1 Metod och material för att uppskatta andelen hushåll och företag med tillgång till bredband om 100 Mbit/s år 2020

Transkript

1 BILAGA 1 Datum Sida (12) Konsumentmarknadsavdelningen Oscar Holmström oscar.holmstrom@pts.se 1 Metod och material för att uppskatta andelen hushåll och företag med tillgång till bredband om 100 Mbit/s år 2020 Det finns ett antal faktorer var för sig förknippade med en rad osäkerheter som påvekar hur stor andel av alla hushåll och företag som år 2020 kommer att ha tillgång till 100 Mbit/s och som därmed anses ha uppnått regeringens bredbandsmål (se kapitel 3.2 om omvärlds- och andra sådana faktorer). PTS har dock identifierat a) investeringar i fiber i accessnätet och b) förutsättningarna för mobilt bredband att bidra till målet i områden som även år 2020 kommer att sakna tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker, som mest centrala för måluppfyllelsen. Kabel-tv-nät uppgraderade med DOCSIS 3.0 medger också 100 Mbit/s, men kabel-tv-nät nyförläggs inte i någon nämnvärd utsträckning. Av den anledningen är det osannolikt att betydelsen av sådana nät för måluppfyllelsen kommer att öka fram till PTS bedömer inte heller att uppgraderingar av kopparnätet kommer att vara avgörande för uppnå målet om 100 Mbit/s. Det är förvisso tänkbart att vissa hushåll och företag år 2020 kommer att kunna få 100 Mbit/s via kopparnätet med så kallat VDSL. Men VDSL medger bara hastigheter på 100 Mbit/s på mycket korta avstånd. Eftersom TeliaSonera hittills bara installerat VDSL-kapacitet i vissa centrala telestationer som ofta ligger betydligt längre ifrån slutanvändarna än de mer närliggande kopplingsskåpen bedömer PTS att VDSL bara kommer att medge 100 Mbit/s i undantagsfall och då främst i områden där det är sannolikt att annan IT-infrastruktur som medger hastigheter som motsvarar regeringens bredbandsmål redan finns etablerad. Post- och telestyrelsen Postadress: Besöksadress: Telefon: Box 5398 Valhallavägen 117 Telefax: Stockholm pts@pts.se

2 2(12) För att bedöma hur många som kommer att få tillgång till bredband om 100 Mbit/s år 2020 som en följd av investeringar i fiber i accessnätet (dvs. a) ovan) har PTS utvecklat en förenklad modell, fiberutbyggnadsmodellen. Modellen simulerar utrullningen av fiber i accessnätet fram till år 2020 med utgångspunkt i befintlig IT-infrastruktur och med hänsyn till de två investeringsnivåer som det redogörs för i avsnitt 3.5. Utfallet av fiberutbyggnadsmodellen utgör sedan basen för uppskattningen av förutsättningarna för mobilt bredband att bidra till målet i områden som även år 2020 kommer att sakna tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker dvs. b) ovan. a) och b) tillsammans bildar den totala uppskattade andelen hushåll och företag som kommer att få tillgång till 100 Mbit/s år I det följande beskrivs först fiberutbyggnadsmodellen, a), och sedan den metod PTS har använt för att uppskatta i vilken utsträckning mobilt bredband kan bidra till målet om 100 Mbit/s år 2020, b). 1.1 Fiberutbyggnadsmodellen a) Fiberutbyggnadsmodellen utgår från antagandet att byggnader med hushåll som saknar fiber, men som ligger i närheten av andra redan fiberanslutna byggnader kommer att fiberanslutas till dess att: a) de investeringar som tillförs fiberutbyggnadsmodellen tar slut eller b) det inte längre finns någon fastighet som saknar fiber inom en kilometer från en annan fiberansluten fastighet. Antagandet medför att tillgången till bredband via fiber i den modellen sprids som ett virus från en byggnad till nästa. Antagandet är förvisso en förenkling av hur investeringsbeslut rörande fiber fungerar i verkligheten, men underlag från PTS bredbandskarläggning 1 visar att en mycket stor andel av all nytillkommen fiber under 2010 och 2011 går att förklara på detta förenklade sätt. Mer än två tredjedelar av befolkningen som fick tillgång till fiber mellan 2011 och 2012 bodde inom radie på 354 meter från en byggnad som redan innan var fiberansluten. Ökas avståndet till en kilometer inkluderas i princip all (96%) nytillkommen fiber under perioden. Underlaget som används för att beräkna fiberutbyggnadsmodellen är uppdelat i geografiskt i rutor om 250x250 meter. I varje geografisk ruta finns minst ett hushåll och dessutom följande information: 1 PTS Bredbandskartläggning 2012, PTS-ER 2013:7 Post- och telestyrelsen 2

