Z okazji sobotniego wieczoru opowiem wam jak w praktyce wygląda implementacja rzeczy związanych z sieciami komórkowymi. Celowo będę pomijał szczegóły techniczne, ponieważ osoby niezaznajomione z tematem (a takich tutaj jest większość) mogłyby się bardzo łatwo w tym wszystkim pogubić. Jeśli ktoś chciałby dowiedzieć się czegoś więcej, zapraszam do pytania w komentarzach.

0. Międzynarodową organizacją, która standaryzuje sieci komórkowe jest 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Powstała 26 lat temu z okazji trzeciej generacji sieci mobilnych i tak już sobie została. W międzyczasie stworzyła standardy dla czwartej (Long Term Evolution - LTE) oraz piątej (New Radio - NR) generacji. Na przestrzeni lat miała kilku konkurentów, między innymi organizację o nazwie 3GPP2 (kreatywne, prawda?), ale nikomu nie opłacało się wspieranie kilku różnych specyfikacji. Dlatego wszystko inne umarło śmiercią naturalną.
W skład 3GPP wchodzą delegaci firm (niekoniecznie bezpośrednio) związanych z sieciami komórkowymi, takich jak – Nokia, Ericsson, Qualcomm, Samsung, MediaTek i w cholerę innych.
Standardy sieci komórkowych ciągle ewoluują. Zachowanie wstecznej kompatybilności jest jednak bardzo ważne. Więc nowe zmiany to zwykle dodawanie ficzurów i ujednoznacznianie wcześniejszych zapisów.

1. Jedną z myśli przewodnich przyświecających stworzeniu 5G, było stworzenie „bardziej elastycznego” standardu, tak żeby operatorzy mogli go z łatwością dostosować do swoich wymogów. Na papierze to brzmi wspaniale! No ale jedyną elastyczną rzeczą, która działa w praktyce jest guma w gaciach, a operatorzy zwykle nie wiedzą co robią i używają tylko jednej konfiguracji w całej sieci.

2. Oczywiście na samym wstępie nie obyło się bez wpadek, takich jak PRACH format A1. Ten paździerz po prostu nie ma prawa działać, ale zanim 3GPP sobie to uświadomiło, znalazł się w standardzie i nikt teraz za bardzo nie wie jak go usunąć. Oczywiście, nikt go również nie używa, więc mamy martwy kawałek specyfikacji.

3. No ale bardziej na poważnie – bardziej elastyczny standard oznacza bardziej skomplikowany standard i więcej corner casów. Po stronie sieci nie jest to aż taki duży problem. gNB (stacje bazowe w New Radio) zwykle mają więcej mocy obliczeniowej niż UE (w dużym uproszczeniu smartphony). Poza tym, dostawcy sprzętu sieciowego zwykle sobie wybierają ficzury, które chcą wspierać.

4. Po stronie UE jest zupełnie inaczej – przede wszystkim UE jest cost-sensitve, dlatego dysponuje mniejszą mocą obliczeniową. Poza tym, UE ma działać wszędzie, dlatego musi wspierać zdecydowaną większość ficzurów. Nie wszystkie, ponieważ wspierać wszystkiego się po prostu nie da. Dlatego taki „elastyczny standard” jest lekkim zabójstwem.

5. Fast forward 5 lat później, mamy dojrzałe New Radio, wszystko jest pięknie i w ogóle. Tylko, że jest pewien kawałek standardu, który stwarza notoryczne problemy wszystkim dostawcą sprzętu sieciowego. Wszystkim! To oczywiście corner case wynikający z bardzo elastycznego speca. Teoretycznie jest wprost napisane „UE does not expect”, więc przynajmniej wiadomo, że ten corner case nigdy nie powinien się wydarzyć w praktyce. No, ale z niejasnych powodów wydarza się, w dodatku dość często. W końcu pada propozycja (Change Request - CR), aby ten problem rozwiązać!

6. Świetnie, tylko że rozwiązaniem ma być uelastycznienie elastycznego standardu. Także ten. Szczerze, jak po raz pierwszy to zobaczyłem, to włos na plecach mi się zjeżył. Wiedziałem, jak bardzo kosztowna będzie to zmiana z punktu widzenia implementacji oraz że zamieni kawałek kodu, który już teraz jest wielką maszyną zgadująco – losującą, w jeszcze większy ulep (ponieważ po prostu lepiej tego nie da się zaimplementować). Poza tym, uważałem że obecny standard jest już wystarczająco elastyczny i problem można rozwiązać odpowiednio dobierając parametry.

