Doc. Ing. Jiří Vodrážka, Ph.D.
Sítě LTE v ČR a metody jejich měření 1
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
1
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
2
Předmět aukce
Cesty k Internetu – NoTeS 2013
5
Výsledky aukce pásmo 800 MHz
rozsah
A1 A2–1 A2–2 A2–3 A3
2×5 MHz 2×5 MHz 2×5 MHz 2×5 MHz 2×10 MHz
vyvolávací cena [mil. Kč] 1010 1110 1110 1110 2220
vydražená cena [mil. Kč] 1010 1165,5 1221 1221 2664
rozdíl [mil. Kč] 0 55,5 111 111 444
počet navýšení o 5% 0 1 2 2 4
získal
T-Mobile Telefónica Telefónica T-Mobile 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
3
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
30 Mbit/s…?
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
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
4
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
5
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 100 m Kx,y+1
40 km/h
vp(t) [bit/s]
měření A-B #1 (body a) (pro body b,c,d je to stejné)
v p(ap+4)
ap+2
ap-1 vp(t) [bit/s]
v p(ap+4)
W(t) [bajtech]
měření A-B #1 (body a) (pro body b,c,d je to stejné)
w(ap+5)
v p(ap+1) v p(ap+3) v p(ap+2)
w(ap+4)
v p(ap+1)
w(ap+3)
v p(ap)
w(ap+3) w(axp+2) w(ap+2)
w(ap+2)
ap+3
Metodika provádění měření v p (a p ) 8
w(ap)
t(ap)
t(ap+1)
w(a p 1 ) w(a p )
w(ap+1) w(axp)
t (a p 1 ) t (a p )
w(ap)
t(ap+5)
t
11
v p(ap+3)
w(ap+4)
v p(ap)
•
ap+3
ap
40 km/h
w(ap+5)
w(ap+1)
ap+1
Kx+1,y+1směr jízdy
Kx,y
90 km/h
W(t) [bajtech]
axp+2
axp
100 m
100 m
100 m
v p(ap+2)
•
ap+2
ap+1
ap
t(ap)
t(ap+1) t(ap+2) t(ap+3)
t(ap+5)
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 t(axp)-čas hrany čtverce 1
t
t(axp+2)- čas hrany čtverce 2
12
6
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**
R5
R6
R99
R4
WCDMA 1999
HSDPA 2001
HSUPA
2002
R8
R7
HSPA evolution
2004
2007
2009
LTE
*HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)
LTE-A
**HSUPA (High Speed Uplink Packet Access)
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) 1,25 MHz
2,5 MHz
5 MHz
10 MHz
20 MHz
až 200 aktivních UE/buňku
UE1
Reálné rychlosti pro uživatele…?
7
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
8
Ověřování parametrů Aktuální problém – EK – ČTÚ – definování a ověřování parametrů – trh č. 14 – přístup k Internetu – technologická nezávislost 1. 2. 3.
Oblast poskytovatele komunikační služby (RF) Oblast provozovatele datové služby (QoS – Kvalita služby) Oblast provozované uživatelské aplikace (QoE - Kvalita požitku) Zdroj/ spotřebitel služby
Server v síti Internet
Operátor
Terminal
Zdroj/ spotřebitel služby
Internet
HTTP FTP VoIP Video
HTTP
Přístupová síť
FTP VoIP
1(RF)
Video
...
...
2 (QoS)
Provozovaná datová služba 3 (QoE)
17
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
9
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
10
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 …
[email protected]
• • •
Školení z oblasti telekomunikací a sítí On-line kurzy … E-learning Expertní činnost
11
