28 ГГц: действительно ли 5G нужен Ка-диапазон
С-диапазон стал для сотовых и спутниковых операторов хорошим примером того, как можно поступать при возникновении спорных моментов. Первые убедили регуляторов в необходимости перераспределения, получили спектр и начали строить сети. Вторые получили немалые деньги и в целом остались довольны. Однако С-диапазон — только первый шаг.
Ка-диапазону приготовиться
На Всемирной конференции радиосвязи (ВКР-23) спутниковым операторам предстоит очередной раунд защиты Ка-диапазона для того, чтобы его не определили в совместное пользование мобильной связи (International Mobile Telecommunications, IMT) и спутника. Аргументов у защитников несколько: во-первых, под 5G уже выдан ряд диапазонов, которые операторы используют далеко не на 100%, во-вторых, помехи в Ка-диапазоне помешают предоставлению современного высокоскоростного доступа в удаленных регионах. И, в-третьих, сама экосистема 5G нуждается в бесперебойной работе спутниковых сервисов в Ка-диапазоне. В первую очередь это, конечно же, услуги бэкхолла, которые позволят расширить зону охвата сетей 5G.
Одним из факторов скорейшего развития 5G Федеральная комиссия по связи США (FCC) считает развитие сервисов в высоких диапазонах: так, Комиссия провела первые аукционы в диапазоне 28 ГГц, 24 ГГц, 37 ГГц, 39 ГГц и 47 ГГц. С помощью этих аукционов FCC обеспечивает рынок мобильной связи полосой почти в 5 ГГц – больше, чем доступно во всех остальных диапазонах вместе взятых. FCC также работает над высвобождением полосы 2,75 ГГц в диапазонах 26 и 42 ГГц и уже изучает вопрос эффективного использования спектра миллиметрового диапазона в диапазонах 70/80/90 ГГц.
На Всемирной конференции радиосвязи (ВКР-23) спутниковым операторам предстоит очередной раунд защиты Ка-диапазона для того, чтобы его не определили в совместное пользование мобильной связи (International Mobile Telecommunications, IMT) и спутника. Аргументов у защитников несколько: во-первых, под 5G уже выдан ряд диапазонов, которые операторы используют далеко не на 100%, во-вторых, помехи в Ка-диапазоне помешают предоставлению современного высокоскоростного доступа в удаленных регионах. И, в-третьих, сама экосистема 5G нуждается в бесперебойной работе спутниковых сервисов в Ка-диапазоне. В первую очередь это, конечно же, услуги бэкхолла, которые позволят расширить зону охвата сетей 5G.
Одним из факторов скорейшего развития 5G Федеральная комиссия по связи США (FCC) считает развитие сервисов в высоких диапазонах: так, Комиссия провела первые аукционы в диапазоне 28 ГГц, 24 ГГц, 37 ГГц, 39 ГГц и 47 ГГц. С помощью этих аукционов FCC обеспечивает рынок мобильной связи полосой почти в 5 ГГц – больше, чем доступно во всех остальных диапазонах вместе взятых. FCC также работает над высвобождением полосы 2,75 ГГц в диапазонах 26 и 42 ГГц и уже изучает вопрос эффективного использования спектра миллиметрового диапазона в диапазонах 70/80/90 ГГц.
При этом в каждом отдельном регионе мира своя специфика решения данного вопроса.
Регуляторный конфликт в Индии
Так, Индийский Департамент телекоммуникаций (DoT) предложил национальному регулятору TRAI распределить в пользу 5G диапазоны 3,7 ГГц – 3,8 ГГц, 4,8 ГГЦ – 4,99 ГГц для закрытых частных сетей. В диапазоне 28,5 ГГц – 29,5 ГГц планируется зарезервировать 400 МГц для частных сетей. Кроме Индии планируют развернуть сети 5G в диапазоне 28 ГГц ещё Япония, Южная Корея, Сингапур и Индонезия.
На ВКР-19 диапазон 28,5 ГГц до 29,5 ГГц был определен для тестирования сервисов IMT, на ВКР-23 его могут назначить в совместное пользование службами спутниковой и мобильной связи.
В то же время Индийское космическое агентство использует диапазон 27,5 ГГц – 29 ГГц в работе своих спутников, которые являются одним из ключевых элементов обеспечения ШПД в сельской местности. И это все при том, что на ВКР-19 в диапазоне 26 ГГц выделена под 5G полоса в 3,25 ГГц. Для работы в сельской местности, где более важен охват, а не скорость передачи, у операторов есть полоса в диапазоне 2,5 Ггц – 3,5 Ггц.
