Agregarea purtător (în limba engleză: Carrier Agregarea sau CA ) este o tehnică utilizată în rețelele de comunicații mobile , în cea mai recentă generație de wireless și a unor rețele prin cablu de rețea pentru a crește rata de date a unui utilizator.
Mai multe benzi de frecvență sunt grupate împreună și alocate unui utilizator, ceea ce face posibilă creșterea vitezei maxime de transfer de date, care devine proporțională cu numărul de purtători utilizați. Resursele radio pot fi astfel distribuite mai flexibil între utilizatorii unei rețele. ̈
Agregarea operatorilor de transport a început să fie utilizată la începutul anilor 2000 pe rețelele mobile 3G pentru a crește viteza de transmitere a datelor pentru un utilizator. Astfel obținem obtientul 3G: DC- HSDPA , DC-HSUPA, HSPA + , apoi 4G LTE și 4G + . Avantajele tehnice beneficiază atât de operatori, cât și de utilizatori. Mai multe frecvențe radio, atât în sus cât și în jos, sunt alocate mai multor operatori de telefonie mobilă care operează în aceleași blocuri de spectru. Ele sunt în general alocate prin licitații și autorizații de către autoritățile naționale de reglementare, cum ar fi Arcep, în Franța.
DC înseamnă dual carrier , ceea ce înseamnă că tehnologia utilizată simultan utilizează două benzi de frecvență emise de un turn de telefonie mobilă .
Lățimea de bandă utilă a unui operator de transport într-o rețea mobilă 3G UMTS / HSPA este de aproximativ 4 MHz, cu o distanță de 5 MHz între frecvențele centrale ale operatorilor de transport. Cea mai recentă generație de UMTS: HSPA + aduce agregarea operatorului ( Dual Carrier ) care permite utilizatorului să utilizeze două canale de descărcare. Agregarea purtătorului DC-HSPA + se mai numește „celulă dublă” ( dual cell ). 3GPP a standardizat agregarea suport pentru HSPA + în versiunile 8 și 9 (rel.8 și 9) ale standardului 3G UMTS; permite legăturii ascendente maximum două canale (purtători) și maximum patru canale pentru legătura descendentă .
În practică, în 2015, rețelele 3G HSPA + (H +) existente foloseau doar 2 operatori agregați în direcția din aval ( descărcare ) și un singur operator de legătură în sus, ceea ce a făcut posibilă obținerea unui debit teoretic maxim de 42 Mbit / s în descărcați .
Când a fost lansat comercial în 2010, LTE (versiunile 8 și 9 ale standardelor 3GPP ) suporta lățimi de bandă diferite, dar era „single-carrier” (în realitate, două benzi de frecvență sunt utilizate în LTE FDD : una pentru legătura ascendentă , cealaltă pentru legătură descendentă ); fiecare purtător poate avea o lățime de 1,4 MHz , 3 MHz , 5 MHz , 10 MHz , 15 MHz sau 20 MHz .
În LTE Advanced (rel. 10, 11, 12 și 13 din standardele 3GPP), resursele radio situate pe doi, trei sau patru operatori (sau mai mulți) pot fi agregate și alocate, la un moment dat, unui singur utilizator, care își mărește debitul de vârf. Purtătorii agregați pot avea lățimi diferite, de exemplu pentru doi purtători: un canal primar de 10 MHz și un canal secundar de 20 MHz și pot fi sau nu adiacente; informațiile de control și semnalizare circulă pe canalul primar ( celula primară ), purtătorii secundari asigurând un debit suplimentar.
Standardele LTE Advanced publicate de 3GPP (rel.12) permit agregarea a până la 4 sau 8 operatori (categorii 8, 14 și 16 terminale); următoarea versiune a standardului, publicată în 2016 (rel.13) permite teoretic agregarea a până la 32 de operatori (terminale de categorie 17 în legătură descendentă) pentru a putea utiliza benzile de frecvență „ fără licență ” (care nu necesită autorizare administrativă) de 5 GHz ; pe canalele de banda de 5 GHz ar trebui să fie partajate cu rețelele Wi-Fi 802.11n , 11ac și 802.11ax .
În LTE Advanced și 5G , purtătorii agregați pot fi localizați în diferite benzi de frecvență (CA inter-bandă) sau în aceeași bandă de frecvență, una lângă alta (CA intra-bandă, purtători adiacenți) sau în aceeași bandă de frecvență, dar cu un spațiu între frecvențele purtătorilor agregați.
Standardele LAN IEEE 802.11 (denumite în mod obișnuit Wi-Fi ) utilizează canale radio de 20 MHz ; în primele generații de Wi-Fi, un singur canal de 20 MHz a fost utilizat de fiecare punct de acces și apoi atribuit dinamic terminalelor Wi-Fi în modul semi-duplex (adică alternativ în transmisie apoi în recepție).
