Версия для слабовидящих

Мексика: план АРТ против плана США

Мексика: план АРТ против плана США

Регулятор использования РЧС Мексики COFETEL рассматривал несколько вариантов при выборе плана проведения аукциона:

  • план США в полном объеме (схема А4 Рекомендации МСЭ-R М.1036),
  • план США с некоторыми сдвигами спектра,
  • план Азиатско-Тихоокеанского сообщества – APT (схема А5).

В результате принято решение распределять спектр по плану APT 700 МГц (703-748 МГц/ 758-803 МГц).

Исследовательская группа летом 2012 года начала свою работу по выбору оптимального пути дальнейшего развития области связи, а также возможности распределения спектра таким образом, чтобы это было согласовано на глобальном уровне. Во второй половине сентября 2012 года группа пришла к выводу, что на сегодняшний день план APT (см. рис. 1) имеет все шансы присоединить к себе большую часть мирового сообщества в разработке согласованного распределения мобильного спектра.

Рисунок 1: план APT 700 МГц (источник Analysys Mason, 2012)

Figure 1: Asia–Pacific Telecommunity's proposed 700MHz band plan [Source: Analysys Mason, 2012]

APT Wireless Group (AWG), занимающаяся частотным регулированием в странах-участницах АРТ, предлагает два различных режима работы LTE: LTE TDD и LTE FDD (см. рис. 2), но предпочтение отдается LTE FDD.

Рисунок 2: предложения APT Wireless Group (AWG)


Отметим, что ситуация с "цифровым дивидендом" в разных странах мира различная (в Европе – одна полоса цифрового дивиденда, на Американских континентах – другая, а страны Северной и Южной Америки также имеют различия между собой, см. рис. 3):

Рисунок 3: «Цифровой дивиденд» в различных регионах (3 плана)

Как видно, план СЕРТ только частично затрагивает диапазон 700 МГц.

Так, например, в США распределяли спектр разными объемами, фрагментарно, что в итоге ограничило возможность использования его на более широком географическом охвате в других целях, в частности для роуминга. Но операторы США не стали уделять этому вопросу много внимания и на полученных частотах в максимально короткие сроки запустили сети LTE. В то же время, в странах Района 1 освоение «цифрового дивиденда» в диапазоне 800 МГц началось недавно. Хотя, например, в Германии сеть LTE в этом диапазоне уже развернута в сельской местности и услуги связи предоставляются в полном объеме. Получается, что при нынешней ситуации «передовые» страны, вероятно, в дальнейшем будут вынуждены перестраивать свои сети для обеспечения международного роуминга. Но это, как и многое другое, вопрос времени. Тем более что AWG все еще рассматривает вероятность распределения на международном уровне спектра в полосе частот 806-960 МГц, и помимо этого, есть подвижки в развитии полосы 2500-2690 МГц.

Глава GSMA по Латинской Америке (Sebastian Cabello) заявил, что принятое решение было очень важным, как для COFETEL, так и для региона в целом. Ведь такие страны, как Чили, Колумбия, Эквадор уже объявили о переходе на план APT, что стало существенным сигналом для других стран региона последовать тому же примеру, пойти по пути гармонизации спектра, чтобы облегчить развитие беспроводных технологий, а не увязывать свое распределение исключительно с планом США. Кроме того, при поддержке плана APT регулятор Мексики может рассчитывать, что спектр будет поделен между большим количеством операторов, что существенно увеличит конкурентоспособную атмосферу в стране. На сегодняшний день на рынке Мексики доминирует всего два оператора: America Movil и Telefonica. Эти же операторы являются лидерами на территории всей Латинской Америки (America Movil – в 17 странах Латинской Америки и Telefonica – в 14).

