Foto: tramite archivio satellitare
Dopo quattro anni di intenso lavoro tecnico e normativo nel quadro della Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU), le amministrazioni nazionali e le organizzazioni non governative hanno iniziato a incontrarsi questa settimana per la Conferenza mondiale sulle radiocomunicazioni (WRC-23) a Dubai.
L’ITU-R ha diversi obiettivi istituzionali. Questi includono la garanzia che le comunicazioni radio siano gestite senza interferenze, ma anche la promozione di un uso efficiente delle scarse risorse dello spettro e la gestione dei progressi tecnologici. Quest’ultimo obiettivo determina non solo alcune delle decisioni prese dal punto di vista della regolamentazione radio (RR), ma potrebbe anche determinare la forma dell’agenda futura nel prossimo ciclo di studi, WRC-27.
Le decisioni prese al WRC avranno ulteriori implicazioni commerciali e l’edizione di quest’anno è particolarmente importante. Le industrie coinvolte stanno sperimentando livelli senza precedenti di crescita, investimenti e innovazione tecnologica, con le reti non terrestri (NTN) al centro di un cambiamento di paradigma legato alle comunicazioni globali. Si tratta di uno sguardo a tre argomenti: stazioni terrestri in movimento (ESIM), direct-to-device (D2D) e stazioni di piattaforma ad alta quota (HAPS) – che sono fondamentali per comprendere le opportunità commerciali e i vincoli per il futuro del settore satellitare.
Stazioni terrestri in movimento
Gli ESIM sono in discussione dalla WRC-15, con particolare attenzione a come proteggere i servizi storici sul campo da qualsiasi interferenza. L’ITU comprende che gli ESIM sono di fondamentale importanza per fornire servizi a banda larga a bersagli in movimento su terra, mare e aria e a velocità di dati più elevate rispetto agli attuali sistemi di servizi satellitari mobili (MSS) a causa delle limitazioni di larghezza di banda.
Nei cicli precedenti, le soluzioni proposte dal punto di vista normativo hanno portato ad una serie di limitazioni tecniche riguardanti i sistemi di servizio satellitare fisso (FSS) che forniscono connettività a questi ESIM; in particolare, la quantità consentita di energia utilizzata attraverso la rete. La conferenza precedente ha deciso di identificare 1.000 MHz per FSS a livello globale nello spettro della banda Ka molto richiesto. In termini ITU, si tratta della larghezza di banda riservata per una determinata tipologia di servizio.
All’epoca, i regolatori raggiunsero un consenso sul fatto che la quantità di spettro identificato (19,7-20,2 GHz e 29,5-30,0 GHz) forniva una protezione sufficiente ad altre reti di orbita geosincrona (GSO) e servizi terrestri. Tuttavia, nel 2019, sono stati identificati anche altri 4.000 MHz nella banda Ka (17,7-19,7 GHz e 27,5-29,5 GHz). Ora, nel 2023, le discussioni si concentrano sul potenziale utilizzo di questi ESIM nella banda Ku, mentre si sta prendendo in considerazione l’uso della banda Ka per gli ESIM alimentati da orbita non geostazionaria (NGSO). In sintesi, si dice che per il futuro di questi servizi sarà necessaria più larghezza di banda.
Uno degli argomenti che i colleghi non ingegneri sentiranno sugli ESIM è il punto 1.15 dell’ordine del giorno. La decisione finale presa dal gruppo assegnato avrà conseguenze molto pratiche per gli operatori del settore. Se la banda Ku verrà effettivamente identificata come spettro aggiuntivo per gli ESIM, molti operatori del settore troveranno il sostegno normativo per entrare o espandere la propria capacità satellitare per servire questo mercato. Per gli utenti finali via aria, terra e mare, una maggiore concorrenza da parte di un numero di fornitori che collegano gli ESIM porterebbe a vantaggi classici di innovazione e riduzione dei costi. Tuttavia, senza soffermarsi su questioni tecniche, le bande Ka e Ku sono intrinsecamente diverse in termini di larghezza di banda, il che significa che gli operatori storici della banda Ka hanno un certo grado di vantaggio tecnico.