К тому же индийские сотовые операторы не торопятся развертывать сети в миллиметровом диапазоне, введя в строй несколько сотен базовых станций вместо запланированных сотен тысяч.
Так, Индийский Департамент телекоммуникаций (DoT) предложил национальному регулятору TRAI распределить в пользу 5G диапазоны 3,7 ГГц – 3,8 ГГц, 4,8 ГГЦ – 4,99 ГГц для закрытых частных сетей. В диапазоне 28,5 ГГц – 29,5 ГГц планируется зарезервировать 400 МГц для частных сетей. Кроме Индии планируют развернуть сети 5G в диапазоне 28 ГГц ещё Япония, Южная Корея, Сингапур и Индонезия.
На ВКР-19 диапазон 28,5 ГГц до 29,5 ГГц был определен для тестирования сервисов IMT, на ВКР-23 его могут назначить в совместное пользование службами спутниковой и мобильной связи.
В то же время Индийское космическое агентство использует диапазон 27,5 ГГц – 29 ГГц в работе своих спутников, которые являются одним из ключевых элементов обеспечения ШПД в сельской местности. И это все при том, что на ВКР-19 в диапазоне 26 ГГц выделена под 5G полоса в 3,25 ГГц. Для работы в сельской местности, где более важен охват, а не скорость передачи, у операторов есть полоса в диапазоне 2,5 Ггц – 3,5 Ггц.
К тому же индийские сотовые операторы не торопятся развертывать сети в миллиметровом диапазоне, введя в строй несколько сотен базовых станций вместо запланированных сотен тысяч.
Не хотят индийские операторы расставаться и с С-диапазоном, в котором у них работают системы раздачи телеканалов локальным вещателям. Даже передача в пользу IMT полосы 3,6 ГГц – 3,67 ГГц поставит под угрозу доставку контента в 21 млн домохозяйств. К тому же в тропических условиях некоторых регионов страны именно передача в С-диапазоне является наиболее устойчивой к влиянию климата, и в первую очередь – сезонных дождей.
С-диапазон – первый опыт
На трех ВКР — 2007, 2015 и 2019 г.г. IMT, “откусывая” понемногу от С-диапазона, получили в итоге его половину в пользу 5G — от 3,2 ГГц до 3,6 ГГц. Европейские сотовые операторы запросили 26 ГГц, нижнюю часть Ka-диапазона, а США, Япония и Южная Корея — 28 ГГц. На ВКР-19 диапазон от 28,5 ГГц до 29,5 ГГц был определен для тестирования сервисов IMT, и многие страны начали развертывание в нем своих сетей 5G. Тем более, что лидеры — например, Южная Корея — провели аукцион еще до решений ВКР-19.
А самое масштабное наступление на С-диапазон было проведено в США, где спутниковым операторам было выплачено всего более $10 млрд для того, чтобы они максимально быстро освободили полосу в 200 МГц. Спутниковые операторы поначалу хотели самостоятельно провести аукцион своих частот, но регулятор в буквальном смысле поставил их на место, отметив, что частоты им не принадлежат и были выданы во временное пользование. Для того, чтобы провернуть весь процесс быстро и не ущемить интересы спутниковых операторов, последним была предложена немалая компенсация при условии высвобождения полосы в установленные сроки. В итоге Федеральная комиссия по связи (FCC) и операторы смогли договориться, и Комиссия провела аукцион, на котором ведущие американские операторы выложили за 200 МГц С-диапазона около $100 млрд, а спутниковые компании смогли на выплаченную компенсацию заказать новые КА и модернизировать наземные станции.
Т.к. средний диапазон реализует компромисс между пропускной способностью и зоной охвата, то именно в нем развертывание американских сетей 5G идет наиболее активно. Сегодня FCC работает над тем, чтобы высвободить под 5G более 600 МГц в диапазонах 2,5 ГГц, 3,5 ГГц и 3,7–4,2 ГГц.
На трех ВКР — 2007, 2015 и 2019 г.г. IMT, “откусывая” понемногу от С-диапазона, получили в итоге его половину в пользу 5G — от 3,2 ГГц до 3,6 ГГц. Европейские сотовые операторы запросили 26 ГГц, нижнюю часть Ka-диапазона, а США, Япония и Южная Корея — 28 ГГц. На ВКР-19 диапазон от 28,5 ГГц до 29,5 ГГц был определен для тестирования сервисов IMT, и многие страны начали развертывание в нем своих сетей 5G. Тем более, что лидеры — например, Южная Корея — провели аукцион еще до решений ВКР-19.
