LTE od kuchni …
Czy ma szanse zastąpić on standard telefonii komórkowej UMTS, technologię HSDPA?
Artykuł został podzielony na kilka części.
Mobilny dostęp szerokopasmowy stał się rzeczywistością zgodnie z
prognozami zwiększy on swój udział w rynku do 50% w następnych 5
latach. Instalacja modemów HSPA w urządzeniach takich jak netbooki oraz
notebooki zmusza do rozwoju sieci komórkowych w celu m.in. powiększenia
szybkości przesyłu danych. LTE (Long Term Evolution) czyli nowy
standard telefonii komórkowej jest następnym wielkim krokiem w mobilnej
radiowej komunikacji, standard ten został opracowany przez ciało
standaryzacyjne 3GPP (ang. 3rd Generation Partnership Project). 3GPP
jest wspólną umową zawartą w grudniu 1988 między grupą organizacji
standaryzacyjnych znanych jako „Organizacje Partnerskie”.
Definicja, opis LTE
Mobilny dostęp szerokopasmowy stał się rzeczywistością zgodnie z
prognozami zwiększy on swój udział w rynku do 50% w następnych 5
latach. Instalacja modemów HSPA w urządzeniach takich jak netbooki oraz
notebooki zmusza do rozwoju sieci komórkowych w celu m.in. powiększenia
szybkości przesyłu danych.
LTE (Long Term Evolution) czyli nowy standard telefonii komórkowej jest
następnym wielkim krokiem w mobilnej radiowej komunikacji, standard ten
został opracowany przez ciało standaryzacyjne 3GPP (ang. 3rd Generation
Partnership Project). 3GPP jest wspólną umową zawartą w grudniu 1988
między grupą organizacji standaryzacyjnych znanych jako „Organizacje
Partnerskie”. Aktualnie w skład tych organizacji wchodzą ARIB, CCSA,
ETSI, ATIS, TTA oraz TTC. Pracownicy naukowo-badawczy, inżynierowie ds.
rozwoju z całego świata, reprezentujący ponad 60 operatorów
komórkowych, sprzedawców oraz instytucji naukowych pracują w celu
ujednolicenia standardu LTE. Ostateczna specyfikacja LTE została
zaakceptowana przez 3GPP w styczniu 2008 roku.
Zgodnie z przewidywaniami firmy Nokia oraz Ericsson, LTE ma być
komercyjnie dostępne w okolicach 2010-2012 roku. Sam standard LTE może
zostać wprowadzony zarówno w nowych pasmach częstotliwości jak i
aktualnie wykorzystywanych przez danych operatorów. Nowe terminale będą
współpracowały z sieciami LTE jako rozwój terminali HSPA. Sam standard
LTE ma współistnieć z 3G oraz 2G.
Przez LTE należy rozumieć ewolucyjny krok z istniejącej infrastruktur
do LTE oraz System Architecture Evolution (SAE). SAE jest wielką zmiana
w strukturze sieci komórkowej. W architekturze SAE znajdują się tylko
dwa węzły – stacji bazowej LTE oraz sieci szkieletowej. Stacje bazowe
LTE podłączone są do sieci szkieletowej(ang. Core Network) używając
interfejsu RAN interface S1. Powoduje to redukcję całkowitej potrzebnej
liczby węzłów.
Architektura LTE
Istniejące standardy sieci telefoni komorkowej 3GPP (GSM,
WCDMA/HSPA) oraz 3GPP2 (CDMA2000 1xRTT, EV-DO) są zintegrowane w nowym
systemie LTE poprzez unormowany interfejs.
Przejdźmy jednak do tego jakie technologie oprócz SAE dodatkowo są
wykorzystywane przez LTE. Standard ten wykorzystuje m.in OFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), MIMO (Multiple Input
Multiple Output).
LTE może być wykorzystywane zarówno w widmie FDD oraz TDD. Pierwsze
urządzenia najważniejszych dostawców będą wspierały oba dupleksy.
Dupleks częstotliwościowy (FDD) w rzeczywistości jest bardziej wydajny
podczas gdy dupleks czasowy (TDD) jest dobrym uzupełnieniem. Dupleks
określa kierunkowość przepływu danych.
Dlaczego LTE
Kilka podstawowych cech może spowodować, że standard LTE stanie się
tym ulubionym dla operatorów telefonii komórkowej:
- Przepustowość oraz osiągi
– jednym z wymogów postawionych standardowi LTE jest maksymalna
przepustowość w kierunku do abonenta oraz od abonenta. W przypadku
downlink minimalnie ma być to 100Mbit/s. Standard LTE ma jednak
zaoferować prędkość transmisji danych powyżej 200 Mbit/s. Czy są szansę
na tak duże prędkości? Ericsson uzyskał prędkość 150Mbit/s, Nokia 173
Mbit/s w środowisku miejskim. Osiągnięcie prędkości 200 Mbit/s nie
powinno stanowić większego problemu. Prędkość uplink ma w tym przypadku
wynieść powyżej 50 Mbit/s. Ponadto opóźnienia sieci mają wynosić 10ms,
oznacza to siedmiokrotną poprawę w stosunku do HSPA. - Prostota – Po pierwsze
LTE wspiera użytkowanie istniejących jak i nowych częstotliwości.
Dodatkowo LTE wykorzystuje FDD (Frequency Division Duplex) oraz TDD
(Time Division Duplex). Po drugie sieć radiowa LTE będzie posiadała
kilka cech, które uproszczą zarządzanie sieciom jak i jej budową.
