Bude se po roce 2030 opět ukrajovat z televizního spektra, nebo si terestrické vysílací sítě po opuštění pásma 700 MHz zachovají zbytek frekvencí i do budoucna?

Studie Defragmentační Dividenda (DD) – Efektivnější využití UHF pásma od britské společnosti Digital UK ukazuje na možné řešení „spektrální války“ mezi broadbandem a broadcastingem. Nazrál totiž čas k strategickému pohledu na vývoj v kmitočtovém spektru 470 – 960 MHz a vytvoření kapacity pro mobilní data při zachování stávajícího rozsahu spektra pro zemské televizní vysílání i po roce 2030.

To je stručný obsah nové studie konzultační společnosti Aetha Consulting vytvořené pro Digital UK, společnosti vlastněné BBC, ITV, Channel 4 a Arqiva pro provozní podporu bezplatného televizního příjmu Freeview pro tři čtvrtiny britských domácností. Základní myšlenkou dokumentu je fakt, že stávající postupné ukrajování televizního pásma v podobě digitálních dividend DDI, DDII a diskuzí o DDIII (pásmo 600 MHz) vede jen ke ztrátám pro všechny zúčastněné strany a neřeší možnosti, které by mohly vést jak k posílení mobilní kapacity, tak i zachování nejrozšířenějších televizních služeb současně.

Srovnání výhod využití pásma 700 MHz pro mobily a televizi

V jedné z předchozích studií z roku 2014 zmíněná konzultační společnost před Světovou radiokomunikační konferencí WRC 2015 svým rozborem určitě přispěla k tomu, že v našem regionu (ITU Region 1) nebylo pásmo 600 MHz přiděleno na koprimární bázi mobilním službám a je garantováno do roku 2030 pro televizi s možností revize na WRC 2023. Argumentace byla jednoduchá – autoři uvažovali o scénáři, ve kterém dojde k ukončení zemského vysílání (DTT) a uživatelé by museli přejít na jiné alternativní platformy šíření audiovizuálního obsahu (ve směsi satelitních, kabelových a IPTV služeb). Všech 224 MHz spektra v pásmu by pak bylo dostupných pro mobilní služby.

Autoři studie vypočítali náklady a přínosy tohoto scénáře po dobu 15 let pro období 2015 až 2029 a srovnávali je s náklady a výhodami plynoucími z dalšího využívání spektra pro DTT a jiné existující služby (radiomikrofony – označované PMSE, radioastronomie a „bílá místa“). Vzhledem ke specifickým podmínkám v zemích EU, co se týká rozšíření různých televizních platforem, bylo vybráno osm typických zemí a k nim přiřazeno zbývajících 20 s podobnou strukturou. Česká republika byla zařazena do skupiny s Velkou Británií, Kyprem a Irskem. Pro zajímavost Slovensko bylo nejblíže svou strukturou platforem Polsku. Pro mobilní trh se v této studii uvažovalo s hypotetickým státem o 50 milionech obyvatel, neboť rozdíly v mobilních trzích napříč Evropou jsou podstatně menší než televizní trhy.

Výsledky tohoto ekonomického rozboru ukázaly, že dokonce i v nejagresivnější prognóze mobilního provozu podle ITU náklady na „vyčištění“ televizního spektra (38,5 mld. EUR) výrazně (téměř 4 x) převyšují potenciální hodnotu využívání spektra pro broadbandové služby (10,3 mld. EUR). Z toho bylo zřejmé, že ekonomické přínosy pro celou EU budou maximalizovány jen tehdy, pokud i nadále bude pásmo 470-694 MHz zachováno pro DTT po dobu nejméně dalších 15 let. Pro vypnutí existujících DTT sítí v celé Evropě neexistoval a neexistuje dodnes žádný ekonomický důvod na základě spektrální účinnosti.

