5 Dialogic - Ontwikkeling antenne-opstelpunten.pdf

De ontwikkeling van het aantal antenne-opstelpunten voor mobiele netwerken in Nederland in de komende tien jaar

In de jaren 2021 t/m 2026 verwachten we dat er tussen de 296 en 726 nieuwe antenneopstelpunten voor openbare mobiele netwerken geplaatst zullen worden in Nederland. Hiervan zijn er tussen de 100 en 150 nodig om de dekking en snelheid te kunnen realiseren die in recent uitgegeven vergunningen wordt verplicht. Deze opstelpunten komen met name buiten de steden. Doorlopende netwerkverbeteringen leiden jaarlijks tot tussen de 30 en 90 nieuwe opstelpunten, verspreid door het land, bijvoorbeeld bij nieuwe woonwijken. Hoewel de vraag naar mobiele data toeneemt, kan deze grotendeels met nieuw spectrum en technologische verbeteringen worden ingevuld zonder nieuwe opstelpunten te hoeven plaatsen. De vraaggroei leidt naar verwachting dan ook tot een beperkt aantal nieuwe opstelpunten, geconcentreerd in de grotere steden. In een versneld groeiscenario is al eerder een beperkt aantal extra opstelpunten nodig. Op basis van de huidige inzichten verwachten we geen uitrol van grootschalige small cellstructuren voor 2027. Als uitrol hiervan uiteindelijk plaatsvindt zal dit allereerst in de centra van grotere steden zijn. De inschattingen zijn gebaseerd op door ons ontwikkelde modellen en zijn ter validatie voorgelegd aan de operators en diverse belanghebbenden.

ir. Tommy van der Vorst, ir. Jan van Rees, ir. Wazir Sahebali, ir. Menno Driesse, ir. ing. Reg Brennenraedts MBA, prof. dr. ir. ing. Rudi Bekkers Opdrachtgever: Ministerie van Economische Zaken en Klimaat

Dialogic innovatie ● interactie

Publicatienummer: 2020.014.2035 v1.11

Datum: Utrecht, 31 maart 2021

1

Inhoudsopgave Afkortingen ............................................ 3 1

2

Introductie ....................................... 5 1.1

Aanleiding ......................................... 5

1.2

Onderzoeksvragen.............................. 5

1.3

Aanpak en beperkingen....................... 6

1.4

Definities........................................... 6

Woord

Uitleg

5G NR

5G New Radio. De radiostandaard die wordt gebruikt voor 5G. Een ‘opvolger’ van LTE.

BBU

Base-band Unit. Onderdeel van een (verzameling van) antenne-installaties dat het (digitale) radiosignaal logisch opbouwt.

DSS

Dynamic Spectrum Sharing. Techniek waarbij 5G NR en LTE tegelijkertijd in dezelfde frequentieruimte kunnen worden gebruikt. De verdeling tussen 5G NR en LTE groeit mee met de adoptie van 5G NR.

LTE

Long Term Evolution. De standaard die in Nederland in gebruik is voor het leveren van 4G-diensten.

MIMO

Multiple Input Multiple Output. Techniek waarbij antennesystemen die bestaan uit meerdere interne antenneelementen worden gebruikt om tegelijkertijd de capaciteit van meerdere propagatiepaden te kunnen gebruiken.

RRU

Remote Radio Unit. Onderdeel van een antenne-installatie dat analoge radiosignalen genereert en decodeert vanuit (en naar) digitale signalen. Vaak dicht bij een antenne geplaatst.

Uitgangssituatie ............................... 9 2.1

Theorie ............................................. 9

2.2

Huidige situatie ................................ 11

2.3

Verwachte ontwikkelingen ................. 14

2.4

Strategie van de operators ................ 22

2.5

Conclusie ........................................ 26

3 Ontwikkeling aantal antenneopstelpunten tot 2027 .......................... 28 3.1

Meest aannemelijke scenario ............. 28

3.2

Overige scenario’s en invloeden ......... 31

3.3

Onzekere factoren ............................ 34

3.4

Vergelijking met andere analyses ....... 35

4 Impact van nieuwe antenneopstelpunten ........................................ 38 4.1 2021 t/m 2026: nieuwe macro-antenneopstelpunten ............................................... 38 4.2 Vanaf 2027: een beperkt aantal nieuwe macro-antenne-opstelpunten ......................... 40 4.3 Vanaf 2021: her en der invulling van ‘hotspots’ met losstaande small cellinstallaties . 40 4.4 Na 2026: grootschalige small cellstructuren denkbaar ........................ 41 4.5

5

Afkortingen

Conclusie ........................................ 43

Conclusie ........................................ 45

Bijlage 1.

Methode ........................... 47

Citeren als: Dialogic, van der Vorst, Tommy, van Rees, Jan, Sahebali, Wazir, Driesse, Menno, Brennenraedts, Reg & Bekkers, Rudi (2021). De ontwikkeling van het aantal antenne-opstelpunten voor mobiele netwerken in Nederland in de komende tien jaar. Ministerie van Economische Zaken en Klimaat, Den Haag.

Definities .................................................... 47 Overzicht modellering ................................... 49 Aanbod-vraagmodel ..................................... 49 Verplichtingen van de 700 MHz-vergunningen . 56 Small cellstructuren...................................... 58

Bijlage 2. Uitkomsten vraagaanbodmodellering ............................... 60 Bijlage 3.

Verantwoording................ 61

Verwijzingen ........................................ 63 Dialogic innovatie ● interactie

3

1

Introductie

1.1 Aanleiding Met koppen als “Kabinet wil 5G-masten op elke straathoek” werd medio 2019 in verschillende media1 gecommuniceerd over de aanstaande wijziging van de Telecomwet: het implementeren van de Europese Telecomcode in de Nederlandse wetgeving. Door deze aanpassingen zijn gemeenten en andere overheidsinstanties verplicht mee te werken aan de aanleg van kleine antenne-installaties (small cells) in, op of aan openbare gebouwen, aan lantaarnpalen en aan verkeerslichten, ten behoeve van 5G.2 Maar om hoeveel kleine antenne-installaties gaat het? Naar aanleiding van gesprekken aan verschillende regiotafels3 formuleerden de operators een concreet antwoord: de komende jaren zou de verwachte toename van het aantal antenne-installaties beperkt blijven tot 10% [1] en deze uitrol zou in nauwe samenspraak met de gemeenten plaatsvinden. Andere partijen in de keten claimden echter dat de toename van het aantal antenne-installaties wel eens veel groter zou kunnen zijn dan door de operators wordt gesteld. De verschillende standpunten in het debat worden uiteraard gekleurd door de economische en strategische belangen van de verschillende partijen. Een objectieve inschatting van het aantal te verwachten antenne-installaties ontbreekt echter. Daarnaast bestaat behoefte aan een vertaling naar de impact in de praktijk, in termen van het aantal antenne-opstelpunten in plaats van -installaties.

Op een enkele mast (opstelpunt) kunnen immers best meerdere installaties aanwezig zijn.

1.2 Onderzoeksvragen In dit onderzoek beantwoorden we de volgende vraag: Wat is de verwachte ontwikkeling van het aantal antenne-opstelpunten in Nederland in de komende zes jaar, ten behoeve van openbare, grootschalige mobiele communicatienetwerken? Hierbij hebben wij de volgende deelvragen gedefinieerd: •

Welke ontwikkeling wordt kwantitatief verwacht in de komende zes jaar ten aanzien van antenneopstelpunten in Nederland? a) Hoeveel antenne-opstelpunten worden er, naar type (zie boven) en omgeving (zie boven) in de komende zes jaar verwacht? b) Hoe verhoudt deze inschatting zich tot schattingen uit de literatuur en zoals gedaan door markt- en adviespartijen? c)

•

Welke ‘drivers’ spelen een rol in deze ontwikkeling, en hoe ontwikkelen deze zich binnen de tijdshorizon?

Welke ontwikkeling wordt in de komende zes jaar kwalitatief verwacht ten aanzien van antenne-installaties in Nederland? a) Welke typen antenne-installaties (‘conventionele’ macro-antenne-installaties tot en met small cells) zijn te onderscheiden, en wat zijn daarvan de voor ruimtelijk beleid relevante eigenschappen (afmetingen, uiterlijk)?

