Ausgestattet mit deutlich höheren Datenübertragungsraten (potenziell über 100 Mbit/s) profitieren Nutzer von einem breiteren Spektrum an Funktionen und Möglichkeiten, was wiederum Telekommunikationsunternehmen höhere Umsätze ermöglicht. Das Marktforschungsunternehmen Infonetics prognostiziert, dass die Zahl der LTE-Nutzer bis 2015 die 290-Millionen-Marke überschreiten wird, während ABI Research mit rund 600.000 weltweit betriebenen Basisstationen rechnet. Doch selbst jetzt, wo die ersten Netzausbauten bereits laufen, sehen Mike McHale von Livingston und Jonathan Borrill von Anritsu weiterhin erhebliche Bedenken hinsichtlich der Technologie und ihrer Zukunftsfähigkeit.
Qualität und Quantität:
Laut einem Bericht von Infiniti Research wird der globale Markt für Infrastruktur zur Unterstützung von LTE-Mobilkommunikation im Jahr 2014 ein Volumen von über 11 Milliarden US-Dollar erreichen. LTE stellt einen bedeutenden Wandel im Betrieb von Mobilfunknetzen dar und führt von der leitungsvermittelten Topologie früherer Mobiltelefongenerationen zu einer vollständig IP-basierten Topologie. Dies bedeutet, dass Telekommunikationsunternehmen ihre Qualitätsbewertung (Quality of Service, QoS) grundlegend überdenken müssen. Dadurch wird eine durchgängige QoS-Überwachung vom Endnutzer bis zum Backbone-Netzwerk ermöglicht, da die Header für die QoS-Informationen direkt in den Protokollstapel integriert sind. Dies erlaubt die Priorisierung der Datenübertragung basierend auf der Service-Level-Vereinbarung mit dem Abonnenten und der Art der Daten (z. B. ob Latenz eine Rolle spielt). Daraus ergeben sich neue, komplexere Mechanismen zur Messung der QoS hinsichtlich Verfügbarkeit und Kontinuität des Dienstes, was wiederum zusätzlichen Schulungsbedarf für die Netzbetreiber mit sich bringt.
Laut einer kürzlich veröffentlichten Prognose der Branchenanalysten von iDate wird der weltweite Mobilfunkdatenverkehr bis 2020 jährlich unglaubliche 127 Exabyte erreichen. Die daraus resultierende Überlastung wird die LTE-Netzinfrastruktur einem echten Stresstest unterziehen. Telekommunikationsunternehmen müssen 40/100-Gigabit-Ethernet einsetzen, um sicherzustellen, dass Backhaul- und Zugangsnetze diese massive Datenflut ohne Leistungseinbußen bewältigen können. Dies erfordert erhebliche Investitionen in den nächsten Jahren.
Aufrechterhaltung der Netzabdeckung:
LTE muss in verschiedenen geografischen Regionen in unterschiedlichen Frequenzbereichen (800 MHz und 2600 MHz) bereitgestellt werden, in Nordamerika in 700 MHz und 1900 MHz, in Japan in 2100 MHz, in China in 2300 MHz und im übrigen Asien in 1800 MHz und 2600 MHz. Daher müssen Mobiltelefonhersteller Modelle mit mehreren Antennen entwickeln, um eine weltweite Netzabdeckung zu gewährleisten. Folglich wird die Konformitätsprüfung deutlich länger dauern als bei früheren Telefongenerationen.
Gleichzeitig werden in LTE-Netzen komplexere Antennenkonfigurationen eingesetzt, um die Übertragung mit mehreren Eingängen und Ausgängen (MIMO) zu unterstützen. MIMO ermöglicht eine Verbesserung des Datendurchsatzes und der Mobilfunkabdeckung, ohne die Bandbreite oder Übertragungskapazität zu erhöhen, da das Signal gleichzeitig über mehrere verschiedene Pfade übertragen wird. Dies erfordert von den Testingenieuren präzisere Messungen zur Berechnung der Übertragungsgeschwindigkeit. Bisherige OTA-Testmethoden (Over-the-Air) gingen davon aus, dass die erreichbare Datenrate direkt mit dem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zusammenhängt und die Reichweite sich durch eine Sichtverbindung verbessert. Mit MIMO gelten diese Grundregeln jedoch nicht mehr; daher müssen die Techniker entsprechend geschult werden.
Weitere Herausforderungen:
Da LTE-Netze schrittweise eingeführt werden, um die Gebiete mit der größten Nachfrage zu erschließen, sind ständige Technologieübergänge zwischen LTE und der bestehenden 2,5G/3G-Infrastruktur zu erwarten. Daher benötigen Telekommunikationsunternehmen eine größere Vielfalt an Testgeräten (für alte und neue Protokolle) sowie eine wachsende Anzahl von Geräten, die beide Protokolle unterstützen. GSM/UMTS und LTE bieten voraussichtlich eine vergleichbare Netzabdeckung durch die Nutzung des 800-MHz-Bandes von LTE. Es ist entscheidend, dass die Netze gute Eigenschaften aufweisen, damit das Telekommunikationsunternehmen das optimale Netz für die vom Nutzer gewünschte Dienstleistung auswählen kann.
Passive Intermodulation stellt ein weiteres schwerwiegendes Problem dar, das vor allem dann auftritt, wenn Signale von Basisstationen durch HF-Störungen beeinträchtigt werden. Diese Störungen entstehen durch die Überlagerung mit anderen Funksignalen. Dieses Problem bestand bereits bei früheren Generationen der Mobilkommunikation, die daraus resultierenden Verzerrungen sind jedoch bei LTE-Netzen aufgrund des hohen Datenvolumens deutlich gravierender. Um die Quelle der unerwünschten Signale zu identifizieren, sind im Falle passiver Intermodulation erneut leistungsfähigere Testgeräte erforderlich.
Schließlich erfordert die LTE-Technologie eine völlig neue Strategie für die Planung der Mobilkommunikation, die besonderes Augenmerk auf die Netzabdeckung und Interferenzmessungen legt. Mithilfe von Inter-Cell Interference Cooperation (ICIC)-Mechanismen lässt sich sicherstellen, dass keine benachbarte Zelle in einem Überlappungsbereich dieselbe Subträgerfrequenz verwendet. Derzeit arbeiten jedoch keine LTE-Zellen in Überlappungsbereichen, da sie voneinander isoliert sind. Daher betreten wir hier Neuland. Erst nach der Aktivierung einer signifikanten Anzahl von Zellen wird die genaue Funktionsweise bekannt sein. Gründliche Tests sind daher unerlässlich, um eine korrekte Konfiguration zu gewährleisten.
Aus den in diesem Artikel angesprochenen Punkten lässt sich klar schließen, dass die flächendeckende Einführung von LTE – entgegen mancher Annahmen – keineswegs selbstverständlich ist. Betreiber von LTE-Netzen benötigen hochwertige Testgeräte, um die erforderlichen Messungen von Modulation, Bandbreite und Spektrum durchzuführen. Sie benötigen außerdem ausreichende Ressourcen, um die Mobilfunkabdeckung zu analysieren, Handover-Tests durchzuführen und die Einhaltung der Protokollsequenz und der Protokolle selbst zu überprüfen. Daher müssen Telekommunikationsunternehmen eng mit Herstellern von Testgeräten und deren Zulieferern zusammenarbeiten, um den Herausforderungen von LTE gewachsen zu sein.