Ilustrační foto: Václav Udatný, Televizníweb.cz

Kmitočtové spektrum pod 1 GHz

Nová studie společnosti Aetha Consulting je zpracována pro situaci ve Velké Británii a z pohledu podobnosti se strukturou televizních platforem u nás by neměla uniknout naší pozornosti. Spektrum pod 1 GHz je vzhledem k jeho vynikajícímu šíření vysoce ceněným aktivem každého státu a umožňuje poskytování řady služeb. Za posledních 10 let bylo z tohoto pásma v Evropě ukrojeno dvakrát – nejdříve 800 MHz, následně 700 MHz – ve prospěch mobilních služeb. Právě jsme svědky procesu vyklizení pásma 700 MHz, které bude, jak ve Velké Británii, tak i u nás, ukončeno v roce 2020. Každá tato etapa si vyžádala, a ještě vyžádá, podstatnou rekonfiguraci televizního spektra tak, že v úhrnu z původních 368 MHz zůstane jen 224. Tím ale mobilní operátoři získají cennou kapacitu pro uspokojení značného nárůstu pro služby mobilních dat. Již na konferenci WTC v roce 2015 se objevily názory o změně využívání spektra v pásmu kmitočtů 600 MHz – týkající se TV kanálů 37-48 (598 – 694 MHz), což je souhrnně nazýváno jako DDIII – třetí digitální dividenda. To by kromě další rekonfigurace sítí omezilo televizní vysílání o dalších 35 %.

Současně pro mobilní služby by to představovalo jen skromný přínos zejména pro případné vyžití služeb 5. generace (sítí 5G), které vyžadují mnohem širší kontinuální bloky pro vysokorychlostní služby. Současné bloky 2×5 – 2×10 MHz pro nové technologie budou nedostačující. To se částečně již projevuje v těch zemích, které již uskutečnily aukci kmitočtů pro mobilní služby v pásmu 700 MHz – Německo: normalizovaná cena za MHz v tomto pásmu byla o 72% nižší než v 800 MHz pásmu, ve Finsku o 32%, ve Francii téměř shodná a v USA cena za 600 MHz kmitočty byla nižší o 6% oproti 700 MHz pásmu. Vůle operátorů platit za nižší kmitočty vysoké poplatky se snižuje, protože právě budoucí technologie 5G míří na vyšší kmitočty, jak ukazuje i situace s obsazením pásem u nás v roce 2016 a prokázala i nedávná aukce na kmitočty v pásmu 3,7 MHz pro přístupové vysokorychlostní sítě s bloky o šířce pásem 40 MHz.

(Zdroj: ČTÚ, Ing.Macek, konference RADIOKOMUNIKACE 2016)

Technologický vývoj

Kromě toho je nutno v souvislosti s technologickým vývojem přihlédnout k dalším technickým aspektům. Dnešní používané technologie v pásmu 800 MHz kopírují původní systémy na bázi FDD (frekvenčně dělený duplex) které vyžadují oddělená pásma pro vzestupný (UL) k základnové stanici a sestupný směr (DL) od základnové stanice, aby byl zajištěn plnohodnotný obousměrný hovor. V případě využití pro datové přenosy však dochází k nehospodárnému využití spektra, protože většina provozu je ve směru DL k uživateli. Odhaduje se, že je to v současnosti 90% k 10%, přičemž zabrané pásmo musí být pro kmitočtově dělený duplex shodné. Druhá technologie, časově dělený duplex (TDD), nevyžaduje párově oddělené přidělení spektra a na vyšších kmitočtech je dnes používanou technologií, která je pro vysokorychlostní služby internetu více vhodná.

Situaci rovněž dokresluje přehled obsazení pásem pro širokopásmové služby ve Velké Británii. Toto pásmo přidělené mobilnímu internetu po DDII bylo jedinou možností pro technologii 4G (LTE), jak zajistit pokrytí vysokorychlostními daty. Problém je shodný s námi: je možno přidělit jen relativně úzké bloky rozdrobené mezi několik operátorů, neboť v pásmu jsou další služby, včetně rychle se rozvíjejícího internetu věcí v bezlicenčních úsecích. To by platilo i pro pásmo 600 MHz, které vlivná Asociace GSM (GSMA) neustále požaduje jako globální celosvětové řešení v symetrickém uspořádání pro oba směry komunikace. To ale neodpovídá dnešním, a i budoucím, požadavkům na nesymetrický datový provoz, který v úzkých 10 MHz přídělech není vhodný pro budoucí technologie 5G.

Požadavky na nízkokmitočtové spektrum nejsou jen ze strany mobilních operátorů, ale televize chtějí rozšiřovat své služby s programy ve vysokých rozlišeních (UHD a dokonce od roku 2019 v Japonsku v rozlišení 8k), železniční GSM-R se také bude snažit využívat poslední technologie a počty zařízení internetu věcí mají také narůstat.
Vzhledem k těmto širokým a rostoucím požadavkům na kmitočty spektra pod 1GHz, by změny v přídělech měly být prováděny takovým způsobem, aby se maximalizovaly výhody pro všechny strany. Zejména změny v alokacích by se měly vyskytovat pouze tam, kde je jasně prokázáno, že přínosy tohoto přeskupení jsou vyšší než náklady na přemístění stávajícího užití a kde pro splnění dodatečné poptávky neexistuje žádné jiné řešení s nižšími náklady.

