.

Hspa använder högre modulation än vanliga 3g, vilket ger högre datadensitet per tidsenhet. Den högre hastigheten kräver bättre kvalitet på radiobäraren, något du bara har stötvis. Eftersom den sändande enheten sänder sina signaler åt alla håll kommer mottagaren att ta emot signalen flera gånger via studsar från berg och byggnader.

Om signalerna så att säga ”krokar i ­varandra” i fas kommer mottagaren att uppleva radio­signalen som stark. Våg­längden är cirka tio centimeter, så det ­räcker att du genom din rörelse med dongeln får en vägskillnad på fem centimeter för att signalen i stället ska upplevas som svag hos mottagaren.

Eftersom det i verkligheten är många studsar som samverkar kommer din signal att fladdra upp och ner i upplevd styrka hos mottagaren massvis med gånger per ­sekund. Det kallas ”fast fading”.

Hsdpa passar på att med hög densitet sända data till den eller de mottagare i cellen som för ögonblicket rapporterar högst upplevd signal, vilket de gör inför varje tvåmillisekundersperiod.

Hsupa effektreglerar signalen på samma sätt som vanliga umts/3g, men uppnår ­högre hastigheter genom att fördela ut överbliven effekt på frekvensen vilket möjliggör snabbare koder.

Andra faktorer som påverkar datahastigheten är avstånd till basstationen, omgivningens utseende och antalet samtidiga andra användare.

För att ge en mer rättvisande bild av vad abonnenten faktiskt kan förvänta sig när det gäller datahastigheter i 3g-näten har operatörerna Telia, Tele 2, Telenor och Tre enats om att framöver marknadsföra följande hastigheter:

Teoretisk ­hastighet Marknadsförd praktisk hastighet
384 kb/s 300 kb/s
3,6 Mb/s 3 Mb/s
7,2 Mb/s
6 Mb/s
14,4 Mb/s
10 Mb/s
21 Mb/s (Ehspa)
16 Mb/s

Besöksadress: Magnus Ladulåsgatan 65 106 78 Stockholm Tel: 08-453 60 00

Sajter om it & teknik

  • CIO SwedenIt-strategi, affärsnytta och kundrelationer.
  • Computer SwedenDagliga nyheter om it, telekom och affärer.
  • IDG.seDe viktigaste nyheterna från sajterna i vårt nätverk.
  • M3Sveriges prylsajt.
  • MacWorldAllt om Mac, OS X, Iphone och Ipad.
  • PC för AllaSveriges största och mest lästa datortidning.
  • SmartworldDin guide till det smarta hemmet.
Stäng