7. Dlatego zaangażowałem się w dyskusję z delegatami do 3GPP. Po długiej mailowej dyskusji przyznano mi rację – tak, teoretycznie ta zmiana nie jest potrzebna. Ale rozwiązanie problemu za pomocą zmiany konfiguracji byłoby dla dostawców sprzętu sieciowego, uwaga, trudne. Dlatego 3GPP zdecydowało wprowadzić tę zmianę. A ty się człowieku męcz!

Wiem, że nie tylko ja tutaj zajmuję się zawodowo sieciami komórkowymi, więc zapraszam kolegów z branży do podzielenia się swoimi historiami.

#technologia #ciekawostki #telekomunikacja #telcozhejto #programowanie #programista15k #pracait
entropy_

@groman43 słyszałem plotki, że niektóre smartfony (konkretnie s10) w momencue wejścia na rynek są tak upośledzine, że operatorzy muszą stawać na uszach żeby dało się w ogóle zadzwonić.

Obiło mi się o uszy, że problem był z przełączaniem 4g->3g do transmisji głosu.

Prawa to jest? Często są takie przypadki?

groman43

@entropy_ Samsung S10 opera się na chipsecie Exynos 9820 od Samsunga (nie wszystkie smartphony od Samsunga korzystają z chipsetów tego producenta). Nie znam szczegółów, ale te chipsety mają bardzo zła opinię pod kilkoma względami.


Przełącznie voice calla z 4G do 3G to ogólnie niezły potworek sam w sobie. Jest tutaj kilka różnych sceniariuszy, ale dwa główne to:


  • Circuit Switch fallback (CSFB) => Jesteś podłączony do LTE, ale niewspierającego VoLTE, i zaczynasz voice calla. Wtedy automatycznie triggeruje to przełączenie z LTE do WCDMA.

  • Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC) => Masz voice calla po VoLTE, ale wychodzisz z zasięgu LTE i musisz się przełączyć do WCDMA


Oba te scenariusze mają milion corner casów i dosłownie każdy (nie tylko producenci smartphonów, ale również sprzętu sieciowego) mieli z nimi wiele problemów.


Dodatkowo Samsung miał problemy z krytycznymi bugami w implementacji VoLTE (oraz VoWifi), które teoretycznie pozwalały skackować ich smartphony - https://helpdesk.it.helsinki.fi/en/news/critical-vulnerabilities-samsung-phones-disable-wifi-calls-and-volte

favien-freize

@groman43 

wszystkim dostawcą sprzętu

dostawcom

aberotryfnofobia

@favien-freize ten błąd mnie ostro wkurwia, a ostatnio się upowszechnia w internecie.

entropy_

@aberotryfnofobia @favien-freize nie ostatnio tylko odkąd pamiętam to było "powszechne"

Po prostu liczba mnoga wygląda na oko jak błąd i dlatego ludzie to mylą. Tak ja sobie to tłumaczę xD

favien-freize

@aberotryfnofobia zanika nosowość ę i ą i ludziom, niestety, się zlewa z em i om

spawaczatomowy

@entropy_ https://www.hejto.pl/wpis/topornie-idzie-mi-licencjat-niby-nanosze-na-niego-poprawki-a-mam-wrazenie-ze-cos?commentId=9786f446-a7ed-463a-bcf2-24f803361107


Ludzie błędy robią, bo krajowa edukacja od lat leży i kwiczy


A lepiej nie będzie, po co czytać i pisać, gdy zrobi to za nas gpt

spawaczatomowy

@favien-freize 

zanika nosowość ę i ą i ludziom, niestety, się zlewa z em i om

chyba tobie

mBank

@groman43 Jak dobrze rozumiem,to mimo pierwotnych założeń, operatorzy rzadko dostosowują konfigurację,a problemy, takie jak niepotrzebne elementy w standardzie 5G tj. PRACH A1 to te elementy nie są używane...a zostały uwzględnione w standardzie? Potemd po kilku latach pojawia się notoryczny problem, a propozycją rozwiązania jest jeszcze większe uelastycznienie standardu........ co uważasz za zbędne i kosztowne rozumiem?. A i tak zmiana zostaje wprowadzona przez 3GPP? no i jest to niepotrzebne utrudnienie dla dostawców sprzętu sieciowego w takim razie.


