LTE и GPON

Nokia и China Mobile займутся внедрением GPON в качестве опорной сети для сети мобильной сотовой связи и ШПД в провинциях Jiangsu и Henan. Компания планирует существенно расширить существующую радиоподсистему. В частности, будет развернуто более 100 тысяч малых сот. GPON станет основой для их массового внедрения, позволит оператору и далее наращивать абонбазу пользователей LTE, а также расширять предоставляемые компанией услуги домашнего фиксированного интернет-доступа FTTH. Согласно прогнозу Statista, в Азиатско-Тихоокеанском регионе ожидается прирост трафика на 54% до 2020 года. Справится с ним призваны помочь решения на базе GPON, как опорной сети. В случае с China Mobile, в двух провинциях решение GPON будет строиться на базе Nokia 7360 Intelligent Services Access Manager и Nokia 7368 ISAM ONT.

LTE и системы общественной безопасности

Samsung провел демонстрацию решений общественной безопасности на базе тестовой сети PS-LTE в Южной Корее. Решение предназначено для обеспечения связи в экстренных ситуациях.

В процессе тестирования были показаны различные услуги PS-LTE, включая передачу мгновенных оповещений об аварийных сиутациях, голосовые звонки с участием множества групп, голосовая и видео радийная связь (PTT), а также видеоконференсинг между полевыми командами и центром управления с использованием сети PS-LTE.

Samsung выбран единственным поставщиком комплексного решения PS-LTE для выполнения заказа правительства Кореи в январе 2016 года. В тестах были задействованы базовые станции, работающие в диапазоне 700 МГц, виртуализованное ядро, обеспечивающее ключевые функциональности PS-LTE (такие, как IMS и PTT), а также специальные смартфоны с повышенной защитой от неблагоприятной внешней среды.

Ожидается, что уже в июне 2016 года правительственная сеть PS-LTE в Корее будет запущена в 4 городах после чего начнутся работы по ее расширению, которые продолжатся пока не будет обеспечено национальное покрытие PS-LTE.

NB-IoT

NB-IoT или, как его еще иногда называют, NB-LTE или узкополосный LTE - это технология, предназначенная для использования небольшой полосы частот (200 кГц) для организации работы различных IoT-устройств, в частности, маломощных модемов для встраиваемых модулей. NB-IoT предназначен прежде всего для устройств со скромными потребностями по части сетевых ресурсов. Это позволяет обойтись при реализации более скромными ресурсами, нежели при внедрении LTE Cat.1, Cat.0 и LTE MTC.

Согласно прогнозу GSA, к 2025 году в мире может насчитываться порядка 75 млрд подключенных вещей, поскольку мобильная подключенность быстро расширится на ряд вертикальных рынков.

Узкополосный интернет вещей или NB-IoT станет одной из доминирующих технологий 3GPP, которая обеспечит рост рынка и будет оказывать наиболее существенное влияние на большинство компаний и рынков в ближайшие 10-15 лет.

Для поддержки развития NB-IoT создана общественная организация NB-IoT Forum. Задачи форума - это продвижение технологии NB-IoT, поддержка проведения тестов и пилотных проектов в этой области. В настоящее время в числе участников форума такие компании, как: ARM, Bell Mobility, China Mobile, China Telecom, China Unicom, Deutsche Telekom, Etisalat, Ericsson, Huawei, Intel Corporation, KDDI Corporation, KT Corporation, LG Electronics, MediaTek Inc., Mobileum, Nokia, NOS, NTT DOCOMO, Oberthur Technologies, Qualcomm, Sequans Communications, Safaricom, Sierra Wireless, SK Telecom, TDC A/S, Telecom Italia, Telefоnica, Telit, Telstra, Turk Telekom, Two Degrees Mobile, u-blox, Verizon Wireless, Vodafone и ZTE Corporation. Возглавляет форум директор по R&D Vodafone - Luke Ibbetson.

