На что поставить оператору мобильной связи при выборе диапазона частот для технологии LTE?
Пришло время, когда можно всерьез задуматься о масштабной стройке LTE в Росcии, речь не о «тестовой сети» на 10% от 3G пятна по городам миллионникам, а о полноценном покрытии. Проверим эту гипотезу.
Будем воображать в рамках возможностей трех основных Российских сотовых операторов + Ростелеком/TELE2.
Кто, в частности, принимает конкретное, не концептуальное, решение о начале развертывания новой сети? Один из таких людей — CEO оператора. Ему же отчитываться перед акционерами о качестве возврата инвестиций. Какую входную информацию ему стоит учесть? Одна из характеристик — это скорость возврата инвестиций. Она будет во многом определяться существованием рынка в той технологии, которую предполагается освоить.
На графике показаны доходы, получаемые Российскими операторами с разделением по видам сервисов (данные ABI research).
Данные на графике как исторические, так и прогнозные: 2013 — последний год, статистика которого учтена. SMS стагнирует, при этом доля доходов от передачи данных растет (прогноз). Доходы от голосовой связи уменьшаются. Делаем существенный для инвестирования вывод: передача данных становится важнее.
Но отсюда не очевидно каким образом обеспечить «сбор» пакетного трафика с абонентов. Для этого существуют 2G (GSM900/DCS1800), 3G 2100МГц, LTE множества вариаций. Рассматриваем технологический и спектральный мейнстрим, т.к. нужно (инвесторам) вернуть инвестиции, а не прогреметь с выводом новой технологии и понести убытки.
На следующем графике виден быстрый рост объемов данных, приходящихся на одного абонента, для восточной Европы, включая Россию. Такие картинки любят приводить производители телеком оборудования, убеждая оператора, что пришла пора внедрить новую технологию. Но предыдущий график охлаждает горячие головы.
Промежуточный вывод: технология 2G, скорее всего, не справится с ростом объемов данных. Необходимо принять решение о том, какой технологией стоит собирать пакетный трафик. Альтернатива ужасна: не развиваем пакетную сеть (в смысле предназначенную, в основном, для решения задачи сбора пакетного трафика).
Посмотрим, что еще мы знаем о рынке мобильной связи:
Промежуточный вывод: если скорость возврата инвестиций важнее в трехлетней перспективе (а, она важнее с учетом устаревания оборудования), то решать задачу, поставленную вторым графиком будем при помощи 3G. При этом, имеем ввиду, что придется построить одну-две тысячи 3G базовых станций (если их еще не было) для региона (ограничимся масштабом региона), за один год. Можно и за два года, но конкуренты не ждут и расширяются. Такой вывод скорее может сделать оператор, имеющий слабое 3G покрытие, т.е. для нашего примера TELE2/Rostelecom или кто-то из большой тройки, кто запоздал с 3G в каком-то регионе, но начал сомневаться, не вложиться ли сразу в LTE, минуя 3G.
Крупное решение о порядке ввода или расширения технологий в трехлетней перспективе мы приняли: первая фаза плана понятна — 3G. Что же насчет LTE?
Управляя компанией технологической и прогрессивной (хотя бы в своей рекламе), наш CEO, возможно, решит потратить часть денег на «брендовое покрытие» подконтрольной территории сетью LTE, чем покажет дальновидность, прогрессивность и сформирует задел на вторую фазу. И кроме возвращенных инвестиций покажет инвесторам долгосрочный план развития, материализованный в виде современных фрагментов сети.
Ограничимся сверху 5-10% от покрытия 3G. Т.е. на первой фазе построим не 1000 NodeB (3G базовых станций), а 950(3G) + 50(LTE). Тогда через год, у нас будет сносное покрытие 3G в регионе и несколько хот-спотов LTE.
Выберем какую именно технологию и спектр LTE будем использовать. Выбор не очень большой, но ответственный: TD-LTE и FDD. При наличии спектра делаем ставку на вторую, но понимаем, что занятый спектр и свободный — это не одно и тоже, может потребоваться расчистка (refarming).
