Hlavní navigace

Operátoři žádají o refarming pásma 900 MHz. Je na čase se loučit s GSM?

Autor: Depositphotos
Radek Zajíc

Ještě nedávno se operátoři přeskupení přídělů v pásmu 900 MHz bránili. Teď o ně sami požádali. Co za tím stojí a co nám to může přinést?

Doba čtení: 12 minut

Sdílet

Český telekomunikační úřad na konci minulého týdne zveřejnil žádosti všech tří českých GSM operátorů o přeskupení (refarming) stávajících nespojitých kmitočtových přídělů v pásmu 900 MHz. Takové aktivitě se přitom operátoři v minulosti bránili. Co může tato změna přinést běžnému zákazníkovi? A proč jsou vlastně příděly nespojité? I na tyto otázky se v článku pokusíme odpovědět.

O pásmu 900 MHz

Technologie GSM využívá frekvenční duplex, tj. jeden rozsah frekvencí pro příjem a druhý pro odesílání. Již od svého vzniku využívá zejména pásmo 900 MHz. To se, podobně jako pásmo 800 MHz pro LTE, dobře a daleko šíří, a je tak důležité pro základní pokrytí. První verze standardu definovala rozsah kmitočtů 935,1 až 959,9 MHz pro downlink (přenos od základnové stanice k uživateli) a 890,1 až 914,9 MHz pro uplink (směr od uživatele k základnové stanici). K této části pásma, kterou dnes běžně označujeme P-GSM, se později podařilo doplnit další část spektra, přiléhající k P-GSM zespoda. Nové označení pro pásmo, které zahrnuje původní i doplněnou část spektra, je E-GSM. Mobilní terminály, které rozumí E-GSM, jsou tak zpětně kompatibilní se sítí, která pracuje jen s frekvencemi P-GSM.

Pro využití v železniční radiotelefonní síti bylo dále standardizováno pásmo GSM-R (R-GSM). To přiléhá k E-GSM taktéž zespoda a zahrnuje celé E-GSM pásmo. Zařízení s podporou GSM-R podporují všechny GSM kanály, běžné mobilní terminály ale s GSM-R kompatibilní nejsou. Drážní aplikace v ČR tak využívají jen frekvence 921,1–925,1 / 876,1–880,1 MHz. Zbytek, tj. všechny E-GSM kanály, využívají jen operátoři veřejných sítí GSM.

Technologie GSM pracuje s kanály o šířce 200 kHz. Číslo kanálu lze převést na středovou frekvenci a tu zpět na číslo kanálu: například kanál 975 má středovou frekvenci pro downlink 925,2 MHz a zabírá frekvenční pásmo 925,1 až 925,3 MHz. Výborný nástroj pro převod mezi středovou frekvencí a číslem kanálu najdete na webu niviuk.free.fr.

Pásmo

Frekvenční rozsah [MHz]
(downlink/uplink)

GSM kanály

R-GSM

921,1–959,9 / 876,1–914,9

955–1023,
0–124

E-GSM

925,1–959,9 / 880,1–914,9

975–1023,
0–124

P-GSM

935,1–959,9 / 890,1–914,9

1–124

Historie využití pásma 900 MHz u českých operátorů

V českých telekomunikačních luzích a hájích se párové pásmo 900 MHz (kanály 22 až 114) komerčně využívá již od roku 1996, kdy byla část tehdejšího P-GSM pásma přidělena EuroTelu (dnes O2) a RadioMobilu (provozujícímu síť Paegas, dnes T-Mobile). Českému Mobilu (provozujícímu síť Oskar, dnes Vodafone) byly v roce 1999 v tendru na třetího GSM operátora přiděleny GSM kanály 1 až 20.

Do roku 2005 byly přiděleny i zbývající kanály v P-GSM. V roce 2002 získal Oskar kanály 21 a 115 až 118 (více viz Záměr ČTÚ vyhlásit výběrové řízení z roku 2002), později i 119 až 124 (přesný způsob přidělení dnes nelze dohledat, bylo to tedy pravděpodobně bez výběrového řízení), které až do té doby pro své účely využívala Armáda ČR. V období let 2004 až 2005 se tehdejšímu Eurotelu a T-Mobilu podařilo získat i část kanálů z E-GSM pásma: oba shodně po devíti kanálech. Ani v tomto případě dnes nelze dohledat způsob přidělení, šlo pravděpodobně o pouhé rozšíření licence na žádost se zaplacením ceny odvozené od částky, kterou operátoři zaplatili za již držené kmitočty v minulosti.

