Frekvensträngsel kan övervinnas
av Bo Ingves Forum 2013-12, sida 31, 23.12.2013
Frekvensträngsel kan övervinnas
Kommer mobilnäten snar att krascha, då datatrafiken i mobilnäten växer med upp till 100 procent årligen? Tänk vilket vägbygge som behövdes ifall biltrafiken fördubblades årligen!
BO INGVES TEXT X Det är huvudsakligen den ökade användningen av sociala tjänster som Youtube, Instagram, Flickr, Facebook och så vidare som gör att mobilnätens datatrafik ökar.
För att undvika stockningar på radiovågornaär fler basstationer den självklara akuthjälpen. Mendet är inte speciellt kostnadseffektivt, fiffigare är då att exempelvis användaradiospektrumet effektivare genom smarta antenner.
" De enklaste antennerna radierar eller tar emot signaleri alla riktningar, ungefär som en skärmlös glödlampa. Vanligtvis har en basstation tre ”celler”; som radierar och tar emot signaler från en 120 graders vinkel, ungefär som tre strålkastare. En ”smart” antenn kan rikta radiostrålen dynamiskt i önskad riktning”, säger telekomingenjör Gunnulf Mårtenson, styrelsemedlem i Altobridge, som skriver programvara för mobilnätens basstatationer.
Radiofrekvenserna kan enligt Mårtenson användas effektivare också genom att kompressa talsignalen.
”Den äldsta digitala standarden omvandlade en vanlig talsignal till 64 kbit/s. Nu är vi nere i ungefär 4 kbit/s utan att kvaliteten har försämrats”, säger Mårtenson.
Men det är inte bara basstationernas kommunikation med mobilerna som lider av den ökande mobila dataanvändningen. Basstationerna är i sin tur uppkopplade mot mobilnätets servrar, antingen med kabel, fiberkabeleller trådlöst. Även här finns risk för trafikstockning.
”Det här problemet motverkas genom caching, att innehållet på en internetsida eller en videosnutt tillfälligt sparas i ett lokalt minne när datan tas fram första gången.”
Om datan lagras i basstationen kan operatören enligt Mårtenson ibästa fall spara 90 procent av kapaciteten i ledningen mellan basstationen och mobilnätets servrar.
”Det innebär till exempel att jag kan läsa morgontidningen digitalt med minimal nätbelastning”
Belastningen på det mobila nätverket kan också minskas genom att mobilfrekvensanvändningen i så hög grad som möjligt sprids till trådlösa nätverk (WiFi/WLAN).
”Dessa så kallade ”hot spots ” erbjuds gratis på allt fler publika platser som kaféer, tåg- och flygstationer och hotell. Eftersom allt fler mobila apparater kan koppla upp sig till både mobilnätet och WiFi använder mobiloperatören gärna möjligheten att koppla om dataanvändaren från sitt eget nät till ett trådlöst nätverk för att spara på sina egna radiofrekvenser”, säger Mårtenson.
Mobilnäten av i dag är betydligt intelligentare än tidigare. En av de centrala termerna här är lokal switching.
”Ursprungligen skedde uppkopplingen mellan två mobilapparater så att signalen gick hela vägen via nätets centrala switch och vidare till den andra abonnenten. Då ett telefonsamtal mellan exempelvis två slalomåkare i Levi gick via Helsingfors kunde det uppstå en märkbar fördröjning i ljudet”
Men eftersom majoriteten av mobilsamtalen kopplas mellan abonnenter som befinner sig inom en närbelägen basstations område, behövs den centrala switchen egentligen bara för att koppla samtalet.
“Själva talsignalen kan sedan gå från den uppringande abonnenten via basstationen direkttilldenandraabonnenten.Dettaminskar kostnaderna för förbindelseledningen och risken för överbelastning. Det här är viktigt i synnerhet i länder där mobilnätet bygger på dyra satellitförbindelser”
Trots att det alltså finns en hel del möjligheter att minska risken för trafikstockningar i mobilnäten måste basstationerna i alla fall snart börja matas via fiber.
”Mobilnäten kraschar bara om mobiloperatörerna är okloka. Frågan är alltså om de är det”; säger Mårtenson. m
TRÅNGT. Fast det blir allt större trängsel på radiovågorna har telekomingenjörerna många tricks att ta till för att undvika trafikstockning.
LITE RADIOTEKNI = Frekvens är ett mått på hur snabbt radiosignalen ändrar från topp via dal till nästa topp, och mäts i"hertz” händelser per sekund. Gammaldags långvågor kan gå runt halva jorden medan 4G-nätet, som använder frekvenser på upp till 2,6 GHz, kan ha en räckvidd på endast någon kilometer. WiFi-näten använder frekvenserna 2,4 eller 5,0 GHz och då sändareffekten dessutom är låg är räckvidden vanligtvis under 100 meter. För mobilnäten i glesbygden är 800 MHz och goo MHz eftertraktade, eftersom en basstation kan ha en räckvidd på minst 20 kilometer.
= Signalhastighet mäts som “bit per sekund” Ju snabbare signal, desto bredare frekvensband behövs för att överföra den. Vill man packa signalen tätare inom ett smalare frekvensband behövs mer komplicerad elektronik.
= Dynamisk frekvensallokering är en idé som utgår ifrån att mobiloperatörerna kan använda radiofrekvenser huller om buller, bara de först kontrollerar att ingen annan i närheten just då samma frekvens tas i bruk. Tekniken kan ge så mycket mera kapacitet att man kan börja tala om spektrumöverflöd i stället för spektrumknapphet, eftersom de flesta radiofrekvenser används bara en bråkdel av tiden.
FORUM FÖR EKONOMI OCK TEKNIK NR 122013 31
SOLOHIS LOW