рынок анализ 5 G. Комплексная_программа_5G. Программа содействия развитию 5G в России Комплексная программа содействия развитию 5G в России 2 0 2 1
 Скачать 5.24 Mb.
|
|
Рис. 6. Использование отдельных полос радиочастот в диапазоне 3400–3800 МГц для сетей 5G Выданы лицензии на сети 5G Объявлены планы выдачи лицензий 5G Идет выделение спектра 5G Не используются Источник: по материалам GSMA 22 23 емкостью и покрытием в условиях городской застройки. На выбор кон- кретных полос влияют, во-первых, уровень развития в конкретном гео- графическом регионе и стране экосистемы оборудования, и прежде всего экосистемы пользовательских устройств, а во-вторых, занятость полос радиочастот действующими службами. При этом первый фактор является более значимым. Начиная с ВКР 2007 года, наибольший приоритет для внедрения сетей 5G в общемировом масштабе получила полоса радиочастот 3400–3800 МГц, в которой за последние годы сформировалась наибо- лее развитая экосистема оборудования. Несмотря на то что во многих странах эта полоса была занята средствами фиксированного беспро- водного доступа и фиксированной спутниковой службы, за последнее десятилетие они высвободили всю или часть этой полосы для внедре- ния сетей 5G. Для этого они проводили сегментацию использования полосы радиочастот 3400–4200 МГц между сетями 5G и фиксирован- ной спутниковой службой, устанавливали дополнительные фильтры на земные станции спутниковой связи, а также выводили эти земные станции за пределы крупных городов. В результате максимально вос- требованной для внедрения сетей 5G стала полоса 3400–3800 МГц. На рис. 6 показаны планы запуска сетей 5G в полосе радиочастот 3400–3800 МГц или ее отдельных участках. Помимо диапазона 3400–3800 МГц, ряд стран также рассматривает возможность использования для сетей 5G радиочастот в диапазоне 4400–4990 МГц. Однако пока эти частоты выделены только в Китае и Японии, причем для локального применения, в дополнение к поло- сам 3400–3800 МГц. Поэтому экосистема оборудования в диапазоне 4400–4990 МГц развивается медленнее. Таким образом, использование для сетей 5G на отечественном оборудовании связи только диапазона 4400–4990 МГц, без 3400–3800 МГц, снижает развитие экспорт- ного потенциала отечественных производителей радиоэлектронного оборудования. Помимо частот, крайне важен объем радиочастотного ресурса, доступный в том или ином диапазоне для развертывания сетей 5G. На рис. 7 показаны результаты выделения спектра в пересчете на одного оператора в странах, где прошли торги на частоты 3400-3800 МГц. При этом в ряде стран первоначально выделялся спектр в полосе 3400–3600 МГц, а затем дополнительно — в полосе 3600–3800 МГц. Из рис. 7 видно, что большинство стран и операторов стремились к выделению порядка 100 МГц единым сплошным участком для экономически эффективного развертывания сетей 5G. Строить же сети с использованием порядка 50 МГц операторы вынуждены в тех случаях, когда национальный регулятор распределял ресурс суммарной шириной 200 МГц. Ситуация в России В России полоса 3400–3800 МГц активно используется сетями фиксированной спутниковой связи (ФСС), в том числе в интере- сах государственных пользователей. Длительность согласова- ния, создания и эксплуатации космических аппаратов и связанной с ними наземной инфраструктуры делает полное высвобождение полосы 3400-3800 МГц в разумные сроки в России практически невозможным. Рис. 7. Пример выделения радиочастотного ресурса на оператора в диапазоне 3400–3800 МГц в странах, внедряющих сети 5G 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Корея Япония (3,4-4,1 ГГц) Китай Великобритания Испания Латвия Ирландия Финляндия Германия Австрия (без учета рег. лотов) Швейцария Италия Средний ресурс операторов, МГц Источник: 5G Observatory 24 25 Существует техническая возможность высвободить отдельные полосы радиочастот в городах-миллионниках. Однако даже в этом случае высвобождаемого частотного ресурса может оказаться