W większości krajów Unii Europejskiej operatorzy sieci komórkowych umożliwiają już korzystanie z sieci HSPA (7,2 Mb/s do użytkownika). W ciągu dwóch lat planowane są wdrożenia rozwiązań LTE (4G), z prędkościami przesyłania danych przekraczającymi 100 Mb/s. Świat odkrywa femtokomórki, a niszowy dotychczas WiMAX dostaje kolejną szansę. Wszystko po to, by w 2012 r. 900 mln użytkowników szeroko-pasmowego dostępu do sieci miało zapewnioną odpowiednią jakość usług.

Jeszcze kilka lat temu, gdy technologie komórkowe trzeciej generacji (3G) umożliwiały transfer danych dochodzący najwyżej do kilkuset kb/s, osiągnięcie kilku Mb/s wydawało się niemożliwe. Prawdziwy boom na rynku telefonii, rozwój mobilnego biznesu i zwiększone oczekiwania klientów spowodowały jednak, że w iście geometrycznym tempie zamieniono sieci 3G na 3,5G (HSPA - High Speed Packet Access).

HSPA już jest...

Obecnie dzięki HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) użytkownik może liczyć na maksymalną prędkość otrzymywanych danych na poziomie 7,2 Mb/s. W drugą stronę (HSUPA - High Speed Uplink Packet Access), czyli do stacji bazowej, standardowe przepływności wynoszą ok. 1,5 Mb/s.

Pod koniec 2008 r. europejscy operatorzy planują podniesienie maksymalnych transferów przy użyciu HSDPA do 14,4 Mb/s. Za rok będzie to już 28,8 Mb/s - jeśli zaistnieją ku temu odpowiednie przesłanki biznesowe. Trzeba bowiem pamiętać, że pokrycie terenu dostępem 3,5G jest wciąż niskie, ograniczone głównie do centrów dużych miast.

W Austrii czy Portugalii 25% połączeń realizowanych jest za pomocą HSPA. W Szwecji, Włoszech i Irlandii odsetek ten jest jeszcze mniejszy i wynosi ok. 15%. Jednak nawet tam, gdzie pokrycie terenu sygnałem HSPA wynosi jedynie kilka procent w skali kraju, to z punktu widzenia biznesu jest to krok w dobrą stronę. Tym bardziej że zapotrzebowanie na bezprzewodowe szerokie pasmo będzie rosło. Według najnowszych informacji GSMA (GSM Association) w 2007 r. wartość szerokopasmowego rynku mobilnego w UE wyniosła 7 mld euro (o 40% więcej niż w 2006 r.). W tym czasie operatorzy sieci komórkowych przeznaczyli na rozwój swoich sieci i usług ponad 20 mld euro. Europa jest regionem dominującym pod względem rozwoju sieci 3G - liczba użytkowników szybkich połączeń mobilnych opartych na UMTS pod koniec kwietnia br. wyniosła 112 mln.

Kolejnym krokiem w rozwoju szerokopasmowego dostępu mobilnego są rozwiązania HSPA Evolution (nazywane także I-HSPA), w których zastosowano technologię MIMO (Multiple Input Multiple Output) i wielowartościową modulację sygnału. Dzięki temu podniesiono granice uzyskiwanych przepływności do ponad 40 Mb/s w kierunku do użytkownika i ponad 20 Mb/s od stacji bazowej. W połowie br. we Włoszech uruchomiono jedną z pierwszych tego typu instalacji. Spółki Ericsson i 3 Italia (włoski operator telekomunikacyjny) wdrożyły HSPA Evolution z możliwością transmisji danych "w górę" na poziomie 5,8 Mb/s. Dodatkowa redukcja opóźnień w sieci spowodowała, że operator 3 Italia otrzymał rozbudowane narzędzie umożliwiające zaoferowanie klientom wysoki stopień interakcji (jako kanał zwrotny w grach online, telewizji mobilnej, wideokonferencjach itp.).