Už první příděly pro EuroTel a RadioMobil byly po pásmu rozmístěny střídavě. Postupným přidělováním dalších částí pásma se situace jen zhoršovala. Následující tabulka znázorňuje stav platný v letech 2005 až 2008. Tři dominující barvy odpovídají korporátním barvám operátorů – modré kanály má přiřazeno O2, růžové T-Mobile, červené Vodafone; šedý kanál patří do GSM-R, které pro další text není důležité, a tak není zobrazeno celé; nepodbarvené kanály využívaly jiné služby, nebo nebyly žádnému poskytovateli přidělené. V hlavičce tabulky je uvedena počáteční a koncová frekvence kanálu ve vztahu k základní frekvenci z prvního sloupce tabulky.

Autor: Radek Zajíc

V roce 2009, po uvolnění dalších kanálů z pásma E-GSM, došlo ve výběrovém řízenírozdání zbývajících kanálů stávajícím operátorům. Byl to mimochodem i tento okamžik, kdy tehdejší úředníci na ČTÚ s odůvodněním, že podle tehdejšího Plánu využití rádiového spektra (PVRS) „[byla] možná pouze tři práva na provoz sítí v pásmu 900 MHz a [že] všechna práva již byla udělena existujícím operátorům (viz telekomunikační věstník, str. 257, odd. II, bod 5b) sami způsobili nemožnost vstupu dalšího konkurenceschopného operátora na náš trh. Připomeňme, že je to právě ČTÚ, který PVRS spravuje a mění, a který tak v minulosti mohl v PVRS změnit ve větě „Počet práv k využívání rádiových kmitočtů je omezen na tři“ číslovku „tři“ na „čtyři“ a následně vyhlásit transparentní výběrové řízení.

Stávající operátoři získali losem (zpráva o výsledcích výběrového řízení) poslední část nepřiděleného E-GSM pásma (O2 16 kanálů, Vodafone 19 kanálů, T-Mobile 15 kanálů), a to za cenu 55 000 Kč za každý kanálový pár a měsíc zbývající do konce platnosti již platných (P-GSM) přídělů. I v roce 2009 došlo k přidělování nespojitých přídělů. I tyto příděly byly po pásmu rozmístěny chaoticky. Od té doby nedošlo k žádným faktickým změnám v rozložení GSM kanálů v pásmu 900 MHz, a tak následující tabulka, zobrazující stav v roce 2009, platí dodnes.

Autor: Radek Zajíc

Potřeba refarmingu a souhlasu ČTÚ

Dva největší souvislé příděly má dnes Vodafone, mají šířku 4,4 MHz (kanály 0 až 21) a 3,6 MHz (kanály 984 až 1001). Ani největší souvislý příděl Vodafone ale neumožňuje provozovat UMTS 900 nebo LTE/5G se šířkou kanálu 5 MHz a vyšším. LTE sice v tomto přídělu spustit lze (a Vodafone to v roce 2013 udělal), nicméně reálně dosahované rychlosti jsou spíš na úrovni UMTS. U širokopásmových technologií se obecně počítá s větší šířkou kanálu, 3 MHz je z nouze ctnost.

Další dva operátoři takové štěstí na příděly neměli. Největší spojitý příděl O2 má šířku 3,2 MHz, T-Mobile pak 3 MHz. Protože telekomunikační svět spěje k postupnému nasazování širokopásmových technologií (UMTS, LTE, 5G) na všechna pásma, včetně tohoto, které bylo původně určeno pro GSM, nedává lpění na současné situaci smysl. Logickým dalším krokem tedy je přeuspořádání a scelení kmitočtových přídělů tak, aby v nich bylo možné provozovat širokopásmové systémy (technologie třetí a dalších generací) a zároveň legalizovat jejich provoz. Tomuto procesu se říká refarming a v ČR před dvěma lety proběhl v pásmu 1800 MHz. Protože naši operátoři již mají kmitočty v GSM pásmech 900 i 1800 MHz technologicky neutrální a mohou na nich provozovat jakoukoli harmonizovanou technologii (T-Mobile a Vodafone od roku 2012, O2 nejpozději od platnosti nového přídělu v roce 2015), budeme se dále v textu zabývat jen přeuspořádáním a scelením pásma.