Задачи, которые намерен решать NB-IoT Forum:

• Поддерживать демонстрации и "доказательства жизнеспособности концепции", которые усиливают решение NB-IoT, отвечая требованиям LPWA (Low Power Wide Area);
• Стимулировать участников к построению комплексной цепочки создания завершенных решений для роста и развития NB-IoT;
• Поддерживать создание приложений NB-IoT для различных вертикальных рынков, в качестве новых возможностей для бизнеса;
• Рассказывать о сотрудничестве между всеми партнерами NB-IoT с целью поддержания межвзаимодействия решений.

Создается 5 лабораторий NB-IoT с фокусом на создание инновационных услуг на базе NB-IoT, тестирование межвзаимодействия и соответствия продуктов спецификациям NB-IoT, сертификации продукции. Такие лаборатории открывают China Mobile, Etisalat, LG Uplus, Shanghai Unicom, Telecom Italia и Vodafone. Vodafon и Huawei уже открыли первую NB-IoT Open Lab в штаб-квартире Vodafone в феврале 2016 года.

NB-IoT стандартизован 3GPP. В Rel.13 определены две новых категории абонентских устройств: Cat-M1 и Cat-NB1 (ранее Cat-M2). Cat-1 уже существовала в Rel.8 и последующих, в Rel.12 появилась категория Cat-0. Операторы в основном фокусируются на Cat-1 для кейсов M2M, особенно в случаях, когда требуется высокая скорость передачи данных, управление качеством QoS или голосовая связь. Интерес отрасли к устройствам Cat.0 пока что очень ограничен.

Продолжаются дискуcсии в отношении радиотехнологий, которые отвечают требованиям к сверхнизкому потреблению мощности, требующемуся для NB-IoT и M2M, а также способов сокращения загрузки сети от ожидаемого большого числа терминалов IoT, которые появятся в ближайшие 10-15 лет. Эти потенциальные улучшения, как ожидается, будут частью нововведений Rel.14, но пока что они не сформулированы.

Конечной целью работ по стандартизации NB-IoT является создание спецификации, которая позволит использовать несложное пользовательское оборудование, способное работать в узкой полосе частот, отличающееся низкой мощностью передачи сигнала, сокращенной поддержкой режимов приема сигнала, ультра-длительной работой до необходимости замены батареи питания за счет использования технологий снижения потребляемой мощности, улучшенным покрытием сети, позволяющим работать с устройствами с малым радиусом действия, такими, как смарт-счетчики или сенсоры в зданиях, подвалах или на удаленных объектах.

Первые запуски коммерческого использования NB-IoT ожидаются с начала 2017 года.

Частоты для решений NB-IoT

Работа с устройствами, установленными в помещениях и обеспечение покрытия сельской местности - вот ключевые факторы для внедрения приложений NB-IoT. Отсюда требование спецификации NB-IoT, что она должна обеспечивать дополнительный выигрыш в чувствительности на 20 dB. Первоначальные отзывы участников отрасли говорят о том, что операторы хотят работать с устройствами NB-IoT, которые будут использоваться частоты ниже 1 ГГц.

Первые продукты и испытания NB-IoT, как ожидается, пройдут с использованием диапазонов 900 МГц и 800 МГц, а в некоторых случаях, в полосе 1800 МГц.

Статус внедрений поддержки Cat-1 на сетях операторов

1. Австралия, Telstra, коммерческая эксплуатация
2. Мексика, Telefonica Mexico, испытания
3. Объединенные Арабские Эмираты, Etisalat, коммерческая эксплуатация
4. Объединенное Королевство, EE, коммерческая эксплуатация
5. США, AT&T, коммерческая эксплуатация
6. США, T-Mobile, коммерческая эксплутация
7. США, Verizon, коммерческая эксплуатация
8. Турция, Turk Telecom, испытания
9. Южная Корея, KT, коммерческая эксплуатация
10. Южная Корея, LG Uplus, испытания в 3q2016-4q2016

Кто где в NB-IoT

AT&T, США работает с Ericsson над запуском нового ПО NB-IoT (Network Software - 17A). Демонстрация и полевые испытания должны были пройти в 2q2016. Коммерческая готовность нового релиза 17A ожидается в 4q2016.

Сhina Mobile, Китай. Компания провела ряд демонстраций NB-IoT с Ericsson и ZTE. Оператор участвует в стандартизации NB-IoT и планирует масштабные испытания технологии в конце 4q2016, а коммерческий запуск - в начале 2017 года.

