Анализ развития перспективных радиотехнологий и проблемы их внедрения в регионах Российской Федерации

Анализ развития перспективных радиотехнологий и проблемы их внедрения в регионах Российской Федерации

Ключевые слова: радиочастотный спектр, радиотехнологии, управление использованием спектра, радиочастотный ресурс, особенности регионального развития.

В настоящее время наиболее перспективными направлением развития инфокоммуникаций являются технологии, использующие радиочастотный ресурс и предоставляющие возможность беспроводного доступа практически ко всем инфокоммуникационньм услугам. Авторами представлен краткий обзор проблемы выбора радиотехнологий, внедрение и эксплуатация которых может принести наибольший экономический эффект. Актуальность проблемы обусловлена тем, что в современном мире радиочастотный спектр является одним из наиболее востребованных природных ресурсов и его рациональное использование положительно отражается на развитии, как отрасли связи, так и многих других отраслей народного хозяйства, а также дает импульс для их дальнейшего развития. Проведен анализ наиболее перспективных радиотехнологий с указанием полос радиочастотного спектра для их возможного использования, а также представлены рекомендуемые полосы частот для проведения аукционных торгов, конкурсов или принятия решения ГКРЧ. Отражена текущая ситуация по использованию радиочастотного ресурса перспективными радиотехнологиями. Основной целью доклада является постановка задачи для проведения дальнейших научно-методических исследований в области определения наиболее эффективных управленческих решений по внедрению радиотехнологий на региональных рынках.

Володина Е.Е.,

профессор кафедры экономики связи МТУСИ, кэ.н., evolodina@lisi.ru

Гасс Я.М. Введение

Современные информационно-коммуникационные технологии — одна из самых динамично развивающихся отраслей народного хозяйства. В настоящее время, наиболее востребованными являются инфокоммуникационные услуги, предоставляемые на базе технологий с использованием радиочастотного спектра (РЧС).

Отметим, что радиочастотный ресурс нужно рассматривать как природный ограниченный производственный ресурс. Таким образом, определяющим фактором развития радиосистем всех назначений является эффективное использование радиочастотного спектра, а следовательно, и развития отрасли связи, что в конечном счете отражается на социально-экономическом развитии страны в целом.

Сегодня существует целый ряд перспективных радиотехнологий, имеющих принципиально важное значение для развития социальноэкономической сферы страны, которые могут быть успешно внедрены на территории Российской Федерации. Это в первую очередь радиотехнологии стандартов WiMAX, LTE, DVB (T, T2, H) и др. Внедрение указанных технологий позволит существенно увеличить доходы отрасли связи и ускорить процесс интеграции Российской Федерации в международное информационное пространство.

Анализ состояния и прогноз рынка услуг и оборудования стандарта WiMAX/Mobile WiMAX

По данным специалистов [1] в 149 странах мира сейчас насчитывается 593 сети WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), включая тестируемые и коммерческие сети. В эти сети входят не только сети мобильного и фиксированного WiMAX в диапазонах 2,3-2,4 ГГц, 2,5-2,69 ГГц, 3,3-3,8 ГГц, но и фиксированные сети pre-WiMAX в 5 ГГц. Размер каждой сети варьируется от нескольких единиц до сотен базовых станций.

В общей сложности в мире стандарт WiMAX используют 260 операторов. Несмотря на то, что наибольшими перспективами обладает мобильный WiMAX, в данный момент, в мире более распространена фиксированная версия стандарта. Ниже на рис. 1-2 представлено географическое распределение сетей на основе технологии WiMAX, где синим цветом обозначены сети мобильного WiMAX, красным — фиксированного WiMAX.

Численная оценка количества сетей, показанных на рис. 1 -2, представлена в табл. 1 с делением данных сетей по отдельным регионам, а в табл. 2 — с делением по используемому диапазону частот. При оказании услуг, операторы эксплуатируют так называемые "высокие" диапазоны частот. Такие операторы как Yota, Inukshuk, Korea Telecom, Packet One Networks, UQ Communication используют диапазон 2,3 или 2,5 ГГц, а Telmex, Axtel и Wateen Telecom используют диапазон 3,5 ГГц. Оператор ClearWire использует как диапазон 2,5 ГГц (в США), так и 3,5 ГГц (в Европе). В России операторы

Рис. 1. Карта сетей мобильного WiMAX

Рис. 2. Карта сетей фиксированного WiMAX

Таблица 1

Количество сетей по регионам по состоянию на начало 2011 г.

