Model kalkulacji kosztów usług świadczonych przez operatorów w sieci komórkowej

Transkrypt

1 Projekt Transition Facility Monitorowanie i stymulowanie rozwoju rynku telekomunikacyjnego Nr ref. 2005/ Model kalkulacji kosztów usług świadczonych przez operatorów w sieci komórkowej Czerwiec 2009 Projekt finansowany przez Unię Europejską Projekt realizowany dla Urzędu Komunikacji Elektronicznej Projekt realizowany przez Deloitte Business Consulting S.A 1

2 Spis treści 1. Wstęp Słownik zastosowanych pojęć Zakres danych wejściowych do modelu Cel i zakres budowy modelu Przyjęty sposób realizacji usług Terminacja połączenia głosowego Terminacja połączenia głosowego GSM (MNO) Terminacja połączenia głosowego UMTS (MNO) Terminacja połączenia głosowego GSM (MVNO) Terminacja połączenia głosowego UMTS (MVNO) Terminacja połączenia głosowego GSM (ESP/SP) Terminacja połączenia głosowego UMTS (ESP/SP) Rozpoczęcie połączenia głosowego Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (MVNO) Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (MVNO) Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (ESP) Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (ESP) Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (SP) Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (SP) Połączenie głosowe wewnątrz sieci Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (MVNO) Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (MVNO) Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (ESP) Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (ESP) Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (SP) Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (SP) SMS wychodzący do innych sieci SMS wychodzący do innych sieci GSM (MVNO) SMS wychodzący do innych sieci UMTS (MVNO) SMS wychodzący do innych sieci GSM (ESP) SMS wychodzący do innych sieci UMTS (ESP) SMS wychodzący do innych sieci GSM (SP) SMS wychodzący do innych sieci UMTS (SP) SMS przychodzący z innych sieci

3 5.5.1 SMS przychodzący z innych sieci GSM (MNO) SMS przychodzący z innych sieci UMTS (MNO) SMS przychodzący z innych sieci GSM (MVNO) SMS przychodzący z innych sieci UMTS (MVNO) SMS przychodzący z innych sieci GSM (ESP/SP) SMS przychodzący z innych sieci UMTS (ESP/SP) SMS wewnątrz sieci SMS wewnątrz sieci GSM (MVNO) SMS wewnątrz sieci UMTS (MVNO) SMS wewnątrz sieci GSM (ESP) SMS wewnątrz sieci UMTS (ESP) SMS wewnątrz sieci GSM (SP) SMS wewnątrz sieci UMTS (SP) MMS wychodzący do innych sieci MMS wychodzący do innych sieci GSM (MVNO) MMS wychodzący do innych sieci UMTS (MVNO) MMS wychodzący do innych sieci GSM (ESP) MMS wychodzący do innych sieci UMTS (ESP) MMS wychodzący do innych sieci GSM (SP) MMS wychodzący do innych sieci UMTS (SP) MMS przychodzący z innych sieci MMS przychodzący z innych sieci GSM (MNO) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (MNO) MMS przychodzący z innych sieci GSM (MVNO) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (MVNO) MMS przychodzący z innych sieci GSM (ESP) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (ESP) MMS przychodzący z innych sieci GSM (SP) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (SP) MMS wewnątrz sieci MMS wewnątrz sieci GSM (MVNO) MMS wewnątrz sieci UMTS (MVNO) MMS wewnątrz sieci GSM (ESP) MMS wewnątrz sieci UMTS (ESP) MMS wewnątrz sieci GSM (SP)

4 5.9.6 MMS wewnątrz sieci UMTS (SP) Transmisja danych Transmisja danych GSM (MVNO) Transmisja danych UMTS (MVNO) Transmisja danych GSM (ESP) Transmisja danych UMTS (ESP) Transmisja danych GSM (SP) Transmisja danych UMTS (SP) Metodologia budowy modelu Określenie listy jednorodnych kategorii kosztowych (HCC) i modelowych komponentów sieci (NC) Określenie zapotrzebowania na usługi Wymiarowanie sieci dla określonego poziomu zapotrzebowania na usługi Wyznaczanie liczby stacji bazowych GSM Wyznaczanie liczby TRX Wyznaczanie liczby BSC Wymiarowanie transmisji BTS BTS i BTS BSC Wymiarowanie transmisji BSC MSC Wymiarowanie transmisji BSC SGSN Wyznaczanie liczby MSC Wymiarowanie transmisji MSC MSC Wyznaczanie liczby Node B Wyznaczanie liczby RNC Wymiarowanie transmisji Node B RNC Wymiarowanie transmisji RNC MGW Wymiarowanie transmisji RNC SGSN Wyznaczanie liczby MGW Wyznaczanie liczby MSC Server (MSS) Wymiarowanie transmisji MGW MGW Wyznaczanie liczby HLR Wyznaczanie liczby SMSC Wyznaczanie liczby MMSC Wyznaczanie liczby SGSN Wyznaczanie liczby GGSN Wyznaczanie liczby WAP Gateway Wyznaczanie liczby multiplekserów STM-1 i STM

5 Wyznaczanie liczby pozostałych elementów sieci Uwzględnienie kapitału obrotowego Opracowanie schematu alokacji kosztów HCC na modelowe elementy sieci Wyznaczanie rocznego kosztu środków trwałych wchodzących w skład sieci komórkowej (direct CAPEX) Wyznaczanie pozostałych kosztów (direct OPEX i indirect CAPEX & OPEX) Wyznaczanie routing factors dla poszczególnych modelowych komponentów sieci Kalkulacja kosztów usług

6 Słownik zastosowanych pojęć 1. Wstęp Celem niniejszego dokumentu jest przedstawienie sposobu kalkulacji kosztów usług świadczonych przez operatorów sieci mobilnej w systemie GSM i UMTS wyznaczanych w modelu Prezesa UKE oraz sposobu działania samego modelu. Model wyznacza koszty według metodologii FL-LRIC (Forward Looking Long Run Incremental Costs) w oparciu o podejście prezentowane w niniejszym dokumencie oraz dane liczbowe pozyskiwane od operatorów sieci komórkowych w Polsce oraz innych alternatywnych źródeł. Prezentowane podejście do kalkulacji kosztów, zwane w dalszej części dokumentu modelem zostało opracowane w ramach projektu finansowanego ze środków UE realizowanego przez firmę Deloitte Business Consulting. Model wyznacza jednostkowe koszty świadczenia następujących usług telekomunikacyjnych świadczonych odrębnie w systemie GSM i UMTS: - Rozpoczęcie połączenia głosowego - Terminacja połączenia głosowego - Połączenie głosowe wewnątrz sieci - SMS wychodzący do innych sieci - SMS przychodzący z innych sieci - SMS wewnątrz sieci - MMS wychodzący do innych sieci - MMS przychodzący z innych sieci - MMS wewnątrz sieci - Transmisja danych Model umoŝliwia wyznaczenie kosztów świadczenia powyŝszych usług na rynku hurtowym przez operatorów infrastrukturalnych (MNO) róŝnym odbiorcom: innym MNO, pełnym MVNO, MVNE, ESP, SP. 6

7 Słownik zastosowanych pojęć 2. Słownik zastosowanych pojęć Biling abonencki system bilingowy wykorzystywany do taryfikacji ruchu realizowanego przez własnych abonentów operatora. Biling interkonektowy system bilingowy wykorzystywany do taryfikacji ruchu międzyoperatorskiego. BSC ang. Base Station Controller kontroler stacji bazowych sieci GSM. BTS ang. Base Transceiver Station stacja bazowa w telefonii GSM 900 MHz i 1800 MHz. GGSN ang. Gateway General Packet Radio Service Support Node element sieci telekomunikacyjnej słuŝący jako brama między tą siecią i innymi sieciami (np. internet, intranet). HLR ang. Home Location Register rejestr stacji własnych element infrastruktury sieci komórkowej przechowujący informacje o abonentach. Hop/radiolinia przęsło łącza radiowego składające się na pełne łącze radiowe. Jedna lub kilka radiolinii tworzy łącze radiowe. Interfejs Abis interfejs pomiędzy BTS i BSC. Interfejs Iub interfejs pomiędzy Node B i RNC. Łącze radiowe połączenie pomiędzy poszczególnymi elementami sieci realizowane drogą radiową, na przykład pomiędzy BTS a BSC. Łącze radiowe moŝe być realizowane za pomocą wielu radiolinii. MGW ang. Media Gateway element sieci w architekturze sieci szkieletowej UMTS odpowiedzialny za obsługę ruchu z komutacją połączeń (Circuit Switched). Zasobami MGW zarządzają serwery MSC. MMSC ang. Multimedia Message Service Centre element sieci telekomunikacyjnej odpowiedzialny za obsługę ruchu wiadomości MMS. MSC ang. Mobile Switching Centre cyfrowa centrala telefoniczna wykorzystywana w telefonii GSM. MSS ang. MSC Server System element sieci w architekturze sieci szkieletowej UMTS odpowiedzialny za kontrolę realizacji połączeń głosowych i zarządzanie zasobami MGW. NMC ang. Network Management Centre centrum zarządzania siecią. Node B stacja bazowa w telefonii UMTS. 7

8 Słownik zastosowanych pojęć Operator Efektywny hipotetyczny operator telekomunikacyjny, jaki funkcjonowałby na w pełni konkurencyjnym rynku, o porównywalnym zakresie działalności oraz popycie na jego usługi, co rzeczywiście istniejący operator telekomunikacyjny. Operator Korzystający operator alternatywny korzystający z dostępu do sieci telekomunikacyjnej Operatora Udostępniającego. Operator Udostępniający operator udostępniający dostęp do własnej sieci telekomunikacyjnej na potrzeby sprzedaŝy usług innym operatorom. RNC ang. Radio Network Controller kontroler stacji bazowych w telefonii UMTS (WCDMA). SGSN ang. Serving General Packet Radio Service Support Node element sieci telekomunikacyjnej obsłgujący ruch pakietowy. SMSC ang. Short Message Service Centre element sieci telekomunikacyjnej odpowiedzialny za obsługę ruchu wiadomości SMS. Teren podmiejski gmina lub miasto na prawach powiatu o średnim zagęszczeniu ludności pomiędzy 200 i 1500 osób na kilometr kwadratowy. Teren wiejski gmina o średnim zagęszczeniu ludności poniŝej 200 osób na kilometr kwadratowy. Teren zurbanizowany/ miejski gmina lub miasto na prawach powiatu o średnim zagęszczeniu ludności powyŝej 1500 osób na kilometr kwadratowy. TRX ang. Transceiver urządzenie nadawczo-odbiorcze, będące częścią BTS, odpowiedzialne za wysyłanie i odbieranie sygnału w telefonii GSM. 8

9 Sposób agregacji danych wejściowych do modelu 3. Zakres danych wejściowych do modelu W pierwszym kroku prac nad modelem zdefiniowane zostały parametry wejściowe, czyli czynniki, które mają wpływ na wysokość kosztów związanych z realizacją usług w telefonii komórkowej. Pozwoliło to na określenie zakresu informacji wymaganych w celu przeprowadzenia kalkulacji. Dane wykorzystywane do wyznaczenia kosztów usług w modelu dotyczą następujących obszarów: 1. Koszty poszczególnych składników cenowych sieci telekomunikacyjnej zaangaŝowanej w świadczenie poszczególnych usług, 2. Dane dotyczące wolumenu (historyczne + planowane) świadczonych usług z podziałem na poszczególne rodzaje usług oraz strukturę podziału ruchu na zdefiniowane obszary, na których usługi te są świadczone, 3. Dane techniczne, takie jak konfiguracje poszczególnych urządzeń w sieci telekomunikacyjnej, 4. Relatywne wysokości kosztów związanych z kosztami utrzymania sieci, oraz kosztami pośrednimi. Dane liczbowe wykorzystane w modelu pochodzą od operatorów, którzy dostarczyli informacje w odpowiedzi na zapytanie Prezesa UKE lub z innych, alternatywnych źródeł. Model zasilony danymi pochodzącymi ze źródeł alternatywnych generuje wyniki róŝne od tych, jakie generowałby gdyby był w 100% zasilony danymi pochodzącymi od operatorów sieci komórkowych działających na rynku polskim. 9