China Unicom, Китай. Компания разрабатывает решение IoT совместно с Ericsson, планирует масштабные полевые испытания с использованием частот 900/1800 МГц в 2016 году. Начало коммерческих услуг на базе NB-IoT запланировано на конец 2016 года. Покрытие NB-IoT компания планирует обеспечить в масштабах страны к 2018 году.

Deutsche Telekom, Германия. Компания провела полевые испытания pre-NB-IoT в октябре 2015 совместно с Huawei.

Etisalat, ОАЭ. В апреле 2016 года оператор Etisalat из ОАЭ и Huawei объявили об успешном тестировании "смарт-парковки" на базе технологии pre-NB-IoT в сетях в Абу-Даби и Дубая.

Korea Telecom (KT), Южная Корея. KT запустила коммерческую эксплутацию сети LTE в масштабах всей страны, которая предоставляет услуги IoT/IoST (интернет "малых вещей") в качестве дополнения услуг своей основной сети LTE. Запуск сети Cat-1 последовал за тестами в лабораторных условиях в октябре 2015 года и демонстрацией Cat-1 в Daejeon в ноябре 2015 года. Сеть LTE Cat.1 развернута в национальном масштабе в диапазоне 1.8 ГГц на 110 тысячах базовых станций. По заявлению KT, компания готова бесплатно предоставить провайдерам услуг 100 тысяч модулей Cat-1 LTE-M, разработанных совместно с Telit, TechPLEX и AM Telecom. Более того, до конца 2016 года не будет взиматься сервисная плата за трафик, которые будут генерировать данные модули.

KT также продолжит работы над коммерциализацией NB-IoT в 2017 году, поскольку эта технология лучше подходит для "интернета малых вещей" IoST, нежели LTE-M. Компания оценивает число IoST подключений на конец 2018 года в 4 млн. Компания заявляет о планах инвестиций в размере KRW 150 млрд (US$131 млн) в сеть NB-IoT, а также в развитие экосистемы, в период до конца 2018 года.

LG Uplus, Южная Корея. Компания планирует запустить IoT решение на базе модуля IoST в конце 1H2016.

Orange, Франция. В ноябре 2015 года Ericsson объявил о тестировании пре-стандартной сети NB-IoT, а также EC-GMS (Extended Coverage GSM) совместно с Orange в диапазоне 900 МГц. Исследовались три основных темы: как улучшается индор-покрытие, как снизить стоимость устройств IoT и как увеличить продолжительность работы устройств IoT от батарей.

Telefonica, Испания. Telefonica развивает тему NB-IoT совместно с такими компаниями, как Accenture, Qualcomm, Geotab, Cisco, Telit, Ericsson, Nokia, Huawei, Intel и Amdocs. По данным оператора, в его партнерской программе принимает участие более 700 компаний. Проводятся коммерческие пилотные проекты с клиентами, занимающимися животноводством и сельским хозяйством. В городе идут пилоты по подключению смарт-счетчкиов и уличной фурнитуры (например, осветительных фонарей). В Мексике в городе Guadalajara, Telefonica запустила платформу смарт-город, с которой работает оператор, занимающийся вывозом мусора. К платформе подключено порядка 600 сенсоров в мусорных контейнерах.

Telecom Italia Mobile - TIM, Италия. На MWC2016, Huawei и TIM подписали Меморандум о взаимопонимании (MoU) для развития IoT-решений поверх NB-IoT. Это продолжение сотрудничества с Huawei, которое началось в 2015 году с изучения возможностей престандарта NB-IoT. TIM и Huawei будут проводить полевые испытания решений NB-IoT вме сте с партнерами из вертикальных индустрий, чтобы обеспечить быстрое развитие и внедрение технологии NB-IoT на рынок.

Telstra, Австралия. На MWC2016, Ericsson объявил о демонстрации концепта и полевых испытаниях NB-IoT и Cat-M1, начиная с 2Q2016, в которых примет участие Telstra.