А самое масштабное наступление на С-диапазон было проведено в США, где спутниковым операторам было выплачено всего более $10 млрд для того, чтобы они максимально быстро освободили полосу в 200 МГц. Спутниковые операторы поначалу хотели самостоятельно провести аукцион своих частот, но регулятор в буквальном смысле поставил их на место, отметив, что частоты им не принадлежат и были выданы во временное пользование. Для того, чтобы провернуть весь процесс быстро и не ущемить интересы спутниковых операторов, последним была предложена немалая компенсация при условии высвобождения полосы в установленные сроки. В итоге Федеральная комиссия по связи (FCC) и операторы смогли договориться, и Комиссия провела аукцион, на котором ведущие американские операторы выложили за 200 МГц С-диапазона около $100 млрд, а спутниковые компании смогли на выплаченную компенсацию заказать новые КА и модернизировать наземные станции.
Т.к. средний диапазон реализует компромисс между пропускной способностью и зоной охвата, то именно в нем развертывание американских сетей 5G идет наиболее активно. Сегодня FCC работает над тем, чтобы высвободить под 5G более 600 МГц в диапазонах 2,5 ГГц, 3,5 ГГц и 3,7–4,2 ГГц.
В целом освоение С-диапазона идет успешно. Один из крупнейших сотовых операторов США Verizon заявил, что в настоящее время охватывает более 175 млн человек высокоскоростным мобильным доступом 5G, а также, что развертывание услуг компании с использованием C-диапазона на 13 месяцев опережает первоначальный график.
Корейский 5G в миллиметровом диапазоне оказался невыгоден
Южная Корея, ставшая лидером по развитию сетей 5G, передала своим сотовым операторам часть Ка-диапазона — участок спектра 28 ГГц, предназначенный для работы линии «Земля-спутник», но те не спешат его осваивать. Недавняя проверка Министерства науки и информационных технологий (MSIT) показала, что все три национальных оператора мобильной связи — SK Telecom (SKT), KT и LG Uplus — не выполнили даже минимальных требований, прописанных в лицензиях на использование спектра 28 ГГц, а также не вложили в развитие инфраструктуры достаточных средств.
Первый аукцион на этот диапазон Республика Корея провела в 2018 г.: тогда операторы заплатили за пятилетние лицензии на использование спектра 28 ГГц около $463,7 млн. К 2021 г. они должны были развернуть 15 тыс. базовых станций (БС), но в реальности к апрелю 2022 г. KT развернула всего 1586 БС, LG Uplus — 1868, а SKT — 1605. Развертывание сетей в миллиметровом диапазоне оказалось более дорогим, чем в т.н. среднем (в том числе и в спутниковом С-диапазоне), требуя большего числа БС.
Отсутствие совместимости с бытовыми смартфонами также сильно снизило привлекательность диапазона. Он рассматривается операторами как ресурс для развертывания корпоративных сетей, но в этом секторе нет ожидаемой массовости. Большая часть коммерческого трафика 5G корейских операторов передается в диапазоне 3,5 ГГц, который не только совместим с существующими мобильными устройствами, но и обеспечивает привлекательный баланс высоких скоростей и дальности покрытия. Поэтому именно на этом диапазоне операторы и сосредоточили свои усилия.
Южная Корея, ставшая лидером по развитию сетей 5G, передала своим сотовым операторам часть Ка-диапазона — участок спектра 28 ГГц, предназначенный для работы линии «Земля-спутник», но те не спешат его осваивать. Недавняя проверка Министерства науки и информационных технологий (MSIT) показала, что все три национальных оператора мобильной связи — SK Telecom (SKT), KT и LG Uplus — не выполнили даже минимальных требований, прописанных в лицензиях на использование спектра 28 ГГц, а также не вложили в развитие инфраструктуры достаточных средств.
Первый аукцион на этот диапазон Республика Корея провела в 2018 г.: тогда операторы заплатили за пятилетние лицензии на использование спектра 28 ГГц около $463,7 млн. К 2021 г. они должны были развернуть 15 тыс. базовых станций (БС), но в реальности к апрелю 2022 г. KT развернула всего 1586 БС, LG Uplus — 1868, а SKT — 1605. Развертывание сетей в миллиметровом диапазоне оказалось более дорогим, чем в т.н. среднем (в том числе и в спутниковом С-диапазоне), требуя большего числа БС.
