LTE (telefonia)

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Standard di telefonia mobile
3GPP: famiglia GSM/UMTS
2G
3G
Pre-4G
  • UMTS Revision 8
3GPP2: famiglia cdmaOne/CDMA2000
2G
3G
Pre-4G
Altre tecnologie
0G
1G
2G
Pre-4G
Bande di frequenza

In telecomunicazioni il termine LTE, acronimo di Long Term Evolution, indica la più recente evoluzione degli standard di telefonia mobile cellulare GSM/UMTS, CDMA2000 e TD-SCDMA.

Nasce come nuova generazione per i sistemi di accesso mobile a banda larga (Broadband Wireless Access) e, dal punto di vista teorico fa parte del segmento Pre-4G, collocandosi in una posizione intermedia fra le tecnologie 3G come l'UMTS e quelle di quarta generazione pura (4G) ancora in fase di sviluppo. Nonostante ciò, con l'intento di porre fine alla confusione tra l'utilizzo in marketing del termine 4G e la vera classificazione come 4G[1], l'ITU ha recentemente deciso di applicare il termine 4G anche all'LTE.[2]

Descrizione[modifica | modifica sorgente]

Adozione di LTE all'8 maggio 2012

██ Paesi con tecnologia LTE commerciale attiva

██ Paesi con tecnologia LTE in attivazione o pianificata

██ Paesi con tecnologia LTE in prova (pre-impegno)

La standardizzazione dell'LTE è stata completata dal 3GPP all'inizio del 2008.

L'obiettivo dell'LTE è quello di promuovere l'uso della banda larga in mobilità, sfruttando l'esperienza e gli investimenti effettuati per le reti 3G e anticipando i tempi rispetto alla disponibilità degli standard di quarta generazione 4G il cui obiettivo è quello di raggiungere velocità di connessione wireless anche superiori a 1 Gb/s.

HSPA ed LTE sono forti antagonisti del WiMAX e delle sue evoluzioni; la disponibilità su larga scala di HSPA e di LTE nei principali agglomerati urbani hanno ridotto le prospettive di successo del WiMAX, soprattutto come applicazione in ambito Internet e banda larga mobile.

Molti operatori CDMA2000 stanno pensando di passare allo standard LTE non appena gli apparati saranno disponibili, abbandonando così il CDMA, il cui successo è ormai sempre più limitato, rendendo molto più vicina la possibilità di realizzare uno standard per le comunicazioni mobili veramente mondiale.

Standard e frequenze[modifica | modifica sorgente]

LTE può funzionare su diverse bande di frequenza. In particolar modo nella UE verranno utilizzate le seguenti bande:

  • banda di frequenza 800 MHz (una volta liberate le frequenze televisive da 794 MHz a 858 MHz, gli attuali canali dal 61 al 69, con l'avvento del digitale terrestre, in Italia dal 2013)
  • banda di frequenza 900 MHz (una volta completato il refarming dello spettro, verrà liberato dal GSM)
  • banda di frequenza 1800 MHz (una volta liberati alcuni dei canali attualmente usati dal GSM)
  • banda di frequenza 2600 MHz (frequenze già libere in alcune zone ma utilizzate dai Ministeri della Difesa e dai radar in altre zone)

Come specificato, la banda di frequenza 800 MHz è derivata dagli ex canali televisivi UHF 61-69 (che occupavano la banda da 790 a 862 Megahertz), liberatisi al passaggio al digitale terrestre di tutti gli stati membri europei. Tali frequenze sono collettivamente chiamate dividendo digitale (da non confondersi con il Digital divide o divario digitale).

Sono suddivise in canali di 5 Megahertz ciascuno, di cui: 6 blocchi (o canali) nella banda da 791 a 821 Megahertz per il download, e altri 6 blocchi nelle frequenze da 832 a 862 per l'upload. Le due bande sono distanziate da una banda "di transizione" da 11 Megahertz nelle frequenze da 821 a 832 MHz, detta di duplex gap dove si trasmette sia in download che in upload.

Per l'utilizzo della banda a 900 MHz e 1800 MHz si procederà invece al cosiddetto "refarming" dello spettro radio, ovvero verranno liberati dei canali attualmente utilizzati in tecnologia GSM (2G) per fare posto alle tecnologie 3G e 4G (HSPA+ e LTE). In città e nelle aree urbane saranno usate bande di frequenza più elevate (si parla dei 2,6 GHz in UE).

