В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Виталий Солонин
Ведущий консультант J'son & Partners Consulting
LTE - одно из последних модных веяний в беспроводных коммуникациях, которое часто противопоставляют стандарту WiMAX. Обе эти технологии имеют схожие характеристики, однако коммерческие сети Wi-MAX уже работают, а LTE еще придется завоевать "место под солнцем". Какова готовность рынка к LTE на текущий момент?
Технология Long Term Evolution (LTE) - это следующий этап развития мобильных сетей GSM/EDGE и WCDMA-HSPA. Она позволяет значительно увеличить емкость сетей и скорость передачи данных, что позволит операторам выводить на рынок инновационные услуги, требующие большей скорости и производительности (видео высокой четкости, трехмерные картографические сервисы, загрузка больших объемов данных и т.п.). Альянс мобильных сетей следующего поколения (NGMN Alliance) одобрил LTE как технологию, отвечающую принципам NGMN. Сети, построенные на основе LTE - так же, как, впрочем, и на технологии Wi-MAX, - часто причисляют к сетям четвертого поколения (4G).
Работа международного Консорциума The 3rd Generation Partnership Project (3GPP) над концепцией LTE фактически началась в начале ноября 2004 г. в рамках рассмотрения перспектив развития мобильных сетей 3G на рабочем совещании RAN Evolution Workshop в Торонто (Канада). Тогда были сформулированы самые общие требования к новой сети UTRAN (Evolved UTRAN):
В декабре 2004 г. Консорциум 3GPP приступил к работе над исследованием "UTRA & UTRAN Long Term Evolution". Основная цель этого проекта - "создание основ для эволюции к новой пакетной радиотехнологии доступа, обеспечивающей высокую скорость передачи данных и низкую задержку сигнала". Результатом первого этапа исследования стали более детальные требования к сети Evolved UTRAN.
На начальном этапе Консорциуму 3GPP предстояло сделать выбор - либо продолжать развивать существующий радиоинтерфейс W-CDMA, который используется в HSPA, либо принять новый радиоинтерфейс, основанный на технологии OFDM. В итоге 3GPP принял решение в пользу второго варианта, и сеть радиодоступа LTE стала развиваться на базе OFDM. Это роднит LTE с WiMAX, который также использует OFDM.
Кроме того, 3GPP работает еще над одним проектом - System Architecture Evolution (SAE), который определяет архитектуру опорной сети LTE -Evolved Packet Core (EPC). EPC предназначена для бесшовного взаимодействия как с технологиями доступа, развиваемыми консорциумом 3GPP, так и с другими технологиями. Большие усилия направлены на упрощение архитектуры системы, которая будет полностью основана на IP (существующие сегодня UMTS-сети являются гибридными - с коммутацией каналов и пакетов).
В мае 2006 г. в 3GPP была создана первая спецификация на радиоинтерфейс Evolved UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA). Первые, предварительные спецификации LTE создавались в рамках Релиза 7 3GPP и были выпущены в конце 2007 г., а полный набор спецификаций LTE (он стал частью Релиза 8 3GPP) выпущен в декабре 2008 г. Однако стандарты еще полностью не определены. Несмотря на это, ожидается, что первые коммерческие сети LTE будут развернуты уже в 2010 г.
Следует отметить, что LTE - это не единственный стандарт, который развивается в рамках Релиза 8 3GPP. Например, в него входят такие проекты, как EDGE Evolution и HSPA+, которые являются соответственно усовершенствованными технологиями ED-GE (GSM-ветвь) и HSPA (W-CDMA-ветвь). В настоящее время, по данным GSA, в 19 странах мира работают 26 коммерческих сетей HSPA Evolution (HSPA+), 25 из которых поддерживают пиковую скорость передачи данных в направлении к абоненту 21 Мбит/с, а одна сеть - до 28 Мбит/с.
Основные требования, предъявляемые к сети Evolved UTRAN (LTE), представлены в табл. 1. Однако при этом следует учитывать ряд определенных условий. Например, значение пиковой скорости в направлении к абоненту, равное 100 Мбит/с, предполагает, что оператор использует канал с максимальной шириной спектра (20 МГц), определенную конфигурацию антенн и т.п.
Кроме того, скорость приема/передачи данных в сетях LTE будет сильно зависеть и от категории используемого абонентского терминала: в направлении к абоненту (downlink, DL) - от 10 до 300 Мбит/с и в направлении от абонента (uplink, UL) - от 5 до 75 Мбит/с (табл. 2).
В зависимости от ширины спектра и конфигурации антенн пиковая скорость будет также меняться в широких пределах: в направлении к абоненту (downlink, DL) - от 37 до 300 Мбит/с и в направлении от абонента (uplink, UL) - от 18 до 75 Мбит/с (табл. 3).
