Evolution of Mobile Networks: Transition from 3G to 4G

1. Η “Ευρυζωνικότητα” Λεωφόρος για την μετάβαση από την 3η στην 4η Γενιά Δρ. Βασίλης Δημητριάδης C.O.O. LANNET COMMUNICATIONS ICT 2007 Αθήνα 29/10/2007

2. Η εξέλιξη των Δικτύων Ράδιο-Πρόσβασης (RAN’s)

3. Αρχιτεκτονική Δικτύων Κινητής

4. Η εξέλιξη των δικτύων Μεταφοράς της Κινητής Τηλεφωνίας

5. To σημαντικότερο χαρακτηριστικό της τεχνολογίας κινητής τηλεφωνίας 3G είναι η υποστήριξη μεγαλύτερου αριθμού συνδρομητών φωνής και data, κυρίως στις αστικές περιοχές και μάλιστα με μεγαλύτερες ταχύτητες και χαμηλότερο κόστος σε σχέση με την τεχνολογία 2G. Η τεχνολογία 3G χρησιμοποιεί εύρος ζώνης φέρουσας 0.6 MHz για την μεταφορά δεδομένων σημαντικά μεγαλύτερης ταχύτητας από την 2G. Επιτρέπει την μεταφορά δεδομένων ταχύτητας μέχρι 384 kbps για κινητούς συνδρομητές και μέχρι 2 Mbps για σταθερούς, επιτρέπει μεγαλύτερη φασματική απόδοση και υποστηρίζει global roaming ανάμεσα σε συμβατά δίκτυα 3G. Λειτουργικά χαρακτηριστικά των υπηρεσιών 3G

6. Release '99 Bearer services, Location services 64 kbit/s circuit switched 384 kbit/s packet switched Call services: compatible with GSM, based on USIM Release 4 Edge radio Multimedia messaging IP Multimedia Services (IMS) Release 5 IMS, ΙPv6, IP transport in UTRAN Improvements in GERAN, Mexe, etc HSDPA, UMTS Release 6 WLAN integration Multimedia broadcast and multicast Improvements in IMS, HSUPA Τεχνικά χαρακτηριστικά των υπηρεσιών 3G

7. Με την τεχνολογία 3G να έχει ήδη εισαχθεί σε πολλές χώρες, ορισμένα συναφή θέματαπαραμένουν ανοιχτά για παρόχους και χρήστες: Δαπανηρή αρχική επένδυση για την αγορά αδειών για υπηρεσίες 3G. Μεγάλες επενδύσεις απαιτούνται για την κάλυψη με υπηρεσίες 3G των περιοχών που ο πάροχος κάλυπτε αρχικά με υπηρεσίες 2G. Ανεπαρκής η γεωγραφική κάλυψη στις περισσότερες περιοχές εφαρμογής, μια και η τεχνολογία είναι ακόμη πολύ πρόσφατηκαι όχι ιδιαίτερα ώριμη. Στις περισσότερες χώρες εφαρμογής οι υπηρεσίες 3G είναι ακόμη πολύ ακριβές, συμπεριλαμβανομένης και της πρόσβασης στο Internet. Έλλειψη ποικιλίας υπηρεσιών που θα αξιοποιήσουν τις δυνατότητες της τεχνολογίας 3G Δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί το business model όσο αφορά στη παροχή των υπηρεσιών 3G. Προβληματική η οικονομική μετάβαση των χρηστών από το 2G στο 3G. Οι χρήστες δεν έχουν ακόμα εκφρασθεί σαφώς ως προς τις πραγματικές τους ανάγκες για υπηρεσίες data στις φορητές τους συσκευές. Ακριβά τα κινητά που υποστηρίζουν λειτουργικότητα 3G. Ανοικτά θέματατης εφαρμογής3G

8. Η τεχνολογία 4G αναπτύσσεται για να εξυπηρετήσει ποιότητα υπηρεσίας (QoS) και υψηλή ταχύτητα δεδομένων που απαιτούν επερχόμενες εφαρμογές όπως ασύρματη ευρυζωνική πρόσβαση, MMS’s,video chat,Mobile TV, περιεχόμενο και λειτουργία HDTV, φωνή και Data και λοιπές streaming υπηρεσίες που θα παρέχονται «παντού και πάντα». Οι πιο κάτω απαιτήσεις έχουν τεθεί από τις διεθνείς ομάδες εργασίας για το 4G: Υψηλή φασματική απόδοση σε bps/Hz καιbps/Hz/site (RBS) Υψηλή χωρητικότητα δικτύου σε ταυτόχρονους χρήστες ανά κυψέλη Ονομαστική ταχύτητα δεδομένων στα 100 Mbps για κινητούς χρήστεςσχετικά υψηλής ταχύτητας, ενώ για ακίνητους και νομαδικούς μέχρι 1 Gbps Ταχύτητα διασύνδεσης μεταξύ δύο γεωγραφικών σημείων, σε οποιαδήποτε απόσταση, τουλάχιστον 100 Mbps Ομαλή μετάβαση κίνησης (handoff) μεταξύ ετερογενών δικτύων Αδιατάραχτη συνεκτικότητα και παγκόσμιο roaming, ανάμεσα σε πολλαπλά δίκτυα Υψηλή ποιότητα υπηρεσίας για εφαρμογές multimedia νέας γενιάς (real time audio, high speed data, HDTV video content, mobile TV, κλπ) Διαλειτουργικότητα με υφιστάμενα ασυρματικά πρότυπα all-IP, packet switched network Λειτουργικά χαρακτηριστικά των υπηρεσιών 4G

