Long Term Evolution (LTE) - sme členmi klubu

Niekoľko rokov sme len z diaľky sledovali, ako mobilní operátori všade naokolo spúšťajú komerčné siete LTE (Long Term Evolution). Táto frustrácia však na prelome rokov 2013/2014 skončila. Ako LTE zmení náš svet komunikácie?

POZRITE SI: Vyznajte sa v smartfónoch – telekomunikačné a navigačné systémy

Históriu komerčnej prevádzky LTE začala písať už 14. decembra 2009 TeliaSonera spustením verejnej služby vo švédskom Štokholme a v nórskom Oslo. V tom čase vzrušenie z možností tejto technológie, trochu problematicky označovanej ako 4G, dosahovalo až neznesiteľnú intenzitu. Aké fantastické možnosti prídu so superrýchlym mobilným internetom! Počas uplynulých viac ako štyroch rokov Slovensko zažilo frustráciu z toho, že LTE je v nedohľadne a prideľovanie potrebných frekvencií pripomínalo príbeh bez konca.

POZRITE SI: V sieťach LTE fungujú len dáta, onedlho si však už aj zavoláme

Veľké veci prichádzajú

Príchod LTE u nás sprevádzali mnohé prekážky a neistoty. Najprv mala digitalizácia terestriálneho TV vysielania uvoľniť kmitočty (digitálnu dividendu) pre siete novej generácie, ale ani dlho po tom, čo nastala „analógová tma“, nebolo lukratívne pásmo 800 MHz pripravené na aukciu. Dôvodom boli údajne problémy so zahraničnou koordináciou kmitočtov (spomínalo sa Maďarsko a Ukrajina). Aj samotné vypísanie tendra na voľné frekvencie sprevádzali podivné odklady a otázniky. V hre boli popri osemstovke aj frekvencie v pásme 1 800 MHz a 2 600 MHz, pričom sa veľa špekulovalo o možnom vstupe 4. mobilného operátora. Médiá v roku 2011 dokonca vypátrali aj horúceho kandidáta na túto pozíciu, bol ním vietnamský operátor Viettel Mobile, hoci on sám tieto správy nikdy nepotvrdil. Ešte v januári 2012 avizoval Telekomunikačný úrad SR (TÚ SR) odhodlanie vyhlásiť klasický tender na rozdelenie frekvencií už v prvom štvrťroku 2012.

POZRITE SI: DVB-H je mŕtve, nech žije LTE!

Vyhlásenie tendra však zdržali rôzne pripomienky. Nakoniec TÚ SR rozhodol, že na pridelenie frekvencií pre siete novej generácie usporiada elektronickú aukciu, ktorá bola za prísnych pravidiel a pri dodržiavaní diskrétnosti vyhlásená 28. augusta 2013. Okrem Orange, O2 a Telekomu predbežný záujem o získanie frekvencií avizovali aj Slovanet, Swan, UPC a česká PPF Mobile Services patriaca do skupiny českého miliardára Petra Kellnera. Vietnamský Viettel Mobile záujem neprejavil. Kellner svoju účasť v aukcii nakoniec vyriešil tým, že kúpil spoločnosť Telefónica Czech Republic (za 70% akcií zaplatil 2,5 miliardy eur) a automaticky tak získal aj jej stopercentnú dcéru, slovenskú Telefónicu, ktorá sa aukcie zúčastnila. Sen o 4. operátorovi však žil ďalej. Keď 9. januára 2014 regulačný úrad zverejnil definitívne výsledky elektronickej aukcie, bolo jasné, že jedným z držiteľov nových frekvencií je popri trojici už etablovaných operátorov aj Swan. Ak vezmeme do úvahy, že Swan je najväčším slovenským WiMAX operátorom s troma stovkami základňových staníc, nie je nováčikom ani v oblasti mobilnej komunikácie. Zvlášť, keď má skúsenosti aj s projektom virtuálneho operátora Swan Mobile.