Nie wiem czy dobrze zrozumiałem, jestem po 7h nauki C# mam wyprany łeb a moje myślenie jest poniżej normy w tym momencie :S

groman43

@mBank Tak, dokładnie - duża część standardu nie jest wykorzystywana w praktyce. To wszystko sprawia, że implementacja jest bardziej skomplikowana, czasochłonna, wymaga więcej mocy obliczeniowej i podatna na bugi. Sprzęt sieciowy to jest pół biedy. Zwykle taki gNB wcale nie jest ani cost-sensitive, ani nie jest ograniczony czasem życia na baterii*. Problemy są po stronie UE niestety.


*Sprzęt sieciowy ma inne ograniczenia, na przykład ma funkcjować w polu przez 20 lat i wciąż być wspierany przez producenta, z nowymi ficzurami włącznie. Pamiętam, nazwijmy to delikatnie, pewien zgrzyt, kiedy okazało się że miejsce na Flashu się skończyło i producent musiał skrócić czas wspierania swojego sprzętu.

Amebcio

@groman43 Nikt nigdy nie był mi w stanie wyjaśnić po co mi w urządzeniu mobilnym 5G?


Już starsze telefony z LTE bez agregacji pasma bez problemu stremowały filmy full HD z youtube, więc co mi daje 5G? Jakie korzyści oferuje w stosunku do 4G z agregacją zdolną teoretycznie rozwinąć 1gb/s (w optymalnych warunkach)

cotidiemorior

@Amebcio ja się gówno znam, ale to nie jest tak, że teraz więcej osób sobie obejrzy te filmy w full HD i nadajnik się nie zapcha?

groman43

@Amebcio Teoretycznie 5G to nie tylko więcej i szybciej (enhanced mobile broadband) and również massive IoT oraz ultra reliable low latency communications - https://www.researchgate.net/profile/Elena-Pagani-5/publication/335372990/figure/fig1/AS:835632813326336@1576241796149/The-triangle-of-5G-applications-source-ETRI-graphic-from-ITU-R-IMT-2020-requirements.ppm


Pamiętam bajki, jak to chirurdzy mieli wykonywać zdalnie operacje za pomocą 5G xD. W praktyce wydarzył się tylko enhanced mobile broadband, w standardzie jest mnóstwo nieywanych ficzurów.

groman43

@cotidiemorior Nadajnik może się zapchać w każdej technologii jak masz wystarczająco dużo użytkowników. Owszem, największa celka w LTE to tylko 20MHz, a w NR (FR1) to aż 100MHz. No ale przede wszystkim najpierw kupić to pasmo od operatora. A w Polsce UK sprzedaje pasmo w kawałkach 80MHz. Poza tym, wielu operatorów w Europie konfiguruje nadajniki 5G w prawie identyczny sposób jak konfigurowała nadajniki LTE, na przykład stawiając celki 20MHz czy nawet 10MHz.

Amebcio

@groman43


> Teoretycznie 5G to nie tylko więcej i szybciej (enhanced mobile broadband) and również massive IoT oraz ultra reliable low latency communications


Nie potrzebuję ani więcej, ani szybciej w telefonie komórkowym. IoT nie używam, ale przecież to chyba działa normalnie działa po WiFi w sieci lokalnej? Opóźnienia były już zupełnie przyzwoite w 4G, więc co mi to daje, zwłaszcza w telefonie?

groman43

@Amebcio Generalnie to po nic xD Szczerze, to zwykły szaraczek tego w ogóle nie potrzebuje. Owszem, jest nisza gamerów, streamerów i tak dalej. Ale to raczej Azja niż Europa. 5G miało być również rozwiązaniem problemu ostatniej mili w miejscach gdzie instalacja światłowodu jest po prostu nieopłacalna. Jest to tak zwany Fixed Wireless Access (FWA). I w USA jest dość dużo takich deploymentów. Teoretycznie można zrobić to samo za pomocą LTE, ale potrzebujesz do tego więcej pasma. Dlatego takie deploymenty korzystają głównie z FR2 (fale milimetrowe), które wcześniej nie było wykorzystywane.


Nie wszędzie, gdzie jest IoT, jest również Wi-Fi. W domu owszem, ale pamiętam wizje miliardów milionów urządzeń zdeployowanych dosłownie wszędzie.


Latencja jest kluczowa dla niektórych aplikacji, takich jak wspomniane wcześniej "zdalne operacje" , sterowanie dronami, gaming. To, co oferowało LTE było w tych wypadkach niewystarczające.


Pamiętaj, że standardy mobilne to standardy ogólnoświatowe. Fakt, że coś robimy tak a nie inaczej w Europie nie oznacza, że tak samo wygląda świat na przykład w Korei Północnej czy USA.

Zaloguj się aby komentować