Реальные скорости приема/передачи данных для конечных пользователей будут зависеть от многих факторов - от радиочастотной обстановки и уровня загрузки сети, от расстояния пользователя до базовой станции, от скорости его перемещения, от количества активных пользователей в соте, от объема данных и пр. В период наибольшей загрузки сети скорость загрузки данных при одном активном пользователе в соте может падать примерно до 4 Мбит/с (по данным измерений LSTI) или даже до 1 Мбит/с на границе соты при 10 активных загрузках (абонентов) в соте (по данным экстраполяции NGMN). На практике, по данным представителей компаний ZTE и Motorola, реальная пропускная способность первых сетей LTE составит порядка 20 и 5 Мбит/с при получении и отправке данных соответственно.
Ожидается, что в сетях LTE будет реализована возможность предоставления гарантированной скорости приема/передачи данных (Guaranteed Bit Rate, GBR). Это необходимо для корректной работы ряда потоковых услуг, например IPTV. Несколько вендоров продемонстрировали, что постоянная скорость может быть реализована независимо от качества сигнала и наличия другого трафика в соте.
Центральными вопросами готовности операторов к развертыванию сетей LTE являются: наличие радиочастотного ресурса, наличие на рынке инфраструктурного и абонентского оборудования, а также готовность транспортных сетей операторов к передаче многократно возросших объемов трафика. Рассмотрим первые две проблемы подробнее.
Важным преимуществом технологии LTE является возможность использовать различные частотные диапазоны, начиная от частот "цифрового дивиденда" (700, 800 МГц) и заканчивая частотами в диапазоне 2,6 ГГц (табл. 4). Развертывание сетей в низкочастотной области спектра более привлекательно для операторов с точки зрения затрат и оптимально подходит для покрытия районов с низкой плотностью населения (пригороды и сельские районы). В густонаселенных районах использование высоких частот для LTE потребует дополнительных мер для улучшения покрытия внутри помещений.
В США, например, для первых LTE будет использован диапазон 700 МГц. Этот спектр обошелся операторам Verizon Wireless и AT&T Mobility, которые являются основными победителями прошедшего в 2008 г. аукциона, в $9,63 млрд и $6,64 млрд соответственно.
В Европе компания TeliaSonera будет использовать для LTE в Швеции и в Норвегии диапазон 2,6 ГГц, а операторы Telenor и Tele2 объявили планы совместного строительства сети LTE в Швеции в диапазонах 900 МГц (в настоящее время используется для GSM) и 2,6 ГГц. Компания T-Mobile International также планирует использовать для LTE диапазон 2,6 ГГц, который, как ожидается, будет выставлен на торги в большинстве европейских стран в 2010 г. Кроме того, в будущем в Европе для LTE, возможно, будут использоваться диапазоны 900 МГц и 1,8 ГГц, освобожденные в результате перепрофилирования спектра, а также диапазон 790-862 МГц ("цифровой дивиденд"). В ряде стран не исключено использование диапазонов 3,5 и 2,1 ГГц.
В Японии, как ожидается, регулятор до конца 2009 г. выделит диапазон 1,5 ГГц для операторов NTT DoCoMo, Softbank Mobile и KDDI и 1,7 ГГц - для компании eMobile. Кроме того, KDDI будет использовать для LTE диапазон 800 МГц, а первые LTE-сети NTT DoCoMo, скорее всего, будут работать в диапазоне 2 ГГц.
В России частоты под LTE еще не выделены, "европейский диапазон" 2,5-2,6 ГГц в настоящее время занят телевизионными системами. По данным Минкомсвязи РФ, сейчас идут работы по "расчистке" этих частот, результаты будут представлены в начале 2010 г. Также занят в России и диапазон "цифрового дивиденда" (790-862 МГц). Операторы "большой тройки" предложили регулятору частично оплатить перевод телевещания с аналогового в цифровой формат, если государство отдаст им освободившиеся частоты для строительства сетей LTE. В частности, операторы могут закупить ТВ-приставки для населения, что потребует примерно $1,5-2 млрд. Кроме того, операторы предложили профинансировать общую инвентаризацию частот в России, однако оба эти вопроса пока остаются без ответа. Не исключено, что для LTE в России в перспективе будут выделены и другие частоты, например 1800 МГц. Так, ЗАО "Акос", один из сотовых активов "Дальсвязи", в перспективе рассчитывает построить в этом диапазоне опытную зону LTE, провести испытания и получить разрешение на коммерческую эксплуатацию. Но пока в России большую поддержку со стороны регулятора имеет другая технология связи 4G - мобильный Wi-MAX, под которую частоты уже найдены. До конца 2009 г. Минкомсвязи РФ планирует объявить конкурс на частоты в диапазоне 2,3-2,4 ГГц для развертывания сетей WiMAX в 62 регионах на отечественном оборудовании.
Тем временем, узбекское Агентство связи и информатизации разрешило местной "дочке" МТС использовать частоты в диапазоне 800 МГц для создания сети стандарта LTE. Частотные диапазоны, в которых могут быть развернуты сети LTE в различных регионах мира, представлены в табл. 4.
К настоящему времени такие крупные производители телекоммуникационного оборудования, как Alcatel-Lucent, Ericsson, Fujitsu, Huawei Technologies, Motorola, Nokia Siemens Networks, ZTE и другие, протестировали технологию LTE, и многие из них готовы поставлять операторам законченные LTE-решения.