POZRITE SI: Na Slovensku budú 4 operátori v sieti LTE, k trojke pribudne SWAN

Kto prvý vybuduje kvalitné pokrytie?

Tajomstvom zahalená elektronická aukcia voľných frekvencií skončila úspešne a všetci štyria držitelia nových prídelov pásma po nej avizovali, že sa razantne pustia do budovania siete novej generácie. Zaväzovali ich k tomu aj podmienky pridelenia kmitočtov, podľa ktorých boli povinní do konca roka 2015 pokryť sieťou aspoň 25% populácie Slovenska. Keďže operátori mali k dispozícii aj pásmo 800 MHz, pokrytie mohlo pribúdať raketovým tempom. Výhodu osemstovky, ktorá sa vďaka väčšej vlnovej dĺžke lepšie šíri v teréne, však nemá Swan, ktorý vydražil len pásmo 1 800 MHz. Príklad Telekomu však naznačuje, že aj s týmto pásmom sa dá veľmi úspešne pracovať.

POZRITE SI: Ericsson: čo človek, to mobil. GSM už upadá, hitom je LTE

Čo znamenajú výsledky aukcie pre Slovensko? Mnohé môžeme dedukovať podľa množstva frekvenčného pásma, ktoré jednotliví operátori nakúpili, ale aj podľa ich správania sa v predchádzajúcich mesiacoch. V aukcii najviac nakupoval Slovak Telekom. K dispozícii bude mať 2x 10 MHz v pásme 800 MHz, 2x 40 MHz v pásme 2 600 MHz FDD a 50 MHz v pásme 2600 MHz TDD. Súčasné technológie základňových staníc dokážu súčasne pracovať s LTE s frekvenčne deleným duplexom (FDD), aj s časovo deleným duplexom (TDD). Orange získal 2x 10 MHz v pásme 800 MHz, 2x 4,8 MHz v pásme 1 800 MHz a 2x 30 MHz v pásme 2 600 MHz. Telefónica Slovakia si pripísala taktiež 2×10 MHz v pásme 800 MHz, ale k nim pridala len symbolických 2x 0,6 MHz v pásme 1 800 MHz, zjavne na rozšírenie svojich súčasných frekvencií. Telefónica totiž v pásme 1 800 MHz už prevádzkovala pilotnú sieť LTE v obciach Bernolákovo, Zálesie a Ivanka pri Dunaji.

POZRITE SI: SWAN začína budovať komerčnú LTE sieť, dodávateľom má byť ZTE

SWAN frekvencie v pásme 800 MHz nezískal a nekúpil ani kmitočty v pásme 2 600 MHz, ktoré je zaujímavé hlavne pre pokrývanie husto osídlených lokalít. Avšak vo veľkých mestách sa dá úspešne uplatniť aj pásmo 1 800 MHz, v ktorom Swanu pripadlo slušných 2x 15 MHz. Nie je celkom jasné, či bude môcť LTE v tomto pásme nasadiť aj v Bratislave, keďže Telekom v prvej fáze budovania LTE Bratislavu aj Košice vynechal. Dôvodom mala byť práve koordinácia frekvencií v pásme 1 800 MHz s okolitými štátmi.

Výsledky elektronickej aukcie na kmitočty pre siete novej generácie

Zdroj: TÚSR

POZRITE SI: LTE na Slovensku začína komerčnú prevádzku! Prinesie ho Telekom

Pásmo 800 MHz je vhodné na pokrývanie vidieka a cestných ťahov, vyššie frekvencie zas umožňujú vybudovať hustejšiu sieť buniek s opakovaným využitím rovnakých kmitočtov už po relatívne malých vzdialenostiach, teda ideálne v mestách.

POZRITE SI: Orange spustil LTE. Prekvapil, je bez dodatočných poplatkov!

Je zjavné, že Telefónica z tohto pohľadu disponuje podstatne menším potenciálom, než Orange alebo Telekom, no v budúcnosti môže pre potreby LTE uvoľniť aj časť svojich frekvencií v pásme 1 800 MHz, ktoré dnes využíva pre sieť GSM. V Bratislave, Košiciach a v centrách krajských miest však je vďaka absencii pásma 2,6 GHz Telefónica oproti svojim konkurentom, čo sa týka kapacity siete, hendikepovaná.

