När high speed packet access (hspa) introducerades i umts/3g-näten fick marknaden för första gången ett trådlöst alternativ som verkligen kunde konkurrera med den fasta internetuppkopplingen hos till exempel adsl. Många valde att köpa en dongel och struntade helt enkelt i att ha en fast uppkoppling i hemmet. Det lilla 3g-modemet kan man enkelt ha med sig och hastigheten på tre till fem megabit per sekund är ofta fullt tillräcklig för många användare, framför allt de som huvudsakligen använder internet för att surfa och kolla sin mejl.

Samtidigt började operatörerna priskriga, och i dag är det många som kör mobilt bredband i Sverige. Det är nu som problemen kan dyka upp. Luften är trots allt en begränsad resurs och blir vi för många som ska dela på utrymmet blir hastigheten för den enskilde mindre.

Dessutom finns inte hspa-tekniken överallt i Sverige. Tittar vi på täckningskartorna gapar stora områden av Sverige tomma. När umts-operatörerna fick sina licenser lovade de att 99 procent av Sverige befolkning skulle få täckning. Så är det förvisso numera, men dessa 99 procent bor tillsammans på ungefär 50 procent av Sveriges yta, till största delen i städerna. Lite av grejen med mobilt bredband är ju att det ska fungera även i hängmattan ute på landet.

Ice.net utmanar med bättre täckning

Att du har umts innebär dock inte per automatik hög hastighet. Enligt specifikationen kan umts i grundversionen ge runt två megabit per sekund, men när nätet väl byggdes blev maxhastigheten 384 kilobit per sekund. Det är först när du använder tillägget hspa som du når de lite högre hastigheterna. Hspa finns dock inte överallt än, utan utbyggnaden har fokuserats kring kusterna och landets större städer.

Det är här som operatören Ice.net vill komma in. Ice.net använder inte frekvenserna kring de två gigahertz som de övriga operatörerna gör. I stället utnyttjar Ice.net frekvenserna runt 450 megahertz som tidigare användes av det numera nedlagda NMT, eller 1g om man så vill.

Eftersom lägre frekvenser generellt täcker bättre kan Ice.net erbjuda betydligt bättre yttäckning än de övriga operatörerna. En snabb titt på täckningskartan och du ser skillnaden direkt – cirka 90 procent av Sveriges yta är täckt. Ice.net använder inte den europeiska varianten av 3g, utan den amerikanska kallad cdma2000.

Även här finns en turboteknik kallad evdo revision a, eller evdo rev-a. Ice.net stoltserar med att man infört turbotillägget i så gott som hela sitt nät och därmed blir det ett betydligt snabbare alternativ för den som inte bor i en storstad.

Som alltid är det dock flera faktorer som spelar in. Upplevd hastighet beror inte bara på tillgänglig bandbredd, utan också på fördröjningen i nätet. Det gäller i synnerhet när du surfar, där många små webbobjekt hamnar i kö för hämtning.

Alla trådlösa tekniker är också begränsade resurser som du delar med övriga användare i din närhet. Lägre bärarfrekvenser ger dig förvisso möjlighet till större celler och därmed bättre täckning, men större celler innebär att fler användare delar på kapaciteten, och hastigheten för den enskilde sjunker.

”Upplevd hastighet beror inte bara på tillgänglig bandbredd, utan också på fördröjningen i nätet.”

Umts med tillägget hspa

De operatörer som kör umts (universal mobile telecommunication system) i Sverige är operatören Tre, Telenor och Tele 2. Telia fick ingen egen licens, men samarbetar med Tele 2 och får därigenom tillgång till frekvenser. I Europa använder umts frekvensområdet 1 920–1 980 megahertz för upplänkstrafik, det vill säga trafik från telefonerna till basstationen, och 2 110–2 170 megahertz för omvända riktningen.

Bandbredden är alltså fördelad på 60 megahertz i vardera riktningen, och dessa är uppdelade i 12 så kallade bärarfrekvenser på vardera fem megahertz. De tre svenska operatörerna har därmed fyra bärare vardera.

För den enskilda telefonen erbjuder umts en maxhastighet på 384 kilobit per sekund. Den hastigheten är dock inte så svåruppnådd som många andra maxhastigheter vi kan läsa om. Under de år vi har haft umts i Sverige har vi kontinuerligt testat och oftast hamnat nära den här maxgränsen.

Umts-näten använder wcdma som teknik för att separera användarna från varandra, även om de befinner sig i samma område och använder samma frekvens. Att flera användare samtidigt kan sända på samma frekvens ger ett oerhört flexibelt system som kan erbjuda olika tjänster samtidigt i samma cell, något som är väldigt svårt i till exempel gsm/gprs-näten.

I umts samsas vanlig telefoni, videotelefoni, mobil-tv, surfning med mera utan att påverka varandra, förutom att varje tjänst självklart kapar åt sig en viss energi och därmed bandbredd.