Например, недавно подразделение компании Motorola Home&Networks Mobility объявило о запуске нового портфеля решений для ядра сети LTE - Wireless Broadband Core (WBC) 700, начало поставок которого запланировано на конец 2009 г. В июле 2009 г. компания Huawei объявила о запуске в коммерческую эксплуатацию оборудования LTE eNodeB. В начале 2009 г. компания Ericsson представила Evo RAN - решение для радиосетей, которое позволит операторам предоставлять услуги на базе технологий GSM, WCDMA и LTE при помощи единой сети. Его основу составляют базовые станции нового поколения серии RBS 6000. Летом 2009 г. Ericsson выиграла тендер на покупку подразделения Nortel по выпуску оборудования для сетей CDMA и LTE. В начале 2009 г. компания Nokia Siemens Networks анонсировала базовую станцию Flexi Multiradio с поддержкой GSM/EDGE, WCDMA/HSPA и LTE в одном устройстве. Alcatel-Lucent, по информации компании, имеет полный портфель инфраструктурного оборудования собственной разработки, позволяющий построить базовую сеть LTE на всех ее участках (end-to-end), включая транспорт, пакетное ядро, радиодоступ и т.п.
Что касается абонентского оборудования, то первыми устройствами с поддержкой LTE, как ожидается, будут модемы, которые появятся в 2010 г. А первые LTE-телефоны, по-видимому, будут выпущены в первой половине 2011 г. (об этом сообщали тайваньские поставщики сотовых телефонов), хотя не исключено, что компании Samsung Electronics и LG Electronics могут начать выпуск LTE-телефонов на год раньше - в 2010 г. Компания Nokia планирует начать изготовление устройств на основе LTE с 2010 г., однако что это будут за устройства, пока неизвестно. Ранее финский производитель пытался внедрить в свои устройства поддержку WiMAX, но позже отказался от данной затеи, сочтя этот стандарт менее перспективным, чем LTE.
Несколько LTE-чипсетов уже анонсированы лидирующими вендорами, включая Qualcomm, Infineon, LG, Samsung, ST-Ericsson и 4M Wireless, доступны тестовые образцы. Как ожидают в GSA, многие из сегодняшних производителей (порядка 190) устройств HSPA захотят поучаствовать на рынке устройств LTE, не исключено, что к ним присоединятся и другие.
Тем не менее нельзя исключать, что планируемые сроки выпуска абонентского оборудования LTE могут быть сдвинуты. В настоящее время операторы обеспокоены отсутствием устройств LTE, в частности, разработка модемов LTE, представленных на прошедшей недавно выставке ITU Telecom World, во многом еще не закончена. И хотя производители, в частности ZTE, утверждают, что смогут выпустить продукты до конца 2009 г., у операторов AT&T, NTT DoCoMo и Telefonica есть сомнения, что это случится лишь в конце будущего года.
По данным GSA, к концу 2011 г. в мире будет развернуто 14 коммерческих сетей LTE, а к концу 2012 г. - 31 сеть LTE. Однако, по данным J'son & Partners Consulting, всего несколько сотовых операторов в мире выбрали к настоящему времени основных поставщиков оборудования и имеют радиочастоты для LTE (табл. 5).
В России интерес к LTE проявляют крупнейшие сотовые операторы, а также региональные сотовые компании "Связьинвеста", на базе которых планируется создать четвертого федерального оператора.
Дочерняя компания МТС в Узбекистане планирует построить сеть 4G в Ташкенте в течение 2010-2012 гг. на базе оборудования компании Huawei, с которой подписано соглашение о поставке такого оборудования. Как ожидается, тестовая сеть LTE в Узбекистане будет развернута уже во втором квартале 2010 г. Таким образом, Узбекистан станет первой страной СНГ, в которой появятся сети LTE.
По своим основным характеристикам и параметрам технология LTE выглядит как одна из наиболее перспективных как с точки зрения внедрения новых сервисов, требующих большой пропускной способности, так и с точки зрения предоставления базовой услуги широкополосного доступа в Интернет на тех территориях, где использование проводного доступа по тем или иным причинам ограничено.
Принципиально важным моментом для развертывания сетей LTE в России являются вопросы регулирования, в частности вопрос выделения достаточно большого радиочастотного ресурса под новую технологию, требующую широкой полосы спектра для раскрытия своего потенциала. Этот и другие важные вопросы в России находятся на самой ранней стадии решения, что оттягивает сроки внедрения LTE в России на несколько лет по сравнению с первыми запусками LTE в мире в 2010 г.
В целом LTE-проекты следует рассматривать как средне- и долгосрочные, требующие существенных инвестиций. В первую очередь, внедрение LTE рекомендуется на территориях с прогнозируемым высоким спросом на широкополосный мобильный доступ, однако не исключены варианты, когда LTE следует рассматривать в качестве конкурента существующим проводным технологиям. При этом нельзя не учитывать и конкурирующую с LTE технологию мобильного WiMAX, которая при схожих характеристиках имеет временное преимущество по срокам начала коммерческой доступности.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #5, 2009
Посещений: 7259
Автор
| |||
В рубрику "Решения операторского класса" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