Het ministerie van Economische Zaken en Klimaat heeft om deze reden Dialogic gevraagd een onafhankelijk onderzoek uit te voeren naar de te verwachten ontwikkeling van antenne-opstelpunten in Nederland in de komende zes tot tien jaar.

b) Wat zijn relevante ruimtelijke omgevingen (grootstedelijke binnensteden, kernen, buitengebied) en hoe verschilt de ontwikkeling kwalitatief tussen deze gebieden? c)

Welke ‘drivers’ spelen een rol in deze ontwikkeling, en hoe ontwikkelen deze zich binnen de tijdshorizon?

In het onderzoek kijken we tien jaar vooruit; modelmatige inschattingen maken we tot zes jaar vooruit. Een lange termijnblik is noodzakelijk voor

1

Zie bijvoorbeeld [rd.nl], [ad.nl] en [androidworld.nl]

2

Voor zover deze infrastructuur onder zeggenschap staat van een overheidsinstantie.

Dialogic innovatie ● interactie

3

Waaronder in bijvoorbeeld [zuid-holland.nl]

5

beleidsvorming. Beide tijdshorizonnen zijn echter, in telecomtermen, erg lang. In zowel de kwantitatieve als het kwalitatieve deel geven we dan ook aan wat de onzekerheidsmarge en onderliggende factoren zijn. Zoals aangegeven in de onderzoeksvraag beperken we ons tot openbare, grootschalige mobiele communicatienetwerken, en dat zijn met name de 2G – 5G netwerken. Niet-openbare netwerken als C2000 vallen buiten de scope. Ook beperken we ons tot de ontwikkeling van opstelpunten in de openbare ruimte: inpandige opstelpunten vallen buiten onze ramingen (we corrigeren in de modellering van de vraag uiteraard wel voor inpandige vraag). Vastdraadloos internet (FWA) op basis van lokale netwerken laten we buiten beschouwing.

1.3 Aanpak en beperkingen Op basis van een gedetailleerde modellering geven we antwoord op de vraag hoeveel antenne-opstelpunten er nodig zullen zijn. De basis wordt gevormd door een model waarin vraag en aanbod worden vergeleken in verschillende scenario’s. Het verschil rekenen we om tot een aantal te verwachten nieuwe opstelpunten. Dit model vullen we aan met deelmodellen voor specifieke dynamiek (zoals de verplichtingen gekoppeld aan de 700 MHz-vergunningen). Op basis van interviews en literatuurstudie vullen we deze scenario’s in en duiden we de resultaten. Uitgebreide informatie over onze aanpak is te vinden in Bijlage 1. Naast de capaciteitsvraag en ontwikkeling van het aanbod zijn er andere factoren die het aantal antenne-opstelpunten kunnen beïnvloeden. Onder andere de financiële situatie van een operator, logistieke beperkingen (zoals de capaciteit van onderaannemers), het verloop van vergunningstrajecten, wijzigingen in het beleid en maatschappelijke ontwikkelingen kunnen de ontwikkeling van het aantal antenne-opstelpunten (negatief) beïnvloeden. Een operator kan daarnaast commerciële keuzes maken, bijvoorbeeld ten aanzien van de kwaliteit van de geleverde dienst en de prijs ervan (welke bijvoorbeeld de vraag kan beïnvloeden). Een nieuwe toetreder zou in korte tijd kunnen leiden tot een groei van het aantal opstelpunten.

In dit onderzoek zijn deze factoren niet doorgerekend. We benoemen de factoren voor zover bekend echter wel in het rapport.

6

Naast de voorgenoemde factoren is het aannemelijk dat er ook niet-voorzienbare factoren zijn die invloed kunnen hebben op het aantal antenne-opstelpunten. Een voorbeeld is de coronapandemie, die de capaciteitsvraag op mobiele netwerken sterk beïnvloedde. Hoewel het onderzoek verder niet ingaat op onvoorzienbare factoren geeft het wel grenswaarden waarmee kan worden bepaald wanneer een bepaalde gebeurtenis of factor voldoende invloed heeft op de vraag om ook het aantal opstelpunten te kunnen beinvloeden.

1.4 Definities In dit onderwerpsgebied wordt volop gebruik gemaakt van verwante, maar niet altijd identieke begrippen (zo zijn er antennes, antenne-opstelpunten, antenne-installaties, cellen, sites, sectoren, basisstations, etc.). Zoveel mogelijk maken we in dit rapport gebruik van consistente terminologie, aansluitend bij de relevant regelgeving en (in de sector) gangbare begrippen. Een uitgebreid overzicht van de gehanteerde definities is eveneens te vinden in Bijlage 1. In dit onderzoek tellen we antenne-opstelpunten. Dit zijn bouwwerken waarop of waaraan één of meerdere antenne-installaties zijn geplaatst. Voorbeelden zijn (vakwerk)masten, daken en gevels van gebouwen. Wanneer meerdere operators van één antenne-opstelpunt gebruik maken zijn er dus meerdere antenne-installaties aanwezig op hetzelfde opstelpunt. Het antenne-opstelpunt wordt dan gedeeld. Een antenne-installatie is de basiseenheid voor een operator in de dimensionering van een mobiel netwerk. Het begrip wordt ook door het Antenneregister gebruikt om aantallen antennes te rapporteren. Een antenne-installatie bestaat uit antennes, een of meer antennedrager(s), de bedrading, de in techniekkasten opgenomen apparatuur, met de daarbij behorende bevestigingsconstructie(s) en (veiligheids)voorzieningen.

Een antenne-installatie is altijd gekoppeld aan één operator, kan gebaseerd zijn op meerdere technologieën (toepassingen) en bestaan uit meerdere antennes en antenne-elementen. Een cel is het gebied dat door een antenne-installatie wordt voorzien van mobiele dekking en capaciteit. De cellen van een operator vormen (per technologie en frequentie) een (min of meer) regelmatige structuur in het macronetwerk. Small cells zijn cellen die

Dialogic innovatie ● interactie

zich aan deze (macro)structuur onttrekken en gericht zijn op het realiseren van aanvullende capaciteit op specifieke locaties (hotspots) met beperkte oppervlakte. Wanneer meerdere small cells samen een groter gebied bedekken en een regelmatige structuur vormen spreken we van grootschalige small cellstructuren.

Dialogic innovatie ● interactie

7

2

Uitgangssituatie

In Nederland zijn drie aanbieders van openbare mobiele communicatie actief met een eigen netwerk: KPN, T-Mobile en VodafoneZiggo. De aanbieders met eigen netwerk noemen we in het vervolg van dit rapport de operators. Naast de operators zijn enkele tientallen aanbieders actief die gebruik maken van de netwerken van de operators. Alle aanbieders, met of zonder eigen netwerk, concurreren om consumenten en zakelijke afnemers te voorzien in hun vraag naar mobiele communicatie. Om aan de groeiende vraag te kunnen voldoen investeren de operators continu in hun netwerk, om de dekking en capaciteit – die bepalend zijn voor de kwaliteit en doorvoersnelheid die een klant ervaart – te vergroten. Naast het inzetten van nieuwere technologieën kan een operator extra radiospectrum verwerven (wanneer dit beschikbaar komt) of meer antennes plaatsen. Het plaatsen van extra antennes vergroot de dekking, en, wanneer deze al op orde is, de capaciteit in een bepaald gebied.

Hoe meer gebruikers er zich in een cel bevinden, hoe kleiner de capaciteit per gebruiker. De ligging en omvang van een cel zijn bepalend voor de hoeveelheid gebruikers. In dit onderzoek vergelijken we de capaciteit die een operator op een bepaalde locatie biedt met de capaciteit die nodig is om aan de vraag te voldoen. We bepalen hiervoor de vraag per locatie en (op basis van de capaciteit van cellen) de capaciteit per locatie in Nederland.

2.1.1 Capaciteit van mobiele netwerken De capaciteit van mobiele netwerken wordt in beginsel bepaald door de volgende drie parameters: (1) de spectrale efficiëntie van de gehanteerde technologie (uitgedrukt in bits/s/Hz), (2) de hoeveelheid ingezet spectrum en (3) de mate van verdichting van het netwerk (die hergebruik van de frequentieruimte mogelijk maakt). Figuur 1 toont dit schematisch. Spectrale efficiëntie [bits/s/Hz]

In de basis kan het aantal antennes (en daarmee antenne-opstelpunten) in Nederland worden gezien als functie van de vraag: hoe groter de vraag, hoe meer antennes er nodig zijn. Dit principe vormt het uitgangspunt van onze modellering van de ontwikkeling van het aantal antenne-opstelpunten. Toch is de werkelijkheid niet zo eenvoudig: zo spelen er diverse (strategische) afwegingen, technische beperkingen, speelt timing een rol, en is het maar de vraag hoe de vraag naar mobiele data zich ontwikkelt. In dit hoofdstuk werken we deze factoren verder uit. Allereerst gaan we in op de theorie achter mobiele netwerken (§2.1). In §2.2 beschrijven we de huidige situatie op het gebied van vraag en aanbod. In §2.3 gaan we in op ontwikkelingen hiervan. Paragraaf §2.4 beschrijft strategische overwegingen van operators. Tot slot komen we in §2.5 tot de conclusie en presenteren we een roadmap. Voor de details over de wijze waarop de kwantitatieve modellering is uitgevoerd verwijzen we naar Bijlage 1.

