LTE в світі: перші підсумки
Василь ТКАЧЕНКО
Т
ехнологія мобільного зв'язку LTE набуває дедалі більшого
поширення. Якщо рік тому LTE-мережі можна було
перерахувати по пальцях, то тепер кількість операторів,
впровадили у себе цей стандарт, в тому числі
в суміжних з Україною країнах, обчислюється десятками.
М и живемо в чергову епоху змін. У розвинених країнах абонентська ємність мереж мобільного зв'язку другого покоління (GSM і CDMA) досягла насичення, перевищивши кількість жителів, і більше збільшуватися не буде; в той же час трафік даних в мобільних мережах за обсягом обійшов голосової і продовжує рости. Попит на все більш високі швидкості мобільного доступу підігрівається, в тому числі, появою дешевих і продуктивних смартфонів, планшетних комп'ютерів і інших призначених для користувача пристроїв, а також вимогливих до пропускної здатності додатків, таких як потокове HD-відео (а в перспективі - і 3D). Люди звикають до швидкісного мобільного Інтернету - він стає таким же буденною справою, як свого часу фіксований.
З технологій «майже четвертого» покоління (мобільний WiMAX і LTE), теоретично забезпечують передачу даних в напрямку абонента зі швидкістю 100 Мбіт / c і вище, позиції LTE багато експертів вважають кращими. LTE - наступник технологій мобільного зв'язку GSM і UMTS, а тому природний вибір стільникових компаній. Більш того, про намір впроваджувати цю технологію заявляють і WiMAX-оператори (наприклад, російська Yota і американська Clearwire). Хоча ні LTE, ні WiMAX не відповідають всім критеріям IMT-Advanced, тобто систем мобільного зв'язку четвертого покоління, оператори в своїх маркетингових компаніях наполегливо позначають їх як «4G» (крім японської NTT DoCoMo, яка чи то вирішила, що такі хитрощі не гідні самураїв, чи то порахувала, що на технічно підкованих японців вони все одно не подіють) .
Майже через два роки після запуску першої комерційної мережі LTE вже можна подивитися на перші результати і динаміку просування технології по планеті.
Цифри і факти
П'ятнадцяте грудня 2009 року - червоний день LTE-календаря. Саме тоді оператором TeliaSonera була введена в експлуатацію перша комерційна LTE-мережу в Стокгольмі і Осло. Сьогодні компанія обслуговує абонентів у всіх чотирьох скандинавських і трьох балтійських країнах. Скільки цих абонентів на сьогоднішній день, невідомо, але за станом на лютий 2011 року їх було всього кілька тисяч.
Слідом за TeliaSonera рушили й інші, причому друга і третя мережі несподівано були розгорнуті в Узбекистані - операторами Ucell і «МТС Узбекистан» (як у них йдуть справи зараз, теж невідомо: на сайтах обох компаній відомостей про послуги LTE виявити не вдалося). Зате непогані успіхи у США - там першу мережу LTE побудував оператор MetroPCS, який вирішив минути етап 3G, при цьому зробивши ставку на безлімітні тарифні плани і щодо недорогий смартфон Samsung Craft ($ 300). Другий американський оператор, Verizon Wireless, проводить агресивний маркетинг послуг LTE, маючи намір до кінця 2013 року охопити територію з населенням 285 млн. Чоловік. Поки що за підсумками I кварталу 2011 року він набрав 500 тис. Абонентів LTE (з них половина користуються смартфонами HTC Thunderbolt, хоча починав оператор з USB-модемів).
В цілому кількість абонентів, які користуються послугами LTE, в першій половині 2011 року аналітична служба Worls Cellular Information Service оцінювала в 1,2 млн. Чоловік. До кінця року, за різними оцінками, послугами мереж LTE в світі будуть користуватися від 4 до 16 млн. Абонентів - мабуть, розкид викликаний різницею в прогнозах зростання абонентської бази великих операторів, перш за все Verizon, і виходу на ринок нових гравців.
Станом на кінець серпня 2011 року в світі працювали 26 національних мереж LTE, розгорнутих в 18 країнах (таблиця 1). За даними Всесвітньої асоціації постачальників устаткування для мобільних мереж (Global mobile Suppliers Association - GSA), до кінця 2012 року в комерційній експлуатації знаходитимуться 93 мережі. Ще 237 операторів вкладають кошти в розвиток напрямку LTE, з них 174 вже оголосили про наміри будувати такі мережі і ще 63 проводять або провели випробування (в їх числі і «МТС Україна»). Більш того, ці цифри можуть ще зрости, оскільки в попередніх звітах GSA послідовно збільшувала прогнозні показники.
