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Mobile Backhaul

Sincronismo en Redes Móviles LTE, LTE Advanced y Small Cells

En Chile la Subsecretaria de Telecomunicaciones (SUBTEL) ha licitado dos bandas de frecuencia para el despliegue de Redes Long Term Evolution (LTE) que corresponden a los 2,6 GHz y 700 Mhz ambas usando la tecnología frequency division duplex (FDD), donde usa dos frecuencias para dar el servicio, una de ellas de la radio base (eNB) al terminal móvil del cliente y la otra frecuencia del terminal móvil del cliente hacia la radio base (eNB).

Los features requeridos para implementar LTE-Advanced no son nuevos en la industria, pero implican un cambio en las arquitecturas de red existentes, aparecen nuevos conceptos como son Fronthaul, Middlehaul, Cloud RAN por mencionar sólo algunos.

La densificación de Small Cells sean Indoor o Outdoor en gran medida generaran este cambio de arquitectura de red y el sincronismo IEEE-1588 también conocido como Precision Time Protocol (PTP) ahora requieren entregar Fase y Tiempo a las Macro Cells como a las Small Cells, para que estás redes móviles de nueva generación cumplan con la promesa de tener 1Gbps en el terminal de cliente llamado User Equipment (UE).

LTE Advanced y el camino hacia 5G

La premisa en redes LTE-Advanced y 5G es menos delay y más ancho de banda, el sincronismo es un factor clave y su implementación hará diferencias importantes en la Calidad de Experiencia (QoE) que los Services Providers entreguen a sus clientes.

Las principales funcionalidades que implementa LTE-Advanced son detallados en la siguiente tabla:

Aplicación Por Que se Necesita Compliance Impacto de No-Compliance
LTE-FDD Iniciación de Llamada Interferencia de llamada, llamadas caidas por interrupcion de handover
LTE-TDD Phase ENodeB & Alineación de time slot Perdida/Retransmisión de Packet / Eficiencia Espectral
LTE-A-MDSFN Alineado correcto del tiempo de la señal de decodificación de video desde múltiples BTSs Interrupción de Broadcast de Video
LTE-A MIMO/COMP Coordinación de señales desde/hacia múltiple estaciones base Servicio que afecta la degradación del ancho de banda, precisión LBS
LTE-A elCIC Coordinación de interferencia Llamadas caidas entre celdas pequeñas y entre celdas pequeñas y Macros

Las Redes LTE-Advanced requieren de Fase y Tiempo para desplegar sus nuevas funcionalidades y le exigen a la Red de los Service Providers entre 1,5 a 5 micro segundos de Delay, de acuerdo a lo definido en la siguiente tabla:

Aplicación Frecuencia Red / Aire Fase Nota
LTE-FDD 16 ppb / 50 ppb NA igual que 2G y 3G
LTE-TDD 16 ppb / 50 ppb ± 1.5 μs ≤ 3Km Radio celular
± 5 μs > 3Km Radio celular
LTE- MBMS (LTE-FDD & LTE-TDD) 16 ppb / 50 ppb ± 10 μs Diferencia de tiempo inter-celda
LTE-Advanced 16 ppb / 50 ppb ± 1.5 μs a ± 5 μs Ratificado por el 3GPP

El diseño de redes de sincronismo cambia de un modelo de red centralizado, donde un reloj maestro tenía la capacidad de sincronizar un gran número de clientes, del orden de miles de clientes a una arquitectura distribuida donde el reloj maestro posee un número reducido de clientes, esto para dar cumplimiento a las nuevas exigencias de fase impuestas por LTE-Advanced.

TRIMBLE

Es una empresa global con presencia en más de 35 países y en diversas industrias siendo líder indiscutido en tecnologías satelitales, en  Chile marca una importante presencia apoyando a la red de sismología de la Universidad de Chile entregando soluciones de alto performance.

En las redes de telecomunicaciones tienen equipos de sincronismo de clase mundial, lanza al mercado el equipo Thunderbolt PTP- IEEE 1588 PTP Grandmaster Clock GM200, sus principales características técnicas ofrece

Salidas: PTP, NTP, SyncE and PPS

Multi GNSS: Dispone soporte multi constelación GPS, GLONASS, BEIDOU, GALILEO

  • El equipo Trimble Thunderbolt® PTP Grandmaster Clock es diseñado para cumplir con los requerimientos de sincronización de Fase y Tiempo de las redes móviles, el GM200 tiene trazabilidad de tiempo respecto a Coordinated Universal Time (UTC), así proporciona   sincronización de fase, requerido en redes y servicios en redes LTE-Advanced.