Una discussione correlata sugli ESIM alla WRC-23 è l’Agenda 1.16, che suscita l’interesse delle ONG a fornire questi servizi anche nell’attuale spettro Ka. È una questione controversa e su cui alcuni operatori NGSO stanno spingendo fortemente perché, secondo la normativa attuale, questi sistemi non possono ottenere autorizzazioni nazionali. La decisione finale su questo tema avrà effetti commerciali migliori per entrambi i tipi di operatori di sistema, sia a causa della mancanza di accesso al crescente mercato degli ESIM per alcuni, sia perché a molti operatori NGSO verrebbe improvvisamente consentito di fornirlo.
Diretto al dispositivo
Uno dei ruoli importanti di ciascuna WRC è definire l’agenda per il ciclo successivo, guidando l’industria su quali studi tecnici devono avere la priorità nei successivi quattro anni. Al punto 10 dell’ordine del giorno, la conferenza decide sui futuri punti dell’ordine del giorno. Una volta stabilito questo, le aziende vengono coinvolte nel processo fornendo i parametri tecnici necessari per determinare se, dopo aver analizzato gli studi, l’ITU debba effettivamente modificare l’articolo 5 del Regolamento radio. Questa modifica fornisce il riferimento ai paesi per aggiornare le loro tabelle nazionali di assegnazione delle frequenze alla fine della prossima WRC. Pertanto, lo spettro è armonizzato e la tecnologia può essere utilizzata a livello globale.
Nel mezzo del ciclo attuale, la connettività satellitare agli smartphone, o direct-to-device (D2D), è diventata una realtà e l’interesse globale per l’espansione e il miglioramento di questa applicazione è cresciuto in tempi record. Attualmente, le soluzioni di messaggistica di emergenza D2D esistenti e conformi sono servite da operatori MSS, anche se con molti vincoli tecnici e di larghezza di banda. La WRC-23 ha ora il ruolo fondamentale di decidere se il ciclo di studi 2023-2027 debba dare priorità a un punto dell’agenda che consenta agli operatori MSS di connettere ulteriormente gli utenti di smartphone quando sono fuori copertura terrestre. La WRC-23 può farlo approvando un futuro punto all’ordine del giorno riguardante gli studi per una larghezza di banda aggiuntiva sull’MSS in bande di frequenza tecnicamente appropriate. Le discussioni in corso stanno chiaramente portando la conferenza a concentrarsi sullo spettro inferiore a 3 GHz.
-Se si raggiungerà il consenso e gli studi MSS verranno condotti con successo, le applicazioni alimentate nello spettro identificato potrebbero essere varie, inclusa la promozione della crescita globale dell’IoT. Per andare avanti, le autorità di regolamentazione devono tenere conto di diversi fattori, tra cui la natura stessa del D2D e gli attuali vincoli di connettività. Ciò rappresenta un’opportunità unica per gli operatori di rete mobile (MNO) e gli operatori satellitari di lavorare insieme a vantaggio dell’utente finale, e su questo punto esiste un chiaro consenso. Ciò che per molti non è così evidente è che, per molteplici ragioni tecniche ed economiche, il D2D sarà sempre e solo complementare alle reti terrestri e non un loro sostituto.
-Esiste anche l’idea sbagliata che proporre studi per altri servizi nelle bande mobili (indicati nell’ITU come IMT) possa in qualche modo impedire agli MNO di fornire servizi regolari a livello nazionale. Si tratta di un malinteso comune, poiché la D2D è necessaria solo nelle aree in cui gli MNO hanno limitazioni a operare, a causa della mancanza di un business case o a causa di limitazioni fisiche all’espansione della propria rete. Una decisione su questi temi consentirebbe il successo dell’integrazione terrestre-satellitare identificando più spettro MSS, aiutando gli MNO e aiutando a connettere più persone in più luoghi.
