Raport Operacyjny EIT+

Rozwój technologii komórkowych i
usług szerokopasmowej transmisji
danych w oparciu o nowe i obecne
zakresy częstotliwości
Maciej Nawrocki
Wrocławskie Centrum Badań EIT+ sp. z o.o.
Agenda
1. O EIT+…
2. Wstęp – nowoczesne techniki transmisji danych…
3. Osiągi transmisyjne
4. Dostępne pasma – 410-450 MHz, 900, 1800 MHz
5. Dostępne pasma – 2.1 i 2.6 GHz
6. Aspekty planistyczne – pasmo 2.6 GHz
7. Koszty sieci a zapotrzebowanie na pasmo
8. Hands on experience…
9. Podsumowanie
Wrocławskie Centrum Badań EIT+
1. Wrocławskie Centrum Badań EIT+ jest nowym typem wysoko innowacyjnej
instytucji badawczo-komercjalizacyjnej:
Ø Ze środkami > 700 mln zł
Ø Dedykowanym kampusem >20k m2
powierzchni biurowej laboratoryjnej
Ø Koncentracja na Nano i Bio
technologiach oraz ICT (teleinformat.)
2. Badania stosowane, blisko potrzeb przemysłu
3. M.in. 6 Projektów EU FP7 (najlepszy wynik w Polsce), m.in. Projekt SAPHYRE –
współdzielenie infrastruktury i widma dla przyszłych systemów mobilnych (LTE-A)
4. Budowa grupy oferującej R&D oraz usługi dla technologii
mobilnych (planowanie, optymalizacja, self-optimising
networks, infr. sharing – doświadczenie w UK, USA, Polsce).
5. Partnerzy, m.in. IBM Research, dostawca sprzętu kom., …
Wstęp – nowoczesne techniki transmisji danych…
1. Usługi szerokopasmowe – technologie oparte o HSPA, LTE, CDMA
2. Standardyzacja 3GPP…
3. Rozwój HSPA i LTE
* H. Holma, A. Toskala „LTE for UMTS”, Wiley, 2009
Osiągi transmisyjne
1. LTE - szerokość pasma kanału: 1.4, 3, 5, 10 lub 20 MHz
2. 1.4 i 3 MHz – spectrum refarming w pasmach 450 i 900
3. Peak rates uplink/downlink 50/100 Mbps
4. Round trip time <10 ms
5. Pojemność 2-4 razy większa niż Release 6 HSPA
* H. Holma, A. Toskala „LTE for UMTS”, Wiley, 2009
Dostępne pasma – 410-450 MHz, 900, 1800 MHz
1. Pasmo ~4x0 MHz
• Orange: 450 MHz,
• Polkomtel (Nordisk): 420 MHz
• CDMA EV-DO rev.A – do 3.1 MBit/s w jednym kanale 1.25 MHz
• CDMA EV-DO rev.B – do 9.3 MBit/s po zblokowaniu 3 kanałów,
rozszerzenie do >12 Mbit/s
• Bardzo dobre warunki propagacyjne, duże zasięgi ale mała pojemność
sieci
2. Pasmo 900 MHz
• GSM, EDGE (ale nie wszyscy maja 100% sieci)
• UMTS/HSPA (Play, Grupa Polsat, pozostali operatorzy mają zbyt mało
pasma żeby wdrożyć UMTS)
3. Pasmo 1800 MHz
• GSM
• LTE (Grupa Polsat?)
Dostępne pasma – 2.1 i 2.6 GHz
1. Pasmo 2.1 GHz
• UMTS/HSPA
• 15 MHz FDD + 5 MHz TDD
• TDD (brak rozwiązań, tylko IMB - Integrated Mobile Broadcast, rel.9/10,
poniżej FDD uplinku UMTS)
• Pasmo TDD 2010-2025 MHz – konsultacje
2. Pasmo 2.6 GHz
• LTE, HSPA
• Szerokośc kanałów LTE: (1.4, 3 przejście z sieci GSM/CDMA), 5, 10 i 20
MHz
• Nie ma kanałów 35 MHz. Konieczność składania 20+10+5.
• 70 MHz FDD (planowany przetarg) – Dwie sieci po 35 MHz o ogromnej
pojemności.