10 Cel i zakres budowy modelu 4. Cel i zakres budowy modelu Celem budowy modelu bottom-up jest wyznaczenie kosztu świadczenia przez operatora efektywnego następujących usług: Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM Terminacja połączenia głosowego GSM Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS Terminacja połączenia głosowego UMTS Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS SMS wychodzący do innych sieci GSM SMS przychodzący z innych sieci GSM SMS wewnątrz sieci GSM SMS wychodzący do innych sieci UMTS SMS przychodzący z innych sieci UMTS SMS wewnątrz sieci UMTS MMS wychodzący do innych sieci GSM MMS przychodzący z innych sieci GSM MMS wewnątrz sieci GSM MMS wychodzący do innych sieci UMTS MMS przychodzący z innych sieci UMTS MMS wewnątrz sieci UMTS Transmisja danych GSM Transmisja danych UMTS Model zakłada kalkulację kosztów świadczenia powyŝszych usług dla następujących rodzajów Operatora Korzystającego: 1. MNO (ang. mobile network operator) Pełny operator telefonii mobilnej posiadający wszystkie elementy infrastruktury konieczne do realizacji usług głosowych, SMS, MMS i transmisji danych. Operator MNO moŝe świadczyć usługi na rynku klientów indywidualnych oraz udostępniać własną infrastrukturę 10

11 Cel i zakres budowy modelu operatorom wszystkich typów: MNO, MVNO, MVNE, ESP, SP oraz na zasadach roamingu krajowego. 2. Pełny MVNO (ang. full mobile virtual network operator) Wirtualny operator sieci mobilnej posiadający całą infrastrukturę telekomunikacyjną za wyjątkiem podsystemu radiowego BSS (BTS + BSC) w przypadku technologii GSM oraz UTRAN (Node B + RNC) w przypadku technologii UMTS. Przyjęto, iŝ operator ten posiada następujące elementy wykorzystywane do świadczenia usług: system bilingu abonenckiego oraz platformę pre-paid, SMSC i MMSC, HLR, sieć komutacyjną GSM (MSC), sieć komutacyjną UMTS (MGW/MSC Server), platformę transmisji danych pakietowych (SGSN/GGSN). 3. MVNE (ang. mobile virtual network enabler) Z punktu widzenia kalkulacji kosztów w modelu bottom-up MVNE ma takie same cechy jak Pełny MVNO. 4. Operator w roamingu krajowym Z punktu widzenia kalkulacji kosztów w modelu bottom-up operator w roamingu krajowym ma takie same cechy jak Pełny MVNO. 5. Operator ESP (ang. enhanced service provider) Operator wirtualny posiadający własną infrastrukturę umoŝliwiającą mu taryfikację i biling uŝytkowników końcowych, świadczenie usług dodatkowych oraz zarządzanie dostępem do usług. Ponadto przyjęto, iŝ ESP posiada własny zakres numeracyjny, oraz dysponuje następującymi elementami sieci: system bilingu abonenckiego oraz Platforma IN systemy customer care SMSC i MMSC. 6. Operator SP (ang. service provider) 11

12 Cel i zakres budowy modelu Operator wirtualny, który nie posiada własnej infrastruktury sieciowej. Działalność SP sprowadza się do dostarczania usług telekomunikacyjnych pod własną marką, realizacji procesów związanych z marketingiem, sprzedaŝą i obsługą własnych uŝytkowników końcowych. Porównanie operatorów PoniŜsza tabela zawiera zestawienie porównujące przyjęty zakres posiadanych elementów infrastruktury dla róŝnych typów Operatora Korzystającego. Element sieci telekomunikacyjnej MNO Pełny MVNO MVNE Roaming krajowy ESP SP Sieć radiowa (BSS) x Punkty styku sieci x x x x HLR x x x x Sieć komutacyjna x x x x Biling abonencki x x x x x Platforma IN x x x x x SMSC, MMSC x x x x x Tabela 1. Przyjęty zakres posiadanych elementów infrastruktury dla róŝnych typów Operatora Korzystającego 12

13 Cel i zakres budowy modelu Zakres usług świadczonych na zasadach hurtowych przez Operatora Udostępniającego róŝnym typom Operatora Korzystającego przedstawia poniŝsza tabela. Usługa MNO Pełny MVNO MVNE Roaming krajowy ESP SP Rozpoczynanie połączeń głosowych Terminacja połączeń głosowych Połączenie głosowe wewnątrzsieciowe* x x x x x x x x x x x x x x x x Rozpoczynanie SMS x x x x x Terminacja SMS x x x x x x SMS wewnątrzsieciowy* x x x x x Rozpoczynanie MMS x x x x x Terminacja MMS x x x x x x MMS wewnątrzsieciowy* x x x x x Transmisja danych x x x x x *) rozumiane jako połączenie pomiędzy dwoma abonentami tego samego operatora Tabela 2. Przyjęty zakres usług świadczonych na zasadach hurtowych przez Operatora Udostępniającego róŝnym typom Operatora Korzystającego 13

14 Przyjęty sposób realizacji usług 5. Przyjęty sposób realizacji usług Schematy przedstawione w poniŝszym rozdziale ilustrują przyjęty sposób świadczenia poszczególnych usług oraz zaangaŝowanie elementów sieci w ich świadczenie. W schematach zastosowano następujące oznaczenia: Sieć radiowa GSM (BSS) BTS BSC = BSS Sieć radiowa UMTS (UTRAN) Node B RNC = UTRAN Transmisja danych/ komunikacja głosowa Sygnalizacja 1 Numer kroku w realizacji usługi Tx OLO Transmisja Inny operator (ang. other licenced operator) 14

15 Przyjęty sposób realizacji usług 5.1 Terminacja połączenia głosowego Terminacja połączenia głosowego GSM (MNO) MNO 4 BSS Biling I/C 2 3 MSC (x n) Tx BSC-MSC HLR MSC Tx MSC-MSC 1 Tx MSC-MSC OLO MSC Schemat 1. Terminacja połączenia głosowego GSM (MNO) Terminacja połączenia głosowego UMTS (MNO) MNO 4 UTRAN Biling I/C 3 MGW + MSS (x n) Tx RNC-MGW HLR 2 MGW + MSS Tx MGW-MGW 1 Tx MSC-MGW OLO MSC Schemat 2. Terminacja połączenia głosowego UMTS (MNO) 15

16 Przyjęty sposób realizacji usług Terminacja połączenia głosowego GSM (MVNO) Tx BSC-MSC BSS MNO Tx MSC-MSC MSC (x n) 5 Biling I/C MSC 4 3 Tx MSC-MSC MVNO HLR 2 MSC 1 OLO MSC Schemat 3. Terminacja połączenia głosowego GSM (MVNO) Terminacja połączenia głosowego UMTS (MVNO) Tx BNC-MGW UTRAN MNO Tx MGW-MGW MGW + MSS (x n) 5 Biling I/C MGW + MSS Tx MGW-MGW MVNO HLR MGW + MSS 1 OLO MSC Schemat 4. Terminacja połączenia głosowego UMTS (MVNO) 16

17 Przyjęty sposób realizacji usług Terminacja połączenia głosowego GSM (ESP/SP) Tx BSC-MSC BSS MNO 2 Tx MSC-MSC MSC (x n) 4 Biling I/C HLR MSC 3 1 Tx MSC-MSC OLO MSC Schemat 5. Terminacja połączenia głosowego GSM (ESP/SP) Terminacja połączenia głosowego UMTS (ESP/SP) Tx RNC-MGW UTRAN MNO HLR 2 Tx MGW-MGW MGW + MSS 3 MGW + MSS (x n) 4 Biling I/C 1 Tx MSC-MSC OLO MSC Schemat 6. Terminacja połączenia głosowego UMTS (ESP/SP) 17

18 Przyjęty sposób realizacji usług 5.2 Rozpoczęcie połączenia głosowego Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (MVNO) BSS Tx BSC-MSC MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC 2 MSC 3 Tx MSC-MSC MSC Biling abonencki MVNO 4 Platforma pre-paid MSC OLO Schemat 7. Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (MVNO) Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (MVNO) UTRAN Tx RNC-MGW MNO 1 MGW + MSS (x n) Tx MGW-MGW 2 MGW + MSS 3 Tx MGW-MGW MGW + MSS 4 MSC Biling abonencki Platforma pre-paid MVNO OLO Schemat 8. Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (MVNO) 18

19 Przyjęty sposób realizacji usług Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (ESP) BSS Tx BSC-MSC MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC 2 MSC Tx MSC-MSC 3 OLO MSC Biling abonencki ESP Platforma pre-paid Schemat 9. Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (ESP) Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (ESP) UTRAN Tx RNC-MGW MNO 1 MGW + MSS (x n) 2 Tx MGW-MGW MGW + MSS Tx MGW-MSC 3 OLO MSC Biling abonencki ESP Platforma pre-paid Schemat 10. Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (ESP) 19

20 Przyjęty sposób realizacji usług Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (SP) BSS Tx BSC-MSC MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC Biling abonencki 2 MSC Tx MSC-MSC 3 Platforma pre-paid MSC OLO Schemat 11. Rozpoczęcie połączenia głosowego GSM (SP) Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (SP) UTRAN Tx RNC-MGW MNO 1 MGW + MSS (x n) Tx MGW-MGW Biling abonencki 2 MGW + MSS Tx MGW-MSC 3 Platforma pre-paid MSC OLO Schemat 12. Rozpoczęcie połączenia głosowego UMTS (SP) 20

21 Przyjęty sposób realizacji usług 5.3 Połączenie głosowe wewnątrz sieci Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (MVNO) BSS Tx BSC-MSC BSS MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC MSC (x n) 7 2 MSC 6 3 Tx MSC-MSC 5 MVNO 4 MSC HLR Biling abonencki Platforma pre-paid Schemat 13. Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (MVNO) Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (MVNO) UTRAN Tx RNC-MGW Tx RNC-MGW UTRAN MNO 1 MGW + MSS (x n) Tx MGW-MGW MGW + MSS (x n) MGW + MSS 3 MGW + MSS 5 Tx MGW-MGW Biling abonencki MVNO 4 HLR Platforma pre-paid Schemat 14. Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (MVNO) 21

22 Przyjęty sposób realizacji usług Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (ESP) BSS 1 Tx BSC-MSC BSS MNO HLR 2 MSC (x n) 3 Tx MSC-MSC (x n) ESP Platforma pre-paid Biling abonencki Schemat 15. Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (ESP) Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (ESP) UTRAN 1 Tx RSC-MGW UTRAN MNO HLR 2 MGW + MSS (x n) 3 Tx MGW- MGW (x n) ESP Platforma pre-paid Biling abonencki Schemat 16. Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (ESP) 22

23 Przyjęty sposób realizacji usług Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (SP) HLR BSS 2 Tx BSC-MSC 1 MSC (x n) 3 BSS Tx MSC-MSC (x n) Biling abonencki Platforma pre-paid MNO Schemat 17. Połączenie głosowe wewnątrz sieci GSM (SP) Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (SP) HLR UTRAN 2 1 Tx RSC-MGW MGW + MSS (x n) UTRAN 3 Tx MGW- MGW (x n) Biling abonencki Platforma pre-paid MNO Schemat 18. Połączenie głosowe wewnątrz sieci UMTS (SP) 23

