LTE w Polsce i na świecie, czyli nowy standard telefonii komórkowej

Wielu z was na pewno zastanawiało się czym jest LTE, o którym dość
często możemy ostatnio usłyszeć. W tym artykule będę starał się
wyjaśnić wam w najprostszy możliwy sposób na czym polega LTE i jaka
jest jego przyszłość. Czy ma szanse zastąpić on standard telefonii
komórkowej UMTS, technologię HSDPA? Artykuł został podzielony na kilka
części:

• Definicja, opis LTE
• Dlaczego LTE
• Zalety technologii LTE w
  porównaniu do HSPA
• Rynek LTE
• LTE w Polsce
• Podsumowanie

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.

Zapotrzebowanie