Полный сигнал, медленный интернет: восемь причин и как их различить

Каждый сталкивался с парадоксом: на экране «4G+ • 5 палочек», а ютуб крутит спиннер. Это не баг и не злой умысел оператора — это нормальная физика общего радиоресурса плюс семь других переменных, на которые «палочки» вообще не указывают. Индикатор сигнала на телефоне показывает упрощённую интерпретацию одной метрики (RSRP). Реальная скорость зависит как минимум от восьми факторов, и они работают одновременно.

В этой статье — все восемь, с конкретными числами, способами проверить руками и пониманием, на что вы реально можете повлиять.

Что определяет реальную скорость на телефоне

                          ┌────────────────────────┐
  Скорость загрузки  ←──  │ 1. RSRP (мощность)    │ ← "палочки" на экране
                          │ 2. RSRQ (качество)    │
                          │ 3. SINR (отношение)   │
                          │ 4. QAM (модуляция)    │
                          │ 5. MIMO (число потоков│
                          │ 6. CA (агрегация)     │
                          │ 7. Загрузка соты      │
                          │ 8. Маршрут до сервера │
                          └────────────────────────┘

Палочки = только #1.  Реальная скорость = композиция всех восьми.

RSRP, RSRQ, SINR — три метрики, не одна

Палочки на экране — это упрощённое представление одной метрики, RSRP. Внутри телефона есть три:

• RSRP (Reference Signal Received Power) — мощность принимаемого сигнала. Хорошо: -80 dBm и выше. Плохо: ниже -110 dBm. Ровно это и показывают «палочки».
• RSRQ (Reference Signal Received Quality) — отношение полезного сигнала к интерференции. Хорошо: -10 dB и выше. Плохо: -20 dB и ниже.
• SINR (Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio) — главное для скорости. Хорошо: 20 dB и выше = высокий QAM. Плохо: 5 dB и ниже = базовая модуляция.

Можно стоять с RSRP -75 dBm («полные палочки») и SINR 5 dB (плохое качество из-за интерференции от соседних сот). Скорость в такой ситуации — 1–5 Мбит/с, потому что радио вынуждено использовать самую устойчивую, но низкоскоростную модуляцию.

Чтобы посмотреть все три на Android: Settings → About phone → Status / SIM card status, или приложения вроде Network Cell Info, NetMonster.

QAM: чем выше SINR, тем больше бит на ресурс

Радио передаёт данные модуляцией. Каждая модуляция кодирует разное число бит на символ:

• QPSK — 2 бита на символ. Работает при SINR ≥ 0 dB.
• 16-QAM — 4 бита. SINR ≥ 6 dB.
• 64-QAM — 6 бит. SINR ≥ 13 dB.
• 256-QAM — 8 бит. SINR ≥ 20 dB. Стандарт LTE-Advanced.
• 1024-QAM — 10 бит. SINR ≥ 25 dB. Поддерживается в 5G.

Разница между 256-QAM и QPSK — в 4 раза по эффективности. Один и тот же диапазон может давать вам 100 Мбит при хорошем SINR и 12 Мбит при плохом, без изменения тарифа.

MIMO и Carrier Aggregation

Современные мобильные технологии умеют умножать пропускную способность через две техники:

• MIMO — параллельные пространственные потоки. На LTE — 2x2 или 4x4 (2-4 потока), на 5G mid-band — до 8x8, на mmWave — выше. Каждый поток умножает теоретическую скорость.
• Carrier Aggregation — объединение нескольких диапазонов. На LTE-A это до 5 carrier'ов суммарно 100 МГц, на 5G — гораздо больше.

Обе фичи требуют поддержки и со стороны телефона, и со стороны сети. Старый телефон с поддержкой 2-CA даст 60–80 Мбит, новый с 4-CA на той же соте — 200–300 Мбит. Это объясняет, почему рядом два телефона показывают разные скорости.

Не всегда CA активируется. Если SINR низкий — телефон может уйти на один carrier для устойчивости. Если в соте мало свободного ресурса в одном из диапазонов — CA развалится.

