Data modyfikacji:

Granie online na 3G/LTE - możliwe?

Czy gracze z modemami 3G/LTE mają czego szukać w rozgrywkach wieloosobowych?

Pomimo tego, że Internet w domach nie jest niczym nowym - miał już dobre 20 lat, żeby trafić pod strzechy. Wciąż jednak zdarzają się miejsca, w których o stały dostęp do globalnej sieci jest relatywnie ciężko. A to dostawcy nie opłaca się prowadzenie przewodów, a to akurat nie znajdujemy się w zasięgu nadajników radiowych. Wydawać by się mogło, że z perspektywy osoby, która chce pograć online to sytuacja beznadziejna - wszak połączenie z pośrednictwem sieci komórkowej wiąże się z dużymi opóźnieniami, które sprowadzą dynamiką sprowadzą każdą rozgrywkę do korespondencyjnej partii szachów. Tylko, czy ta wieść gminna ma wiele wspólnego z rzeczywistością? Postanowiliśmy sprawdzić, jak w praktyce wygląda gra online z wykorzystaniem połączenia za pośrednictwem sieci komórkowych. Zacznijmy od krótkiego zarysu ewolucji, jaką przeszły technologie dostępu do Internetu przez sieć stacji bazowych telefonii.

Internet z powietrza

Historia telefonii GSM zaczęła się na poważnie w 1982, kiedy nad standardem zaczęła pracować  Europejska Konferencja Administracji Poczty i Telekomunikacji (CEPT), powołując do życia instytut Groupe Spécial Mobile (GSM). Parę lat później wprowadzono pierwszy standard transmisji danych w sieciach komórkowych - CSD (Cicrut Switched Data). Usługa ta była w założeniach dość podobna to wdzwanianego połączenia modemowego, który starsi czytelnicy mogą jeszcze pamiętać. Być może nawet wciąż po nocach śnią się napompowane przez łączenie z siecią rachunki telefoniczne. CSD miało tę samą wadę - korzystanie z niego aktywnie blokowało możliwość wykonywania i odbierania połączeń głosowych - identycznie jak połączenia modemowe. Dostęp do medium realizowany był z użyciem kodowania TDMA (Time-Division Medium Access), co oznaczało, że dostępne dla wszystkich użytkowników pasmo było dzielone na szczeliny czasowe, a pojedynczemu użytkownikowi w zależności od obciążenia sieci przydzielane były bliższe lub dalsze odcinki czasu, w których następowała rzeczywista transmisja. Naturalnie - szczeliny czasowe są na tyle wąskie, że sprawiały wrażenie transmisji ciągłej, choć powolnej - oferując zawrotną na dzisiejsze standardy prędkość 9,6 kb/s (około 0,009 Mb/s).

Rozwinięciem standardu CSD, było HSCSD, w którym dzięki zastosowaniu adaptacyjnych metod korekcji błędów udało się podnieść teoretyczną prędkość transmisji z 9,6 do 14,4 kb/s. To jednak nie wszystko - pojedynczy użytkownik zyskał również możliwość wykorzystywania do czterech szczelin czasowych w jednym momencie, poprawiając maksymalną prędkość transmisji do 57,6 kb/s (4 * 14,4 kb/s). Podobnie, jak w przypadku CSD - użytkownik usługi był rozliczany za czas, przez który były przez niego zajmowane szczeliny czasowe niezależnie od tego, czy następowała faktyczna transmisja, czy nie. W efekcie tego, użytkownik przeglądający pobraną właśnie stronę internetową wciąż był rozliczany za za korzystanie z usługi.

Problem ten został rozwiązany wraz z wprowadzeniem standardu GPRS, który również wykorzystywał kodowanie TDMA, jednak szczeliny czasowe zajmowane były przez użytkownika jedynie w momencie faktycznej transmisji. Dodatkowo, zamiast rozliczania za czas połączenia za korzystanie z GPRS klient rozliczany był za ilość faktycznie przesłanych danych. Podobnie jak CSD i HSCSD mogły korzystać z tej samej infrastruktury stacji bazowych, co telefonia GSM - po wprowadzeniu niewielkich modyfikacji. Przy wykorzystaniu kodowania CS-4 można było uzyskać teoretyczną prędkość transmisji na poziomie 21,4 kb/s do klienta. Podobnie jak w przypadku HSCSD możliwe było jednak wykorzystywanie wielu szczelin czasowych w jednym momencie, mogąc w ten sposób zaoferować do 85,6 kb/s przy wykorzystaniu 4 slotów jednocześnie.