недостаточно для создания оптимальной емкости в сетях 5G. Поэтому если в круп- нейших городах России в диапазоне 3400–3800 МГц удастся выс- вободить менее 100–200 МГц частотного ресурса, то следует рас- смотреть возможность его совместного использования операторами сотовой связи. По сравнению с другими странами в России возможность высво- бождения отдельных полос радиочастот в диапазоне 3400–3800 МГц осложняется наличием нескольких ключевых пользователей, эксплуати- рующих системы гражданского и правительственного назначения с раз- личными приоритетами и особенностями использования полосы радио- частот 3400–4200 МГц для ФСС. Чтобы высвободить в крупнейших городах для сетей 5G даже 100–200 МГц, требуется централизованная координация действий гражданских пользователей и государственных ведомств. При этом для использования диапазона 4400–4990 МГц также потребуется координация с силовыми ведомствами. Кроме того, необ- ходимо будет скоординировать использование этих частот с европей- скими странами, которые могут наложить существенные ограничения на работу сетей 5G в приграничных районах. Решение о высвобождении отдельных полос радиочастот в диа- пазоне 3400–3800 МГц в крупнейших городах позволит решить пер- востепенные задачи наращивания емкости сетей 5G на ближайшие пять лет. При формировании экосистемы оборудования в диапазоне 4400-4990 МГц на этом частотном ресурсе также можно будет раз- вертывать сети 5G. Рекомендуемые меры и изменения Ключевая задача обеспечения доступа к отдельным полосам радиоча- стот в диапазоне 3400–3800 МГц — вывод или минимизация исполь- зования земных станций ФСС (ЗС ФСС) в крупнейших городах и их окрестностях. Помимо этого, важно организационно-техническое пере- распределение использования ресурсов космических аппаратов между ЗС ФСС. На рис. 8 схематично показано текущее использование диа- пазона 3400–4200 МГц различными пользователями земных станций, Рис. 8. Существующее использование ресурсов космических аппаратов на территории РФ Рис. 9. Направления организационно-технического перераспределения использования ресурсов космических аппаратов в районах крупных городов Государственные потребители 3 4 0 0 3 5 0 0 3 6 0 0 370 0 3 8 0 0 3 9 0 0 4 0 0 0 41 0 0 420 0 Основной рабочий диапазон гражданских применений Основной рабочий диапазон военных применений СКЭ Коммерческие потребители ТВ-прием для ФГУП «РТРС» РЛС и помехи ТВ-приему на ЗС ФСС Основной рабочий диапазон гражданских применений Государственные потребители Потенциальный ресурс для сетей 5G 3 4 0 0 3 5 0 0 3 6 0 0 370 0 3 8 0 0 3 9 0 0 4 0 0 0 41 0 0 420 0 Для районов крупных городов Для районов крупных городов Для всей РФ Основной рабочий диапазон военных применений СКЭ Коммерческие потребители ТВ-прием для ФГУП «РТРС» РЛС и помехи ТВ-приему на ЗС ФСС Источник: Таблица распределения полос радиочастот между радиослужбами РФ, решения ГКРЧ Источник: ПАО «Ростелеком» 26 27 а на рис. 9 отображены предполагаемые направления перераспределе- ния ресурсов для обеспечения доступа к спектру для сетей 5G в райо- нах крупнейших городов. При этом перераспределять использование ресурсов космиче- ских аппаратов предлагается только в районах крупнейших городов. Исключение — транспондеры для передачи сигналов цифровых муль- типлексов на объекты ФГУП «РТРС», так как они равномерно распре- делены по территории России. За пределами крупнейших городов и буферных зон вокруг них возможно сохранить использование всего частотного ресурса 3400–4200 МГц для ФСС. Перераспределение использования ресурсов космических аппара- тов — лишь первый шаг, который ускорит и упростит вывод или ограни- чение использования земных станций ФСС в пределах крупных городов. Само же обеспечение частотным ресурсом сетей 5G в крупных горо- дах включает вывод или модернизацию земных станций, дополнитель- ную защиту сохраняемых земных станций от помех, а также создание системы динамического отключения базовых станций 5G, основанной