The telecom consultants with unique expertise in GSM-R and indoor coverage network design

LTE/SAE: The Next Step

Radio telecom consultancy Clear CinCom is één van de eerste telecomadviesbureaus dat diensten aanbiedt op het gebied van LTE/SAE.

LTE (Long Term Evolution) en SAE (System Architecture Evolution) vormen de volgende generatie cellulaire radionetwerken, na 3G-technologieën als UMTS. Dankzij vereenvoudigde protocollen en een volledig IP-gebaseerde architectuur is het mogelijk om hogere overdrachtssnelheden met een lagere latency te bereiken. Daarmee is LTE perfect gepositioneerd voor allerlei multimediadiensten, voice, video, mobiele televisie en internet. LTE vergroot de gegevensdoorvoer en de beschikbare bandbreedte, terwijl de kosten omlaag gaan. LTE/SAE kan worden uitgerold over een bestaande 3G-infrastructuur en zelfs een upgrade vanaf andere platforms is mogelijk, bijvoorbeeld vanaf CDMA.

LTE/SAE, een standaard die is ingesteld door het 3GPP, biedt een antwoord op de grootste problemen waar netwerkbeheerders vandaag mee te maken hebben: snelgroeiend mobiel dataverkeer en stijgende kosten. Vanwege een ongekende prijs-prestatieverhouding en een superieure gebruikerservaring wordt verwacht dat 90% van de wereldmarkt voor cellulaire connectiviteit uiteindelijk naar LTE zal overstappen. Veel grote operators, waaronder NTT DoCoMo, AT&T, Verizon en Vodafone, hebben al aangekondigd de overstap te maken.

In één sprong naar de toekomst

LTE/SAE kan kosteneffectief worden geïntroduceerd door voort te bouwen op bestaande 3G-netwerken, maar operators kunnen er ook voor kiezen om direct naar 3G over te stappen vanaf oudere of zelfs heel andere hardware. In het geval van een upgrade vanaf een bestaand 3G-netwerk is een juiste configuratie van basisstations en antennes vereist. Clear CinCom kan u hierbij ondersteunen. Waar er geen UTMS-netwerk bestaat, daar kunnen GSM 900-locaties en antennes worden hergebruikt om LTE aan te bieden op de 900Mhz-band. Deze optie maakt de overstap naar LTE heel aantrekkelijk voor beheerders van een bestaand CDMA of GSM-R netwerk.

Kostenefficiënt netwerken

In de downlink is LTE/SAE gebaseerd op OFDMA, terwijl in de uplink SC-FDMA wordt gebruikt. Dit resulteert in een netwerk met een lage latency dat snelheden voor dataoverdracht kan bereiken tot wel 173 Mbps (download) en 59 Mbps (upload). Met LTE/SAE is er vrijwel geen noodzaak meer voor het gebruik van BTS, CAPEX en OPEX, wat al snel leidt tot grote besparingen. Feeder loss behoort voortaan tot het verleden.

De optimal celgrootte van een LTE/SAE-netwerk is 5km, maar dit kan al snel worden uitgebreid tot 10km met redelijke prestaties, of tot 100km met basisprestaties. Elke 5Mhz is genoeg om 200 actieve gebruikers toe te staan.

LTE/SAE is zo efficiënt vanwege:

  • Hoge radiobandbreedte (20MHz in plaats van, bijvoorbeeld, 5MHz)
  • Een eenvoudige, volledig IP-gebaseerde architectuur, wat resulteert in twee in plaats van vier netwerkelementen
  • Een ingebouwde IP-backhaul
  • BTS kan worden omgezet naar eNB met niets meer dan een softwareupgrade

Er kunnen aanzienlijke prestatiewinsten worden bereikt bij het gebruik van een MIMO-setup (Multiple Input Multiple Output). LTE biedt ruimte voor vier mobiele antennes, plus vier antennes op het basisstation in een 4x4 MIMO-configuratie. LTE is bovendien hoogst efficiënt op lagere bandbreedtes, waarmee LTE/SAE de primaire optie is voor het opnieuw indelen van bandbreedte op lagere frequenties.

