La 4G pour les nuls - Alcatel Lucent

Cantine Numérique – La 4G pour les nulsEtat de l’art et scénarios d’usagesBruno WESTEEL - Gilbert MARCIANO4 Septembre, 2011

ETAT DEL’ART 4G

UNE NOUVELLE DONNE… Trafic mobile X30 * Pbytes/ mois 5000 2500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Dongle/tablets Smartphones Feature phones “Smartphones” Internet Mobile Vidéo M2M 2.5* Milliards de 6 Milliards** d’applications ~ 70%* du trafic Connexions x3** M2M connexions en 2015 téléchargées en 2010 internet en 2014 dans les 5 prochaines 70%* du trafic de données années sera mobile en 2014* Source: Analyses Bell Labs **Source: ABI Research 3 COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED. ALCATEL-LUCENT — INTERNAL PROPRIETARY — USE PURSUANT TO COMPANY INSTRUCTION

Généralités sur la 4G LTE • Efficacité spectrale Haut débit • OFDM, MIMO • Utilisation flexible du spectre • LTE (3GPP R8) contient les fondations du réseau LTE pré-4G Réseau • LTE-Advanced (3GPP R10) contiendra toutes les fonctions 4G IP • Economies d’échelle • All-IP, architecture tout IP Services enrichis & QoE • Nouveaux usages, revenus • Haut débit crête, faible Latence Nouveaux • QoS avancée Modèles • Ecosystème ouvertéconomiques • Continuité de services 2G/3G-LTE LTE la solution idéale pour adresser le Tsunami du trafic de données *LTE: Long Term Evolution Access Technology

LTE est une technologie mature et une réalité 237 opérateurs vont investir dans le LTE 26 réseaux commerciaux LTE deployés dans 18 pays Austria,• 174 réseaux commerciaux LTE prévus dans Denmark,64 pays Estonia, Finland,• 63 trials LTE Germany, Hong Kong,• Au moins 93 réseaux LTE devraient être Japan,déployés d’ici fin 2012 Lithuania, Latvia, Norway,•Déploiement massif : US en tête en 2011, Philippines,Chine et Inde en 2012, Europe en 2013 Poland, Sweden, USA, Uzbekistan, Singapore, Soth Korea, *Source : GSA August 31, 2011 Evolution to LTE Report Canada

Caractéristiques• Haute efficacité spectrale • Plus de bande passante à partager pour une plage de fréquence donnée. • Débit pic de 100 Mbits descendant et 50 Mbits montant (plan à 1 Gbps avec LTE-Advanced)• Connexion permanente • Passage rapide du mode IDLE à létat ACTIF en moins de 100 ms.• Mobilité Performances améliorées • Handover assuré pour des vitesses comprises entre 120 et 350 km/h. de LTE vs. HSPA+• Très faible latence • Temps d’établissement, délai, latence lors du Handover court: 20 ms LTE RTT idéal pour les jeux en ligne (vs. 100 ms en 3G)• Flexibilité dans lusage de la bande • 6 possibilités de 1.4 à 20 Mhz permettant de s’adapter au besoin de bande passante.• Data seulement au lancement commercial • Support de la voix par VoIP. Mécanisme de renvoi automatique des appels voix sur la couche 3G (CS fallback)• Contrôle de la Qualité de service • LTE propose 9 classes de QoS permettant une différentiation du profil de services de chaque usager (joueur en ligne, consultation internet, VPN, vidéo sur demande…)• Co-existence et interfonctionnement avec la 3G • Handover entre E-UTRAN (LTE) et UTRAN (3G) en moins de 300 ms.

