Tag archief: 4G

Ontwikkeling mobiele telecommunicatie cq zendmasten (ATF / NMT / KERMIT / GSM (2g) / GPRS (2,5g) / UMTS (3g) / Wimax / UWB/ LTE (4g))

Ontwikkeling van mobiele communicatie

De eerste ‘mobiele telefoon’ De Nederlandse geschiedenis van de mobiele (tele)communicatie gaat terug naar eind jaren dertig van de vorige eeuw. Halverwege dit decennium startte de toenmalige PTT met de ontwikkeling van draadloze communicatie. Wanneer proeven met deze techniek succesvol blijken, wordt eind 1939 de eerste mobiele telefoon, met de type-aanduiding DR38, gepresenteerd door de Nederlandse Seintoestellen Fabriek uit Hilversum. Vanaf dat moment zijn gesprekken mogelijk tussen mobiele toestellen onderling en tussen mobiele en vaste bestemmingen. Uiteraard was hiervoor wel de tussenkomst van een telefoniste vereist. Overigens betekende mobiel toen zeker niet draagbaar, maar wel verplaatsbaar. De apparatuur was bedoeld voor inbouw in auto’s. Eind jaren veertig wordt dan de start gemaakt met het Openbaar Landelijk Net (OLN). Er is dan sprake van een landelijk telefoonnetwerk, beter vergelijkbaar met mobilofonie, met twee kanalen. Bellen geschiedt volgens de simplex-methode (er kan maar één partij tegelijk spreken) en er is nog steeds tussenkomst van een telefoniste nodig om de verbinding tot stand te brengen. Dit OLN-netwerk wordt later nog uitgebreid tot 8 kanalen en zal nog tot halverwege de jaren tachtig in dienst blijven.
ATF (1e generatie)
Er gaan enkele decennia voorbij voordat er sprake is van echte mobiele telefonie. In maart 1980 wordt het eerste echte AutoTeleFoonnetwerk, het ATF-1 netwerk, in gebruik genomen. De klant kan dan kiezen uit twee, in de auto in te bouwen toestellen: de Pollux en de Castor. Het net heeft echter een aantal beperkingen en kent nog uitsluitend zakelijke gebruikers. Door de grote belangstelling wordt besloten tot de invoering van een tweede ATF-net, gebaseerd op het Scandinavische NMT-concept. Dit net heette het ATF-2 net en wordt in januari 1985 in gebruik genomen. Met het ATF-2 netwerk wordt tevens een nieuw mobiel toestel geïntroduceerd, wat ditmaal ook echt mobiel is. Deze toestellen, de CARVOX 2450-serie, kunnen namelijk ook buiten de auto worden meegenomen. Echt klein waren deze toestellen nog niet, als gevolg van de grote accu die eraan verbonden was. Het zal nog tot eind jaren tachtig duren voordat de eerste zaktoestellen verschijnen. Dan is ook inmiddels het ATF-3 netwerk in gebruik genomen. Dit NMT-netwerk is landelijk dekkend en zal tot eind 1999 operationeel zijn. Vanaf dat moment worden de toestellen ook gewoon mobiele toestellen genoemd.
Tussenvorm: de Kermit In de negentiger jaren wordt er ook nog korte tijd gewerkt met DECT technologie als semi-mobiel netwerk, het CT2-netwerk. Dit netwerk werd bekend door de in mei 1992 geïntroduceerde “Kermit’-toestellen (later ‘greenhopper’ genoemd), waarmee binnen zogenaamde ‘Greenpoints’ gebeld kon worden. Er werden circa 5000 van deze basisstations geplaatst, waarbij binnen een straal van 150 meter mobiel uitgaand gebeld kon worden. De Kermit-houder kon zelf niet via een greenpoint worden gebeld, wat een groot nadeel was. Voordeel was echter dat de Greenhopper ook in huis, in combinatie met een basisstation, goed kon worden gebruikt. In 1996 wordt de actieve verkoop van de dienst gestaakt tot op 1 januari 1999 de dienst, die op het hoogtepunt ruim 50.000 klanten heeft, wordt stopgezet. Prijs en techniek zijn dan voorbijgestreefd door de analoge autotelefonienetwerken met redelijk goedkope abonnementsvormen.
GSM (2e generatie)
Global System for Mobile communications is momenteel de meest gebruikte (wereldwijd ruim 500 miljoen abonnees) mobiele communicatietechnologie. GSM, in het begin ook wel ATF-4 genoemd, is de opvolger van de analoge ATF- netwerken, die inmiddels (sinds 1999) zijn uitgefaseerd. De ontwikkeling van GSM startte begin jaren tachtig en tien jaar later, in 1992, worden de eerste netwerken in gebruik genomen. Groot voordeel van GSM is de mogelijkheid tot roaming tussen netwerken. Dit houdt in dat de abonnee bereikbaar blijft wanneer deze buiten het dekkingsgebied van de eigen operator komt (en daarmee in het dekkingsgebied van een andere aanbieder, bijvoorbeeld in het buitenland). Voor roaming tussen netwerken moeten echter wel afspraken zijn gemaakt tussen de verschillende aanbieders. In Nederland opereren momenteel 5 aanbieders van GSM-netwerken, ieder met hun eigen netwerk. De (landelijke) dekking varieert per aanbieder. Met de invoering van GSM werd ook het GSM-toestel gemeengoed.