9. Τεχνικές Baseband OFDM: για εκμετάλλευση της επιλογής πολλαπλών διαύλων ΜΙΜΟ: για επίτευξη υψηλής φασματικής απόδοσης Διαμόρφωση Turbo: Για ελαχιστοποίηση της σχέσης SNR στον δέκτη Adaptive radio interface ΤεχνικέςΔιαμόρφωσης ΜΙΜΟ: χωρική επεξεργασία που περιλαμβάνει πολλαπλές «έξυπνες» αντένες και πολλαπλούς χρήστεςMIMO, Αναμεταδόσεις: που περιλαμβάνουν δίκτυα fixed relay (FRN’s) καθώς και «συνεργατικές» αναμεταδόσεις (cooperative relaying), multi-mode protocol Software Definable Radio (SDR) Eυελιξία του ράδιο-συστήματος, πέραν από κάθε αντίστοιχη έννοια συστημάτων προηγούμενης γενιάς (2 G, 2.x G και 3G) Τεχνικά χαρακτηριστικά των υπηρεσιών 4G

10. Απαιτήσεις Υπηρεσίες Επιθυμίες . ...ποια υπηρεσία...Φωνή, data, ψυχαγωγία Ελευθερία επιλογής Παράδοση υπηρεσίας: Machine-to-user, Ευελιξία peer-to-peer; Τύπος υπηρεσίας : Προσωπικοποιημένη, Τυποποιημένη off-the-shelf, δέσμες υπηρεσιών, 3ple/4ple play . ...στο σπίτι...Συσκευές: κινητό, Τ/Φ POTS/ISDN, Πλήρης σουίτα υπηρεσιών laptop/desktop, cameras, TV setκλπ διαθέσιμων για τις πλέον κατάλληλες συσκευές, με τις ελάχιστες συνδρομές σε . παρόχους . ...στο γραφείο... Κινητό, Τ/Φ γραφείου, laptop/desktop PC, Υψηλή αξιοπιστία, ασφάλεια και σύνδεση με το πληροφοριακό περιβάλλον απόδοση των βασικών . της επιχείρησης πληροφοριακών εργαλείων . ...στον δρόμο...Χρήση προσωπικών συσκευών όπως: Αδιατάραχτη πρόσβαση σε κινητό, PDA, notebook. υπηρεσίες-κλειδιά με χρήση των Συνδεσιμότητα με WiFi hotspots, χρήση λιγότερων δυνατών συσκευών σε αυτοκίνητα, τραίνα, αεροπλάνα, στο . περπάτημα, στην εκδρομή, στην ύπαιθρο . ... ΙκανοποίησηΤαχύτητα δεδομένων, φιλικότητα, αξιοπιστία, Ταχύτητα, ευκολία χρήσης του χρήστηασφάλεια, καινοτομία . (επίδοση)... . ... κόστος...Βασικό κόστος συσκευών, κόστος λεπτού Οικονομικοί, διαφανείς και επικοινωνίας, δέσμες υπηρεσιών, flat τιμολόγια, ελεγχόμενοι τιμοκατάλογοι . διαφάνεια τιμών υπηρεσιών . always best connected ! Η Ευρυζωνικότητα υπό την προοπτική του χρήστη

11. Η Ευρυζωνικότητα στο δίκτυο Access

12. Αρχιτεκτονική Ευρυζωνικού δικτύου Access

13. Τεχνικά χαρακτηριστικά Ενσύρματου Ευρυζωνικού δικτύου Access

14. Ταχύτητες ασύρματων και ενσύρματων δικτύων Access

15. Χαρακτηριστικά ασύρματων δικτύων Access (Ι)

16. Χαρακτηριστικά ασύρματων δικτύων Access (ΙΙ)