Зіставивши кількість заяв від операторів про намір будувати мережі з використанням LTE і різновидів HSPA (HSDPA, HSUPA і HSPA +) протягом 6 і 12 місяців з моменту запуску першої мережі, асоціація назвала LTE найбільш динамічно розвивається технологією мобільного зв'язку (до цього пальма першості належала HSDPA ). За перші 12 місяців кількість операторів, що будують мережі LTE або проводять випробування, збільшилася більш ніж на 140%.
Що стосується подальшого розвитку, то аналітичні агентства дають різні прогнозні оцінки, але не сумніваються, що через п'ять років абонентська база мереж LTE по всьому світу буде вимірюватися сотнями мільйонів чоловік. За прогнозом, озвученим в минулому році дослідницькою фірмою Maravedis, до 2015 року кількість абонентів LTE в світі перевищить 200 млн. Згідно з більш свіжому огляду від InStat, який вийшов в липні цього року, в 2014 році їх буде 150 млн., Причому основним рушієм агентство вважає ринок США, де до 2014 року буде більше абонентів LTE, ніж в Європі та Азії разом узятих. У той же час, на думку компанії Pyramid Research, найбільше споживачів до кінця 2014 року буде як раз в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні (АТР), де до кінця 2016 року абонентська база досягне 238 млн. Чоловік. Нарешті GSM Association прогнозує, що до кінця 2015 року в світі буде налічуватися 300 млн. Користувачів LTE в 55 країнах, з них майже половина (126 млн.) - в АТР, де найбільшими ринками стануть Китай і Японія.
Китайський шлях
Все розгорнуті на сьогоднішній момент мережі LTE використовують різновид цієї технології з частотним мультиплексированием (FD-LTE). Тим часом вже на підході LTE з тимчасовим мультиплексированием (TD-LTE) - розробка китайського оператора China Mobile. На відміну від FD-LTE, де дані в сторону абонента і від нього передаються по двом різним радіоканалах, в TD-LTE для передачі і прийому по черзі використовується один і той же канал. Через це TD-LTE в цілому займає більше виділеного спектра для передачі сигналізації, і зокрема - менш ефективна при обслуговуванні додатків, що генерують симетричний трафік (таких як голосова та відеотелефонія). Зате ця технологія дозволяє більш гнучко управляти співвідношенням швидкостей до абонента і від нього, що важливо, наприклад, при веб-серфінгу, скачуванні фільмів (коли вхідний трафік значно перевищує вихідний), а також при завантаженні користувацького контенту (коли справедливо зворотне).
На даний момент тестування TD-LTE провели або проводять щонайменше 20 операторів в 16 країнах, причому не тільки в Південно-Східній Азії, а й в Європі та Америці. У Китаї China Mobile проводить масштабні випробування свого дітища, будуючи тестові мережі в шести містах і демонстраційну зону в Пекіні - для цієї мети китайське міністерство промисловості і інформаційних технологій відібрало п'ять постачальників обладнання, кожен з яких повинен надати по 200 базових станцій. Оператор планував завершити будівництво до вересня нинішнього року, всього ж випробування триватимуть до кінця наступного. А тим часом China Mobile за допомогою TD-LTE вже забезпечила зв'язком кілька спортивних заходів, таких як Азіатські ігри (Гуньчжоу, листопад 2010 року) і Літня універсіада (Шеньчжень, серпень 2011 року). Постачальником обладнання в обох випадках виступила Huawei.
Провели випробування TD-LTE і індійські оператори Aircell (на обладнанні Nokia Siemens Networks) і Reliance Industries (на обладнанні Ericsson). Що примітно, хоча далі тестів справа поки що не пішла. Виявляють цікавість і європейські оператори: випробування пройшли в Німеччині, Франції та Ірландії, а в квітні цього року китайський виробник ZTE уклав контракт на поставку обладнання шведському оператору Hi3G, який має намір побудувати дворежимні мережі TDD / FDD в Швеції і Данії.