ČTÚ od roku 2014 na základě (dodnes stále platné) Strategie správy spektra „(…) očekává společný návrh uživatelů pásma 900 MHz a promítne změny přidělených kmitočtů do přídělů na základě žádostí operátorů (…)“. Přeskupení kmitočtů mezi operátory ale dlouhodobě nemělo podporu, neboť je spojeno s přímými krátkodobými provozními náklady na přeladění sítě, zatímco potenciální dlouhodobé výnosy jsou nejisté a z pohledu operátorského manažera, který neplánuje déle než na tři roky, příliš daleko. Asociace provozovatelů mobilních sítí (APMS) ještě v roce 2014 při konzultaci Strategie správy spektra ČTÚ uváděla, že „[v době podání připomínky] by refarming pásma 900 MHz koncovým zákazníkům žádný posun v rozvoji vysokorychlostních služeb nepřinesl“. V posledních měsících se ale situace musela změnit natolik, že se operátoři na přeskupení kmitočtových přídělů dohodli.

Na přelomu června a července 2019 tak dorazily Úřadu postupně tři žádosti o změnu přídělů v pásmu 900 MHz (O2, T-Mobile, Vodafone). Do 12. srpna je k těmto žádostem vyhlášena veřejná konzultace. ČTÚ kromě informace o samotném záměru zveřejnil i plné texty žádostí, a tak se lze například dočíst, že „mezi stávajícími držiteli přídělů v pásmu 900 MHz za účasti zástupců Úřadu [došlo] k dohodě o možném konečném kmitočtovém uspořádání tohoto pásma s cílem zajistit ucelené bloky rádiových kmitočtů pro všechny držitele“ (ze žádosti Vodafone) nebo „[současné rozložení rádiových kmitočtů] neumožňuje nasazení širokopásmových technologií jako je např. LTE. K tomuto rozhodnutí dospěla společnost O2 společně s ostatními držiteli přídělů rádiových kmitočtů v pásmu 900 MHz, kteří jsou ve stejné situaci, na ústních jednáních za účasti a se souhlasem Českého telekomunikačního úřadu“ (ze žádosti O2).

Zajímavostí je, že T-Mobile zároveň se změnou přídělů v pásmu 900 MHz žádá i o technologickou neutralizaci přídělů v pásmu 24 (25) GHz.

Nové rozložení kmitočtových přídělů a očekávané přeladění sítí

Z textu žádostí lze dovodit, že jde o aktivitu koordinovanou mezi všemi operátory a realizovanou za účasti a souhlasu ČTÚ. Protože Strategie správy spektra nepočítá s jinou variantou, než že ČTÚ společný návrh operátorů do kmitočtových přídělů promítne, mohou se operátoři začít připravovat na přeladění svých sítí.

Navrhované rozložení pásma vypadá takto:


Autor: Radek Zajíc

Společnosti O2 a T-Mobile si rozdělily P-GSM kanály 1 až 124. Vodafone získá E-GSM kanály 975 až 1023 a kanál 0. Zajímavá je i tabulka znázorňující počet vyměněných kanálů.

Operátor

Nepřesunutých kanálů

Vyměněných kanálů

O2

30

32

T-Mobile

25

37

Vodafone

18

32

Po ukončení veřejné konzultace má ČTÚ měsíc na vypořádání případných připomínek a zveřejnění výsledku konzultace. Následně operátorům vydá předseda rady ČTÚ rozhodnutí o změně přídělu a až poté může proběhnout samotné přeladění mobilních sítí. Refarming pásma 1800 MHz po aukci v roce 2016 proběhl za necelých dvanáct měsíců od ukončení aukce. V prosinci a lednu jsou obvykle velké změny v sítích zakázány (nastává tzv. vánoční freeze), k samotnému přeladění v pásmu 900 MHz by tedy mohlo dojít buď ještě letos na podzim, nebo pravděpodobněji během prvního pololetí roku 2020.