24 Przyjęty sposób realizacji usług 5.4 SMS wychodzący do innych sieci SMS wychodzący do innych sieci GSM (MVNO) BSS Tx BSC-MSC MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC 2 MSC 3 Tx MSC-MSC SMSC 4 MSC Biling abonencki MVNO 5 Tx MSC-MSC Platforma pre-paid MSC OLO Schemat 19. SMS wychodzący do innych sieci GSM (MVNO) SMS wychodzący do innych sieci UMTS (MVNO) UTRAN Tx RNC-MGW MNO 1 MGW + MSS (x n) Tx MGW-MGW 2 MGW + MSS 3 Tx MGW-MGW SMSC 4 MGW + MSS Biling abonencki MVNO 5 Tx MGW-MSC Platforma pre-paid OLO MSC Schemat 20. SMS wychodzący do innych sieci UMTS (MVNO) 24

25 Przyjęty sposób realizacji usług SMS wychodzący do innych sieci GSM (ESP) BSS Tx BSC-MSC MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC OLO 2 MSC Tx MSC-MSC 4 MSC 3 SMSC Biling abonencki ESP Platforma pre-paid Schemat 21. SMS wychodzący do innych sieci GSM (ESP) SMS wychodzący do innych sieci UMTS (ESP) UTRAN Tx RNC-MGW MNO 1 MGW + MSS (x n) Tx MGW-MGW 2 MGW + MSS 3 Tx MGW-MSC 4 OLO MSC SMSC Biling abonencki ESP Platforma pre-paid Schemat 22. SMS wychodzący do innych sieci UMTS (ESP) 25

26 Przyjęty sposób realizacji usług SMS wychodzący do innych sieci GSM (SP) BSS Tx BSC-MSC SMSC MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC 2 MSC 3 Biling abonencki Tx MSC-MSC 4 Platforma pre-paid MSC OLO Schemat 23. SMS wychodzący do innych sieci GSM (SP) SMS wychodzący do innych sieci UMTS (SP) UTRAN Tx RNC-MGW SMSC MNO 1 MGW + MSS (x n) Tx MGW-MGW 2 MGW + MSS 3 Biling abonencki Tx MGW-MSC 4 Platforma pre-paid MSC OLO Schemat 24. SMS wychodzący do innych sieci UMTS (SP) 26

27 Przyjęty sposób realizacji usług 5.5 SMS przychodzący z innych sieci SMS przychodzący z innych sieci GSM (MNO) HLR 2 Tx MSC-MSC MSC 3 Tx BSC-MSC MSC (x n) 4 BSS MNO Biling I/C 1 Tx MSC-MSC MNO MSC Schemat 25. SMS przychodzący z innych sieci GSM (MNO) SMS przychodzący z innych sieci UMTS (MNO) MNO 2 Tx MGW-MGW Tx RNC-MGW MGW + MSS (x n) 4 UTRAN Biling I/C HLR MGW + MSS 3 1 Tx MSC-MGW MNO MSC Schemat 26. SMS przychodzący z innych sieci UMTS (MNO) 27

28 Przyjęty sposób realizacji usług SMS przychodzący z innych sieci GSM (MVNO) Tx BSC-MSC BSS MNO Tx MSC-MSC MSC (x n) 5 Biling I/C MSC Tx MSC-MSC MVNO HLR MSC 1 OLO MSC Schemat 27. SMS przychodzący z innych sieci GSM (MVNO) SMS przychodzący z innych sieci UMTS (MVNO) MNO Tx RNC-MGW UTRAN Tx MGW-MGW MGW + MSS (x n) 5 Biling I/C MGW + MSS Tx MGW-MGW MVNO HLR MGW + MSS Tx MSC-MGW 1 OLO MSC Schemat 28. SMS przychodzący z innych sieci UMTS (MVNO) 28

29 Przyjęty sposób realizacji usług SMS przychodzący z innych sieci GSM (ESP/SP) Tx BSC-MSC BSS MNO HLR 2 Tx MSC-MSC MSC 3 MSC (x n) 4 Biling I/C 1 Tx MSC-MSC OLO MSC Schemat 29. SMS przychodzący z innych sieci GSM (ESP/SP) SMS przychodzący z innych sieci UMTS (ESP/SP) MNO HLR 2 Tx MGW-MGW MGW + MSS 3 Tx RNC-MGW MGW + MSS (x n) 4 UTRAN Biling I/C 1 Tx MSC-MGW OLO MSC Schemat 30. SMS przychodzący z innych sieci UMTS (ESP/SP) 29

30 Przyjęty sposób realizacji usług 5.6 SMS wewnątrz sieci SMS wewnątrz sieci GSM (MVNO) BSS Tx BSC-MSC BSS MNO 1 MSC (x n) Tx MSC-MSC MSC (x n) 7 2 MSC Tx MSC-MSC MVNO MSC Biling abonencki 4 SMSC HLR Platforma pre-paid Schemat 31. SMS wewnątrz sieci GSM (MVNO) SMS wewnątrz sieci UMTS (MVNO) UTRAN 1 Tx RNC-MGW MGW + MSS (x n) 2 Tx MGW-MGW MGW + MSS 6 Tx RNC-MGW MGW + MSS (x n) UTRAN 7 MNO 3 Tx MGW-MGW 5 MVNO SMSC MGW + MSS 4 HLR Biling abonencki Platforma pre-paid Schemat 32. SMS wewnątrz sieci UMTS (MVNO) 30

31 Przyjęty sposób realizacji usług SMS wewnątrz sieci GSM (ESP) BSS Tx BSC-MSC 4 BSS MNO 1 MSC (x n) 3 HLR 2 SMSC Biling abonencki ESP Platforma pre-paid Schemat 33. SMS wewnątrz sieci GSM (ESP) SMS wewnątrz sieci UMTS (ESP) UTRAN Tx RNC-MGW 4 UTRAN MNO 1 Tx MGW-MGW (x n) MGW + MSS (x n) 3 HLR 2 SMSC Biling abonencki ESP Platforma pre-paid Schemat 34. SMS wewnątrz sieci UMTS (ESP) 31

32 Przyjęty sposób realizacji usług SMS wewnątrz sieci GSM (SP) BSS Tx BSC-MSC 4 BSS MNO 1 2 MSC (x n) 3 HLR Biling abonencki SMSC Platforma pre-paid SP Schemat 35. SMS wewnątrz sieci GSM (SP) SMS wewnątrz sieci UMTS (SP) UTRAN Tx RNC-MGW 4 UTRAN MNO 1 Tx MGW-MGW (x n) MGW + MSS (x n) 3 HLR Biling abonencki 2 SMSC Platforma pre-paid SP Schemat 36. SMS wewnątrz sieci UMTS (SP) 32

33 Przyjęty sposób realizacji usług 5.7 MMS wychodzący do innych sieci MMS wychodzący do innych sieci GSM (MVNO) BSS MNO 1 2 SGSN GGSN 3 WAP GW MVNO 4 Platforma pre-paid MMSC 5 Biling abonencki 14 GGSN 13 WAP GW 12 MMSC OLO 15 SGSN 11 6 BSS MSC 7 SMSC Schemat 37. MMS wychodzący do innych sieci GSM (MVNO) MMS wychodzący do innych sieci UMTS (MVNO) UTRAN MNO 1 SGSN 2 GGSN 3 WAP GW MVNO 4 Platforma pre-paid MMSC 5 Biling abonencki 14 GGSN 13 WAP GW 12 MMSC OLO 15 SGSN 11 6 UTRAN MSC 7 SMSC Schemat 38. MMS wychodzący do innych sieci UMTS (MVNO) 33

34 Przyjęty sposób realizacji usług MMS wychodzący do innych sieci GSM (ESP) BSS MNO 1 SGSN 2 3 GGSN WAP GW 4 MMSC Platforma pre-paid ESP 5 Biling abonencki 14 GGSN 13 WAP GW 12 MMSC OLO 15 SGSN 11 6 BSS MSC 7 SMSC Schemat 39. MMS wychodzący do innych sieci GSM (ESP) MMS wychodzący do innych sieci UMTS (ESP) UTRAN MNO 1 SGSN 2 3 GGSN WAP GW 4 MMSC Platforma pre-paid ESP 5 Biling abonencki 14 GGSN 13 WAP GW 12 MMSC OLO 15 SGSN 11 6 UTRAN MSC 7 SMSC Schemat 40. MMS wychodzący do innych sieci UMTS (ESP) 34

35 Przyjęty sposób realizacji usług MMS wychodzący do innych sieci GSM (SP) BSS 1 SGSN GGSN WAP GW MMSC Platforma pre-paid Biling abonencki MNO 5 14 GGSN 13 WAP GW 12 MMSC OLO 15 SGSN 11 6 BSS MSC 7 SMSC Schemat 41. MMS wychodzący do innych sieci GSM (SP) MMS wychodzący do innych sieci UMTS (SP) UTRAN 1 SGSN GGSN WAP GW MMSC Platforma pre-paid Biling abonencki MNO 5 14 GGSN 13 WAP GW 12 MMSC OLO 15 SGSN 11 6 UTRAN MSC 7 SMSC Schemat 42. MMS wychodzący do innych sieci UMTS (SP) 35

36 Przyjęty sposób realizacji usług 5.8 MMS przychodzący z innych sieci MMS przychodzący z innych sieci GSM (MNO) BSS MSC 7 SMSC MNO 16 SGSN 15 GGSN HLR 14 8 WAP GW MMSC Biling I/C 5 OLO GGSN WAP GW MMSC 1 SGSN BSS Schemat 43. MMS przychodzący z innych sieci GSM (MNO) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (MNO) UTRAN MGW + MSS 7 SMSC MNO 16 SGSN 15 GGSN HLR 14 8 WAP GW MMSC Biling I/C 5 OLO GGSN WAP GW MMSC UTRAN 1 SGSN Schemat 44. MMS przychodzący z innych sieci UMTS (MNO) 36

37 Przyjęty sposób realizacji usług MMS przychodzący z innych sieci GSM (MVNO) BSS 9 10 MSC MNO 16 SGSN 8 11 Biling I/C 15 GGSN HLR 7 SMSC 12 6 MVNO 14 WAP GW 13 MMSC 5 OLO 2 3 GGSN WAP GW MMSC 1 SGSN 4 BSS Schemat 45. MMS przychodzący z innych sieci GSM (MVNO) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (MVNO) UTRAN 9 10 MGW +MSS MNO 16 SGSN 8 11 Biling I/C 15 GGSN HLR 7 SMSC 12 6 MVNO 14 WAP GW 13 MMSC 5 OLO 2 3 GGSN WAP GW MMSC 1 SGSN 4 UTRAN Schemat 46. MMS przychodzący z innych sieci UMTS (MVNO) 37

38 Przyjęty sposób realizacji usług MMS przychodzący z innych sieci GSM (ESP) BSS 9 10 MSC MNO 16 SGSN HLR 8 11 Biling I/C 15 GGSN 14 WAP GW 7 13 MMSC 6 12 SMSC ESP 5 OLO 2 GGSN WAP GW MMSC SGSN BSS Schemat 47. MMS przychodzący z innych sieci GSM (ESP) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (ESP) UTRAN 9 10 MGW + MSS MNO 16 SGSN HLR 8 11 Biling I/C 15 GGSN 14 WAP GW 7 13 MMSC 6 12 SMSC ESP 5 OLO 2 GGSN WAP GW MMSC SGSN UTRAN Schemat 48. MMS przychodzący z innych sieci UMTS (ESP) 38

