LTE kształtuje rynek urządzeń mobilnych, ich podzespołów oraz infrastruktury sieciowej

Według IHS iSuppli w 2013 liczba użytkowników sieci LTE sięgnie prawie 200 mln, czyli wyniesie o blisko 115% więcej niż w rok wcześniej. Wzrosty, średnio o 139% rocznie, będą również odnotowywane w kolejnych latach. Dzięki temu w 2016 roku z sieci w tym standardzie globalnie będzie już korzystać ponad 1 mld osób.

Światowa i stale rosnąca popularność sieci LTE, na rzecz których zrezygnowano z technologii WiMAX, niesie ze sobą wiele wyzwań. Równocześnie jednak taki obrót sytuacji jest szansą na rozwój w wielu dziedzinach technologii związanych bezpośrednio jak i pośrednio z łącznością bezprzewodową.

Wyzwania i innowacje

Przykładem tych pierwszych jest problem przydziału częstotliwości. W przeciwieństwie do sieci w technologii 3G, dla których globalnie zarezerwowano kilka pasm częstotliwości, sieci LTE jak na razie na całym świecie mogą korzystać z aż 40 kanałów. Wpływa to na złożoność
urządzeń mobilnych.

Z drugiej strony w sieciach w standardzie Long-Term Evolution uzyskuje się bardzo małe opóźnienia transmisji w porównaniu z tymi charakterystycznymi dla sieci trzeciej generacji. Dzięki temu w tych pierwszych dostępna jest szeroka gama aplikacji, które dotychczas były całkowicie poza zasięgiem sieci 3G. Przykładem są: udostępnianie strumienia wideo na żywo, wideokonferencje, telefonia VoIP oraz gry online w trybie multiplayer.

Aby można z nich było w pełni korzystać, potrzebne są odpowiednio wyposażone urządzenia mobilne. W rezultacie w ostatnich latach równocześnie ze wzrostem popularności sieci LTE można było obserwować rozbudowę funkcjonalności urządzeń przenośnych, zwłaszcza smartfonów. Innowacje obejmowały głównie: procesory aplikacyjne, interfejsy użytkownika, w zakresie których postawiono przede wszystkim na wyświetlacze dotykowe, wbudowane kamery oraz oprogramowanie i mobilne systemy operacyjne.

Wzmacniacze mocy, dupleksery, przełączniki

Liczba abonentów sieci LTE systematycznie rośnie

Według IHS iSuppli boom na korzystanie z sieci w standardzie Long-Term Evolution wpływa również na rynek wyspecjalizowanych układów do budowy bloków transmisyjnych, takich jak wzmacniacze mocy, dupleksery oraz przełączniki. Dzięki temu, że obsługa łączności w sieci LTE jako uzupełnienie tej w sieciach 2G/3G staje się standardem, łączna wartość rynku wymienionych podzespołów z roku na rok będzie się stale zwiększać. Prognozowana jest zmiana z około 3,5 mld dol. w 2010 i nieco ponad 4 mld dol. w 2012, do prawie 5 mld. dol. w 2013 i ponad 5,5 mld dol. w 2016. Średni roczny wzrost w latach 2010-2016 mieścić się będzie w przedziale od 4 do 12%.

Największy udział w tym rynku będą miały wzmacniacze mocy. Tuż za nimi uplasują się przełączniki. W konstrukcji tych pierwszych głównym trendem będzie integracja funkcjonalności w zakresie obsługi wielu trybów pracy oraz wielu kanałów częstotliwości, która jest wymagana do sprawnego przełączania się między sieciami 3G a 4G. Może to skutkować zmniejszeniem się liczby wzmacniaczy mocy przypadających na jedno urządzenie oraz ich średniej ceny sprzedaży. Będzie to jednak kompensowane przez coraz większy popyt na urządzenia mobilne kompatybilne ze standardem LTE.

W przeciwieństwie do wzmacniaczy mocy liczba przełączników w pojedynczym urządzeniu będzie z kolei rosnąć. Na spadku popularności sieci 2G na rzecz tych trzeciej oraz czwartej generacji zyskają również producenci duplekserów. Warto przy tym zaznaczyć, że coraz powszechniej używane będą moduły PAD (Power Amplifier Duplexer). To, czy produkty zintegrowane się przyjmą, zależy w dużym stopniu od tempa rozwoju standardu LTE w przyszłości.

Inwestycje w infrastrukturę sieciową

Wydatki inwestycyjne na rozwój infrastruktury sieci LTE w 2013 roku znacznie wzrosły

Według IHS iSuppli wartość wydatków inwestycyjnych ponoszonych na infrastrukturę sieci komórkowych wzrośnie z nieco ponad 42 mld dol. w roku ubiegłym do prawie 45 mld dol. w 2013, czyli o około 5%. W kolejnym roku prognozowany jest dalszy wzrost o 2%, do blisko 46 mld dol., a w 2016 wartość tych inwestycji przekroczy już 47 mld dol.

W 2013 po raz pierwszy w historii na rozwój infrastruktury dla sieci LTE zostanie przeznaczona suma w porównaniu do innych technologii największa, wynosząca prawie 24 mld dol. Dla porównania jeszcze rok temu na ten cel wydano "zaledwie" 8 mld dol. Taki, aż trzykrotny, wzrost wydatków był konieczny, aby dostawcy usług sieciowych mogli sprostać wymaganiom klientów, których przybyło wielu w dość krótkim czasie. Największy wzrost natężenia ruchu w sieciach LTE odnotowano zwłaszcza w większych aglomeracjach, których mieszkańcy nie rozstają się ze smartfonami, tabletami czy komputerami.

Sieci heterogeniczne

W zakresie architektury coraz większą popularnością cieszą się sieci heterogeniczne, na które składają się komórki o różnym zasięgu. Przykładem są komórki typu metro, czyli stacje bazowe o małej mocy, której jednocześnie są w stanie obsłużyć od 100 do 200 użytkowników. Są one zazwyczaj wykorzystywane do "zapełniania dziur", czyli niewielkich obszarów będących dotychczas poza zasięgiem sieci, jak również poprawiają jakość transmisji w rejonach o większym natężeniu ruchu. Nadajniki metrokomórek są z reguły instalowane w miejscach publicznych, jak na przykład w centrach handlowych, na ulicach, słupach sygnalizacji świetlnej, stacjach kolejowych lub w metrze. Femtokomórki z kolei zapewniają dostęp do usług sieciowych wewnątrz budynku lub biura, jednocześnie dla kilku lub maksymalnie kilkudziesięciu abonentów. Dzięki takiej niejednorodnej strukturze zapewnione jest pełne pokrycie danego obszaru zasięgiem sieci oraz niezawodna obsługa dużego natężenia ruchu.

Odpowiedź producentów półprzewodników

Do budowy jednostek składowych sieci heterogenicznych niezbędne są komponenty zoptymalizowane pod kątem mocy obliczeniowej i poboru mocy. Dostawcy układów scalonych ze swej strony starają się odpowiedzieć na potrzebę rynku, dlatego w ich ofercie znaleźć można komponenty ułatwiające organizację stacji bazowych o mikrozasięgu. Przykładem są firmy Texas Instruments oraz Freescale Semiconductor, które na rynek metrokomórek przygotowały wyspecjalizowane pod tym kątem procesory sygnałowe. Inni dostawcy mają z kolei w asortymencie odpowiednio skalowalne układy SoC.

Monika Jaworowska