1

1

Sítě LTE v ČR

a metody jejich měření

Doc. Ing. Jiří Vodrážka, Ph.D.

Co umožní LTE?

LTE (Long Term Evolution… 4G mobilní sítě)

• Inzerované rychlosti v hodnotách 60, 75,100… Mbit/s

• Jaká bude realita?

Cíle strategie Digitální Česko 30/100 Mbit/s …

• Naplní je mobilní sítě?

Obsah přednášky:

• Aukce kmitočtů

• Výsledky aukce

• Očekávané pokrytí

• Ověřování rychlosti přenosu

• Teoretické rychlosti LTE

• Komplexní hodnocení QoS, QoE

2

2

Průběh aukce kmitočtů

Výběrové řízení za účelem udělení práv k využívání

rádiových kmitočtů k zajištění veřejné komunikační

sítě v pásmech 800 MHz, 1800 MHz a 2600 MHz

• Vyhlášení výběrového řízení - 15. 8. 2013

• Zveřejnění odpovědí na otázky (korekce) -10. 9. 2013

• Doručení Žádostí - 30. 9. 2013

• Vydání potvrzení o zápisu do aukce - 14. 10. 2013

• Školení účastníků aukce - 21.-23. 10. 2013

• Zkušební aukce I. - 29. 10. 2013 / 4. 11. 2013

• Zahájení elektronické Aukční fáze - 11. 11. 2013

• Oznámení výsledků aukce 20.12. 2013

• Vydání Rozhodnutí – po zaplacení

3

Seznam žadatelů

• Mohli se zúčastnit aukce: • Vodafone Czech Republic a.s.,

• T-Mobile Czech Republic a.s.,

• Telefónica Czech Republic, a.s.,

• Revolution Mobile a.s.

• SAZKA Telecommunications a.s. (dříve „TASCIANE, a.s.“)

• Jeden z cílů: • vyčlenění souvislého bloku rádiových kmitočtů o velikosti 2 ×

10 MHz v kmitočtovém pásmu 800 MHz pro Žadatele, kteří dosud nejsou držiteli přídělů v pásmu 900 MHz

• vyčlenění bloku rádiových kmitočtů o velikosti 2 × 15,8 MHz v kmitočtovém pásmu 1800 MHz

• vznik minimálně jednoho nového poskytovatele s celoplošným pokrytím – nepodařilo se…

4

3

Předmět aukce

Cesty k Internetu – NoTeS 2013 5

Výsledky aukce

pásmo 800 MHz

rozsah vyvolávací cena [mil. Kč]

vydražená cena [mil. Kč]

rozdíl [mil. Kč]

počet navýšení o 5%

získal

A1 2×5 MHz 1010 1010 0 0 T-Mobile A2–1 2×5 MHz 1110 1165,5 55,5 1 Telefónica A2–2 2×5 MHz 1110 1221 111 2 Telefónica A2–3 2×5 MHz 1110 1221 111 2 T-Mobile A3 2×10 MHz 2220 2664 444 4 Vodafone

Pásmo 1800 MHz • Doplnění 9 párů kanálů 1 MHz • Pásmo 15,8 MHz ponecháno pro nového operátora? Pásmo 2600 MHz • Každý operátor 4 páry kanálů 5 MHz • Dva páry kanálů nevydraženy

4

Podmínky pokrytí

Služba vysokorychlostního přístupu k Internetu rychlostí nejméně

• 2 Mbit/s (download) do 7 let od nabytí právní moci přídělu

• 5 Mbit/s (download) v následujícím období

při dostupnosti této služby alespoň pro 95 % populace příslušného okresu

při 75 % pravděpodobnosti vnitřního příjmu (indoor pokrytí) bez využití

externí antény a při 85 % pravděpodobnosti vnitřního příjmu s využitím

externí antény

• Do pokrytí se po přechodnou dobu 5 let od právní moci přídělu

započítává počet obyvatel okresu pokrytých sítěmi UMTS

7

30 Mbit/s…?

Vyhodnocení pokrytí

• Definovaná čtvercová síť 100 × 100 m

• Železniční koridory I-IV (dostupnost v 80% čtverců 100x100 m, které

koridor protíná)

• Dálnice a rychlostní komunikace (dostupnost v 90% čtverců 100 ×

100 m, které komunikace protíná)

