Samsung Duos вышел в 2007 году и стал настоящим хитом. Произошло это после того, как российский офис южнокорейской фирмы точно ухватил потребность рынка: теперь у людей не просто есть сотовый телефон, у многих их два. Личный и для работы, к примеру. Соответственно абонентам приходится таскать два аппарата. Под нажимом коллег из Москвы Samsung выпускает модель SGH-D880 и просто взрывает не только российский, но и мировой рынок.

События тех лет привели к тому, что два включенных номера — это де-факто стандарт для андроидов и айфонов сегодня. Но не все так просто.

Современные телефоны радикально отличаются от своего прародителя. В этой статье мы слегка пройдемся по истории двухсимочности, узнаем, как она работает и какие реализации технологии существуют. А главное, ответим на вопрос: мог ли владелец первого Дуоса позвонить сам себе?

Немного истории

Идея носить с собой только один телефон, но при этом иметь два номера, родилась задолго до Samsung. Первым предшественником современных Dual SIM-телефонов можно считать экзотический Benefon Twin, появившийся в далеком 2000 году. Это был аппарат с двумя слотами для SIM-карт. Однако Benefon в то время не смогла решить главные проблемы: энергопотребление и компактность. Потому аппарат мог работать только с одной картой. При загрузке пользователь просто выбирал, какая из двух SIM будет активна в данный момент. Ни о какой одновременной работе не шло и речи — это был механический переключатель, избавляющий от необходимости носить с собой второй телефон и занимать этим карманы.

Следующий виток эволюции пришелся на 2003-2004 годы — на рынке появились так называемые SIM-адаптеры. Это были кустарные мультиплексоры. Необходимо было аккуратно (часто с риском повредить чип) вырезать контактную площадку из двух SIM-карт и вставить их в специальный шлейф. Стоило это недорого (10-20 долларов), но технически примитивно: в каждый момент времени активной оставалась только одна карта, а для переключения между ними зачастую требовалась перезагрузка телефона.

И только к концу 2006 года компания Samsung, во многом благодаря настойчивости своего российского офиса, начала разработку одного из первых в мире телефонов с двумя активными SIM-картами. Проект носил кодовое имя Pushkin, но в процессе доводки перерождался из-за неудовлетворительного качества софта. В итоге свет увидела модель SGH-D880 Duos.

Взлет двуликого

Презентация Samsung Duos в октябре 2007 года стала настоящим событием. Это был стильный слайдер в корпусе 104×51×18,9 мм с цветным 2,3-дюймовым TFT-дисплеем, 3,2-мегапиксельной камерой с автофокусом, FM-радио и поддержкой Bluetooth 2.0. По тем временам отличный передовой аппарат. Но главное скрывалось внутри.

Чем SGH-D880 радикально отличался от китайских поделок и ранних экспериментов вроде Benefon Twin? Ответ прост: два полноценных радиомодуля. В аппарате было установлено два независимых приемопередатчика, каждый из которых имел свой уникальный идентификатор — IMEI-номер. Это позволяло обеим SIM-картам одновременно находиться в активном режиме ожидания (Dual Standby) и принимать звонки.

Техническая реализация была весьма продвинутой для своего времени. В основе лежало двухпроцессорное решение на базе ядер ARM9 (основной процессор) и ARM7 (для обработки звонков и SMS). Samsung заявляла продвинутую работу с несколькими вызовами. Правда, в реальных обзорах это не подтверждалось: аппарат уверенно показывал, на какую SIM пришёл звонок и отображал в списке пропущенных звонок по другой линии во время разговора. Но полноценной одновременной работы нескольких голосовых вызовов, как у мини-АТС, ждать не стоило.

Пользовательский интерфейс Duos был продуман до мелочей:

• Каждой SIM-карте можно было присвоить собственное имя и мелодию звонка, мгновенно идентифицируя, на какой номер поступил вызов — рабочий или личный.

• Функция автоматической смены профилей (WAP/MMS/E-mail) при переключении активной SIM-карты избавляла от ручной настройки параметров оператора.

