Что больше потребляет энергии 3g или 4g. Как выбранная LTE сеть влияет на энергопотребление телефона, или недостатки LTE сетей в СНГ

К хорошему люди привыкают быстро. Это аксиома. Но у каждой медали есть обратная сторона. С “хорошим” дела обстоят почти всегда так же. Являясь пользователем Nexus 5, я целиком и полностью доволен своим аппаратом. Отличный дисплей, мощное “сердце”, аскетичный дизайн. В общем, хорош аппарат. Но недавно, мне пришлось в нем немного разочароваться. Почему? Об этом ниже.

Предыстория

В Украине я являюсь давним (около 7 или 8 лет) пользователем оператора Life:), просто потому что большинство знакомых тоже его абоненты. Вроде бы все ок, но вот качество интернета меня категорически не устраивало! Вечно мне то сообщения в соц сетях приходили с запозданием, то о звонках в скайпе я узнавал после их окончания. И я уже не говорю о том, что его скорости хватает разве что на сообщения в вайбере, да те же соц сети. Была попытка попользоваться 3G интернетом от U’Tel, но, к сожалению, неудачная. Работает он только в крупных городах (в Одессе использовался, и то не везде), а за городом начинается роуминг Киевстара… На этом моё знакомство с 3G в мобильном устройстве закончилось.

Немного скучно истории

Дальше моя судьба сложилась так, что я переехал в Минск, Республика Беларусь. И первое, что я сделал – подключил себе сим-карту. В кратце о мобильных операторах РБ. Их три: Velcom, MTC и Life:). Самый популярный – велком, МТС лишь немногим ему уступает. Лайф серьезно отстает, его мало кто использует и даже в рекламе и объявлениях практически всегда указывают два номера – МТС и Velcom. Лайф недавно появился на просторах РБ (по сути это тот же Лайф, что и у нас, в Украине – ТОВ “Астелит”), и чтобы быстро и доступно покрыть территорию, поступил довольно хитро – просто арендовал вышки других операторов. Насколько мне известно, в РБ нет ни одной собственной вышки Астелита. В этом есть и плюсы и минусы. Самый явный плюс – сверхбыстрое распространение территории покрытия. Основной минус в том, что при подключении к вышке устройства использующего лайф – оно автоматически попадает в очередь за всеми абонентами, подключенными к оператору, которому принадлежит вышка.

“Сухие” цифры

Мне выбирать не приходилось – по работе нужно было подключить себе лайф. Что я и сделал. Впечатления у меня, после трех месяцев использования довольно приятные. Поскольку 99% времени я провожу в Минске – проблем со связью, или каких либо неудобств связанных с тем, о чем я писал выше, не испытываю. Конечно же первое, что я кинулся проверять – скорость. Она меня не то что удивила, она меня поразила. Первый замер показал 12 Мбит/сек на вход и пинг 38. В дальнейшем пользовании выяснилось, что в среднем скорость входящего трафика 6-7 Мбит/сек, с переодичными скачками в пределах 2.6-12.3 Мбит/сек, исходящего 3-4 Мбит/сек. Для сравнения – средняя скорость интернета у лайфа в Украине – 90-120 кбит/сек (это с учетом что у вас хороший сигнал сети и вы находитесь не в лесу). Как я уже писал – в Минске нет абсолютно никаких проблем с приемом сигнала. Практически всюду полный значок сети, на станциях метро он так же стабильно уверен (в перегонах, сеть конечно теряется, но расстояние между станциями минского метрополитена мало и сеть пропадает на 1-3 минуты).

О плохом

Проблемы начинаются, как только вы решите выехать за пределы города. При движении на автомобиле/поезде телефон часто теряет сеть, находит ее с трудом (связанно с “арендными” вышками, пока вы проезжаете одну, телефон не всегда успевает “отстоять очередь” за другими абонентами, а вы, тем временем уже въезжаете в зону действия другой). Заветный значок H+ в строке состояния исчезает, а ему на смену приходит, периодически пропадающий, намыливший глаз E. Я был не во многих местах, за пределами Минска, но ни в одном из них я не увидел 3G сети (в других крупных городах я не был). Более того, не везде есть просто покрытие сети лайф.

