14

SZEROKOPASMOWE PLATFORMY DOSTĘPOWE

15

SZEROKOPASMOWE PLATFORMY DOSTĘPOWESZEROKOPASMOWE PLATFORMY DOSTĘPOWE

WprowadzenieLTE (Long Term Evolution) to prefe-rowana ścieżka rozwoju aktualnie wdrażanych sieci GSM/W-CDMA/HSPA oraz opcjonalny kierunek ewolucji sieci CDMA. Dzięki tej pod-stawowej ewolucji sieci będą mogły oferować terminalom mobilnym większą przepustowość danych, niezbędną do świadczenia nowych zaawansowanych usług szerokopa-smowych.Najważniejsze cele tej ewolucji to zapewnienie jakości tych usług przy-najmniej na takim poziomie, jaki gwarantują użytkownikom dzisiejsze stacjonarne sieci szerokopasmowe oraz zmniejszenie kosztów operacyj-nych przez wprowadzenie płaskiej architektury IP.

Dlaczego LTE?Lepsza jakość i nowe rodzaje usługMimo że technologie 3G/3.5G takie, jak HSPA/EV-DO oferują znacznie większą szybkość transmisji niż 2G, nie spełniają one całkowicie wyma-gań stawianych bezprzewodowym sieciom szerokopasmowym, takich jak: natychmiastowa gotowość do pracy, stała dostępność i wielomega-bitowa przepustowość. Ponieważ LTE zapewnia jeszcze większą maksymal-

ną przepustowość i znacznie mniej-sze opóźnienia, operatorzy sieci komórkowych (opartych na techno-logii 3GPP lub 3GPP2) mają wyjątko-wą szansę modernizacji dotychczaso-wej infrastruktury i przejścia na sieci bezprzewodowe nowej generacji. Sieci te będą oferować abonentom wysoki poziom jakości usług (QoE) świadczonych w czasie rzeczywistym, takich jak transmisja głosu przez IP, gry z wieloma uczestnikami przez IP, wideo wysokiej rozdzielczości na żądanie i transmisje telewizyjne na żywo. Poprawi się również jakość działania wszystkich dotychczas wykorzystywanych aplikacji (e-mail, przeglądanie internetu, MMS itd.).LTE zapewnia większą szybkość i ma-łe opóźnienia, co spowoduje znaczną poprawę jakości wszystkich usług korporacyjnych. Można oczekiwać także większego zainteresowania tą technologią rynków branżowych, dla których kluczowe znaczenie mają dokładność informacji, niezawod-ność i szybkość, takich jak służba zdrowia, komunikacja między maszy-nami oraz np. nawigacja w czasie rzeczywistym.Rynek masowy odniesie korzyści z oferowanych przez LTE ulepszeń we wszystkich zastosowaniach związa-nych z komunikacją między użytkow-

nikami i obsługą społeczności inter-netowych. Ponadto LTE umożliwi wprowadzanie nowych usług, takich jak wideo lub telewizja wysokiej roz-dzielczości oraz interaktywne gry z udziałem wielu uczestników.LTE odegra również poważną rolę w rozwoju usług pakietowych dla domu, obejmujących telewizję IP, internet, telefon, usługi mobilne itd.

Czym jest technologia LTE?Zaspokojenie przyszłych potrzeb operatora telefonii komórkowej i zapewnienie konkurencyjności jego systemów w ciągu najbliż-szych dziesięciu lat wymaga popra-wy architektury sieci i interfejsu radiowego. Problemy te są analizo-wane w zadaniach badawczych 3GPP System Architecture Evolution (SAE), Long Term Evolution (LTE) i HSPA Evolution (HSPA+).LTE umożliwi operatorom uzyskanie jeszcze większych przepustowości w wyższym paśmie częstotliwości oraz większej pojemności przy niż-szych kosztach. Pierwsze wdrożenia są zaplanowane na 2009 r.Charakterystyka LTE:• Maksymalna przepustowość LTE

