Esperienze di trial WiMAX in Telecom Italia

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1 Belluno, 23 novembre 2007 Esperienze di trial WiMAX in Telecom Italia Technology - Tilab VALERIO PALESTINI

2 Wireless Broadband technologies evolution 2003/4 2005/6 2007/8 2009/ / /14 WiMax Fixed WCDMA HSDPA WiMax Mobile Enhanced UL 3GPP UMTS Evolution Path LTE Higher BW / Peak Rates Spectrum flexibility Evolution HSPA-Evolution 5 MHz BW 4G IMT-Advanced 2

3 WiMAX and application requirements IEEE Fixed WiMAX Suitable for Broadband Wireless Fixed and/or Nomadic Services and Applications IEEE Mobile WiMAX Suitable for Mobile Services and Applications Not specifically conceived for Fixed/Nomadic Services 3.5 GHz spectrum 2.5 GHz spectrum Broadband Wireless Fixed and/or Nomadic Services and Applications Not specifically conceived Mobile Services and Applications Not suitable for full coverage 3

4 WiMAX: Copertura vs throughput Gli standard WiMAX prevedono l AMC (Adaptive Modulation and Coding), a seconda della qualità del segnale viene selezionata una modulazione più robusta (es. QPSK) ma meno performante o viceversa (es. 64QAM). Di conseguenza all aumentare della distanza dalla stazione trasmittente, diminuisce il throughput. In generale il throughput (che è condiviso) ed il raggio di copertura di una singola cella dipendono da numerosi fattori: Frequenza di lavoro (es. 2.5 vs 3.5 GHz) Banda del canale (es. 3.5 vs 7 MHz) Potenza trasmessa (i sistemi arrivano fino a 100 W EIRP, ma ci sono limiti sulle emissioni, es. 4 W per la sperimentazione WiMAX fisso ) Propagazione, es. in visibilità (LOS) o in presenza di ostacoli (NLOS) QPSK ½ QPSK ¾ 16QAM ½ 16QAM ¾ 64QAM 2/3 64QAM ¾ QPSK 64QAM 16QAM 4

5 Alcuni impegni di Telecom Italia sul fronte WiMAX TI Technology Partecipazione agli standard Sviluppo strumenti per valutazione prestazioni (simulazione) Posizionamento delle tecnologie Posizionamento dei vendor (RFI) Sperimentazioni in laboratorio e in campo Altre funzioni aziendali Marketing Regolatorio. 5

6 Opportunità di sperimentazione in Italia Audizioni pubbliche presso il Ministero delle Comunicazioni per valutazione dell interesse su WiMAX: novembre 2004 Call for proposal del Ministero/FUB per una sperimentazione di tipo tecnologico a carattere non commerciale: febbraio 2005 Circa 70 domande presentate (dai costruttori): 15 giugno 2005 Inizio ufficiale sperimentazioni: 1 luglio 2005 Fine prevista: 31 dicembre 2005 Estensione: 30 giugno 2006 Convegno FUB sui risultati: giugno

7 Alcuni dati tecnici Le frequenze, assegnate ai costruttori in via temporanea per la sperimentazione, sono comprese nella banda GHz Le coppie di canali FDD assegnate hanno una larghezza di banda di 3.5 MHz La potenza trasmessa è limitata a 4W (36 dbm) EIRP 7

8 Prove effettuate (entrambe le sperimentazioni) Prove di laboratorio Prove in campo Caratteristiche radio (potenza ricevuta, modulazione, ) Traffico UDP UL/DL Trasferimento file ftp download e upload VoIP con e senza video Streaming video UL/DL 8

9 Scenario del trial ai Due Laghi Comunità montana BS Angera 9

10 Dislocazione dei siti di misura 10

11 Il sito di Angera (BS) Potenza trasmessa all ingresso dell antenna: 20 dbm EIRP: 36 dbm Altezza traliccio 36 m 11

12 Le stazioni periferiche Installazioni fisse Fosseno (hotel) Municipio di Pisano Collegamento instabile Arona, centrale TI (vedi foto) Collegamento non possibile Installazione sul veicolo 12

13 Test di connettività: esempio di profilo di tratta (sito 9) 13

14 Scenario del trial a Torino 14

15 Siti utenti Vista dell urbanizzato U5 3 km U1 2,2 km U1 1,3 km U2 1,9 km U3 1 km TILAB 15

16 Gli apparati in prova (1/2) Stazione Base Amplificatore (ODU - OutDoor Unit) e antenna della Stazione Base 16

17 Gli apparati in prova (2/2) CPE nelle tre possibili configurazioni (fonte Siemens) con antenna desk top (10 dbi) con antenna stilo (2 dbi) con antenna outdoor (pannello) (18 dbi) 17

18 Installazione presso TILAB (BS) Potenza trasmessa 36 dbm Altezza traliccio 80 m 18

19 Le stazioni periferiche presso gli utenti 19

20 La stazione periferica montata nel Laboratorio mobile Antenna CPE Computer applicativi & sistema di gestione out of band 20

21 Siti presso la collina Vista della tratta SUPERGA 8,3 km COLLE DELLA MADDALENA 9,9 km TILAB 21

22 Test di connettività: esempi di dettaglio (area urbana) (02 di 02) 22

23 Test di connettività: esempi di dettaglio (area collinare) (01 di 02) - 67,3-59,1-80,1 23

24 Misura di Throughput: esempio (I) WiMAX BS CPE Throughput UDP Mbit/s 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Misura di throughput: DL QAM 3/4 P in a BS BPSK1/2 QPSK1/2 16 QAM 1/2 64 QAM 2/3 64 QAM 3/4 24

25 Verifica delle prestazioni Utilizzo del servizio di videochiamata Risultati di una video chiamata realizzata presso l utente (5) Servizio di Videochiamata Throughput [bytes] Time [s] 25

26 Alcune considerazioni Alla frequenza di lavoro utilizzata (3.5 GHz), la propagazione è particolarmente sensibile agli ostacoli. In ambiente rurale, per distanze superiori a qualche km, la linea di vista (LOS) deve essere considerata un requisito fondamentale. In ambiente urbano la propagazione, prevalentemente in NLOS, non consente l utilizzo di antenne di tipo plug-and-play in indoor; si rende necessario il ricorso ad antenne esterne. Le considerazioni precedenti sono ovviamente condizionate dalla potenza massima imposta dal Ministero per la sperimentazione (EIRP 36 dbm). I valori di throughput misurati non superano, nelle migliori condizioni propagative e con la modulazione più performante (64QAM), i 10 Mbit/s; in questo caso la limitazione è imposta dalla canalizzazione (3.5 MHz). 26

27 Belluno, 23 novembre 2007 Technology - Tilab VALERIO PALESTINI Grazie 27