Что, почем и сколько

Тариф у меня Life:) XL, я плачу 99 тысяч белорусских рублей в месяц (около 9.5 долларов). За эту сумму я получаю 450 минут бесплатно на все сети, безлимит в сети и 2 Гб беслпатного интернета на отличной скорости. Как мне кажется, весьма достойно, за эти деньги. В Украине у меня был корпоративный Life:) Ambassador, с безлимитом в сети, 0.45 грн на другие сети и 350 МБ трафика в месяц (которых мне хватало с запасом). Кстати 2000 МБ при наличии 3G мне не хватает. Последнюю неделю месяца я экономлю и стараюсь по минимуму использовать мобильный интернет. Возможно это связанно с тем, что я пока активно использую интернет, передавая приличный объем данных. Помимо стандартных соцсетей, скайпа, почты и месседжеров, я много общаюсь со знакомыми из Украины (благо скорость свободно позволяет использовать голосовую связь), а так же отправляю большое количество фото.

А теперь о том, для чего я вообще начинал писать этот пост, или – наконец то суть

В целом я очень доволен скоростью и качеством интернета (голосовая связь, понятно, ничем не отличается). Соотношение стоимость/объем услуг, тоже меня целиком устраивает. НО! Очень большое но! Думаю, большинство читателей кедра в курсе, что 3G связь гораздо активнее расходует заряд батареи, нежели 2G. Я тоже был в курсе этой истины. Но не думал я, что настолько активнее. Если в Украине мне уверенно хватало моего Nexus 5 до вечера (даже если он и садился, то оставшихся 10-15% хватало послушать музыку по дороге домой и почитать книгу), то тут я просто “зарядкозависим”. Живу от розетки к розетке. Работаю в такой сфере, что зарядка всегда есть под боком, но приходится по 5-6 раз в день подзаряжать телефон по чуть чуть. Если я планирую куда то поехать на более, чем пол дня – без внешнего аккумулятора в сумке я этого не сделаю. Я всерьез задумался о замене нексуса на Boost 2 SE, и мне абсолютно все равно, что с батареей на 6А он будет выглядеть как два нексуса. Я перепробовал кучу прошивок, от официального стока, до собственных “солянок” из набора кастомов/ядер/патчей. И да – я покупал смартфон для того, чтобы активно использовать всего его возможности.

Активность использования

У меня постоянно включен интернет и я его использую. У меня всегда включена геолокация и она мне нужна. У меня максимальная яркость дисплея, потому что я не хочу смотреть в пятидюймовую FullHD IPS матрицу, напрягаясь, чтобы что то разглядеть. Я слушаю музыку около 2-3 часов в день, читаю электронные книги около часа-двух, принимаю/отправляю почту, читаю новостную ленту в нескольких соцсетях и весьма активно пользую Viber как с отдельными абонентами, так и в нескольких чатах. Так же у меня чат на 60 человек в hangouts и чат на 36 человек в скайпе. Да, я считаю, это очень даже активное использование. Но в таком режиме, если переключить сеть на 2G, мне его хватает до вечера. При 3G доступе – снятый в 8 утра с зарядки смартфон, около 2-3 часов дня, в лучшем случае, начинает активно просить зарядить его, в худшем – нагло светит мне табличкой “Отключение…”.

Вывод

Из всего этого, как вывод, могу повторить фразу сказанную мной в начале – у всего хорошего, есть обратная сторона. Получая отличную скорость доступа в интернет и возможности, которые она открывает, взамен я расплачиваюсь экстремально высоким расходом батареи и привязанностью к розеткам/аккумуляторам. В принципе, я готов на такой обмен, хотя он и походит на сделку с дьяволом;) Но, все таки, развитие АКБ остановилось на мертвой точке, а вот развитие технологий потребляющих заряд этих самых АКБ – развивается семимильными шагами. И это не очень хорошая тенденция.

Маленький постскриптум

Так же, в заключение, предупреждая холивар на тему “андроид и розетка”, хочу написать что iPhone 5s в Украине мне хватало на такое же количество времени, а здесь, я для сравнения пользовался одолженным iPhone 4s в течении недели. Результат ровно такой же неутешительный. Может разница и есть, но чисто субъективно – он все равно не доживает до “домашней” зарядки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Что лучше Wi-Fi или 3G/4G? Сколь бы разными и несоизмеримыми не были эти стандарты беспроводного интернет-соединения, сколь бы преимуществ и недостатков у каждого из технологий не наблюдалось, тем не менее, пользователям приходится их сравнивать и делать выбор.