Caratteristiche[modifica | modifica sorgente]

LTE è parte integrante dello standard UMTS, ma prevede numerose modifiche e migliorie fra cui:

  • utilizzo della modulazione OFDM per il downlink e Single-Carrier FDMA per l'uplink (al posto del W-CDMA dell'UMTS);
  • efficienza spettrale (ovvero numero di bit al secondo trasmessi per ogni hertz della portante) 3 volte superiore alla più evoluta versione dell'UMTS, ovvero l'HSPA;
  • velocità di trasferimento dati in download fino a 326,4 Mb/s;
  • velocità di trasferimento dati in upload fino a 86,4 Mb/s;
  • velocità di trasferimento dati al bordo della cella da 2 a 3 volte superiori all'UMTS/HSPA
  • RTT (Round Trip Time) inferiore ai 10 ms (contro i 70 ms dell'HSPA ed i 200 ms dell'UMTS);
  • utilizzo di un minimo di 1,25 MHz ed un massimo di 20 MHz di banda per ciascun utente con ampia flessibilità (contro i 5 MHz fissi del W-CDMA);
  • applicabilità flessibile a diverse bande di frequenza, incluse quelle del GSM, dell'UMTS-WCDMA e di nuove bande a 2,6 GHz, e con possibilità di aggiungere nuove bande nel tempo a seconda delle necessità.
  • Ottimo supporto in mobilità. Sono state registrate elevate prestazioni fino a 350 km/h, o addirittura sino ai 500 km/h, a seconda della banda di frequenza usata.

A differenza dell'HSPA e dell'HSPA Evolution, che utilizzano la stessa copertura radio della rete UMTS, nel caso dell'LTE è necessario predisporre una copertura radio dedicata, realizzando di fatto una nuova rete aggiuntiva a quella dell'UMTS, o di qualsiasi altro sistema di accesso cellulare, come il GSM, il CDMA2000 e così via.

Confronto con le tecnologie precedenti[modifica | modifica sorgente]

Pur utilizzando una diversa forma di interfaccia radio, OFDMA/SC-FDMA invece di CDMA, ci sono molte similitudini con le precedenti forme di architettura 3G.

WCDMA (UMTS) HSDPA HSDPA+ LTE LTE Advanced
Velocità massima in download 384 kb/s 14 Mb/s 42 Mb/s 326,4 Mb/s 3,3 Gb/s
Velocità massima in upload 128 kb/s 5,7 Mb/s 11 Mb/s 86,4 Mb/s 500 Mbit/s
Latenza (espressa in ms) 150 100 50 ~ 10 Sconosciuto
Versione 3GPP Rel 99/4 Rel 5/6 Rel 7 Rel 8 Rel 10
Metodologia CDMA CDMA CDMA OFDMA / SC-FDMA OFDMA Ibrido / SC-FDMA

Inoltre la rete LTE è interamente basata sul protocollo IP e supporta sia IPv4 che IPv6.

Tecnologie introdotte da LTE[modifica | modifica sorgente]

LTE sfrutta tre nuove tecnologie che gli permettono di avere una maggiore efficienza spettrale:

  1. OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing): la tecnologia OFDM permette di ottenere elevati data rate pur mantenendo un alto livello di robustezza nei confronti delle interferenze. I sistemi di accesso variano tra Downlink e Uplink. Nel primo caso si ricorre all'OFDMA; nel secondo caso si utilizza l'SC-FDMA che consente di avere un rapporto picco/potenza media di dimensioni ridotte che porta ad avere un'alta efficienza di potenza RF nei telefoni cellulari (un fattore molto importante perché si ripercuote sulla durata della batteria).
  2. MIMO (Multiple-Input Multiple-Output): uno dei problemi principali dei sistemi di telecomunicazioni precedenti è relativo ai cammini multipli, dovuto alla presenza di palazzi o oggetti che provocano la riflessione dei segnali (multipath fading). Il MIMO permette di trarre giovamento da questa situazione, andando a combinare tra loro i vari segnali ricevuti. Quando si usa il MIMO è necessario utilizzare più antenne per permettere di distinguere i segnali che provengono da percorsi diversi. Mentre è facile aggiungere antenne dal lato delle stazioni radio base, lo stesso non si può dire lato terminale dove le dimensioni limitano il numero di antenne che è possibile installare.
  3. SAE (System Architecture Evolution): molte funzioni, precedentemente gestite dalla core network, sono state trasferite verso la periferia della rete. Questo conferisce alla rete una forma "piatta" che consente di ridurre notevolmente i tempi di latenza.