Toepassingen: Voornaamste toepassing van GSM is spraak, terwijl SMS (Short Message Service) veel wordt ingezet om korte tekstberichten te verzenden (per 1 januari 2001 werden zo wereldwijd ruim 15 miljard berichten per maand verzonden). Voor gebruik van internet via GSM zijn sinds kort WAP (Wireless Application Protocol)-diensten geïntroduceerd. De datacapaciteit van GSM bedraagt momenteel 9,6 kbps, waardoor WAP niet kan worden vergeleken met het internet wat we gewend zijn via de PC. WAPHet Wireless Application Protocol. Protocol wordt gebruikt over het GSM-netwerk voor sub-internet toepassingen. WAP-gebruikers moeten voor iedere communicatiesessie connectie opbouwen en inloggen op het mobiele WAP netwerk. Beperkte content, te laat beschikbaar zijn van toestellen en trage inlogprocedures hebben, in combinatie met te hooggestelde verwachtingen, gezorgd voor het (vooralsnog) mislukken van deze dienst. Ook de trage (9,6 kbps) verbindingen dragen niet bij aan een snelle acceptatie van deze diensten.
GPRS (2,5e generatie)
General Packet Radio Services is een pakket geschakelde datacommunicatiedienst, die is gebaseerd op GSM technologie. Data wordt in packets over gelijktijdig beschikbare tijdsloten verzonden. Theoretisch kunnen maximaal 8 tijdsloten (toestelafhankelijk) gelijktijdig worden ingezet, waarbij een, eveneens theoretische, bandbreedte mogelijk is van circa 100 kbps. In de praktijk, die afhangt van de gebruikte (in de markt beschikbare) toestellen en het netwerkverkeer, zal echter hooguit een bandbreedte van 28 kbps worden gehaald. Voor de goede orde: dit is slechts de helft van de snelheid die we tegenwoordig standaard over onze analoge telefoonlijn kunnen behalen. Dit terwijl de verwachtingen in de markt, niet in de laatste plaats aangewakkerd door de operators zelf, hooggespannen zijn. Tegenvallende performance kan, evenals de beschikbaarheid van voldoende en hoogwaardige toestellen, voor de acceptatie van GPRS een groot risico vormen. ‘Always on’GPRS werkt volgens het zogenaamde ’Always-on’-principe. Dit houdt in dat de mobiele dataconnectie altijd online en dus zonder inloggen, beschikbaar is. Dit is een van de grootste voordelen boven het huidige mobiele internet dat met WAP over GSM wordt geboden. Kosten De kosten voor mobiel internetten over GPRS worden, in tegenstelling tot Wappen via GSM waar men op ‘airtime’ wordt afgerekend, bepaald op basis van verzonden informatie. Tarieven zoals die momenteel voor GPRS worden geschetst zullen echter een grote invloed hebben op de acceptatie van deze techniek. De kosten voor deze dienst is afhankelijk van welke provider men kiest. Klik hier voor abonnementen en tarieven!Status GPRS is inmiddels in Nederland geïntroduceerd door de grotere operators. De eerste testen en pilots die zijn uitgevoerd zijn naar redelijke tevredenheid verlopen. Een zeer belangrijke factor voor een geslaagde invoering van GPRS als mobiele technologie is de snelheid waarmee UMTS wordt uitgerold. Is dit, zoals de operators op dit moment nog aangeven, binnen twee jaar, dan zal GPRS slechts een korte fase beslaan tussen GSM en UMTS. Tekort om al te grote investeringen te kunnen terugverdienen. Wordt echter UMTS een langere termijn scenario – een steeds meer gehoorde verwachting ligt in de buurt van 4 jaar – dan liggen er meer kansen voor GPRS. Momenteel weet alleen nog niemand hoe het werkelijk zal lopen. Dit maakt de investeringsbereidheid (nieuwe handsets zijn nodig) bij de potentiële gebruikers er echter niet groter op. Ook dit is dus weer een factor die sterk bepalend zal zijn voor de acceptatie van GPRS als mobiele data oplossing. Toepassingen GPRS moet zijn afnemers vinden onder de groepen waarvoor mobiele dataverkeer belangrijk is. Naast het voeren van de agenda, verzenden en ontvangen van e-mail en het raadplegen van adres/telefoonboeken, wordt veel verwacht van koppelingsmogelijkheden met de intranetomgeving van het bedrijf. Ook zullen er internet portals worden ontwikkeld voor GPRS-gebruikers die de vraag naar GPRS moeten doen toenemen.