Defragmentační dividenda místo DDIII

Uvedená studie o efektivnějším využití UHF pásma, dostatečně včas před konferencí WRC 23, si dala za cíl přispět k řešení problematiky kmitočtového spektra pod 1 GHz a navrhnout změnu ve stávajícím přístupu k rozdělování jednotlivých pásem způsobem dílčích řešení a drobných přírůstků. Účelem je otevřít diskuzi na téma účinnějšího a dlouhodobého využívání spektra a uspokojení rostoucí poptávky po kapacitách od různých uživatelů, včetně mobilních služeb. Místo Digitální Dividendy III navrhují Defragmentační Dividendu (DD), která spočívá v překonfiguraci pásma 694-960 MHz dle následujících 3 scénářů: vytvoření širokých pásem FDD, 3 pásem TDD a nejlépe jednoho pásma TDD, jak je znázorněno na obrázku.

Scénář 1 zvyšuje kapacitu dostupnou pro mobilní zařízení a nadále spoléhá na technologii FDD, zatímco scénář 3 představuje výrazný odklon od status quo, protože zahrnuje pouze jedno velké TDD pásmo – které maximalizuje kapacitu poskytovanou mobilním službám. Scénář 2 může být považován za kompromisní řešení. Zatímco v konečném důsledku přechází na TDD, tato volba zanechává některá stávající použití nedotčená (např. bezlicenční pásmo 863- 875 MHz). Nabízí také možnost přechodného uspořádání pro mobilní služby dočasným opuštěním pásma 900 MHz neporušené – přinejmenším, dokud nebude dostatek uživatelů k nově vytvořenému řešení TDD v dolních částech frekvenčního rozsahu. A jaké výhody pro mobilní operátory toto revoluční řešení přinese?

Přínosy z hlediska kapacity pro mobilní služby se liší mezi třemi defragmentačními možnostmi, jak je znázorněno na obrázku. Scénář 3 by poskytl dalších 70 % kapacity pro sestupné připojení, zatímco scénář 1 by poskytl skromnějších 25 %. Nicméně, v celém kontextu, dokonce i mírnější nárůst o 25 % u scénáře 1 by byl podobný kapacitě, kterou by mohlo poskytnout předefinování pásma 600 MHz. Zisk přenosové kapacity není jedinou výhodou. Navržený defragmentační plán by umožnil mobilním službám lépe využít výhod 5G, soustředění sítí do jedné kmitočtové oblasti – tím i snížení infrastrukturních nákladů – a dlouhodobou stabilitu budoucím majitelům jednotlivých přídělů. Tlak na stávající pásmo audiovisuálních služeb by tak opadl.

Samozřejmě, uskutečnění plánu podle DD je úkol komplexní – řada technických, regulačních a komerčních překážek by musela být překonána – a vyžaduje dlouhodobou strategickou přípravu. Avšak již existující příklad uvolnění pásem 800 a 700 MHz ukazuje, že přechody tohoto typu jsou možné. I daná studie, která byla zaměřena na britský trh, poukazuje na to, že Spojené království není dostatečně velkým trhem pro samostatné přijetí tohoto plánu. Vzhledem k podobnostem ve většině evropských zemí doporučuje proto připravit diskuzi na úrovni Evropské unie jako celku v rámci skupiny RSPG, poradního orgánu BEREC až po Evropskou komisi. Ruku v ruce by měla jít spolupráce s CEPT, celoevropským telekomunikačním orgánem, který by plánování pásma 694-960 MHz (včetně DD) upřednostnil na celosvětových konferencích v roce 2019 a 2023 před soustředěním se na diskuzi výlučně o pásmu 470 – 694 MHz.

„Myšlenky prezentované v této zprávě jsou neobyčejně ambiciózní. Pocházejí z Velké Británie, ale mají mezinárodní význam, protože každá země se pokouší splnit si povinnost co nejefektivnějšího využívání spektra,“ napsal v úvodu studie Jonathan Thompson, CEO Digital UK, a pokračoval: „Prosazování těchto myšlenek, ukončení únavných debat a překonání překážek bude vyžadovat odhodlání a vůdcovství. Doufáme, že tvůrci politiky ve Velké Británii jsou ochotni se zapojit do zde prezentovaných možností a využít jejich vliv na podporu nového myšlení ve Spojeném království, v Evropě i mimo.“ A to je i výzva pro aktivnější roli naší republiky v rámci Evropské unie na poli rozumného využívání přírodního bohatství.

Štítky