3 3(12) Benämning Beskrivning Källa Befolkningsstorlek Befolkningsstorlek per fastighetstyp Antal fastigheter per fastighetstyp Antalet fiberanslutna fastigheter Summan av befolkningen i rutan Summan av befolkningen i rutan per fastighetstyp enligt fastighetstaxeringsregistret (flerbostadshus, småhus, fritidshus, lantgård etc.) Summan av antalet fastigheter i rutan per fastighetstyp enligt fastighetstaxeringsregistret (flerbostadshus, småhus, fritidshus, lantgård etc.) En uppskattning av summan av antalet fastigheter i rutan som var anslutna med fiber i oktober 2012 Statistiska centralbyrån (SCB) Statistiska centralbyrån (SCB) Statistiska centralbyrån (SCB) PTS (bearbetat underlag insamlat inom ramen för PTS bredbandskartläggning, PTS-ER 2013:7) Utifrån informationen i tabellen görs ett antal beräknade uppskattningar för att ta fram följande nya datavärden per ruta: - Antalet kabelmeter som behöver anläggas för att ansluta samtliga byggnader i en ruta. - Kostnad per kabelmeter för rutor med olika geografisk sammansättning. - Uppgifter om närliggande rutor där fiber saknades i oktober 2012 så kallade bredbandsutbyggnadsrutor. Nedan beskrivs i tur och ordning den metod och de uppskattningar PTS använt sig av för att ta fram de nya datavärdena per ruta. Post- och telestyrelsen 3

4 4(12) Antalet kabelmeter som behöver anläggas för att ansluta samtliga byggnader i en ruta För att beräkna hur många kabelmeter som behövs för att ansluta alla fastigheter i en ruta används följande metod: 1. Eftersom PTS inte har någon information om fastigheternas belägenhet inom en ruta, utgår modellen från att alla fastigheterna i en given ruta är slumpmässig fördelade i rutan. Den slumpmässiga fördelningen skaps genom att N punkter randomiseras inom en 250x250-ruta, där N är lika med antalet fastigheter i en ruta. 2. Därefter ska modellen koppla samman de slumpmässigt fördelade fastigheterna med fiberkabel. Avståndet mellan de slumpmässigt fördelade fastigheterna beräknas med Prims algoritm (för en redogörelse för Prims algoritm, se 3. Steg 1 till 2 upprepas 500 gånger per ruta med 1 fastighet, 500 gånger per ruta med 2 fastigheter och så vidare. Sedan beräknas medelvärdet av samtliga upprepningar per ruta med N fastigheter. 4. En tabell som illustrerar medelvärdet per ruta med N fastigheter tas fram och värdena i tabellen plottas ut i ett diagram. Trendlinjen som representerar medelvärdena i ett sådant diagram får då följande formel: Kabelmeter = 285,86 * Antal byggnader ^ 0, Modellen har bearbetats och justerats av PTS. I den ursprungliga versionen av modellen gjordes ett antagande om att det krävs 250 meter fiberkabel för att knyta samman två intilliggande rutor. Det avståndet har dock reviderat till 125 meter i slutversionen av modellen. Av den anledningen subtraheras 125 från formeln i punkt 4. I figur 1 illustreras den resulterade trendlinjen som illustrerar sambandet mellan antal kabelmeter och antalet fastigheter per ruta som används i fiberutbyggnadsmodellen: Post- och telestyrelsen 4