(wysoka wydajność widmowa):4�DL: 100 Mb/s SISO (Single Input

Single Output),

Rozwiązanie LTE firmy Alcatel-Lucent

ewolucja sieci komórkowych4�173 Mb/s 2x2 MIMO (Multiple

Input Multiple Output),4�326 Mb/s 4x4 MIMO dla kanału

20 MHz,4�UL: 58 Mb/s 16 QAM,4�86 Mb/s 64 QAM (w oparciu o 1

Tx UE).• Większa wydajność widmowa niż

HSPA R6:4�DL: 3–4 razy więcej niż HSDPA

dla MIMO (2x2),4�UL: 2–3 razy więcej niż E-DCH dla

MIMO (1x2).• Bardzo małe opóźnienia:4�opóźnienie w pętli (RTD) od UE

do serwera mniejsze niż 10 ms,4�krótszy czas zestawienia połącze-

nia (50–100 ms),4�=> wrażenie użytkownika sieci

przewodowej.• Pojemność komórki:4�200 użytkowników przy 5 MHz,

400 użytkowników przy szer-szych kanałach.

• Efektywne wykorzystanie widma zwiększa elastyczność:4�1.4, 3/3.2, 5, 10, 15, 20 MHz,

4�wszystkie częstotliwości standardu IMT–2000: od 450 MHz do 2.6 GHz.

Tak wysoka wydajność zostanie osiągnięta dzięki wykorzystaniu przez LTE najnowszych technologii dostępnych na rynku. W komunikacji radiowej jest stosowany nowy sche-mat modulacji oparty na metodzie OFDM. Będą także wykorzystane najnowsze technologie anten, takie jak MIMO. W szkielecie sieci zosta-nie wprowadzona topologia oparta na protokole IP, co znacznie zmniej-szy złożoność sieci.LTE wykorzystuje w torze do abo-n e n t a t e c h n o l o g i ę O F D M A (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), która jest lepsza niż W-CDMA, jeśli chodzi o osiąga-nie dużej przepustowości maksy-malnej w wyższych pasmach czę-stotliwości. W torze od abonenta LTE wykorzystuje technologię SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access), która jest bardziej energooszczędna i umoż-liwia wydłużenie czasu pracy bate-

rii w terminalu w porównaniu z czy-stą metodą OFDM.MIMO to technika wykorzystująca wiele anten nadawczych i odbior-czych, często w połączeniu z wielo-ma nadajnikami i odbiornikami i rów-noległymi strumieniami danych. Umożliwia to tworzenie wielu ścieżek danych działających równolegle i wielokrotne zwiększenie przepusto-wości przy odpowiednim dekodowa-niu. Na przykład w przypadku syste-mu MIMO 2x2 można oczekiwać dwukrotnego zwiększenia przepu-stowości maksymalnej. LTE wymaga także nowej architektury sieci o na-stępujących głównych elementach: e-Node B od strony dostępu oraz bramki Serving (S) i Packet Data Network (PDN), a także Mobile Management Entity (MME) w szkie-lecie sieci (rys. 1).LTE to czysty system pakietowy, który nie obsługuje starszych rozwiązań do przesyłania głosu i danych z komuta-cją obwodów. Taka zmiana umożli-wia znaczne uproszczenie sieci, zmniejszenie liczby węzłów i zwięk-szenie efektywności operacyjnej. Uproszczenie sieci eliminuje z syste-mu wąskie gardła, dzięki czemu cały czas pracuje z maksymalną wydajno-ścią. Na rys. 2 zostały przedstawione efekty tego uproszczenia w porów-naniu z tradycyjnymi elementami UMTS i węzłami LTE oraz ogólne odwzorowanie warstw użytkowej i sygnalizacyjnej do poszczególnych elementów sieci, w tym ePC (evolved Packet Core).W przeciwieństwie do architektury UMTS nie jest potrzebny kontroler sieci radiowej RNC – jego funkcje realizuje eNodeB. Po stronie szkie-letowej MME przejmuje rolę węzła

MME

S/P GW

S1X2

INTERNET

SerwerSerwery

połączeńaplikacji

Szkieletowa siećusługowa IP

Szkieletowa siećtransportowa IP

MDS

Multi-standardUser Database

MDS - baza danych użytkownikaobsługująca wiele standardów

eNodeB

eNodeBS1

eNodeB

ARCHITEKTURA SIECI LTE

rys.

