santosjj
2010-08-29, 04:18 AM
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE FIGURAS x
ÍNDICE DE TABLAS xiv
RESUMEN xx
1. CAPÍTULO 1: Introducción 1
1.1 Objetivos 2
Los objetivos que han sido planteados son los siguientes: 2
1.1.1 Objetivo general 2
1.1.2 Objetivos específicos 2
1.2 Metodología 3
2. CAPÍTULO 2: Evolución y tendencia de la Telefonía Móvil 4
2.1 Importancia de la movilidad en las telecomunicaciones 4
2.2 Incremento en la demanda de servicios móviles de datos 5
2.2.1 Evolución de los terminales móviles ante el aumento en la demanda de datos 7
2.2.1.1 El fenómeno del Teléfono Inteligente 8
2.3 Evolución de las comunicaciones hacia la banda ancha móvil 8
2.3.1 NGN como principio para evolucionar hacia la banda ancha 9
2.4 Evolución de las redes móviles por generación 11
2.5 Hacia la Cuarta Generación (4G) 12
2.5.1 Tecnologías de Cuarta Generación 15
2.6 Demanda mundial de acceso móvil 16
2.7 Tendencia en la demanda de datos en Costa Rica. 19
2.8 Comportamiento de la demanda de Telefonía móvil en Costa Rica 21
3. CAPÍTULO 3: Comparativo entre WiMAX y LTE 26
3.1 Generalidades de la Tecnología WiMAX 26
3.1.1 Despliegue de WiMAX en Costa Rica 26
3.2 Generalidades del estándar LTE 28
3.2.1 LTE-Advanced para IMT-Advanced 29
3.3 Comparativo técnicos entre LTE y WiMAX móvil 31
3.4 Interoperabilidad entre ambas tecnologías 33
3.5 Tendencia de los operadores por implementar LTE 34
4. CAPÍTULO 4: Redes de tercera generación como base para la evolución hacia LTE 36
4.1 Evolución de una red UMTS hacia LTE 36
4.2 Estructura de la red UMTS 37
4.2.1 UTRAN 37
4.2.2 Núcleo de red 40
5. CAPÍTULO 5: Estandarización y requerimientos técnicos de LTE según 3GPP 46
5.1 Motivo para la evolución de la arquitectura del sistema 46
5.2 Grupos de trabajo y la definición de especificaciones técnicas para LTE 47
5.3 Requerimientos 3GPP para LTE 49
5.3.1 Requerimientos relacionados con la capacidad 49
5.3.2 Requerimientos relacionados con el desempeño 50
5.3.3 Requerimientos relacionados con el despliegue de la red 51
5.3.4 Requerimientos para la arquitectura de E-UTRAN 52
5.3.5 Requerimientos para la administración del recurso de radio 53
5.3.6 Requerimientos relacionados con la complejidad de los sistemas 53
5.3.7 Requerimientos de protocolos y servicios 53
5.3.8 Especificaciones para la interoperabilidad con redes legadas 54
5.4 Estandarización más allá del Release 8 55
5.5 Generalidades de la Arquitectura LTE/SAE 56
5.6 Elementos generales de la arquitectura 57
5.7 Elementos particulares de la arquitectura 58
5.7.1 El eNodeB 58
5.7.2 Entidad de Gestión de la Movilidad (MME, Mobile Management Entity) 59
5.7.3 El SAE GW 61
5.7.3.1 Puerta de enlace de servicio (S-GW, Serving Gateway) 62
5.7.3.2 Puerta de enlace de Red de Paquetes de Datos (P-GW, Packet Data Network Gateway) 64
5.7.4 Funcionalidad de Políticas y de Cobro de Recursos (PCRF, Policy and Charging Resource Funtion) 65
5.7.5 Servidor de subscriptores locales (HSS, Home Subscriber Server) 66
5.8 Interfaces y protocolos en la configuración de la arquitectura básica del sistema 67
5.8.1 Interfaz LTE- Uu 67
5.8.2 Interface S1-MME 69
5.8.3 Interface S11 70
5.8.4 Interface S5/S8 72
5.8.5 Interface X2 74
5.8.6 Interface SGi 75
5.8.7 Interfaz S6a/S6d 76
5.8.8 Interface Rx 78
5.9 Arquitectura del Sistema E-UTRAN y las Redes de acceso legadas 80
5.9.1 Interconexión de la Arquitectura LTE con la infraestructura Legada 3GPP 80
5.9.2 Interconexión con la infraestructura legada 3GPP CS 83
5.10 Interconexión de la Arquitectura LTE con la infraestructura Legada No - 3GPP 84