Кроме этого не забываем посмотреть на график, как обстоят дела в мире. На графике ниже по вертикали показана частота спектра в мегагерцах. По горизонтали количество сетей LTE в указанном диапазоне (проанализировано ~380 сетей LTE, данные OVUM и GSMA). Видно, что производители оборудования и операторы (в конечном итоге производители телефонов) пришли к тому, что будет два основных диапазона для LTE (по ~140 сетей).
Хотим получить выгоду, поэтому рассматриваем 1800 и 2600МГц диапазон частот для LTE FDD. Расставим приоритеты, т.к. придется заказывать оборудование, поддерживающее конкретный диапазон. Две модернизации вместо одной — это дорого, нужно сделать правильный выбор.
По оценкам производителей телеком оборудования и компаний предоставляющих сервис оптимизации радиосети на основе геолокации абонентов до 80% трафика генерируется в помещениях. Эта информация однозначно дает преимущество диапазону 1800 перед 2600МГц. Потери на проникновение в помещение для 1800МГц существенно ниже, чем для диапазона 2600. Трафик соберет лучше тот диапазон, проникновение которого лучше. Разница между WCDMA2100 и DCS1800 достаточно заметна, но за счет в среднем более чувствительных терминалов UMTS разница нивелируется. Но при сравнении 2600 и 1800МГц, при прочих равных, делаем выбор в пользу 1800.
Смогут ли абоненты других сетей (или, скорее, сетей других стран) пользоваться нашей LTE сетью? Кроме такой важной административной составляющей как роуминговое соглашение между операторами, в нашем случае нужно учесть будет ли мобильный терминал поддерживать наш стандарт и диапазон частот. Нас интересуют Band 3 — 1800 и Band 7 – 2600 МГц.
Выборка моделей iPhone5s и Galaxy S4 — несколько большее предпочтение отдается диапазону 1800МГц.
Делаем следующую гипотезу: диапазоны частот, поддерживаемые топовыми терминалами, постепенно «растекутся» по всему спектру предложений с некоторыми вариациями. Так, вероятно, будет какая-то доля терминалов поддерживающих только 2600 или 1800, но не одновременно оба. На основании того, как часто поддерживается диапазон в таких моделях, экстраполируем распределение на весь рынок терминалов и скоррелируем с текущей статистикой распределения в существующих моделях. Видна большая тяга к диапазону 1800, хотя и распределение сетей не объясняет полностью этот факт.
Простота обеспечения пользователей своей сети терминалами это не тоже самое, что обеспечение работы роумеров (статистическое распространение поддерживаемых диапазонов терминалами). Роумерская миграция процесс более случайный, поэтому мы учитываем фактическое положение дел на рынке и можем влиять на захват таких роумеров через развертывание у себя предпочитаемого ими диапазона. А для своих абонентов нужно лишь не препятствовать использованию выбранных устройств. Вывод: 1800МГц — немного лучше.
Анализ, сделанный в отрыве от фактически доступного оператору спектра, конечно, требует дополнения: если наш оператор — один из «четверки», то, очень вероятно, что у него есть 1800МГц диапазон, используемый для DCS (2G). Случай, когда есть в наличии 900МГц и мы планируем его использовать для LTE тоже не исключаем в целом, но в нашем частном случае, когда нужна поддержка большим количеством абонентских устройств (планируем зарабатывать деньги), его не станем пока рассматривать.
Итак, останавливаем выбор на 1800 и тут понимаем, что весь доступный спектр занят под DCS, который нам успешно приносит деньги, хотя, и не так успешно как раньше. Придется решить техническое противоречие: технология LTE в диапазоне 1800 нужна, чтобы приносить деньги в будущем и технология не нужна в этом диапазоне, чтобы продолжать приносить деньги сейчас (разрыв — несколько лет, это не для нас).