39 Przyjęty sposób realizacji usług MMS przychodzący z innych sieci GSM (SP) BSS MSC 7 SMSC MNO 15 SGSN 15 GGSN HLR 14 8 WAP GW MMSC 5 Biling I/C OLO 1 SGSN 2 3 GGSN WAP GW MMSC 4 BSS Schemat 49. MMS przychodzący z innych sieci GSM (SP) MMS przychodzący z innych sieci UMTS (SP) UTRAN 9 10 MGW + 11 MSS 7 SMSC MNO 15 SGSN 15 GGSN HLR 14 8 WAP GW MMSC 5 Biling I/C OLO 1 SGSN 2 3 GGSN WAP GW MMSC 4 UTRAN Schemat 50. MMS przychodzący z innych sieci UMTS (SP) 39

40 Przyjęty sposób realizacji usług 5.9 MMS wewnątrz sieci MMS wewnątrz sieci GSM (MVNO) BSS MSC 9 8 BSS MNO 1 2 SGSN SGSN 15 GGSN HLR SMSC 14 MVNO 3 WAP GW MMSC 12 WAP GW 13 GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki Schemat 51. MMS wewnątrz sieci GSM (MVNO) MMS wewnątrz sieci UMTS (MVNO) UTRAN MGW + MSS 9 8 UTRAN MNO 1 2 SGSN SGSN 15 GGSN HLR SMSC 14 MVNO 3 WAP GW MMSC 12 WAP GW 13 GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki Schemat 52. MMS wewnątrz sieci UMTS (MVNO) 40

41 Przyjęty sposób realizacji usług MMS wewnątrz sieci GSM (ESP) 1 BSS 15 BSS 8 9 MSC 7 MNO SGSN SGSN HLR GGSN 3 WAP GW WAP GW 13 GGSN MMSC 11 5 SMSC Platforma pre-paid ESP Biling abonencki Schemat 53. MMS wewnątrz sieci GSM (ESP) MMS wewnątrz sieci UMTS (ESP) UTRAN 1 UTRAN MGW + MSS 7 MNO SGSN SGSN HLR GGSN 3 WAP GW WAP GW 13 GGSN MMSC 11 5 SMSC Platforma pre-paid ESP Biling abonencki Schemat 54. MMS wewnątrz sieci UMTS (ESP) 41

42 Przyjęty sposób realizacji usług MMS wewnątrz sieci GSM (SP) BSS 1 SGSN Platforma pre-paid MNO 2 GGSN 3 WAP GW Biling abonencki 4 12 MMSC 13 WAP GW GGSN SMSC 15 SGSN 10 6 BSS 8 9 MGW + MSS 7 HLR Schemat 55. MMS wewnątrz sieci GSM (SP) MMS wewnątrz sieci UMTS (SP) UTRAN 1 SGSN Platforma pre-paid MNO 2 GGSN 3 WAP GW Biling abonencki 4 12 MMSC 13 WAP GW GGSN SMSC 15 SGSN 10 6 UTRAN 8 9 MGW + MSS 7 HLR Schemat 56. MMS wewnątrz sieci UMTS (SP) 42

43 Przyjęty sposób realizacji usług 5.10 Transmisja danych Transmisja danych GSM (MVNO) BSS 1 MNO SGSN 2 3 GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki MVNO IP Schemat 57. Transmisja danych GSM (MVNO) Transmisja danych UMTS (MVNO) UTRAN 1 MNO SGSN 2 3 GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki MVNO IP Schemat 58. Transmisja danych UMTS (MVNO) 43

44 Przyjęty sposób realizacji usług Transmisja danych GSM (ESP) BSS MNO 1 2 SGSN GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki ESP 3 IP Schemat 59. Transmisja danych GSM (ESP) Transmisja danych UMTS (ESP) UTRAN MNO 1 2 SGSN GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki ESP 3 IP Schemat 60. Transmisja danych UMTS (ESP) 44

45 Przyjęty sposób realizacji usług Transmisja danych GSM (SP) BSS 1 MNO SGSN 2 GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki 3 IP Schemat 61. Transmisja danych GSM (SP) Transmisja danych UMTS (SP) UTRAN 1 MNO SGSN 2 GGSN Platforma pre-paid Biling abonencki 3 IP Schemat 62. Transmisja danych UMTS (SP) 45

46 6. Metodologia budowy modelu Metodologia budowy modelu opiera się na następujących krokach opisanych szczegółowo w kolejnych sekcjach dokumentu: 1. Określenie listy jednorodnych kategorii kosztowych (HCC) i modelowych komponentów sieci (NC) 2. Określenie zapotrzebowania na usługi 3. Wymiarowanie sieci dla określonego poziomu zapotrzebowania na usługi 4. Wycena sieci 5. Opracowanie schematu alokacji kosztów HCC na modelowe elementy sieci 6. Wyznaczenie rocznego kosztu środków trwałych wchodzących w skład sieci dostępowej (direct CAPEX) 7. Wyznaczenie pozostałych kosztów (direct OPEX i indirect CAPEX & OPEX) 8. Wyznaczenie routing factors dla poszczególnych modelowych komponentów sieci 9. Kalkulacja kosztów usług 46

47 6.1 Określenie listy jednorodnych kategorii kosztowych (HCC) i modelowych komponentów sieci (NC) Centralną osią kaŝdego modelu LRIC jest zbiór jednorodnych kategorii kosztowych (ang. homogenous cost categories HCC) oraz modelowych komponentów sieci (ang. network components NC) wykorzystywanych podczas realizacji konkretnej usługi. Zdefiniowane w modelu HCC obejmują następujące rodzaje kosztów: - bezpośrednie koszty kapitałowe (ang. direct CAPEX) obejmujące roczne koszty aktywów składających się na sieć telekomunikacyjną, - bezpośrednie koszty operacyjne (ang. direct OPEX) obejmujące roczne koszty operacyjne związane z utrzymaniem aktywów składających się na sieć telekomunikacyjną, - pośrednie koszty kapitałowe (ang. indirect CAPEX) obejmujące roczne koszty aktywów niezwiązanych z siecią telekomunikacyjną, które są niezbędne do prawidłowego działania operatora, - pośrednie koszty operacyjne (ang. indirect OPEX) obejmujące koszty, których nie moŝna odnieść do konkretnych usług świadczonych przez operatora, które są niezbędne do prawidłowego działania operatora. PoniŜej przedstawiono grupy jednorodnych kategorii kosztowych zdefiniowanych na potrzeby wyznaczenia kosztów usług będących przedmiotem kalkulacji: 1. Pozyskanie i przygotowanie lokalizacji dla sieci radiowej 2. Pozyskanie i przygotowanie lokalizacji dla BSC 3. Pozyskanie i przygotowanie lokalizacji dla RNC 4. Pozyskanie i przygotowanie lokalizacji dla elementów sieci szkieletowej i wspierającej zaleŝna od powierzchni 5. Pozyskanie i przygotowanie lokalizacji dla elementów sieci szkieletowej i wspierającej zaleŝna od zuŝycia energii 6. Infrastruktura: WieŜe/maszty 7. BTS 900 MHz 8. TRX 900 MHz 9. BTS 1800 MHz 47

48 10. TRX 1800 MHz 11. BSC 12. Node B 13. RNC 14. MSC 15. MGW + MSC Server 16. Transmisja BTS BSC 17. Transmisja Node B RNC 18. Transmisja BSC MSC 19. Transmisja BSC SGSN 20. Transmisja RNC MGW 21. Transmisja RNC SGSN 22. Transmisja MSC MSC 23. Transmisja MGW MGW 24. Routery IP 25. Urządzenia transmisji SDH 26. HLR 27. SMSC 28. MMSC 29. SGSN 30. GGSN 31. WAP Gateway 32. VMS 33. Platforma IN 34. Biling abonencki 35. Biling I/C 36. STP 37. NMC 38. Licencje 2G 39. Licencja 3G 48

49 40. Kapitał obrotowy 41. CAPEX wspierający (indirect CAPEX) 42. Utrzymanie sieci (direct OPEX bez dzierŝawy łączy) 43. Utrzymanie sieci dzierŝawa łączy 44. Koszty ogólnego zarządu (indirect OPEX) 49

50 Modelowe komponenty sieci reprezentują logiczne elementy, przy pomocy których moŝna komponować dowolne usługi. PoniŜej przedstawiono pełną listę modelowych komponentów sieci zdefiniowanych na potrzeby kalkulacji kosztów usług będących przedmiotem kalkulacji: NC1. BTS Ruch NC2. BTS SMS NC3. BSC Ruch NC4. BSC SMS NC5. Transmisja BTS BSC Ruch NC6. Transmisja BTS BSC SMS NC7. Node B Data NC8. Node B Głos NC9. Node B SMS NC10. RNC Ruch NC11. RNC SMS NC12. Transmisja Node B RNC Ruch NC13. Transmisja Node B RNC SMS NC14. Transmisja BSC MSC Ruch NC15. Transmisja BSC MSC SMS NC16. Transmisja BSC Platforma GPRS NC17. Transmisja RNC MGW Ruch NC18. Transmisja RNC MGW SMS NC19. Transmisja RNC Platforma GPRS NC20. MSC Ruch NC21. MSC SMS NC22. Transmisja MSC MSC Ruch NC23. Transmisja MSC MSC SMS NC24. MGW Ruch NC25. MGW SMS NC26. Transmisja MGW MGW Ruch NC27. Transmisja MGW MGW SMS 50

51 NC28. Transmisja I/C Ruch NC29. Transmisja I/C SMS NC30. HLR NC31. SGSN NC32. GGSN NC33. WAP Gateway NC34. SMSC NC35. MMSC NC36. VMS NC37. Platforma IN NC38. STP NC39. Biling I/C NC40. Biling abonencki 51

52 6.2 Określenie zapotrzebowania na usługi Jednym z głównych parametrów na podstawie którego wymiarowane są elementy sieci jest natęŝenie ruchu w godzinie największego ruchu (GNR). NatęŜenie ruchu w GNR dla usług, dla których w modelu wyraŝane jest ono w Erlangach, wyznaczane jest w następujący sposób: gdzie: N jednostek _ uslugi _ n * FGNR _ X T 365 GNR = (6.1) n[ Erl ] 60 T - NatęŜenie ruchu w GNR dla usługi n [Erl] GNR n[erl ] N jednostek_uslugi_n F GNR_X - Roczna liczba jednostek usługi n [min] - Procent dobowego ruchu jaki jest realizowany w GNR na poziomie sieci X [%] W przypadku ruchu głosowego, wartość TGNR_n [Erl] powiększany jest o parametr określający dodatkowe natęŝenie ruchu niewynikające z ruchu taryfikowanego. Ma to na celu oddzwierciedlenie faktu, iŝ czas dzwonienia ma wpływ na wymiarowanie sieci. W modelu wartość tego parametru została przyjęta na poziomie 20%. Przyjęto, iŝ procent dobowego ruchu realizowanego w GNR (F GNR_X ) jest róŝny dla róŝnych poziomów sieci: Interfejsu radiowego (F GNR_BTS ) Kontrolera stacji bazowych BSC lub RNC (np. F GNR_BSC ) Sieci szkieletowej MSC lub MGW (np. F GNR_MSC ). Wartości współczynników określających procent dobowego ruchu realizowanego w GNR zostały przyjęte w następujących wysokościach: 13%, 10% i 9%. Dla sieci GSM, ruch w GNR [Erl] wykorzystany do wymiarowania elementów sieci w modelu obejmuje równieŝ pakietową transmisję danych GPRS i EDGE. Wolumen transmisji danych wyraŝany jest w ekwiwalentach minut na podstawie stosowanych 52