Infrastrukturę I-HSPA mocno rozwija także koncern Nokia Siemens Networks - zmodernizowana stacja bazowa Flexi WCDMA Base Station jest dostosowana do obsługi sieci WCDMA/HSPA/I-HSPA. Za jej pomocą można m.in. rozbudować konwergentną sieć operatorską, bazując na platformie IMS (IP Multimedia Subsystem over HSPA). Zoptymalizowany interfejs radiowy, minimalizujący opóźnienia sygnału, pozwala dodawać kolejne, atrakcyjne dla klientów usługi. Technologie HSPA wciąż rozwija większość dużych dostawców: Alcatel-Lucent, Ericsson, Motorola, NEC, Nokia, Nokia Siemens Networks.

... LTE niedługo będzie

Specjaliści, mimo wielu wdrożeń HSPA, prawdziwą rewolucję widzą w technologii Long Term Evolution (LTE), nazywanej siecią czwartej generacji (4G). Obecnie udaje się za jej pomocą osiągać przepływności przewyższające 100 Mb/s (do użytkownika) i 50 Mb/s (do stacji bazowej) w jednym sektorze, znacznie większe niż ma to miejsce w przypadku HSPA. Dodatkowo, przy wykorzystaniu rozwiązań MIMO (4x4) można teoretycznie uzyskać nawet 300 Mb/s. Cechą wyróżniającą LTE są też małe opóźnienia (mniejsze od 10 ms). Pierwsze telefony wykorzystujące tę technologię pojawią się na rynku w latach 2009-2010 (gdy zaczną powstawać pierwsze komercyjne uruchomienia sieci LTE).

Standard LTE ma zostać ratyfikowany przez 3GPP (3rd Generation Partnership Project) na początku przyszłego roku. W styczniu br. organizacja zatwierdziła specyfikacje dotyczące tej technologii. Jedne z pierwszych udanych prób z LTE miały miejsce w 2006 r. podczas 3G World Congress w Hongkongu. Udało się wówczas przesłać dane w sektorze z prędkością 160 Mb/s (MIMO 2x2). Rok później w trakcie 3GSM (Barcelona, Hiszpania) specjaliści z Nokia Siemens Networks zademonstrowali płynne przełączenie się (handover) sygnału HSPA/LTE.

Eksperci podkreślają, że dla operatorów eksploatujących sieci 3,5G "upgrade" do LTE nie będzie kosztowny lub też nadmiernie skomplikowany technicznie. Jest to dodatkowa zaleta tego rozwiązania. W Europie pierwsze licencje LTE zostały sprzedane m.in. w Szwecji (tradycyjnie już kraje skandynawskie wyznaczają kierunek zmian w świecie mobilnej telekomunikacji). W Polsce Long Term Evolution mogłaby działać w paśmie 2,6 GHz.

W kwietniu br. najwięksi gracze na rynku telekomunikacyjnym podjęli decyzję o rozpoczęciu prac nad rozwojem LTE/SAE (Long Term Evolution/Service Architecture Evolution). Celem inicjatywy, którą poparły już Alcatel--Lucent, Ericsson, NEC, NextWave Wireless, Nokia, Nokia Siemens Networks oraz Sony Ericsson, jest przyspieszenie prac nad wdrażaniem systemów LTE/SAE na świecie, w czym ma pomóc m.in. zwiększenie środków finansowych na rozwój tej technologii. Firmy telekomunikacyjne, biorące udział w przedsięwzięciu, będą mogły w przyszłości oferować atrakcyjniejsze warunki wykorzystywania praw autorskich i intelektualnych (IPR) do rozwiązań LTE/SAE na zasadach podobnych do przyjętej w biznesie formy FRAND (licencjonowanie kluczowych patentów w sposób uczciwy i niedyskryminujący). Kolejni gracze, chcący przyłączyć się do inicjatywy w późniejszej fazie jej rozwoju, zostaną zobligowani do poniesienia nieco większych kosztów (proporcjonalnie do stanu prac nad technologią komórkową).

