Branża telekomunikacyjna zawsze była na czele innowacji technologicznych, napędzając łączność i komunikację na całym świecie. Centralnym elementem tej branży są maszty telekomunikacyjne, wysokie konstrukcje, które są gospodarzami niezbędnego sprzętu do komunikacji bezprzewodowej. W ostatnich latach dzierżawa tych masztów stała się kluczowym aspektem infrastruktury telekomunikacyjnej, obejmując złożoną grę technologii, strategii i ekonomii. 

 W początkach komunikacji bezprzewodowej maszty telekomunikacyjne były stosunkowo proste. Często były własnością i zarządzane przez same firmy telekomunikacyjne. Jednak w miarę postępu technologicznego i wzrostu zapotrzebowania na usługi bezprzewodowe, potrzeba bardziej zaawansowanych i strategicznie umieszczonych masztów stała się oczywista. Doprowadziło to do ewolucji modeli dzierżawy, gdzie firmy telekomunikacyjne zaczęły wynajmować miejsce na masztach należących do wyspecjalizowanych podmiotów. Ta zmiana nie tylko pozwoliła na bardziej efektywne wykorzystanie zasobów, ale także pobudziła innowacje w projektowaniu i umieszczaniu masztów. 

 W zaraniu komunikacji bezprzewodowej maszty telekomunikacyjne, często określane jako wieże komórkowe lub stacje bazowe, były podstawowymi konstrukcjami zaprojektowanymi głównie do obsługi podstawowych wymagań usług głosowych i wczesnych usług danych. Te maszty były zwykle wysokimi, samodzielnymi strukturami wznoszonymi przez firmy telekomunikacyjne, takie jak British Telecom w Wielkiej Brytanii czy Deutsche Telekom w Niemczech. Były one strategicznie rozmieszczone, aby pokrywać duże obszary, ale z ograniczonym uwzględnieniem złożoności pojawiających się potrzeb w komunikacji bezprzewodowej.  

W miarę postępu XX wieku kilka czynników przyczyniło się do zmiany podejścia do infrastruktury masztów telekomunikacyjnych. Ewolucja technologii bezprzewodowej od 1G do 4G i dalej spowodowała dramatyczny wzrost zapotrzebowania na usługi danych. Ta zmiana wymagała gęstszej sieci masztów, aby obsłużyć wyższy przesył danych i zmniejszyć opóźnienia. Technologie takie jak GSM, 3G, LTE, a później 5G, wymagały bardziej zaawansowanej infrastruktury zdolnej do obsługi większych obciążeń danych i obsługi bardziej zaawansowanych anten i nadajników.  

Wraz z rozprzestrzenianiem się urządzeń mobilnych i rosnącym poleganiem na komunikacji bezprzewodowej, nastąpił wzrost zapotrzebowania na wszechstronne pokrycie. To zapotrzebowanie rozciągnęło się poza obszary miejskie na przedmieścia i regiony wiejskie, wymagając bardziej rozległej sieci masztów. Uświadomienie sobie, że strategiczne umiejscowienie masztów mogło znacząco poprawić jakość usług, doprowadziło do ponownej oceny lokalizacji masztów. W przeciwieństwie do wcześniejszego podejścia polegającego na umieszczaniu masztów w najwyższych punktach w celu maksymalizacji pokrycia, uwaga skupiła się na umieszczaniu ich bliżej obszarów zamieszkałych i wzdłuż tras transportowych, aby zapewnić lepszą obsługę tam, gdzie była najbardziej potrzebna. 

Posiadanie i utrzymanie sieci masztów było kapitałochłonne dla firm telekomunikacyjnych. W miarę wzrostu konkurencji na rynku, firmy te zaczęły szukać sposobów na zmniejszenie kosztów operacyjnych. Wynajmowanie przestrzeni na masztach pozwoliło dostawcom telekomunikacyjnym na podzielenie się kosztami infrastruktury, prowadząc do bardziej efektywnego rozdysponowania zasobów finansowych. Dostrzegając okazję, zaczęły pojawiać się wyspecjalizowane podmioty, skupiające się wyłącznie na posiadaniu i dzierżawie infrastruktury masztów. Firmy takie jak Cellnex Telecom i American Tower Corporation opracowały modele biznesowe oparte na nabywaniu lub budowaniu masztów i wynajmowaniu miejsca na tych strukturach wielu operatorom telekomunikacyjnym. To podejście pozwoliło na współdzielenie infrastruktury, zmniejszając ogólny wpływ na środowisko i minimalizując potrzebę budowy redundantnych konstrukcji.  

