Сети TD-LTE: Перспективы, особенности построения и операторской деятельности в России

Содержание
Основные тенденции на рынке мобильного беспроводного доступа
Особенности и роль технологии TD-LTE в экосистеме LTE
Использование радиочастотного спектра операторами сетей TD-LTE
Основные игроки на рынке операторов сетей TD-LTE России
Перспективы операторов сетей TD-LTE в Российской Федерации

Основные показатели развития мобильной
связи в мире на начало 2012 г.
По данным Конгресса 4G World -2011
Более
5,8
млрд
4 часа
13 мин
25
млрд
70 %

Внедрение 4G и развитие мобильной
связи в мире
По данным Ассоциации GSMA на апрель 2012 г. работало 64, а в мае – уже 72 коммерческих сети LTE в 37 странах мира (в прошлом году в феврале их было 18, в феврале 2012 г. - 49) в диапазонах 700 МГц, 1800 МГц, 2.3 и 2,6 ГГц.
Более 319 операторов связи из 97 стран мира начали инвестирование в создание сетей LTE. Экосистема LTE в настоящее время насчитывает более 347 типов абонентских устройств, производимых 63 различными компаниями:
43 модемов – для TD-LTE в диапазонах 2.3/2.6 ГГц;
57 модема – для FD-LTE в диапазонах 800/1800/2600 ГГц
170 модема– для FD-LTE в диапазоне 700 МГц.
Прогноз будущего развития сетей LTE, сделанный GSA в мае 2012 г., показывает существенный рост абонентской базы в 2012 году, вызванный развертыванием 134 сетей LTE в 57 странах мира.
Число абонентов сетей LTE в начале 2011 года в 18 странах мира составляло 4.2 млн. и в течение года увеличилось до 7,9 млн., а число стран запустивших сети LTE в коммерческую эксплуатацию в конце 2011 г. - увеличилось до 29-ти.
Прогноз абонентской базы сетей LTE на 2015 год предполагает появление в этих сетях более 300 млн. абонентов, а в 2016 году – более 500 млн.

Численность абонентов и основные рынки
операторов сетей LTE
По данным GSA и NSN
Страны с наибольшей абонентской база в сетях LTE:
США – более 10,5 млн. пользователей ( 8 млн. у Verizon Wireless, более 0.58 млн. - MetroPCS)
Корея – более 2,5 млн. пользователей
Япония – более 2,0 млн. пользователей
- регионы с построенными сетями LTE
- регионы со строящимися сетями LTE
Saudi Telecom
Выделенный спектр 50 МГц в диапазоне 2.3 ГГц
сетьTD-LTE (диапазон 40)
Развернуто 160 TD-LTE сайтов к началу 2012 г.
Планы строительства (2500 сайтов)
CMCC – крупнейшая мультивендерная
сеть TD-LTE в
диапазонах
2,3/2,6 ГГц.
К концу 2012 г. будет развернуто 20 тыс. eNBs, а к концу 2013 г. – 200 тыс. БС
Shanghai, Nanjing, Hangzhou, Xiamen, Guangzhou, Shenzhen, Beijing

Рынок услуг мобильного Интернет
и мобильной передачи данных в России
В январе 2012 года различными мобильными устройствами (сотовые телефоны, коммуникаторы, планшетные компьютеры) для выхода в сеть пользовались более 22% всех жителей крупных российских городов;
На период осени 2011 года, месячная аудитория интернета в России составляла 54,5 млн. человек.
Россия за последний год улучшила свое положение в рейтинге развития ИКТ на 3 позиции и заняла 77 место, что существенно ниже, чем у остальных стран БРИК – Бразилии (56), Индии (48) и Китая (36). К сильным сторонам нашей страны относятся благоприятная среда для развития ИКТ-инфраструктуры (42 место), достаточно высокий уровень готовности населения к использованию ИКТ (59 место) и непосредственного использования ИКТ населением (55 место).
По прогнозам J'son Partners, в 2012 г. число российских пользователей LTE может составить 1 млн. человек, а к 2015 г. способно достичь 13,5 млн. человек ( 9 млн. – прогноз 2011 г.);

Тенденции рынка услуг
мобильной передачи данных
Экономика Еврозоны и мира находится в кризисе, что не может не отражаться на российском телекоммуникационном рынке негативным образом;
Регуляторная база России и стран ЕС не учитывает кризисных тенденций на телекоммуникационном и инвестиционных рынках и требует срочного изменения;
Стоимость заимствований на национальном финансово-инвестиционном рынке продолжает расти для инвесторов сетей LTE несмотря на кризисные явления;
Резкий рост потребления мобильного трафика данных требует внедрения дорогостоящих технологий мобильного беспроводного доступа LTE и LTE Advanced;
Несмотря на роль драйвера роста мобильного рынка, доходность услуг мобильного беспроводного доступа динамично падает;
Операционные и капитальные затраты операторов мобильного беспроводного доступа на обслуживание регуляторных требований Регулятора растут на телекоммуникационном рынке России.

