Prof. Witold Hołubowicz UAM Poznań / ITTI Sp. z o.o. Poznań. Konferencja Polskiej Izby Informatyki i Telekomunikacji Warszawa, 9 czerwca 2010

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Prof. Witold Hołubowicz UAM Poznań / ITTI Sp. z o.o. Poznań. Konferencja Polskiej Izby Informatyki i Telekomunikacji Warszawa, 9 czerwca 2010"

Ewa Jankowska
10 lat temu
Przeglądów:

1 Alokacja nowych częstotliwości dla usług transmisji danych aspekty techniczne i biznesowe Prof. Witold Hołubowicz UAM Poznań / ITTI Sp. z o.o. Poznań Konferencja Polskiej Izby Informatyki i Telekomunikacji Warszawa, 9 czerwca 2010

2 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Wnioski z rozwoju 2G/3G Standard 4G - LTE Podsumowanie

3 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Wnioski z rozwoju 2G/3G Standard 4G - LTE Podsumowanie

4 Wprowadzenie (1) Porównanie systemów transmisji danych ze względu na mobilność oraz szybkość transmisji danych Pożądany kierunek ewolucji Aktualny kierunek ewolucji Źródło: K. Wesołowski Długookresowa ewolucja systemu UMTS 3GPP LTE 4

5 Wprowadzenie (2) Obecnie używane oraz planowane do wykorzystania widmo częstotliwości używane przez terminale komórkowe: 800 MHz 900 MHz 1800 MHz 2100 MHz FDD 2100 MHz TDD 2600 MHz TDD 2600 MHz FDD Źródło: UMTS Forum White Paper

6 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Wnioski z rozwoju 2G/3G Standard 4G - LTE Podsumowanie

7 Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych (1) q Wzrost wartościowości modulacji - zamiana symboli binarnych na 4-wartościowe podwaja przepustowość - wymagana lepsza jakość kanału telekomunikacyjnego i/lub bardziej skomplikowane algorytmy odbioru - często bywa stosowane adaptacyjnie q Częstotliwości wzrost pojemności i/lub efektywności: - hurtowe oferowanie pojedynczych kanałów - nowe pasma częstotliwości (ale mniej korzystne, trudniejsze!) - odzyskane kanały częstotliwościowe (najcenniejsze, bo umożliwiające realizację większych zasięgów - szersze kanały - umożliwiają bardziej efektywne wykorzystanie widma, ale są trudniejsze w zarządzaniu 7

8 Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych (2) Anteny wielokrotne - tradycyjnie SISO (single input single output) - odbiór zabiorczy (BSx2, MSx1, ale jeden sygnał!) - MIMO (multiple input multiple output) - wymagane bardziej skomplikowane algorytmy obróbki! Anteny inteligentne - wąski promień śledzi indywidualnych użytkowników - w efekcie SDMA (space division multiple access) Nowsze technologie wielodostępu - OFDM (4G) lata 10-te i dalej - CDMA (3G) lata 00-te i dalej - TDMA (2G) lata 90-te i 00-te i dalej - analogowe (1G) lata 80-te i 90-te Adaptacyjne dostosowywanie parametrów 8

9 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Wnioski z rozwoju 2G/3G Standard 4G - LTE Podsumowanie

10 Ewolucja standardów bezprzewodowych Źródło: Jacek Figuła LTE Lower TCO and Superior User Experience 10

11 Ewolucja 3G 11

12 HSPA+ (1) Opóźnienia jak i szybkości transmisji porównywalne z LTE Efektywne wykorzystanie widma Maksymalne osiągi na CDMA Wybrane unowocześnienia w Rel. 7 wyższe wartościowości modulacji BPSK, QPSK, 16-QAM, 64-QAM MIMO G-RAKE Wsteczna kompatybilność z Rel. 99 Źródło: Enhanced High-Speed Packet Access HSPA+ 12

13 HSPA+ (2) Kanał w dół przepływności ponad 40 Mbit/s Kanał w górę przepływności ponad 11 Mbit/s Przełączanie wiązki Źródło: Enhanced High-Speed Packet Access HSPA+ 13

14 HSPA / HSPA+ Pojemności sektorów Źródło: HSPA+ for Enhanced Mobile Broadband, Qualcomm Incorporated,

15 HSPA / HSPA+ Pojemności sektorów Standardy UMTS++ są na etapie dojrzałego rozwoju oraz oferują zasadniczo lepsze parametry, zarówno jakościowe jak i ilościowe w stosunku do standardów 3G (UMTS) Źródło: HSPA+ for Enhanced Mobile Broadband, Qualcomm Incorporated,