53 schematów kodowania GPRS i EDGE oraz struktury procentowej transmisji danych w kaŝdej z powyŝszych technologii. N 8*1024 8*1024 = + _ ekw_minut N dane _ MB * * % GPRS * EDGE (6.2) PCS X *60 PMCS X *60 dane % N dane_ekw_minut N dane_mb P CS-X %GPRS P MCS-X %EDGE - Wolumen transmisji danych GSM wyraŝony w ekwiwalencie minut [min] - Wolumen transmisji danych GSM [MB] - Prędkość transmisji danych w stosowanym schemacie kodowania GPRS [kbit/s] - Procent transmisji danych realizowanych w technologii GPRS [%] - Prędkość transmisji danych w stosowanym schemacie kodowania EDGE [kbit/s] - Procent transmisji danych realizowanych w technologii EDGE [%] W celu wyraŝenia ruchu MMS w MB przyjęto średnią wielkość MMS a w sieci na poziomie 97 kb. NatęŜenie ruchu w GNR dla usług, dla których w modelu wyraŝane jest ono w innych jednostkach niŝ Erlangi (MB, SMSy) wyznaczane jest w następujący sposób: T N ~ = FGNR _ X (6.3) 365 jednostek _ uslugi _ n GNR * n[ Erl ] W celu odzwierciedlenia faktu, iŝ elementy sieci są wykorzystywane w róŝnym stopniu przez róŝne usługi, do określenia natęŝenia ruchu na poszczególnych elementach sieci powyŝsze kalkulacje uwzględniają dodatkowo tzw. routing factors czyli współczynniki średniego wykorzystania danego elementu sieci podczas realizacji usługi. Przyjęte wartości współczynników średniego wykorzystania róŝnych modelowych elementów sieci przez poszczególne usługi przedstawione są w punkcie 7.8. Przykładowo, natęŝenie ruchu SMSów wewnątrzsieciowych (wyraŝone w liczbie SMS ów) na interfejsie radiowym (RF=2) wyznaczane jest w następujący sposób: 53

54 T N * 2 = FGNR _ BTS (6.4) 365 SMS _ przychodzące GNR * _ SMS Kolejnym parametrem, na podstawie którego wymiarowane są elementy sieci to liczba prób połączeń w GNR (Busy Hour Call Attempts BHCA). Wartość BHCA, w modelu, wyznaczana jest na podstawie całkowitego ruchu głosowego wyraŝonego w minutach, współczynnika określającego średnią liczbę prób połączeń przypadających na zrealizowane połączenie oraz średniej długości trwania połączenia głosowego, zgodnie z poniŝszym wzorem: BHCA GNR N minut * FGNR _ MSC * Ppol = 365 (6.5) D pol gdzie: BHCA GNR N minut F GNR_MSC P pol D pol - Liczba prób połączeń w GNR w sieci - Czas trwania wszystkich połączeń głosowych zrealizowanych w ciągu roku [min] - Procent dobowego ruchu jaki jest realizowany w GNR na poziomie MSC [%] - Liczba prób połączeń przypadających na zrealizowane połączenie - Średni czas trwania połączenia [min] 54

55 6.3 Wymiarowanie sieci dla określonego poziomu zapotrzebowania na usługi Ten etap poświęcony jest na wyznaczenie liczby poszczególnych elementów sieci telekomunikacyjnej niezbędnej do zapewnienia świadczenia usług na określonym poziomie przy określonym zapotrzebowaniu na poszczególne usługi. W tym kroku wymiarowane są wszystkie elementy sieci składające się na jednorodne kategorie kosztowe obejmujące bezpośrednie koszty kapitałowe: 1. Stacje bazowych GSM (BTS 900 MHz i BTS 1800 MHz) 2. TRX 3. BSC 4. Transmisja BTS BTS i BTS BSC 5. Transmisja BSC MSC 6. Transmisja BSC SGSN 7. MSC 8. Transmisja MSC MSC 9. Node B 10. RNC 11. Transmisja Node B RNC 12. Transmisja RNC MGW 13. Transmisja RNC SGSN 14. MGW 15. MSC Server (MSS) 16. Transmisja MGW MGW 17. HLR 18. SMSC 19. MMSC 20. SGSN 21. GGSN 22. WAP Gateway 23. Multipleksery STM-1 i STM Pozostałe elementy sieci (Platforma IN, NMC, STP, VMS, Systemy bilingowe) Szczegółowe podejście do wymiarowania powyŝszych elementów sieci przedstawione zostało w kolejnych podpunktach. W modelu przyjęto dopuszczalny poziom obciąŝenia sieci na poziomie 70%, jako wartość najczęściej postulowana przez operatorów oraz z zgodna z praktyką przyjmowaną dla celów wymiarowania sieci telekomunikacyjnej. Pierwotnie do modelu przyjęto dopuszczalne obciąŝenie sieci na poziomie 80%. Taka wartość została 55

56 poddana konsultacji. W większości przypadków operatorzy postulowali wartość 70% (6 z 11 elementów sieci modelu, których dotyczyły postulaty. W pozostałych 5 wartości były róŝne np. 50% i 100% dla tego samego elementu sieci). W Ŝadnym przypadku operatorzy nie postulowali zgodnie. Na podstawie sugestii operatorów oraz po wewnętrznych konsultacjach z ekspertami zagranicznymi dla wszystkich elementów sieci w modelu przyjęto wartość 70% jako spójną i odzwierciedlającą obciąŝenie sieci operatora efektywnego Wyznaczanie liczby stacji bazowych GSM Model umoŝliwia przeprowadzenie kalkulacji dla róŝnych scenariuszy wykorzystywania częstotliwości w poszczególnych obszarach geograficznych: - tylko 900 MHz, - tylko 1800 MHz, MHz wraz z 1800 MHz. Wykorzystywane pasmo w poszczególnych obszarach geograficznych jest w modelu parametrem zmiennym tak więc istnieje moŝliwość przeprowadzenia kalkulacji Wymiarowanie sieci radiowej GSM polega na wyznaczeniu liczby lokalizacji oraz liczby i konfiguracji stacji bazowych niezbędnych do odpowiedniego pokrycia obszaru kraju oraz do obsłuŝenia zapotrzebowania na ruch (połączenia głosowe i transmisja danych). Ogólny schemat podejścia do wymiarowania sieci radiowej dla najpełniejszego przypadku (wykorzystywane jest pasmo 900 MHz i 1800 MHz) przedstawiony jest poniŝej: 56

57 Schemat 63. Wymiarowanie sieci radiowej GSM Wymiarowanie sieci radiowej GSM odbywa się w kilku krokach. W przypadku wykorzystywania pasma 900 MHz i 1800 MHz, początkowo wyznaczana jest liczba dookólnych BTS 900 MHz dla zapewnienia pokrycia geograficznego. Jeśli pojemność wyznaczonej liczby dookolnych stacji bazowych jest niewystarczająca do obsłuŝenia ruchu to przeprowadzana jest ich sektoryzacja. Jeśli pojemność zsektoryzowanych BTS 900 MHz jest nadal niewystarczająca dla obsłuŝenia ruchu to do lokalizacji BTS 900 MHz dodawane są BTS 1800 MHz. Jeśli pojemność tak wyznaczonej sieci radiowej jest ponownie niewystarczająca do obsłuŝenia ruchu to jest ona rozszerzana o taką liczbę dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych w BTS 900 MHz lub w BTS 900 MHz i BTS 1800 MHz aby zaspokoić całkowite pozostałe zapotrzebowanie na ruch. W przypadku wykorzystywania jedynia pasma 900 MHz lub 1800 MHz liczba stacji bazowych wyznaczana jest w analogiczny sposób. Pominięty jest krok, w którym do lokalizacji dodawane są stacje bazowe innej częstotliwości. 57

58 Kalkulacja liczby BTS ze względu na pokrycie geograficzne Sposób kalkulacji liczby BTS ze względu na pokrycie geograficzne przedstawia poniŝszy schemat. Schemat 64. Kalkulacja liczby BTS ze względu na pokrycie geograficzne 58

59 Na potrzeby modelu obszar kraju został podzielony na trzy rodzaje obszarów geograficznych ze względu na gęstość zaludnienia: tereny zurbanizowane/miejskie, podmiejskie i wiejskie. Procentowy podział powierzchni Polski na wspomniane obszary przedstawia poniŝsza tabela: Podział powierzchni kraju na obszary geograficzne Tereny zurbanizowane/ miejskie Tereny podmiejskie Tereny wiejskie Tabela 3. Podział powierzchni kraju na rodzaje obszarów geograficznych Definicja % powierzchni gęstość zaludnienia > 1500 osób / km 2 1,81% gęstość zaludnienia > 200 i <=1500 osób / km 2 4,75% gęstość zaludnienia <= 200 osób / km 2 93,44% Podział został przeprowadzony w oparciu o opracowanie GUS Powierzchnia i ludność w przekroju terytorialnym w 2007 r.. W przypadku wykorzystywania częstotliwości 900 MHz i 1800 MHz lub tylko 900 MHz przy wyznaczaniu liczby BTS ze względu na pokrycie geograficzne przyjęto, iŝ wszystkie stacje bazowe niezbędne do pokrycia terenu sygnałem to dookólne stacje BTS 900 MHz. W przypadku wykorzystywania tylko częstotliwości 1800 MHz przy wyznaczaniu liczby BTS ze względu na pokrycie geograficzne przyjęto, iŝ wszystkie stacje bazowe niezbędne do pokrycia terenu sygnałem to dookólne stacje BTS 1800 MHz. 59

60 Liczba stacji bazowych niezbędnych do pokrycia geograficznego na określonym poziomie dla kaŝdego rodzaju obszaru wyznaczana jest według następującej formuły: N ( m, p, w) P ( m, p, w) * C obszar ratio omni _ 900 = (6.6) 2 2,6* r( m, p, w) ( m, p, w) gdzie: N omni_900 (m, p, w) r(m, p, w) P obszar (m, p, w) C ratio (m, p, w) - Liczba stacji bazowych niezbędnych do pokrycia geograficznego w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Maksymalny promień komórki GSM 900 stosowany dla pokrycia terenu sygnałem w poszczególnych obszarach geograficznych umoŝliwiający świadczenie usług głosowych - Całkowita powierzchnia danego obszaru geograficznego - Procentowy współczynnik pokrycia sygnałem danego obszaru geograficznego (np. 100% = pełne pokrycie) Wartość 2,6 w powyŝszym wzorze wynika z przyjętego w modelu sześciokątnego kształtu pokrycia komórki. Ze wzoru na kształt sześciokąta: 2 2 = 1,5* 3 * r 2,6* r (6.7) P hex = 60

61 Kalkulacja pojemności dookólnego BTS 900 MHz [Erl] Kalkulacja pojemności dookólnego BTS 900 MHz polega na wyznaczeniu maksymalnego ruchu, jaki moŝe zostać obsłuŝony przez tą stację bazową przy przyjętym poziomie blokowalności połączeń. Podejście do wyznaczania pojemności dookólnego BTS 900 MHz przedstawia poniŝszy schemat: Minimalna liczba TRX na sektor Liczba dostępnych kanałów częstotliwościowych Współczynnik ponownego wykorzystania częstotliwości Pojemność spektralna sektora [TRX] Pojemność fizyczna BTS [TRX] Organizacja kanałów (TCH vs, CCH) w sektorze Full-rate Rzeczywista pojemność sektora [TRX] Rzeczywista pojemność sektora [liczba kanałów] Organizacja kanałów (TCH vs, CCH) w sektorze Half-rate Blokowalność w interfejsie radiowym Tabela Erlanga Pojemność sektora Full-rate [Erl] Pojemność sektora Half-rate [Erl] Struktura % BTS Half-rate vs. Full rate Średnia waŝona pojemność sektora [Erl] Pojemność dookólnego BTS 900 MHz [Erl] (m, p, w) w podziale na poszczególne rodzaje obszaru geograficznego miejski, podmiejski, wiejski Schemat 65. Wyznaczanie pojemności dookólnego BTS 900 MHz 61