2.1 Theorie Een mobiel netwerk bestaat uit cellen. Een cel is een gebied waarbinnen één antenne-installatie dekking en capaciteit voorziet voor de klanten van de operator (gebruikers). Iedere cel kent een bepaalde capaciteit (uitgedrukt in Mbit/s). Deze wordt gedeeld tussen alle gebruikers die zich in de cel bevinden. Dialogic innovatie ● interactie

Capaciteit cel [Mbit/s/km2]

Netwerkdichtheid

Hoeveelheid spectrum

[cellen/km2]

[Hz/cel]

Figuur 1 De relatie tussen capaciteit, spectrale efficiëntie, spectrum en netwerkverdichting (illustratie: Dialogic)

Figuur 2 toont schematisch het afwegingskader van een operator. De ‘mix’ van oplossingen (op vlak van efficiëntie, verdichting of spectrum) wordt bepaald aan de hand van de strategie van de operator, waarin kosten een primaire rol spelen. De uitgangspositie van een operator is eveneens bepalend: heeft een operator relatief veel spectrum ter beschikking, dan kan zij andere keuzes maken dan een operator met minder spectrum; hetzelfde geldt voor het aantal opstelpunten en de apparatuur die een operator al in gebruik heeft. Een operator kan de invulling uiteraard differentiëren naar locatie en behoefte.

9

Lage dichtheid gebruikers

Hoge dichtheid gebruikers

Groot oppervlakte

Klein oppervlakte

Driver: dekking

Driver: capaciteit

Regulier 5G NR

Massive MIMO Beamforming Wi-Fi offloading

Spectrale efficiëntie

Netwerkverdichting

Lage frequenties

Inzet van spectrum

Strategie operator

Macrocellen

Small cells

Hoge frequenties mmWave

Figuur 2 Mogelijkheden voor vergroten capaciteit door operator (illustratie: Dialogic)

De hoeveelheid spectrum die een operator ter beschikking heeft is een parameter die voor langere tijd vaststaat: alleen via een veiling (zoals de recente multibandveiling en de veiling van de 3,5 GHz-band in 2022) en het ‘refarmen’ van oude technologieën (GSM, UMTS en in de toekomst LTE) kan spectrum worden vrijgemaakt voor efficiëntere inzet. Spectrum komt eens in de zoveel tijd beschikbaar. Binnenkort komt in Nederland een substantiële hoeveelheid spectrum (300 MHz) vrij in de 3,5 GHzband. De efficiëntie van de radiotechnologie staat voor een belangrijk deel vast gegeven de betreffende technische standaard (zoals UMTS, LTE of 5G NR). Deze standaarden worden wereldwijd ontwikkeld door 3GPP en in Europa overgenomen door ETSI. De efficiëntie die in de praktijk wordt gehaald is afhankelijk van de (prestaties van de) door fabrikanten van netwerkapparatuur en terminals geïmplementeerde delen van de standaard en uitbreidingen daarop. Omdat ook de terminal bepalend is, speelt ook de adoptie van modernere terminals door eindgebruikers een belangrijke rol. Het 5G NR-radioprotocol is in de basis iets efficiënter dan LTE, het radioprotocol dat voor 4G wordt gebruikt.

Op zichzelf is dat echter niet voldoende om substantieel hogere capaciteit te realiseren – moderne technologieën komen steeds dichter bij het theoretische maximum van een radiokanaal, gegeven door het Shannon–Hartley-theorema. Wel kan een operator, binnen een bepaalde standaard, er voor kiezen bepaalde optionele technologieën in te zetten. Het gebruik van beamforming en Massive

10

MIMO wordt steeds meer gemeengoed, al is dit op dit moment nog kostbaar. Beide technieken maken een hogere mate van frequentiehergebruik binnen een cel mogelijk. Operators zullen er waarschijnlijk voor kiezen om geselecteerde antenne-installaties hiermee uit te rusten. Wanneer de beschikbare hoeveelheid spectrum en (ontwikkeling van) spectrale efficiëntie voor langere tijd vaststaan, is de derde parameter, de verdichting van het netwerk, de primaire ‘draaiknop’ voor een operator om capaciteitsgroei op specifieke locaties te realiseren. Naast het realiseren van dekking (wat een operator in principe doet met het macronetwerk) zal een operator willen zorgen dat op specifieke plaatsen met veel verkeer (hotspots) voldoende capaciteit wordt geleverd. Op het niveau van ‘gewone’ wijken en buurten kan een operator dit meestal nog wel realiseren in het macronetwerk: door meer antenne-installaties te plaatsen worden grotere macrocellen gesplitst in kleinere, daalt het aantal gebruikers per cel, en stijgt de gemiddelde beschikbare capaciteit per gebruiker. Small cell-infrastructuur Naarmate op een specifieke locatie de capaciteitsvraag heel hoog is, kunnen macrocellen tegen beperkingen aanlopen en wordt een aanpak op basis van small cells relatief efficiënter.

In een regulier ‘macronetwerk’ vormen antennes op (meestal vrij hoge en op hoog vermogen werkende) opstelpunten samen een cellenstructuur. Small cells zijn kleinere cellen die overlappen met een ‘macrocel’ en (vanwege kleinere hoogte en vermogen) een beperkt gebied afdekken. De small cell functioneert in feite als een omgekeerde ‘paraplu’: het verkeer binnen de small cell komt niet ten laste van het macronetwerk. Small cells die met één small cellinstallatie worden gerealiseerd kunnen een gebied met een straal van enkele tientallen meters bedekken, zoals bijvoorbeeld een klein plein. Met meerdere small cellinstallaties kan een groter gebied, zoals een voetbalstadion, met small cells worden bedekt. Op langere termijn is het denkbaar dat een operator grootschalige small cellstructuren uitrolt die meer dan één ‘hotspot’ bedekken. De small cells worden daarbij de primaire ‘radiolaag’ voor het realiseren van capaciteit, terwijl het macronetwerk op de achtergrond actief blijft voor (o.a. inpandige) dekking.

Dialogic innovatie ● interactie

2.2 Huidige situatie 2.2.1 Vraag 2021 begon, traditioneel, met een nieuw recordvolume mobiele data tijdens de nieuwjaarsnacht; KPN verwerkte maar liefst 248 terabyte tussen 22:00 en 04:00. [2] In het tweede kwartaal van 2020 verbruikten Nederlanders in totaal 219 miljard MB aan mobiele data. Dit was 2,5% meer dan het kwartaal ervoor. Traditioneel zien we een veel hogere groei van het volume van mobiel dataverkeer: in de eerste helft van 2019 was de groei nog 19%. Het is zeer waarschijnlijk dat de coronamaatregelen die gedurende 2020 van kracht waren hieraan ten grondslag liggen. Het aantal mobiele belminuten steeg in het eerste halfjaar van 2020 fors (23%) [3] In totaal kent Nederland (Q2 2020) 21,9 miljoen mobiele aansluitingen, waarvan het merendeel (20,3 miljoen) zowel een data- als spraakdienst betreft. Dit aantal aansluitingen is de afgelopen jaren relatief stabiel gebleven. Relevant is wel dat het aantal machine-to-machine-aansluitingen nog steeds een sterke groei doormaakt: het aantal ontwikkelde zich van ongeveer 5,5 miljoen aansluitingen in 2019 tot 7,1 miljoen halverwege 2020. [3] Geografische verdeling van de vraag De vraag naar mobiel dataverkeer is niet evenredig verdeeld over Nederland, maar concentreert zich op locaties waar zich veel mensen bevinden. Op basis van een modellering hebben wij berekend hoe de vraag geografisch is verdeeld.

Figuur 3 toont onze schatting van de huidige vraag (in Mbit/s/km2) per vierkante kilometer. 4 . De grote steden en enkele snelwegen zijn in deze kaart duidelijk waarneembaar.