Stazioni di piattaforma ad alta quota come stazioni base IMT (HIBS)
Le comunicazioni aeree sono un altro componente delle reti non terrestri. Le stazioni di piattaforma ad alta quota come stazioni base IMT (HIBS) sono considerate un’ottima alternativa per integrare la connettività terrestre. Il concetto è stato oggetto di discussione sin dalla fine degli anni ’90, quando furono effettuate le prime identificazioni nei regolamenti radio. Tuttavia, la consapevolezza del pubblico è arrivata potenzialmente solo con il progetto Google Loon. Imparando dalle esperienze delle prime implementazioni di mercato di pionieri della tecnologia come Google e Meta, gli attuali progetti HIBS abbracciano una traiettoria positiva fondata sul progresso tecnologico e sull’allocazione di più fonti di spettro.
Gli HIBS sono situati nella stratosfera e forniscono connettività mobile sia in direzione uplink che downlink per le apparecchiature utente e le stazioni IMT terrestri. Il vero vantaggio degli HIBS è la loro capacità di diventare parte delle reti IMT terrestri utilizzando potenzialmente le stesse bande di frequenza delle stazioni base IMT terrestri. Alla WRC-23 si propone che le stazioni mobili IMT servite da HIBS siano le stesse utilizzate con le stazioni base IMT terrestri.
I punti di discussione riguardanti l’uso delle frequenze IMT nelle piattaforme ad alta quota all’interno di reti non terrestri hanno ruotato attorno alla garanzia della protezione necessaria per prevenire potenziali interferenze con altri servizi o applicazioni, come i sistemi di concentrazione dei collegamenti, la protezione pubblica e il soccorso in caso di calamità (PPDR ). ), sistemi di dispacciamento digitale e sistemi di comunicazione mobile pubblica con aeromobili.
HIBS potrebbe essere un ottimo fornitore di connettività per le aree rurali o remote dove le stazioni base convenzionali non sono economicamente sostenibili. Possono anche essere spostati e riorganizzati, offrendo maggiore flessibilità nelle decisioni di investimento e implementazione. Inoltre, possono essere utilizzati in caso di aumenti della domanda stagionali o a breve termine, come l’alta stagione turistica o i concerti. Infine, fornirebbero resilienza alle reti durante i disastri e le interruzioni della rete.
Dal punto di vista aziendale, fino ad ora è stato difficile gestire gli HIBS a causa della mancanza di incentivi di mercato, delle limitazioni delle fonti di spettro e di sfide tecnologiche come il consumo energetico, le condizioni meteorologiche e la necessità di un’integrazione perfetta. Sembra che ulteriori assegnazioni alla WRC-23 potrebbero rappresentare un passo avanti significativo per l’integrazione terrestre-non terrestre mentre il 3GPP e l’industria svolgono la loro parte altrove.
I fornitori di HIBS potrebbero essere forti concorrenti dei fornitori di banda larga basati nello spazio. Gli MNO, ad esempio, contrastano la concorrenza della banda larga dell’industria satellitare nelle zone remote con offerte combinate. Un’ulteriore convergenza tra i settori dell’aviazione e delle telecomunicazioni è un dato di fatto e potrebbe creare nuovi modelli di business e offerte – non solo nel funzionamento degli HIBS stessi, ma anche perché gli HIBS sono un’opzione di connettività per le operazioni con droni in linea di vista e oltre.
Collegare le aree remote è un compito nobile che non è incentivato finanziariamente in quanto non vi è un forte ritorno sull’investimento. Come alternativa comprovata con uno spettro adeguato e una tecnologia affidabile, i regolatori e i politici possono aprire la strada all’implementazione dell’HIBS utilizzando i fondi del servizio universale per aumentare la copertura in un’area più ampia con meno implementazioni.
La WRC-23 avrà probabilmente un ruolo determinante nel plasmare il futuro delle reti di comunicazione e nel creare un settore più convergente, consentendo al tempo stesso integrazioni di rete senza soluzione di continuità.
Ivan Suarez è il direttore delle politiche spaziali e dello spettro per il partenariato per l’accesso. Gökhan Tok è il responsabile senior delle politiche relative allo spazio e allo spettro per il partenariato per l’accesso.