LTE: Comparaison des technologies 4G vs. 3G 10 ms 50 Mbits 100 Mbits LTE 50 ms 11.5 Mbits 21.6 Mbits 3G Latence Débit pic montant Débit pic descendant Meilleure efficacité Meilleurs débits spectrale Latence réduite Qualité de Service Dunk Test 7 COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED. ALCATEL-LUCENT — INTERNAL PROPRIETARY — USE PURSUANT TO COMPANY INSTRUCTION

FRANCE &ARCEP

Synthèse Consultation Publique ARCEP• Perspectives 4G• Canalisations jusqu’à 30 MHz en bande 2,6 GHz et 15 MHz en bande 800 MHz• Débits crêtes de 60-80 Mbit/s dans un canal de 10 MHz ou 120-160 dans 20 MHz• Enjeux liés à l’attribution des bandes 800 MHz et 2,6 GHz• Objectif 4G: Couverture du même ordre qu’en 2G et 3G.• Débit crête disponible doit être de 60 Mbit/s pour 10MHz canal (éventuellement ramené à 30 Mbit/s pour un bloc de 5 MHz)• Enchères combinatoires fermées à un tour• Autorisations nationales, délivrées pour 20 ans avec cession et mise à disposition de fréquences possibles• Date limite de dépôts de candidature le 15 septembre 2011 pour la bande 2,6 GHz et 15 décembre pour la bande 800 MHz.

Synthèse Consultation Publique ARCEPBande 800 MHz• Découpe en 4 blocs A,B,C,D : 10-5-5-10 MHz duplex• Cumul de blocs possible limité à 15 MHz par acteur et lié à la contrepartie d’autoriser l’itinérance à des tiers dans la zone prioritaire sous conditions• 4 types de déploiements parallèles: national, zone prioritaire, départemental et zones blanches• Obligation de couverture nationale de 98% de la population en 12 ans et de 99,6% en 15 ans + axes routiers prioritaires en 15 ans• Déploiement parallèle en zone prioritaire (difficile à couvrir sans l’apport de fréquences sub 1 GHz ,18% de la population et 63% du territoire) : 40 % de la population de la zone à couvrir en 5 ans et 90% à couvrir en 10 ans• 90 % de la population à couvrir dans chaque département en 12 ans• Obligation mutualisation pour couvrir en 15 ans max les villes "zones blanches"• Bande 2,6 GHz• Obligation de couverture de 25% de la population en 4 ans, de 60% en 8 ans et de 75% en 12 ans (en bande 2,6 GHz ou autres)• Les 70 MHz duplex de la bande seront attribués par bloc de 5 MHz cumulables, avec une limite inférieure de 10 MHz duplex et un maxi. de 30 MHz sur 20 ans.

QUELLESTRATEGIE 4G ?

Quelle stratégie pour les opérateursFocus sur l’internet haut débit mobile1. Démarrage fort du LTE aux USA, au Japon et en Corée du Sud en 2011 • Stratégie de Verizon, Sprint de jouer la performance du réseau contre l’offre de haut débit HSPA+ d’AT&T, pour élargir l’écosystème au-delà du CDMA et pour améliorer l’itinérance; • Réduction de la Fracture numérique avec LTE 700MHz: Haut débit fixe en zone rurale2. Seconde vague prévue en Chine et en Inde en 2012 • 3G peu ou pas déployée, WiMAX en fin de vie, spectre GSM saturé par la voix: besoin d’une offre mobile haut débit nationale.3. Lancement commercial massif en Europe en 2013: 2013 MHz Traffic Techno Couverture Aujourd’hui 900 Voice/Data 2G / 3G Nationale MHz Traffic Techno 800 Data LTE Rurale/ Urbain couverture900/1800 Voice 2G indoor 2100 Voice+Data 3G Voice Urbain 1800 2G 2.3/2.6 1800 Data LTE Refarming 2G 2100 Voice/Data 3G Nationale 2.3/2.6 12 Data LTE Hot Spot COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED.

FOCUSCLIENTS ALU

VERIZON WIRELESS160 MILLION PERSONNES COUVERTE FIN AOUT 2011 2008 2009 2010 2011 Alcatel-Lucent Succès de nos 5 décembre 117 Villes / 160 M POPS Acquisition de la 1.7 million abonnés Q2 ‘ 11 selectionné pour la Pilotes réalisés Lancement bande 700MHz solution LTE de bout- dans 5 villes commercial en-bout dans 38 villes 65,000 abonnés LTE dans les 3 premières demaines Customer Testimonial (Jan 2011): http://www-lte.alcatel-lucent.com/#/video/58 “In eight short months we’ve introduced our 4G LTE network to more than half of the U.S. population, while continuing to offer the nation’s most reliable 3G network coast to coast. Each new market and expansion is significant as it brings us closer to delivering on the promise to bring our 4G LTE network to more than 185 million Americans by the end of 2011.” - DAVID SMALL, CTO, VERIZON WIRELESS. 14 COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED.