62 W pierwszym kroku wyznaczona zostaje rzeczywista pojemność dookólnej stacji bazowej BTS 900 MHz (wyraŝona w liczbie TRX ów). Pojemność ta jest mniejszą wartością spośród pojemności fizycznej i spektralnej. Pojemność fizyczna BTS wyraŝana w liczbie TRX ów to moŝliwa liczba TRX ów jaka moŝe być zastosowana w stacji bazowej. Pojemność spektralna to liczba TRX ów, jaka moŝe zostać wykorzystana w sektorze (dookólna stacja bazowa = jeden sektor) przy załoŝonym współczynniku ponownego wykorzystania częstotliwości. Pojemność spektralna zostaje wyznaczona według poniŝszego wzoru: gdzie: F ch F wykorzyst C = F ch spektr _ sektor _ 900 (6.8) Fwykorzyst - Liczba par dostępnych kanałów częstotliwościowych w paśmie 900 MHz - Współczynnik ponownego wykorzystania częstotliwości wykorzystywany do projektowania sieci Wynik kalkulacji jest zaokrąglany do dołu do najbliŝszej liczby całkowitej tak aby uzyskać najwyŝszą całkowitą liczbę TRX ów w sektorze BTS 900 MHz. W kolejnym kroku na podstawie liczby TRX ów w sektorze, organizacji kanałów (kanały kontrolne vs kanały transmisyjne), przyjętego poziomu blokowalności połączeń na interfejsie radiowym oraz tabeli Erlanga wyznaczana zostaje pojemność sektora zarówno dla trybu transmisji Full-rate jak i Half-rate. 62

63 W kolejnym kroku przy wykorzystaniu struktury procentowej ruchu obsługiwanego w transmisji Full-rate i Half-rate wyznaczona zostaje efektywna pojemność dookólnej stacji bazowej 900 MHz zgodnie ze wzorem: C = C * T (6.9) omni_900 omni_900 _ FR * TFR + Comni_900 _ HR HR gdzie: C omni_900_fr T FR C omni_900_hr T HR - Pojemność sektora stacji bazowej 900 MHz dla trybu Fullrate - Udział ruchu w trybie Full-rate w całkowitym ruchu w sieci [%] - Pojemność sektora stacji bazowej 900 MHz dla trybu Halfrate - Udział ruchu w trybie Half-rate w całkowitym ruchu w sieci [%] 63

64 Kalkulacja pojemności sieci wyznaczonej ze względu na pokrycie geograficzne, liczby mikro i pikokomórek w sieci oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej Ten krok poświęcony jest na określenie wolumenu ruchu, jaki moŝe być obsłuŝony przez stacje bazowe wyznaczone w poprzednim kroku oraz określenie ruchu będącego determinantem pozostałej części sieci radiowej oraz na wyznaczenie liczby mikro i pikokomórek w sieci. Sposób wyznaczania pojemności sieci ze względu na pokrycie geograficzne, ruchu wymagającego dodatkowej pojemności oraz liczby mikro i pikokomórek w sieci przedstawia poniŝszy schemat: Schemat 66. Wyznaczanie pojemności sieci ze względu na pokrycie geograficzne oraz ruchu wymagającego dodatkowej pojemności 64

65 W pierwszym kroku na podstawie liczby dookólnych stacji bazowych niezbędnych do pokrycia poszczególnych obszarów geograficznych oraz pojemności pojedynczej dookólnej stacji bazowej 900 MHz wyznaczana jest całkowita pojemność sieci pokryciowej zgodnie ze wzorem: C ( m, p, w) = N ( m, p, w) * C (6.10) pokrycie omni_900 omni_900 gdzie: C pokrycie (m, p, w) N omni_900 (m, p, w) C omni_900 - Pojemność sieci pokryciowej dla kaŝdego rodzaju obszaru geograficznego [Erl] - Liczba stacji bazowych niezbędnych do pokrycia geograficznego w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Pojemność dookólnego BTS 900 MHz [Erl] W kolejnym kroku następuje sprawdzenie czy wyznaczona pojemność sieci pokryciowej jest wystarczająca do obsłuŝenia ruchu w sieci. Przyjęto, iŝ sieć pokryciowa składa się z makrokomórek. Aby odzwierciedlić rzeczywiste warunki panujące w sieci, w modelu część ruchu obsługiwana jest przez mikro i pikokomórki. Przyjęto, iŝ mikrokomórki stosowane są w obszarze miejskim i podmiejskim, natomiast pikokomórki w obszarze miejskim. Wartość ruchu obsługiwanego przez te dwa typy stacji bazowych słuŝy do wyznaczenia liczby stacji bazowych typu mikro i piko. Ruch ten wyznaczany jest zgodnie ze wzorami: T mikro = F T (6.11) T _ mikro GNR _ BTS T piko = F T (6.12) T _ piko GNR _ BTS gdzie: T mikro T piko F T_mikro - NatęŜenie ruchu w GNR obsługiwanego przez mikrokomórki [Erl] - NatęŜenie ruchu w GNR obsługiwanego przez pikokomórki [Erl] - Udział ruchu w GNR obsługiwanego przez mikrokomórki w całkowitym ruchu w sieci [%] 65

66 F T_piko T GNR_BTS - Udział ruchu w GNR obsługiwanego przez pikokomórki w całkowitym ruchu w sieci [%] - Całkowite natęŝenie ruchu w GNR obsługiwanego przez sieć radiową [Erl] Ruch obsługiwany przez mikro i pikokomórki (T mikro, T piko ) wykorzystywany jest do wyznaczenia liczby odpowiednio - mikro i pikokomórek w sieci. Ich liczba wyznaczana jest jako iloraz ruchu w GNR obsługiwanego przez odpowiedni typ stacji bazowych (mikro lub piko) oraz pojemności pojedynczej stacji bazowej mikro lub piko. Wartość kalkulacji zaokrąglana jest w górę do liczby całkowitej. Pojemność mikro i piko-komórki wyznaczana jest analogicznie do wyznaczania pojemności dookólnego BTS 900 MHz przedstawionego w punkcie Ruch obsługiwany przez makrokomórki dla kaŝdego rodzaju obszaru geograficznego wyznaczany jest w zaleŝności od współczynnika wykorzystania stacji bazowych oraz ruchu obsługiwanego przez mikro i pikokomórki, zgodnie ze wzorem: T makro ( TGNR _ BTS ( m, p, w) ( Tmikro ( m, p) + Tpiko ( w))) ( m, p, w) = (6.13) U gdzie: T makro (m, p, w) - NatęŜenie ruchu w GNR obsługiwanego przez makrokomórki [Erl] T GNR_BTS (m, p, w) - Całkowite natęŝenie ruchu w GNR obsługiwanego przez sieć radiową [Erl] T mikro (m, p) - NatęŜenie ruchu w GNR obsługiwanego przez mikrokomórki [Erl] T piko (w) - NatęŜenie ruchu w GNR obsługiwanego przez pikokomórki [Erl] U radio - Współczynnik wykorzystania stacji bazowych [%] Współczynnik wykorzystania stacji bazowych ma na celu uwzględnienie w kalkulacji faktu, iŝ w wielu przypadkach nie jest eksploatowany cały potencjał pojemnościowy BTSów. Dzieje się tak, gdyŝ ruch nie jest równomierny w całej sieci oraz nie zawsze udaje się pozyskać optymalne lokalizacje stacji bazowych. Obszar, który mógłby być teoretycznie pokryty jedną stacją bazową w rzeczywistości jest pokryty przez np. 2 stacje. W modelu, przyjęta wartość tego współczynnika dla terenów podmiejskich i wiejskich wynosi 70%. Wartość ta przyjęta 66 radio

67 została jako odzwierciedlająca efektywne wykorzystanie zasobów i potencjału pojemnościowego stacji bazowych. W przypadku terenów miejskich część stacji bazowych dokładana jest nie ze względu na ruch a ze względu na polepszenie zasięgu wewnątrzbudynkowego ( in-door ). W modelu załoŝono, iŝ polepszanie zasięgu in-door realizowane jest jedynie w terenach miejskich jako najbardziej uzasadnione ekonomicznie. Dodatkowe stacje bazowe dla pokrycia in-door polepszają zasięg jednocześnie powiększając niewykorzystaną pojemność sieci radiowej. Aby odzwierciedlić to zjawisko, dla terenów miejskich współczynnika wykorzystania stacji bazowych 70% pomniejszono o 10% co w efekcie dało wartość 60%. Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej wyznaczonej ze względu na pokrycie geograficzne jest wyznaczany jako róŝnica ruchu w GNR obsługiwanego przez makrokomórki oraz pojemności sieci pokryciowej. T ( m, p, w) = T ( m, p, w) C ( m, p, ) (6.14) 1 makro pokrycie w gdzie: T 1 (m, p, w) T makro (m, p, w) C pokrycie (m, p, w) - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej wyznaczonej ze względu na pokrycie geograficzne [Erl] - NatęŜenie ruchu w GNR obsługiwanego przez makrokomórki [Erl] - Pojemność sieci pokryciowej dla kaŝdego rodzaju obszaru geograficznego [Erl] Jeśli pojemność sieci wynikająca z pokrycia geograficznego w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych jest większa lub równa ruchowi obsługiwanemu przez makrokomórki C T ) to procedura wyznaczania liczby stacji bazowych jest ( pokrycie makro zakończona. W przypadku, gdy pojemność sieci pokryciowej nie jest wystarczająca do obsłuŝenia ruchu przenoszonego przez makrokomórki C < T ) realizowane są dalsze kroki w wymiarowaniu sieci radiowej. ( pokrycie makro 67

68 Kalkulacja dodatkowej pojemności wynikającej z sektoryzacji BTS 900 MHz oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej. Ten krok poświęcony jest na określenie dodatkowej pojemności sieci, jaka wynika z sektoryzacji stacji bazowych wyznaczonych ze względu na pokrycie geograficzne oraz określenie ruchu będącego determinantem kolejnej części sieci radiowej w dalszych krokach. Sposób wyznaczania dodatkowej pojemności wynikającej z sektoryzacji BTS 900 MHz oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej przedstawia poniŝszy schemat: Schemat 67. Wyznaczanie dodatkowej pojemności wynikającej z sektoryzacji BTS 900 MHz oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej 68

69 Średnia sektorowość to średnia liczba sektorów wykorzystywana w stacjach bazowych. W wyniku konsultacji i wartości przekazanych przez operatorów, w modelu przyjęto następujący poziom sektoryzacji stacji bazowych 900 MHz i 1800 MHz: Liczba sektorów % stacji bazowych 900 MHz o danej liczbie sektorów % stacji bazowych 900 MHz o danej liczbie sektorów 1 sektor 5% 11% 2 sektory 7,5% 14% 3 sektory 87% 75% Średnia sektorowość 2,83 2,64 Tabela 4. Przyjęte wartości sektoryzacji stacji bazowych 900 MHz i 1800 MHz Pojemność zsektoryzowanej stacji bazowej wyznaczana jest jako iloczyn średniej liczby sektorów i pojemności dookólnej stacji bazowej 900 MHz. C ( w, p, m) = F ( w, p, m) * C (6.15) sekt_900 sekt_900 omni_900 gdzie: C sekt_900 (m, p, w) F sekt_900 (m, p, w) C omni_900 - Pojemność stacji bazowej 900 MHz uwzględniająca sektorowość w poszczególnych rodzajach obszaru geograficznego [Erl] - Średnia sektorowość stacji bazowych 900 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Pojemność dookólnego BTS 900 MHz [Erl] Dodatkowa pojemność stacji bazowej wynikająca z sektoryzacji jest róŝnicą między pojemnością zsektoryzowanej stacji bazowej oraz pojemnością stacji dookólnej. Dodatkowa pojemność sieci (w kaŝdym z rodzajów obszarów) wynikająca z sektoryzacji jest obliczana jako iloczyn dodatkowej pojemności kaŝdego BTS wynikającej z sektoryzacji i liczby dookólnych stacji BTS niezbędnych do pokrycia geograficznego w danym rodzaju obszaru geograficznego. C sektoryzacja _ 900 ( m, p, w) = ( F ( m, p, w) 1) * C * N ( m, p, w) (6.16) sekt_900 omni_900 omni_900 gdzie: C sektoryzacja_900 (m, p, w) - Dodatkowa pojemność sieci w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych wynikająca z sektoryzacji sieci 900 MHz [Erl] 69