Характеристики двух частотных планов для 700 МГц:

 Возможности

План США

План APT

Экономическая эффективность

400 млн пользователей

4 млрд пользователей

Количество спектра для крупномасштабного коммерческого использования

37%

83%

Количество сетей, поддерживающих участки 2x10 МГц

2

4

Количество сетей, поддерживающих участки 2х15 МГц

0

3

Количество сетей, поддерживающих участки 2х20 МГц

0

2

Переносимость одной сети в другую в той же полосе

Нет

Да

Подключения для правоохранительных органов, скорой помощи и спецслужб

Выделенные сети;

выделенный спектр; инвестиции, сделанные государственными органами безопасности

Коммерческие сети; гарантированное выделение мощности;

инвестиции, сделанные частными операторами

Стоимость охвата всего населения

$800 млн

$150 млн

Минимальное время, которое требуется для развертывания сети, охватывающей все население Мехико

2,5 года

1,5 года

По мнению ведущих экспертов, принятие COFETEL  плана APT было основано на его «высокой эффективности» использования спектра, ведь схема А5 предполагает большую гибкость для комбинации блоков радиочастот, ширина которых может составлять от 5 до 20 МГц.

Таким образом, согласно пресс-релизу регулятора, COFETEL намерен использовать план APT, где весь спектр поделен на две части по 45 МГц и с разрывом 10 МГц (см. рис. 1).

Регулятор Мексики проанализировал планы США (A4) и АРТ (A5), опубликовав результаты исследований на своем официальном сайте в следующих документах:

  • Приложение 1. Технико-экономическое обоснование развертывания коммерческих сетей в Мексике по различным схемам: A4 и A5 полосы частот 698-806 МГц.
  • Приложение 2. Геополитика в отношении полосы частот 698-806 МГц и инфляция по плану APT.
  • Приложение 3. Оценка сегментации по схеме A5 в полосе частот 698-806 МГц.
  • Приложение 4. Оценка сегментации по схеме A4 в полосе частот 698-806 МГц.
  • Приложение 5. Возможность развертывания сетей общественной безопасности на базе технологии LTE в полосе 698-806 МГц.
  • Приложение 6. Совместное использование схем A4 и A5 в полосе частот 698-806 МГц на границе между Мексикой и Соединенными Штатами Америки.

Согласно этим документам (которые частично дублируют друг друга) с точки зрения сценария развертывания сетей для коммерческих целей эти планы отличаются по своим техническим характеристикам.

План США:

План АРТ:

Принимая решение при выборе технических характеристик, регулятор Мексики определял с максимальной точностью стоимость и сроки строительства сети по каждому плану (количество базовых станций), руководствовался наиболее выгодным решением с точки зрения проникновения услуг и наличия потенциальных пользователей. Частотный план А5 преимущественно выбран для Федерального округа Мексики, который имеет самый большой спрос на услуги мобильной связи.

В качестве очередного шага эксперты COFETEL  рассчитали, сколько базовых станций будут необходимы каждому оператору при развертывании своей сети в Мексике. Чтобы вычислить количество необходимых в федеральном округе базовых станций (N) на квадратный километр, используются формулы для двух схем (А4 и A5):

А4

А5
, где

a – плотность населения;

b – количество одновременных подключений;

c – проникновение смартфонов;

d – емкость спроса на одного пользователя;

e – спектральная эффективность LTE;

f –  полный спектр полосы частот.

В результате количество базовых станций, необходимых для LTE приведено в таблице ниже:

Спектральная эффективность

3

Техническая характеристика технологии LTE

Базовые станции на км² (A4)

10

Рассчитано по формуле: количество базовых станций

Базовые станции на км² (A5)

2,3

Рассчитано по формуле: количество базовых станций

Всего базовых станций (A4)

30085

Расчет получается путем умножения количества базовых станций на км²  при общей площади федерального округа

Всего базовых станций (A5)

10028

Расчет получается путем умножения количества базовых станций на км²  при общей площади федерального округа

Затем эксперты рассчитали размер инвестиций, необходимых для развертывания сети. Результаты расчетов выявили, что развертывание сети по схеме A5 приводит к снижению первоначальных инвестиций для операторов, а это выявит излишки средств. Логично предположить, что некоторые из этих излишков передадут пользователям, что приведет к более низким розничным ценам. Кроме того, предполагается, что пользователь будет иметь больше преимуществ при наличии нескольких операторов, что обеспечивает ему выбор. При выборе схемы А5 этот аргумент в пользу плана АРТ, ведь количество операторов при раскладе А5 больше, чем при А4. Помимо всего прочего, при использовании схемы А4 существует высокий риск вредных помех между услугами в пределах одной зоны и услугами в соседних полосах (рассмотрим далее). А также нет взаимодействия с различными видами стандартов, определенных в консорциуме 3GPP.