17. Αρχιτεκτονική Ευρυζωνικού Aggregation δικτύου

18. Point-to-point & Point-to-multipoint Wireless Microwave Accesssystem Ευρυζωνικό, μεγάλης γεωγραφικής κάλυψης κατάλληλο για λειτουργίες όπως: Backhauling για Wi-Fi hotspots Εναλλακτική ευρυζωνική ασύρματη λύση, για το last-mile του DSL σε περιοχές όπου δεν υφίσταται χαλκός ή οι αποστάσεις είναι απαγορευτικές (ύπαιθρος, κέντρα πόλεων) Εξυπηρετεί υψηλής ταχύτητας τηλεπικοινωνιακή κίνηση (φωνή VoiP, IP-TV με QoS και data ή VoD) Προσφέρεται για γρήγορη και οικονομική υλοποίηση εταιρικών δικτύων που διασυνδέουν πολλαπλά φυσικά σημεία παρουσίας Προσφέρει νομαδική συνδεσιμότητα Εξυπηρετεί mobility των χρηστών (ΙΕΕΕ 802.16e) Εξυπηρετεί λειτουργικότητες Δικτύων Νέας Γενιάς Λειτουργικά χαρακτηριστικά του WiMAX

19. Συχνότητες λειτουργίας 2 – 11GHz ή 10 – 60GHz Bandwidths : 3.5, 7, 10, 20MHz per band/ RBS Φασματική απόδοση: μέχρι 3.7 bits/Hz (πολύ κοντά στα 3.5G ή 4G) Διαμόρφωση: FDD/TDD,OFDM ή SOFDMA με 256 sub-carriers Χρήση «έξυπνων» κεραιών ΜΙΜΟ Ταχύτητες δεδομένων μέχρι 80 Mbps/RBS, symmetric channels Ακτίνα κάλυψης: μέχρι 50 km (αναλόγως γεωγραφίας και Η/Μ πυκνότητας Δυνατότητα δημιουργίας διασυνδεδεμένων δικτύων διαφόρων τοπολογιών όπως: σταθερών, κινητών, multi-hop-relay (MMR), mesh, star, repeatered, repeaterless, ιεραρχικών κλπ. All IP service Σε εξέλιξη μεγάλη γκάμα τερματικών, κινητών και σταθερών, ανάλογων με αυτά της 3.5 και της 4 Γενιάς Τεχνικά χαρακτηριστικά του WiMAX

20. Improving Radio Access Efficiency between GenerationsRate, Range & Reliability Frequency TDMA FDMA Frequency Time Time 1G 2G TDMA, PDC GSM  GPRS/EDGE AMPS, TACS, NMT 3G 4G OFDMA Frequency CDMA Frequency Time Time CDMA  EVXDO UMTS  HSDPA TD-SCDMA LTE, AIE, WiMAX

21. Από την 3η στην 4η Γενιά

23. Ευρυζωνικότητα η κύρια λεωφόρος για την Σύγκληση Η τεχνολογία ΙΡ ο κεντρικός άξονας των ενοποιημένων δικτύων NGN H αρχιτεκτονική IMS το υπόβαθρο των δικτύων NGN H ανάπτυξη προχωρημένωνευρυζωνικών υπηρεσιών με χρήση του δικτύου WiMAX, μια βιώσιμη στρατηγική για την μετάβαση από τα παλιά «κατακόρυφα» δίκτυα διακριτών υπηρεσιών, στα σύγχρονα «οριζόντια» δίκτυα ολοκληρωμένων υπηρεσιών, πέρα από τις «συμβατικές» γενιές.. Το μέλλον είναι wireless… Σύγκλιση Κινητής -Σταθερής Τηλεπικοινωνίας

24. Ένα …όχι τόσο μελλοντικό πρόβλημα για επίλυση

25. Access xDSL FTTx PON 4G/LTE Modality Fixed Mobile GSM WiFi WiMAX Traffic Shaping VC’s (ATM) Ethernet (QoS) VLAN’s MPLS Security BRAS AAA SBC Services Voice (VoIP) Data Internet VPN’s multimedia VoD IP TV interactive Backhaul Fiber Λειτουργίες του Κόμβου

26. FTTH Αρχιτεκτονική Δικτύου CPE 3G, 4G WiMAX 100 E Regional Head End GE HGW WDM nλ FO • Backhaul Connect • DSL Aggregation • BRAS • VoD • IP TV • PTT Connect • QoS monitoring • VoiP • Internet Connect LLU GE WDM nλ 100 E FO DWDM Back Bone WiFiμ,... p-cell DWDM mλ WDM nλ GE FO CPE WDMnλ 100 E FO FTTH GE HGW CE Multi Media Mux LLU WiFiμ,... p-cell Building

27. Είναι το μέλλον ..μόνο wireless..? Επίλογος

28. Η ΝΕΑ ΜΕΓΑΛΗ ΔΥΝΑΜΗ ΣΤΙΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