POZRITE SI: O2 spustilo LTE v Bratislave a v Košiciach – poznáme detaily

Ešte ťažšiu pozíciu má štvrtý operátor Swan. Oproti ostatným účastníkom investoval do nákupu frekvencií niekoľkonásobne menej prostriedkov. Bez pásma 800 MHz to však má ťažké najmä na vidieku. Pre funkčnú LTE sieť predpokladá Swan potrebu asi 1 000 základňových staníc, ktoré bude potrebné neskôr zahustiť zhruba na 1 500 „sajtov“. Už dnes však operátor prevádzkuje asi tristo základňových staníc pre WiMAX, ktoré bude možné využiť aj na LTE. Neporovnateľne väčšie výhody má však ktorýkoľvek z trojice existujúcich operátorov, ktorí môžu podobným spôsobom využiť svoje základňové stanice pre siete 2G/3G.Pokiaľ sa má stať Swan plnohodnotným operátorom, nezaobíde sa bez vnútroštátneho roamingu, a to tak v oblasti hlasu, ako aj dát. Swan avizuje, že bude revolučným operátorom, k čomu mu určite väčšina slovenských používateľov bude držať palce.

POZRITE SI: SWAN vraj nemôže spustiť služby kvôli konkurencii

V skutočnosti je 1 800 MHz najrozšírenejším pásmom pre LTE. Globálne ho využíva podľa GSA až 44% všetkých sietí, kým na 2600 MHz beží 27% a v pásme 800 MHz len 12% všetkých sietí LTE FDD. Zdroj: GSA, stav k 15.1.2014.

POZRITE SI: SWAN od zajtra spustí 4G internet v 50-tich mestách, hlasové služby však chýbajú

LTE a 4G nemusí, ale môže byť to isté

S mobilnými revolúciami však buďme opatrní. Analytici tvrdia, a nie sú ďaleko od pravdy, že životnosť generácie mobilných technológií od štartu po zenit je 18 rokov. Tak sa stáva, že vedľa seba paralelne existuje niekoľko technológií, viacerých  štandardov, ba dokonca generácií. Spektrum technológií širokopásmového pripojenia u nás je aj tak neobyčajne bohaté. Spomeňme FLASH-OFDM v pásme 450 MHz (maximálna rýchlosť sťahovania dát 5,3 Mbit/s), HSPA (do 14,4 Mbit/s), HSPA+ (do 21 Mbit/s) a jeho variant s dvoma nosnými frekvenciami DC-HSPA+ (do 42 Mbit/s) a najnovšie aj LTE. Lenže nie je LTE, ako LTE. Napríklad Telefónica vo svojej pilotnej sieti LTE 1 800 MHz deklaruje rýchlosť sťahovania dát 100 Mbit/s a uplink 20 Mbit/s, kým sieť LTE Telekomu, takisto v pásme 1 800 MHz, poskytuje rýchlosť sťahovania 73 Mbit/s a odosielania dát 23 Mbit/s.

POZRITE SI: Na Slovensku máme 300 Mbit/s LTE sieť ako jediní na svete

Nároky na šírku pásma, ktorú potrebuje jeden terminál, s novými technológiami rastú, preto sú nové frekvencie pre LTE životne dôležité.

