Mission-critical communication with LTE450 in energy areas on the North Sea

Det finns en ökande ekonomisk aktivitet till havs. Förutom transportfartyg dyker allt fler vindkraftsparker, energihubbar och (i framtiden) livsmedelsproduktionsanläggningar upp på Nordsjön. Denna utveckling leder till en ökad efterfrågan på kommunikation och digital anslutning, som i vissa fall också kan vara av affärskritisk natur. Tillgängligheten av kommunikationsnät till havs är dock mer begränsad än på land. Denna studie besvarar följande huvudforskningsfråga: Vad är möjligheterna och hindren för att utveckla en affärskritisk rösttjänst baserad på LTE450 i den nederländska delen av Nordsjön? Svaret på denna fråga bygger på en SWOT-analys för en hypotetisk framtida affärskritisk tjänst baserad på LTE450, liksom fyra specifika frågor som beskrivs nedan. Styrkor och svagheter, möjligheter och hot De viktigaste styrkorna och svagheterna, möjligheterna och hoten för en affärskritisk rösttjänst baserad på LTE450 till havs är följande: - Styrkor: Bandet 450 MHz kan möjliggöra kritisk kommunikation till havs. Det finns ett globalt momentum för användning av LTE/5G i 450 MHz-bandet för både data- och röst-kommunikation, huvudsakligen från företagssektorn. Täckningen till havs kan relativt snabbt uppnås med hjälp av spektrum i 450 MHz-bandet. Tillgången på spektrum är säkrad till minst 2050 tack vare nuvarande tilldelning till Utility Connect. Påverkan av interferens verkar vara begränsad och hanterbar. - Svagheter: 450 MHz-bandet stöds inte standardmässigt av vanliga LTE/5G-enheter. Ekosystemet för handenheter med stöd för LTE450 är mycket mindre än för vanliga LTE- och 5G-band. Utility Connect kommer (på land) endast kunna använda en bärare baserad på LTE-M fram till minst juli 2035. 3GPP-standardiserad mission-critical voice (MCX) förväntas emellertid inte stödjas tillsammans med LTE-M. - Möjligheter: Det finns begränsad tillgänglighet av digital anslutning till havs, varför LTE450 skulle kunna vara ett bra "sista utväg" för kritisk röst- och IoT-kommunikation med låg datahastighet. LTE450-nätverket skulle kunna vara helt oberoende av andra offentliga mobila nätverk, vilket har fördelar inom kontroll, säkerhet och livscykelhantering. Implementering av 3GPP MCX kan också bidra med värdefulla insikter för VMX, efterföljaren till C2000 (det nuvarande nederländska PPDR-mobila kommunikationssystemet baserat på TETRA). - Hot: Alternativ på Nordsjön blir alltmer tillgängliga, men de flesta kan (än så länge) inte uppfylla kraven för mission critical. Dessa inkluderar offentliga mobila nätverk i "vanliga" LTE/5G-band samt direkt-till-enhet-satellitkommunikation. Deras tillgänglighet är goda nyheter för användare som behöver digital anslutning till havs, men det innebär att LTE450-nätverket i slutändan kan överskuggas. Å ena sidan blir relativt billig bredbandsanslutning tillgänglig för icke-kritiska applikationer och som reserv- eller standardalternativ för kritiska applikationer. Satellitkommunikation kan erbjuda en sista utväg för kritisk röstkommunikation. Å andra sidan kan (lokala) smalbandsnätverk vara enklare att implementera eller anpassa efter specifika situationer, beroende på situationen. Åtkomst till offentliga mobila nätverk till havs skulle ge tillgång till ett mycket större ekosystem, mer valfrihet och anslutning till VMX. Viktigt för LTE450: s framtid vid havet är positioneringen och mervärdet jämfört med tillgängliga alternativ. Globalt sett finns en trend mot att använda en mix av både offentlig infrastruktur (mobila nätverk) och specifikt spektrum och infrastruktur för PPDR-nätverk. LTE450 kan fungera som en "ultimat backup" genom att erbjuda en begränsad kapacitet men hög tillförlitlighet (särskilt i nödsituationer). Detta kan emellertid också uppnås med satellitanslutning (direkt-till-enhet). En annan nackdel med LTE450 är det begränsade handsets-ekosystemet och behovet av att skapa och underhålla ett radiotekniskt nätverk till havs. Med alla andra alternativ kan standardhandsets användas och den befintliga nätverksinfrastrukturen kan användas. I vilken utsträckning kan TETRA-baserade handenheter kopplas samman med LTE450-handenheter i affärskritiska första hjälpen-/PPDR-applikationer? TETRA-nätverk kan kopplas samman med 3GPP MCX-baserade system, vilket möjliggör kommunikation mellan användare på båda plattformarna. Det finns emellertid inga handenheter tillgängliga som stöder både TETRA och LTE450, så räddningspersonal kan inte använda samma enhet för att ansluta till C2000 på landet (med TETRA) och via LTE450-nätverket till havs (om inte ad-hoc C2000 TETRA-basstationer har placerats ut till havs, med LTE450 eller alternativ för backhaul-anslutning som nämnts ovan). Hur hållbart är det 2x3 MHz-spektrum som tilldelas Utility Connect fram till 2050 med avseende på användbarheten av 3GPP-teknologier (LTE450 och efterföljare)? Utility Connect har säkrat tillgängligheten av 2x3 MHz-spektrumet fram till 2050. Möjligheterna att använda det är emellertid begränsade på land fram till 2035 på grund av behovet att behålla en CDMA450-bärare. Med det vid den tiden tillgängliga spektrumet på 1,5 MHz finns det begränsade möjligheter att realisera en affärskritisk rösttjänst (när det gäller kapacitet och stöd för LTE-M röstantal). I vilken utsträckning passar ett affärskritiskt mobilt nätverk för PPDR baserat på LTE450 in i europeiska harmoniserings- och interoperabilitetsutvecklingar som BroadEU.net och EU Spicenet referensarkitektur? De europeiskt utvecklade referensarkitekturerna erbjuder en ram för att på en högre nivå koppla samman olika typer av PPDR-nätverk, inklusive TETRA och 3GPP MCX. Baserat på dessa utvecklingar ser vi inga begränsningar när det gäller det genomförbara LTE450-nätverket. I praktiken verkar implementeringen av de nämnda referensarkitekturerna knappt ha kommit igång. Vilka begränsningar kan förväntas när det gäller användningen av LTE450 på Nordsjön, med avseende på interferens från och till utländsk användning i och runt 450 MHz-bandet? Först och främst måste hänsyn tas till Storbritanniens användning, som oftast är smalbandig. Speciellt i Storbritannien är 450-bandet konfigurerat så att upplänk och nedlänk är precis motsatta jämfört med Nederländerna. Påverkan på nätverket från Storbritannien (och även Belgien, där hela 450 - 470 MHz-bandet används för PMR) förväntas vara begränsad eller enkel att mildra. Bredbandig LTE- och 5G-teknik är relativt robust mot smalbandsinterferens. Ett LTE450-nätverk till havs kan också designas så att basstationer (riktade mot det nederländska fastlandet) sänder och tar emot så få signaler som möjligt i riktning mot Storbritannien. Å andra sidan kan nätverket störa smalbandsanvändare över gränsen, vilket kan vara en begränsande faktor.