• Была реализована функция оповещения о несанкционированной смене SIM-карты — прообраз современной противоугонной защиты.

Вообще, Duos — это редкий пример, когда принципиально новое устройство выходит на рынок ничуть не сырым, а максимально проработанным. Многие пользователи отмечали, что с точки зрения софта это был один из лучших телефонов Samsung. Более того, два активных радиотракта — роскошь, которую сейчас могут себе позволить лишь специализированные устройства. Ниже мы еще поговорим о реализациях двухсимочности.

В Европе и, главным образом в России, телефон стал хитом. Цена в 18 000 рублей не смутила покупателей. А удачная рекламная кампания (когда люди ходят по улице, жонглируя двумя аппаратами) подкрепила успех. 

Интересно, что в США процесс принятия двухсимочных аппаратов затянулся. Причин было две. 

Во-первых, рынок США был поделен пополам: наряду с GSM там были чрезвычайно распространены сети стандарта CDMAone, которые обслуживали около половины абонентов. В сетях CDMA (как у Verizon и Sprint) не было SIM-карт — привязка номера шла к идентификатору самого телефона, который назывался ESN. 

Во-вторых, сами телефоны в США традиционно продавались с привязкой к контракту конкретного оператора. И эти операторы совсем не горели желанием продавать устройство, в которое абонент мог бы засунуть их прямого конкурента.

Как работают две симки: DSDS, DSDA и их разновидности

Итак, первый Duos имел два радиотракта и это, вообще говоря, было очень круто. Сейчас такая схема почти не применяется. А как тогда все это работает? Что ж, есть три основных типа дуальности.

1. DSDS (Dual SIM Dual Standby) — «Один тракт на двоих». Это самая распространенная на сегодня архитектура, используемая в большинстве современных смартфонов, включая iPhone (начиная с XS).

   В основе DSDS лежит один приемопередающий тракт (радиомодуль). Обе SIM-карты находятся в режиме ожидания благодаря временному мультиплексированию: радиомодуль поочередно, с высокой частотой, слушает эфир на предмет входящих вызовов и сообщений для каждой из SIM-карт.

   Главное ограничение DSDS: в режиме разговора вторая SIM-карта полностью отключается от сети или находится в ней крайне ограниченно. Пока вы говорите по одной линии, дозвониться на вторую невозможно — абонент услышит сообщение о недоступности. Сотовые данные на второй SIM-карте также не работают.

   Особым подвидом является режим DSDV (Dual SIM Dual VoLTE). Это надстройка над DSDS, позволяющая обеим SIM-картам одновременно регистрироваться в сетях 4G (LTE) и совершать звонки через VoLTE. Технически это работает благодаря тому, что VoLTE-звонок передается как IP-пакет поверх канала данных, и радиомодуль успевает обслуживать обе линии в режиме разделения времени.

2. DSDA (Dual SIM Dual Active) — «Два тракта»

   Первые Samsung Duos глобально строились именно на этой архитектуре (хотя из-за разницы в технологиях, нельзя сказать, что они использовали ее в современном смысле). DSDA подразумевает наличие в устройстве двух независимых радиомодулей, каждый со своим IMEI-номером и собственной приемопередающей цепью (усилитель мощности, фильтры, антенный тракт).

   Такая конфигурация позволяет:

   • Принимать звонок на вторую SIM-карту, даже когда первая активна в разговоре.

   • Использовать мобильный интернет на одной SIM-карте, одновременно разговаривая по другой.

   • Обеспечивать максимально возможное качество соединения, так как радиомодули не создают друг другу интерференционных помех при приеме.

   Платой за эти преимущества является повышенное энергопотребление (почти удвоенное) и более высокая стоимость производства, поэтому DSDA в чистом виде в современных смартфонах встречается крайне редко.