Использование технологий FD-LTE и TD-LTE при построении сетей LTE
время
время
частота
частота
Линия вверх
UL
Линия вниз
DL
FD-LTE
Ширина канала
2 х 1.4-20 МГц
TD-LTE
Ширина канала
1.4-20 МГц
Линия вверх
UL
Линия вниз
DL
Линия вверх
DL
Линия вниз
UL
Защитный
временной
интервал
TD-LTE позволяет более эффективное использование спектра

Особенности технологии TD-LTE
Варианты использования временных фреймов
для каналов UL и DL в TD-LTE
Зависимость пропускной способности соты
от схемы передачи субфреймов
Сравнение радиусов зон покрытия TD-LTE и FD-LTE
метры
210
290
400
Количество абонентов в соте в зависимости
от ширины канала TD-LTE
МГц
Источник:NSN

Формирование частотных каналов и пиковые скорости
передачи данных в сетях TD-LTE
Пиковые скорости в сети TD-LTE в канале DL
(при структуре фрейма 2:2)
A
Пиковые скорости в сети TD-LTE в канале DL
(при структуре фрейма 2:2)
Пиковые скорости в сети TD-LTE
в канале DL (при структуре фрейма 2:2)
Пиковые скорости в сети TD-LTE в
канале UL (при структуре фрейма 2:2)
Формирование частотных каналов

Использование радиочастотного спектра в
сетях LTE (Release 8-9) и LTE Advanced (Release 10)
8 диапазонов TD-LTE, более 290 МГц спектра
11 диапазонов TD-LTE Advanced, более 700 МГц спектра

Основные игроки на рынке операторов
сетей TD-LTE
Источник : ж-л Стандарт №3(110) март 2012

Дополнительное распределение РЧС для
операторов сетей TD-LTE в России
Решение ГКРЧ от 19 марта 2009 г. №09-02-06-2 «О внесении изменений в ТРПЧ на период подготовки, организации, проведения Олимпийских игр в Сочи»; Вести особые условия использования РЧС для Генеральных партнеров Олимпиады.
Решение ГКРЧ от 23 августа 2010 г. №10-08-09-1 п.68. О выделении полос частот TD-LTE (2300-2400 МГц и 2570-2620 МГц) ОАО «Мегафон» и ОАО «Ростелеком» для проведения работ по поиску доступного частотного ресурса;
Решение ГКРЧ от 16 марта 2012 - Выделить на паритетной основе на период организации и проведения Игр Генеральным партнерам Игр – ОАО «МегаФон» и ОАО «Ростелеком» – полосы частот 791-820 МГц, 821-862 МГц, 2300-2400 МГц, 2530-2620 МГц и 2650-2690 МГц для создания сетей связи мобильного широкополосного доступа стандарта LTE и последующих его модификаций на территории Краснодарского края.

Факторы, влияющие на перспективы развития
сетей TD-LTE в России
Обеспечение совместного
применения операторов сетей LTE:
-Обеспечение использования соседних
полос частот между операторами;
Использование синхронизированных
сетей и единой конфигурации фреймов
операторами на одной территории
обслуживания;
-Совместное использование архитектуры
сетей LTE(Network Sharing).
Нормативно – правовое регулирование
деятельности операторов:
Политика выделения и использования
РЧС в сетях операторов TD-LTE;
-Совершенствование системы оплаты
за экспертизу ЭМС и платы за спектр;
Выделение ресурса нумерации и правил
его использования в сетях LTE;
-Совершенствование правил оказания
услуг в части сетей TD-LTE.
Обеспечение технологической
эволюции сетей LTE:
-Обеспечение гибкого использования
спектра и динамического
перераспределения каналов LTE;
Внедрение оборудования LTE Advanced:
Внедрение технологий VoLTE и RCS.
Обеспечение увеличения зон
покрытия БС сетей LTE:
Применение 8-ми элементных антенн
с управляемой диаграммой и
мультиплексированием потоков данных;
Использование более низких
диапазонов частот для TD-LTE;

Проблемы использования РЧС на границах выделенных
полос частот (ОАО «Мегафон» – ОАО «МТС»)
FD-LTE UL
FD-LTE DL
TD-LTE
TD-LTE1
TD-LTE2

