1 1 Presentation title in footer 15 December 2010

La banda 800 MHz per servizi radiomobili in Italia: opportunità e problemi

Valerio Zingarelli

Telecommunications Studies and Consulting

Convegno “L‟armonizzazione europea della banda 800 MHz”

Fondazione Ugo Bordoni, Pontecchio Marconi, 10 dicembre 2010

2

SOMMARIO

In questa presentazione cercherò di indirizzare:

• alcuni elementi che caratterizzano l’”ecosistema”

italiano delle tlc, sia in senso negativo sia in senso

positivo, e che ritengo importante affrontare per

favorirne il miglioramento

• le principali caratteristiche e problematiche della

nuova tecnologia LTE, specie in connessione con la

prevista asta e disponibilità delle frequenze nella

banda televisiva a 800 MHz, che può darci notevoli

opportunità di sviluppo

3

In Italia abbiamo tuttora 2 “anomalie” che

rallentano lo sviluppo dell‟industria delle

Telecomunicazioni:

• Il persistere dei servizi televisivi sulle frequenze

radio

• Il ritardo della costruzione delle reti a larghissima

banda in fibra ottica con copertura nazionale

Però le reti, i servizi e il mercato radiomobili

italiani sono tra i primi al mondo.....

4

Infatti, il recente “International Market Report” di OFCOM dice:

• In Italia il 66% degli utenti Internet ha un profilo su Facebook

• Penetrazione dei cellulari pari al 150%, con forte utilizzo di applicazioni avanzate

• I prezzi dei servizi mobili sono diminuiti del 24% (miglior performance europea) dal luglio 2009 al luglio 2010, e sono i più bassi (al pari di UK) in Europa

• Il 13% delle famiglie italiane utilizza solo un dispositivo mobile per accedere ad Internet; il 29% delle abitazioni è servita solo da larga banda mobile

• Il 26% delle persone sopra i 13 anni e il 66% degli utilizzatori abituali di Internet dispone di uno smartphone

• Ampio l‟utilizzi di media players (64%) e di cellulari per l‟ascolto della musica (31%)

5

Però:

• Il 70% dei ricavi degli Operatori radiomobili arriva dai servizi voce

• Il 90% dei servizi dati mobili è effettuato in tecnologia 3G (chiavette

dati wireless per PC, smartphones)

• Il segmento dei telefoni di fascia bassa è ancora in tecnologia 2G per

ragioni di prezzo e rappresenta la maggioranza dei dispositivi mobili

attivi

6

Inoltre, il recente rapporto OCSE dice:

• L‟Italia è al settimo posto tra i paesi OCSE con 12,84 mln di utenti a

banda larga, con una penetrazione del 20,5% (USA = 83,3 mln,

Giappone = 33,5 mln; Germania = 25,5 mln; Francia = 20,2 mln;

totale OCSE = 283 mln / 24,3%)

• In Italia la tecnologia dominante è il DSL, con solo lo 0,5% in fibra

ottica. Nei paesi OCSE il DSL rappresenta il 58% di tutte le linee; la

fibra ottica rappresenta l‟11,5%

• La penetrazione della larga banda fissa nelle famiglie italiane è del

49% (OCSE = 57%). La penetrazione della larga banda nelle aziende

è dell‟80%

• La larga banda wireless nei paesi OCSE conta 438 mln di utenti: 73%

abbonamenti standard, 26% abbonamenti dati dedicati

7

E’ al minimo la qualità della nostra rete a banda larga fissa.

Il recente rapporto della Oxford University – Said Business School dice:

• 14 paesi sui 75 analizzati già pronti per la TV del futuro (web-TV, IPTV evolute): l‟Italia non è tra questi

• L‟Italia è al 26° posto su 30 per la “broadband quality score” (72 punti, contro i 153 della Corea, che è prima)

• La qualità della rete italiana soddisfa giusto i bisogni di connettività (social networking, video streaming in bassa definizione, file sharing)

• Neanche una città italiana figura tra le 38 che sono già pronte per i servizi evoluti

• In 3 anni la velocità media di download è migliorata del 49% (da 3,721 Mbit/s a 5,920 Mbit/s), mentre quella di upload è cresciuta del 69% e i tempi di latenza sono diminuiti del 25% a 142 ms

8

Le applicazioni più diffuse supportate da una pluralità di tecnologie

8

HDTV & IPTV

3D, Multischermo, ...