3. DR-DSDS (Dual Receive — Dual SIM Dual Standby) — «Компромисс»

   Это промежуточная архитектура, появившаяся в ряде моделей Qualcomm Snapdragon. Она использует один передающий тракт (Tx) и два приемных тракта (Rx). Это позволяет обеим SIM-картам одновременно находиться в режиме приема вызовов и данных, однако физическая передача (исходящий звонок, отправка данных) возможна только поочередно. Допустим, через SIM1 качается файл (передатчик занят). В этот момент на SIM2 приходит входящий вызов. Приемник-то свободен, он его видит, показать на экране может. Но для ответа придется сначала прервать загрузку файла, а уже потом передавать ресурсы SIM2. Это и есть компромисс DR-DSDS.

Связанные одним трактом

Так как DSDS сейчас самая популярная реализация, разберем ее чуть подробнее. Как же можно работать в двух сетях с одним радиотрактом???

Все довольно просто. Обе SIM-карты постоянно находятся в сети, но радиотракт в каждый конкретный момент времени слушает эфир только для одной из них. Ощущение, что обе симки доступны одновременно создается за счет механизма RF Tune Away.

Введем важный термин: пейджинг. Это механизм, с помощью которого сеть будит телефон. Аппарат не слушает эфир непрерывно: он просыпается в заранее рассчитанные моменты DRX-цикла и проверяет, не ищет ли его сеть для входящего вызова, SMS или служебной процедуры

Двухсимочный аппарат синхронизирует эти «окна пробуждения» для каждой SIM-карты и в течение одного цикла успевает настроиться на частоту первой, проверить ее пейджинговый канал, затем мгновенно переключиться на частоту второй и проверить ее. Если расписания двух сетей не совпадают, телефон просто чередует прослушки. Но иногда «окна» пересекаются, и возникает коллизия: входящий вызов приходит одновременно на обе SIM-карты. В этом случае срабатывает внутренний арбитр — заранее настроенный алгоритм приоритетов. По классике голосовой вызов важнее пакетной сессии передачи данных, а экстренный вызов — важнее всего.

Самые интересные вещи начинаются, когда одна из SIM-карт переходит в активный режим. Если вы разговариваете через SIM1, радиомодуль полностью отдается под эту задачу. С точки зрения сети, вторая SIM-карта в этот момент просто исчезает из эфира и становится вне зоны доступа. 

Однако сценарий передачи данных гораздо хитрее. Представьте, что через SIM1 что-то неспешно качается. Радиомодуль может себе позволить периодически отвлекаться на очень короткую проверку пейджингового канала SIM2. Телефон на мгновение прерывает загрузку, переключается на вторую SIM-карту, слушает эфир и, если вызова нет, возвращается обратно. С точки зрения SIM1 это выглядит как кратковременная потеря пакетов, которую протоколы TCP/IP умеют переживать. Это и есть Tune Away: возможность иногда переключаться на другую симку для быстрого приема или передачи служебных сообщений.

Плата за такие переключения — потенциальная потеря пропускной способности и рост задержек. Особенно болезненно это для сервисов, чувствительных к качеству соединения. Поэтому в аппаратах заложена сложная логика Quality of Service (QoS). Если на SIM1 идет голосовой вызов VoLTE или видеозвонок, на Tune Away может стоять запрет: приоритет активного разговора считается абсолютным, и телефон просто игнорирует любые попытки достучаться до SIM2, пока трубка не будет положена. Аналогично могут быть заблокированы переключения во время экстренных вызовов или критических сетевых процедур. Таким образом, DSDS — это непрерывный танец с бубном, в котором аппарат жонглирует тайм-слотами, пейджинговыми циклами и приоритетами трафика.

Именно ограничения этого жонглирования и поддерживают жизнь в настоящей двухголовой архитектуре — Dual SIM Dual Active. В DSDA два физических приемопередатчика живут параллельно и не мешают друг другу, словно в одном корпусе находятся два независимых телефона. Любопытно, что в потребительских смартфонах такая роскошь почти исчезла, уступив место энергоэффективному DSDS, но в промышленных роутерах она осталась золотым стандартом. Давайте поговорим и про эту реализацию.