5.10.1 Elementos adicionales para la interoperabilidad con nodos no 3GPP 85
5.10.1.1 Equipo de usuario 85
5.10.1.2 Núcleo de Paquetes Evolucionado (EPC) 85
5.10.2 Redes de acceso no 3GPP confiables 86
5.10.3 Redes de acceso no-3GPP no confiables 87
5.10.4 Principales elementos del Sistema para la Interconexión 87
5.10.4.1 Interfaces y protocolos para la interconexión del Sistema 88
6. CAPÍTULO 6: Aspectos de Radio de la tecnología LTE 90
6.1 Definición de la interfaz de radio 90
6.1.1 Tecnologías de acceso 90
6.1.1.1 OFDMA 90
6.1.1.2 SC-FDMA 92
6.1.2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 95
6.1.3 Elemento y el bloque de recursos 96
6.1.3.1 Transmisión en el enlace descendente 97
6.1.3.2 Técnica de transmisión enlace ascendente. 98
6.2 Modos de acceso y bandas de frecuencia LTE. 99
6.2.1 Modos de acceso 99
6.2.2 Bandas de frecuencia soportadas. 100
6.2.3 Ancho de banda de transmisión. 101
6.3 Capas y protocolos de radio utilizados en LTE. 102
6.3.1 Control de Enlaces de Radio (RLC) 104
6.3.2 Control de acceso a medios (MAC) 105
6.3.2.1 Canales lógicos y canales de transporte. 106
6.3.3 Capa Física 109
6.4 Estructura de la trama 115
6.5 Modulación 117
6.6 Flujo de datos 118
6.7 Estados del UE y conceptos de zona 119
6.8 Tasas de datos del usuario final, capacidades del UE 120
7. CAPÍTULO 7: Consideraciones del Espectro Radioeléctrico para LTE 123
7.1 Aspectos generales del espectro radioeléctrico 123
7.2 Actores involucrados en el manejo del espectro 123
7.3 Eficiencia espectral con LTE 124
7.4 Bandas de espectro asignadas para LTE 125
7.4.1 Bandas de frecuencia actualmente utilizadas para LTE 126
7.4.2 Aspectos a considerar a la hora de elegir la frecuencia de implementación 126
7.4.3 La opción del refarming como alternativa de implementación 130
7.4.3.1 La posibilidad del ICE de hacer refarming 130
7.5 Cantidad de espectro necesario para la implementación de LTE 131
7.6 Regulación y estado del espectro radioeléctrico en Costa Rica 132
7.6.1 Consideraciones sobre la segmentación de bandas de frecuencia de acuerdo a los estándares internacionales 132
7.6.2 Reasignación futura del espectro en Costa Rica para operadores de telefonía móvil 134
8. CAPÍTULO 8: Otras Consideraciones para la migración hacia LTE en Costa Rica 137
8.1 Consideraciones particulares que debe tomar en cuenta un operador 140
8.1.1 Consideraciones para la planificación de la red 140
8.1.1.1 Etapa de iniciación 141
8.1.1.2 Etapa de detalle 141
8.1.1.3 Etapa de optimización 142
8.1.2 Despliegue de servicios sobre LTE 142
8.1.2.1 Servicios de datos sobre LTE 142
8.1.2.2 Servicios de voz sobre LTE 148
Iniciativas IMS 149
Circuit Swtiched fallback (CS fallback) 153
Solución VoLGA 155
8.2 Oferta de terminales con capacidad LTE para permitir una QoE 158
8.2.1 Elección del terminal de usuario (UE) 159
8.2.1.1 Terminales multimodo 159
8.2.1.2 Terminales multibanda 159
8.3 Calidad en el Servicio (QoS) 160
8.3.1 Arquitectura EPS y la calidad de servicio 160
8.3.2 Portadora EPS 161
8.3.3 Parámetros de calidad de servicio 163
8.3.4 Filtros de paquetes 165
8.3.5 Mapeo de los parámetros de calidad de servicio de UMTS y EPS 166
8.4 Implementación de una solución SON (Self Optimizing Network) para el soporte de eficiencia 167
8.5 Reutilización del equipo de acceso 168
8.6 Reutilización y mejoramiento de las redes de transporte backbone y backhaul 169
8.6.1 Evolución del backhaul para LTE 171
8.6.1.1 Tecnologías de transporte para backhaul en LTE 173
8.7 Resumen de requerimientos técnicos propuestos para implementar LTE en Costa Rica 175