Ведь цена покупки мобильного или портативного устройства со встроенным модемом 3G и без него может сильно разниться. Возьмём, к примеру, с комплектацией памятью в 32Гб: его сборка только с модулем Wi-Fi обойдётся примерно в $260, а сборка и с модулем Wi-Fi, и со встроенным модемом 3G – примерно в $360. Как видим, за модем 3G придётся доплатить порядка $100 – т.е., больше трети стоимости самого планшета.

В случае с продукцией Apple картина ещё ярче: например, с 16 Гб памяти только с Wi-Fi обойдётся примерно в $580-600, в то время как за сборку гаджета с этим же объёмом памяти, но и с Wi-Fi, и с модемом 3G, придётся заплатить порядка $750.

Есть ли смысл изначально при покупке устройства платить большую цену за встроенный модем 3G? Или смартфон, планшет, нетбук или ноутбук можно полноценно использовать и без него, используя только Wi-Fi? Какая из этих технологий доступа к Интернету – Wi-Fi или 3G – лучше? Разберёмся в этом подробней.

Что такое Wi-Fi технология: достоинства и недостатки

Радиус действия Wi-Fi может составлять 30-500 метров от источника сигнала, т.е., от местоположения маршрутизатора. Конкретные показатели радиуса действия будут зависеть от мощностных характеристик маршрутизатора. Например, стандартный домашний Wi-Fi роутер может обеспечить радиус действия 45 м в помещении и 90 м снаружи.

На данный момент Wi-Fi – самый простой способ иметь быстрый беспроводной Интернет. Единственное в доме проводное интернет-подключение можно превратить в возможность беспроводного выхода в Интернет всех членов семьи со своих устройств. В больших городах сегодня практически все общественные заведения - ВУЗы, кафе, развлекательные заведения, отели, заправки, торговые и офисные центры - имеют бесплатные точки доступа Wi-Fi. Так, заказав в кафе чашку чая, можно хоть целый час её пить и общаться в социальных сетях.

Встроенный модуль Wi-Fi – уже несколько лет является стандартом комплектации ноутбуков, нетбуков, а моделей смартфонов и планшетов без него, наверное, и вовсе не сыскать на рынке. Модулем Wi-Fi можно дополнительно обустроить сборку ПК, чтобы, к примеру, не возиться с проводами при частом перемещении системного блока и монитора по дому.

Что такое 3G/4G технология: достоинства и недостатки

Чтобы подключиться к мобильному 3G/4G Интернету, устройство (ноутбук, нетбук, планшет, смартфон) должно иметь 3G/4G модем – встроенный изначально или внешний, подключаемый по USB. Последний имеет сходство с флешкой и часто предлагается мобильными операторами – поставщиками 3G/4G Интернета – по выгодной цене, а то и вовсе за символическую плату при подписании контракта на обслуживание.

3G/4G Интернетом можно пользоваться без привязки к какой-либо точке, как в случае с проводным или Wi-Fi Интернетом. Но 3G/4G - это ещё не полная свобода перемещения с доступом ко Всемирной Паутине, всё будет зависеть от зоны покрытия сетей 3G/4G мобильного оператора. Но в любом случае не стоит рассчитывать на связь в местах, отдалённых от вышек операторов – в глухих деревеньках, лесах, горах, пустынях и т.д.

Что лучше Wi-Fi или 3G/4G: сравнение по отдельным критериям

Как видим, выбрать лучший стандарт интернет-связи здесь объективно не получится, у обоих есть существенные недостатки.

В плане скорости Wi-Fi во много раз превосходит 3G/4G. Так, технология Wi-Fi может обеспечить максимальную скорость Интернета в 600 Мбит/с. Повторимся, это максимальная скорость. Минус Wi-Fi Интернета – это зависимость его скорости от количества активных устройств, подключённых к точке доступа. Чем больше пользователей с различных устройств подключатся к точке доступа, тем медленней будет скорость доступа к Интернету, ведь скорость будет равномерно распределяться между всеми подключёнными устройствами – будь это ноутбук, будь это смартфон, будь это планшет. Обычно в обычных домашних условиях скорость Wi-Fi Интернета на каждого пользователя составляет в среднем 20-25 Мбит/с.