2.2.2 Aanbod De mobiele aansluitingen in Nederland worden afgenomen bij KPN (25-30%), VodafoneZiggo (20-25%), T-Mobile (25-30%) en diverse aanbieders zonder eigen netwerk (20-25% 5 ). Sinds 2019 steeg het marktaandeel van T-Mobile ten koste van dat van KPN. [3]

4

Hierbij is per vlak van 1 km2 telkens de hoogste vraag genomen zoals berekend in de thuis-, werk- en spitssituatie. In de modellering zijn beperkingen als gevolg van pandemiemaatregelen niet meegenomen, tenzij anders aangegeven. Zie Bijlage 1 voor toelichting.

Dialogic innovatie ● interactie

Figuur 3 Huidige vraag in Mbit/s/km2 voor het combinatiescenario (bron: modellering Dialogic; zie Bijlage 1)

Vanuit technisch perspectief beschikt Nederland over zeer goede mobiele infrastructuur. [4] De drie mobiele operators bieden in het overgrote deel van Nederland 4G-dekking. Figuur 6, Figuur 5 en Figuur 4 tonen de dekkingskaarten van respectievelijk T-Mobile, KPN en Vodafone voor 4G mobiele data. Operators baseren deze kaarten in het algemeen op een combinatie van propagatiemodellen en praktijkmetingen. Doordat de onderstaande kaarten van de drie operators echter ieder een ander perspectief en meetmethode hanteren, kunnen ze niet gebruikt worden om de dekking van deze drie netwerken met elkaar te vergelijken.

5

Het marktaandeel van de aanbieders zonder eigen netwerk is niet noodzakelijkerwijs evenredig verdeeld over de operators (met een eigen netwerk).

11

Figuur 4 Dekkingskaart van Vodafone voor 4G mobiele data (december 2020). [5] In de donkerblauw gekleurde vlakken is dekking op basis van 4G+ (een snelle variant van 4G). In de lichtblauw gekleurde gebieden is alleen buitenpandig dekking op basis van 4G.

Figuur 5 Dekkingskaart van KPN voor 4G mobiele data (december 2020). [6] In de groen gekleurde gebieden is volgens KPN dekking. In de donkergroene gebieden is er alleen buitenpandig dekking.

In vrijwel alle bebouwde omgevingen is 4G in Nederland buiten beschikbaar. In steden en dorpen is er in de regel ook binnenshuis bereik, al zal dat grotendeels afhankelijk zijn van het soort gebouw, en zal er bijvoorbeeld ondergronds of in een lift al snel geen dekking meer zijn. In dunbevolkte gebieden zien we hier en daar een gat in de dekking, met name in het noorden en oosten van het land. In veel gevallen gaat het om natuurgebieden.6

Figuur 6 Dekkingskaart van T-Mobile voor 4G of 5G mobiele data (december 2020). [7] In de magenta gekleurde gebieden is volgens T-Mobile dekking.

het immers vaak ook de gebieden zijn waar zich weinig gebruikers bevinden. De getoonde capaciteit moet dus worden afgezet tegen de vraag om een indruk te krijgen van de beschikbare capaciteit per gebruiker. De steden zijn dus niet voor niets groene vlekken met veel aanbod: daar is ook de meeste vraag.

Kijken we naar de capaciteit die de Nederlandse netwerken kunnen leveren, dan zien we een beeld als in Figuur 7. Deze figuur toont de gemodelleerde capaciteit van de drie netwerken opgeteld. De capaciteit is hier berekend per vierkante kilometer. Een bepaalde antenne-installatie biedt voor een bepaald gebied een bepaalde capaciteit (afhankelijk van de configuratie van de antenne-installatie7). Deze capaciteit moet vervolgens worden gedeeld door alle gebruikers binnen dat gebied. Een gebied met een lage capaciteit per vierkante kilometer biedt dus niet per definitie een lage capaciteit per gebruiker, omdat

6

In grensgebieden tonen sommige dekkingskaarten overigens dat er geen of minder dekking is. Rond de grens gelden beperkingen ten aanzien van het gebruik van spectrum. In de praktijk kan, wanneer er geen dekking is, gebruik worden gemaakt van het buitenlandse netwerk via roaming.

12

7

Operators kunnen per antenne-installatie en zelfs per sector bepalen welke functionaliteiten er zijn ingeschakeld (bijv. de MIMO-variant), in hoeveel sectoren een antenne-installatie wordt verdeeld, en hoeveel van het beschikbare spectrum in welke banden er wordt ingezet.

Dialogic innovatie ● interactie

vanaf eind 2020 in het Antenneregister zijn komen te vervallen. •

De operators rolden gedurende de getoonde periode 4G uit, wat tot een hoger aantal antenneinstallaties leidde.

•

De operators hebben de 2G en 3G-netwerken afgeschaald en in sommige gevallen zelfs uitgeschakeld. Hoewel veel antenne-installaties worden gedeeld over technologieën is het denkbaar dat hierdoor een aantal installaties is komen te vervallen.

Binnen een jaar variëren de aantallen steeds licht (±2,5% rond het gemiddelde). De reden hiervoor ligt (ook) in vervanging.

25.000

20.000

5.000

Figuur 7 Capaciteit van de huidige mobiele netwerken opgeteld (bron: modellering Dialogic; zie Bijlage 1)

0.000

Het Antenneregister rapporteert maandelijks het aantal antenne-installaties dat in Nederland is geplaatst. Volgens het Antennebureau stonden er in januari 2021 in totaal 15.744 antenne-installaties in Nederland.8 Figuur 8 toont de ontwikkeling van het aantal antenne-installaties in de afgelopen tien jaar. Wat opvalt is dat het aantal installaties varieerde tussen de 15.471 (juni 2010) en 19.157 (augustus 2019), maar vanaf september 2020 weer rond het niveau van 2010 ligt. Er is een aantal verklaringen mogelijk bij de fluctuatie van de aantallen: •

8

Tele2 trad in 2013 toe tot de Nederlandse markt en bouwde zijn eigen 4G-netwerk. Per 1 januari 2019 fuseerde Tele2 met T-Mobile. Inmiddels is aangekondigd dat het netwerk van Tele2 zal worden geïntegreerd met dat van T-Mobile. [8] Het is aannemelijk dat de Tele2-registraties

Het Antennebureau rapporteert maandelijks het aantal antenne-installaties in Nederland en de daarin aanwezige combinaties van mobiele communicatietechnologieën (“toepassing”). [82] Het aantal antenne-installaties (volgens onze definitie) correspondeert met het aantal unieke sitenummers.

Dialogic innovatie ● interactie

-

0

- -20 0 -20 0 - -20 - -20 -2-20 2 - -20 2 - 2-20 2 -5-20 - 0-20 - -20 - -20 - -20 5 - -20 5 - -20 5 - -20 - -20 -2-20 - -20 - 2-20 -5-20 - 0-20 - -20 - -20 - -2020 - -2020 - -2020

5.000

Antenne-installaties

antal antenne-installaties in het

ntenneregister

Figuur 8 Ontwikkeling van het aantal antenne-installaties in Nederland in de afgelopen tien jaar (bron: Antenneregister)9

De inzet van verschillende technologieën veranderde in de afgelopen jaren flink. In Figuur 9 tonen we per technologie het aantal antenne-installaties (ten opzichte van het totaal aantal installaties) dat de betreffende technologie ondersteunt. Tussen 2013 en 2019 zien we de uitrol van LTE (4G). Vanaf 2019 zien we de opkomst van 5G NR en het uitfaseren van UMTS (3G) en GSM (2G) door verschillende operators.10

9

Eveneens op basis van unieke sitenummers. In juni 2017 werd per abuis een groot aantal installaties dubbel geregistreerd; dit datapunt is daarom hier verwijderd.

10

T-Mobile schakelt 2G uit per 1 juni 2021 en noemt nog geen einddatum voor 3G. [77] VodafoneZiggo heeft 3G uitgeschakeld per 4 februari 2020. [78] KPN schakelt 3G 13

14.000

Aantal antenne-opstelpunten

00 0 0 0

0 50 0

0 20 0 0

20

20

20 5 20

20

20

20

12.000 10.000

8.000 6.000 4.000 2.000

2020 0

2013 G

E

5G

Figuur 9 Inzet van technologie op antenne-installaties (bron gegevens: Antenneregister, analyse Dialogic).