Чарівне слово «рефармінг»
Як можна бачити з таблиці 1, більшість діючих мереж використовують три частотні діапазони: 800 МГц, 1,8 ГГц і 2,6 ГГц. Опитування 150 мобільних операторів і 50 національних регуляторів, результати якого були опубліковані агентством Informa Telecoms & Media в травні цього року, виявив вісім найпопулярніших смуг для початкового розгортання мереж LTE: 700-800 МГц, 1,8-2,1 ГГц і 2, 5-2,6 ГГц. Більше половини операторів оголосили про намір почати побудову мереж в смузі 2,6 ГГц (2500-2690 МГц), в якій свого часу були розгорнуті перші в світі LTE-мережі в Скандинавії. Цей діапазон ще в 2000 році був визначений Міжнародним Союзом Електрозв'язку для використання операторами наземної мобільного зв'язку. Хоча в смузі 2,6 ГГц працюють і інші служби (супутникові, наземного мовлення і т.д.), а в деяких країнах його використовують військові, в цілому цей діапазон залишається відносно вільним і доступним. Крім того, він має важливі чисто технічні переваги. Більш короткі (в порівнянні з іншими діапазонами) хвилі не годяться для покриття великих територій і сильніше поглинаються стінами будівель. З іншого боку, саме завдяки обмеженій зоні поширення хвиль, а також більш широкої доступною смузі, що забезпечує більшу пропускну здатність, діапазон зручний для побудови мереж в містах, організації хот-спотів та внутрішньобудинкового покриття (фемтосоти). Оскільки це рівнозначно охопленням найбільш "грошових" клієнтів, смуга 2,6 ГГц виявляється особливо зручною для початкового розгортання мереж LTE.
Для просування LTE в регіони смуга 2,6 ГГц не підходить - потрібні більш низькі частоти, що забезпечують більшу зону охоплення. У травні 2010 року Європейська комісія затвердила Рішення про гармонізацію технічних умов використання діапазону 800 МГц (790-862 МГц) для побудови мереж наземного зв'язку на території Євросоюзу. Діапазон 800 МГц - т.зв. «Цифровий дивіденд» - раніше використовувався системами аналогового телемовлення і повинен бути звільнений до кінця 2012 року, коли Європа повністю перейде на цифрове телебачення. Рефармінг (заміна використовуваної на даних частотах радіотехнології) діапазону 800 МГц дозволить вирішити проблему покриття з меншими капіталовкладеннями в інфраструктуру, а ідеальним варіантом видається поєднання високочастотного (для міст) і низькочастотного (для сільської місцевості) діапазонів.
Вже відбулися два аукціони з продажу ліцензій на частоти в «цифровому дивіденді». У Німеччині його придбали три оператора - Deutsche Telekom, O2 і Vodafone. Однією з умов конкурсу було розгортання мереж LTE в малих містах і громадах, де широкосмуговий доступ слабо розвинений - починаючи з муніципалітетів з населенням до 5 тис. Чоловік. До початку 2016 року широкосмуговим доступом має бути охоплено 90% жителів цих населених пунктів. У Швеції на схожих умовах придбав ліцензію оператор Net4Mobility - спільне підприємство Telenor і Tele2.
Ще одне можливе напрям - використання частотних діапазонів 900 МГц і 1800 МГц, в яких нині працюють мережі GSM. У травні 2010 року Єврокомісія затвердила поправку до технічних правил гармонізації цих діапазонів, дозволивши задіяти їх для побудови мереж LTE і WiMAX за умови захисту інших систем, які вже працюють на цих частотах (для захисту встановлено відстань в 200 кГц між кордонами смуг GSM і LTE) .
Особливо перспективним видається діапазон 1800 МГц, який об'єднує, як кажуть американці, найкраще з двох світів: він забезпечує майже вдвічі більшу зону покриття, ніж 2,6 ГГц, і в той же час має досить вільних частот, тому що звичайно не фрагментований і задіяний лише частково (наприклад, за даними GSA, у Франції, Німеччині, Великобританії та ще в ряді країн ЄС 60% цього спектру є для виділення операторам смугами по 10 МГц і більше). На даний момент в діапазоні 1800 МГц вже працюють кілька мереж, перша з яких була запущена у вересні 2010 року польськими операторами Mobyland і CenterNet. Оскільки ж в Євросоюзі діє норма про технологічної нейтральності, теоретично LTE можна впроваджувати і на основі існуючої мережі GSM або UMTS шляхом модернізації базових станцій, зокрема, використовуючи вже працюють антени UMTS-2100 і GSM-1800, або ж встановлювати багатофункціональні базові станції (GSM / LTE).
устаткування
Саме на таких багатофункціональних базових станціях засновані LTE-рішення, пропоновані виробниками обладнання. Це дозволяє будувати як «накладену» мережу LTE, так і модернізувати існуючу мобільну мережу з прицілом на LTE.
Зокрема, базові станції Flexi Multiradio розробки Nokia Siemens Networks можуть одночасно працювати в мережах GSM, 3G і LTE.