Przesunięcie w kierunku dzierżawy i masztów wielonajemców pobudziło innowacje w projektowaniu i technologii. Maszty stały się czymś więcej niż tylko stalowymi konstrukcjami; ewoluowały w technologicznie zaawansowane miejsca wyposażone w najnowszą technologię komunikacyjną, zapasowe źródła zasilania i systemy bezpieczeństwa. Ta era przyniosła także wprowadzenie masztów kamuflażowych zaprojektowanych, aby wtapiały się w otoczenie, szczególnie w obszarach miejskich i wrażliwych środowiskowo. 

Współczesny krajobraz dzierżawy masztów telekomunikacyjnych jest coraz bardziej kształtowany przez postępy technologiczne. Najbardziej zauważalnie poprzez pojawienie się masztów wielonajemców i wdrożenie sieci 5G. Te trendy odzwierciedlają głębszą integrację technologiczną i strategiczną odpowiedź na ewoluujące potrzeby komunikacji bezprzewodowej. 

 Maszty wielonajemców i integracja technologii 

 Współczesne maszty wielonajemców są zaprojektowane do obsługi sprzętu od kilku dostawców usług jednocześnie. Ten projekt obejmuje solidne wsparcie strukturalne do obsługi wielu anten i nadajników, zaawansowane systemy zarządzania energią, aby sprostać zróżnicowanym wymaganiom różnych najemców, oraz zaawansowane systemy chłodzenia do rozpraszania ciepła generowanego przez sprzęt. 

 Technologie takie jak anteny Multiple Input Multiple Output (MIMO) i kształtowanie wiązki stają się standardem w masztach wielonajemców. MIMO pozwala na przesyłanie i odbieranie wielu sygnałów danych przez ten sam kanał radiowy, zwiększając pojemność bez potrzeby dodatkowego spektrum. Z kolei kształtowanie wiązki poprawia siłę sygnału i zmniejsza zakłócenia, co jest kluczowe w współdzielonym środowisku masztów. 

 Specjalistyczne firmy leasingowe korzystają z scentralizowanych systemów zarządzania do monitorowania i zarządzania infrastrukturą. Systemy te wykorzystują czujniki IoT (Internet Rzeczy) do śledzenia różnych parametrów, takich jak zużycie energii, integralność strukturalna i warunki środowiskowe. Algorytmy sztucznej inteligencji następnie analizują te dane w celu optymalizacji wydajności i przewidywania potrzeb konserwacyjnych, zapewniając ciągłą i efektywną działalność. W miejscach, gdzie przestrzeń jest na wagę złota, zwłaszcza w obszarach miejskich, maszty wielolokatorskie są zaprojektowane tak, aby maksymalizować użyteczność na minimalnej przestrzeni. Obejmuje to innowacyjne podejścia do rozmieszczenia anten i stosowanie kompaktowego, wysokowydajnego sprzętu, aby zmniejszyć fizyczny ślad. 

Technologia 5G działa na wyższych częstotliwościach w porównaniu z jej poprzednikami, oferując większą przepustowość, ale kosztem zmniejszonego zasięgu i penetracji. Wymaga to gęstszej sieci masztów, szczególnie w obszarach miejskich, gdzie budynki mogą blokować sygnały. Wdrażanie małych komórek – miniaturowych masztów o ograniczonym zasięgu – jest również integralną częścią infrastruktury 5G, wypełniając luki w zasięgu w gęsto zaludnionych obszarach. Maszty 5G są wyposażone w zaawansowaną technologię do obsługi wyższych prędkości danych i niższych wymagań dotyczących opóźnień. Obejmuje to zaawansowane systemy antenowe, takie jak aktywny system antenowy (AAS) i anteny zespolone, które są kluczowe dla wdrożenia zdolności kształtowania wiązki 5G. 

Zwiększone zapotrzebowanie na przepustowość danych 5G wymaga ulepszonych rozwiązań backhaul – połączeń z masztów do sieci rdzeniowej. Obejmuje to aktualizację do połączeń światłowodowych lub korzystanie z bezprzewodowych rozwiązań backhaul o dużej pojemności, które oferują przepustowość wymaganą dla usług 5G bez potrzeby rozległego okablowania. W miarę wzrostu liczby masztów rośnie również nacisk na efektywność energetyczną i zrównoważony rozwój. Nowe maszty 5G są projektowane z energooszczędnymi wzmacniaczami mocy, odnawialnymi źródłami energii, takimi jak panele słoneczne i naturalnymi systemami chłodzenia, aby zminimalizować wpływ na środowisko. Strategia umieszczania masztów 5G jest bardziej szczegółowa i oparta na danych, koncentrując się na obszarach o dużym zapotrzebowaniu. Obejmuje to nie tylko gęstość zaludnienia, ale także wzorce zachowań użytkowników i rozważania geograficzne, ułatwiane przez analizę danych i modelowanie predykcyjne. 