Potenciál využití refarmovaných přídělů

Scelené příděly umožňují do budoucna spustit širokopásmové služby (třetí nebo dalších generací) o šířce kanálu v násobcích pěti megahertzů. Protože je síť GSM stále důležitá pro M2M komunikaci, neočekávám ve střednědobém horizontu (do konce platnosti stávajících přídělů v roce 2024) její úplné opuštění. Díky postupné migraci datových služeb na LTE a hlasových na VoLTE se ale síť GSM postupně uvolňuje a vystačí si s menším počtem přenosových kanálů.

Je možné, že se některý z operátorů v krátkodobém horizontu vrátí k myšlence spuštění celoplošného pokrytí UMTS. Díky přesunu datových služeb z technologie GSM na LTE by si operátor ve venkovských oblastech vystačil s jednou UMTS nosnou frekvencí v pásmu 900 MHz a zbylé kanály by byly využity pro minimalistickou síť GSM. Pokrytí území technologií 3G (dnes 35 % v případě O2 a T-Mobile, 15 % u Vodafone) by se mohlo přiblížit pokrytí technologií LTE (více než 93 % u Vodafone, přes 95 % u O2 a T-Mobile). UMTS bychom ani dnes neměli házet do starého železa: zejména ve městech stále odbavuje většinu hlasového provozu, i když dobu své největší slávy (čtyři aktivní nosné v pásmu 2100 MHz) má dávno za sebou. V kapacitním pásmu 2100 MHz je dnes technologie UMTS utlumována na jednu až dvě nosné frekvence, zbývající pásmo využívají operátoři pro kapacitní pokrytí technologií LTE.

Mimo oblasti s pokrytím UMTS dnes hlasový provoz, který neobsluhuje technologie VoLTE, odbavuje síť GSM. Celoplošná síť UMTS, která by kombinovala pásma 2100 MHz ve městech a 900 MHz mimo ně, by výrazně odlehčila síti GSM v oblastech, kde dnes 3G není. Protože VoLTE zdaleka nemá tak širokou podporu jako hlas přes UMTS, a to zejména v kategorii levnějších a jednodušších telefonů, je dnes spuštění celorepublikové sítě UMTS jedinou variantou, jak ve střednědobém horizontu výrazně zeštíhlit síť GSM a postupně ji například vyhradit pro M2M provoz.

Nejblíže ke spuštění UMTS 900 je Vodafone, který už v minulosti ukázal, že zařízení jeho sítě pro pásmo 900 MHz dokáží prostou softwarovou rekonfigurací (na technologii Huawei SingleRAN) provozovat dvě technologie v jednom pásmu. Stejně jako spustil LTE, dokáže spustit i „vesnické 3G“. Díky upgradu, který v síti provedl pro LTE 900, je nyní schopen spustit UMTS 900 v řádu týdnů nebo měsíců. T-Mobile a O2/CETIN sice mají podobný hardware jako Vodafone, ale kvůli dohodám o sdílení sítí a následné ztrátě kontroly nad částí sítě, kterou neprovozují sami, je manévrovací prostor těchto společností velmi omezený. Můžeme se tak dočkat situace podobné tomu, jak je dnes v síti T-Mobile nasazeno LTE v pásmu 2100 MHz: UMTS 900 se objeví jen v té části republiky, ve které má operátor svou síť, zatímco druhá část republiky bude čekat nejprve na aktualizaci komerčních dohod a následně na technologickou implementaci.

V dlouhodobém horizontu se v pásmu 900 MHz dočkáme opětovného spuštění LTE nebo i 5G, s pětimegahertzovým nebo širším kanálem. Pokud se operátoři v budoucnosti dohodnou například na sdílení části pásma, tj. například pokud T-Mobile vyhradí kanály 25 až 62 a O2 kanály 63 až 100, získají ucelený 15 MHz široký kanál, na kterém lze zahrát poměrně hodně muziky s LTE nebo 5G. Až 10 MHz pásma by sice oba operátoři dokázali vyhradit ze svých přídělů i bez spolupráce s konkurencí, ovšem pouze za cenu drastického osekání sítě GSM. A to si bez masivní podpory VoLTE v koncových zařízeních nemohou dovolit.