16 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Wnioski z rozwoju 2G/3G Standard 4G - LTE Podsumowanie

17 Zasięgi a przepustowość ang. cell breathing 3,5 3 2,5 2 Zmienność zasięgów komórek w zależności od szybkości transmisji okazała się znacznie większa niż się spodziewano 1,5 1 zasięg [km] 0, kb/s 64 kb/s 128 kb/s 384 kb/s 768 kb/s 2048 kb/s zasięg pojemność 17 Źródło: UMTS Forum Technical Report

18 HSPA+ zasięgi i przepustowości 18

19 UMTS w paśmie 900 MHz i 2000 MHz Usługa Pasmo 2GHz Pasmo 900 MHz Redukcja 64kbit/s, komutacja łączy % 384kbit/s, komutacja pakietów % Źródło: UMTS/HSPA broadband services in the 900 MHz band: Strategies and Deployment, UMTS Forum White Paper 19

20 Case study wdrażanie GPRS (rok 200x) Wprowadzanie terminali GPRS w Polsce: Lipiec operator A ogłasza wdrożenie GPRS i pokazuje usługi Wrzesień operator B jw. Październik operator C pokazuje wdrożenia GPRS realizowane u siebie od kilku miesięcy Grudzień do Polski docierają pierwsze partie terminali GPRS testy pokazują, że ok. 60% jest wadliwa Lato 200x+1 terminale GPRS są w zasadzie przetestowane i wdrożone do działania w sieci

21 Cannes 2003 Punkt widzenia dostawcy terminali i infrastruktury Push-To-Talk rola Internetu Source: Ovum, April 2002, EMC Cellular Forecasts

22 Jedna z prognoz rozwoju rynku 22

23 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Wnioski z rozwoju 2G/3G Standard 4G - LTE Podsumowanie

24 Częstotliwości dla LTE Przydział częstotliwości w Polsce - wykorzystanie w LTE Praca równoległa z UMTS Podstawowe pasmo LTE Opcjonalnie w przyszłości Źródło: Marcin Ney, Maciej Zengel Potencjał rynkowy LTE w Polsce 24

25 LTE charakterystyka Elastyczność systemu wyjście naprzeciw wymaganiom klientów różnego pokroju Pełne wsparcie dla IP wymagana architektura all-ip Sprostanie wymaganiom aplikacji i usług: szybkość transmisji danych w kanale o szerokości 20 MHz: w dół 100 Mbit/s w SISO, 173 Mbit/s 2x2 MIMO, 326 Mbit/s 4x4 MIMO w górę 58 Mbit/s 16-QAM, 86 Mbit/s 64-QAM odpowiednio niższe dla węższych pasm Praca w trybie: TDD (ang. Time Division Duplex) FDD (ang. Frequency Division Duplex) FDD TDD Źródła: LTE na świecie a możliwości rynkowe w Polsce ; Nowoczesne technologie: WiMAX jako alternatywa sieci GSM, GPRS i UMTS 25

26 LTE charakterystyka Elastyczność systemu wyjście naprzeciw wymaganiom klientów różnego pokroju Pełne wsparcie dla IP wymagana architektura all-ip Sprostanie wymaganiom aplikacji i usług: szybkość transmisji danych w kanale o szerokości 20 MHz: w dół 100 Mbit/s w SISO, 173 Mbit/s 2x2 MIMO, 326 Mbit/s 4x4 MIMO w górę 58 Mbit/s 16-QAM, 86 Mbit/s 64-QAM odpowiednio niższe dla węższych pasm Praca w trybie: TDD (ang. Time Division Duplex) FDD (ang. Frequency Division Duplex) Architektura All IP nadal stanowi duże wyzwanie technologiczne choć pożądana już w systemach 3G i inwestycyjne dla operatorów FDD TDD Źródła: LTE na świecie a możliwości rynkowe w Polsce ; Nowoczesne technologie: WiMAX jako alternatywa sieci GSM, GPRS i UMTS 26