5 5(12) Figur 1 Kabelmeter per antal byggnader Kabelmeter per antal byggnader Kabelmeter = 285,86 * AntalByggnader ^ 0, Randomiserad tabell över kabelmeter per antal byggnader Generaliserad formel Kostnad per kabelmeter för rutor med olika geografisk sammansättning Kostnaden per meter för att anlägga fiber varierar i olika områden, bland annat beroende på den geografiska sammansättningen av området. Exempelvis är grävkostanden per meter oftast betydligt billigare i glesbygd än i stadsmiljö. För att i fiberutbyggnadsmodellen kunna differentiera grävkostnaderna i olika geografiska områden har följande uppdelning gjorts mellan olika geografiska typer (geotyper): Geotyp Klassificering Pris för utbyggnad (markarbete) per meter Befolkningsdensitet 1 Rural (Landsbygd & Glesbygd) 200 Under 30 personer per 250 meter 2 Suburban (Bebyggt område / stadsnära miljö) 400 Minst 30 personer per 250 meter 5 Urban (Städer / Citykärnor) 1000 Minst 275 personer per 250 meter Uppgifter om så kallade bredbandsutbyggnadsrutor Med bredbandsutbyggnadsrutor avses rutor som ligger i anslutning till befintliga rutor med minst en fiberansluten byggnad, men där alla fastigheter i rutan saknade fiber i oktober I den förenklade modellen kommer fastigheter i bredbandsutbyggnadsrutor att anslutas till dess de investeringar som tillförs fiberutbyggnadsmodellen tar slut eller det inte längre finns någon ruta som saknar fiber inom en kilometer från en bredbandsutbyggnadsruta. Post- och telestyrelsen 5

6 6(12) Processen för att få fram bredbandsutbyggnadsrutorna består av 20 steg, där steg 1 utgörs av rutor som ligger i direkt anslutning eller högst en kilometer från befintliga rutor med fiber, och steg 2 ligger i direkt anslutning eller högst en kilometer från steg 2 och så vidare. När samtliga nya datavärden beräknats per ruta i enligt med avsnitten används informationen från beräkningarna för att aggregerat visa på total anläggningskostnad per utbyggnadssteg. Begränsningen för hur många steg modellen tar och därmed hur stor andel av befolkningen som enligt modellen får tillgång till fiber blir de uppskattade investeringsnivåerna från avsnitt 3.5. Utfallet av fiberutbyggnadsmodellen utgör basen för uppskattningen av förutsättningarna för mobilt bredband att bidra till målet i områden som även år 2020 kommer att sakna tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker. PTS metod för uppskattningen av detta beskrivs i detalj i avsnitt 1.2 nedan. 1.2 Metod för att uppskatta förutsättningarna för att mobilt bredband ska kunna bidra till målet b) Det är svårt att prognostisera kapaciteten i mobilnäten i specifika geografiska områden år 2020 eftersom den beror av en rad omständigheter som är mycket svåra att förutse. Nedan listas ett antal exempel på sådana faktorer som påverkar uppskattningen av förutsättningarna för att mobilt bredband ska kunna bidra till målet om 100 Mbit/s i områden som år 2020 kommer att sakna tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker enligt fiberutbyggnadsmodellen: - Egenskaperna år 2020 hos terminalerna på marknaden och den tekniska utvecklingen av mobiler och antenner. - Hur många personer som bor i närheten av varandra, som inte har tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker och som ska dela på kapaciteten i en cell. - Avståndet mellan hushållen och basstationen de är anslutna till. - Radiomässiga förutsättningar i området. - Hur många boende som har sin primära bredbandsanslutning via andra tekniker såsom fiber och kabel. - Efterfrågan på tjänster i mobilnätet som kräver 100 Mbit/s. - Internationell standardisering och internationella leverantörers verksamhet på området. - Befintliga och framtida nätsamarbete mellan operatörer. - Tillgång till spektrum områden där annan IT-infrastruktur saknas. - Transmissionen fram till basstationen. Post- och telestyrelsen 6