UMTS (3e generatie)
Het Universal Mobile Telephone System is de gedoodverfde opvolger voor GSM telefonie. UMTS is, evenals GPRS, bedoeld als mobiel datanetwerk, waarbij data middels packets wordt verzonden. UMTS zal echter een grotere datacapaciteit hebben dan GPRS, in theorie 2Mbps. Vooralsnog wordt echter gestuurd op 64 kbps. Vergroting van de bandbreedte zal leiden tot de noodzaak om het aantal opstelpunten te vergroten. UMTS is dan ook een fijnmazig mobiel netwerk vergeleken bij GSM en GPRS. Status Hoewel er nog geen concrete planning is voor commerciële invoering in Nederland, wordt nu aangenomen dat dit niet voor 2004 zal gebeuren. Wel zijn door de operators al planningen gemaakt en partners geselecteerd voor de uitrol van de netwerken. In Japan zal NTT-DoCoMo het voortouw nemen. De geplande introductie van UMTS is daar op dit moment echter al met drie maanden uitgesteld tot dit najaar. Problemen met roaming zouden volgens de laatste berichten de oorzaak van het uitstel zijn. Vanzelfsprekend zal DoCoMo-partner KPN de uitrol en invoering in Japan met grote interesse van dichtbij volgen. In Europa is een groot risico genomen door de verkoop van licenties door verschillende overheden, wat de gezamenlijke operators circa 110 miljard euro heeft gekost. Voor deze operators brengen deze kosten grote financiële risico’s met zich mee en bovendien legt het financiële beperkingen op aan het ontwikkelen van nieuwe technieken en toepassingen. Inmiddels wordt dan ook openlijk de vraag gesteld of deze gelden met UMTS ooit zullen worden terugverdiend. Deze gang van zaken kan ook een reden vormen om de ontwikkeling van volgende generaties mobiele netwerken op de lange baan te schuiven. De operators hebben nogal wat investeringen terug te verdienen met deze netwerken. Naast de astronomische bedragen die zijn betaald voor de licenties, vergt ook de uitrol van de netwerken nog forse investeringen. Voor landelijke UMTS-dekking zijn minimaal 5000 lokale opstelpunten nodig. Vergroting van de beschikbare bandbreedte vergt nog meer opstelpunten. Verschillende operators onderzoeken nu de mogelijkheden om gezamenlijk netwerken uit te rollen en dus de netwerkkosten te minimaliseren.
UWB/ LTE (4e generatie)
Ultra Wide Band is een draadloze datatechnologie van de vierde generatie (4G). Deze techniek maakt gebruik van zeer breedbandige pulsverzending in plaats van de draaggolven die we kennen van GSM, radio en TV. Door in zeer korte tijd (minder dan één miljoenste seconde) breedbandig een stroom pulsen te verzenden is het mogelijk extreme capaciteiten te realiseren. De eerste proeven zijn al geruime tijd geleden gehouden. Met deze technologie zijn (volgens de huidige begrippen) extreme bandbreedtes mogelijk, in theorie zelfs tot 1 Gigabit (!) per seconde. Deze technologie wordt inmiddels gebruikt in het Amerikaanse leger. Een van de aanbieders van UWB is het Amerikaanse bedrijf Time Domain, waar men denkt binnen afzienbare tijd een gegarandeerde snelheid van 40 Mbps te kunnen afgeven. Eind vorig jaar heeft Time Domain voor een groep telecomdeskundigen een eerste demonstratie gegeven in Europa. General Electric, Sony, Siemens zijn slechts enkele van de grote partijen die zich inmiddels hebben ingekocht bij Time Domain. De kans dat deze techniek op korte termijn grootschalig zal worden ingezet is klein. Enerzijds zullen de huidige telecomoperators absoluut geen haast hebben om UMTS te vervangen door een vierde generatie mobiele oplossingen, immers, de mega-investeringen in UMTS moeten eerst worden terugverdiend. Anderzijds is het zeer de vraag of nieuwe partijen als Time Domain hun producten aan de man kunnen brengen wegens de overheidsregels. Het ligt namelijk zeer voor de hand dat de overheden, die voor veel geld UMTS frequenties hebben geveild, hun licentiehouders zullen beschermen teneinde ze in staat te stellen deze enorme bedragen weer terug te verdienen. Hiermee wordt eens te meer weergegeven welke risico’s aan deze manier van frequentietoekenning voor de mobiele sector zijn verbonden. Kortom, commerciële toepassing van UWB technologie zal waarschijnlijk nog een jaar of tien op zich laten wachten. Op langere termijn zullen op UWB-gebaseerde technieken echter grote kans maken, vooral wanneer de behoefte aan het verzenden van grote hoeveelheden data toeneemt, hetgeen wel valt te verwachten.