27 LTE charakterystyka Elastyczność systemu wyjście naprzeciw wymaganiom klientów różnego pokroju Pełne wsparcie dla IP wymagana architektura all-ip Sprostanie wymaganiom aplikacji i usług: szybkość transmisji danych w kanale o szerokości 20 MHz: w dół 100 Mbit/s w SISO, 173 Mbit/s 2x2 MIMO, 326 Mbit/s 4x4 MIMO w górę 58 Mbit/s 16-QAM, 86 Mbit/s 64-QAM odpowiednio niższe dla węższych pasm Praca w trybie: Architektura All IP nadal stanowi duże wyzwanie technologiczne choć pożądana już w systemach 3G i inwestycyjne dla operatorów Do uzyskania pełnej funkcjonalności usługowej FDD TDD TDD (ang. Time Division Duplex) wystarczy w zupęłności pasmo 20 MHz (pewne ograniczenia przy paśmie 10 MHz) FDD (ang. Frequency Division Duplex) przydział pasma powyżej 20 MHz nie wnosi atutów jakościowych dla operatora lub użytkownika Źródła: LTE na świecie a możliwości rynkowe w Polsce ; Nowoczesne technologie: WiMAX jako alternatywa sieci GSM, GPRS i UMTS 27

28 LTE charakterystyka (cd.) Obszar pokrycia: do 5 km optymalna praca systemu do 30 km niewielka strata jakości do 100km wymagane odpowiednie zakresy częstotliwości Kanały o szerokości 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20 MHz Współpraca z MIMO na łączu: w dół: 4x2, 2x2, 1x2, 1x1 w górę : 1x2, 1x1 Poprawa efektywności widma: 3-4 razy wobec HSDPA dla MIMO (2,2) 2-3 razy wobec kanału transportowego E-DCH (Enhanced Dedicated Channel) w górę dla MIMO (1,2) 28

29 LTE charakterystyka (cd.) Obszar pokrycia: do 5 km optymalna praca systemu do 30 km niewielka strata jakości do 100km wymagane odpowiednie zakresy częstotliwości Kanały o szerokości 1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20 MHz Współpraca z MIMO na łączu: w dół: 4x2, 2x2, 1x2, 1x1 w górę : 1x2, 1x1 Poprawa efektywności widma: 3-4 razy wobec HSDPA dla MIMO (2,2) Realizacja pokrycia na terenach podmiejskich i wiejskich wymaga pasm w zakresie niskich częstotliwości (<1 GHz) 2-3 razy wobec kanału transportowego E-DCH (Enhanced Dedicated Channel) w górę dla MIMO (1,2) 29

30 Standardy 3G / WiMAX / 4G Źródło: Jakub Borkowski - Porównanie sieci komórkowych 4G 30

31 Plan prezentacji Wprowadzenie Mechanizmy rozwoju systemów bezprzewodowych Ewolucja standardów 2G/3G Standard 4G - LTE Wnioski z rozwoju 2G/3G Podsumowanie

32 Efektywność wykorzystania widma Na wykresach tego typu porównuje się wartości docelowe systemów, ale w danej chwili systemy 3G są na etapie dojrzałym ale systemy 4G na etapie początkowego rozwoju Źródło: LTE Lower TCO and Superior User Experience 32

33 Podsumowanie Doceloweparametry standardów LTE są zdecydowanie lepsze niż obecne parametry systemów 3G, ale obecne parametry obu systemów są porównywalne Standardy 3G++ są na etapie dojrzałym, ale nadal się intensywnie rozwijają i mają jeszcze przez kilka lat duży potencjał Standardy 4G są na etapie początkowym i mają przed sobą jeszcze sporo barier do pokonania Doświadczenia z rozwoju systemów 2G/3G pokazują, że długość okresu wdrażania nowych technologii i bariery techniczne są zwykle niedoszacowywane Jeśli LTE ma uzupełnić to co obecnie obsługuje UMTS to pasmo 800 MHz jest ważniejsze niż pasmo 2,6 GHz

Podobne dokumenty

Sieci Komórkowe naziemne. Tomasz Kaszuba 2013 kaszubat@pjwstk.edu.pl

Sieci Komórkowe naziemne. Tomasz Kaszuba 2013 kaszubat@pjwstk.edu.pl Sieci Komórkowe naziemne Tomasz Kaszuba 2013 kaszubat@pjwstk.edu.pl Założenia systemu GSM Usługi: Połączenia głosowe, transmisja danych, wiadomości tekstowe I multimedialne Ponowne użycie częstotliwości