Antenne-opstelpunten In dit onderzoek richten we ons op het aantal antenne-opstelpunten. Op één opstelpunt kunnen één of meerdere antenne-installaties worden geplaatst. Vergunningstrajecten verlopen over het algemeen per antenne-opstelpunt. Daarnaast hangt de ‘visuele’ impact van antennes primair samen met het aantal antenne-opstelpunten, en in mindere mate met het aantal daarop geplaatste installaties. In de afgelopen zeven jaar waren er tussen de 11.500 en 12.000 antenne-opstelpunten in Nederland. De trend in het totale aantal opstelpunten wordt getoond in Figuur 10.11 Het aantal opstelpunten is over de tijd relatief stabiel is gebleven (het verschil tussen het maximum en minimum is ongeveer 4%).

2014 2015 2016 2017 2018 2019 Jaar (meetmaand: september)

2020

Figuur 10 Historische ontwikkeling van het aantal antenneopstelpunten in Nederland (bron: modellering Dialogic)

Operators delen regelmatig antenne-opstelpunten (site sharing). We kunnen dit kwantificeren door te kijken naar het aantal antenne-installaties in verhouding tot het aantal antenne-opstelpunten. In september 2020 waren er in totaal 15.689 antenneinstallaties (cf. Antenneregister) verdeeld over (onze benadering) 11.421 antenne-opstelpunten. Als gevolg van site sharing is het aantal opstelpunten dus 27% lager dan wat het zou zijn geweest zonder sharing.12 Het delen van antenne-opstelpunten en het uitfaseren van oudere technologiegeneraties heeft ervoor gezorgd dat het aantal antenne-opstelpunten bij de uitrol van 4G netto niet substantieel is gestegen. De toetreding van Tele2 leidde weliswaar tot een stijging van het aantal antenne-installaties, maar niet tot een stijging van het aantal opstelpunten, omdat Tele2 gebruik maakte van gedeelde opstelpunten.

2.3 Verwachte ontwikkelingen 2.3.1 Vraag De vraag naar mobiel dataverkeer steeg in de afgelopen jaren substantieel. In 2019 groeide het gebruik

uit per januari 2022. [79] Noch KPN, noch VodafoneZiggo geven een einddatum voor 2G. Het aanbod van 2G en 3G wordt door alle operators die het nog aanbieden afgeschaald. De hoeveelheid spectrum die wordt ingezet voor 2G/3G wordt verminderd en toegewezen aan 4G/5G. 11

Op basis van het Antenneregister. Omdat het Antenneregister niet op het niveau van opstelpunten registreert (en wij hier geen sitenummers tot onze beschikking hadden) hebben we het aantal opstelpunten benaderd door

14

antenne-installaties te clusteren aan de hand van de locatie. De methode wordt in Bijlage 1 uitgelegd. 12

Anders gezegd: op de antenne-opstelpunten in Nederland vinden we gemiddeld 1,37 antenne-installatie. Omdat een opstelpunt door één, twee of drie operators kan worden gedeeld is uit deze statistiek niet af te leiden op welk percentage van de opstelpunten er (door ten minste twee operators) wordt gedeeld.

Dialogic innovatie ● interactie

in termen van volume met 32% ten opzichte van 2018, zo blijkt uit cijfers van ACM. [9] Zouden gebruikers nog beperkt worden door de bundelgrootte, dekking (inpandig) en functionaliteit van de gebruikte apparaten, dan zou de latente vraag wellicht nog hoger kunnen zijn. In hoeverre dit het geval is, is lastig vast te stellen. Hoewel de operators allen ‘unlimited’-bundels aanbieden is niet bekend welk percentage abonnees deze afneemt en of abonnees bij lagere prijzen meer mobiele data zouden kopen en gebruiken (de prijselasticiteit).

capaciteitsvraag, maar kan het aantal opstelpunten wel worden gedreven door overwegingen als redundantie en dekking. Voor URLLC is de verwachting dat dit op beperkte oppervlakte wordt ingezet (bijvoorbeeld een specifiek bedrijfsgebied) en dat de operator hier specifieke aanpassingen voor realiseert in de radioplanning. •

Ook op vaste netwerken is al jarenlang een substantiële groei van de datavolumes zichtbaar. De absolute volumes liggen op vaste netwerken nog altijd vele malen hoger dan op mobiele netwerken. In zowel 2014 en 2016 voerde Dialogic en TU/e onderzoek uit naar de vraagontwikkeling op vaste netwerken en de drivers daarvan. [10] [11] Op vaste netwerken speelt toename van kwaliteit van diensten (denk bijvoorbeeld aan videoresolutie) en toename van intensiteit (denk bijvoorbeeld aan het vaker kijken van streaming video via internet).

We kunnen ons vanuit de vraagzijde van de markt goed voorstellen dat deze prikkel er is. We zijn echter onzeker in welke mate de operators dit zullen faciliteren. Voor een aanbieder is mobiele data echter veel kostbaarder dan data over de vaste infrastructuur. Operators die zowel vaste als mobiele diensten bieden (‘geconvergeerde operators’) hebben daarom een prikkel om door middel van bundeling gebruikers juist richting de vaste infrastructuur sturen (en daarbij binnenshuis Wi-Fi te promoten).

Scenario’s voor vraagontwikkeling Of de groei van de vraag zich in de komende 6 tot 10 jaar voortzet, is allerminst zeker. Uit gesprekken met vendors en operators en literatuuronderzoek komen zowel scenario’s met sterke vraaggroei, als scenario’s van afvlakking van de vraag voor. De voornaamste argumenten die bij vraaggroei worden genoemd, zijn de volgende: •

Het aantal niet-smartphones dat via 5G zal communiceren neemt in de komende jaren sterk toe. Te denken valt aan VR/AR-brillen, smart watches, tablets en laptops. We kunnen ons goed voorstellen dat deze ontwikkeling zich zal voordoen, maar we vragen ons af in welke mate de vraag uiteindelijk zal worden afgewikkeld via Wi-Fi-netwerken thuis of op kantoor.

•

5G maakt nieuwe use cases mogelijk, die tot vraaggroei leiden. 5G zal mogelijkheden bieden voor nieuwe toepassingsgebieden, zoals in auto’s/verkeer. obiliteit is echter niet de enige nieuwe toepassing. Voor investeringen in 5G wordt gerekend op drie ‘pilaren’ aan de vraagkant: enhanced mobile broadband (feitelijk de groei uit bestaande mobiele use cases), ultrareliable low latency (URLLC) en massive machine-type communications (MMTC). Voor de laatste twee categorieën speelt niet zozeer een

Dialogic innovatie ● interactie

Mobiele connectiviteit substitueert vaste connectiviteit. De eigenschappen van 5G maken de mobiele verbinding voor een groot aantal toepassingen geschikt. Een scenario van substitutie van vast door mobiel is daarom denkbaar.

•

Draadloze vaste internettoegang (FWA) genereerd meer verkeer. Dit soort gebruik als aangeboden dienst is met name in het buitenland gemeengoed op locaties waar geen goede vaste infrastructuur aanwezig is. In Nederland wordt het slechts op heel kleine schaal ingezet, in buitengebieden. We verwachten, mede op basis van de input van de Nederlandse operators die we spraken, geen sterke toename van vast-draadloos in Nederland. We zien wel in toenemende mate dat operators FWA inzetten om klanten die wachten op een vaste aansluiting te voorzien van internet, en als aanvulling op locaties waar de vaste aansluiting niet genoeg capaciteit beidt. [12] Dat uitrol van FWA kan leiden tot substantiële structurele groei van het gevraagde dataverkeer ligt voor de hand gezien de volumes op vaste netwerken (die een ordegrootte hoger liggen dan op mobiele netwerken) en bij operators in het buitenland zoals Three (UK), die (zelfs dit jaar) hoge groeipercentages rapporteren. [13]

De voornaamste argumenten die bij scenario’s voor afvlakking van de vraag worden genoemd, zijn de volgende: 15

•

Operators die ‘unlimited’-bundels 13 zijn gaan aanbieden, zouden initieel een sterke stijging van de vraag zien, gevolgd door een afvlakking. De aanname is dat klanten met een ‘unlimited’bundel niet meer ‘nadenken’ over hoeveel data zij verbruiken (en of bepaalde diensten wel of niet mobiel gebruikt kunnen worden), en deze dus een goede weerspiegeling geven van de latente vraag.