А вот максимальная скорость в сетях 3G – порядка 3,5 Мбит/с, но часто этот показатель еле переваливает за 2 Мбит/с. А если 3G/4G Интернет использовать на мобильном устройстве в движущемся транспорте, скорость и вовсе может упасть до 128 кбит. На скорость 3G/4G Интернета также влияют погодные условия, отдалённость от вышки мобильного оператора, число активных абонентов.

Преемник 3G – стандарт мобильного Интернета 4G – может обеспечить куда большую скорость передачи данных – до 10 Мбит/с. Но это дорогостоящее интернет-подключение, и его зона покрытия пока что не позволяет рассматривать 4G как серьёзную альтернативу Wi-Fi или 3G.

Wi-Fi способен обеспечить большую пропускную способность, нежели 3G. Потому у Wi-Fi более стабильная скорость Интернета, в то время как скорость 3G постоянно колеблется из-за меньшей пропускной способности.

В итоге: в плане скорости Интернета Wi-Fi выигрывает у 3G с огромным отрывом.

Стоимость 3G/4G Интернета зависит от тарифного плана мобильного оператора. Но какой бы тарифный план не был выбран – с помегабайтной оплатой или безлимитный, всё равно придётся платить, и платить только за одно устройство. Вряд ли тарифный план мобильного оператора будет существенно дешевле тарифов проводного подключения, когда при подсоединении Wi-Fi роутера безлимитным Интернетом могут пользоваться все члены семьи, да ещё и периодически соседи. В отелях, кафе, заправках и прочих общественных заведениях Wi-Fi – услуга бесплатная.

Потому, оценивая 3G и Wi-Fi комплексно, в плане стоимости будет выигрывать снова Wi-Fi.

Вопрос потребления энергии аппаратными модулями интернет-подключения не может не волновать мобильных пользователей. И, к сожалению, 3G/4G, будучи мобильным стандартом, в этом вопросе серьёзно проигрывает Wi-Fi. Так, модемы 3G/4G при веб-сёрфинге расходуют заряд аккумулятора в 4-5 раз больше, нежели это делают модули Wi-Fi. И поскольку Wi-Fi Интернет используется по большей части в помещениях, у пользователей, помимо экономного расходования модулем энергии, есть ещё и возможность подзарядить батарею.

Итого: в плане энергопотребления Wi-Fi опять выигрывает.

Wi-Fi или 3G/4G: подведение итогов

По словам Verizon, их сеть 4G LTE на первых порах покроет 100 миллионов абонентов в 38-ми штатах до конца этого года. Первыми мегаполисами, куда проведут сеть, будут Бостон, Нью-Йорк, Вашингтон, Чикаго, Майами, Атланта, Даллас, Лос-Анджелес, Сан-Диего и Сан-Франциско. Ниже приведена карта покрытия 4G LTE от Verizon:

Нынешние и потенциальные владельцы iPhone, которые косо смотрят в сторону AT&T, с энтузиазмом воспринимают слухи о возможном соглашении между Apple и Verizon по поводу продаж iPhone в сетях последнего.

5. 4G более дорогой. Сейчас Sprint берет со своих абонентов лишние $10 в месяц за возможность пользоваться 4G, независимо от того, доступен ли он в их местности или нет. В связи с возрастающим потреблением мобильного трафика и выходом Verizon на рынок, оба оператора, по слухам, планируют заменить безлимитные тарифы на вполне себе лимитированные, которые предусматривают оплату за каждый мегабайт. Устройства с поддержкой 4G тоже стоят дороже, по крайней мере, пока.

6. Модуль 4G очень прожорлив и садит батарею. HTC EVO 4G может проработать без зарядки всего несколько часов. И хотя эту проблему можно решить, выключив 4G, это будет последняя вещь, которую пользователь захочется сделать, купив дорогой телефон с надеждой на высокую скорость передачи данных. Дополнительные батареи, которые помогут владельцам таких устройств, стоят около $100.