Rozsvítit jeden společný širokopásmový kanál (ve svém přídělu nebo napříč příděly více operátorů) a využívat ho více operátory najednou umožňuje technologie sdílení sítí nazvaná MOCN (Multi-Operator Core Network). Dnes je moderní argumentovat Polskem: ve stísněných polských podmínkách pásma 900 MHz se tamní operátoři již na začátku tohoto desetiletí domluvili na sdílení svých přiléhajících pásem a UMTS 900 (s omezenou šířkou kanálu 4,2 MHz) bylo spuštěno napříč příděly dvou operátorů (Orange a T-Mobile). Od tohoto původně nouzového rozdělení se polští operátoři dnes posunuli dále a provedli refarming. Každý nyní má svou část spektra vyhrazenou pro UMTS a zbytek pro redukovanou síť GSM.

Po úplném opuštění standardu GSM nakonec zůstanou českému T-Mobilu a O2 příděly o velikosti 12,4 MHz, což není násobek základní šířky kanálu v širokopásmových technologiích (5 MHz). MOCN je tedy jedna z variant, jak do budoucna zajistit účelné využívání spektra.

U nás se tento typ sdílení ale zatím nepoužívá: sdílené sítě našeho O2 a T-Mobile jsou typu MORAN (Multi-Operator Radio Access Network). V tomto konceptu sdílejí operátoři rádiové, signalizační a řídicí komponenty sítě (RRU, BTS, [e]NodeB, BSC, RNC, backhaul), ale každý z operátorů využívá pro své zákazníky vlastní frekvenční pásmo. Není ovšem pravděpodobné, že bychom se MOCN napříč příděly více operátorů v pásmu 900 MHz dočkali dříve než v roce 2025. Explicitně to totiž zapovídá podmínka, kterou do všech žádostí o refarming nechal zanést Vodafone (se zdůvodněním potřeb zajištění hospodářské soutěže):

PR Summit tip Horák_sponzoring

Držitel přídělu není oprávněn po dobu do 22. 10. 2024 pronajmout ostatním držitelům přídělů v pásmu 900 MHz práva vyplývající z individuálních oprávnění k využívání rádiových kmitočtů na základě tohoto přídělu. Uvedené omezení se nevztahuje na preferenční kanály GSM pro koordinaci kmitočtů v příhraničních oblastech.

Je to logické, operátoři O2 a T-Mobile, kteří již dnes ve velkém sítě sdílejí, by mohli díky MOCN rychle spustit jak UMTS, tak LTE nebo 5G v pásmu 900 MHz s mnohem menším ořezáním GSM pásma, než jaké by pro totéž musel provést Vodafone, a mohli by tak získat významnou konkurenční výhodu. Datum 22. 10. 2024 vychází z konce platnosti přídělů T-Mobile a O2 (tomu byly v roce 2015 příděly do roku 2024 prodlouženy). Vodafone má sice příděly platné do roku 2021, ale i jemu pravděpodobně budou příděly bez výběrového řízení na základě žádosti prodlouženy do 22. 10. 2024 (neboť „[záměrem] Úřadu [je] postupně sjednotit dobu platnosti přídělů v jednotlivých kmitočtových pásmech“, viz Závěry přezkoumání při žádosti O2 o prodloužení přídělu). V roce 2024 pak ČTÚ buď vyhlásí výběrové řízení s novými podmínkami, nebo příděly prostě opět prodlouží. V té době už ale pravděpodobně budeme mít plnohodnotné 5G sítě, takže se z 900 MHz stane jen jedno z dalších základních pásem pro širokopásmové technologie a hospodářská soutěž nebude narušena.

Dnes tak ještě zůstává vše při starém. Je ale čas začít se pomalu se sítí GSM loučit: čekají nás širokopásmové zítřky.