Rosnące Zapotrzebowanie na Usługi Bezprzewodowe 

Rosnące zapotrzebowanie na usługi bezprzewodowe jest bezpośrednią konsekwencją globalnej proliferacji urządzeń mobilnych i rozwoju technologii smartfonów. Ten wzrost nie jest ograniczony tylko do centrów miejskich, ale rozciąga się na przedmieścia i obszary wiejskie, wymagając bardziej rozbudowanej sieci masztów telekomunikacyjnych. Aby lepiej zrozumieć to zjawisko, przyjrzyjmy się kilku kluczowym statystykom i przykładom od wiodących firm i raportów badawczych: 

Według Statisty, w 2023 roku liczba użytkowników smartfonów na świecie wynosi 6,93 miliarda, co oznacza, że 85,74% populacji świata posiada smartfona. Ta zdumiewająca liczba reprezentuje znaczną część globalnej populacji, wskazując na szeroki zasięg technologii mobilnej. 

Eksplozja Użycia Danych: Raport Mobilności Ericssona podkreśla, że globalny ruch danych mobilnych ma wzrosnąć pięciokrotnie między 2019 a 2025 rokiem. Ten wzrost jest w dużej mierze przypisywany rosnącej jakości i ilości aplikacji na smartfony, usługom strumieniowania i pojawieniu się treści wysokiej rozdzielczości. Globalny rynek Ruchu Danych Mobilnych, szacowany na 84,1 miliona terabajtów na miesiąc w roku 2022, ma osiągnąć zrewidowaną wielkość 603,5 miliona terabajtów na miesiąc do 2030 roku, rosnąc z CAGR (roczną stopą wzrostu złożonego) o 27,9% w okresie analizy 2022-2030. 

Wiodące firmy, takie jak Apple, Samsung i Huawei, nieustannie przesuwają granice możliwości smartfonów. Na przykład seria iPhone’ów 12 firmy Apple, wyposażona w technologię 5G, ustawiła nowe standardy szybkości i wydajności, napędzając potrzebę bardziej solidnej infrastruktury bezprzewodowej. 

Zgodnie z raportem GSMA, rośnie nacisk na przezwyciężanie cyfrowego podziału między obszarami miejskimi a wiejskimi. Ta inicjatywa doprowadziła do zwiększenia inwestycji w rozszerzenie zasięgu sieci w mniej zaludnionych regionach, które historycznie miały ograniczony dostęp do zaawansowanych usług telekomunikacyjnych. Przewiduje się, że zasięg 5G będzie dostępny dla ponad 45% światowej populacji do końca 2023 roku i 85% do końca 2029 roku. 

Integracja technologii 5G w smartfonach, jak widać na przykładzie modeli Samsung Galaxy S20 i Huawei P40, jest znaczącym czynnikiem napędzającym zapotrzebowanie na zaawansowane maszty. Te urządzenia oferują ulepszone funkcje, takie jak wyższe prędkości danych i niższe opóźnienia, które wymagają bardziej zaawansowanej i gęstszej sieci masztów. Nowoczesne smartfony, ze swoimi wysokorozdzielczymi wyświetlaczami i zaawansowanymi możliwościami przetwarzania, doprowadziły do wzrostu strumieniowania treści wideo w wysokiej rozdzielczości (HD) i 4K. Ten trend znacznie przyczynia się do zwiększonych wymagań przepustowości w sieciach bezprzewodowych. 

Integracja możliwości IoT w smartfonach, umożliwiająca im interakcję z mnóstwem urządzeń i czujników, doprowadziła do wykładniczego wzrostu generowania i konsumpcji danych, dodatkowo obciążając sieci bezprzewodowe. Wiodące firmy takie jak Google i Microsoft promują usługi i przechowywanie oparte na chmurze, co sprawia, że smartfony są coraz częściej używane do dostępu do danych i aplikacji hostowanych na zdalnych serwerach, co wymaga niezawodnej i szybkiej łączności bezprzewodowej. Globalny rynek generatywnej sztucznej inteligencji w telekomunikacji szacowany był na 150,81 miliona USD w 2022 roku i ma osiągnąć około 4,883.78 miliona USD do 2032 roku, rosnąc z CAGR na poziomie 41,59% w okresie prognozy od 2023 do 2032 roku. 