Sperimentazione e commercializzazione[modifica | modifica sorgente]

Estero[modifica | modifica sorgente]

In Libano touch ha avviato la costruzione di 50 siti che offriranno connettività 4G/LTE a 173 Mbps[3] Nel Maggio del 2013 in Libano alfa e touch hanno lanciato l'LTE in aree limitate di Beirut[4]

NTT docomo commercializza la connessione dal 2009 in Giappone.[5]

Dal 15 dicembre 2009 TeliaSonera commercializza delle offerte che utilizzano le apparecchiature LTE nei paesi scandinavi (le capitali di Svezia e Norvegia per iniziare, con le estensioni ad altre aree densamente popolate dei paesi dell'Europa settentrionale dall'inizio del 2010). Per la parte tecnica di supporto all'ultima tecnologia di 3ª generazione, TeliaSonera si è affidata a Ericsson (Stoccolma) e Huawei (Oslo), mentre i dispositivi di ricezione (su chiave USB) sono forniti da Samsung. Alcuni test di velocità hanno dimostrato prestazioni reali abbastanza elevate, intorno ai 20 Mbps in download e 4 Mbps in upload.[6]

Nel febbraio 2010 la compagnia svizzera Swisscom annunciò[7] che nell'aprile 2010 avrebbe iniziato approfonditi test con il sistema di telefonia mobile di quarta generazione LTE. Dal mese di aprile 2010 Swisscom ha proceduto dapprima con dei test in laboratorio e, successivamente, a una prova sul campo. La fine di tutta la serie di test per l'autunno 2010. Lo standard LTE è integrato nella rete di telefonia mobile dal 2011.

Vodafone comunica di aver concluso i test LTE di laboratorio in molti stati europei dove è presente nel 2010 e dal 2012 offre LTE in alcuni mercati dove è presente (Germania, Portogallo, eccetera).

Dall'estate 2011 in Austria la compagnia A1, membro di Telekom Austria Group, offre connessione LTE fino a 150Mbit/sec in download e 75Mbit/sec in upload, il tutto però con un tetto massimo di dati trasmessi pari a 40GB/mese.

Nel corso del 2012 la compagnia russa Yota ha completato il passaggio dalla tecnologia WiMAX alla tecnologia LTE, con velocità fino a 20 Mbit/sec. La compagnia copre Mosca, San Pietroburgo, Krasnodar, Soci, Ufa, Samara, Novosibirsk e Vladivostok.

A primavera 2013 la compagnia Irachena Regional Telecom ha lanciato[8] il sistema "FastLink" basato su tecnologia LTE di Alcatel-Lucent, con copertura su tre città nella regione del Kurdistan Iracheno.

Arrivo in Italia[modifica | modifica sorgente]

Il 27 giugno 2011 viene pubblicato sulla Gazzetta ufficiale[9] il bando d'asta per l'assegnazione delle licenze agli operatori mobili interessati. Le frequenze oggetto d'asta sono[10]:

  • banda 800 MHz (dividendo digitale e ex-frequenze televisive), fino a 6 lotti di frequenze FDD, ciascuno di ampiezza pari a 5 MHz in spettro accoppiato, assegnabili su base nazionale, nominati da 1 a 6;
  • banda 1800 MHz, fino a 3 lotti di frequenze FDD, ciascuno di ampiezza pari a 5 MHz in spettro accoppiato, assegnabili su base nazionale, nominati da 1 a 3;
  • banda 2000 MHz, 1 lotto di frequenze TDD di ampiezza pari a 15 MHz, assegnabile su base nazionale, nominato lotto A;
  • banda 2600 MHz, fino a 12 lotti di frequenze FDD, ciascuno di ampiezza pari a 5 MHz, in spettro accoppiato, assegnabili su base nazionale, nominati da 3 a 14, e 2 lotti di frequenze TDD, ciascuno di ampiezza pari a 15 MHz, assegnabili su base nazionale, nominati lotto B e C, con esclusione delle frequenze 2500-2510 MHz e 2620-2630 MHz nei lotti FDD e delle frequenze 2600-2620 MHz nei lotti TDD.

Il 30 agosto è iniziata l'asta per l'assegnazione delle frequenze.[11] Come previsto gli operatori che vi hanno partecipato sono 4: Telecom Italia, Vodafone Italia, Wind Telecomunicazioni e 3 Italia.