Можно пойти по пути компромисса и сделать частичное освобождение спектра в 1800 диапазоне от DCS (минимальное, иначе емкость, а значит и трафик, существенно упадет), но не для того мы ввели противоречие, чтобы довольствоваться компромиссом. Перенесем максимум зарабатывания денег в 3G, насколько нам это позволит опыт. Поэтому максимум голоса должен уйти в 3G, не зря же запланировано строительство 950 BTS 3G, параллельно вырастет качество голоса (MOS), как минимум, не упадет. По остаточному принципу позволим абонентам в 3G 2100МГц пользоваться интернетом.
Вот теперь освободившуюся емкость DCS 1800 можно начать отдавать под LTE 1800. На практике, скорее всего, получится компромиссное решение, т.к. к моменту начала рефарминга (нам нужен год на строительство 3G) пакетный трафик на 2G вырастет еще и емкость фактически освободится не так сильно как ожидалось, но, в любом случае, у нас есть 3G, куда можно перенаправить абонентов, пытаясь сохранить качество на урезанном рефармингом DCS.
Выбираем 1800 диапазон. Для технологии LTE главное — это наличие 3G. Вне ограничений, когда нужно следить за качеством или зарабатывать деньги, вывод оказывается другим, но это другая история.
Распределение по регионам:
Пришло время, когда можно всерьез задуматься о масштабной стройке LTE в Росcии, речь не о «тестовой сети» на 10% от 3G пятна по городам миллионникам, а о полноценном покрытии. Проверим эту гипотезу.
Будем воображать в рамках возможностей трех основных Российских сотовых операторов + Ростелеком/TELE2.
Кто, в частности, принимает конкретное, не концептуальное, решение о начале развертывания новой сети? Один из таких людей — CEO оператора. Ему же отчитываться перед акционерами о качестве возврата инвестиций. Какую входную информацию ему стоит учесть? Одна из характеристик — это скорость возврата инвестиций. Она будет во многом определяться существованием рынка в той технологии, которую предполагается освоить.
Деньги
На графике показаны доходы, получаемые Российскими операторами с разделением по видам сервисов (данные ABI research).
Данные на графике как исторические, так и прогнозные: 2013 — последний год, статистика которого учтена. SMS стагнирует, при этом доля доходов от передачи данных растет (прогноз). Доходы от голосовой связи уменьшаются. Делаем существенный для инвестирования вывод: передача данных становится важнее.
Но отсюда не очевидно каким образом обеспечить «сбор» пакетного трафика с абонентов. Для этого существуют 2G (GSM900/DCS1800), 3G 2100МГц, LTE множества вариаций. Рассматриваем технологический и спектральный мейнстрим, т.к. нужно (инвесторам) вернуть инвестиции, а не прогреметь с выводом новой технологии и понести убытки.
Технологии
На следующем графике виден быстрый рост объемов данных, приходящихся на одного абонента, для восточной Европы, включая Россию. Такие картинки любят приводить производители телеком оборудования, убеждая оператора, что пришла пора внедрить новую технологию. Но предыдущий график охлаждает горячие головы.
Промежуточный вывод: технология 2G, скорее всего, не справится с ростом объемов данных. Необходимо принять решение о том, какой технологией стоит собирать пакетный трафик. Альтернатива ужасна: не развиваем пакетную сеть (в смысле предназначенную, в основном, для решения задачи сбора пакетного трафика).
Посмотрим, что еще мы знаем о рынке мобильной связи:
- 172% (161 активные) -проникновение сотовой связи на рынке по отношению к населению;
- 2.1 SIM-карты приходится на одного абонента (видимо, все SIM-карты поделены на абонентов, которых 108 млн(уникальные, цифры не сойдутся));
- 45% (2013 Q4) — проникновение 3G;
- 2% — проникновение LTE.
Промежуточный вывод: если скорость возврата инвестиций важнее в трехлетней перспективе (а, она важнее с учетом устаревания оборудования), то решать задачу, поставленную вторым графиком будем при помощи 3G. При этом, имеем ввиду, что придется построить одну-две тысячи 3G базовых станций (если их еще не было) для региона (ограничимся масштабом региона), за один год. Можно и за два года, но конкуренты не ждут и расширяются. Такой вывод скорее может сделать оператор, имеющий слабое 3G покрытие, т.е. для нашего примера TELE2/Rostelecom или кто-то из большой тройки, кто запоздал с 3G в каком-то регионе, но начал сомневаться, не вложиться ли сразу в LTE, минуя 3G.