7. Точка 4G может ускорить 3G-телефоны, как ни странно. На сайте Sprint есть видео с демонстрацией того, как владельцы iPhone могут «словить» 4G-сеть и увеличить тем самым скорость приема. Получай, AT&T! Sprint заявляет, что одна точка 4G может обслуживать одновременно до пяти устройств, поддерживающих Wi-Fi. Также говорится о том, что точка доступа от Sierra Wireless является первым устройством с одновременной поддержкой сразу двух стандартов.

8. Sprint и Verizon являются лидерами в вопросах внедрения 4G, но где же конкуренты? А они не дремлют. Кент Герман из CNET сообщает, что AT&T собирается присоединиться к этому дуэту уже в следующем году. Операционный генеральный директор AT&T, Джон Станки, говорит, что компания откроет сеть LTE в середине 2011-го года. Он не уточнил список городов, но, по его словам, планируется покрыть 70 миллионов абонентов (75 до конца 2011-го).

А тем временем, T-Mobile рекламирует свой переход на стандарт HPSA+. По заявлениям компании, этот переход позволит увеличить скорость сети в 3-5 раз, по сравнению с 3G. T-Mobile описывает HPSA+, как «супер быструю мобильную сеть, которая будет доступна в северо-восточных регионах США и других больших городах по всей стране».

9. Итак, если вы один из тех людей, которым позарез нужна высокая скорость сети на мобильном телефоне для мультимедийных и деловых нужд, вам, определенно, стоит подключиться к 4G. Только помните о довольно скудном покрытии и приготовьтесь к более дорогим тарифам. Ну и не забывайте заряжать свой телефон почаще.

Для всех остальных нет необходимости что-то менять. Всякий раз, когда срок действия вашего контракта истекает, стоит подумать о переходе на более быструю сеть. К тому времени, глядишь, 4G будет доступен на большей территории и у большего числа операторов. Плюс к этому, должны упасть цены, может быть улучшат батарею и другие технические детали.

Пока что единственная вещь, которая должна вас волновать, это когда станет актуальной сеть пятого поколения 5G.

Известно, что при слабом покрытии мобильной сети мобильное устройство тратит больше энергии на поддержание радиосигнала. С ростом емкости аккумуляторов величина этой энергии стала несущественной. Однако с эволюцией типов сетей накладываются дополнительные механизмы, которые могут истощить батарею мобильного устройства без участия пользователя. Ниже изложена информация о механизмах, которые могут изменить время жизни телефона в зависимости от выбранной LTE сети.

(Время разрядки рассчитано без учета действий пользователя).

1.User Inactivity Timer. Мобильное устройство, зарегистрированное в LTE сети, может находиться в двух состояниях: RRC_CONNECTED и RRC_IDLE. В состоянии RRC_IDLE мобильное устройство зарегистрировано в EMM (mobility management), однако оно не имеет активной сессии. В этом состоянии мобильное устройство может быть вызвано для передачи данных или инициировать передачу UL (upload) трафика через запрос на выделение радиоресурсов. В RRC_CONNECTED состоянии - установлен активный радиоканал между мобильным устройством и вышкой. Энергопотребление в состоянии RRC_CONNECTED в среднем составляет 300 mA. В RRC_IDLE - 4 mA. Ответственность за переключение с RRC_CONNECTED в RRC_IDLE возложена на сеть. User Inactivity Timer - время между последним переданным пакетом данных и освобождением радиоканала (сигнал RRC connection release генерирует сеть). Величина User Inactivity Timer не описана в стандарте 3gpp, поэтому производители оборудования для сетей устанавливают это время по результатам собственных наблюдений. Обычно, это время колеблется в пределах от 10 с до одной минуты.

• Чем больше величина User Inactivity Timer - тем реже сети нужно освобождать/выделять канал для передачи данных;
• Чем меньше величина User Inactivity Timer - тем меньше времени понадобится мобильному устройству для поддержания радиоканала.

Когда пользователь активно не пользуется интернетом, работа мобильного устройства в сети заключается в периодических коротких опросах интернет-сервисов. Полезный обмен данными происходит в пределах секунды. Тогда полезное энергопотребления составляет <10% от всего.