на механизмах Licensed Shared Access (LSA), для кратковременной беспомеховой работы перевозимых земных станций. Для полосы радиочастот 4400–4990 МГц также требуется сегмен- тация, чтобы защитить наиболее важные государственные системы наземной радиосвязи и системы фиксированного беспроводного доступа. Это уменьшит общий объем доступного для сетей 5G радио- частотного ресурса в этом диапазоне. Кроме того, во всем диапазоне радиочастот 4400–4990 МГц функционируют станции тропосферной радиосвязи, которые должны иметь возможность оперативного развер- тывания, что также потребует создания системы LSA. Помимо этого, неоднозначны перспективы развертывания сетей 5G на российских территориях, граничащих со странами, в которых воз- можно присутствие военно-воздушных сил НАТО. Часть этой полосы используется самолетами НАТО для системы опознавания «свой-чужой». В 2019 году ВКР приняла решение, что для развертывания сетей 5G на этих частотах России требуется обязательная координация с сосед- ними странами при установке оборудования на расстояниях в несколько сотен километров вглубь территории страны. Помимо практических мер, для высвобождения радиочастотного ресурса также необходимо, чтобы ГКРЧ своим решением инициировала внесение изменений в Таблицу распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, в частности, для тех полос радиочастот, где нет распределения для сухопутной подвижной службы. / 1.1.3. Частоты 24,25–29,5 ГГц Описание проблемы Несмотря на раннюю стадию развития сетей 5G, эксперты прогнози- руют, что в ближайшие несколько лет вырастет трафик, появятся новые высокоскоростные сервисы, в том числе в массовом сегменте для передачи видеопотоков и данных для сервисов виртуальной и допол- ненной реальности (AR/VR), а также отраслевые сервисы с очень высокими требованиями по задержке сигнала и пропускной способно- сти сети. В среднесрочной перспективе в наиболее перегруженных райо- нах крупнейших городов, к которым относятся районы крупных офи- сных центров и места массового скопления людей, объемы трафика могут настолько вырасти, что даже дополнительной емкости в диапа- зоне 3–6 ГГц окажется недостаточно для предоставления новых услуг в необходимом объеме. Для решения этой проблемы уже сейчас началось формирование экосистемы оборудования в диапазонах радиочастот выше 24,25 ГГц, которые получили общее название миллиметровых. Наиболее вос- требованные миллиметровые полосы радиочастот находятся в диапа- зоне 24,25–29,5 ГГц. Миллиметровые диапазоны также могут исполь- зоваться для локальных сетей 5G для промышленных предприятий. Новизна и локальный характер развертывания сетей 5G в миллиметро- вых диапазонах радиочастот требуют создания благоприятных условий для внедрения. Международный опыт Для сетей 5G в диапазоне радиочастот 24,25–29,5 ГГц существуют три частотных плана: 26 500–29 500; 27 500–28 350 и 24 250–27 500 МГц. 28 29 Частотный план 26 500–29 500 МГц базируется на предложении Южной Кореи. Он включает также полосы 27 500–28 350 МГц, ранее выделенные для сетей 5G в США. Этот частотный план рассматривают и другие страны. Третий частотный план 24 250–27 500 МГц пред- ложила Европа, и его интенсивно исследовали во время подготовки к ВКР-2019. Однако при исследовании помех на пассивные службы ниже 24,25 ГГц возникла значительная неопределенность, поэтому данный частотный план не мог быть реализован в оборудовании до окончания ВКР-2019. Из-за сложной регуляторной картины, когда различные страны решили развивать сети 5G в диапазоне 24,25–29,5 ГГц с использова- нием разных частотных планов, возникла фрагментация экосистемы оборудования. На рис. 10 показано разделение стран по используемым частотным диапазонам. В странах, рассматривающих полосы радио- частот выше 27,5 ГГц, как правило, лицензируют в первую очередь полосы в диапазоне 26,5–29,5 ГГц, а полосы ниже 26,5 ГГц рассматри- вают на будущее. Для диапазона 24,25–29,5 ГГц также важна доступная