Nagysebességű N b é ű Mobilhálózatok és g Szolgáltatások Kolonits András
k l it
[email protected] d @t l k h 2009 Április 15 2009. 15-17, 17 Szeged
page 1
A T-Mobile Globális jelenléte
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 2
Jelenlegi helyzet
-amit amit adunk: 77,2Mbps 2Mbps névleges névleges, 14M bevezetés alatt alatt, HSUPA 11,4M 4M -T-Mobile piacrész: >52% ügyfélszám, >38% adatforgalom -átlagos havi használat 1,8GB/ügyfél, meredeken növekszik! -3G 3G llakossági k á i lefedettség: l f d é 56% beltér, b l é 68% kültér kül é
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 3
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 4
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 5
Miért kell NGMN: sávszélesség!
Nielsen s law: a top internet user szegmens Nielsen’s sávszélesség igénye
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 6
Miért kell NGMN? Kapacitás!
Revenue/Mbyte y falls rapidly p y 3,000
Revenue USD/Mbytte R
2,500
2,444
1,919
2,000 1,500 1,000 0,500
0,014
0,000 Voice (GSM)
Voice (3G_HSDPA)
Voice + Internet (3G HSDPA) (3G_HSDPA)
0,001 Voice + Internet + IPTV (4G LTE)
Service/Technology
A csökkenő havidíjak, árak következtében drasztikusan le kell csökkenteni a háló ti költ hálózati költségeket. é k t Pl új ttechnológiával, h ló iá l LTE LTE-vel: l „Mobilinternet forgalom 60x növekszik 2008-2013-ban” Cisco VNI Mobile FC „Mobilszélessáv 50% feletti penetrációt ér el a következő 5évben..”
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 7
Elszakadt a forgalom az árbevételtől Traffic & Revenue Trends
Forgalom Leszakadás
Árbevétel
Time
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 8
Miért kellene NGMN? Technológiai fejlődés A technológiai radarképen várható új megjelenés!
GPRS/EDGE UMTS/HSPA WLAN
GSM
Earn & Growth Refine Maintain Initial Deployment & Phase Out 2010200920082007 2007200820092010
Emerging Technologies Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 9
x 10 Szabály alkalmazás LTE-re Super Fast
Better User Experience
Improved Throughput
Improved Latency (RTT) 170 Mbit/s
100%
x 10
x6
14,4 , Mbit/s HSPA
Cost/MB
60 ms
x 10
Low Cost
10%
10 ms LTE
HSPA
LTE
HSPA
LTE
Remark: To fully leverage the above shown LTE-performance 2x 20 MHz contiguous spectrum is required Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 10
NGMN víziónk -aa mobilinternet használat éppoly elterjedt lesz, lesz mint manapság a mobil hang, o ga o ba egyre egy e jelentősebb je e ősebb lesz es a video/streaming v deo/s ea g je jellegű egű aránya, a á ya, -aa forgalomban -lesz egy költséghatékony technológiánk, amely elhelyezhető a meglevő spektrumban p is, QoS alapon p differenciált szolgáltatásokat g tesz lehetővé, -10x10 szabályt teljesítő: 10GB/hó használat & >10Mbps/ügyfél sávszélesség, á él é -van ilyen technológia: az LTE -alternatívák: HSPA+, WLAN hot spotok,
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 11
Kockázatok -ha az LTE mégsem g tud 10x többet,, mint a HSPA,, -ha késik a széleskörű elérhetőség (eszközök, licensz, terminálok), terminálok) -ha „elég jó” a HSPA+,
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 12
Mit hoz az LTE? Sebességet
160 Mbps
LTE HSPA+ (15 code & 64 QAM) HSDPA (10 code), present
21 Mbps
~4
7,2 Mbps
– 8 Mbps ~
Névleges sebesség
0,6 Mbps
Minimálisan elérhető sebesség
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 13
Rádiós hozzáférési technologiák összehasonlítása CDMA2000 HSDPA HSPA+ LTE WiMAX Rev B
WiFi
Max user Throughput
DL:14,7Mbps
UL:5,76Mbps DL:14.4Mbps
UL:12Mbps DL:42Mbps
UL:~50Mbps* DL:~160Mbps*
70 - 500Mbps*
~300Mbps
Average user Throughput
~2,5Mbps
~2Mbps
~3Mbps
~15Mbps*
~15Mbps*
30-100Mbps
Cell Throughput ~2,7Mbps
~3Mbps (@5MHz)
~7.8Mbps (2x2 MIMO)
20-60Mbps (20MHz)
30-50Mbps (20MHz)
5 Mbps (802.11b) 35 Mbps (802.11g) 150-200 Mbps (802.11n)
Mobility speed
~120km/h
~120km/h
~120km/h
~120km/h
~120km/h
Mobility not supported
Handover H d support
Fully supported
Fully supported
Fully supported
Fully supported
Partly supported
Not supported
Roaming supportt
Fully supported
Partly supported
Partly supported
Coverage
Outdoor 0,5-13km
Outdoor 0,5-10km
Outdoor 100m-2km
(3x@1,25MHz)
(depend on user speed)
(350 - 500km/h -> low throughput)
(802.16.e, m)
(802.16.e, m)
Fully supported
Fully supported
Fully supported
(802.16.e, m)
* Depends on bandwidth and modulation
Outdoor 0,3-10km
Outdoor 0,3-10km
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
Outdoor 0,3-10km
page 14
És a WiMAX?