1

16

SZEROKOPASMOWE PLATFORMY DOSTĘPOWE

17

SZEROKOPASMOWE PLATFORMY DOSTĘPOWESZEROKOPASMOWE PLATFORMY DOSTĘPOWE

SGSN dla sygnalizacji, a bramki S- i PDN przyjmują rolę obsługi war-stwy użytkowej, kierując dane użyt-kownika do brzegu sieci i zastępu-jąc węzeł GGSN.

LTE a Alcatel-LucentFirma Alcatel-Lucent od dawna uczest-niczy w tworzeniu specyfikacji 3GPP/LTE i ma bogate, wieloletnie doświad-czenie we wdrażaniu bezprzewodo-wych i mobilnych systemów szeroko-pasmowych opartych na podobnych technologiach. Dzięki temu może zaproponować efektywne, łatwe do wdrożenia rozwiązanie LTE:• Alcatel-Lucent angażuje się w LTE

od wczesnych prac nad specyfika-cjami 3GPP/LTE, jest liderem progra-mu LTE/SAE Trial Initiative i miała próby laboratoryjne LTE już w IV kwartale 2007 r., próby w terenie w 2008 r. oraz zaplanowała próby rozwiązań komercyjnych na 2009 r.

• Jej pozycja lidera w dziedzinie LTE wynika z doświadczeń z metodą OFDM w technologiach WiMAX i MI-

MO oraz w dziedzinie płaskiej archi-tektury IP z koncepcją routera stacji bazowej (Base Station Router).

• Płynna ewolucja dzisiejszych sieci WCDMA/HSPA firmy Alcatel-Lucent na standard LTE jest możliwa dzięki jej urządzeniom sieci UTRAN przy-gotowanym do obsługi LTE oraz dobrej współpracy z dostawcami podzespołów półprzewodnikowych i terminali.

• Alcatel-Lucent silnie angażuje się we współpracę z operatorami CDMA pragnącymi wdrożyć LTE, ułatwiając im płynne przejście w ich sieciach na LTE i gwarantując natychmiastową dostawę rozwiązań LTE/EV-DO obsłu-gujących roaming i współpracę ele-mentów sieciowych.

• Płynne przejście z technologii CDMA i UMTS jest możliwie m.in. dzięki następującym elementom:4�zintegrowanym rozwiązaniom

OAM,4�pozycji lidera w dziedzinie

roamingu opartego na różnych technologiach,

4�wykorzystaniu dotychczasowych inwestycji,4�stacjom bazowym obsługującym

wiele standardów,4�zintegrowanym funkcjom trans-

portowym.• Firmy Alcatel-Lucent i LGE nawią-

zały strategiczną współpracę w dziedzinie technologii LTE. Koncentrują się na tym, aby sieci, urządzenia i związane z nimi usłu-gi spełniały wymagania stawiane im w zastosowaniach komercyj-nych, dotyczące zgodności, szyb-kości i jakości. Alcatel-Lucent zdaje sobie sprawę z tego, że pewne i szybkie wdrożenie LTE wymaga istnienia odpowiedniego środowi-ska. Firma Alcatel-Lucent zorgani-zowała wspólnie z producentami sprzętu, takimi jak LGE, zespoły pracujące nad tym środowiskiem i uczestniczy w różnych multime-dialnych forach, aby określić, jakie aplikacje będą najlepiej wspoma-gać pomyślne wdrożenie LTE.

• Kompleksowy system LTE firmy Alcatel-Lucent obejmuje między innymi:4�bramki dostępowe,4�rozwiązania nowej generacji

IMS,4�najlepsze na rynku usługi siecio-

we,4�rozwiązania do zarządzania apli-

kacjami i abonentami,4�sieci transportowe IP.

OdwzOrOwanie węzłów UMTS-LTe

Alcatel-Lucent Polska

ul. Rzymowskiego 5302–697 Warszawatel. +48 (22) 515 50 00faks + 48 (22) 515 50 10www.alcatel-lucent.pl

rys.

2