Aby wspomóc szybszą adaptację LTE/SAE na świecie, spółki zgodziły się m.in. na wypracowanie sztywnej polityki cenowej odnośnie do terminali odbiorczych (np. w przypadku telefonów komórkowych LTE poszczególnych dostawców różnice w cenach mają nie przekraczać kilku procent, podobna sytuacja ma dotyczyć modułów dołączanych do laptopów). Wsparcie w tym względzie zadeklarowali również najwięksi światowi operatorzy, m.in.: Verizon, Vodafone, China Mobile, NTT DoCoMo i T-Mobile.

Femtokomórkowa ofensywa

Femtokomórkami nazywane są ministacje bazowe, które działają analogicznie do punktów dostępowych Wi-Fi. Urządzenia podłączane są do szerokopasmowego łącza firmowego i umożliwiają bezprzewodowy dostęp do sieci realizowany jednak na częstotliwościach 2G (GSM) i 3G (UMTS). Analitycy prognozują, że bieżący rok może być przełomowy pod względem popularyzacji tego typu rozwiązań. Ze zleconych przez Motorolę badań, przeprowadzonych w sześciu europejskich krajach przez ABI Research, wynika, że znaczna część użytkowników zainteresowana jest femtokomórkami. Wśród najważniejszych korzyści ze stosowania tych urządzeń wymienia się: lepszy sygnał komórkowy w terminalu, możliwość korzystania z jednego telefonu w firmie i poza nią (oszczędności), poprawę jakości połączeń oraz niższe koszty rozmów przeprowadzanych z firmy lub domu. Okazało się, że z grupy ankietowanych to właśnie Polacy są najbardziej otwarci na technologię femtokomórek - 67% respondentów zadeklarowało zakup tego urządzenia w naszym kraju, w Hiszpanii 62%, we Włoszech 61%, we Francji 34%, w Wielkiej Brytanii 34%, a w Niemczech 33%.

Dotychczas operatorzy dość sceptycznie odnosili się do femtokomórek, przede wszystkim ze względu na brak jednolitego standardu definiującego ich dane techniczne. Korzystali na tym producenci, wprowadzając na rynek swoje rozwiązania, które - jak się okazało - nie do końca odpowiadają wymaganiom operatorów.

W połowie br. między operatorami a dostawcami sprzętu telekomunikacyjnego, zebranymi wokół Femto Forum (w którego skład wchodzą tacy giganci, jak: Alcatel--Lucent, AT&T, BT, Cisco, Ericsson, Sagem, Samsung, Vodafone czy ZTE) i 3GPP doszło jednak do porozumienia. Zaakceptowany przez wszystkie strony protokół "Iu-h" zawiera wytyczne dotyczące produkcji i użytkowania femtokomórek. Definitywne zakończenie prac nad nim planowane jest na grudzień br.

"Iu-h" definiuje sposób, w jakim femtokomórki (nazywane też "Home NodeBs" - domowymi stacjami przekaźnikowymi) mają zestawiać połączenia na styku sieci internet - 2G, 3G. Jak twierdzą analitycy, standard zachęci operatorów do zainteresowania się femtokomórkami, tym bardziej że to oni mogą na tym najwięcej zyskać (sprzedaż zaawansowanych telefonów komórkowych, przywiązanie użytkowników do swojej sieci, oferowanie usług multimedialnych szerokiej grupie klientów itp.). Dodatkowym argumentem "za" jest także fakt, iż produkowane urządzenia będą mogły być aktualizowane czysto programowo, co zminimalizuje koszty operatorów chcących dostosować je do uwarunkowań swoich sieci.

Jednym z ciekawszych rozwiązań, jakie pojawiło się w ostatnim czasie, integrującym nowoczesne technologie bezprzewodowej łączności, jest produkowany przez angielską firmę picoChip układ PC302. Może on obsłużyć do czterech użytkowników femtokomórki (jako punkt dostępowy), wspierając jednocześnie HSDPA (do 14 Mb/s) i HSUPA (do 5,6 Mb/s). PC302 ma wszystkie algorytmy szyfrowania i uwierzytelniania użytkowników, definiowane w specyfikacji "Iu-h", przeszedł także weryfikację przez Femto Forum. Eksperci picoChip twierdzą, że opracowany układ jest stosunkowo tani i przyczyni się do dalszej popularyzacji femtokomórek, szczególnie w zastosowaniach biznesowych.