Hasonló frekvenciasávot és spektrumszélességet feltételezve a
lefedettség és a throughput nagyon hasonló a WiMAX (802 16m) és az LTE esetén (802.16m)
A meglevő mobilplatformokról könnyebb az LTE-re
upgradelni, d l i a mobilitást bili á megtartanii
Az LTE várhatóan nagyobb gy ppiacrészesedése következtében idő
és költségelőnyt fog élvezni hamarosan.
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 15
Technologiai kép
EVDO rev B; LTE;WiMAX pozicionálás Standard
2G Early 1990
3GPP
GSM
2,5G Late 1990 GPRS
EDGE availability:
3G Early 2000
3GPP2
cdmaOne IS-95 A
cdmaOne IS-95 B
HSDPA UMTS R5
End 2001
End 2005
cdma 2000 1x Rev 0, A, B End 2000
IEEE 802
Proprietary solutions
3,5G Late 2000
WCDMA UMTS R99&R4
IMT-2000 technologies
WiFi 802.11
NGMN 3,9G 2010s HSUPA UMTS R6
HSPA+, MIMO UMTS R7
Mid 2007
coming Mid 2009
UMTS1800/1900 cdma 2000 1xEV-DO rev 0 Early 2002
802.16-2004
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
coming 2010
UMTS900 E-EDGE
cdma 2000 1xEV-DO rev A
cdma 2000 EV-DO rev B
802.16d
UMB coming Mid 2009
coming early 2008
End 2006
802.16e Waves 1, 2, 3
Fixed WiMAX Flarion FLASH-OFDM
LTE UMTS R8
802.16m
Mobile WiMAX Samsung Wibro page 16
MBWA 802.20
Melyik technológia lesz domináns? Nem tudjuk tudjuk, de: -GSM SIM dbszám: >3 000 000 000 -3G ügyfélszám: >200 000 000 (1év alatt 50% növekedés) -CDMA2000/EVDO CDMA2000/EVDO ügyfélszám: >100 000 000 (1év alatt 20% növekedés) -a többi technológia t h ló i ügyfélszáma ü fél á nem jelentős j l tő és/vagy é/ stagnál/csökken
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 17
Nemzetközi kitekintés
LTE pioneers: 3 from USA !!!, 2 from Japan, 2 from Korea, 3 ffrom Europe E
2G/3G/LTE a fővonal LTE Commitments
113 Operators planning to introduce LTE till Q4 2014.
AT&T , Bell Mobility, China Mobile, KDDI Corporation, KPN, KTF Korea, LG Telecom, NTT DoCoMo, Orange, Reliance Communications India, SK Telecom Korea, SkyTerra Communications USA, T-Mobile International, Telecom Italia, Telefonica, TeliaSonera, Telstra Australia, TELUS Canada, Vodafone Group
NGMN Alliance members
55 Partners: 19 mobile network operators (Members), 33 vendors/ manufacturers (Sponsors), 3 universities or non-industrial research institutes (Advisors).
US
8 operators start till Q4 2014: Alltel, AT&T Mobility, CenturyTel, Leap Wireless, Metro PCS, T‐Mobile USA, US Cellular, Verizon Wireless.
Americas except US
Further 33 operators from Canada, Latin America and South America will start till Q4 2014.
