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.

Pierwszy przetarg na zakres pasma 2,6 GHz został zakończony w sierpniu. 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