Disaster Recovery

Corporate VPN

Applicazioni Corporate

Banda

necessaria

(Mbit/sec)

10 20 100 1.000 0,4

Servizi/

Applicazioni

Email

Web Browsing

Instant Messaging

Peer-to-Peer

HDTV

E-Commerce

IPTV

Accesso VPN

Corporate Video

Conference

Music and video

P.A. on-line

Tecnologia

• Wireless

• Wireline

UMTS/HSPA

FTTH

LTE

ADSL

La maggior parte delle applicazioni richiede una banda che le

tecnologie radiomobili gia’ oggi possono offrire, mentre I servizi

video/TV richiedono FTTH ed LTE

9

In tale contesto, l‟assegnazione della banda 800 MHz (così come quella 2,6 GHz) ai servizi mobili rappresenta una spinta allo sviluppo della:

• Convergenza fisso/mobile e PC/terminali mobili

• Potenziamento degli Operatori esistenti più validi e una opportunità per un eventuale nuovo Operatore entrante

Tutto ciò purchè le condizioni di prezzo dell‟asta siano coerenti con:

• i piani di ricavo

• la disponibilità temporale e tecnica delle frequenze sia certa nelle date indicate

• le condizioni regolamentari siano adeguate al nuovo scenario di competizione e di mercato: obblighi di copertura per favorire il Digital Divide (esempio della Germania) massimizzando gli investimenti diretti e minimizzando il roaming; stabilità delle condizioni di terminazione; attenzione alla corretta competizione tra il WiFi e l‟LTE; implicazioni sulla “net neutrality”

Department on slide master

10 Presentation title in footer 10 15 December 2010

Spectrum pricing: dall’articolo “Sulle frequenze gara ad ostacoli”, Sole 24 Ore del 17/11/2010

Department on slide master

11 Presentation title in footer 11 15 December 2010

I fatti del contesto tecnologico – Opportunità e vantaggi 1 - Caratteristiche propagative

• Le migliori caratteristiche propagative della banda 800 MHz rispetto a quelle

attualmente utilizzate (900, 1800, 2100 MHz) permettono:

– Una maggiore estensione della copertura, a parità di distribuzione siti, utile in particolar modo per

colmare il divario digitale nelle aree rurali e per migliorare la copertura indoor delle aree già

raggiunte dalla banda larga mobile

– Una riduzione dei costi di realizzazione, a parità di copertura (è sufficiente un numero inferiore di

siti rispetto a bande a frequenza più elevate)

Banda 800 MHz vs Banda 2100

- 8.3 dB Path loss (free space)

Department on slide master

12 Presentation title in footer 12 15 December 2010

X 3 ÷5

Area di copertura

2.6 GHz 800 MHz

Raggio di copertura

2.6 GHz X 1,5 ÷ 2 800 MHz

I fatti del contesto tecnologico – Opportunità e vantaggi 2 - Propagazione: 800 MHz vs 2.6 GHz

PRO

• La differenza effettiva dipende dall‟ambiente di propagazione (urbano/rurale), dal contesto

(outdoor/indoor) e dalle specifiche scelte progettuali (caratteristiche antenne ecc.)

• Le frequenze ad 800 MHz risultano particolarmente vantaggiose per la copertura delle aree rurali o

per il miglioramento della copertura indoor delle aree urbane (deep indoor)

CONS

• Le migliori caratteristiche propagative possono tuttavia rendere “invadente” il segnale ad 800 MHz

se non controllato e creare situazioni problematiche in termini di gestione dell‟interferenza (con

effetti sulla capacità)

Department on slide master

13 Presentation title in footer 13 15 December 2010

Evoluzione latenza

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

R99 HSDPA HSUPA

(10ms)

HSUPA(2ms) HSPA+ LTE

Tem

po

[ms]

13

2013 2012 2011

Tecnologia

Radio

2010

14.4

HSPA+ LTE

28.8

42

144

84

Velocità

massima teorica (Mbps) 3.6

7.2

2008 / 2009

HSDPA

I fatti del contesto tecnologico – Opportunità e vantaggi 3 - Evoluzione Tecnologica

Department on slide master

14 Presentation title in footer 14 15 December 2010

• Banda piu‟ ampia e permette di aggregare porzioni di spettro in bande diverse per raggiungere prestazioni superiori. Nel NodeB vi sono diversi amplificatori che trasmettono in modo sincronizzato.

