De voorspellingen voor het gebruik van het mobiele datanetwerk zijn te conservatief. De groei van mobiel internet en met name videotoepassingen legt de komende jaren een grote druk op de netwerken van de telecomaanbieders, stelt Jos Grond, directeur Nokia Siemens Networks Nederland. Tegelijk staan ook de inkomsten van telecomaanbieders onder druk, doordat eindgebruikers het datanetwerk inzetten om goedkoper met elkaar te communiceren en de overheden in Europa de aanbieders steeds strengere prijsplafonds opleggen. Zij zijn dus op zoek naar meer capaciteit tegen zo laag mogelijke investeringen.

Centralisatie speelt een belangrijke rol

Bij belangrijkste leveranciers van netwerkapparatuur voor telecomnetwerken, Ericsson, Nokia Siemens Networks en Huawei, speelt net als bij veel andere IT-leveranciers, virtualisatie en centralisatie een belangrijke rol om de beschikbare capaciteit zo efficiënt mogelijk in te zetten. De basisstations in het netwerk zijn tot nog toe allemaal voorzien van veel intelligentie. Die stuurt het radiogedeelte aan en bewerkt de signaaloverdracht tussen het radionetwerk en het transportnetwerk.

Het bundelen van de intelligentie van een aantal basisstations in een centrale verwerkingseenheid heeft als voordeel dat de rekenkracht kan worden ingezet voor die delen van het netwerk waar de behoefte aan netwerkcapaciteit het grootst is. Bovendien is het makkelijker naburige basisstations met elkaar te laten 'onderhandelen' over de inzet van beschikbare capaciteit zodat een optimale mix aan spraak- en datacapaciteiten wordt bereikt zonder dat er te veel interferentie optreedt.

Beschikbare capaciteit dynamisch inzetten

De leveranciers kiezen ieder voor een verschillende invulling van dit concept. Nokia Siemens Networks voert in zijn 'Liquid Net'-concept de centralisatie ver door. Grond: "Zo hoef je niet meer elke site in te richten op piekbelasting, maar kun je bij piekbelasting de capaciteit van andere, minder drukke sites dynamisch gebruiken." Hij benadrukt dat het basisstation met alleen radio-eenheden veel kleiner kan worden uitgevoerd en dus minder opvalt in de omgeving. Ook is minder energie nodig op de opstelpunten. Een voorwaarde voor de centrale verwerking is wel dat alle basisstations met glasvezel verbonden zijn met centrale locaties, omdat het transport van de ruwe signalen strengere kwaliteitseisen stelt.

Antennes creëren stuurbare bundel van frequenties

In de “Liquid Net”-oplossing is het delen van de rekenkracht tussen de cellen in het radionetwerk maar één van de drie pijlers. NokiaSiemens introduceert bijvoorbeeld ook de 'actieve antenne': het dekkingsgebied rond een antenne is dan niet langer een statische cel. Door de capaciteit deels samen te voegen tot een bundel die gebruikers actief volgt, kan er efficiënter gebruik van worden gemaakt. Het dekkingsgebied van een dergelijke actieve antenne blijft minstens gelijk aan die van een gewone antenne, maar binnen de cel kan de capaciteit wel met twee derde toenemen en wordt interferentie voorkomen.

Centralisatie op kleine schaal effectiever

Ericsson verwacht dat een centralisatie het meest effect oplevert op kleinere schaal, door een zogeheten macrocel zijn intelligentie te laten bundelen met microcellen rond het dekkingsgebied van de macrocel. Ericsson noemt dit de HetNet approach (Heterogenous Network). Simon Biemond, solutions director radio network bij Ericsson benadrukt het belang van een stapsgewijze aanpak van het capaciteitsprobleem. Eerst is het van belang de prestaties van de macrocell te optimaliseren door het toevoegen van meer spectrum, meer radioantennes en verwerkingscapaciteit. Blijkt dat niet voldoende, is de volgende stap een verdichting van het macrocellennetwerk door meer opstelpunten te plaatsen. In derde instantie kunnen de macrocellen worden voorzien van 'low power nodes' ofwel de microcel, die nauw samenwerken met de macrocel. De grote meerderheid van de macrocellen gebruikt minder dan 5 procent van de beschikbare capaciteit en slechts 4 procent zet meer dan de 50 procent van de beschikbare capaciteit in, blijkt uit onderzoek van Ericsson.

Veel van de problemen in het mobiele netwerk hebben dan ook hun oorzaak in de toewijzing van capaciteit aan de signalering. Biemond: "Veel apps op een smartphone vragen voortdurend of er nog nieuwe data voor hen beschikbaar zijn. Ook het netwerk blijft nog enige tijd vragen om contact wanneer een smartphone, bijvoorbeeld door een beperkte stroomvoorziening of processorkracht een bepaalde app zelf uitschakelt. Wanneer de signalering vastloopt ervaart de eindgebruiker dat als een gebrek aan capaciteit, terwijl dan nog ruim voldoende capaciteit in het datanetwerk."

Strategie werkt op miljoenenknooppunt in Tokio

Zowel NokiaSiemens als Ericsson hebben hun aanpak al ruim een jaar geleden aangekondigd. Inmiddels hebben de eerste telecomaanbieders de respectievelijke strategieën in praktijk gebracht. Zo heeft een van de grotere Europese operators inmiddels de Liquid Radio actieve antennes van Nokia Siemens Networks in zijn netwerk geïmplementeerd. Ericsson heeft de HetNet-aanpak al bij een aantal Scandinavische aanbieders actief en bijvoorbeeld bij het Japanse Softbank Mobile dat rond het metroknooppunt Shinjuku Station in Tokio in staat is zo'n 3,5 miljoen reizigers per dag van een vlotte mobiele breedbandverbinding te voorzien.