Таким образом, цели, которые ставил перед собой регулятор Мексики, достигаются более эффективно с использованием схемы сегментации А5. Тем более, у плана АРТ есть еще одно преимущество для пользователей: они могут переносить свой номер и поддерживать связь четвертого поколения по схеме А5, используя те же сетевые устройства. Отсутствие в этом плане мобильности по схеме А4 приведет к дополнительным расходам для пользователей таких устройств, как например IPad, которых не устроят услуги связи другого оператора. Что потенциально может привести к нежеланию абонентов связываться по мобильной сети.

Точно так же дела обстоят с пропускной способностью: чем она выше (как по схеме А5), тем быстрее и за меньшие деньги осуществляются подключения к приложениям.

Регулятор Мексики четко разъяснил позицию выбора плана АРТ с точки зрения геополитики. Когда эксперты рассматривали самый первый план – план США, принятый при развертывании широкополосных сетей в диапазоне 700 МГц, они пришли к выводу, что несмотря на сильное экономическое влияние США можно рассмотреть и другие варианты.

Изначально регулятор Мексики обратил внимание, что спектр США в диапазоне был распределен практически только между двумя ведущими операторами: AT&T и Verizon, которые вместе имеют более 80% коммерческого рынка связи страны в диапазоне 700 МГц (см. рис. 4), на остальных же приходится порядка 19% (MetroPCS – 0,50%, US Cellular – 2,80% и др.).

Рисунок 4: рынок связи оператора Verizon

Рынок связи оператора AT&T

Рынок связи оператора US Cellular

Затем эксперты COFETEL обратили внимание на распределение спектра в другой стране – Канаде. Регулятор Канады недавно пришел к решению использовать ту же схему распределения спектра, что и на территории США. Важными факторами при принятии такого решения стала единая граница, ведь большинство населения Канады (75%) проживает непосредственно в южной части страны с высокой степенью социальной и экономической взаимосвязи с населением США (см. рис. 5).

С той же Мексикой США имеют меньшую протяженность по границе и гораздо ниже (порядка 7%) концентрацию населения в приграничных районах (данные за 2011 год). Кроме того, показатели ВВП Канады по отношению к США - 42%, а Мексики к США – 27%. Далее брали данные по въезду на территорию США граждан Канады и Мексики за 2011 год, которые также отличались в пользу населения Канады практически в 2 раза.

Рисунок 5: распределение населения Канады относительно США

С другой стороны, на рынке связи Канады крупнейшие  операторы (порядка 9) обладают долей спектра в размере 36%, в то время как ведущие операторы в Мексике имеют общую долю почти в 70%.

Использование роуминга между странами – еще один фактор, который был рассмотрен регулятором Мексики. В США Канада имеет более высокий роуминг-трафик, чем Мексика. Что также говорит в пользу принятых решений стран: Канада присоединилась к плану США, а Мексика – к плану АРТ. Таким образом, очевидно, что экономические, демографические и рыночные составляющие Канады и Мексики заметно отличаются, а такие условия являются решающими при принятии наиболее подходящей схемы для конкретного использования спектра.

В поддержку плана АРТ регулятор Мексики приводит график присоединения к плану стран в других континентах (см. рис. 6). Тем более, что страны Азиатско - Тихоокеанского региона признают потенциальные выгоды для своего сообщества, обеспечивая растущую поддержку в применении сегментации плана.

Рисунок 6: страны АРТ, поддерживающие план распределения диапазона 700 МГц

Общая численность населения в некоторых частях Европы, Африки и Ближнего Востока, которые потенциально могут принять план APT по данным COFETEL .