Aspekty techniczne strategicznego rozmieszczania masztów i optymalizacji zasobów w branży telekomunikacyjnej są kluczowe dla zrozumienia obecnych trendów w rozmieszczaniu i zarządzaniu masztami. Przyjrzyjmy się każdemu z tych aspektów: 

Techniczne aspekty potrzeb strategicznej lokalizacji 

Zaawansowane narzędzia programowe są wykorzystywane do modelowania propagacji fal radiowych (RF), aby określić optymalne lokalizacje dla masztów. Te narzędzia uwzględniają różne czynniki, takie jak teren, materiały budowlane i przeszkody środowiskowe wpływające na siłę i jakość sygnału. Firmy telekomunikacyjne stosują technologię systemów informacji geograficznej (GIS), aby mapować zagęszczenia ludności, identyfikując obszary o dużym ruchu, gdzie zapotrzebowanie na usługi bezprzewodowe jest największe. Zapewnia to, że maszty są umieszczane nie tylko dla maksymalnego zasięgu, ale także tam, gdzie mogą obsługiwać jak największą liczbę użytkowników w sposób efektywny. 

Szczególną uwagę zwraca się na główne trasy transportowe – autostrady, linie kolejowe i miejskie ścieżki tranzytowe – jako obszary o wysokim użytkowaniu mobilnym. Zapewnienie ciągłego zasięgu wzdłuż tych korytarzy wymaga strategicznie umieszczonych masztów, aby utrzymać jakość usług dla użytkowników w podróży. Środowiska miejskie, ze swoją gęstą zabudową i wysokim skupiskiem użytkowników, często wymagają stosowania technologii małych komórek. Małe komórki to miniaturowe wieże komórkowe, które mogą być umieszczane na meblach ulicznych, takich jak latarnie i fasady budynków, aby poprawić zasięg i pojemność w gęsto zaludnionych obszarach. 

Rozważania dotyczące widoczności dla wyższych częstotliwości: Z pojawieniem się technologii 5G, która działa na wyższych częstotliwościach, widoczność pomiędzy masztem a urządzeniem użytkownika staje się bardziej krytyczna. Doprowadziło to do gęstszego rozmieszczenia masztów i małych komórek, szczególnie w obszarach miejskich, gdzie budynki mogą łatwo blokować sygnały o wysokiej częstotliwości. 

Rozwiązywanie problemów z martwymi punktami i utrzymanie siły sygnału w różnych obszarach, w tym tych, które tradycyjnie są trudne dla odbioru sygnału, wymaga wieloaspektowego podejścia. Podejście to obejmuje zaawansowane rozwiązania technologiczne, strategiczne planowanie oraz ciągłą optymalizację sieci. DAS (rozproszone systemy antenowe) to sieć przestrzennie oddzielonych węzłów antenowych połączonych z wspólnym źródłem, które zapewniają usługę bezprzewodową na określonym obszarze geograficznym lub w strukturze. Są one szczególnie skuteczne w dużych budynkach, stadionach czy podziemnych obszarach takich jak metro. 

Repeatery i wzmacniacze sygnału wzmacniają sygnał w obszarach, gdzie odbiór jest słaby. Są one często stosowane w obszarach wiejskich lub odległych, gdzie budowa pełnowymiarowego masztu nie jest wykonalna ze względów geograficznych lub ekonomicznych. W bardzo odległych obszarach komunikacja satelitarna może zapewniać pokrycie, gdzie sieci naziemne są niedostępne. Jest to szczególnie istotne dla obszarów morskich, lotniczych i odległych lądowych. 

Aspekty Techniczne Optymalizacji Zasobów 

Modele Współdzielonej Infrastruktury: Wynajem miejsca na masztach pozwala na model współdzielonej infrastruktury, gdzie wielu dostawców usług korzysta z tego samego masztu dla swoich anten i sprzętu. Model ten znacząco redukuje kapitałowe i operacyjne wydatki związane z budową i utrzymaniem wielu masztów. 

Aby optymalizować zasoby, firmy telekomunikacyjne coraz częściej korzystają z systemów zdalnego monitoringu. Systemy te wykorzystują czujniki i technologię IoT do śledzenia stanu sprzętu, zasilania i warunków środowiskowych, umożliwiając proaktywne utrzymanie i redukując potrzebę inspekcji na miejscu. Efektywne zarządzanie energią jest również kluczowe dla redukcji kosztów operacyjnych. Obejmuje to wykorzystanie energooszczędnych technologii, takich jak komponenty radiowe o niskiej mocy, odnawialne źródła energii (panele słoneczne, turbiny wiatrowe) oraz zaawansowane systemy magazynowania baterii. 