L'asta si è conclusa con successo alla fine di settembre 2011, con le seguenti assegnazioni:

  • banda 800 MHz: si aggiudicano 2 blocchi a testa Vodafone Italia, Telecom Italia e Wind Telecomunicazioni;
  • banda 1800 MHz: si aggiudicano 1 blocco a testa Vodafone Italia, Telecom Italia, 3 Italia;
  • banda 2000 MHz: nessuna offerta da parte dei gestori partecipanti;
  • banda 2600 MHz: si aggiudicano 4 blocchi 3 Italia e Wind Telecomunicazioni; 3 blocchi a Telecom Italia e Vodafone Italia.

Le assegnazioni hanno fruttato allo Stato 3.945.295.100 euro[12] (1,260 miliardi da Telecom Italia, 1,259 da Vodafone, 1,119 da Wind, 305 milioni da 3 Italia[13]).

Prime offerte commerciali[modifica | modifica sorgente]

  • Telecom Italia Mobile: il 24 novembre 2009 il gruppo Telecom Italia ha annunciato[14] la prima sperimentazione outdoor pre-commerciale a livello mondiale, realizzata a Torino e completamente integrata con la rete cellulare 2G/3G attualmente in servizio: ad agosto 2010 sono in funzione 17 antenne e sono state registrate velocità di picco di 140 Mb/s.[15] A marzo 2011 sono stati resi noti gli accordi tra Nokia Siemens Networks e TIM per la fornitura degli apparati per la rete.[16] Nokia Siemens Networks il 28 marzo 2011 ha diffuso un comunicato stampa[17] secondo il quale «NSN fornirà oltre 7000 stazioni radiobase destinate ad alcune regioni italiane per l’ammodernamento della rete mobile di Telecom Italia e predisposte per l'LTE, tecnologia di prossimo impiego già avviata con test in alcune aree della città di Torino». Dai primi giorni di febbraio 2012, TIM offre nei suoi negozi di Torino, un trial pre-commerciale della rete LTE on-air nella città di Torino stessa, con prestazioni di 100 mbit/s in download e 50 mbit/s in upload.[18] Ad Aprile 2012 la rete è stata accesa anche a Milano e Roma.[19] A partire dal 7 novembre 2012 la rete è stata ufficialmente lanciata da TIM nelle città di Roma, Milano, Torino e Napoli. Il 18 novembre 2012 la diretta televisiva trasmessa da RAI SPORT 1 della Turin Marathon è stata realizzata utilizzando la rete LTE di Telecom Italia Mobile, utilizzando telecamere mobili a bordo di moto e di droni radiocomandati[20].
  • Vodafone Italia ha concluso con successo i test nell'area di Milano nel 2011. A partire da marzo 2012 il segnale è stato irradiato nello stadio di Torino.[21] È inoltre stata coperta la città di Ivrea, dove è presente una delle storiche sedi Vodafone[22]. A luglio 2012 è stato indetto un evento dimostrativo a Milano e Roma su un panel selezionato di alcuni clienti fedeli, e sono state mostrate loro le prestazioni della nuova rete (100 Mb/s in download e 50 Mb/s in upload. Ufficialmente l'LTE di Vodafone è partito il 30 ottobre 2012 nelle città di Milano e Roma, per poi successivamente espandersi nel resto d'Italia.[23]. L'offerta commerciale prevede un tetto di 15 GB di dati ad una velocità massima di 70 mbit/s in download (la rete sarà portata a 100 mbit/s entro la fine del 2013).[24]. Al 2 aprile 2013 la rete LTE di Vodafone ha coperto 21 città italiane.
  • Wind Telecomunicazioni ha terminato con successo durante il 2011 i test nell'area di Roma in collaborazione con Huawei.[25] Ha dichiarato di partire con la copertura delle principali città italiane con le frequenze 2,6 GHz entro il 2012 e di integrare l'offerta LTE all'offerta di connettività fissa in maniera trasparente per il cliente.[26]. In seguito i piani sono stati ritardati e secondo Lunter di Vimpelcom l'offerta LTE di Wind sarebbe stata lanciata a Giugno 2013[27]. Ad aprile 2013 è stato raggiunto un accordo tra Wind e Huawei più Sirti per la realizzazione della rete LTE[28].
  • 3 Italia aveva dichiarato che avrebbe coperto le principali città italiane con LTE nel corso del 2012[29], e che inoltre sarebbero stati i primi a partire, con copertura iniziale sui 1800 MHz e sui 2,6 GHz[30]. Il 5 novembre 2012 hanno lanciato il servizio ad Acuto, in provincia di Frosinone, con lo scopo di limitare il digital divide nei piccoli paesi italiani scoperti dalla banda larga. Nel comunicato stampa hanno dichiarato che avrebbero coperto Roma e Milano entro Dicembre 2012[31]. L'offerta commerciale è partita a Febbraio 2013 e attivando l'opzione LTE sulla propria SIM al costo di 1€ al mese si può accedere alla rete ultraveloce. Da dicembre 2012 i clienti “3” possono usufruire anche del servizio 4G-LTE (Long Term Evolution) che offre connettività con velocità fino a 100 mega in download e fino a 50 mega in upload. Attualmente i servizi 4G-LTE di “3” sono attivi in un centinaio di municipalità fra città, comuni e località turistiche. Nei prossimi mesi “3” continuerà a potenziare la propria rete internet veloce con l'obiettivo di essere presente con il 4G-LTE in tutti i capoluoghi italiani entro la fine del 2014.