Przykładem może być plug and play, samokonfiguracja czy też
samooptymalizacja, oraz uproszczona architektura oraz otwarty interfejs. - Duży wachlarz dostępnych
terminali – LTE zapewni moduły dostępne nie tylko dla telefonów
komórkowych, możemy spodziewać się modemów dla komputerów przenośnych,
urządzeń cyfrowych takich jak netbooki, mid (przenośne urządzenie
internetowe), konsol do gier, aparatów. Ponadto nowy standard obniży
zużycie mocy przez terminale. - Redukcja kosztów –
Decyzje operatorów są podejmowane ściśle ze względu na sprawy biznesowe
oraz akcje/udziały rynkowe. Poprzez wybranie LTE będą oni mieli szansę
poprawić TCO (Total Cost of Ownership). LTE spowoduje również redukcję
kosztów przypadających na jeden bit.
Zalety technologii LTE w porównaniu z HSPA
Dlaczego to właśnie LTE ma być krokiem milowym w szerokopasmowym
dostępie do Internetu? Poniżej przedstawię kilka informacji, które
udowodnią, że jest to zdecydowanie technologia przyszłości:
- Bardzo duża przepustowość oraz osiągi umożliwiające osiągniecie
prędkości w kierunku do abonenta aż 173 Mbps, oraz 58 Mbps od abonenta.
Praktycznie jest to 10 razy szybciej niż dzisiejsza technologia HSPA. - Opóźnienia, mają one być ekstremalnie małe od 10-20ms,
pozwalające na zwiększenie wrażeń końcowych użytkowników podczas
korzystania z serwisów w czasie rzeczywistym. - LTE ma znacznie wyższą wydajność widmową od technologii HSPA
- Obniżenie kosztów o ponad 50% w porównaniu z HSPA
Zalety LTE
Rynek LTE
Jak będzie wyglądał rynek LTE za kilka lat? Poniżej przedstawiam
światową prognozę przedstawiającą liczbę abonentów systemu LTE,
stworzoną przez ABI Research.
ABI Research
Aktualnie subskrybentów używających telefony komórkowe na świecie
jest ok 3.5 miliarda. W tym 350 milionów stanowią użytkownicy sieci 3G,
każdego kwartału dochodzi dodatkowo ok. 30milionów abonentów sieci 3G.
Analitycy są przekonani, że w roku 2015, liczba wszystkich
subskrybentów standardu 3G przekroczy liczbę użytkowników sieci 2G.
Sama technologia LTE ma znaleźć 32.6 milionów użytkowników do końca
roku 2013. Najwięcej z nich mają stanowić użytkownicy pochodzący z
regionu Azjatyckiego (Asia-Pacific). Jak widać sama popularność LTE ma
rosnąć w dość dużym tempie.
Największe zapotrzebowania na innowacyjne rozwiązania dotyczące sieci
komórkowych istnieją w obszarach miejskich.
LTE w Polsce
Najważniejszą informacją dla nasz wszystkich jest data wprowadzenia
LTE do polski. Urząd Komunikacji Elektronicznej ma ogłosić krajowy
przetarg na częstotliwość 2,6 GHz dopiero do końca przyszłego roku.
Częstotliwość 2,6 GHz została wybrana w Polsce do startu standardu LTE.
Czterech największych operatorów sieci komórkowych w Polsce
zrezygnowało ze startu w tym przetargu ze względu na m.in. jeden z
warunków przetargu (udostępnienie darmowego internetu). Darmowy
Internet ma zostać oferowany z ograniczeniami czasowymi. UKE chce aby
dostęp do niego był możliwy z każdego telefonu komórkowego bez względu
na operatora. Oferty złożyły tylko dwie firmy Aero 2 i Milmex.
Zwycięzcą przetargu została firma Aero 2, która jest już właścicielem
częstotliwości 900MHz. Będzie ona musiała udostępnić 20% swoich usług
internetowych za darmo przez trzy lata, po ich upływie firma Aero 2
będzie już mogła sprzedawać usługi w pełni komercyjnie.
Specjalnie dla naszych czytelników, postaramy dowiedzieć się jakie są
plany wprowadzenia technologii LTE przez polskich operatorów: Orange,
Era, Plus, Play.
Podsumowanie
LTE rozszerzy przede wszystkim możliwości dostępu do internetu
szerokopasmowego. Niewątpliwie nowy standard posiada potencjał, aby
zmienić sposób w jaki ludzie użytkują na co dzień telefony komórkowe,
laptopy, netbooki, także aby usprawnić interakcję z otoczeniem.
Technologia LTE ma na celu zaspokoić potrzeby rynku na kolejne dziesięć
lat. Wszystko jednak wyjdzie w tzw. praniu, czy rzeczywiście LTE
poradzi sobie z rosnąca potrzebą na mobilny dostęp do internetu z coraz
to większą prędkością? Patrząc na możliwe osiągi prędkości, które
zaoferują nam za kilka lat operatorzy, myślę, że nowa technologia jak
najbardziej spełni oczekiwania wszystkich z nas którzy nie wyobrażają
sobie dnia bez internetu. Trzeba jednak być świadomym, że większość
operatorów jak na razie jest zbyt zajęta wprowadzaniem sieci 3G. Może
jednak dojdą oni do tego samego wniosku: LTE zmieni sposób komunikacji
międzyludzkiej.
Dziękujemy firmie Nokia-Siemens Network oraz Ericsson za
udostępnienie materiałów na temat technologii LTE.
Źródło: telix
Kamil Bąkowski