Количество запросов в час для различных сервисов в background режиме:

• Новости (Flipboard, Daily news ...): 4 - 6 операций / час;
• Социальные сети: 1 - 4 операций / час;
• Мгновенные сообщений (Skype, Hangouts, Viber ...): 2 - 12 операций / час;
• Географические сервисы: 2 - 3 операций / час;

2.cDRX (Connected Mode Discontinuous Reception). В RRC_CONNECTED режиме есть промежутки времени, когда данные не передаются. В течение этого времени connected mode DRX помогает сократить энергопотребление. cDRX циклически включает и выключает приемник, чтобы сохранить энергию.

Параметры cDRX устанавливаются и контролируются мобильным устройством, но сеть при этом должна поддерживать cDRX технологию.

• 95% энергии сохраняется в состоянии RRC_CONNECTED, когда не ведется активная передача данных (изображено на рисунке);
• 20% - 40% сохраняется в случае активных интернет сервисов;
• 14% - при активном использовании интернета пользователем.

3. Handover, Redirection, Reselection. Данные технологии отвечают за переключение мобильного устройства между вышками в пределах одной сети. В состоянии RRC_IDLE мобильное устройство проводит измерения мощности сигнала с различных вышек. Если результаты этих измерений удовлетворяют критерию перехода, мобильное устройство переключится на соответствующую вышку и остается в состоянии RRC_IDLE. Redirection и Handover происходят, когда мобильное устройство сперва находилось в состоянии RRC_CONNECTED. В этом состоянии мобильное устройство также проводит измерения доступных вышек и отчет отсылает в сеть. Если существует возможность более оптимальной связи, сеть переключает радиоканал с одной вышки с мобильным устройством на другую. В случае Handover, вышка, на которую переключается мобильное устройство, уже подготовлена, тогда как в случае Redirection - сеть высылает данные о частоте, на которой находится подходящая вышка. Handover возможен только, если существует физический интерфейс между двумя вышками.

Существует три пути переключений устройства между вышками:

Handover команда. Требует настроек для всех вышек оператора. Возможен только в случае, если существует физический интерфейс между вышками.
- Redirection команда. Требует настроек для всех вышек оператора (в отличие от предыдущего - необходима лишь частота на которую устройство должно переключиться). Мобильное устройство само проведет подключение.
- RRC connection release команда, которая переведет мобильное устройство в RRC_IDLE состояние и телефон сам выберет оптимальную вышку и проведет процедуру подключения.

4. VoLTE (Voice over LTE). IMS (IP Multimedia Subsystem) в ​​случае VoIP/LTE реализован на AP уровене. Соответственно, AP процессор мобильного устройства должен быть под нагрузкой. Для VoLTE IMS модуль расположен в модеме, поэтому даже при звонке, AP процессор может находиться в спящем режиме. Это позволяет значительно сэкономить заряд батареи.

• ~ 33% энергии сохраняет по сравнению со Skype звонком;
• ~ 0% равносильно звонку в WCDMA сети;

На данный момент на территории СНГ голосовые услуги в LTE сетях выполняются через функцию CSFB (Circuit Switched FallBack). Мобильное устройство получает сигнал о входящем звонке, переключается в сеть низшего уровня (WCDMA/GSM) принимает звонок и после выполняет присоединение к LTE сети. Переключение/поиск требуют дополнительных затрат энергии.

Особенности экономических тенденций и правил на постсоветском пространстве вынуждают владельцев LTE сетей двигаться в сторону увеличения абонентов через увеличение покрытия. Конкуренция между операторами происходит через обеспечение лучших тарифов и скорости интернета. В развитых странах конкуренция между операторами происходит через улучшение услуг для существующих абонентов (обычно тарифы на порядок выше). Для сетей на территории СНГ характерно:

• Inactivity timer в пределах от 10 до 20 секунд;
• Отсутствие cDRX поддержки;
• Голосовые услуги через CSFB функцию;
• Redirection как средство переключения (в редких случаях частично поддерживается handover, возможен и вариант с возложением функции переключения на мобильное устройство).

Скорость разрядки мобильного устройства в значительной степени зависит от качества сети в которой устройство зарегистрировано. Для плохо настроенных сетей среднестатистический LTE-телефон может разрядиться за 8 часов без вмешательства пользователя.