Kolejnym standardem w ewolucji systemów transmisji danych w sieciach komórkowych był EDGE - rozwinięcie GPRS. Migracja na nowy standard nie wymagała wprowadzania żadnych zmian w sprzęcie, a jedynie zastosowania nowego oprogramowania, które dzięki zastosowaniu nowych metod kodowania oferowało prędkość transmisji na poziomie do 59,2 kb/s przy zarezerwowaniu pojedynczej szczeliny czasowej i 296 kb/s przy pięciu. Technologia jest wciąż szeroko stosowana w sieciach GSM, głównie na terenach słabiej zaludnionych na których nieopłacalne byłoby rozwijanie infrastruktury 3G lub LTE.

Wraz z wprowadzeniem technologii UMTS telefony zmieniły się nie do poznania. Zaczęły się wideorozmowy, MMS-y, a zamiast podobnych do telegazety stron WAP na urządzeniach mobilnych coraz częściej można było przeglądać normalne strony internetowe. Prędkość transmisji w pierwszej wersji standardu wynosiła maksymalnie całkiem przyzwoite na ówczesne czasy 384 kb/s. Zamiast TDMA, w którym dostęp do medium realizowany był poprzez podzielenie pasma na szczeliny czasowe i rozdzielanie ich pomiędzy klientów zastosowano nowy standard - WCDMA korzystający z technologii kodów rozpraszających.

Technologie HSDPA (High-Speed Data Packet Access) i HSPA+ (Evolved High-Speed Packet Access) były naturalnym rozwinięciem, wyraźnie poprawiającym jakość połączenia. Na tyle wyraźnie, że były czasem nazwane technologiami 3,5G (generacji trzeciej-i-pół). Pomimo tego zmiany w infrastrukturze w stosunku do UMTS najczęściej ograniczały się tylko do zmiany oprogramowania zmieniającego między innymi zastosowany rodzaj modulacji oraz nowy kanał transportowy HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel). Dzięki nowym technologiom prędkość transmisji mogła wzrosnąć z 384 kb/s do aż 56 mb/s. Naturalnie w warunkach laboratoryjnych.

Już w swoich założeniach, technologia LTE miała być wyraźnym krokiem w przód w stosunku do technologii HSDPA i HSPA+. Na tyle dużym, że dla odróżnienia zyskała miano czwartej generacji (4G). Nowa sieć wymaga całkowicie nowej infrastruktury. Zamiast standardu WCDMA wykorzystywana jest para OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) oraz SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access). Miała w założeniach pozwalać na uzyskanie minimalnego opóźnienia w granicach 10 ms i transfery do klienta na poziomie 300 Mb/s z wykorzystaniem technologii MIMO (wieloantenowej) i chociaż poza laboratorium podobne wartości są niedostępne, to jakość dostępu do globalnej sieci jest jest wyraźnie wyższa niż w przypadku którejkolwiek technologii trzeciej generacji.

Standard

Maksymalna prędkość pobierania

CSD - Circut Switched Data

9,6 kb/s

HSCSD - High-Speed Circut Switched Data

57,6 kb/s

GPRS - General Packet Radio Service

85,6 kb/s

EDGE - Enhanced Data-rates for GSM Evolution

296 kb/s

UMTS - Universal Mobile Telecommunications System (3G)

384 kb/s

HSDPA - High-Speed Data Packet Access (3,5G)

21,6 Mb/s

HSPA+ - Evolved High-Speed Packet Access (3,5G)

42 - 56 Mb/s

LTE - Long-Term Evolution (4G)