Страна/ регион

Население (млн)

Европа

857

Африка

1070

Ближний Восток

384

Всего

2311

В то же время, общая численность населения стран Американского континента, поддерживающих план США, составляет:

Страна/ регион

Население (млн)

США

314

Канада

35

Карибский бассейн

42

Всего

391

Общая численность населения стран Латинской Америки, поддерживающих план АРТ, приведена в таблице ниже:

Страна/ регион

Население (млн)

Аргентина

42

Колумбия

45

Чили

17

Коста Рика

4,6

Мексика

115

Всего

223,6

Общая численность населения стран Азиатско-Тихоокеанского региона, поддерживающих план АРТ, составляет:

Страна/ регион

Население (млн)

Япония

128

Австралия

22

Новая Зеландия

4,5

Корея

49

Индия

1205

Тайвань

23

Папуа-Новая Гвинея

6,3

Тонга

0,1

Вьетнам

91,5

Таиланд

67

Сингапур

5,5

Индонезия

248

Всего

1849,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме того, понимая важность формирования единого рынка LTE, Европейский Союз, а также страны Азиатско-Тихоокеанского региона уже предложили план по гармонизации частотных диапазонов (см. рис. 7).

Рисунок 7: сценарий согласования частот в диапазонах 700 МГц, 800 МГц и 900 МГц

Источник: МСЭ

Далее проведена оценка полос частот, которые подпадают под спецификации ¹3GPP, и их использование в США:

Широкове-щательный канал E-UTRA

Полоса вверх (МГц)

Полоса вниз (МГц)

Дуплекс-ный режим

1

1920-1980

2110-2170

FDD

2

1850-1910

1930-1990

FDD

3

1710-1785

1805-1880

FDD

4

1710-1755

2110-2155

FDD

5

824-849

869-894

FDD

830-840

875-885

FDD

7

2500-2570

2620-2690

FDD

8

880-915

925-960

FDD

9

1749,9-1784,9

1844,9-1879,9

FDD

10

1710-1770

2110-2170

FDD

11

1427,9-1447,9

1475,9-1495,9

FDD

12

699-716

729-746

FDD

13

777-787

746-756

FDD

14

788-798

758-768

FDD

15

Резерв

Резерв

FDD

16

Резерв

Резерв

FDD

17

704-716

734-746

FDD

18

815-830

860-875

FDD

19

830-845

875-890

FDD

20

832-862

791-821

FDD

21

1447,9-1462,9

1495,9-1510,9

FDD

22

3410-3490

3510-3590

FDD

23

2000-2020

2180-2200

FDD

24

1626,5-1660,5

1525-1559

FDD

25

1850-1915

1930-1995

FDD

26

814-849

859-894

FDD

27

703-748

758-803

FDD

 

 

 

33

1900-1920

1900-1920

TDD

34

2010-2025

2010-2025

TDD

35

1850-1910

1850-1910

TDD

36

1930-1990

1930-1990

TDD

37

1910-1930

1910-1930

TDD

38

2570-2620

2570-2620

TDD

39

1880-1920

1880-1920

TDD

40

2300-2400

2300-2400

TDD

41

2496-2690

2496-2690

TDD

42

3400-3600

3400-3600

TDD

43

3600-3800

3600-3800

TDD

44

703-803

703-803

TDD

 6¹- не применяется
_____________________
¹3GPP TSG-RAN WG4 Meeting#63, Praga, Republica Checa, 21-25 Mayo 2012

Отметим, что из вышеперечисленного частотные планы под номерами 12, 13 и 17 задействованы операторами связи США, а 14 – выделены службам общественной безопасности (см. рис. 8).

Рисунок 8: Распределение частот в полосе 698-806 МГц

Ширина полосы (МГц)

Диапазон (МГц)

Что касается помех при использовании схемы А4, то на территории США они возникают в полосе частот 698-704 МГц из-за близости высокой передачи мощности  канала 51 (692-698 МГц).

Более подробно проблемные зоны указаны в схеме (рис. 9).