Europe
Technology Total
16 operators plan to start till Q4 2014 LTE 2600 licences are likely to be issued this year
Technology user#
~2,7x more user during 1 year
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
Q4 2008
3,350,531,359 , , ,
3,991,341,780 , , ,
cdmaOne
10,842,451
5,797,665
CDMA2000 1X
296,006,093
291,543,845
CDMA2000 1xEV-DO
87,243,139
107,746,202
CDMA2000 1xEV-DO Rev. A
1,558,203
5,247,756
GSM
GSM-WCDMA-WCDMA HSPA user number is growing GSM-WCDMA-WCDMA HSPA-LTE is the „only” way
Q4 2007
2,719,614,257
3,235,976,804
WCDMA
155,450,830
225,668,690
WCDMA HSPA
32,109,520
89,776,980
TDMA
6,738,420
1,620,994
PDC
15,089,336
5,974,476
iDEN
24,468,984
21,429,797
Analog
1,266,756
229,315
page 18
NGMN felépítése Architektúra
Application
AS
AS
AS
AS
AS
Service control
A mobil osztott közeg közeg, itt az NGMN többet jelent: sávszélességet és k iá kapacitást.
IMS
Transport p
IP
Aggregation Different access
ATM, SDH, Ethernet BB FN
Fix access controls
DSLAM
Optical
Mobile access control
TMH
Other
Fix NGN :=> IMS & all IP
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 19
Technológiaképesség A rádiós hálózat osztott közeg =>ütemezőre >ütemezőre van szükség a kapacitás maximalizálása érdekében, miközben QoS támogatást ad =>nagyon hatékony és jól skálázható hálózat építhető Az „all IP” világban a protokollok pl. TCP a fix közegre lett optimalizálva, mobil környezetben eléggé problematikus, =>TCP a csomagvesztést torlódásnak érzékeli =>IP megoldás: dinamikusan változó rádiós csatornát, handover-t, magasabb RTT-t menedzselni kell. TCP variánsok: snoop agent, indirect TCP, time-out freezing stb =>specifikus: ifik Radio R di Link Li k Control-t C l kell k ll bbevezetnii a rádiós ádió csatorna és é a mobilitás bili á menedzselése d lé érdekkében a fizikai és az L2/L3 (RLC-MAC) rétegben
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 20
A rádiós közeg a szűk keresztmetszet már megint megint… Cél:
throughput növelése=sávszélesség növelése ? pontosabban: növelni a (csomagméret x 1/RTT-t) nemcsak a sávszélesség, hanem a késleltetés is lényeges az átviteli kapacitás szempontjából! Upper limit of throughput on 384 kbps bearer for different window sizes 450 Net data rate e over TCP (kbps))
400 350 8 kByte
300
16 kByte
250
32 kByte
200
64 kByte
150
Bearer capacity
100 50 0 0
25
50
100
150
200
250
300
IP level RTT (ms)
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
350
400
page 21
Air Interface (rádiós hálózat) fejlesztések
Innovációk a fading leküzdésére leküzdésére, az RTT csökkentésére, az interferencia kiküszöbölésére
Scheduler Equaliser
G-Rake*
Multiuser Detection* Detection
64 QAM
*csak csak 3G (W)CDMA hálózatban Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 22
Performancia javító eszközök 1-2 1.Rádiós csatorna kiegyenlítés -MIMO=Multiple Input Multiple Output (addicionális terjedési út a robusztusság vagy új bitstream létrehozására, amikor a csatornák jók és dekorreláltak) -Ekvalizer
2.Interference I f elnyomás l -G-Rake vevő -multiuser detection
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 23
Performancia javítás 3 3.Kapacitásnövelés a jobb spektrumkihasználtság által -meredekebb spektrumszélek -valósidejű ütemező az idő-frekvencia blokkokhoz T
Si l carrier Single i time
1 T
frequency
NT Multicarrier
frequency N
∑⋅
time
k =1
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
1 T page 24
Az Ütemező
QoS support support, cellakapacitás maximalizálás
Mob.HSPA Hál and LTE for Mobile Broadband, Academic Press, 2007, source: Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld and PerNagysebességű Beming, 3G Evolution, Kolonits A
page 25
LTE országos szélessávú lefedés - 3G-néll jobban bb illeszthető, ll h ő mivell többféle bbf l profilt f l támogat 1,4-20MHz sávsz. (450)900MHz-2600MHz ( ) sáv -teljeskörű 2G/3G/LTE kombinált elérés, roaming, mobilitás -komplementer a városi FTTx és 3G kiépítettséghez -lehet országos, teljes lefedettségű is -plauzibilis spektrum: 450MHz töredezett és limitált kapacitás (1,25-5MHz) 800MHz digitális osztalék (legalább 70MHz) 900MHz GSM refarming:g gyors gy kiépítés, p de limitált kapacitású p
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 26
Példa költséghatékony kistelepülési beltéri lefedésre Offset-repeater
link antenna
coverage antenna
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 27
Installációs példa 2
Nagysebességű Mob. Hál Kolonits A
page 28
Köszönöm a figyelmet!
[email protected] page 29
