Kan det trådløse spekteret følge med på bruk av smarttelefon?

Celletårn

I forrige uke publiserte CTIA (handelsgruppen for amerikansk trådløs telekommunikasjonsindustri) resultatene av sin halvårlige undersøkelse av vanene til amerikanske abonnenter. Ikke overraskende viser undersøkelsen at databruk har økt siden forrige undersøkelse. Men hvor mye vokste det og hvordan binder det seg inn i det trådløse spekteret?



I følge CTIA , Amerikanere har brukt 866,7 milliarder megabyte (866,7 petabyte) data over mobile datanettverk i løpet av 2011. I 2010 brukte amerikanerne 388 milliarder megabyte - en vekstrate på 123%. Økningen var et direkte resultat av 43% flere smarttelefoner i aktiv tjeneste i 2011, et stort flertall av dem med dataplaner. Det var totalt 331,6 millioner forbindelser aktive i 2011, opp fra 311 millioner i 2010.



Men hva betyr dette når det gjelder spektrum? Akkurat nå ser det ut til at de store nettverkene i stor grad takler strømmen av trådløs bruk. Vi har imidlertid allerede begynt å se nedbrytning i noen nettverk. I oktober 2011 begynte Sprints eget CDMA2000-nettverk å lide alvorlig i nettverksytelsen på grunn av at iPhone 4S ankom Sprint. IPhone 4S utløste en massiv tilstrømning av nye smarttelefonabonnenter, noe som satte belastningen på nettverket i mer folkerike områder.



SpektrumbølgerMindre operatører som MetroPCS, Cricket og U.S. Cellular har fått fart på planene deres om å migrere til LTE for å maksimere effektiviteten til mindre spektrum båndbredder de bruker. Selv før økningen i smarttelefonabonnenter, hadde disse nettverkene ikke like høy ytelse som Verizon, AT&T og T-Mobile.

Årsaken er fordi hvert celletårn bare kan håndtere så mange tilkoblinger og datastrømmer før det maksimeres. For eksempel har LTE et forhold på 200 tilkoblinger per 5 MHz båndbredde per celle. Sprint, MetroPCS, Cricket og andre små transportører bruker 5 MHz båndbredder for nettverkene sine, noe som betyr at hvis det er flere abonnenter i et gitt område dekket av en celle, så forringes kvaliteten på tjenesten for alle abonnenter til en av to ting skjer : enten er celleområdet krympet og flere celler er installert, eller båndbredden for cellen forstørres til 10MHz eller 20MHz. Dette er grunnen til at AT&T og Verizon foretrekker å ha 10MHz eller 20MHz blokker tilgjengelig for LTE i stedet for 5MHz. Det blir mindre kostbart å distribuere nettverksteknologien med større båndbredder.



På grunn av den begrensede mengden spekter som er tilgjengelig for transportører, blir det første alternativet vanligvis implementert. Det fungerer fordi befolkningen er effektivt delt opp og belastningen fordeles jevnere. Imidlertid er det dyrt - langt dyrere enn å skaffe seg mer spektrum. Det er her 'spektrumkrisen' kommer fra. 2G GSM, iDEN, WCDMA (HSPA +) og CDMA2000 er alle langt mindre effektive enn LTE. For eksempel har WCDMA rundt en tredjedel av kapasiteten til LTE per celle. 2G GSM, iDEN og CDMA2000 er verre.



Det er imidlertid vanskelig og dyrt å oppgradere og overføre alle til en ny nettverksteknologi. Selv om det lønner seg mer på mellomlang til lang sikt, er kortsiktig effekt ganske forferdelig. Verizon Wireless er den eneste operatøren som kommer nær denne strategien, men det stopper ikke med å tvinge abonnenter til å flytte til LTE-enheter. De fleste transportører tar en langsommere tilnærming som involverer år med overgangstid. På den måten kan de forskyve nettverksoppgraderingen og redusere den umiddelbare suksessen til fortjenesten.

T-Mobile re-farming spektrum



Foreløpig ser nettverkene ut til å være greie med dagens nivå av databruk. Imidlertid databruk vil stige og bærere trenge for å få abonnenter til å migrere til nyere, mer effektive nettverksteknologier for å bedre utnytte spektrumbeholdningen . Dette betyr å tilby enheter som støtter alle frekvensbåndene som er lisensiert til transportøren for LTE i stedet for bare det ett eller to båndene som for øyeblikket brukes. U.S. Cellular har tatt denne tilnærmingen med sine LTE-enheter. Alle er quad-band LTE, og støtter alle frekvensbånd som U.S. Cellular er lisensiert til over hele landet. Det indikerer også at U.S. Cellular vil være aggressiv ved å erstatte sitt eldre CDMA2000-nettverk med LTE etter at en betydelig prosentandel av abonnentene har LTE-enheter.

MetroPCS har allerede fullt ut brukt denne strategien og vil sannsynligvis begynne å slå av CDMA2000 når den kan tilby LTE-enheter under $ 100 og har Times (Voice over LTE) støttes på alle LTE-enheter.



Når det gjelder fremtiden? Vi kan bare håpe at transportørene klarer å arbeide proaktivt for å unngå eller redusere problemet. Anskaffer spektrum ser ut til å være den store tingen akkurat nå , men det kan ikke være den eneste løsningen. Spektrum er en begrenset ressurs. Når den er utmattet, vil transportører måtte komme med mer kreative måter å håndtere problemet på. Det ville imidlertid sannsynligvis være en bedre idé å benytte mer kreative løsninger før mengden tilgjengelig spektrum når null.