План развития
Крупное решение о порядке ввода или расширения технологий в трехлетней перспективе мы приняли: первая фаза плана понятна — 3G. Что же насчет LTE?
Управляя компанией технологической и прогрессивной (хотя бы в своей рекламе), наш CEO, возможно, решит потратить часть денег на «брендовое покрытие» подконтрольной территории сетью LTE, чем покажет дальновидность, прогрессивность и сформирует задел на вторую фазу. И кроме возвращенных инвестиций покажет инвесторам долгосрочный план развития, материализованный в виде современных фрагментов сети.
Ограничимся сверху 5-10% от покрытия 3G. Т.е. на первой фазе построим не 1000 NodeB (3G базовых станций), а 950(3G) + 50(LTE). Тогда через год, у нас будет сносное покрытие 3G в регионе и несколько хот-спотов LTE.
Уточняем план
Выберем какую именно технологию и спектр LTE будем использовать. Выбор не очень большой, но ответственный: TD-LTE и FDD. При наличии спектра делаем ставку на вторую, но понимаем, что занятый спектр и свободный — это не одно и тоже, может потребоваться расчистка (refarming).
Кроме этого не забываем посмотреть на график, как обстоят дела в мире. На графике ниже по вертикали показана частота спектра в мегагерцах. По горизонтали количество сетей LTE в указанном диапазоне (проанализировано ~380 сетей LTE, данные OVUM и GSMA). Видно, что производители оборудования и операторы (в конечном итоге производители телефонов) пришли к тому, что будет два основных диапазона для LTE (по ~140 сетей).
Хотим получить выгоду, поэтому рассматриваем 1800 и 2600МГц диапазон частот для LTE FDD. Расставим приоритеты, т.к. придется заказывать оборудование, поддерживающее конкретный диапазон. Две модернизации вместо одной — это дорого, нужно сделать правильный выбор.
Проникновение сигнала
По оценкам производителей телеком оборудования и компаний предоставляющих сервис оптимизации радиосети на основе геолокации абонентов до 80% трафика генерируется в помещениях. Эта информация однозначно дает преимущество диапазону 1800 перед 2600МГц. Потери на проникновение в помещение для 1800МГц существенно ниже, чем для диапазона 2600. Трафик соберет лучше тот диапазон, проникновение которого лучше. Разница между WCDMA2100 и DCS1800 достаточно заметна, но за счет в среднем более чувствительных терминалов UMTS разница нивелируется. Но при сравнении 2600 и 1800МГц, при прочих равных, делаем выбор в пользу 1800.
Роуминг
Смогут ли абоненты других сетей (или, скорее, сетей других стран) пользоваться нашей LTE сетью? Кроме такой важной административной составляющей как роуминговое соглашение между операторами, в нашем случае нужно учесть будет ли мобильный терминал поддерживать наш стандарт и диапазон частот. Нас интересуют Band 3 — 1800 и Band 7 – 2600 МГц.
Выборка моделей iPhone5s и Galaxy S4 — несколько большее предпочтение отдается диапазону 1800МГц.