ширина канала. На сегодняшний день репрезентативная выборка примеров распре- деления частотного ресурса в этом диапазоне еще не сформирована, тем не менее очевидно, что ширина спектра для сети 5G на одного оператора в этом диапазоне должна составлять 400–800 МГц. Ситуация в России В конце 2018 года ГКРЧ приняла решение № 18-48-02 о выделе- нии неопределенному кругу лиц полос радиочастот 4800–4990 МГц и 25,25–29,5 ГГц для создания пилотных зон оборудования сетей связи 5G в ряде регионов и на отдельных территориях субъектов Российской Федерации. В августе 2019 года появилась первая пилотная зона 5G в цен- тре Москвы на Тверской улице. Опытную зону развернул оператор «Т2 РТК Холдинг» (торговая марка Tele2) совместно с компанией Ericsson. Сплошное покрытие опытной 5G-сети Tele2 охватывает участок Тверской улицы от Кремля до Садового кольца. Для предо- ставления ультраскоростного мобильного широкополосного доступа в качестве абонентских устройств CPE (Customer Premises Equipment) Рис. 10. Использование отдельных полос радиочастот в диапазоне 24,25–29,5 ГГц для сетей 5G Рассматриваются полосы только < 27,5 ГГц Рассматриваются полосы 27,5 – 29,5 ГГц Не используются используются мобильные 5G/Wi-Fi-терминалы с поддержкой диапа- зона 28 ГГц. В сентябре 2019 года компания Tele2 показала пользова- тельские и бизнес-сценарии применения 5G в своей тестовой зоне. Через месяц оператор продемонстрировал возможности сети 5G для облачного гейминга со скоростями передачи данных до 1 Гбит/с и задержкой до 5 мс. В начале 2020 года Tele2 организовал прямую трансляцию на сети 5G в городской среде. Техноблогер вел эфир со смартфона, передвигаясь по Тверской улице и Театральной площади, продемонстрировав мобильные сценарии использования 5G. Прямая трансляция показала работу 5G при перемещении пользователя в условиях плотной городской застройки. В настоящее время в России не рассматривается использова- ние полосы радиочастот выше 27,5 ГГц для сетей 5G. Решение ГКРЧ Источник: по материалам GSMA 30 31 от 17.03.2020 г. предполагает использование частот 24,25-27,5 ГГц. Поэтому нужно сосредоточиться на формировании работоспособных условий для внедрения сетей 5G в этой полосе. Так, по мнению ведущих производителей телекоммуникационного оборудования, требования к оборудованию в полосе 24,25–24,65 ГГц технически невозможно реализовать из-за нежелательных излучений в полосе радиочастот 23,6–24 ГГц (полоса пассивных сенсоров на космических аппаратах), которые противоречат решениям, принятым на ВКР-2019. Распространение аналогичных требований на оператор- ские сети 5G, для которых планируется рассмотреть выделение полос радиочастот в диапазоне 24,65–27,5 ГГц, сделает развитие этих сетей в диапазоне миллиметровых волн невозможным. Серьезные сложности для сетей 5G принесут дополнительные обя- зательные требования к ограничению мощности излучения базовых станций в направлении небосвода в полосе радиочастот 26,1–26,9 ГГц для защитных спутниковых приемников, как это показано на рис. 11. ВКР в 2019 году пришла к выводу, что риск помех чрезвычайно мал и устанавливать обязательные требования для защиты межспутнико- вой службы не нужно. Однако по предложению в том числе России в решение ВКР-2019 были включены требования к минимизации помех, не носящие обязательного характера. Несмотря на то что основные помехи от сетей 5G на космические аппараты будут приходиться на территорию других стран, высока вероятность того, что необязатель- ные международные требования станут обязательными для примене- ния в России, а значит, появятся дополнительные сложности для оте- чественных производителей, что сделает российское оборудование дороже. Рекомендуемые меры и изменения Выделению радиочастотного ресурса сетям 5G в диапазоне 24,65–27,5 ГГц препятствуют прежде всего чрезмерные ограничения, связанные с защитой космических приемников как пассивного при- менения в соседней полосе 23,6–24 ГГц, так и межспутниковой связи в диапазоне 25,25–27,5 ГГц, а точнее, в полосе 26,1–26,9 ГГц, наибо- лее восприимчивой к помехам со стороны сетей 5G. Определить условия электромагнитной совместимости, гармонизированные Рис. 11. Иллюстрация требований к ограничению мощности излучения базовых станций в полосе радиочастот 26,1–26,9 ГГц с международным опытом, помогут дополнительные совместные исследования операторов мобильной связи и организаций, подведом- ственных Роскосмосу. Кроме того, необходимо разработать методику оценки электромагнитной совместимости сетей 5G с земными станци- ями спутниковых служб исследования Земли, учитывающую застройку местности и экранирующий эффект такой застройки в миллиметро- вых диапазонах радиочастот. При этом возможность использования полосы радиочастот 24,65–27,5 ГГц для сетей 5G требуется закрепить соответствующим решением ГКРЧ и внесением изменений в Таблицу распределения полос радиочастот между радиослужбами РФ. Спутники на различных орбитах Ограничение ЭИИМ в направлениях на спутники Сложно регулируемая область боковых лепестков диаграммы направленности антенн БС 5G Луч 1 Луч 2 Источник: ПАО «Ростелеком» 32 33 / 1.2. Ограничение роста платы за спектр Описание проблемы Несмотря на рост потребления услуг мобильного широкополосного доступа и увеличение доступных для сетей LTE полос радиочастот, в последние годы операторам не удается существенно увеличить среднюю выручку на абонента (ARPU). При этом выросли затраты на получение доступа к новым полосам радиочастот (например, к полосе 2570–2620 МГц), как капитальные (включая стоимость спектра на аукционе и разовую плату за использование спек- тра), так и эксплуатационные (включая ежегодную плату за спектр). Более того, рост коснулся и дополнительных расходов операторов, которые с точки зрения законодательства не относятся к плате за спектр, но де-факто также относятся к платежам за доступ к радио- частотному ресурсу. В частности, речь идет об экспертизе ЭМС и санитарно-эпидемиологической экспертизе. Совокупные платежи операторов за радиочастотный спектр составляют единицы процентов от их выручки, а если учитывать только доходы от предоставления услуг связи (без, например, выручки от продажи абонентских терминалов), то доля платежей за спектр в выручке операторов вырастет. Если же операторы получат доступ к новым, достаточно широким полосам радиочастот для сетей 5G и установят большое число базо- вых станций, то прямые и косвенные платежи за доступ к радио- частотному ресурсу могут вырасти еще больше. Учитывая рост затрат, связанных с необходимостью выполнения новых законо- дательных требований — исполнения положения «закона Яровой» (374-ФЗ) 10,11 , реализации так называемого закона об автономном Рунете (90-ФЗ) 12 и обеспечения доступа к социально значимым сервисам 13 , дополнительный рост платежей за спектр с внедрением сетей 5G может привести к угрожающе высокой доле расходов, не относящихся к развитию информационной инфраструктуры, плат- форм и сервисов. Такая ситуация может вызвать сначала стагнацию, а затем и деградацию отрасли в целом, так как операторы не смогут поддерживать на должном уровне и развивать сети сотовой связи в России. 10 Федеральный закон от 06.07.2016 № 374-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О противо- действии терроризму» и отдельные законодательные акты Российской Федерации в части установления дополнительных мер противодействия терроризму и обеспечения общественной безопасности». 11 По данным годового отчета ПАО «МТС» за 2018 год (утвержден годовым общим собранием акционеров ПАО «МТС» 27.06.2019), оценка в дополнительных инвестициях, необходимых для соблюдения «закона Яровой», составляет 50 млрд рублей в течение пяти лет. Для сравнения: по данным указанного годового отчета, уровень капитальных затрат ПАО «МТС» в 2019 году составит около 90 млрд рублей. 12 Федеральный закон от 01.05.2019 № 90-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О связи» и Федеральный закон «Об информации, информационных технологиях и о защите информации». 