Hspa, eller turbo-3g som det ofta kallas, använder cdma lite annorlunda. Den signal som kommer från basstationen studsar alltid på olika ting, exempelvis byggnader och berg i närområdet, och telefonen lyssnar därför alltid på summan av alla studsar. Det kallas i telefonisammanhang för multipath propagation, och bara några få centimeters förflyttning kan ge en stor upplevd förändring av signalstyrkan.

I vanliga umts kompenserar man för den här snabba förändringen 1 500 gånger per sekund genom att förändra uteffekten. I hspa görs ingen kompensering, utan man väntar helt enkelt in att telefonen hamnar i en effektmässig topp. Eftersom telefonen nu har bra mottagning kan den effektivare 16-qam-modulationen användas.

I hspa använder man även upp till 15 parallella dataströmmar om 960 kilobit per sekund till en enskild telefon, vilket ger den omtalade maxhastigheten 14,4 megabit per sekund. Det förutsätter dock att du inte får några bitfel, att du står på en radiotopp hela tiden och att du är ensam i cellen. Dagens donglar klarar inte att hantera så många parallella strömmar. De har en maxhastighet på 7,2 megabit per sekund.

Cdma2000 med tillägget evdo rev-a

I dag är Ice.net ensamma i Sverige om att köra cdma2000, vars turbovariant kallas evolution data optimized revision a, eller rev-a.

Rev-a är en efterföljare till Rev-0, med förbättrad paketstorlek och effektreglering. Precis som i hspa används modulationen 16-qam. Framför allt är det upplänken som förbättrats i hastighet och den erbjuder nu 1,8 megabit per sekund mot tidigare 153 kilobit per sekund. Nedlänken är maximalt 3,1 megabit per sekund.

I Sverige har operatören Ice.net tillgång till tre bärare i vardera riktningen om 1,25 megahertz per styck. Mer exakt används området 463,35–467,10 megahertz för nedlänk och 453,35–457,10 megahertz för upplänk. Den lägre frekvensen gör det alltså enklare att täcka stora landområden, och Ice.net täcker i dag i stort sett hela Sverige med uppkopplingsmöjlighet, samt att man har turbotillägget överallt i sitt nät.

Tittar vi på hur näten är byggda syns skillnaden ännu tydligare. Ice.net täcker hela Sverige med hjälp av cirka 350 basstationer, medan operatören Tre har cirka 7 500 basstationer för att täcka 50 procent av Sverige. Rimligen bör Ice.net vara känsligare för ökad kundtillströmning, även om man kan komplettera nätet med fler basstationer och på så sätt köpa sig mer kapacitet.

Två motståndare i belastningstest

Vi beslutade oss för att ställa den europeiska varianten av turbo-3g mot den amerikanska för att se vilken som presterar bäst. Den svenska operatören Tre fick i vårt test representera umts-tekniken och vi ställde den mot Ice.net och cdma2000-tekniken.

Från Tre och Ice.net lånade vi tio usb-donglar vardera med tillhörande abonnemang. Vi satte upp en virtuell miljö av klienter med var sin usb-dongel och mätte sedan vad näten levererade, speciellt när alla tio belastade näten samtidigt i samma cell.

Eftersom vi vid tidigare tillfällen prövat de olika teknikerna och näten i olika sammanhang känner vi till ungefär vad vi kan förvänta oss i hastighet och fördröjning, men vad händer under en kontrollerad belastning från många samtidiga användare? För att få så sanna värden som möjligt ville vi genomföra mätningarna när så få andra användare som möjligt belastade näten. Det visade sig vara runt klockan 04.00 på morgonen, när vi frågade operatörerna.

”Klockan 04.00 är vi på plats för våra mätningar.”

En virtuell Windows XP-klient i Vmware med Internet Explorer 6 fick simulera en genomsnittlig användare. Båda operatörernas donglar har självinstallerande egenskaper och vi upplevde inga som helst problem under installationerna.

När den första virtuella klienten var klar och testad kopierades den i ytterligare nio versioner som kördes i gång och fick plocka en usb-dongel vardera. Sånär som på en dongel som visade sig vara defekt fungerade labbuppsättningen enligt plan, men vi kunde bara belasta näten med nio samtidiga klienter, och inte tio som vi hade hoppats.

Mätning i Stockholms innerstad

Vårt fokus låg på att se vad som hände med den enskilde användarens bandbredd när flera användare utnyttjade samma länk. Därför valde vi efter en stunds funderande att genomföra mätningarna inne i Stockholms innerstad där både Tre och Ice.net har bra täckning.

De åtta belastande donglarna monterades längs en uppspänd lina, medan den sista tejpades på fönstret för att få bra mottagning. Inga andra ansträngningar gjordes för att få bättre mottagning, eftersom vi ville ha så representativa siffror som möjligt.




För att mäta bandbredden valde vi Bredbandskollen (www.bredbandskollen.se), trots att den fått en del kritik för att vara beroende av andra saker än bara ren bandbredd, exempelvis hur snabbt den webbläsare man använder kan packa upp bilder och liknande. Eftersom vi valde att använda samma klient för båda näten tyckte vi inte att det hade någon betydelse – siffrorna skulle ändå bli jämförbara.