    El Thunderbolt PTP GM200 emplea la solución líder de la industria Trimble GNSS & holdover technology.

    El PTP GM100 trabaja en exigentes condiciones ambientales que soportan despliegues en Outdoor, posee un rango de operación de temperatura extendida -40 a +85 °C.

  • El Thunderbolt PTP GM200 está diseñado para implementaciones de Small Cells, pero también cumple con los requisitos de sincronización en las estaciones base Macro.

    El Thunderbolt PTP GM200 admite redes Small Cells que requieren sincronización de fase. La forma más eficiente de implementar la sincronización de fase para los servicios LTE y LTE-A es desplegar el reloj Grandmaster lo más cercano a los eNodeB’s para asegurar 1,5 us de alineación de fase.

    Un punto importante en la implementación de LTE-Advanced es reducir el número de saltos de red que existe entre el Grandmaster y eNodeBs.

    El Trimble GM200 se adapta perfectamente a esta estrategia de despliegue de LTE-Advanced debido a su pequeño tamaño, bajo costo, mayor precisión, fiabilidad y flexibilidad de las opciones de implementación.

  • Los servicios de CoMP, eICIC, eMBMS y Carrier Aggregation requieren que las redes de sincronización sean recalificadas y rediseñadas para soportar la sincronización de fase. El no cumplimiento de las especificaciones de sincronización de fases resultará en un servicio de bajas a nulas prestaciones sobre las redes LTE-A y un bajo ancho de banda que conduce a posibles cortes de servicio.

    Al diseñar las actuales redes móviles que soportar la sincronización de fase, se puede mitigar el tiempo de inactividad de los servicios LTE-A. La sincronización de fases puede ser fácilmente soportada por las redes de sincronización actuales con el GM200 agregándolo a las redes de los Service Providers que requiera soporte de las especificaciones de sincronización de fase en forma rigurosa, para el correcto despliegue de los servicios LTE-A se realicen en sus niveles óptimos.

    El bajo costo del equipo versus las altas prestaciones y estabilidad que el equipo GM200 proporciona a las redes LTE-A es un diferencial a considerar respecto a su competencia directa.

    El equipo GM 200 es NEBS Compliance, esto asegura que puede ser desplegado en diferentes partes de la red o ser considerado un equipo de última milla.

    • General Inputs: GNSS (GPS, GLONASS, Beidou & Galileo)
    • Outputs: Ethernet; 1x GigE, 2x SFP
    • Antenna connector: SMA
    • PPSconnector: BNC
    • Network Management: SNMPv3, HTTP
    • Accuracy Time of day Accuracy: 15ns (1-sigma) from UTC
    • Time-stamp Accuracy:

    • Accuracy: 1.16×10-12 (one day ave.)
    • Holdover: <1×10-10 /24hrs

    • Tracking to PRC: <15ns (Locked)
    • Holdover: < ±1.5 ms/4hrs (7 days Locked)

  • Surveyed accuracy: <3m Horizontal, <5m Vertical

    Protocols          IEEE-1588 (PTP), IPv4, IPv6, Telnet, SFTP, SSH

    Other    Network Management

    • SNMPv2
    • HTTP (information viewing only)

  • CLI: Monitoring and Management

    Web UI: Monitoring Only

    NMS: Clock Network Manager

  • CLI:                 Monitoring and Management

    Web UI:            Monitoring Only

    NMS:               Clock Network Manager

  • Electrical          The standard input power is -48VDC. The Thunderbolt® PTP GMC provides a 5pole terminal block to connect dual DC power inputs.

    Power consumption: 5W average, 10W maximum

    Mechanical       208 mm x 200 mm x 44 mm

    19″ x 1U (half rack)

    Temperature     Temperature range (operation): –40 to +85°C

    Temperature range (storage): –55 to +105°C

    Humidity           5–95% non-condensing @ 60°C

    Weight  < 3 Kg; 6 lb

    Safety/Certification       UL/CSA 60950-1

    EN: 60950-1, 300019

    CE, CISPR22 class A

    GR-63; level 3

    NEBS GR-1089 section 2 and 3

    ETSI (EN55022/EN55024) EN300019, Class T3.2

    EMC    EMC, ESD, immunity & susceptibility FCC part 15 class A

    EN:300 386, 55022 class A, 55024, 61000-6-4, 61000-6-2

    EU: 2004/108EC

    IEEE: 1613-1

    Telcordia: GR-1089

    Warranty           1 Year

    RoHS   Compliant