T-Mobile US, США. T-Mobile объявил о запуске сети Cat-1 для приложений IoT, и в особенности, клиентов сети GSM. T-Mobile US в сотрудничестве с компанией Wyless создал платформу Porthos - промышленную платформу для управления IoT-приложениями. Porthis поддерживает подключения более, чем 1.7 млн SIM-карт, использующих сети 2G, 3G, LTE компании.

Vodafone, Объединенное королевство. Vodafon является активным участником многих проектов NB-IoT. Компания пока что переиспользует существующую радиоподсистему и транспортную сеть, но также ведет работы над созданием выделенного и оптимизированного под IoT ядра сети на базе технологии виртуализации. Vodafone уже располагает глобальной сетью с поддержкой M2M, которая также будет задействована в качестве слоя доступа к услугам Vodafone NB-IoT. В декабре 2015 года, Vodafone Group, Huawei и u-blox объявили о завершении успешных испытаний пре-стандарта NB-IoT в Испании - платформа NB-IoT обменивалась сообщениями с модулями u-blox в смарт-счетчиках воды на частоте 900 МГц. Улучшенное покрытие, обеспечиваемое NB-IoT, упрощает использование устройств и их эффективное использование в существующих мобильных сетях.

В мае 2016 года Vodafone Australia сообщила об успешном завершении испытаний пре-стандарта NB-IoT совместно с Huawei в которых было задействовано множество площадок в центральном деловом районе Мельбурна и его пригородов. Испытания выявили заметное улучшение покрытие в терминах расстояний и проникновения сигнал в помещения по-сравнению с тем, что обеспечивают технологии 2G, 3G и 4G / LTE.

NB-IoT обеспечил проникновение сигнала в помещения со стенами толщиной в 2 и даже в 3 кирпича, что позволит обеспечить подключаемость для устройств даже в таких сложных условиях, как подземные парковки и подвалы, что иногда является сложной проблемой для внедрения тех или иных вариантов использования IoT.

Vodafone Australia также сообщает, что было достигнуто расширенное покрытие в пригородах Мельбурна на расстоянии до 30 км от города.

Представляя результаты деятельности компании в 1q2016, главный инженер Johan Wibergh сообщил, что компания собирается внедрить поддержку NB-IoT на всех базовых станциях 4G-LTE к 2020 году.

Чипсеты и их производители

Несмотря на известные задержки с выводом на рынок решений Intel для мобильных терминалов, компания неожиданно получила контракт от Apple на поставку чипов модемов LTE для iPhone. Традиционно в последние годы в аппараты ставились модемы LTE Qualcomm. Apple не отказалась от Qualcomm полностью, чипы этой компании пойдут в аппараты, предназначенные для продажи в Китае. Да и те устройства, которые адресованы абонентам Verizon, США, также будут основаны на продукции Qualcomm.

Экосистема абонентских устройств LTE

Согласно отчету GSA, в мире насчитывается 5614 различных терминалов с поддержкой LTE. Эти изделия появились на свет благодаря усилиям 455 различных производителей. За год с июня 2015 года число терминалов с поддержкой LTE выросло на 2361 устройство (+72%). Число производителей выросло на 49% до 455 (с 305 в июне 2015 года).

Согласно отчету GSA, в мире насчитывается 5104 различных пользовательских устройств LTE, представленных 417 производителями на 8 апреля 2016 года. С апреля 2015 года, экосистему абонентских устройств LTE пополнили 2185 новых устройств, что соответствует росту на 75%. Число производителей за этот период выросло на 40%.

Следует отметить сохраняющуюся динамику роста числа и разнообразия представленных на мировом рынке устройств с поддержкой LTE.

Самый большой выбор устройств обеспечивает форм-фактор смартфонов - 3580, на их долю приходится 63,8% всех устройств с поддержкой LTE.

Большинство устройств работает в режиме FDD, но доля терминалов с поддержкой TD-LTE продолжает расти. На середину июня 2016 года насчитывается 2141 устройство TD-LTE.