Vi valde också att mäta tiden det tog att öppna Dagens Nyheters förstasida på webben. Detta eftersom de flesta webbsidor i dag består av ibland flera hundra objekt som läggs i kö efter varandra och tar tid att ladda hem, speciellt i ett nät med stor fördröjning vilket alla mobila nät har i jämförelse med fasta nät. DN:s förstasida var vid testtillfället cirka 1,2 megabyte stor.

Ice.net först ut

Vi började med en Ice.net-klient som fick vara ensam i gång. Vi genomförde Bredbandskollen några gånger och fick fram medelbandbredden 1,39 megabit per sekund och medelfördröjningen 70 millisekunder. Att öppna DN:s förstasida tog i snitt 17 sekunder.

Sedan slog vi i gång de andra åtta Ice.net-donglarna och lät varje klient påbörja en nedladdning av en jättestor iso-fil. Vad som laddas ned har ingen betydelse, det viktiga är att varje klient belastar nätet maximalt under en bra stund så att man kan mäta i lugn och ro.

När alla åtta belastningsklienterna stod och tuggade genomförde vi samma mätningar igen på den nionde klienten. Alla nio donglarna arbetade alltså helt oberoende av varandra, men mot samma cell i samma nät. Pingpaketen slank trots hög belastning igenom utan problem och fördröjningen var nu i snitt 71 millisekunder i nätet. Den tillgängliga bandbredden var nu plötsligt nere i beskedliga 180 kilobit per sekund för vår mätklient. Det är alltså inget snack om att bäraren nu var belastad!

På skoj tog vi fram miniräknaren och tog de ursprungliga 1,39 megabit per sekund som den obelastade frekvensen levererade och dividerade det med nio, det vill säga antalet belastande klienter. Resultatet blev 158 kilobit per sekund och alltså väldigt nära de uppmätta 180 kilobit per sekund. Något förvånade märkte vi att kapaciteten närmast perfekt linjärt sjönk med antalet samtidiga klienter i cdma2000. När nätet stod under belastning tog det 55 sekunder att öppna DN:s förstasida.

Utmanaren Tre står på tur

Näst på tur stod Tres umts-nät, så vi kopplade ur Ice.net-donglarna och startade Tres donglar. När vi först mätte utan belastning fick vi fina 5,72 megabit per sekund. Klart imponerande att vi kan få sådan bandbredd ur ett mobilt nät! Det är ju trots allt inte så länge sedan gsm/csd var det enda tillgängliga mobila alternativet med en bandbredd på ”svindlande” 9,6 kilobit per sekund.

Medelfördröjningen däremot mättes till 124 millisekunder, och under vissa enskilda mätningar låg den runt 200–300 millisekunder. Trots fyra gånger så stor bandbredd som hos Ice.net upplevde vi ingen större hastighetsförbättring när vi testade att surfa runt. Att öppna DN:s förstasida tog 16 sekunder, vilket nästan är inom felmarginalen. Återigen ser vi hur viktig fördröjningen i ett paketdatanät är.

På samma sätt som innan anslöt vi sedan ytterligare åtta donglar, fast från Tre den här gången. Medan de stod och laddade ned stora filer mätte vi bandbredd och fördröjning på dongel nummer nio.

Precis som med Ice.net sjönk kapaciteten och nu hade vår mätklient tillgång till 720 kilobit per sekund enligt Bredbandskollen. När vi dividerade 5,72 megabit per sekund med nio fick vi 651 kilobit per sekund, och vi kan konstatera att även hspa är en närmast linjärt delad resurs. Att öppna DN:s förstasida tog nu 35 sekunder.

Basstationer med sektorer

Enligt egna uppgifter har Tre cirka 7 500 basstationer och Ice.net 350. Basstationerna är dock inte rundstrålande, utan delade i tre sektorer om 120 grader vardera.

Varje sektor kan återanvända samma frekvenser som de övriga cellerna använder, men inom varje sektor tycks alltså uppkopplingen vara delad mellan de närvarande användarna, både för umts och för cdma2000.

TechWorlds slutsats

Operatörerna har fått mycket kritik för att inte leverera de hastigheter som utlovas i reklamen för mobilt bredband. Delvis beror det här på att de hastigheter som uppges är på lägsta bärarlagret och viss bandbredd försvinner efter att ip- och tcp-lagret har tagits bort.

När vi testade näten med flera samtidiga användare såg vi att den uppgivna bandbredden delades i det närmaste linjärt mellan de anslutna donglarna.

I praktiken innebär det att man ytterst sällan kan få ens i närheten av de uppgivna hastigheterna eftersom man i verkligheten sällan eller aldrig kommer att vara ensam i sin cell.

Umts/hspa är klart snabbare än cdma2000/evdo rev-a men har också större fördröjning, vilket märks framför allt när du surfar. När belastningen ökar blir skillnaderna större till fördel för hspa.

Att Ice.net bygger sitt nät med betydligt färre antal basstationer och därmed större celler ökar också risken för att du som användare inte får en obelastad bärare, eftersom den delas av andra användare.

Text & foto: Anders Krus
Grafik: Jonas Englund