100/150/300 Mb/s

Jak widać po powyższej tabeli, postęp w prędkości transmisji jest bardzo wyraźnie widoczny. Jednak specyfika gier sieciowych sprawia, że w czasie rozgrywki nie jest istotne, żeby przesyłać szybko duże porcje danych. Z punktu widzenia graczy kluczową sprawą jest tak zwany ping - czyli czas, w którym informacje wychodzące od klienta docierają do celu. Jest to parametr tym bardziej istotny, im bardziej dynamiczna jest rozgrywka. I tak w gry turowe będzie można spokojnie grać nawet przy pingu liczonym w sekundach, czy nawet minutach (turówki i tak uczą cierpliwości...); strategie czasu rzeczywistego nie powinny za dużo stracić przy rozgrywce z pingiem rzędu 200-300 ms; natomiast granie w szybkie strzelanki FPS w rodzaju serii Battlefield, czy CS:GO przy czasie odpowiedzi powyżej 100 ms nie ma sensu nawet podchodzić. Profesjonalni gracze mogą naturalnie powiedzieć, że przy 100 ms też nie ma co grać, ale nie rozważamy tutaj perspektywy poważnych rozgrywek, a uwalniającej od stresu rozgrywki po szkole/pracy.

Do przedstawionych wyników należy podchodzić z pewną rezerwą, specyfika lokalizacji postawiła nas w sytuacji bardzo komfortowej - stacja bazowa (BTS) w standardzie LTE znajdowała się w odległości około 200 metrów, a okolica była słabo zaludniona. Naturalnie wraz ze wzrostem odległości od nadajnika i obciążenia komórki, w zasięgu której akurat jesteśmy pogorszeniu ulegnie jakość sygnału, a co za tym idzie - prędkość przesyłania danych i ping. W praktyce jakość dostępu do sieci w dowolnym miejscu zależeć będzie od lokalizacji nadajnika (te warto sprawdzić na przykład na stronie BTS Search), ilości podłączonych do niego użytkowników, czy aktualnego obciążenia sieci. Innej jakości spodziewać się można w okolicach południa - gdy większość potencjalnych użytkowników jest w szkole/pracy, a innej w godzinach popołudniowo-wieczornych. Najlepsze wyniki osiągnąć mogą użytkownicy zamieszkujący tereny o mniejszej gęstości zaludnienia - co w istocie bardzo dobrze się składa, bo właśnie w tego typu okolicach dostęp do Internetu po kablu, czy z użyciem radiowych łączy LAN bywa utrudniony, zmuszając użytkowników do korzystania w domach z łączy GSM/LTE.

Do testów wykorzystaliśmy w miarę standardową konfigurację. Jaki router? TP-Link WDR-4300 działający pod kontrolą DD-WRT (build 25697), do niego podłączyliśmy jeden z popularniejszych modemów 3G - Huawei E173u-2, a do testów LTE - Huawei E3276s-151. Próby odbywały się z użyciem sieci Play.

Warto zwrócić uwagę na ofertę Virgin Mobile

Virgin Mobile, obecnie największy wirtualny operator na polskim rynku, uatrakcyjnia swojąofertę prepaid, dodając promocyjne 10 GB internetu do każdego startera. Bezpłatna jest również dostawa kurierska, a operator nie wymaga żadnych opłat aktywacyjnych, aby rozpocząć korzystanie z usług.

Promocja dotyczy wszystkich starterów w ofercie operatora zamawianych za pośrednictwem strony virginmobile.pl i dostępna jest zarówno dla osób zamawiających nową aktywację, jak i przenoszących numer od innego operatora. Po aktywacji karty SIM, na saldzie dostępny jest pakiet 10 GB do wykorzystania w ciągu 30 dni. Pakiet ten może sprawdzić się bardzo dobrze w przypadku mobilnych gier online.

Szczególnie interesujący jest fakt, że pakiet danych dostępny jest również na Darmowym Starterze. Oznacza to, że starter z 10 GB można otrzymać zupełnie bezpłatnie. Koszt karty SIM to 0 zł, dostawa kurierem również jest darmowa, a na starterze dostępny jest bezpłatny pakiet 10 GB. Dodatkowo każdy Darmowy Starter posiada 5 zł na saldzie do wykorzystania na inne usługi.