• Splnění podmínek pokrytí dokládá operátor

mapami pokrytí z počítačových predikcí

• Okresy A a B – pokrytí v pásmu 800 MHz

• do 30 měsíců ode dne nabytí právní moci

Rozhodnutí pokrýt alespoň 30 okresů A

• do 5 let pokrýt 100 % okresů ze skupiny A, alespoň 22 okresů

ze skupiny B, alespoň 50 % z celkového rozsahu železničních

tranzitních koridorů, dálnic a rychlostních komunikací

• do 7 let pokrýt 100 %

8

5

Měření rychlosti přenosu dat

• Provádí se za účelem

• šetření stížností na rušení provozu sítě nebo na nedodržení smluvně garantované rychlosti

• namátkového měření pro kontrolu dodržení podmínek

• Splnění podmínek

• přenosová rychlost dosáhne 2 (5) Mbit/s alespoň v 50% měření v dané sérii

• průměrná rychlost ze všech měření v dané sérii dosáhne nejméně 75% tj. 1,5 (3,75) Mbit/s

• Upřesnění

• měření přenosu TCP na vrstvě IP z def. serveru

• 3 souběžná spojení, vyhodnocení po 1 s (typicky Iperf)

• v souladu s dokumentem RFC6349 - Framework for TCP Throughput Testing

• nezávislé měření LTE a UMTS (hand-over…)

9

Metodika provádění měření

• Stacionární měření rychlosti (stanovil ČTÚ):

• Při namátkovém měření pro kontrolu dodržení

podmínek stanovených ve výběrovém řízení -

během čtyř po sobě následujících hodin vždy

minimálně čtyřikrát v každé hodině s odstupem

měření minimálně 10 min.

• V případě šetření stížností na rušení provozu sítě

nebo na nedodržení smluvně garantované rychlosti

přenosu dat mezi klientem a provozovatelem

služby se měření provede po dobu 1 hodiny.

10

6

Metodika provádění měření

• Problém rychlosti jízdy měřicího vozu (dálnice)

• Vzorkování objemu přenesených dat po 1s

• Vyhodnocování pokrytých čtverců 100x100m

nahrazeno pokrytím trajektorie

• Průjezd tam a zpět

11

měření A-B #1 (body a)(pro body b,c,d je to stejné)

t(ap) t(ap+1) t(ap+5)

w(ap)

w(ap+1)

w(ap+2)

w(ap+3)

w(ap+4)

w(ap+5)

t

v p(ap)

v p(ap+1)

v p(ap+2)v p(ap+3)

v p(ap+4)

)()(

)()(8)(

1

1

pp

pp

ppatat

awawav

W(t)[bajtech]

vp(t)[bit/s]

měření A-B #1 (body a)(pro body b,c,d je to stejné)

vp(t)[bit/s]

t(ap) t(ap+5)

w(ap)

w(ap+1)

w(ap+2)

w(ap+3)

w(ap+4)

w(ap+5)

t

v p(ap)

v p(ap+1)

vp(a

p+

2)

v p(ap+3)

v p(ap+4) W(t)[bajtech]

w(axp)

w(axp+2)

t(ap+1) t(ap+2)

t(axp)-čas hranyčtverce 1

t(axp+2)- čas hranyčtverce 2

ap+1

ap+2

t(ap+3)

ap

ap+3

Kx,y

Kx+1,y+1Kx,y+1

ap

ap+1

ap+2

ap+3

ap-1

axp

axp+2

směr jízdy

100

m

90 km/h

40 km/h

100 m

100

m

40 km/h

100 m

Metodika provádění měření

• Problém měření pokrytí obydlených oblastí (nelze projet

vše…):

• Měření průjezdem hlavními komunikacemi

(komunikace protínající obce a dále návsi a

náměstí)

• Vybrán nejmenší možný počet měřicích čtverců

podél hlavních komunikací tak, aby tyto vybrané

měřicí čtverce zahrnovaly alespoň 50 % populace

měřené obce

• Podmínka pokrytí obce splněna, pokud měřicí

čtverce, které splňují rychlosti zahrnou alespoň 95

% populace vybraných měřicích čtverců

12

7

Navyšování přenosové rychlosti v 3G

• Zvyšování efektivity přenosu

• Možnost aktivovat několik rádiových spojení současně

• Velká flexibilita při nastavovaní parametrů rádiového spojení

• Podpora různých typů aplikací a služeb

144 kbit/s 384 kbit/s 2 Mbit/s 14 Mbit/s 5,8 Mbit/s

Venkovské prostředí

Městské prostředí

Max. v UMTS HSDPA* HSUPA**

*HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)

**HSUPA (High Speed Uplink Packet Access)

WCDMA HSDPA HSUPA HSPA evolution

R99 R4 R5 R6 R7 R8

1999 2001 2002 2004 2007

LTE LTE-A

2009

UE1

5 MHz 10 MHz 20 MHz 2,5 MHz 1,25 MHz

až 200 aktivních UE/buňku

Reálné rychlosti pro uživatele…?