Частоты

По поддерживаемым частотным диапазонам абонентские устройства на июнь 2016 года делятся следующим образом:

FDD LTE

• 1800 МГц b3 - 3227 устройств (1543)
• 2600 МГц b7 - 2993 устройств (1381)
• 2100 МГц b1 - 2613 устройств (1185)
• 800 МГц b20 - 1809 устройств (812)
• 800 / 1800 / 2600 (трехдиапазонные) - 1710 устройств (739)
• AWS b4 - 1365 устройств (727)
• 850 МГц b5 - 1334 устройств (684)
• 900 МГц b8 - 1253 устройств (668)
• 1900 МГц b2 - 1159 устройств (535)
• 700 МГц b17 - 1123 устройства (n/a)
• 700 МГц b13 - 607 устройств (457)
• APT700 b28 - 372 устройства (139)
• 700 МГц b12 - 281 устройство (n/a)
• 1900 МГц b25 - 271 устройство (194)

TDD LTE

• 2300 МГц b40 - 1604 устройства (869)
• 2600 МГц b38 - 1328 устройств (752)
• 2600 МГц b41 - 1228 устройств (630)
• 1900 МГц b39 - 1082 устройства (625)
• 3500 МГц b42/43 - 82 устройства (32)

В скобках указаны данные на июнь 2016 года.

Поддержка фоллбека LTE/3G

91.2% всех устройств LTE могут работать также в сетях 3G:

• 4398 LTE устройств могут работать в сетях HSPA, HSPA+ или DC-HSPA+
• 2917 LTE устройств поддерживают DC-HSPA+
• 914 LTE устройств поддерживают TD-SCDMA
• 871 LTE устройств поддерживают EV-DO

98.5% телефонов с поддержкой LTE являются мультирежимными/3G, 56.5% телефонов с поддержкой LTE поддерживают DC-HSPA+

95.6% планшетов LTE являются мультирежимными/3G, 45,8% планшетов LTE поддерживают DC-HSPA+.

Устройства категории Cat.4 - 2864 (51%) от всех устройств с LTE.

Устройства категории Cat.6 - 314 устройств (включая малые соты, роутеры, MiFi, смартфоны и планшеты).

Устройства категории Cat.9 - 43 устройства с поддержкой до 450 Мбит/с.

Устройства категории Cat.12 - 12 устройств (600/100 Мбит/с).

Устройства категории Cat.11 - 1 устройство.

Устройства с поддержкой VoLTE - 430 (включая 401 смартфон)

Диапазон 1800 МГц - самый популярный

Для этого диапазона представлен самый большой выбор устройств с поддержкой LTE - 57,4% всех LTE-устройств способны работать в диапазоне b3. Это 3227 устройств LTE1800. Из них 70% (2261) - это смартфоны. 237 из них - это абонентские устройства Cat.6 (или выше). 292 планшета с поддержкой LTE 1800 представляют 9% устройств с поддержкой LTE b3.

Диапазон b30

Диапазон b30 (2305-2315 / 2350-2360 МГц) начали использовать для развертывания сетей. По данным GSA в мире есть 23 устройства для этого диапазона.

Диапазон 450 МГц b31

Диапазон b31 (453.5-457.5 МГц / 462.5-467.5 МГц) - есть 8 устройств, это CPE.

APT700

Это диапазон b28 703-748 МГц - 10 МГц - 758-803 МГц. Для него выпущено 372 устройств APT700 b28.

Экосистема устройств LTE TDD

2141 устройство способно работать в режиме LTE TDD (TD-LTE). Смартфоны - это самая большая категория - в базе данных GSA 1415 смартфонов. На долю роутеров и хот-спотов приходится 435 устройств, 103 устройства - это планшеты, 98 - USB-устройства, 74 - модули.

Диапазоны 40 (2.3 ГГц) и 38 (2.6 ГГц) лучше всего обеспечены терминалами TDD LTE, также растет ассортимент устройств b39 и b41,

Поддержка b40 - 74,9% всех устройств TD-LTE

Поддержка b38 - 62,0% всех устройств TD-LTE

Поддержка b41 - 57,3%

Поддержка b39 - 50,5%

Поддержка b42/43 - 3.8%

Многие устройства поддерживают одновременно несколько диапазонов, например, b3+b5+b40 поддерживают 287 устройств.

Несколько операторов внедряют поддержку LTE в b42/43. У них есть выбор между 82 устройствами LTE.

Алексей Бойко, телеком-эксперт