8.7.1 Bandas de frecuencia para los equipos 176
8.7.2 Modificaciones en la red de datos 176
8.7.3 Requerimientos técnicos radio bases multi estándar (UMTS HSPA+/LTE) 177
8.7.4 Requerimientos técnicos de los Radio Network Controller (RNC) 179
8.7.5 Características técnicas del núcleo de paquetes 182
8.7.5.1 Características técnicas de las interfaces 184
8.7.5.2 Características técnicas del núcleo SAE/LTE 184
8.7.5.3 Características técnicas del MME 184
8.7.5.4 Características técnicas del SAE Gateway 185
8.7.5.5 Características técnicas del sistema de gestión 186
9. CAPÍTULO 9: Perspectivas de negocio de la Tecnología LTE 187
9.1 Tendencia global en la demanda de Datos 187
9.2 LTE como solución de acceso de datos 190
9.3 Iniciativas de los operadores 192
9.3.1 Operadores en Asia 195
9.3.2 Operadores en Europa 196
9.3.3 Operadores en América Latina y Estados Unidos 196
9.4 Iniciativas de fabricantes 200
9.4.1 Equipos de red 200
9.4.1.1 Huawei 200
9.4.1.2 ******** 202
9.4.1.3 Nokia Siemens 204
9.4.1.4 E******* 204
9.4.1.5 NEC 206
9.4.1.6 Fujitsu 207
9.4.2 Terminales de usuario 207
9.4.2.1 LG 208
9.4.2.2 Samsung 209
9.4.2.3 ******** 210
9.4.2.4 Huawei 211
9.4.2.5 Nokia 211
9.4.2.6 ST-E******* 211
9.5 Expectativas y necesidades de los usuarios finales 212
9.6 Nuevos servicios que se pueden brindar con LTE 212
9.7 El ecosistema LTE 216
9.8 El caso de TeliaSonera 219
10. Conclusiones y recomendaciones 222
10.1 Conclusiones 222
10.2 Recomendaciones 224
11. BIBLIOGRAFÍA 226
A. APÉNDICES 234
A.1 APENDICE 1. Confidencialidad de la información Instituto Costarricense de Electricidad 234
A.2 APENDICE 2: Cronograma de actividades 236
B. ANEXOS 238
B.1 Metodología empleada para la medición del espectro 238
B.2 Resultados de las mediciones de 2008 y 2009 243
B.3 Resultados de las mediciones de mayo 2009 252
ÍNDICE DE FIGURAS x
ÍNDICE DE TABLAS xiv
RESUMEN xx
1. CAPÍTULO 1: Introducción 1
1.1 Objetivos 2
Los objetivos que han sido planteados son los siguientes: 2
1.1.1 Objetivo general 2
1.1.2 Objetivos específicos 2
1.2 Metodología 3
2. CAPÍTULO 2: Evolución y tendencia de la Telefonía Móvil 4
2.1 Importancia de la movilidad en las telecomunicaciones 4
2.2 Incremento en la demanda de servicios móviles de datos 5
2.2.1 Evolución de los terminales móviles ante el aumento en la demanda de datos 7
2.2.1.1 El fenómeno del Teléfono Inteligente 8
2.3 Evolución de las comunicaciones hacia la banda ancha móvil 8
2.3.1 NGN como principio para evolucionar hacia la banda ancha 9
2.4 Evolución de las redes móviles por generación 11
2.5 Hacia la Cuarta Generación (4G) 12
2.5.1 Tecnologías de Cuarta Generación 15
2.6 Demanda mundial de acceso móvil 16
2.7 Tendencia en la demanda de datos en Costa Rica. 19
2.8 Comportamiento de la demanda de Telefonía móvil en Costa Rica 21
3. CAPÍTULO 3: Comparativo entre WiMAX y LTE 26
3.1 Generalidades de la Tecnología WiMAX 26
3.1.1 Despliegue de WiMAX en Costa Rica 26
3.2 Generalidades del estándar LTE 28
3.2.1 LTE-Advanced para IMT-Advanced 29
3.3 Comparativo técnicos entre LTE y WiMAX móvil 31
3.4 Interoperabilidad entre ambas tecnologías 33
3.5 Tendencia de los operadores por implementar LTE 34
4. CAPÍTULO 4: Redes de tercera generación como base para la evolución hacia LTE 36
4.1 Evolución de una red UMTS hacia LTE 36
4.2 Estructura de la red UMTS 37
4.2.1 UTRAN 37
4.2.2 Núcleo de red 40
5. CAPÍTULO 5: Estandarización y requerimientos técnicos de LTE según 3GPP 46
5.1 Motivo para la evolución de la arquitectura del sistema 46
5.2 Grupos de trabajo y la definición de especificaciones técnicas para LTE 47