Teoretické možnosti LTE

• Modulace OFDM (až 1200 subkanálů, až 64-QAM)

• Teoreticky bez kódování 6 bit/s/Hz (minimálně 4/5) pro 64-QAM

• Typicky poloviční (50 Mbit/s) pro 16-QAM a kódový poměr 2/3 (FEC –

korekce chyb) až čtvrtinová…

• Na pásmu 5 MHz ale jen 12,5 Mbit/s…

• Navýšení pomocí techniky MIMO (2 nebo 4 paralelní cesty signálu)

8

Další vývoj

LTE → 4G – telefonie po IP (postupný útlum GSM…)

LTE → LTE-A ► 100 Mbit/s pro mobilní uživatele

► 1 Gbit/s pro pevné uživatele

Trendy

► Retranslační stanice (Relays)

► Auto-optimizace sítě (SON, Self Optimizing network)

Přidávání pásem – Digitální dividenda 2 (pásmo 700 MHz)

► Podmíněno přechodem na DVB-T2 (2022 → 2025 ?) až 100 MHz

20 MHz

Připravovaná aukce 2014

Pásmo 3,6 až 3,8 GHz

• 40 kanálů 5 MHz, TDD

• Max. 120 MHz/účastníka aukce

• Nad 80 MHz přídělu podmínka velkoobchodní

nabídky

• Snaha slučování pásem (40, 80 MHz)

• Připojení k Internetu

• min. 10 Mbit/s downstream na uživatele

• Podmínky pokrytí do 5 let

• do šířky 40 MHz pokrýt 10% obyvatelstva

• nad 40 MHz pokrýt 85% obcí nad 5 tis. obyvatel

16

9

Ověřování parametrů

Aktuální problém – EK – ČTÚ – definování a ověřování parametrů – trh

č. 14 – přístup k Internetu – technologická nezávislost

1. Oblast poskytovatele komunikační služby (RF)

2. Oblast provozovatele datové služby (QoS – Kvalita služby)

3. Oblast provozované uživatelské aplikace (QoE - Kvalita požitku)

17

Internet

HTTP

FTP

VoIP

Video

...

HTTP

FTP

VoIP

Video

...

1(RF)

2 (QoS)

3 (QoE)

OperátorTerminalServer v síti

InternetZdroj/

spotřebitel

služby

Zdroj/

spotřebitel

služby

Přístupová síť

Provozovaná datová služba

Nutnost komplexního hodnocení

ETSI TR 102 805-1 - End-to-end QoS management

at the Network Interfaces

► Parametry a scénáře pro NGN

ETSI TS 123 107 – UMTS QoS concept and architecture (3GPP TS 23.107)

► Paprskový graf

► Definice tříd a parametrů

► Reference Algorithm

for Conformance Definition

of Bitrate

Nutno sledovat:

• download i upload

• parametry pro různé služby

• zpoždění a jeho kolísání

• obchodní nabídky vs. realita

18

10

Možnost zvýšení rychlosti a spolehlivosti

• Unikátní řešení pro navýšení přenosové rychlosti a

spolehlivosti, zejména mobilní komunikace

• Úspěšná spolupráce univerzity s průmyslem

• Výrobu zařízení 4mulcom zajišťuje společnost CertiCon

19

Paketový regulátor

• Patentově chráněno

• Regulace na základě požadovaného zpoždění

20

11

Závěr

• Radiové spektrum je omezené

• Uvolňování pásem je pomalé

• Jak si s tím operátoři poradí ?

• Rozvoj optických sítí ?

• Bude vytvořen tlak na zajištění kvality ?

• Různé úrovně služeb

• Podpora služeb v průmyslu (M2M)

21

Prostor pro dotazy

… Děkuji za pozornost …

vodrazka@fel.cvut.cz

• Školení z oblasti telekomunikací a sítí

• On-line kurzy … E-learning

• Expertní činnost