Отсутствие совместимости с бытовыми смартфонами также сильно снизило привлекательность диапазона. Он рассматривается операторами как ресурс для развертывания корпоративных сетей, но в этом секторе нет ожидаемой массовости. Большая часть коммерческого трафика 5G корейских операторов передается в диапазоне 3,5 ГГц, который не только совместим с существующими мобильными устройствами, но и обеспечивает привлекательный баланс высоких скоростей и дальности покрытия. Поэтому именно на этом диапазоне операторы и сосредоточили свои усилия.
Ku-диапазон тоже в опасности
Сотовых операторов интересует также диапазон 12 ГГц, и вопрос о передаче им полосы в 500 МГц между 12,2 ГГц и 12,7 ГГц уже обсуждался. Здесь операторы IMT используют уже известный аргумент: США отстает в развитии современных телекоммуникационных услуг по причине недостатка частотного ресурса у операторов 5G. Контраргумент тоже очевиден: диапазон 12 ГГц используется, в том числе и для спутникового ШПД низкоорбитальными системами, т.е., забрав его у спутников, можно помешать процессу устранения цифрового неравенства. Разрешение операторам мобильной связи использовать даже небольшую часть диапазона 12 ГГц может вызвать помехи в спутниковой связи.
27 октября 2022 г. Федеральная комиссия по связи проголосовала за проведение исследования пригодности диапазона 12,7 – 13,25 ГГц для предоставления услуг мобильного широкополосного доступа. Предложено также рассмотреть способы поощрения более эффективного применения диапазона для IMT. Предполагается, что для 5G можно определить в совокупности около 1000 МГц-полосы, что усилит конкуренцию на рынке мобильной связи и поспособствует сокращению цифрового разрыва.
И провайдеров мобильной связи, и спутниковых операторов диапазон 12 ГГц привлекает тем, что в нем оптимально сочетаются и зона охвата, и ширина полосы пропускания, и относительно невысокая и освоенная разработчиками оборудования частота. Сотовым операторам предоставлен диапазон 24 ГГц, но меньшая частота предполагает меньшее энергопотребление как у пользовательских терминалов, так и у базовых станций, что актуально для малых БС в удаленных регионах.
Сотовых операторов интересует также диапазон 12 ГГц, и вопрос о передаче им полосы в 500 МГц между 12,2 ГГц и 12,7 ГГц уже обсуждался. Здесь операторы IMT используют уже известный аргумент: США отстает в развитии современных телекоммуникационных услуг по причине недостатка частотного ресурса у операторов 5G. Контраргумент тоже очевиден: диапазон 12 ГГц используется, в том числе и для спутникового ШПД низкоорбитальными системами, т.е., забрав его у спутников, можно помешать процессу устранения цифрового неравенства. Разрешение операторам мобильной связи использовать даже небольшую часть диапазона 12 ГГц может вызвать помехи в спутниковой связи.
27 октября 2022 г. Федеральная комиссия по связи проголосовала за проведение исследования пригодности диапазона 12,7 – 13,25 ГГц для предоставления услуг мобильного широкополосного доступа. Предложено также рассмотреть способы поощрения более эффективного применения диапазона для IMT. Предполагается, что для 5G можно определить в совокупности около 1000 МГц-полосы, что усилит конкуренцию на рынке мобильной связи и поспособствует сокращению цифрового разрыва.
И провайдеров мобильной связи, и спутниковых операторов диапазон 12 ГГц привлекает тем, что в нем оптимально сочетаются и зона охвата, и ширина полосы пропускания, и относительно невысокая и освоенная разработчиками оборудования частота. Сотовым операторам предоставлен диапазон 24 ГГц, но меньшая частота предполагает меньшее энергопотребление как у пользовательских терминалов, так и у базовых станций, что актуально для малых БС в удаленных регионах.
У спутниковых операторов осталось две альтернативы: либо постоянно отбиваться от претензий сотовых операторов на все большие и большие участки диапазона, либо доказать им, что спутниковые технологии, включенные в экосистему 5G, принесут только выгоду всем участникам. И тогда уже будет неважно, под какую технологию — спутниковую или наземную — распределен тот или иной диапазон. Первый шаг в этом направлении сделал AST SpaceMobile, строящий спутниковую систему прямой связи со смартфона через космический аппарат. Этот оператор уже сумел договориться с несколькими сотовыми операторами на использование их частот в своей спутниковой сети.
19/01/2023 АНАЛИТИКА