Промышленный резерв: два модуля, Always On

Если в потребительском секторе пошли по пути экономии и миниатюризации (один радиомодуль на все), то в промышленном сегменте требования принципиально иные. Здесь цена ошибки — остановка производства, потеря телеметрии с удаленного объекта или сбой в системе безопасности. Поэтому есть отдельный класс устройств — промышленные роутеры — которые пошли по пути первого Samsung Duos. То бишь два физических приемопередатчика в одном корпусе.

Рассмотрим несколько ярких представителей этого класса:

• iRZ RA21aw (Dual-Sim Active) — российский промышленный роутер с тремя независимыми каналами связи: два собственных сотовых модема LTE Cat.6 (каждый работает со своей SIM-картой) и один WAN-порт для подключения проводного провайдера. Это позволяет реализовать схему горячего резервирования (переключение на резервную линию при отказе основной) и балансировки нагрузки между двумя операторами сотовой связи.

• Teltonika RUTX12 — пожалуй, самый известный в мире промышленный Dual LTE-роутер. Внутри установлены два независимых LTE-модема Cat.6, каждый из которых может работать в режиме агрегации несущих (Carrier Aggregation), обеспечивая суммарную скорость до 600 Мбит/с. Роутер поддерживает балансировку нагрузки между модемами, failover-переключение и имеет пять гигабитных Ethernet-портов.

• E-Lins H900/H720 серии — китайские промышленные роутеры, оснащаемые двумя полноценными модемными модулями (вплоть до 5G) и двумя слотами для SIM-карт. Они поддерживают одновременную работу двух SIM-карт в режиме резервирования и балансировки.

Все эти устройства объединяет одно: в отличие от смартфонов с DSDS, где вторая SIM-карта отдыхает во время разговора или передачи данных, в промышленных роутерах обе SIM-карты работают всегда. Это достигается именно за счет двух физических приемопередатчиков, аналогично тому, как это было реализовано в первом Samsung Duos. Такой подход гарантирует, что критически важное оборудование останется на связи даже при аварии на сети одного из операторов. 

Понятно, что энергопотребление в таких сценариях никто не считает, а роутеры требуют гарантированного питания. Либо очень большой батареи.

Иногда я разговариваю сам с собой…

И вот мы подошли к главному вопросу, обещанному в начале статьи: мог ли владелец первого Samsung Duos позвонить сам себе — с одной своей SIM-карты на другую — и ответить на этот звонок?

Этим вопросом задались не только мы, но и многочисленные обзорщики тех лет. Проводились эксперименты.

Увы, даже при наличии двух радиомодулей в Duos существовало фундаментальное ограничение: оба приемопередатчика использовали один общий аудиотракт, один динамик с микрофоном и была реализована логика поддержки только одного активного вызова. Физически устройство не могло одновременно вести два разговора.

Поэтому, при звонке самому себе отображается статус «занято». Это особенность реализации первого Duos: он сообщал о занятости обеих симок при разговоре хотя бы через одну из них. Видимо, подразумевалась занятость всего устройства. Заявленный конф-колл на четыре линии по факту не работал. Во всяком случае во всех обзорах тех лет воспроизвести его не получилось. 

Однако сама архитектура с двумя полноценными радиомодулями, впервые реализованная в этом легендарном слайдере, заложила основу для всех современных двухсимочных смартфонов.

Позже, оценив успех SGH-D880 и явный запрос рынка, к дуальности придут все. Даже iPhone, долго державшийся в стороне, все же реализует у себя этот механизм. В первые годы на волне успеха будут еще более смелые эксперименты, такие как трехсимочные монстры вроде LG A290. Впрочем, они не приживутся.  

А Samsung Duos навсегда останется в истории не просто очередным телефоном, а одним из поворотных моментов развития мобильной связи в целом. Скажем спасибо ему и российскому офису южнокорейского гиганта за это маленькое открытие, перетряхнувшее рынок.

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.

Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.