Testy w praktyce

Na pierwszy ogień testów poszedł znany sieciowy FPS - Battlefield 4. Wybraliśmy to ze względu na dość duże wymagania pod względem jakości transmisji - rozgrywki toczą się na naprawdę sporych mapach, po których w jednym momencie znajdować się może do 64 graczy walczących na piechotę lub w pojazdach. To całkiem spora ilość danych, które muszą być przesyłane dość szybko na relacji gracz - serwer.

Rozgrywka przy połączeniu przez EDGE - całkiem zgodnie z oczekiwaniami - była kompletnie niegrywalna. Ping w okolicach 300-400 ms w najlepszym wypadku skutkował w najlepszym razie ogromnymi opóźnieniami w rozgrywce i teleportującymi się niespodziewanie graczami. Najczęściej jednak skutkował natychmiastowym wykopaniem z serwera jeszcze przed zakończeniem wczytywania poziomu ze względu na zbyt wysoki ping.

Przesiadka na HSDPA przyniosła znaczną poprawę. Na wybranych (choć niewielu) serwerach Battlelog raportował ping poniżej 100 ms, choć w rzeczywistej rozgrywce było bardzo trudno o taką wartość. Najczęściej osiągaliśmy czas odpowiedzi w granicach 100-120 ms, co pozwalało na w miarę sensową rozgrywkę, przerywaną tylko czasem kopniakiem ze strony serwera lub błędami w rejestrowaniu trafień, powodując całkiem konkretną frustrację.

Dopiero podłączenie do sieci LTE sprawiło, że prawie mogliśmy zapomnieć o tym, że z siecią nie łączy nas żaden kabel. Ilość dostępnych serwerów z pingiem poniżej 100 ms był bardzo satysfakcjonujący. Niezależnie od wybranego trybu gry oraz wyboru mapy zawsze dostępnych było parę zaludnionych serwerów. Realnie opóźnienia najczęściej mieściły się w granicach 70-100 ms oferując całkiem wysoki komfort. Parokrotnie zdarzyło się zostać wykopanym z serwera za zbyt wysoki ping, ale były to sytuacje bardzo sporadyczne, na które często pomagało rozłączenie i ponowne połączenie modemu.

DOTA 2 to przedstawiciel bardzo ostatnio popularnego gatunku MOBA (Multiplayer Online Battle Arena). W rozgrywce jednocześnie uczestniczy dziesięciu użytkowników, więc wymagania co do prędkości łącza są sporo mniejsze niż w przypadku Battlefield 4 (tam - maksymalnie do 64 graczy). Brak wbudowanego narzędzia kontroli aktualnego czasu odpowiedzi serwera sprawił, że testy musieliśmy przeprowadzać bardziej organoleptycznie, posiłkując się dodatkowo systemowym poleceniem ping.

Zgodnie z oczekiwaniami, połączenie przy pomocy EDGE skończyło się sporymi opóźnieniami, czyniącymi grę praktycznie niegrywalną. Czas odpowiedzi serwerów podchodził pod około 350 ms, a to już całkiem poważne opóźnienia. Dodatkowo problemem zaczęły być rozłączenia; ogólnie rozgrywka z pomocą połączenia 2,5 G to dobra metoda na szybką frustrację i polecamy raczej tylko największym masochistom.

Rozgrywka z użyciem HSDPA i LTE była w zasadzie nie do odróżnienia. 4G oferowało ping lepszy o około 20 ms (70 vs. 90), ale w czasie faktycznej rozgrywki różnica była całkowicie niezauważalna - obie technologie oferowały w pełni zadowalający komfort rozgrywki. Użytkownicy skazani na korzystanie z połączenia z Internetem z pomocą sieci komórkowych mają więc szansę na całkiem godziwą rozgrywkę.