Operatorzy stosują techniki dynamicznego zarządzania spektrum, aby zoptymalizować wykorzystanie dostępnych częstotliwości radiowych. To podejście zapewnia efektywne wykorzystanie spektrum, redukując zakłócenia i poprawiając jakość usług bez potrzeby dodatkowej infrastruktury. 

Podsumowując, strategiczne umiejscowienie masztów wymaga połączenia analizy technicznej, badań nad wzorcami ruchu ludności oraz uwzględnienia planowania urbanistycznego i czynników środowiskowych. Z drugiej strony, optymalizacja zasobów wykorzystuje modele współdzielonej infrastruktury, zaawansowany projekt masztów, zdalne monitorowanie, zarządzanie energią i dynamiczne zarządzanie spektrum, aby zmniejszyć koszty i poprawić efektywność. Te techniczne strategie są fundamentalne w odpowiedzi na ewoluujące wymagania branży telekomunikacyjnej. 

Pojawienie się wyspecjalizowanych firm leasingowych oraz innowacje w projektowaniu i umiejscowieniu masztów znacząco przekształciły krajobraz infrastruktury telekomunikacyjnej. Ta transformacja doprowadziła do powstania nowego modelu w branży: wykupu długoterminowego leasingu. Model ten ma implikacje zarówno dla firm telekomunikacyjnych (dzierżawców), jak i podmiotów posiadających infrastrukturę masztów (dzierżawców). 

Model Wykupu Długoterminowego Leasingu 

Definicja i Mechanizm: Wykup długoterminowego leasingu polega na tym, że operator telekomunikacyjny zgadza się na długoterminowy leasing (często obejmujący kilka dekad) z właścicielem masztu. W tej aranżacji inwestor, np. Telecom Infrastructure Partners, płaci jednorazową sumę z góry lub zgadza się na strukturyzowany plan płatności. Zapewnia to natychmiastowy kapitał właścicielowi nieruchomości z infrastrukturą telekomunikacyjną, taką jak maszt, podczas gdy operator zapewnia długoterminowy dostęp do miejsca. 

Dla najemców ten model oferuje finansową przewidywalność i bezpieczeństwo dostępu do infrastruktury. Ponadto, uwolnienie kapitału z posiadania i utrzymania masztów pozwala im inwestować w swoje kluczowe obszary działalności. Ten kapitał może być reinwestowany w bardziej dochodowe przedsięwzięcia. Ponadto, długoterminowe umowy leasingowe zapewniają stały, przewidywalny strumień przychodów. 

Ten model przyciągnął zainteresowanie wielu inwestorów, w tym firm kapitału prywatnego i funduszy infrastrukturalnych. Inwestorzy ci są przyciągani stabilnymi, długoterminowymi zwrotami, które te aktywa mogą generować. Staje się popularnym pojazdem inwestycyjnym w sektorze infrastruktury telekomunikacyjnej. 

Pojawienie się wyspecjalizowanych firm leasingowych i innowacje w projektowaniu masztów stanowią znaczącą ewolucję w sektorze infrastruktury telekomunikacyjnej. Model wykupu długoterminowego leasingu wprowadzony przez te rozwinięcia oferuje korzyści finansowe i strategiczne zarówno dla operatorów telekomunikacyjnych, jak i właścicieli nieruchomości z infrastrukturą telekomunikacyjną, sprzyjając bardziej efektywnemu i zrównoważonemu podejściu do rozwoju infrastruktury. W połączeniu z postępem technologicznym i świadomym ekologicznie projektowaniem, ten model jest gotowy do kształtowania przyszłości infrastruktury telekomunikacyjnej, zapewniając solidne i niezawodne sieci komunikacji bezprzewodowej, które zaspokajają rosnące zapotrzebowanie na łączność. 

Źródła: 

• How many smartphones are in the world? https://www.bankmycell.com/blog/how-many-phones-are-in-the-world
• Stellar data traffic growth forecast to persist with 5G and FWA until at least 2028
• 5G is growing fast, but don’t forget indoor coverage – report
• 5G Services Markethttps://www.precedenceresearch.com/5g-services-market
• Generative AI in Telecom Market

Czytaj też: Czym jest trzecia fala w infrastrukturze telekomunikacyjnej?