Рішення Huawei SingleRan, в основі якого лежать базові станції серії BTS3900 (в варіантах для внутрішнього і зовнішнього монтажу, а також в компактній компонуванні), крім LTE, підтримує GSM, UMTS, CDMA і WiMAX.
Базові станції Ericsson сімейства RBS 6000 підтримують LTE, GSM і WCDMA.
Рішення для радіомережі Alcatel-Lucent може взаємодіяти з GSM, WCDMA і його китайською альтернативою TD-SCDMA. Крім того, навесні компанія представила надмініатюрні (розміром з кубик Рубика) базові станції LightRadio (рис. 1), також здатні передавати і приймати сигнали мереж 2G і 3G. У пристрої поєднані антенна решітка, діплексор, радіопередавач і підсилювач; при цьому функції самої базової станції винесені в мережу - «операторське хмара».
Ключовим фактором швидкого розвитку мереж LTE експерти вважають появу різноманітних термінальних пристроїв, в тому числі смартфонів. Користувача обладнання LTE випускають ряд компаній, серед яких - Cisco, Ericsson, LG, HTC, Samsung, Huawei, ZTE, HP і ін. Ще рік тому саме відсутність терміналів називали одним з головних перешкод на шляху LTE. У липні GSA нарахувала понад 160 різних пристроїв, які вже є в продажу (рис. 2).
Як і слід було очікувати, серед них переважають маршрутизатори і USB-модеми (відповідно 39 і 26%), а також LTE-модулі (18%). Близько 6% представлених на ринку пристроїв - це ноутбуки з вбудованими LTE-модулями; по 5% набрали смартфони і планшетні комп'ютери, і лише 1% (2 моделі) - LTE-карти для ПК. При цьому, за оцінками аналітичної компанії ABI Research, до кінця 2014 року основну частку призначених для користувача пристроїв (72%) складуть мобільні термінали - смартфони і планшети.
Якщо модеми і карти принципово від аналогічних 3G-пристроїв не відрізняються (само собою, крім більш високих швидкостей), то смартфони як «запасний» стандарту підтримують вже не 2G, а третє покоління мобільного зв'язку. Поки всі існуючі сім моделей (HTC Thunferbolt, LG VS 910 Revolution, Motorola Droid Bionic і ін.) Призначені для американського ринку (більшість - для Verizon), а тому працюють в діапазоні 700 МГц і підтримують CDMA / EV-DO. Хоча десь в наступному році очікується телефон ZTE V5L, який працює в трьох «європейських» діапазонах і як другий стандарт використовує UMTS.
Несіть ваші грошики
Послуги доступу по LTE у провідних операторів варіюються за ціною, а у багатьох тарифи відрізняються як за обсягом включеного трафіку, так і по швидкості передачі даних (таблиця 2).
Наприклад, в мережах TeliaSonera вартість тарифних планів з найбільшою швидкістю (80 Гбіт / c) і найбільшим обсягом трафіку (30 ГБ) досягає 55 євро, але ціна в розрахунку на гігабайт трафіку невисока: менше 2 євро. У Vodafone ціни вище: пакет на 10 ГБ зі швидкістю до абонента до 7,2 Мбіт / c обійдеться в 40 євро, на 30 ГБ зі швидкістю до 50 Мбіт / с - в 70 євро, що становить 4-5 євро за гігабайт. Окремо стоїть Verizon Wireless з досить високими цінами: пакет на 2 ГБ трафіку при швидкості до абонента 5-12 Мбіт / c і від абонента 2-5 Мбіт / с коштує $ 30, на 10 ГБ - $ 80.
Ціни досить високі - вище, ніж за послуги 3G. Але якщо виходити з вартості гігабайти трафіку, то в порівнянні з пропозиціями 3G-операторів, навіть українських, - не такі вже захмарні. Це обумовлено тим, що в тарифні плани 3G рідко включаються великі обсяги трафіку. Наприклад, при виборі пакета «3G Турбо 300» компанії «Інтертелеком» (5 ГБ в місяць 300 грн.) Кожен гігабайт трафіку обійдеться в 5,1 євро, а в пакеті «Безлімітний» від «МТС-Україна» (10 ГБ в місяць за 200 грн.) вартість гігабайта даних виходить приблизно 1,7 євро. Крім того, варто відзначити, що безлімітні плани щодо рідкісні, але навіть і такі мають верхню межу спожитого трафіку, після перевищення якої або знижується швидкість, або додаткові обсяги опла