7 7(12) För att kunna säga något om framtiden i en situation med så stora osäkerheter har PTS valt att använda ett generellt antagande om mobilnäten som utgångspunkt för att uppskatta förutsättningarna för att mobilt bredband ska kunna bidra till målet om 100 Mbit/s i områden som år 2020 kommer att sakna tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker: - Den frekvensmängd som finns tillgänglig i låga frekvensband kommer endast i begränsad omfattning att kunna bidra till målet om 100 Mbit/s. I tätortsmiljö, där höga frekvensband kommer att användas i betydligt högre utsträckning än utanför tätort, kan det dock förväntas bli ett bidrag till 100 Mbit/s-målet. En avgörande aspekt är alltså hur många som år 2020 förvisso saknar tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna accesstekniker men som bor tillräckligt nära en tätort för att via riktantenner ändå få tillgång till den höga bithastighet som finns i tätortsmiljö. Förutom det generella antagandet bedömer PTS att uppgraderingen till LTE främst kommer att ske på idag existerande sändarplatser. Bedömningen är rimlig eftersom nya sändarplatser medför höga kostnader för operatörerna som av den anledningen, i största möjliga mån, kommer att försöka återanvända befintliga sändarplatser. Ytterligare ingångsvärden och antaganden i beräkningen av kapacitet illustreras i figur 2 och redogörs för nedan. Sammantaget visar modellen att förändringar av ingångsvärdena och antagandena medför stor inverkan på vilken kapacitet som kan förväntas för befolkningen som saknar tillgång till 100 Mbit/s via trådbundna alternativ år Post- och telestyrelsen 7

8 8(12) Figur 2 Ingångsvärden och antaganden i beräkning av kapacitet Överbokningsfaktor samt aktiva användare Den tillgängliga kapaciteten i cellen kommer att delas mellan de aktiva användarna i cellen. Vid delning av tillgänglig bithastighet används ett värde som kallas för överbokningsfaktor. Denna faktor ligger i dagens nät på ca 20, dvs. ca 20 samtida användare kan dela på en 100 Mbit/s anslutning men att användaren ändå uppfattar att anslutningen ger 100 Mbit/s. Trenden går mot en större andel smartphones samt en större andel molnbaserade tjänster vilket kommer ge en lägre överbokningsfaktor, dock kommer den högre tillgängliga bithastigheten år 2020 ge en högre möjlig överbokningsfaktor beroende på Post- och telestyrelsen 8

9 9(12) framtida tjänsters datahastighet, vilket resulterar i en eventuell oförändrad överbokningsfaktor. Av potentiella användare i cellen så kommer alla inte aktivt att nyttja uppkoppling under samma tid, det vill säga vara aktiva användare. Vissa tjänster som mediaströmmar med TV samt musik kommer till stor del att nyttjas över en stor del av dygnet men andra bandbreddkrävande tjänster som t.ex. E-hälsa och E-lärande förutsätts användas en mindre del av tiden. I modellen förutsätts att två hushåll aldrig använder uppkopplingen samtidigt. Påverkan av hur antalet aktiva användare mot passiva användare samt hur överbokningsfaktorn påverkar antalet hushåll ses i grafen nedan. Användarspecifika variablers påverkan på tillgång till 100Mbps för hushåll år % av hushållen med tillgång till 100Mbps bithastighet genom mobilnäten år ,00% 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00% Användaren är aktiv hela tiden 2 stycken användare är aldrig aktiva samtidigt 3 sycken användare är aldrig aktiva samtidigt 4 stycken användare är aldrig aktiva samtidigt Överbokningsfaktor ( Aktiva användare som delar på en specifik datahastighet) Antalet basstationer och deras placering antas vara samma år 2020 som idag. I denna modell förutsätts samlokalisering ske i master eller siter oavsett vilken operatör som äger masten. Eftersom dagens basstationer täcker in en betydligt mer än 90 procent av Sveriges befolkning och alla större tätorter har fullgod täckning kan man inte räkna med att det kommer bli någon större nybyggnation på dessa platser. Troligen kommer mängden basstationer att förtätas i större städer på grund av Post- och telestyrelsen 9