70 F sekt_900 (m, p, w) C omni_900 N omni_900 (m, p, w) - Średnia sektorowość stacji bazowych 900 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Pojemność dookólnego BTS 900 MHz [Erl] - Liczba stacji bazowych niezbędnych do pokrycia geograficznego w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych W kolejnym kroku wyznaczany jest wolumen ruchu przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji. T2 ( m, p, w) = T1 ( m, p, w) Csektoryzac ja_900(m, p, w) (6.17) gdzie: T 2 (m, p, w) T 1 (m, p, w) C sektoryzacja_900 (m, p, w) - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji [Erl] - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne [Erl] - Dodatkowa pojemność sieci w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych wynikająca z sektoryzacji BTS 900 MHz [Erl] Jeśli dodatkowa pojemność sieci wynikająca z sektoryzacji sieci 900 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych jest większa lub równa ruchowi przekraczającemu pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne C T ) to ( sektoryzacja_900 1 procedura wyznaczania liczby stacji bazowych jest zakończona. W przeciwnym przypadku C < T ) realizowane są dalsze kroki w wymiarowaniu sieci radiowej. ( sektoryzacja_

71 Kalkulacja pojemności dookólnego BTS 1800 MHz [Erl] Kalkulacja pojemności dookólnego BTS 1800 MHz [Erl] jest przeprowadzana analogicznie do kalkulacji pojemności dookólnego BTS 900 MHz [Erl] Kalkulacja dodatkowej pojemności wynikającej z zastosowania BTS 1800 MHz oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej. Ten krok poświęcony jest na określenie dodatkowej pojemności, jaka wynika z zastosowania BTS 1800 MHz w lokalizacjach sieci pokryciowej oraz na określenie ruchu przekraczającego pojemność sieci radiowej będącego determinantem pozostałej części sieci radiowej. Sposób wyznaczania dodatkowej pojemności wynikającej z zastosowania BTS 1800 MHz oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej przedstawia poniŝszy schemat: Schemat 68. Wyznaczanie dodatkowej pojemności wynikającej z zastosowania BTS 1800 MHz oraz wyznaczanie ruchu wymagającego dodatkowej pojemności w sieci radiowej 71

72 Pierwszym krokiem jest wyznaczenie pojemności BTS 1800 MHz uwzględniającej średnią sektorowość w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych. Jest ona wyznaczana analogicznie jak w przypadku pojemności BTS 900 MHz, zgodnie ze wzorem: C * sekt _ 1800 ( m, p, w) = Fsekt_1800 ( m, p, w) Comni_1800 (6.18) gdzie: C sekt_1800 (m, p, w) F sekt_1800 (m, p, w) C omni_ Pojemność stacji bazowej 1800 MHz uwzględniająca średnią sektorowość dla danego rodzaju obszaru geograficznego [Erl] - Średnia sektorowość stacji bazowych 1800 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Pojemność dookólnego BTS 1800 MHz [Erl] Przyjęte wartości sektoryzacji stacji bazowych w poszczególnych obszarach geograficznych przedstawione są w Tabeli 4. Następnym krokiem jest określenie czy system GSM 1800 jest wykorzystywany w danym rodzaju obszaru geograficznego. Na podstawie tej informacji moŝna określić potencjalną liczbę lokalizacji, w których stacje bazowe 1800 MHz mogą być wykorzystane. W praktyce potencjalna liczba lokalizacji jest równa liczbie pokryciowych stacji bazowych 900 MHz w tych rodzajach obszarów geograficznych, w których system GSM 1800 jest określony jako wykorzystywany. Maksymalna dodatkowa pojemność wynikająca z zastosowania GSM 1800 wyznaczana jest jako iloczyn pojemności BTS 1800 MHz uwzględniającej średnią sektorowość oraz liczby lokalizacji gdzie GSM 1800 moŝe być zastosowany: Csiec _ 1800 ( m, p, w) = Csekt _1800 ( m, p, w) * N sekt _ 1800 ( m, p, w) (6.19) gdzie: C siec_1800 (m, p, w) C sekt_1800 (m, p, w) - Całkowity dodatkowy potencjał pojemności wynikający z zastosowania GSM 1800 na lokalizacjach BTS 900 MHz, w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych [Erl] - Pojemność stacji bazowej 1800 MHz uwzględniająca średnią sektorowość dla danego rodzaju obszaru geograficznego [Erl] 72

73 N sekt_1800(m, p, w) - Liczba lokalizacji, gdzie stacje bazowe 1800 MHz mogą mieć zastosowanie w kaŝdym z rodzajów obszaru geograficznego W kolejnym kroku wyznaczany jest wolumen ruchu przekraczający pojemność sieci radiowej. Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji i dodaniu stacji bazowych 1800 MHz jest wyznaczany jako róŝnica pomiędzy ruchem przekraczającym pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji oraz dodatkową pojemnością wynikającą z zastosowania stacji bazowych 1800 MHz. T 3 (m, p, w) = T 2 (m, p, w) Csiec_1800(m, p, w) (6.20) gdzie: T 3 (m, p, w) T 2 (m, p, w) C siec_1800 (m, p, w) - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji i dodaniu stacji bazowych 1800 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych [Erl] - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji [Erl] - Całkowity dodatkowy potencjał pojemności wynikający z zastosowania GSM 1800 na lokalizacjach BTS 900 MHz, w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych [Erl] Jeśli dodatkowa pojemność sieci wynikająca z dodania stacji bazowych 1800 MHz jest większa lub równa niŝ ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji C siec T ) to znaczy, Ŝe dodatkowe BTS 1800 MHz zostaną ( _ zastosowane jedynie w tylu lokalizacjach, aby zaspokoić zapotrzebowanie na ruch i procedura wyznaczania liczby stacji bazowych jest zakończona. W przeciwnym przypadku ( _ C siec < T ) realizowane są dalsze kroki w wymiarowaniu sieci radiowej. 73

74 Kalkulacja niezbędnej dodatkowej liczby lokalizacji wyposaŝonych w BTS 900 MHz i BTS 900 MHz + BTS 1800 MHz w celu zaspokojenia zapotrzebowania na ruch. W tym kroku wyznaczana jest taka liczba dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych w stacje bazowe 900 MHz lub stacje bazowe 900 MHz wraz z 1800 MHz, która pozwoli na obsłuŝenie ruchu przekraczającego pojemność sieci wyznaczonych w poprzednich krokach. Sposób wyznaczania dodatkowej liczby lokalizacji (BTS 900 MHz i BTS 900 MHz + BTS 1800 MHz) przedstawia poniŝszy schemat: Schemat 69. Wyznaczanie dodatkowej liczby lokalizacji (BTS 900 MHz i BTS 900 MHz + BTS 1800 MHz) Pierwszym krokiem jest określenie pojemności BTS 900 MHz oraz BTS 1800 MHz na podstawie średniej sektoryzacji stacji bazowych w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych i pojemności dookólnego BTS 900 MHz oraz 1800 MHz, zgodnie ze wzorem: C ( m, p, w) = C ( m, p, w) C ( m, p, w) (6.21) sekt_900&1 800 sekt_900 + sekt_

75 gdzie: C sekt_900&1800 (m, p, w) C sekt _900 (m, p, w) C sekt_1800 (m, p, w) - Pojemność lokalizacji wyposaŝonej w BTS 900 MHz i BTS 1800 MHz [Erl] - Pojemność stacji bazowej 900 MHz uwzględniająca sektorowość dla danego rodzaju obszaru geograficznego [Erl] - Pojemność stacji bazowej 1800 MHz uwzględniająca średnią sektorowość dla danego rodzaju obszaru geograficznego [Erl] Następnie dla tych obszarów geograficznych, w których system GSM 1800 jest określony jako wykorzystywany wyznaczana jest liczba dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych w stacje bazowe 900 MHz oraz 1800 MHz niezbędnych do obsłuŝenia pozostałego ruchu, następującym wzorem: T3 ( m, p, w) N sekt_900&1 800 ( m, p, w) = (6.22) C ( m, p, w) sekt _ 900&1800 gdzie: N sekt_900&1800 (m, p, w) T 3 (m, p, w) C sekt_900&1800 (m, p, w) - Liczba dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych w stacje bazowe 900 MHz i 1800 MHz - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji i zastosowaniu GSM 1800 w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych [Erl] - Pojemność lokalizacji wyposaŝonej w BTS 900 MHz i BTS 1800 MHz [Erl] 75

76 Dla obszarów dla których system GSM 1800 jest określony jako niewykorzystywany wyznaczana jest liczba dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych tylko w stacje bazowe 900 MHz. T3 ( m, p, w) N sekt_900 _ dod ( m, p, w) = (6.23) C ( m, p, w) sekt _ 900 gdzie: N sekt_900_dod (m, p, w) T 3 (m, p, w) C sekt_900 (m, p, w) - Liczba dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych w stacje bazowe 900 MHz - Ruch przekraczający pojemność sieci radiowej ze względu na pokrycie geograficzne po sektoryzacji i zastosowaniu GSM 1800 w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych [Erl] - Pojemność lokalizacji wyposaŝonej w BTS 900 MHz [Erl] 76

77 6.3.2 Wyznaczanie liczby TRX Sposób określenia liczby TRX w sieci przedstawia poniŝszy schemat: Schemat 70. Wyznaczanie liczby TRX w sieci 77

78 Pierwszym krokiem jest wyznaczenie całkowitej liczby sektorów stacji GSM 900 MHz i GSM 1800 MHz. NS ( m, p, w) = N ( m, p, w) * F ( m, p, w) N ( m, p, w) * F ( m, p, w) GSM900& sekt_ sekt_1800 (6.24) gdzie: NS GSM900&1800 (m,p,w) - Całkowita liczba sektorów w makrokomórkach GSM 900 i GSM 1800 w poszczególnych obszarach geograficznych N 900 (m,p,w) - Całkowita liczba stacji bazowych makro 900 MHz w poszczególnych obszarach geograficznych F sekt_900 (m, p, w) - Średnia sektorowość stacji bazowych 900 MHz w poszczególnych obszarach geograficznych N 1800 (m,p,w) - Liczba stacji bazowych makro 1800 MHz w poszczególnych obszarach geograficznych F sekt_1800 (m, p, w) - Średnia sektorowość stacji bazowych 1800 MHz w poszczególnych obszarach geograficznych Drugim krokiem do wyznaczenia wymaganej liczby TRX w sieci jest wyznaczenie średniego ruchu obsługiwanego przez przez 1 sektor w sieci. Ruch ten wyznaczany jest zgodnie ze wzorem: Tmakro ( m, p, w) Tsektor ( m, p, w) = (6.25) NS ( m, p, w) GSM900&1800 gdzie: T sektor (m, p, w) - Średni ruch na sektor [Erl] T makro (m, p, w) - Ruch obsługiwany przez makrokomórki [Erl] NS GSM900&1800 (m, p, w) - Całkowita liczba sektorów w makrokomórkach GSM 900 i GSM 1800 w poszczególnych obszarach geograficznych 78