5.3 Requerimientos 3GPP para LTE 49
5.3.1 Requerimientos relacionados con la capacidad 49
5.3.2 Requerimientos relacionados con el desempeño 50
5.3.3 Requerimientos relacionados con el despliegue de la red 51
5.3.4 Requerimientos para la arquitectura de E-UTRAN 52
5.3.5 Requerimientos para la administración del recurso de radio 53
5.3.6 Requerimientos relacionados con la complejidad de los sistemas 53
5.3.7 Requerimientos de protocolos y servicios 53
5.3.8 Especificaciones para la interoperabilidad con redes legadas 54
5.4 Estandarización más allá del Release 8 55
5.5 Generalidades de la Arquitectura LTE/SAE 56
5.6 Elementos generales de la arquitectura 57
5.7 Elementos particulares de la arquitectura 58
5.7.1 El eNodeB 58
5.7.2 Entidad de Gestión de la Movilidad (MME, Mobile Management Entity) 59
5.7.3 El SAE GW 61
5.7.3.1 Puerta de enlace de servicio (S-GW, Serving Gateway) 62
5.7.3.2 Puerta de enlace de Red de Paquetes de Datos (P-GW, Packet Data Network Gateway) 64
5.7.4 Funcionalidad de Políticas y de Cobro de Recursos (PCRF, Policy and Charging Resource Funtion) 65
5.7.5 Servidor de subscriptores locales (HSS, Home Subscriber Server) 66
5.8 Interfaces y protocolos en la configuración de la arquitectura básica del sistema 67
5.8.1 Interfaz LTE- Uu 67
5.8.2 Interface S1-MME 69
5.8.3 Interface S11 70
5.8.4 Interface S5/S8 72
5.8.5 Interface X2 74
5.8.6 Interface SGi 75
5.8.7 Interfaz S6a/S6d 76
5.8.8 Interface Rx 78
5.9 Arquitectura del Sistema E-UTRAN y las Redes de acceso legadas 80
5.9.1 Interconexión de la Arquitectura LTE con la infraestructura Legada 3GPP 80
5.9.2 Interconexión con la infraestructura legada 3GPP CS 83
5.10 Interconexión de la Arquitectura LTE con la infraestructura Legada No - 3GPP 84
5.10.1 Elementos adicionales para la interoperabilidad con nodos no 3GPP 85
5.10.1.1 Equipo de usuario 85
5.10.1.2 Núcleo de Paquetes Evolucionado (EPC) 85
5.10.2 Redes de acceso no 3GPP confiables 86
5.10.3 Redes de acceso no-3GPP no confiables 87
5.10.4 Principales elementos del Sistema para la Interconexión 87
5.10.4.1 Interfaces y protocolos para la interconexión del Sistema 88
6. CAPÍTULO 6: Aspectos de Radio de la tecnología LTE 90
6.1 Definición de la interfaz de radio 90
6.1.1 Tecnologías de acceso 90
6.1.1.1 OFDMA 90
6.1.1.2 SC-FDMA 92
6.1.2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) 95
6.1.3 Elemento y el bloque de recursos 96
6.1.3.1 Transmisión en el enlace descendente 97
6.1.3.2 Técnica de transmisión enlace ascendente. 98
6.2 Modos de acceso y bandas de frecuencia LTE. 99
6.2.1 Modos de acceso 99
6.2.2 Bandas de frecuencia soportadas. 100
6.2.3 Ancho de banda de transmisión. 101
6.3 Capas y protocolos de radio utilizados en LTE. 102
6.3.1 Control de Enlaces de Radio (RLC) 104
6.3.2 Control de acceso a medios (MAC) 105
6.3.2.1 Canales lógicos y canales de transporte. 106
6.3.3 Capa Física 109
6.4 Estructura de la trama 115
6.5 Modulación 117
6.6 Flujo de datos 118
6.7 Estados del UE y conceptos de zona 119
6.8 Tasas de datos del usuario final, capacidades del UE 120
7. CAPÍTULO 7: Consideraciones del Espectro Radioeléctrico para LTE 123
7.1 Aspectos generales del espectro radioeléctrico 123
7.2 Actores involucrados en el manejo del espectro 123
7.3 Eficiencia espectral con LTE 124
7.4 Bandas de espectro asignadas para LTE 125
7.4.1 Bandas de frecuencia actualmente utilizadas para LTE 126
7.4.2 Aspectos a considerar a la hora de elegir la frecuencia de implementación 126
7.4.3 La opción del refarming como alternativa de implementación 130
7.4.3.1 La posibilidad del ICE de hacer refarming 130