Совместное использование РЧС на границах полос
частот (ОАО «Ростелеком» – ОАО «Основа Телеком»)
При использовании защитного интервала между сетями TD-LTE1 – TD-LTE2
При использовании синхронизации сетей TD-LTE1 – TD-LTE2 и конфигурации субфреймов

Плата за использование РЧС как дестимулятор
инвестиционной привлекательности проектов TD-LTE
Согласно №126-ФЗ установлены только два вида взимаемой платы, взимаемой с пользователей радиочастотного спектра:
Ежегодная;
Разовая.
Первая носит характер платежа за поддержание в эксплуатационной готовности и возмещение за использования радиочастотного ресурса.
Вторая – плата за доступ к радиочастотному спектру.
Плата, установленная пунктом 2 постановления Правительства Российской Федерации от 6 мая 2011 г. № 352 за оказание платной услуги по экспертизе возможности использования заявленных радиоэлектронных средств и их электромагнитной совместимости с действующими и планируемыми для использования радиоэлектронными средствами фактически повторяет разовую, т.к. взимается при доступе оператора к спектру.
Плата за экспертизу ЭМС фактически становиться дестимулятором инвестиционной активности для операторов LTE.
Предельные размеры платы по этапам оказания платной услуги по экспертизе ЭМС (Приказ №355 от 26.12.11 г.)
Согласно П.2.1.13.б для диапазона частот (2300-2400 МГц и 2570-2620 МГц) с режимом частотного формирования дуплексного канала TDD составляет 70145 руб. (одна базовая станция).
Общая цена при использовании 3-х каналов по 20 МГц 3х70 тыс. руб = 210 тыс. руб (7000 USD)
Общая цена при использовании 2-х каналов 10 + 20 МГц равна 100 тыс. руб (3200 USD) и для 10 тыс. БС затраты составят 32 млн. USD. (640 БС).
Для сети LTE из 10 тыс. БС расходы составят 7 000х 10 000= 70 млн.USD
Затраты на строительство одной БС LTE (включая антенны, ПИР, монтаж и пр.) не превосходят 50 тыс.USD
Расходы на экспертизу ЭМС равны САРЕХ на строительство 1 400 БС сети. (Достаточно для покрытия г. Москвы)

Увеличение зоны покрытия базовых
станций сетей TD-LTE (макросоты vs микросоты)
Использование
2х2 MIMO антенн
Использование 8-ми элементных антенных решеток
Оценки эффективности применения
управляемых антенных решеток (По данным МСЭ)
Источник: Datang Mobile
TD-LTE 8х2 Beamforming – 500 кБит/c
TD-LTE 2х2 MIMO – 500 кБит/с
0.48 км
0.28 км
Применение технологии Dual-stream Beamforming

Использование спектра в сетях TD-LTE Advanced
и его агрегация
Сценарии 3GPP по агрегации спектра

Планы строительства операторами
сетей FD/TD-LTE в 2012 г.
«Сетями LTE должны быть покрыты населенные пункты с более чем 1000 жителей. Для этого каждый из операторов должен установить по всей России 20 810 базовых станций».
«Союз операторов LTE»
число БС

Появление новых игроков на рынке
операторов сетей TD-LTE
Выделение ГКРЧ 16.03.2012 г. полос частот группе компаний «Антарес» (1900-1920 МГц) позволит в будущем развернуть сеть TD-LTE (33 диапазон 3GPP);
Получение на конкурсе полос частот компанией ЗАО «ТТК» в диапазоне 3,5 ГГц и планируемая последующая миграция от WiMAX к TD-LTE;
Тестирование сетей LTE группой Энфорта (Престиж Интернет) в диапазоне 3,5 ГГц.

Заключение
1. Российский регулятор к 2012 г. подготовил нормативно-правовые основы и создал стартовые условия для начала развертывания сетей операторов TD-LTE без учета экономической ситуации в сегменте мобильного беспроводного доступа на телекоммуникационном рынке и нарастания кризисных явлений в экономике.
2. Прогнозные оценки аналитиков обещают появление в российских сетях LTE к концу 2012 не менее 1 млн. абонентов 20% из которых будут использовать сети TD-LTE.
3. Дальнейшее развитие сетей TD-LTE в России будет зависеть от целого ряда факторов, связанных с:
Совершенствованием регулирования использования спектра;
Повышением инвестиционной привлекательности за счет снижения капитальных затрат оператора, лежащих в плоскости совершенствования методики оказания госуслуг по оценке ЭМС, построения инфраструктуры сетей;
Внедрением наравне с мультимедийными услугами передачи данных услуг передачи речи VoLTE.