Zdroj: Nikkei Electronics

Ako sa často stáva, aj dnes operátori i novinári nestriedmo používajú označenie 4G. Služba tak má nádych senzácie a lepšie sa predáva.. Pravdou však je, ako upozorňuje aj Orange, že podľa klasifikácie Medzinárodnej telekomunikačnej únie (ITU) 4G označuje mobilné siete novej generácie, ktoré prezentujú dátové služby (vrátane hlasu a multimédií) s rýchlosťou najmenej 100 Mbit/s v pohybujúcom sa vozidle a až 1 Gbit/s pri statickom, alebo nomádskom pripojení. Z tohto hľadiska nie je správne označovať ako 4G žiadnu zo súčasných LTE sietí slovenských operátorov. Hoci O2 vo svojej pilotnej sieti LTE deklaruje downlink rýchlosťou až 100 Mbit/s, reálne rýchlosti pri testoch oscilovali v rozmedzí 40-50 Mbit/s. Podobné parametre dosahuje v reálnej prevádzke aj LTE 1800 od Telekomu, hoci ten udáva maximálnu rýchlosť len 73 Mbit/s. Rozdiel v rýchlostnom maxime v tomto prípade treba pripísať odlišným šírkam pásma: 15+15 MHz v sieti O2 a 10+10 MHz v sieti Telekomu.

POZRITE SI: Telekom spúšťa LTE už aj v Bratislave! Vyskúšali sme rýchlosť viac ako 100 Mbit/s

Podľa špecifikácie 3GPP Release 9 je LTE navrhnuté na špičkovú rýchlosť downlinku až 326 Mbit/sa uplinku až 86,4 Mbit/s, pravda pri šírke kanála 20+20 MHz. Tu je však háčik, pretože LTE dokáže pracovať s celou škálou šírky pásma: 1, 3, 4, 5, 10, 15 a 20 MHz. Lenže napríklad pri kanáli so šírkou 5 MHz zďaleka nedosiahneme rýchlostný strop technológie. Tu číhajú obmedzenia pre operátorov, ktorí disponujú nedostatočnou kapacitou spektra. Na druhej strane rýchlosti sa dajú ďalej znásobiť nasadením terminálov (a základňových staníc) s viacnásobnými inteligentnými anténami MIMO (MultipleInput, Multiple Output). So štyrmi súčasnými prenosmi pomocou 4×4 MIMO môže LTE terminál s kanálom 10+10 MHz sťahovať dáta rýchlosťou až 147 Mbit/s, kým pri použití 2×2 MIMO je maximom 73 Mbit/s. Šírku kanála 20+20 MHz však nedokáže dosiahnuť v pásme 800 MHz žiadny slovenský operátor, keďže všetci získali len 2x 10 MHz spektra a v pásme 1 800 MHz to bude tiež v niektorých prípadoch problematické. Dostatok spektra na 20 MHz kanál určite nebude mať Swan. Naopak, v pásme 2,6 GHz by Telekom a Orange mohli siahať aj po vysokých métach a priniesť svojim klientom aj LTE v skutočnej 4G kvalite.

POZRITE SI: Orange LTE sieť pokrýva už 25 miest a 5 obcí

Príklad topológie siete 3G/LTE s rôznymi typmi buniek

Zdroj: RysavyResearch

LTE je zaujímavé pre zákazníkov aj pre operátorov aj z iných dôvodov. Nie všetko je o rýchlosti. LTE má nízku latenciu, typicky 30 ms a menej, a tiež spektrálnu efektivitu dva až štyrikrát vyššiu, ako HSPA. Prechod z neaktívneho stavu do aktívneho trvá LTE terminálu zhruba 100 ms. Pri prenose hlasu prostredníctvom IP technológií (v sieťach LTE sa používa technológia VoLTE) môžu operátori takisto veľa ušetriť. V spektre 10+10 MHz je možné prenášať súčasne až 500 hlasových kanálov.

POZRITE SI: V roku 2017 bude mať 50% svetovej populácie k dispozícii LTE!

Bude to s LTE lepšie?

Ako sme už spomínali, LTE prináša benefity pre každého. Potenciál technológie je obdivuhodný, veď ešte pred desaťročím by sme sotva dokázali uveriť, že cez mobilné terminály budeme v reálnom čase streamovať video nielen vo Full HD rozlíšení, ale aj v 3D verzii, a to za jazdy v aute či vo vlaku, dokonca bez sekania. Multitasking, videokonferencie s premietaním na veľkú obrazovku či sťahovanie filmov, to všetko LTE dokáže. Napriek tomu však nie je isté, či budú všetky takéto služby plnohodnotne k dispozícii, alebo či ich operátori ponúknu za rozumnú cenu.