10 10(12) kapacitetsbrist, men i dessa områden förutsätts fiber bli det primära alternativet för en höghastighetskoppling varför extra basstationer i större städer inte antas ge något bidrag till trådlöst 100 Mbit/s Spektrumtillgång Eftersom flertalet aktuella blocktillstånd löper längre än till år 2020 så kan man räkna med att spektrumtillgången för en av de större operatörerna är 2*55 MHz på de blocktillstånden som är lämpade för hög datahastighet. Marknadsandelen för den operatör vi räknar med uppskattas till 40 procent år De bäst lämpade banden för hög datahastighet är de banden över 1 GHz då de lägre banden har för lite tillgängligt spektrum för att kunna generera en tillräckligt hög datahastighet. Modellen innefattar tilldelat spektrum i 1800MHz, 2100MHz samt 2600MHz, dvs. de band som idag används för 2G, 3G och 4G. Vidare förutsätts att aggregering av kanaler (så kallad Inter band carrier aggregation) mellan de olika banden kommer att nyttjas för att maximera datahastigheten. Det antas även att övriga operatörer, som omfattar övriga 60 procent av marknaden, gör motsvarande uppgraderingar av sina nät med motsvarande prestanda % av hushållen med tillgång till 100Mbit/s bithastighet genom mobilnäten år 2020 % av hushållen med tillgång till 100Mbit/s via mobilnätet vid olika mängd spektrumtillgänglighet. 7,50% 6,50% 5,50% 4,50% 3,50% 2,50% 1,50% Tjänster med lågt krav på datahastighet Tjänster med högt krav på datahastighet Spektrumtillgång i nedlänk för en operatör med 40% marknadsandel år 2020 (MHz) MiMo konfigurering MiMo-konfigurationen förutsätts vara 2x2 då högre konfiguration inte kan antas utgöra en standardlösning hos operatörerna. Med stor sannolikhet kommer dock en högre MiMo-konfigurering att användas på ett antal högkapacitetssiter. I sådana områden förutsätts dock även fiberanslutning bli Post- och telestyrelsen 10

11 11(12) tillgänglig för abonnenterna och bidraget från dessa hushåll bli litet, varför denna modell räknar med en 2x2 MiMo-konfigurering, vilket används i utrustning redan idag Antalet sektorer Modellen använder tresektorer per basstation, vilket är den konfiguration som anses mest trolig för majoriteten av basstationerna. I ett antal högkapacitetsområden kommer ett högre antal sektorer användas, men i dessa områden kommer också flertalet hushåll antas ha fiberanslutning år 2020 varför bidraget från dessa basstationer kommer vara försumbart Urval av hushåll En potentiell användare (hushåll) av bredbandstjänster år 2020 antas i modellen: - inte ha tillgång till fiberanslutning - vara boende inom 10km från en basstation som är placerad i eller maximalt 1km utanför tätort Summering av antalet hushåll per site Antalet hushåll med tillgång till 100 Mbit/s kommer att begränsas i modellen, antingen på grund av kapacitetsbrist i cellen, eller på grund av att det inte finns tillräckligt många hushåll i cellens upptagningsområde. I de fall där kapaciteten i basstationen stöder färre hushåll än de som finns i basstationens upptagningsområde så har det antal hushåll som basstationens kapacitet räcker till inkluderats i summan. Detta antagande är problematiskt då resultatet i verkligheten blir att inga hushåll i upptagningsområdet för denna basstation får 100 Mbit/s samtidigt, eftersom kapaciteten bara räcker till att ge 120 stycken hushåll 100 Mbit/s (av det totala antalet hushåll som är 300). De 300 hushåll som delar på kapaciteten från basstationen kommer att ges tillgång till bredband men inte med en hastighet av 100 Mbit/s. Modellen som PTS räknat med ger dock i ovanstående exempel att 120 hushåll kommer att få tillgång till 100 Mbit/s. Post- och telestyrelsen 11

12 12(12) Värt att notera är att ovanstående graf är gjord i en modell som inte är anpassad att räkna på de lägre efterfrågade bithastigheterna, detta beror på att lägre efterfrågade hastigheter även kommer kunna realiseras utanför tätort och denna modell räknar bara på basstationer i tätort. Post- och telestyrelsen 12