AT&T Lancement commercial Août 2011 • Pilotes à Dalas et Baltimore • Cible: 70 à 75 millions de personnes couverte fin 2011 3G et • Offre actuelle: mobile hotspot 4G • Stratégie de déploiement: • HSPA+ déployé commercialement à 100% fin 2011 • Déploiement acceléré national LTE d’ici fin 2013 • Alcatel-Lucent fournisseur d’AT&T 15 COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED.

Collaboration TD-LTE en ChineCHINA MOBILE a sélectionné ALCATEL-LUCENT M. Li Zhengmao, vice-président de China Mobile, a déclaré : « Nous sommes ravis de voir qu’en utilisant le lightRadio d’Alcatel-Lucent, cette visioconférence se connecte parfaitement au réseau TD-LTE. Félicitations ! » Dec 18, 2009 1er appel dans les CMCC labs Jan 26, 2010 test de la TD-LTE connexion à Shanghai Mar 26, 2010 1er appel en live sur un réseau de bout-en-bout au pavilion CMCC à China Expo Mar 24, 2011 China Mobile selectionne Alcatel-Lucent pour deployer le plus grand pilote au monde en 4G TD-LTE à Shanghai April 20, 2011 Alcatel-Lucent et China Mobile signe un accord de co-developpement du réseau 4G Août 25 ,2011 Alcatel-Lucent et China Mobile ont réalisé la première visioconférence 4G entre la Chine et les US 16 COPYRIGHT © 2011 ALCATEL-LUCENT. ALL RIGHTS RESERVED.

Disponibilité des terminaux 4G161 terminaux issus de 45 fournisseurs disponibles en Juillet 2011 2009 2010 2011 2012 2013 2014+ H1 H2 H1 H2 H1 H2 H1 H2 H1 H2 H1 LTE New connected devices LTE Connectivity LTE high end Handsets, LTE Middle end LTE low end handset handset Module Netbook/MIDs, Wireless DSL… Field Trials Early Launches Mass Market Adoption Devices distribution 100% 100% 15% 10% 18% 24% 80% 83% 25% 28% 60% 65% 32% 54% 40% 44% 20% 0% Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 USB Dongle MID Smartphones

LTE Buzz - appliquette web2.0 fournie par Alcatel-Lucenthttp://lte.alcatel-lucent.com/

SCENARIOSD’USAGES 4G

LTE : POUR QUELS USAGES?Réinventer l’expérience utilisateur Vidéo temps réel Jeu Interactif Développeurs Abonnés Cloud Mobile e-santé, e-éducation… Entreprises Voix IP HD Open data Vidéo HD, 3D … Villes numériques … M2M…. Haut débit Latence plus Ecosystème faible élargi Notre imagination est notre seule limite!

Cloud Computing:LTE permet aux usagers mobiles d’accéder à l’infinité d’applications du nuage

Use case for LTE: Valoriser les données de la VilleNumérique dans le Nuage • L idée est de définir le réseau comme un service avec Un ensemble de data centers (écologique et économique) pour héberger les Open data Des liens hat débit sécurisés entre ces data centers pour un accès flexible aux ressources Data Center Data Center Le Nuage VM VM VM VM Services hébergés et réseaux sécurisés VPN Accès aux Open data via une application dans le nuage Services Publics

Use cases for LTE: Sécurité publique – Transportexemple: Aide logistique multimédia aux opérations •Accès en temps réel databases logistique et applications multimédias en mobilité grâce au temps de réaction réseau rapide de LTE, sa bande passante importante, •son coût au mégaoctets réduit et la sécurité de ses transactions (secured VPN) Data Center Data Center Le Nuage LTE

Universal Media — Etre connecté à tout votre contenu et le partager quelque soit la plateforme