• 50 MHz TDD (Grupa Polsat) – są już urządzenia USB do transmisji
danych, brak terminali (opóźnienie ~1 roku w stosunku do USB)
• Brak wciąż ustandaryzowanego rozwiązania dla usługi głosowej.
Aspekty planistyczne – pasmo 2.6 GHz
1. Pasmo 2.6 GHz – niewielkie zasięgi
• Pasma < 1 GHz – pasma zasięgowe
• Pasma > 1 GHz – pasma pojemnościowe
2. Fizyka zjawisk propagacyjnych – dla 2.6 GHz negatywny wpływ…
f1
[MHz]
f2
[MHz]
różnica
tłumienia [dB]
2600
450
15,2
2600
900
9,2
2600
1800
3,2
2600
2100
1,9
2600
2600
0,0
* H. Holma, A. Toskala „WCDMA for UMTS”, Wiley, 2007
3. …ale LTE nadrabia wydajnością widmowa (kodowanie i modulacja) – bilans
łącza 0-3 dB na plus dla LTE w zależności od kierunku transmisji,
warunków i usługi
4. Teoretycznie można zbudować sieć na siatce UMTS, ale…
Aspekty planistyczne – pasmo 2.6 GHz
1. …ale, płynne jest określanie pokrycia w porównaniu z GSM i UMTS,
ponieważ mamy adaptacyjność (ACM, w przyszłości auto-tuning, SON), w
zależności od potrzeb można udowodnić wiele tez – P.P.P. a BB
2. Instalacje pilotowe pokazują często porównywalne osiągi pokryciowe do
3G, ale… inżynierowie planiści często są sceptyczni (przyp. UMTS 2002 r.)
3. Spodziewana jest konieczność zagęszczania siatki:
•
Praktyka inżynierska…, analogia do GSM 1800 àUMTS 2100,
•
Ruch indoor – ~75% – uwypuklenie problemu, dużo optymalizacji
4. Zapełnianie dziur w pokryciu –
poszukiwanie nowych
lokalizacji (kosztowne)
* H. Holma, A. Toskala „LTE for UMTS”, Wiley, 2009
Koszty sieci a zapotrzebowanie na pasmo
1. Wymagania przetargowe – 35 MHz, pokrycie dla 25% / 50% populacji
2. 35 MHz – bardzo duży zasób pojemnościowy, 20+10+5 MHz…, najwięcej w
Europie
3. Tak duża ilość pasma nie jest potrzebna dla zachowania pokrycia usługą
4. 25% populacji = 11 największych aglomeracji
5. 50% populacji = wszystkie miasta > 20 tys. mieszkańców (154 gminy
miejskie) + 11 aglomeracji
6. Koszt sieci = kilka mld złotych
7. Opłacalność = sieć dla dużych aglomeracji – analizy uwzględniające
zapotrzebowanie na ruch, siłe nabywczą (m.in. ARPU) itp.
8. Przykład przetargu UMTS 2000 r.
•
podobnego rzędu wymagania
•
zmieniane wielokrotnie, nie spełniane
9. W Europie Polska ma najostrzejsze wymagania pokryciowe
Hands on experience…
Przykład wymiarowania pierwszych sieci UMTS – operator polski, 2001 r.:
•
load 50%, 384 kb/s, abonent indoor à korekta finansów
•
load 25%, 384 kb/s, abonent indoor à korekta finansów
•
load 25%, 144 kb/s, abonent indoor à korekta finansów
•
load 25%, 144 kb/s, abonent outdoor à ~ok
Podsumowanie
1. Nowoczesne techniki transmisji danych w sieciach komórkowych –
gwałtowny rozwój, przepustowości = X X Mbit/s – HSPA, LTE
2. Wiele pasm dostępnych dla tych technologii – będzie ciekawie…
3. Pasmo 2.6 GHz – najwyższa częstotliwość ze wszystkich dostępnych dla
sieci komórkowych
4. Małe zasięgi stacji bazowych
5. 35 MHz – BARDZO duża pojemność sieci
6. Opłacalność dla dużych aglomeracji (25% populacji)
7. Pasmo 2.6 GHz – obecnie i w przewidywalnej przyszłości bardzo dobre
rozwiązania jako tzw. „capacity layer”
Dziękuję za uwagę