•

Er zou een limiet kunnen zijn aan mediaconsumptie via de smartphone. Op vaste infrastructuren zijn het vooral videodiensten die de vraag opstuwen. [11] Dit geldt ook voor mobiele infrastructuren, maar de meerwaarde van hogere resoluties (HD/4K) en kwaliteit is op mobiele telefoons simpelweg minder relevant, omdat het om kleine schermen gaat.14

We merken op dat argumenten voor sterke groei en argumenten voor afvlakking ook tegelijkertijd kunnen afspelen, en daarmee elkaar deels neutraliseren. Naast de sterkte van de groei kan er ook sprake zijn van (tijdelijke) fluctuaties. Zo zagen we het afgelopen jaar dat ook onvoorziene oorzaken een flink effect kunnen hebben op de vraag naar mobiele data. Als gevolg van de maatregelen ter bestrijding van het coronavirus zagen operators de hoeveelheid mobiele dataverkeer op sommige (werk)locaties meer dan halveren. De groei van het mobiele dataverkeer was in deze periode zeer beperkt. [14]

Figuur 11 Vergelijking van het volume van het uitgaande dataverkeer op het vaste netwerk van KPN voor en tijdens de coronamaatregelen (maandag 23 november 2020) [15] De verticale as toont het verkeersvolume (schaal niet gegeven).

Figuur 12 toont drie scenario’s voor de ontwikkeling van de vraag naar mobiele data, gebaseerd op de diverse input die we verkregen: •

Een jaar-op-jaar groei (CAGR)15 van 28% die in de komende jaren afvlakt tot 15%. Dit is op basis van de laagst gevonden percentages in de onlinebronnen en gevoerde gesprekken. [16]

•

Een jaar-op-jaar groei van 35%. Dit is de gemiddelde historische groei van de vraag in de afgelopen jaren in Nederland.

•

Een jaar-op-jaar groei van 60%. Dit is het hoogste, maar volgens ons nog enigszins aannemelijke jaarlijkse groeipercentage. Het groeipercentage komt voor in enkele bronnen en is tijdens een van de genoemd. Groeipercentages van 60% of hoger zijn in andere landen niet ongebruikelijk. Het verschil tussen 35% en 60% vraaggroei in termen van datavolume is door het exponentiele karakter echter zeer groot. Waar een gebruiker bij 35% groei eind 2026 ongeveer 26 GB per maand zou verbruiken, ligt dit bij 60% op 90 GB; een factor 3,5 hoger. Om tot dergelijke verbruikscijfers te komen, zouden Nederlandse gebruikers binnen grofweg twee jaar in de top drie van internationale vergelijking (zie hierna) moeten staan.

Op vaste netwerken was de impact van de coronamaatregelen bijvoorbeeld goed te zien. Uit een analyse van KPN (Figuur 11) volgt dat niet alleen het totale verkeersvolume tijdens een maandag in coronatijd fors hoger ligt dan op een ‘gewone’ maandag, maar ook dat een opmerkelijk patroon zichtbaar is: aan het begin van het hele en halve uur is het datavolume substantieel hoger, vermoedelijk als gevolg van het feit dat veel videogesprekken op deze momenten beginnen.

13

14

ansluiting met een ‘fair use policy’ of een systeem waarbij boven een bepaalde hoeveelheid gebruik steeds een SMS moet worden gestuurd. Aan de andere kant is de resolutie in tien jaar behoorlijk verhoogd: de iPhone 4 (2010) beschikte over een scherm met een resolutie van 960 bij 640 pixels. De

16

iPhone 12 Pro Max (2020) beschikt over 2778 bij 1284 pixels. Het aantal pixels is grofweg een factor zes hoger. 15

Compound Annual Growth Rate (CAGR) is een begrip dat komt uit de financiële wereld dat een jaar-op-jaar groei berekend.

Dialogic innovatie ● interactie

39

Ontwikkeling van de vraag naar mobiele data

15

10

5

0 n y d ce d D al ny d s ly ia m i a ea li c m ce a an giu ee ub an str atv o r rl an an Ita EC rwa apa d o tug r nl g K O J p r L o e rm e r l el Fr e Au n G o z Fi i N e B P R it K G eth k d Sw N va te lo ni S U La nd 2019 2018 2017 2016

Figuur 13 Dataverbruik per mobiele breedbandaansluiting naar land (bron gegevens: [17], bewerking en landenselectie Dialogic) 80%

29

LT AT

MX

70%

24

FR

19 14 9 4

Jaar 35% groei

Da t a ver bruik per m obiele bre e dba nda a nsluit ing per m a a nd

20

CAGR van 2016 tot en met 2019 (%)

GB/maand/klant

34

25

GiB/ m a a nd

Het voert daarom wat ons betreft te ver om 60% structurele groei voor de komende jaren aan te houden voor Nederland. Een incidentele groei (voor één of twee jaren) van 60% is echter denkbaar (als gevolg van een “ etflixmoment”). We rekenen de 60% vraaggroei daarom niet verder door dan het moment waarop de vraag in dit scenario de vraag in het 35%-scenario in 2027 overschrijdt, met de gedachte dat het 60%-scenario daarmee hooguit een “tijdelijk voorschot in de tijd” is op het 5 -scenario. Omdat de netwerken eerder te maken krijgen met hogere vraag is het echter zeer denkbaar dat er een effect is op het aantal antenne-opstelpunten.

Afvlakking: 28% naar 15% groei

60% groei

Figuur 12 Ontwikkeling van de vraag naar mobiele data: de verschillende scenario’s die we hanteren in de modellering (bron: modellering Dialogic, zie Bijlage 1).

Internationale vergelijking Een ander perspectief op vraaggroei is internationaal: hoe meet Nederland zich ten opzichte van andere landen, en welke groei is daar te zien? Figuur 13 toont de gemiddelde hoeveelheid data per mobiele breedbandaansluiting die in verschillende landen wordt verbruikt.

Dialogic innovatie ● interactie

SI

60%

IT 50%

BE

NZ CH TR

GR 40%

NL ES DE

30%

IR

PT CO UK

IS

OECD

LV

PL

FI

KR

NO

DK

JP

SK 20%

AU

ET

HR

SE

CA LU

CZ 10%

CR

0% 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Maandelijks mobiel dataverbruik per subscriber 2016 (GB/maand/subscriber)

Figuur 14 Mobiel dataverbruik per aansluiting in 2019 versus groei van dit dataverbruik tussen 2016-2019 (bron gegevens: [17], bewerking Dialogic)

Het relatief lage verbruik van data voor Nederlandse mobiele aansluitingen is mogelijk te verklaren door de uitstekende vaste infrastructuur die Nederland heeft. Veel van het verkeer vanaf mobiele apparaten

17

zal hierdoor via thuis- of kantoor-Wi-Fi en (uiteindelijk) vaste infrastructuur worden afgewikkeld.16 Het lijkt, tot slot, te vroeg om te kunnen concluderen of de vraag in landen met hoog mobiel dataverbruik afvlakt, doorzet of juist groeit. Figuur 14 toont het maandelijkse dataverbruik en de groei daarvan per land voor de periode 2016-2019. Een negatieve trend is zichtbaar, maar deze is sterk afhankelijk van een kleine groep landen (Australië, Letland en Finland) en de statistische significatie van deze trend is zwak.

2.3.2 Aanbod Beschikbaarheid spectrum De Nederlandse operators hebben samen de beschikking over 680 MHz aan spectrum (eind 2020). Daarvan is 580 Hz zogenaamd ‘gepaard’ spectrum: 290 MHz in een hogere frequentieband voor de downlink (verkeer van netwerk naar de gebruiker), 290 MHz in een lagere frequentieband voor de uplink (verkeer van de gebruiker naar het netwerk). De overige 100 MHz is ongepaard en wordt ingezet op basis van TDD (downlink en uplink verkeer vinden afwisselend in tijd plaats in dezelfde frequentieband), of wordt ingezet als aanvullende downlinkband (SDL). Wanneer de operators TDD inzetten met een verhouding van 4:1 (downlink:uplinktijd) hebben zij in totaal effectief circa 362 MHz beschikbaar in de downlinkrichting. Tabel 1 toont de hoeveelheden per operator. Tabel 1 Hoeveelheid spectrum die de mobiele operators ter beschikking hebben (situatie eind 2020; analyse Dialogic)17

Duplex: Richting:

FDD

TDD

SDL

Totaal (bruto)

Effectief totaal (bij TDD 4:1)

DL

UL

BI

DL

KPN

80

80

30

15

205

111

84

T-Mobile

110

110

30

10

260

136

114

VodafoneZiggo

100

100

0

15

215

115

100

DL

UL

De operators kunnen dit spectrum, rekening houdend met diverse beperkingen vanuit technologie en wet- en regelgeving, naar eigen inzicht inzetten (de

16

17

Daarnaast zou FWA in de OESO-cijfers niet worden meegenomen. Desondanks verwachten we dat in landen waar FWA gemeengoed is ook veel semi-FWA-gebruik zal plaatsvinden (een reguliere aansluiting gebruiken als ‘hotspot’ in een vakantiehuisje, bijvoorbeeld). Merk op dat van het 30 MHz TDD-spectrum van KPN en T-Mobile slechts 20 MHz effectief bruikbaar is. Dit is verrekend in het effectieve totaal.