Universal multimedia Le LTE permet d’accéder aux services multimédia fixe (Tripleplay) sur tous les terminaux nomades Smartphones / Tablets / Netbooks/PC> EPG > Diffusion multi-écrans> TV “direct” – Arrêter sur un écran reprendre sur un> TV “décalée” autre > Téléchargement « intelligent » de – Pause-live TV contenu – Catch-up TV > Partage de média (personnel) – Restart TV > recommandation de contenu> Contenu enregistré > Contenu Video HD de longue durée> catalogue VOD

Broadcast et Multicast services pour LTE•Large demande de services en broadcast/multicast: Unicast is cheaper Broadcast is cheaper •Mobile TV Unicast per user Delivery Cost Broadcast •Infos, Météo, Finance Delivery •Les informations Multimédias pour les touristes ou les citoyens dans la ville Mixed Unicast and Broadcast •La Publicité Source: O2 Audience•La TV broadcast/Multicast est native dans la 4G•Le Broadcasting demande moins de capacité par utilisateur si un grand nombred’abonnés désire voir le même contenu en même temps (ex: évenement TV)•L’opérateur pourra diffuser ce flux vers plusieurs users au lieu d’un flux par user•Amélioration du standard de diffusion eMBMS (TS 36.300): •OFDM permet de meilleures performances en Multicast/Broadcast (MBSFN) •Signal unique transmis par des cellules synchronisées finement •Gain en puissance de reception et interférences réduites •Bande passante améliorée autorisant de la diffusion HD voir 3D •LTE Broadcast/Multicast et Unicast peut partager la même fréquence ou peut fonctionner sur une fréquence dédiée

e-Gaming — Plateforme de jeux multi-joueurs en temps réel

Use Cases for LTE – Jeux en ligne Mobile• Avec une latence quasi-nulle, LTE offre le temps de réaction idéal pour les jeux de type shooting (Word of warcraft, Counter strike, Doom, Gameloft…)• Avec un coût par Mégaoctets plus faible, le LTE offre des services à bande passante élevée permettant d’accéder à des jeux de type cloud en un clic sans le moindre téléchargement ou la moindre installation sur le mobile (Gaikai, Onlive, Ubitus)

Machine-MachineNotre environnement doit être PREVISIBLE Voir Stocker Calculer Securité 1 Utilities 3 2 Agir Reseaux capteurs Transportation Automotive LTE offre la disponibilité de l’internet mobile pour mieux Manufacturing ressentir notre Heath Care Distribution environnement

Application M2M Voiture Connectée — Le smartphone sur deux roues

Use Cases for LTE : la voiture connectée (M2M) Véhicule équipée du LTE Offrir demain aux utilisateurs une multitude de contenus : navigations, communication, Internet, information trafic, vidéos à la demande, jeux interactifs et la sécurité (surveillance des routes et du véhicule). Chaque passager est unique, chacun aura accès à une expérience personnalisée

Bateau Connecté

Use Case for LTE : Connected Boat• Le LTE à 800 MHz offre des caractéristiques avantageuses www.matchrace.de/display/live-video.php pour la couverture en mer par rapport à la 2G/3G 900 MHz.• LTE offre une connexion haut débit en mer pour une multitude d’usages: Sécurité, observations maritimes, vidéos scientifiques, navigation et loisirs…• ALU a assuré la retransmission vidéo LTE de l’événement World Match Racing Tour en Allemagne le 24 mai 2010 avec Teledata, Stream5, Teracue et Haivision

Affichage numérique— Pour un mobilier urbain intelligent

Solution d’affichage numérique • Ces afficheurs interactifs numériques font partie d’un réseau vidéo intelligents qui affichent de l’information de proximité et personalisée en fonction du profil de l’utilisateur dans un environnement public ou privé à usage du public. • Ces afficheurs numériques attirent l’attention des passants, créent une ambiance, informent, éduquent, et influencent les décisions d’achats dans les points de ventes, les points d’attente (abri- bus), et dans les environnements de transits. La solution 4G/LTE Digital Signage permets de la publicité de nouvelle génération, un lien au CRM et un accès aux points de vente

RDV AU PROCHAIN EPISODE …Contact : bruno.westeel@alcatel-lucent.com

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La 4G pour les nuls - Alcatel Lucent

by La Cantine numérique rennaise on Sep 09, 2011

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