Groei van het dataverkeer

LTE/SAE is een essentiële stap in het faciliteren van de groei van het dataverkeer. HSPA kan weliswaar leiden tot een 40-voudige groei op de 900/2100Mhz-band, maar dat kan alleen in gebieden met weinig vraag. Door het toevoegen van LTE op de 1800/2600Mhz-band is een 40-voudige toename zelfs in drukke stadsgebieden mogelijk. Voor alle banden in het spectrum (900/2100/1800 en 2600Mhz) maakt LTE tot een 100-voudige toename van het dataverkeer mogelijk.

Flexibiliteit

Vanwege de hoge vraag naar flexibel gebruik van het spectrum maakt LTE gebruik van gediversifieerde frequentiebanden (700 tot 3600Mhz), variabele bandbreedte (1.4 tot 20Mhz) en zowel paired als upaired spectrumgebruik (FDD en TDD). Op zichzelf is LTE/SAE een evolutie van bestaande 3G-technologieën, waarbij optimaal gebruik wordt gemaakt van de UMTS-, EDGE- of HSDPA-ecosystemen. Omdat samenwerking met niet-3GPP systemen voor radiotoegang mogelijk is (denk aan CDMA), is het mogelijk voor een CDMA-gebaseerde provider om toch de sprong te maken richting 4G-technologie.

Communicatienetwerken op het spoor

LTE/SAE is ontworpen voor volledige mobiliteit en is geoptimaliseerd voor IP-dataverkeer. Snelheid en betrouwbaarheid maken LTE/SAE duidelijk de meest veelbelovende technologie voor de toekomst van GSM-R en andere bedrijfskritische netwerken. De UIC werkt momenteel aan de standaarden en specificaties voor LTE/SAE-netwerken, specifiek voor het spoor. In real-world tests zijn inmiddels datasnelheden behaald van 50Mbps tijdens reissnelheden van 110 km/uur.

De toekomst

In 2008 hebben verschillende leveranciers van telecommunicatieapparatuur een serie tests uitgevoerd, waarmee is vastgesteld dat LTE/SAE nu al de doelstellingen behaald die de 3GPP heeft geformuleerd. In een vroege ‘real world’-opstelling hebben cellen een gemiddelde L1-doorvoer bereikt van 20 tot 60 Mbps, in verschillende scenario’s. De eerste commerciële LTE-apparaten worden op de markt verwacht vanaf 2010 en inmiddels worden de specificaties bediscussieerd voor de volgende stap in de evolutie: Advanced LTE. Advanced LTE bouwt voort op de LTE/SAE-standaard en zou een downloadsnelheid moeten behalen van 1Gbps.

Nokia Siemens Networks, een pionier op het gebied van LTE/SAE, biedt nu al een complete start-to-finish-oplossing voor LTE/SAE. Clear CinCom, leverancier van Nokia Siemens Networks op het gebied van radioplanning, is klaar om te werken met LTE/SAE nu de eerste apparatuur op de markt beschikbaar is. Wij kunnen netwerkoperators adviseren wanneer zij de overstap naar LTE overwegen. Ook kunnen wij hun bestaande hard- en software voor dit doel optimaliseren. Uiteraard kunnen wij ook de uiteindelijke LTE/SAE-netwerkopstelling ontwerpen, valideren en optimaliseren.

Als het telecomadviesbureau met de meeste ervaring in GSM-R, bevindt Clear CinCom zich in een ideale positie om spoorwegbeheerders te assisteren in de evolutie van het bestaande GSM-R-platform naar de nieuwe LTE/SAE-gebaseerde opstelling. Door bestaande 3G-technologieën over te slaan, zijn spoorbeheerders in staat om snelheid, doorvoer en betrouwbaarheid in een keer te verhogen en tegelijkertijd de totale netwerkkosten omlaag te brengen.