18

vergunningen zijn technologieneutraal). Relevant is dat de operators zelf beslissen welke technologie zij in welke delen van het door hen verkregen spectrum inzetten en zelf verantwoordelijk is voor het plaatsen van de benodigde antenne-installaties. Multibandveiling 2020 In juli 2020 verkregen drie operators additioneel spectrum uit de ‘multibandveiling’; het betrof 2 vergunningen in de 700 MHz-band (3 maal 10+10 MHz gepaard), de 1400 MHz-band (15+10+15 MHz, alleen downlink) en 2100 MHz-band (3 maal van 20+20 MHz gepaard). [18] De eerste twee banden betroffen ‘nieuw’ spectrum, terwijl het spectrum in de 2100 MHz-band al in gebruik was door de operators maar opnieuw werd verdeeld. De verwachting is dat de operators het additionele spectrum uit de multibandveiling inzetten voor 5G NR en/of LTE18 en het reeds in gebruik zijnde 2100 MHz-spectrum de komende jaren daarnaartoe migreren. Alle vergunningen bevatten een ingebruiknameverplichting. [19] Veiling 3,5 GHz-spectrum Vanaf 1 september 2022 komt in totaal 300 MHz aan spectrum in de 3,5 GHz-band beschikbaar ten behoeve van openbare mobiele netwerken. [20] De veiling van de frequenties is toegankelijk voor de huidige operators en eventuele toetreders.

Doordat de frequenties in kavels worden geveild zijn verschillende uitkomsten mogelijk, al is de maximumhoeveelheid spectrum die een operator verkrijgt waarschijnlijk beperkt tot 120 MHz. [21] In het model rekenen we in eerste instantie met de drie huidige operators, en nemen we aan dat deze operators samen de beschikking krijgen over 300 MHz. De exacte verdeling heeft in het model beperkte invloed (alleen wanneer het marktaandeel sterk zou afwijken van het relatieve spectrumaandeel van de operator in de 3,5 GHz-band). 19 We schatten in dat operators in de 3,5 GHz-band uitsluitend 5G NR gaan inzetten. Deze radiotechnologie is op zichzelf iets efficiënter dan LTE (4G), maar de

18

Al dan niet op basis van Dynamic Spectrum Sharing (DSS), waarmee zowel 5G NR als LTE in dezelfde frequentieruimte gelijktijdig kunnen worden gebruikt.

19

In ons eerdere onderzoek naar mogelijke kavelgroottes voor de 3,5 GHz-band wordt uitgewerkt welke uitkomsten mogelijk en aannemelijk zijn in scenario’s met en zonder toetreders; zie [22].

Dialogic innovatie ● interactie

capaciteitsgroei ontstaat vooral doordat deze substantiële hoeveelheid extra spectrum te combineren met de inzet van massive MIMO, waardoor het spectrum ook binnen één sector van een cel meerdere keren hergebruikt kan worden. De capaciteit van het netwerk kan daarmee sterk worden verhoogd op basis van bestaande opstelpunten door de 3,5 GHzband in te zetten. 250

200

50

00

50

- obile

odafone iggo ie uwk om e r(s)

ax im ale hoe ve e lhe id e x tra spe ctrum na

,5 GHz-ve iling

Huidige hoe ve e lhe id spe ctrum

Figuur 15 Overzicht huidige en verwachtte toekomstige (maximale) hoeveelheid spectrum per operator (analyse Dialogic)20

Beschikbaarheid millimetergolfspectrum Voor het realiseren van grote hoeveelheden capaciteit wordt (voor 5G, maar ook voor de nieuwe Wi-Fi 802.11ad standaard) gekeken naar de inzet van (zeer) hoge frequentiebanden, zoals 26 GHz en 60 GHz-spectrum: de zogenaamde ‘millimetergolfbanden’. Het grote voordeel van deze banden is dat er veel ruimte is, en daardoor brede (en efficiënte) carriers kunnen worden gerealiseerd.

20

21

Analyse van Dialogic op basis van [83]. Getoond is de effectieve hoeveelheid downlink-spectrum. Voor TDDspectrum is steeds 4/5e genomen van de totale hoeveelheid (ervan uitgaand dat een verhouding van 1:4 UL:DL zal worden gehanteerd). We nemen verder aan dat de capregeling [84] van toepassing is, welke bepaalt dat iedere partij maximaal 40% van (1) de totale hoeveelheid beschikbaar spectrum, en (2) de totale hoeveelheid spectrum met lage frequenties, en (3) de totale hoeveelheid spectrum in de 3,5 GHz-band kan verwerven. Deze laatste beperking is nog niet vastgelegd in de capregeling, maar dat zal volgens de toelichting op de regeling wel gebeuren. Dit zou betekenen dat toetreders maximaal 120 MHz kunnen verkrijgen in de 3,5 GHz-band. [86] Hiermee bedoelen we dat de ontvanger de zender kan ‘zien’ (er zich geen obstakels tussen beiden bevinden), of dat het signaal hooguit één keer hoeft te weerkaatsen

Dialogic innovatie ● interactie

Een nadeel is dat de hoge frequenties ongunstigere propagatie-eigenschappen kennen dan de lagere frequenties die nu worden gebruikt in mobiele netwerken. Het bereik op basis van millimetergolffrequenties is slechter dan het bereik op basis van de huidige mobiele frequentiebanden. Voor outdoor gebruik is een (bijna-)zichtverbinding21 tussen terminal en antenne nodig. Zelfs de hand die een toestel vasthoudt kan het signaal blokkeren.22 Desondanks biedt de techniek veel potentie voor (met name inpandig en op kleine gebieden) leveren van zeer grote capaciteit. [22] De beperkingen van de hogere frequenties kunnen deels worden opgevangen door ze samen met lagere frequenties in te zetten23 en deels doordat de hogere frequenties zich uitstekend lenen voor nieuwe antennetechnologieën24. De 26 GHz-band is Europees bestemd voor mobiele communicatie; lidstaten moeten de band vanaf juni 2020 zelfs hiervoor inzetten. [23] [24] Het is nog niet bekend wanneer en in welke vorm Nederland de band beschikbaar zal maken voor mobiele netwerken, maar het is mogelijk dat dit (op zijn minst voor een deel van de band) binnen nu en maximaal twee jaar gebeurt. De grootste beperking bij de inzet van deze banden lijkt vooralsnog de adoptie van de band aan de toestelkant te zijn. Veel fabrikanten bieden ondersteuning voor het millimetergolfspectrum alleen nog aan als optie bij de topmodellen.

De reden hiervoor ligt primair in de benodigde aanpassingen in hardware en licentiekosten. Adoptie van toestellen

(reflectie) op bijvoorbeeld een gebouw. De daadwerkelijke signaalsterkte/signaal-ruisverhouding hangt af van de specifieke situatie en bijvoorbeeld het materiaal waarop het signaal reflecteert of zich doorheen moet verplaatsen (bijvoorbeeld glas). 22

Zie bijvoorbeeld [linustechtips.com]. Dit verschijnsel speelt in mindere mate overigens ook bij lagere frequenties.

23

Zo zou uplinkverkeer, dat over het algemeen veel minder capaciteit nodig heeft dan downlinkverkeer, over de lage frequenties kunnen worden afgewikkeld.

24

Doordat de golflengte laag is kunnen antennes worden gebouwd met zeer veel antenne-elementen terwijl de afmetingen binnen de perken blijven. Dat maakt implementatie van beamforming en massive MIMO praktischer.

19

met 26 GHz-ondersteuning zal in Europa naar verwachting minstens enkele jaren duren. 25 Beschikbaarheid nieuwe frequentiebanden Naast de millimetergolfbanden komen in de komende jaren ook andere frequentiebanden beschikbaar voor mobiele communicatie. Een van de banden waarvoor vanuit de industrie interesse is uitgesproken, is de 6 GHz-band (6.425 – 7.125 MHz). De beslissing over de internationale toewijzing van deze band volgt waarschijnlijk in 2023 (tijdens de World Radio Conference) waarna de bestemming en toewijzing uiteraard nog op Europees en nationaal niveau dient plaats te vinden. Daarnaast wordt op dit moment al getest met 5G in de 6 GHz-band. [25] [26] Een andere richting waarin de mobiele netwerken mogelijk ‘nieuw’ spectrum kunnen vinden, is in vergunningvrije banden. In de 5 GHz ISM-band is veel spectrum beschikbaar en zou 5G NR naast bestaande toepassingen (waaronder Wi-Fi) ‘opportunistisch’ (in de technische zin van het woord) kunnen worden ingezet om extra capaciteit te realiseren. Netwerkverdichting Op het gebied van netwerkverdichting zijn de volgende aspecten en ontwikkelingen van belang. Verdichting ten behoeve van de verplichtingen van de 700 MHz-vergunningen De vergunningen die de operators in 2020 verkregen voor het spectrum in de 700 MHz-band bevatten een dekkings- en snelheidsverplichting.