Модель A1533 (GSM):
LTE (полосы 1, 2, 3, 4, 5, 8, 13, 17, 19, 20, 25)
Модель A1533 (CDMA):
LTE (полосы 1, 2, 3, 4, 5, 8, 13, 17, 19, 20, 25)
Модель A1453:
LTE (полосы 1, 2, 3, 4, 5, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26)
Модель A1457:
LTE (полосы 1, 2, 3, 5, 7, 8, 20)
Модель A1530:
FDD-LTE (диапазоны 1, 2, 3, 5, 7, 8, 20);
TD-LTE (полосы 38, 39, 40)
Модель Galaxy S4 EU (GT-I9505)
LTE-TDD LTE-FDD
Band 1 — 2100
Band 3 — 1800
Band 5 — 850
Band 7 — 2600
Band 8 — 900
Band 20 — 800EU
Делаем следующую гипотезу: диапазоны частот, поддерживаемые топовыми терминалами, постепенно «растекутся» по всему спектру предложений с некоторыми вариациями. Так, вероятно, будет какая-то доля терминалов поддерживающих только 2600 или 1800, но не одновременно оба. На основании того, как часто поддерживается диапазон в таких моделях, экстраполируем распределение на весь рынок терминалов и скоррелируем с текущей статистикой распределения в существующих моделях. Видна большая тяга к диапазону 1800, хотя и распределение сетей не объясняет полностью этот факт.
Пользовательские терминалы
Простота обеспечения пользователей своей сети терминалами это не тоже самое, что обеспечение работы роумеров (статистическое распространение поддерживаемых диапазонов терминалами). Роумерская миграция процесс более случайный, поэтому мы учитываем фактическое положение дел на рынке и можем влиять на захват таких роумеров через развертывание у себя предпочитаемого ими диапазона. А для своих абонентов нужно лишь не препятствовать использованию выбранных устройств. Вывод: 1800МГц — немного лучше.
Доступность спектра и refarming
Анализ, сделанный в отрыве от фактически доступного оператору спектра, конечно, требует дополнения: если наш оператор — один из «четверки», то, очень вероятно, что у него есть 1800МГц диапазон, используемый для DCS (2G). Случай, когда есть в наличии 900МГц и мы планируем его использовать для LTE тоже не исключаем в целом, но в нашем частном случае, когда нужна поддержка большим количеством абонентских устройств (планируем зарабатывать деньги), его не станем пока рассматривать.
Итак, останавливаем выбор на 1800 и тут понимаем, что весь доступный спектр занят под DCS, который нам успешно приносит деньги, хотя, и не так успешно как раньше. Придется решить техническое противоречие: технология LTE в диапазоне 1800 нужна, чтобы приносить деньги в будущем и технология не нужна в этом диапазоне, чтобы продолжать приносить деньги сейчас (разрыв — несколько лет, это не для нас).
Можно пойти по пути компромисса и сделать частичное освобождение спектра в 1800 диапазоне от DCS (минимальное, иначе емкость, а значит и трафик, существенно упадет), но не для того мы ввели противоречие, чтобы довольствоваться компромиссом. Перенесем максимум зарабатывания денег в 3G, насколько нам это позволит опыт. Поэтому максимум голоса должен уйти в 3G, не зря же запланировано строительство 950 BTS 3G, параллельно вырастет качество голоса (MOS), как минимум, не упадет. По остаточному принципу позволим абонентам в 3G 2100МГц пользоваться интернетом.
Вот теперь освободившуюся емкость DCS 1800 можно начать отдавать под LTE 1800. На практике, скорее всего, получится компромиссное решение, т.к. к моменту начала рефарминга (нам нужен год на строительство 3G) пакетный трафик на 2G вырастет еще и емкость фактически освободится не так сильно как ожидалось, но, в любом случае, у нас есть 3G, куда можно перенаправить абонентов, пытаясь сохранить качество на урезанном рефармингом DCS.
Вывод
Выбираем 1800 диапазон. Для технологии LTE главное — это наличие 3G. Вне ограничений, когда нужно следить за качеством или зарабатывать деньги, вывод оказывается другим, но это другая история.
Некторые факты
(отчеты и опыт)- По опросу 40+ операторов ввод LTE увеличил их ARPU на 10%.
- ARPU во многих глобальных отчетах считается на Connection, а не на пользователя.
- Среднее потребление 1 ГБ пакета составляет 35%.
- Среднемесячный пользовательский трафик для HSPA (3G) сетей составляет 1.1 ГБ, при этом после ввода LTE такие операторы отчитываются о среднемесячном пользовательском трафике в 2.1 ГБ.
Распределение по регионам:
