LTE, la nuova frontiera

L'industria sta sperimentando da tempo l'LTE

E-TACS, GSM, UMTS, HSDPA: la telefonia mobile ci ha abituato ad una pletora di sigle sempre diverse e che si susseguono rapidamente. Questi cambiamenti, ben lungi dall'essere solo di facciata, hanno comunque portato ogni volta a miglioramenti effettivi delle prestazioni dei vari sistemi in modo da assecondare la fame di bitrate dei nuovi servizi, in ogni parte del globo.

Il futuro, più o meno prossimo (i tempi di queste tecnologie sono rapidissimi) si chiama LTE (Long Term Evolution) e promette performance molto interessanti. La necessità di un cambio di marcia tecnologico nasce dalla constatazione – enunciata già nel 2004 - che le tecniche 3G e derivate non permetteranno di superare la velocità teorica in download di 42 Mbps. Questo limite, in sé per nulla disprezzabile, è valicabile solo con un cambio di marcia tecnologico.

LTE ha un overdrive costituito da una serie di sofisticati accorgimenti tecnici che potrebbero permettere rates di picco in download pari a ben 300 Mbps mentre per l'upload si parla di 75 Mbps. Si tratta di un protocollo modulare in grado di usare larghezze di banda comprese fra 1,4 e 20 Mhz, a seconda delle esigenze e degli impianti (oltreché degli abbonamenti).

Le prestazioni massime sono ottenute lavorando a 20 Mhz ma “accontentandosi” di larghezze di banda inferiori si potrà comunque godere di una velocità di download pari a circa 10 Mbps. Questi dati teorici vanno ovviamente diminuiti per tenere conto della banda "persa" per la correzione degli errori e del carico costituito dalla presenza di più cellulari nella stessa cella. Il dato effettivo è comunque apprezzabile, variando da 1,9 a circa 48 Mbps in download a seconda della tecnologia adotatta.

I bitrate effettivi di LTE sono molto alti

Senza addentrarci in aspetti troppo tecnici possiamo dire che queste prestazioni scaturiscono dalla combinazione di una modulazione OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) e dall’uso di tecniche MIMO (Multiple In Multiple Out) fino alla classe 4 x 4, ossia con 4 trasmettitori e 4 ricevitori in parallelo.

L’efficienza spettrale – grandezza che quantifica il bitrate trasmesso per ogni Hz della portante – è molto alta ed è quantificabile in circa 2 bps/Hz in download. Anche il tempo di latenza previsto, compreso fra i 10 ed i 100 millisecondi, è molto migliore rispetto a quanto permesso dagli attuali network UMTS e HSPA e permetterà un'ottima qualità del servizio.

LTE è poi molto “robusto” nei confronti delle riflessioni parassite e permette inoltre di mantenere un bitrate elevato anche allontanandosi dal centro della cella, permettendo ad un maggior numero di utenti di usufruire di servizi di alta qualità.

L'architettura dell'LTE permette poi una migrazione relativamente facile dalle preesistenti reti 3 e 3,5G e Motorola, per esempio, propone infrastrutture che permettono addirittura la coesistenza con reti GSM senza che l'utilizzatore avverta la transizione fra i due standard. La cosa può consentire ad un paese in via di sviluppo di fare il salto all'LTE anche senza aver sviluppato precedentemente una rete 3G.

Il nuovo standard permette anche la creazione di infrastrutture SON (Self Organizing Networks), reti intelligenti in grado di ottimizzarsi e configurarsi da sole in funzione del numero degli utilizzatori, delle interferenze, del carico e di molte altre condizioni di contorno. La questione è tutt'altro che banale, dato che i costi operativi possono erodere quote significative dei margini degli operatori di rete.

Un altro sviluppo possibile dei network LTE è il funzionamento a divisione dei tempi (TD), ottenibile facendo lavorare diversamente la stessa sezione a radio frequenza. Questa modalità, pur aumentando leggermente il tempo di latenza, permette una migliore fruizione di contenuti video in streaming, una delle killer application del settore. Per capire l'importanza di questi sviluppi basta pensare, per esempio, a Youtube.
La trasmissione a divisione di tempo permette prestazioni migliori con lo streaming video

Le premesse, come si vede, sono buone e le manifestazioni d'interesse per questo protocollo proseguono a ritmo sostenuto, coinvolgendo anche, per esempio, l'India, la Russia e diversi operatori dell'America Latina.

La vecchia Europa e l'Estremo Oriente sono a buon punto sulla strada del 4G, con operatori e costruttori come Tim, Vodafone, Kyocera, LG, Ericsson e Nokia molto avanti nel campo dei prodotti consumer e delle infrastrutture.

LTE si diffonderà gradualmente in tutti i settori

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