Deze stelt dat iedere operator een openbare elektronische communicatiedienst moet aanbieden die minimaal 98% geografische dekking moet realiseren (bepaalde gebieden, zoals Natura 2000-gebieden26, zijn uitgesloten), met een minimale downloadsnelheid van 8 Mbit/s (met een waarschijnlijkheid van ten minste 90%), binnen twee jaar na afloop van de veiling. Uiterlijk zes jaar na de veiling dient 10 Mbit/s te

25

Bijkomend probleem is dat wereldwijd de meeste aandacht voorlopig uitgaat naar de 28 GHz-band (n257: 26,5- 29,5 GHz). Recente cijfers van GSA laten zien dat van de 112 bekende modellen toestellen met ondersteuning voor millimetergolfspectrum er slechts 8 de 26 GHz-band (n258: 24,5 – 27,5 GHz) ondersteunen. [85] De n257-band overlapt overigens met n258, waardoor maximaal 1 GHz aan de ‘bovenkant’ van de 2 GHzband (26,5 – 27,5 GHz) nog bruikbaar is met deze toestellen.

20

worden gehaald (eveneens met 90% waarschijnlijkheid). Deze eisen hoeven niet (alleen) met het 700 MHz-spectrum te worden gehaald. [19] Verdichting door het realiseren van small cells op drukke locaties (‘hot spots’) Vanaf 2013 experimenteerden de Nederlandse operators met outdoor small cells op specifieke drukke locaties [27] [28]. Dit heeft niet geleid tot grootschalige uitrol van small cells in de openbare buitenruimte. Wel hebben alle operators op diverse plekken small cells uitgerold op drukke (semi-)inpandige locaties, zoals stations, vliegvelden, stadions en evenementenlocaties. Ter illustratie: op Utrecht Centraal gaat het om 50 antennes op basis van 2x2 MIMO. De operators delen in dergelijke scenario’s vaak de passieve infrastructuur via een DAS (Distributed Antenna System). [29] In veel gevallen werken de small cells als sector van een (bestaande) macrosite. Small cells kunnen ook worden ingezet om het bereik van het mobiele netwerk inpandig te vergroten. Tot 20 bood odafone dergelijke ‘femtocellen’ voor thuis aan op basis van 3G; per 2018 werd de ondersteuning gestaakt. [30] Bij de auteurs is geen grootschalige inzet van femtocellen in Nederland bekend. Verdichting door het toevoegen van Wi-Fi-hotspots (‘Wi-Fi offloading’) De drie mobiele operators zijn allemaal ‘converged’, wat wil zeggen dat ze naast de mobiele netwerken ook vaste infrastructuur exploiteren.

De operators maken gebruik van de vaste infrastructuur om hun mobiele netwerk te ontlasten. Sinds ten minste 2013 wordt geëxperimenteerd met Wi-Fi-hotspots. [31] Vandaag de dag biedt onder andere VodafoneZiggo vanaf (vrijwel) alle vaste aansluitingen toegang tot internet via Wi-Fi aan haar abonnees. [32] De andere operators kennen vergelijkbare diensten. In 2020 voegden alle operators aanbod van “Wi-Fi-versterkers” toe, en bieden sommigen geavanceerde mesh-

26

evens uitgesloten zijn de ‘buitenwateren’ zoals de Noordzee en de Eems. In een gebied rondom Westerbork mag de daar aanwezige radioastronomie niet worden verstoord door signalen van mobiele netwerken, en is om die reden geen dekking.

Dialogic innovatie ● interactie

Wi-Fi systemen aan hun klanten. Niet alleen leidt betere Wi-Fi thuis tot een betere ervaring voor de klant, het helpt ook de operator het mobiele net te ontlasten; smartphones schakelen immers sneller over op de vaste verbinding en belasten (thuis) het mobiele netwerk veel minder. Wi-Fi speelt ook een rol bij het verbeteren van inpandige dekking. Vanaf 2019 is het bij de meeste operators mogelijk om te bellen over Wi-Fi (VoWiFi). Een telefoon maakt daarbij gebruik van de internetverbinding (die overigens niet van dezelfde operator hoeft te zijn) in plaats van het mobiele netwerk. Hiermee kan de noodzaak om het mobiele netwerk te verdichten worden verlaagd. [33] De relatie tussen netwerkverdichting en het aantal opstelpunten Netwerkverdichting is niet één-op-één gerelateerd aan groei van het aantal antenne-opstelpunten. De Nederlandse operators delen sinds jaar en dag antenne-opstelpunten. [34] Daarnaast maken zij ook op andere manieren gebruik van gedeelde infrastructuur, bijvoorbeeld glasvezelverbindingen. Het totale aantal opstelpunten is dan ook meer dan een kwart lager dan de aantallen antenne-installaties voor de drie operators opgeteld. RAN sharing Een relevante ontwikkeling in dit kader is RANsharing: het delen van actieve onderdelen van een radionetwerk.

Deze vorm wordt in steeds meer landen toegepast, maar de Nederlandse operators zijn vooralsnog terughoudend als het gaat om het delen van actieve infrastructuur. Mogelijk spelen complexiteit, controle en concurrentiële overwegingen hierbij een rol. In de 5G-standaard is specifiek aandacht besteed aan functionaliteit voor virtualisatie en ‘slicing’, zodat delen van infrastructuur eenvoudiger virtueel gedeeld kunnen worden (o.a. ‘v ’).

27

Er bestaat een natuurkundige bovengrens voor de capaciteit van een enkel (radio)signaal, die afhankelijk is van de signaal-ruisverhouding (gegeven in het theorema van Shannon-Hartley). Sommige technieken (zoals CoMP, beamforming, verbeterde modulatie- en foutcorrectie-algoritmen) dragen bij aan het verhogen van de signaalruisverhouding, zodat de capaciteit de theoretische

Dialogic innovatie ● interactie

Spectrale efficiëntie De efficiëntie van mobiele netwerktechnologie wordt alsmaar hoger.27 De ontwikkeling van deze efficiëntere technologieën vindt vooral plaats in de standaardiseringsorganisaties (m.n. 3GPP) waarin een breed scala aan belanghebbenden, zoals fabrikanten van chipsets en terminals e mobiele operators, zijn vertegenwoordigd. Uitrol van 5G De Nederlandse mobiele operators zijn inmiddels begonnen met de uitrol van 5G. In eerste instantie gebruiken zij hiervoor de 700 MHz-band en spectrum dat eerder voor 3G en 4G werd ingezet. Een enkele operator combineert 4G en 5G in hetzelfde spectrum met dynamic spectrum sharing (DSS). Het betreft zogenaamde ‘non standalone’ ( )-implementaties. Hierbij worden kanalen op basis van 5G NR (de radiotechniek van 5G) alleen gebruikt om de capaciteit van het net te vergroten. Het signaleringsverkeer vindt nog altijd over 4G plaats. De operators hadden naar eigen zeggen eind 2020 in een groot deel van Nederland 5G-dekking gerealiseerd. Adoptie aan terminalzijde Bij het uitrollen van nieuwere technologie is een operator beperkt door wat de terminals van haar klanten ondersteunen. Op dit moment is met name de adoptie van terminals die 5G (en de in Nederland gebruikte frequentiebanden) ondersteunen een factor van belang.

Afgaand op een rapportage van Ericsson zou de markt ook aan de toestelkant vanaf 2021 klaar moeten zijn voor grootschalige uitrol van 5G [35]. Desondanks constateren we dat 5G nog lang niet op alle (nieuwe) telefoons aanwezig is. Hoewel de operators toestellen met 5G aanbieden zijn dit vooralsnog alleen de duurdere modellen. De verwachting is dat dit vanaf 2021 verandert. [36] De in Nederland gebruikte 5G-banden worden over het algemeen allemaal ondersteund door nieuwe modellen die in Nederland worden uitgebracht.