Загрузка соты: математика общего ресурса

Базовая станция делит ресурс между активными абонентами. Если их 10 и каждый качает — у каждого ~10% капасити. Если 100 — по 1%. Это работает как fair queueing в сетевом QoS, только с учётом качества сигнала каждого абонента.

Подсчёт грубо: на загруженной городской соте 4G с 50 МГц и 2x2 MIMO — теоретический максимум ~150 Мбит/с на даунлинк. Если активных пользователей в соте 30 человек, среднее на каждого — ~5 Мбит/с. Сигнал у вас отличный, скорость низкая — это математика, не сбой.

Время суток (вечер 19–22), местоположение (концерт, ТЦ, вокзал, метро), близость к крупным офисным зданиям в обед — всё это пиковые загрузки соты.

Backhaul и core: невидимая боль

Радиосеть может выдавать 1 Гбит/с на соту, но backhaul до ядра оператора часто бывает 1 Гбит/с на всю станцию (т.е. на 3 соты). Когда несколько сот работают на максимум, backhaul становится узким местом. Симптом: высокий SINR, мало активных пользователей рядом, но скорость всё равно низкая.

Аналогично — peering у оператора в часы пик. Если оператор маленький и купил недостаточно transit, к вечеру вечный peering к крупным CDN загружен — и YouTube/Netflix начинают тормозить, а ya.ru работает быстро (потому что у Yandex прямой peering).

Маршрут до сервера: где живёт CDN

Скорость до конкретного сервиса зависит от его расположения и кэшей CDN:

• Cloudflare и Akamai имеют CDN-узлы в десятках городов. До них почти всегда быстрый маршрут.
• Сайт без CDN, расположенный в Лондоне, до пользователя в Сибири идёт через 200+ мс RTT.
• Большой сервис может быть в кэше у вашего оператора (CGN-cache), и тогда у вас всегда быстро.

Поэтому при тестах сравнивайте speedtest на нескольких серверах, а не только на ближайшем.

MTU и туннели в мобильной сети

Мобильная сеть добавляет собственные служебные заголовки: GTP-U поверх UDP/IP, иногда несколько уровней инкапсуляции. Это снижает эффективный MTU с 1500 до примерно 1438–1448 байт.

Если где-то по пути MSS не скорректирован, а ICMP «Fragmentation Needed» режется (что часто бывает в мобильных сетях), возникает классический PMTUD blackhole: мелкие страницы открываются, а тяжёлые ответы зависают. Подробнее это в статье про MTU и MSS.

Сам телефон: DRX, фоновые приложения, прошивка

• DRX (Discontinuous Reception) — режим экономии батареи. Телефон периодически «засыпает» и просыпается за командой. Если интервал большой, новый запрос ждёт пробуждения.
• Background apps. Десятки приложений в фоне могут конкурировать за тот же канал.
• Прошивка radio modem. Иногда обновление modem firmware заметно меняет производительность — особенно на старых Snapdragon.
• Тепловой троттлинг. На жаре телефон снижает мощность радио, чтобы не перегреваться.

Что можно проверить руками

• Перевести в airplane mode на 30 секунд и обратно. Часто помогает, если телефон «прилип» к плохой соте.
• Принудительно переключить 4G/5G в настройках. Иногда 5G NSA работает хуже LTE-A.
• Сравнить speedtest на разных серверах — близком и дальнем. Если разница огромная, проблема не в радио, а в маршруте.
• Запустить iperf3 до известного сервера вместо speedtest — чище результат.
• Проверить MTU. Linux: ping -s 1472 -M do 8.8.8.8. Android: через приложения NetMonster.
• Сравнить со вторым телефоном рядом. Если у соседнего устройства всё нормально — дело именно в вашем (старая прошивка, плохая антенна, тепловой троттлинг).

Итого

Мобильная скорость скачет не потому, что сеть «живёт своей жизнью». У неё много динамических переменных, и значок сигнала показывает только одну из них. Хорошая диагностика смотрит шире: SINR + загрузка соты + CA + маршрут до сервера + состояние самого телефона. Понимание этих переменных превращает «у меня тормозит» в «здесь сейчас 50 человек качают видео на одной соте» — и это уже не повод для жалоб, а просто факт.