79 Na podstawie średniego ruchu na sektor wyznaczana jest wymagana pojemność sektora w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych. gdzie: C sektor (m, p, w) T sektor (m, p, w) C T ( m, p, w) sektor sektor ( m, p, w) = (6.26) U TRX - Wymagana średnia pojemność sektora [Erl] - Średni ruch na sektor [Erl] U TRX - Współczynnik wykorzystania TRX [%] Współczynnik wykorzystania TRX ma na celu uwzględnienie w kalkulacji faktu, iŝ w sieci stosuje się pewną rezerwę techniczną mającą na celu np. zapewnienie moŝliwości realizowania połączeń podczas sytuacji nagłego wzrostu natęŝenia ruchu w obszarze obsługiwanym przez daną stację bazową. W modelu przyjęto wartość dopuszczalnego obciąŝenia TRX na poziomie 70%. W kolejnym kroku, na podstawie tabeli Erlanga wyznaczana jest liczba kanałów niezbędnych do obsłuŝenia wymaganego ruchu na sektor. Następnie przy uwzględnieniu procentowej struktury ruchu w sieci w trybie Full-rate i Half-rate oraz organizacji liczby kanałów kontrolnych i transmisyjnych dla danej konfiguracji sektora wyznaczana jest wymagana średnia liczba TRX na sektor w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych. Ostatecznie, wymagana liczba TRX na sektor w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych w sieci jest wartością maksymalną spośród minimalnej liczby TRX na sektor oraz wymaganej liczby TRX na sektor ze względu na ruch. Przyjęto następujące minimalne wartości TRX na sektor: Podział powierzchni kraju na obszary geograficzne Minimalne wartości TRX na sektor Tereny zurbanizowane/ miejskie 2 Tereny podmiejskie 1 Tereny wiejskie 1 Tabela 5. Przyjęte minimalne wartości TRX na sektor 79

80 Liczba TRX w poszczególnych obszarach geograficznych wyznaczana jest jako iloczyn średniej liczby TRX w sektorze i całkowitej liczby sektorów. gdzie: N_TRX siec (m, p, w) N_TRX sektor (m, p, w) NS(m, p, w) N _ TRX siec ( m, p, w) = N _ TRX sektor ( m, p, w) * NS( m, p, w) (6.27) - Wymagana liczba TRX w sieci w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Wymagana liczba TRX na sektor - Liczba sektorów w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych 80

81 6.3.3 Wyznaczanie liczby BSC W tym kroku wyznaczana jest liczba BSC w sieci. Podejście do kalkulacji liczby BSC przedstawione jest na schemacie poniŝej: Schemat 71. Wyznaczanie liczby BSC Liczba BSC w kaŝdym z obszarów geograficznych jest wyznaczana jako maksymalna wartość spośród liczby BSC wyznaczanej ze względu na liczbę obsługiwanych TRX i liczbę obsługiwanych BTS. N _ BSCsiec ( m, p, w) = max( N _ BSCTRX ( m, p, w); N _ BSC BTS ( m, p, w)) (6.28) gdzie: N_BSC siec (m, p, w) - Liczba BSC w kaŝdym z rodzajów obszarów geograficznych N_BSC TRX (m, p, w) - Liczba BSC w kaŝdym z rodzajów obszarów geograficznych ze względu na liczbę obsługiwanych TRX N_BSC BTS (m, p, w) - Liczba BSC w kaŝdym z rodzajów obszarów geograficznych ze względu na liczbę obsługiwanych BTS 81

82 Liczba BSC ze względu na liczbę obsługiwanych TRX wyznaczana jest zgodnie ze wzorem: N BSC m p w N _ TRX U siec ( m, p, w) BSC _ TRX (,, ) = (6.29) C _ BSCTRX gdzie: N_BSC TRX (m, p, w) - Liczba BSC w kaŝdym z rodzajów obszarów geograficznych ze względu na liczbę obsługiwanych TRX N_TRX siec (m, p, w) - Wymagana liczba TRX w sieci w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych U BSC - Współczynnik maksymalnego wykorzystania BSC [%] C_BSC TRX - Maksymalna liczba TRX obsługiwana przez jeden BSC Liczba BSC ze względu na liczbę obsługiwanych BTS wyznaczana jest zgodnie ze wzorem: N N _ BTS U siec ( m, p, w) BSC _ BSC BTS ( m, p, w) = (6.30) C _ BSCBTS gdzie: N_BSC BTS (m, p, w) - Liczba BSC w kaŝdym z rodzajów obszarów geograficznych ze względu na BTS N_BTS siec (m, p, w) - Całkowita liczba BTS w sieci U BSC - Współczynnik maksymalnego wykorzystania BSC [%] C_BSC BTS - Maksymalna liczba BTS obsługiwana przez jeden BSC W obydwu kalkulacjach otrzymana liczba BSC jest zaokrąglana w górę do najbliŝszej liczby całkowitej. Współczynnik maksymalnego wykorzystania BSC stanowi rezerwę techniczną w celu odzwierciedlenia faktu, iŝ elementy sieci telekomunikacyjnej nie są wykorzystywane w 100% swojej pojemności. W modelu przyjęto wartość maksymalnego wykorzystania BSC na poziomie 70%. 82

83 6.3.4 Wymiarowanie transmisji BTS BTS i BTS BSC Wymiarowanie transmisji BTS BSC jest wyznaczane zgodnie z poniŝszym schematem: Schemat 72. Wymiarowanie transmisji BTS BSC 83

84 W pierwszym kroku w kaŝdym z rodzajów obszarów geograficznych wyznaczana jest liczba lokalizacji obsługiwana przez jeden BSC. Liczba lokalizacji stacji bazowych jest sumą liczby lokalizacji wyznaczonych ze względu na pokrycie geograficzne oraz liczby dodatkowych lokalizacji wyposaŝonych w BTS 900 MHz i BTS 1800 MHz lub tylko w BTS 900 MHz wyznaczonych ze względu na ruch. Na podstawie liczby lokalizacji obsługiwanej przez jeden BSC wyznaczana jest struktura połączeń BTS BTS i BTS BSC. Model zakłada kaskadowe połączenie BTS z BSC tzn. nie wszystkie BTS w sieci są bezpośrednio połączone z BSC. Ze względu na przyjętą do modelowania sieci radiowej strukturę plastra miodu załoŝono, Ŝe 6 BTSów stanowiących pierwszą warstwę wokół BSC jest połączonych bezpośrednio z kontrolerem. Ponadto załoŝono, iŝ BSC są umiejscowione w istniejących juŝ lokalizacjach BTS. W efekcie, dla stacji bazowej współdzielącej lokalizację z BSC nie jest wymiarowane łącze do BSC. W przypadku gdy liczba lokalizacji BTS przypadających na BSC jest większa niŝ 7 (1 współdzielona lokalizacja i 6 pierwsza warstwa), kaŝda kolejna lokalizacja powyŝej siódmej jest połączona kaskadowo. Przykład przyjętego kaskadowego połączenia BTS BSC przedstawiony jest poniŝej. 84

85 NK Rysunek 1. Kaskadowe połączenie BTS BSC Równolegle do wyznaczenia struktury połączeń BTS BTS i BTS BSC kalkulowana jest średnia liczba łączy 2 Mbit/s niezbędnych do obsłuŝenia ruchu dla lokalizacji BTS. W tym celu, w pierwszym kroku wyznaczana jest średnia liczba kanałów transmisyjnych dla lokalizacji BTS zgodnie ze wzorem: lok C ( m, p, w) = gdzie: TCH omni_900 NK lok (m, p, w) * F sekt_900 ( m, p, w) * N 900 ( m, p, w) + C N lok TCH omni_1800 ( m, p, w) * F sekt_1800 ( m, p, w) * N - Średnia wymagana liczba kanałów teletransmisyjnych na lokalizację BTS TCH C - Pojemność sektora stacji bazowej 900 MHz wyraŝona omni_900 w kanałach teletransmisyjnych (TCH) dla trybu Full-rate F sekt_900 (m, p, w) N 900 (m, p, w) - Średnia sektorowość stacji bazowych 900 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Całkowita liczba stacji bazowych 900 MHz 1800 ( m, p, w) (6.31) 85

86 TCH C - Pojemność sektora stacji bazowej 900 MHz wyraŝona omni_1800 w kanałach teletransmisyjnych (TCH) dla trybu Full-rate F sekt_1800 (m, p, w) N 1800 (m, p, w) N lok (m,p,w) - Średnia sektorowość stacji bazowych 1800 MHz w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych - Całkowita liczba stacji bazowych 900 MHz - Liczba lokalizacji stacji bazowych w poszczególnych rodzajach obszarów geograficznych Następnie na podstawie załoŝonej pojemności łącza 2 Mbit/s na interfejsie Abis wyraŝonej w kanałach oraz dopuszczalnego obciąŝenia łącza wyznaczana jest liczba łączy 2 Mbit/s niezbędna do obsłuŝenia ruchu z lokalizacji BTS. gdzie: N_E1 BTS-BSC (m, p, w) NK lok (m, p, w) N NK lok U ( m, p, w) BTS BSC _ E1BTS BSC ( m, p, w) = (6.32) C E1 _ BTS BSC - Średnia liczba łączy 2 Mbit/s do obsłuŝenia ruchu z lokalizacji BTS - Wymagana średnia liczba kanałów teletransmisyjnych na lokalizację BTS U BTS-BSC - Dopuszczalne obciąŝenie łącza BTS BSC [%] C E1_BTS-BSC - Pojemność łącza 2 Mbit/s na interfejsie Abis wyraŝona w kanałach transmisyjnych W modelu przyjęto, iŝ pojemność łącza 2 Mbit/s na interfejsie Abis wynosi 120 kanałów ze względu na umiejscowienie transkodera w MSC, natomiast dopuszczalne obciąŝenie łącza na interfejsie Abis wynosi 70%. Tak wyznaczona liczba łączy 2 Mbit/s przedstawia średnią liczbę łączy obsługujących ruch z pojedynczej lokalizacji. Ze względu na kaskadowość struktury połączeń BTS BTS i BTS BSC część relacji modelowana jest tak aby umoŝliwiła skumulowaną transmisję z kilku lokalizacji. 86

87 Rysunek 2. Kaskadowe połączenie BTS BSC z uwzględnieniem kumulacji przepustowości relacji bliŝszych BSC Dla kaskadowej struktury, lokalizacje bliŝsze BSC kumulują więcej ruchu niŝ lokalizacje w dalszych warstwach dlatego teŝ łącza dla relacji bliŝej BSC charakteryzują się odpowiednio wyŝszą przepustowością. Wyznaczone przepustowości odpowiednich relacji zaokrąglane są w górę do najbliŝszej liczby całkowitej reprezentującej wielokrotność łącza 2 Mbit/s. Aby odzwierciedlić rzeczywiste warunki panujące w sieci część modelowanych łączy jest traktowana w kalkulacji jako łącza dzierŝawione. Liczba tych łączy jest wyznaczana na podstawie współczynnika określającego procent łączy dzierŝawionych oraz liczby relacji BTS BTS i BTS BSC poszczególnych przepływności. Liczba własnych radiolinii wyznaczana jest jako iloczyn liczby własnych łączy radiowych o danej przepustowości oraz średniej liczby hop ów przypadających na jedno łącze radiowe. W kolejnym kroku wyznaczana jest średnia długość relacji BTS BTS/ BTS BSC w celu umoŝliwienia kalkulacji kosztu dzierŝawy łączy. 87