• Introduzione di schemi di trasmissione piu‟ sofisticati: cooperative MIMO.

• Reti Self Organizing and Optimizing: configurazione di rete automatica ed autonoma per gestire in modo efficiente reti eterogenee

• Copertura piu‟ pervasiva, grazie all‟introduzione di “mesh networks” con nodi di ritrasmissione (relay) che ricevono/demodulano/ritrasmettono il segnale

Presentation title in footer 14 15 December 2010

I fatti del contesto tecnologico – Opportunità e vantaggi 4 - LTE Advanced

Department on slide master

15 Presentation title in footer 15 15 December 2010

I fatti del contesto tecnologico – Opportunità e vantaggi 5 - Single RAN

15

15 December 2010

La tecnologia Single RAN rappresenta il pilastro di una nuova generazione di reti di accesso radio efficienti, integrate e multi-standard:

• Differenti tecnologie (2G/3G/LTE) possono condividere infrastrutture e risorse

• Le risorse (banda base, carrier, potenza) possono essere trasferite da una tecnologia all‟altra via software

Banda base comune

Modulo radio

combinato 2G/3G/LTE

To

BSC/RNC

GSM + UMTS900+LTE800

Modulo radio 1800Mhz

Modulo radio 800/900Mhz

Modulo radio 2100Mhz

Banda base

comune

GSM + LTE

UMTS 2100

I moduli radio gestiscono tutte le tecnologie che

lavorano nella stessa banda di frequenze:

• 900MHz: GSM/UMTS 900

• 1800 MHz: GSM/LTE 1800

GSM

UMTS

LTE

Single RAN

Department on slide master

16 Presentation title in footer 16 15 December 2010

• Chipset: – I principali vendor stanno sviluppando chipset per LTE

– Oltre ai player “tradizionali” (Samsung, LG, Nokia, Motorola), si stanno affacciando sul mercato anche vendor provenienti dal mondo WiMax come Altair e Sequans

– I chipset potranno supportare tutte le princiapli bande FDD (700, 800, 900, 1800, 2100, 2600) anche se per motivi di costo, si prevede che il loro numero verra‟ limitato a 2-5

– I chipset potranno supportare sia FDD che TDD

• Terminali solo dati: – Il primo device commerciale LTE-only è stato reso disponibile sul mercato a

partire da Dicembre 2009

– Attualmente si stanno sviluppando dispositivi multi-mode (2G/3G + LTE) e multi-banda

• Terminali dati e voce (Smartphone?): – I primi handset (voce su 3G, dati su LTE) saranno disponibili nel corso del 2011,

anche se ci si aspettano bassi volumi di vendita e scarso „appeal‟ commerciale

– A tendere l‟LTE usera‟ VoIP per la voce (basato su IMS – VoLTE), ma questo tipo di terminali non sarà disponibile prima del 2012

– I primi handset veicoleranno la chiamata voce attraverso CS fallback su 2G e 3G, incrementando il tempo di call setup

– Grande “fattore di forma” nei primi terminali per supportare chipset non ottimizzati, MIMO, elevato numero di bande di frequenze

• Costi – Il principale ostacolo alla diffusione sara‟ rappresentato sopratutto dal prezzo

elevato rispetto ai terminali HSxPA/HSPA+

I fatti del contesto tecnologico – Opportunità e vantaggi 6 - I terminali LTE

Department on slide master

17 Presentation title in footer 17 15 December 2010

I fatti del contesto tecnologico – I problemi tecnologici

• Disponibilità e costo dei terminali

• Chiamata voce su IMS

• Potenziali rischi di interferenza con la DVBT / Wireless MIC

• Coordinamento frequenziale ai confini nazionali

• “Pulizia” della banda in Italia a partire dal 2013

Department on slide master

18

CONCLUSIONI

Il radiomobile in Italia “rischia” di continuare

ad essere il locomotore e il leader dello

sviluppo dell’industria, dei servizi e

dell’economia delle Telecomunicazioni.....