POZRITE SI: Telekom pokrýva LTE sieťou už 52% populácie Slovenska

Ako každý mobilný internet, aj LTE má kapacitu limitovanú konektivitou dostupnou v konkrétnom sektore rádiovej bunky. A hoci základňová stanica dokáže pružne rozdeľovať frekvencie, nároční zákazníci s veľkou prevádzkou môžu aj tu sieť nepríjemne zaťažovať. To sa zákonite prejaví v poklese priemernej rýchlosti pre všetky terminály v danom sektore. Môžeme preto očakávať, že aj pri LTE operátori zavedú určité pravidlá korektného používania (FUP) a nad istou hranicou objemu dát radikálne znížia rýchlosť. Otázkou je, aká vysoká hranica to bude a na koľko sa spomalí rýchlosť. SWAN zatiaľ svoje FUP stanovil na 100 GB, čo nie je vôbec zlé. Otázkou je, či bude takáto FUP ekonomicky udržateľná, keď počet používateľov siete narastie na niekoľko desiatok tisíc.

Samozrejme, dôležitá je aj cena služby. Niektorí operátori LTE prezentujú ako prémiovú technológiu, za využívanie ktorej si treba priplatiť (donedávna k nim patril aj Telekom), ale v konkurenčnom prostredí je takýto prístup ťažko udržateľný. Najmä v oblastiach pokrytia, kde operátori ponúkajú LTE len v pásme 10+10 MHz a jemu zodpovedajúce nižšie rýchlosti. Tam nevzniká dramaticky lepšia užívateľská skúsenosť oproti technológii DC-HSPA+ (42 Mbit/s), ktorou väčšinu populácie pokrývajú Orange aj Telekom. Tretí operátor O2 zatiaľ za svoju prioritu stále považuje 3G/HSPA, no poskytuje rýchlosti sťahovania maximálne do 14,4 Mbit/s. LTE spustil zatiaľ len v časti Bratislavy a Košíc, kde pokrýva údajne 165 tisíc obyvateľov. Takúto prevádzku by sme mohli považovať stále len za rozšírený pilotný projekt. Podľa niektorých informácií má O2 záujem o využívanie národného roamingu v sieti LTE s niektorým z dvojice operátorov Orange a Telekom. Prípady zdieľania sietí viacerými operátormi sú vo svete pomerne bežné, ale podmienkou je ochota dohodnúť sa. Tá zatiaľ u slovenských operátorov v prípade LTE nie je vysoká, čo dobre ilustrujú postoje voči SWAN-u. Aj keď ten by paradoxne pre plnohodnotné fungovanie potreboval roaming v sieti 2G, alebo 3G pre hlas a SMS.

Mimochodom, už pri vstupe 4. operátora na trh bolo jasné, že na súčasnom trhu môže preraziť len pomocou atraktívnych služieb. Po dlhom čase, keď  jeho služby neboli v komerčnej podobe dostupné vôbec, sa nakoniec SWAN rozhodol pre cenovú vojnu. To je jediná cesta, ako môže uspieť na nasýtenom trhu, ale z mnohých dôvodov to nebude ľahká cesta. Keďže to navyše nie je spôsob, ako sa raz dostať z červených čísel, otázkou je, ako dlho vydrží 4. operátor túto hru nervov hrať. Jeho pozície síce môže posilniť vstup strategického investora v podobe Slovenskej pošty, ale vo väčšine verejnosti táto značka nerezonuje natoľko pozitívne, aby sa mohla stať úspešným marketingovým motívom. Zmena názvu na avizovaný „Poštatel“ nemusí byť tým pravým magnetom pre cieľový segment zákazníkov. Ale najpodstatnejšími budú reálne parametre a ceny služieb. V roku 2015 už v každom prípade Slovensko surfuje naplno na vlnách 4G.

Foto: BlackBerry, Google, Motorola, Samsung, Sony