13 Проект Федерального закона «О внесении изменений в Федеральный закон «О связи», разработанный Минцифры России, предусматривает, что абонент-гражданин не должен оплачивать услугу оператора связи по предоставлению доступа к социально значимым информационным ресурсам (статья 54). Стоит отметить, что платежи, вносимые операторами связи за использование спектра, не расходуются по целевому назначению. По закону «О связи» (126-ФЗ, ст. 23, п. 4) цели, для достижения кото- рых вводится плата за использование радиочастотного спектра, определяются так: обеспечение системы контроля радиочастот; конверсия радиочастотного спектра; финансирование мероприятий по переводу действующих радио- электронных средств в другие полосы радиочастот. Однако в рамках действующих бюджетных правил большая часть средств не расходуется на эти цели, и это отражается на темпах про- ведения конверсии и вывода действующих радиоэлектронных средств из наиболее востребованных для сотовой связи полос радиочастот. Международный опыт Мировая практика знает множество случаев, когда несоразмерно высокая плата за спектр негативно влияла на развитие сетей сотовой связи. Самый известный пример — серия аукционов по распределе- нию спектра для первых сетей 3G в Европе в начале 2000-х годов, когда европейские операторы заплатили за спектр в общей сложности порядка 100 млрд долларов. Такие существенные средства, факти- чески выведенные из отрасли, привели не только к задержке запуска сетей, но и к стагнации всей отрасли телекоммуникаций на протяжении нескольких лет. После такого опыта многие страны пересмотрели подход к опре- делению платы за спектр. В частности, широкое распространение получила взвешенная позиция: аукционы и плата за спектр должны 34 35 быть в первую очередь механизмом отбора операторов, способных и желающих инвестировать в развитие информационной инфраструк- туры и сервисов, а не средством пополнения государственного бюд- жета. Некоторые страны, например Китай и Япония, решили даже вовсе не использовать аукционы для распределения спектра. Так, в Японии провели конкурс, где заявки операторов оценивали по планируемым инвестициям и количеству базовых станций. Когда внедрялись сети 4G, большинство стран мира начали более внимательно определять стартовые цены на аукционах, выстраивать процедуры аукционов, чтобы исключить быстрый рост цены и сдержи- вать рост ежегодных выплат за спектр. Эта политика ускорила успеш- ное внедрение сетей 4G. Однако смена модели потребления — переход от голосовых услуг к мобильной передаче данных — и замедление роста ARPU привели к тому, что выделение нового частотного ресурса не увеличило воз- врат инвестиций на МГц спектра, как это видно из рис. 12 на примере тех стран, где эта информация находится в открытом доступе. Ожидается, что удельный уровень доходности на 1 МГц спектра продолжит снижаться 14 и с выделением новых полос для сетей 5G, так как на сегодняшний день рост объема мобильного трафика не при- водит напрямую к повышению доходов операторов, по крайней мере, в потребительском сегменте, который будет доминировать в первые годы внедрения сетей 5G. Поэтому важно оценить влияние финансовой нагрузки в виде пря- мой и косвенной платы за спектр на инвестиционные возможности операторов сотовой связи и проанализировать, возможно ли вообще увеличение платы за спектр для сетей 5G. Критерием оценки расходов на спектр предлагается сделать соотношение всех косвенных и пря- мых затрат, связанных с доступом к спектру, и доходов операторов. Мировой опыт показывает, что для успешного развития сетей и серви- сов, как правило, необходимо удерживать это соотношение на уровне менее 5%. Превышение этого уровня ведет к замедлению развития и стагнации отрасли. Пример оценок этого показателя по ряду стран приведен на рис. 13. 14 GSMA «The 5G guide. A reference for operators», апрель 2019. |