World of Tanks jest jedną z najpopularniejszych obecnie gier sieciowych. Quasi-symulator maszyn pancernych z połowy zeszłego wieku pozwala maksymalnie na rozgrywkę 14 graczom w rundzie, stawiając łączu umiarkowane wymagania co do czasu odpowiedzi, tym bardziej, że o sukcesie równie co szybkie oko i ręka decydują umiejętności taktyczne.

Zgodnie z oczekiwaniami EDGE kompletnie się nie sprawdził, grze towarzyszyły konkretne opóźnienia na poziomie od 300 do 500ms, tradycyjnie już rozgrywkę uniemożliwiając. W związku z powyższym polecamy raczej tylko ludziom o skłonnościach masochistycznych, bo grze bardzo daleko od dawania jakiejkolwiek przyjemności.

Na HSDPA było zdecydowanie lepiej, ping wynosił około 100-120 ms, co w zasadzie jest wartością graniczną, powyżej której grę trudno nazwać komfortową i mogą się pojawić problemy z powodu opóźnień, nieprecyzyjne rejestrowanie trafień, czy celowanie, co może odbić się na wyniach i wpłynąć negatywnie na zdrowie psychiczne gracza (choć mieliśmy raczej pojedyncze problemy związane z opóźnieniami).

Rozgrywka przez LTE okazała się być natomiast całkiem komfortowa - średni ping wynosił około 80ms, nie zwracając na siebie uwagi. Grać można było ze spokojem, chociaż kontrolka pingu przechodziła czasem z zielonej na żółtą. Jednak w trakcie samej rozgrywki jakości połączenia nie można było niczego zarzucić i gdyby nie świadomość z tyłu głowy o połączeniu z użyciem sieci komórkowej możnaby stwierdzić, że gra toczyła się z użyciem połączenia kablowego. Może niezbyt wysokich lotów, ale jednak!

Podsumowanie

Grać, czy nie grać na 3G/LTE - oto jest pytanie. Zasadniczo najlepszą odpowiedzią jest "Tak, ale...". W sprzyjających warunkach nawet użytkownicy modemów HSDPA będą mogli w miarę komfortowo pograć w nawet bardziej wymagające gry sieciowe. W mniej sprzyjających trzeba będzie wykorzystać do tego modem w technologii LTE, a w kompletnie niesprzyjających o jakiejkolwiek rozgrywce sieciowej będzie można zapomnieć. Wszystko zależeć będzie od wspomnianych wyżej czynników: odległości od stacji bazowej, ilości znajdującej się pomiędzy nią, a użytkownikiem przeszkód terenowych, aktualnym obciążeniem sieci, a nawet aktualnymi warunkami atmosferycznymi. To dość dużo czynników, które muszą się w miarę sprzyjająco poskładać, żeby można było myśleć o rozgrywce po sieci. Realnie jedynym rozwiązaniem dylematu, czy miłośnik rozgrywki on-line powinien zdecydować się na korzystanie z połączenia z Internetem z pomocą sieci komórkowej jest przetestowanie usługi na własnej skórze - często bowiem sieci komórkowe dają taką możliwość bez ponoszenia jakichkolwiek kosztów. Alternatywnie, wiele współczesnych telefonów daje możliwość uruchomienia mobilnego hot-spota, który pozwoli łatwo i szybko wykonać szybki test jakości sieci w danej lokalizacji bez konieczności wizyty w salonie operatora.

Po serii testów zaskoczeniem nie była możliwość grania na LTE - ta technologia w założeniach miała pozwalać na uzyskanie opóźnień na poziomie 10 ms. I chociaż takiego wyniku nie udało nam się osiągnąć, ani nawet do niego zbliżyć, to nie ulega wątpliwości, że sprawdziła się ona w tym celu najlepiej. Zaskoczeniem była natomiast całkiem niezła jakość połączenia z użyciem HSDPA, który dla mniej wymagających pod względem sieciowym gier nadaje się całkiem dobrze. I choć jak zwykle wszystko rozbija się o cechy indywidualne lokalizacji, w której się znajdujemy - użytkownicy modemów starszej technologii wcale nie muszą się załamywać, czy wydawać pieniędzy na nowy modem jeśli chcą sobie pół-serio pograć.

Autor: Robert Multan