De la publicarea standardelor IEEE 802.11n în 2009, apoi IEEE 802.11ac în 2013 și IEEE 802.11ax în 2020, canalele (operatorii de transport) pot fi agregate în grupuri de 2 (standard 802.11n) apoi în grupuri de 2, 4 sau 8 cu standardele 802.11ac și 802.11ax, adică până la 160 MHz lățime de bandă. În Wi-Fi, canalele agregate trebuie să fie adiacente. Agregarea pe scară largă (4 sau 8 canale) este posibilă numai în banda de frecvență de 5 GHz .
Această agregare mărește considerabil viteza punctelor de acces și a terminalelor Wi-Fi compatibile.
DOCSIS este un standard pentru accesarea Internetului folosind rețele de televiziune coaxiale mai vechi prin cablu , combinate cu fibră optică (rețele HFC ). Standardele istorice Docsis (1.0 și 2.0) foloseau lățimea de bandă a cablului coaxial (aproximativ 1 GHz ) tăiat în canale de 6 sau 8 MHz (8 MHz în Europa: standard EuroDocsis). Un singur canal TV (un singur operator de 8 MHz ) a fost utilizat pentru a transmite date de internet unui abonat.
Cu standardul Docsis 3.0 lansat în 2006, mai multe canale de televiziune prin cablu vechi și operatori asociați pot fi grupați și agregate pe legătura descendentă , în grupuri de 2, 4, 8, 16 sau 24. Acest lucru permite transmiterea de date și foarte mare -acces rapid la Internet (de la 100 la 800 Mb / s în 2015). Standardul 3.1 (publicat în 2014) va face posibilă depășirea a 1 Gb / s prin agregarea unor benzi de frecvență mai largi.
Există două tehnici principale pentru agregarea operatorilor de radio în scopul de a transporta un flux de date mai mare către un utilizator de rețea:
Prima tehnică constând în modularea independentă a purtătorilor are avantajul simplității și facilitează refolosirea componentelor hardware din generațiile anterioare, de exemplu: acceleratoare HW care efectuează transformata Fourier 2048x2048 definită de standardele LTE (codificare OFDMA ); această dimensiune FFT limitează lățimea de bandă de frecvență a unui purtător LTE la 20 MHz .
Această soluție face mai ușoară coabitarea în aceeași rețea de terminale cu și fără curent alternativ, face posibilă și agregarea operatorilor de transport localizați în benzi de frecvență diferite (de exemplu: 800 MHz și 2.600 MHz ) și cu lățimi diferite. Pe de altă parte, obligă să păstreze „benzile de pază” în jurul fiecărei purtătoare: 1,2 MHz în HSPA + (24% din lățimea benzii de frecvență), în jur de 2 MHz în LTE (10% dintr-o bandă. 20 MHz ) și aproximativ 1,3 MHz în Docsis (16%), ceea ce scade capacitatea de vârf potențială.
A doua variantă care grupează benzile de frecvență agregate într-o singură purtătoare este spectral mai eficientă; în acest caz, sunt păstrate doar 2 „benzi de protecție” (pentru a evita interferențele): una pe „fiecare parte” a noului purtător; pe de altă parte, această tehnică duce la o întrerupere a compatibilității cu vechile echipamente „fără agregare” și cu terminalele existente; implică echipamente mai complexe: capabile să proceseze mai mulți sub-purtători în paralel (caz de modulații bazate pe OFDM ), prin urmare cu o „transformată Fourier” mai mare care să fie calculată în timp real , chiar și atunci când traficul este ridicat. Această tehnică este aplicabilă numai dacă operatorii de transport agregate utilizează benzi de frecvență adiacente; acesta este de exemplu cazul rețelelor Wi-Fi care utilizează banda de 5 GHz și rețelele de cablu DOCSIS.
În funcție de tipul de rețea, operatorii de transport pot fi atribuiți static sau dinamic utilizatorilor rețelei prin punct de acces (Wi-Fi), eNode B (4G) sau CMTS (rețea cu fir).
În cazul rețelelor de cablu Docsis și al rețelelor Wi-Fi, alocarea unuia sau mai multor operatori agregați se face la conectarea unui terminal la punctul de acces , în funcție de capacitățile terminalului (numărul de canale / operatori suportați) și spectrul disponibil resurse (transportatori). Această alocare a frecvenței este în general însoțită de alocarea unei adrese IP și rămâne valabilă pe durata sesiunii .
În cazul rețelelor mobile (HSPA + și LTE Advanced), alocarea este dinamică, conexiunea inițială și semnalizarea au loc pe operatorul primar ( celula primară ); operatorii secundari sunt atribuiți sau șterși dinamic (de câteva ori pe secundă în LTE) în funcție de rata de biți necesară de terminal și în funcție de resursele radio disponibile în celulele radio în cauză. Acest lucru permite o partajare mai eficientă a resursei radio între mai multe terminale.