Copertura del Territorio[modifica | modifica sorgente]

Operatore N° Comuni Coperti Data
TIM 659 Aprile 2014[32][33][34]
Vodafone 202 Aprile 2014[35]
3 Italia 100 Dicembre 2013
Wind 2 Dicembre 2013[36]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ ITU: WiMax e LTE un'evoluzione ma non sono "4G"
  2. ^ Newsroom • Press Release
  3. ^ MTC-Touch annonce la 3G pour septembre
  4. ^ Limited 4G data service arrives in Beirut | News , Lebanon News | THE DAILY STAR
  5. ^ PI: 250 megabit di banda sul cellulare
  6. ^ Telia 4G LTE network speed test - YouTube
  7. ^ Swisscom - Chi Siamo - Navigazione mobile ancora più rapida in futuro: Swisscom testa lo standard di telefonia mobile di quarta generazione LTE
  8. ^ FastLink
  9. ^ Ispolitel - Banche Dati Istituto Poligrafico e Zecca dello Stato
  10. ^ LTE, l'asta in Gazzetta Ufficiale. Al via la gara, 30 giorni per conoscere i partecipanti | Mondo3
  11. ^ Frequenze 4G, aperte le buste 2,3 miliardi dalle prime offerte - Repubblica.it
  12. ^ Frequenze: chiusa gara 4G, incasso a 3,9 mld euro. | Notizie | Telefonino.net Business
  13. ^ tecno-life.it
  14. ^ Telecom accende la rete mobile di quarta generazione - Il Sole 24 ORE
  15. ^ Il cellulare prova il turbo a Torino - Torino - Repubblica.it
  16. ^ Nokia Siemens Networks fornirà nuove LTE per Telecom Italia - Economia e Finanza con Bloomberg - Repubblica.it
  17. ^ http://www.nokiasiemensnetworks.com/sites/default/files/document/nokiasiemensnetworks_2011_03_28_it__telecom_italia_lte_modernization_italian.pdf
  18. ^ Lte: il 4G della telefonia viaggia veloce (la prova) | Mal di Tech
  19. ^ Tim porta a Milano nuova tecnologia LTE da 100 Megabit
  20. ^ Telecom Italia: la diretta tv della Turin Marathon realizzata grazie alla nuova rete LTE di TIM | Gruppo Telecom Italia
  21. ^ 4G LTE, internet mobile veloce sbarca in ITALIA con Vodafone
  22. ^ Lte, la prova di Wired - Wired.it
  23. ^ Rete 4G, prove generali a Milano e Roma - Vodafone Lab
  24. ^ Naviga in 4G
  25. ^ Wind e Huawei insieme per HSPA+, LTE e fibra - Tom's Hardware
  26. ^ Lte, Ibarra: "Doppie risorse, doppio vantaggio"
  27. ^ Lunder (Vimpelcom): "Wind, tariffe bundle e accordi con gli Ott"
  28. ^ Wind: accordo realizzazione rete LTE con Huawei e Sirti
  29. ^ 3 Italia lancia WebFamily, nuovi hot-spot Wi-Fi personali
  30. ^ Lte, Ravera: "Saremo i primi a partire con i servizi"
  31. ^ Comunicato Stampa
  32. ^ Copertura 4G pari al 43% della popolazione su 435 comuni.[1]
  33. ^ http://forum.telefonino.net/showpost.php?p=17259131&postcount=1
  34. ^ http://www.cellularitalia.com/comu/tim190214.php
  35. ^ La battaglia d'autunno sul 4G - Il Sole 24 ORE
  36. ^ http://forum.telefonino.net/showthread.php?t=1035245

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Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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