7.5 Cantidad de espectro necesario para la implementación de LTE 131
7.6 Regulación y estado del espectro radioeléctrico en Costa Rica 132
7.6.1 Consideraciones sobre la segmentación de bandas de frecuencia de acuerdo a los estándares internacionales 132
7.6.2 Reasignación futura del espectro en Costa Rica para operadores de telefonía móvil 134
8. CAPÍTULO 8: Otras Consideraciones para la migración hacia LTE en Costa Rica 137
8.1 Consideraciones particulares que debe tomar en cuenta un operador 140
8.1.1 Consideraciones para la planificación de la red 140
8.1.1.1 Etapa de iniciación 141
8.1.1.2 Etapa de detalle 141
8.1.1.3 Etapa de optimización 142
8.1.2 Despliegue de servicios sobre LTE 142
8.1.2.1 Servicios de datos sobre LTE 142
8.1.2.2 Servicios de voz sobre LTE 148
Iniciativas IMS 149
Circuit Swtiched fallback (CS fallback) 153
Solución VoLGA 155
8.2 Oferta de terminales con capacidad LTE para permitir una QoE 158
8.2.1 Elección del terminal de usuario (UE) 159
8.2.1.1 Terminales multimodo 159
8.2.1.2 Terminales multibanda 159
8.3 Calidad en el Servicio (QoS) 160
8.3.1 Arquitectura EPS y la calidad de servicio 160
8.3.2 Portadora EPS 161
8.3.3 Parámetros de calidad de servicio 163
8.3.4 Filtros de paquetes 165
8.3.5 Mapeo de los parámetros de calidad de servicio de UMTS y EPS 166
8.4 Implementación de una solución SON (Self Optimizing Network) para el soporte de eficiencia 167
8.5 Reutilización del equipo de acceso 168
8.6 Reutilización y mejoramiento de las redes de transporte backbone y backhaul 169
8.6.1 Evolución del backhaul para LTE 171
8.6.1.1 Tecnologías de transporte para backhaul en LTE 173
8.7 Resumen de requerimientos técnicos propuestos para implementar LTE en Costa Rica 175
8.7.1 Bandas de frecuencia para los equipos 176
8.7.2 Modificaciones en la red de datos 176
8.7.3 Requerimientos técnicos radio bases multi estándar (UMTS HSPA+/LTE) 177
8.7.4 Requerimientos técnicos de los Radio Network Controller (RNC) 179
8.7.5 Características técnicas del núcleo de paquetes 182
8.7.5.1 Características técnicas de las interfaces 184
8.7.5.2 Características técnicas del núcleo SAE/LTE 184
8.7.5.3 Características técnicas del MME 184
8.7.5.4 Características técnicas del SAE Gateway 185
8.7.5.5 Características técnicas del sistema de gestión 186
9. CAPÍTULO 9: Perspectivas de negocio de la Tecnología LTE 187
9.1 Tendencia global en la demanda de Datos 187
9.2 LTE como solución de acceso de datos 190
9.3 Iniciativas de los operadores 192
9.3.1 Operadores en Asia 195
9.3.2 Operadores en Europa 196
9.3.3 Operadores en América Latina y Estados Unidos 196
9.4 Iniciativas de fabricantes 200
9.4.1 Equipos de red 200
9.4.1.1 Huawei 200
9.4.1.2 ******** 202
9.4.1.3 Nokia Siemens 204
9.4.1.4 E******* 204
9.4.1.5 NEC 206
9.4.1.6 Fujitsu 207
9.4.2 Terminales de usuario 207
9.4.2.1 LG 208
9.4.2.2 Samsung 209
9.4.2.3 ******** 210
9.4.2.4 Huawei 211
9.4.2.5 Nokia 211
9.4.2.6 ST-E******* 211
9.5 Expectativas y necesidades de los usuarios finales 212
9.6 Nuevos servicios que se pueden brindar con LTE 212
9.7 El ecosistema LTE 216
9.8 El caso de TeliaSonera 219
10. Conclusiones y recomendaciones 222
10.1 Conclusiones 222
10.2 Recomendaciones 224
11. BIBLIOGRAFÍA 226
A. APÉNDICES 234
A.1 APENDICE 1. Confidencialidad de la información Instituto Costarricense de Electricidad 234
A.2 APENDICE 2: Cronograma de actividades 236
B. ANEXOS 238
B.1 Metodología empleada para la medición del espectro 238
B.2 Resultados de las mediciones de 2008 y 2009 243
B.3 Resultados de las mediciones de mayo 2009 252