Рисунок 9: помехи на территории США из-за канала 51 ТВ-вещания

Текущее состояние  использования канала 51 в Мексике следующее:

Канал ТВ-вещания

Район/ штат Мексики

51 (692-698 МГц)

Агуаскальентес

51 (692-698 МГц)

г. Нава

51 (692-698 МГц)

Сарагоса

51 (692-698 МГц)

Нуэво Ларедо

51 (692-698 МГц)

Матаморос

51 (692-698 МГц)

Монтеррей

51 (692-698 МГц)

Толука

Ввиду того, что регулятор Мексики принял решение о принятии варианта плана АРТ, есть требования по использованию спектра в приграничной зоне.

Регулятором проведены исследования сосуществования двух планов А4 и А5, на основании которых на официальном сайте COFETEL опубликован документ, который гласит, что:

  • Механизмы приграничного использования спектра признаны и имеют международный опыт при двусторонней координации частот.
  • Между Мексикой и США должен быть подписан протокол* по использованию полосы частот 698-806 МГц на основе принципа справедливости для обеих сторон (* см. ниже по тексту).
  • Страны используют в приграничных районах специальные механизмы  совместной передачи данных (технические критерии и условия).

Рассмотрим более подробно вопрос о сосуществовании двух планов А4 и А5, ведь совместное использование спектра странами вызывает особый интерес при решении вопросов использования радиооборудования в приграничных районах и регионах.

Технические и эксплуатационные условия для развертывания систем в рамках приграничной координационной зоны определяются в содержании двусторонних (многосторонних) протоколов. Механизм совместного использования спектра в приграничных областях основан на разделении на предпочтительные и не предпочтительные блоки. Согласно такому подходу часть спектра распределяется одним пользователям, которые имеют право его использовать и не должны страдать от вредных помех. Другие пользователи могут совместно с первыми использовать тот же участок спектра при условии, что они не будут создавать помех. В противном случае, при возникновении помех и обращения одной из сторон с претензией об их возникновении другая сторона должна принимать все возможные меры по устранению помех в оговоренные сроки.

Таким образом, разделение на предпочтительные блоки между Мексикой и США следующее:

Спектр под A, B, C и D – распределение Мексики, A', B', C 'и D' – приоритет США. Отметим, что использование предпочтительных блоков устанавливает лимит на уровни энергии и мощности сигналов, создающихся у границы. Ведь сами по себе параметры передачи или приема не определяют эффективность метода управления спектром, поэтому уместно было ввести ограничения на помехи. Одним из таких показателей ограничения является «предельная величина плотности потока мощности», другим – высота антенны над уровнем земли на линии границы между странами.

Протокол, подписанный между Мексикой и США, устанавливает:

  • стратегию для справедливого распределения и использования подзон в полосе частот 698-806 МГц (700 МГц) по областям (рис. 10), включая приграничные регионы двух стран, а также окружающие воды на расстоянии 110 км (68,35 миль).
  • технические критерии для использования подполосы в 700 МГц при условии, что она не будет создавать помех станциям другой стороны.
  • двусторонние условия использования диапазона 700 МГц вдоль  общей границы.

Рисунок 10: Зона приграничного регулирования диапазона 700 МГц:

Схема обмена в соответствии с Протоколом 700 МГц:

Оранжевое - совместно с первичными

Зеленое - первичные сегменты Мексики

Синее - первичные сегменты США

Регулятор Мексики представил анализ совместимости схем США и АРТ:

На графике видно, что три из пяти возможных блоков совпадают с точки зрения направления передачи сигнала, следовательно, способствуют совместному использованию. Два оставшихся (716-748 МГц и 777-803 МГц) блока представляют собой противоположные направления передачи сигналов и требуют более подробного подхода и изучения при оценке условий совместимости.

Регулирующие структуры США и Мексики ведут совместные переговоры по внесению изменений и дополнений в Протокол (700 МГц). Обсуждаются вопросы по обмену техническими параметрами, которые должны быть использованы в приграничной зоне.