Регион Число сетей Число стран

Африка 117 43

Центральная и Южная америка 117 33

США и Канада 113 23

Азия и Океания 86 21

Восточная Европа 78 17

Западная Европа 53 2

Средняя азия 29 10

Таблица 2

Распределение сетей по диапазонам частот

Диапазон Всего сетей

2.3 ГГц 54

2.5 ГГц 115

3.3 ГГц 9

3.5 ГГц 311

5.x ГГц 21

WiMAX представлены компаниями Comstar WiMAX (2,5 ГГц), Yota (2,5 ГГц), Синтерра (2,5 ГГц), Союз-Телеком (2,5 ГГц), Freshtel (3,5 ГГц) и Wi-te (3,5 ГГц). Мобильный WiMAX развивают только Comstar WiMAX и Yota.

В настоящее время существенно изменился рынок производителей. Такие компании как Cisco Systems и Alcatel-Lucent прекратили выпуск WiMAX оборудования, но сети, построенные на их оборудовании, продолжают работать.

К преимуществам технологии WiMAX можно отнести постоянно снижающуюся стоимость абонентского оборудования. Стоимость USB — модемов уже преодолела планку в 50 долл. и продолжает снижаться. Однако, одной из причин такой низкой стоимости оборудования является однодиапазонность мобильных устройств. Появляющиеся многодиапазонные устройства имеют большую стоимость.

Обзор аналитических данных [2] говорит о том, что к концу 2013 г. абонентская база сетей WiMAX превысит планку в 60 млн. человек, а к концу 2014 г. составит 90 млн. Детальное представление данного прогноза показано на рис. 3.

Стоит отметить, что данный анализ является оптимистическим. В настоящее время технология Mobile WiMAX начинает испытывать жесткую конкуренцию со стороны технологии LTE, разработанной в процессе эволюции сетей сотовой подвижной связи. Уже в 2011 г. численность абонентской базы сетей LTE превышала число абонентов сетей WiMAX.

8 100 X

2009 2010 2011 2012 2013 2014

Юго-Восточная Азия  Восточная Европа, Россия

Латинская Америка Средний Восток, Африка

I Северная Америка  Западная Европа

Рис. 3. Прогноз роста абонентской базы операторов ММАХ до 2014 г.

Операторы сотовой связи, скорее всего, предпочтут работать с теми же производителями оборудования, что и ранее, и это спровоцирует переход мобильных операторов на технологию LTE. У операторов беспроводного широкополосного доступа, использующих на данный момент стандарт WiMAX, есть два варианта — продолжить развивать уже существую сеть WiMAX или переходить на технологию LTE.

Анализ состояния и прогноз рынка услуг и оборудования стандарта LTE

Основным направлением эволюции сетей сотовой связи 3G в настоящий момент является технология LTE (Long-Term Evolution). Она способна во много раз увеличить скорость передачи данных в мобильных сетях. При применении LTE, теоретическая пиковая скорость передачи данных увеличивается до 326,4 Мбит/с от базовой станции к абоненту и до 172,8 Мбит/с — обратно от абонента.

Развитие сетей LTE возможно на уже развитых сетях как операторов GSM, так и операторов CDMA, что заметно снижает стоимость развертывания сети (в отличие от WiMAX сетей). Таким образом, развитие LTE является более выгодным для операторов мобильной связи, чем продолжение развития сетей 3G.

В мире на данный момент [3] планируют строить LTE сети 80 операторов в 33 странах мира. Еще около 30 операторов рассматривают возможности запуска сетей LTE в 18 странах мира. По прогнозам [4] 82% в долгосрочной перспективе планируют переходить от UMTS к LTE, из них 53% планируют развертывать сети HSPA до перехода на LTE [4].

По данным аналитиков [5] к концу 2013 г. общее количество абонентов в сетях LTE превысит 30 млн абонентов (рис. 4). По альтернативному прогнозу [4] в 2013 г. число абонентов превысит 72 млн., если операторы будут выполнять свои планы по развитию сетей, а в 2014 г. совокупное число абонентов в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке должно превысить 153 млн. Ожидается [6], что к 2015 г. число абонентов превысит 300 млн. Северная Америка, Западная Европа и Дальний Восток, включая Китай, совместно будут занимать долю рынка в 90%.

Резкий рост количества запущенных сетей можно ожидать [4] к концу 2013 г., когда рынок оборудования достигнет объема 5 млрд. долл., и удвоится в 2014 г., достигнув планки в 11,4 млрд. долл., что отражено на рис. 5.

Но уже сейчас крупнейшие производители оборудования представляют свои решения для построения сетей данного стандарта. Такие компании как Ericsson, Huawei, Nokia Siemens Networks, NEC, Samsung, ZTE, Alcatel-Lucent разработали и готовы поставлять оборудование базовых станций для различных диапазонов. Особенностью современных базовых станций является возможность программного обновления. То есть уже сейчас можно устанавливать

35

2010 2011 2012 2013

РИс. 4. Прогнозы размера абонентской базы в сетях LTE

112п

0 »

L

1

I

% 6-

а

•*

ï

п

Рис. 5. Прогноз объема рынка инфраструктурного оборудования стандарта LTE

базовые станции для сетей GSM, UMTS или WiMAX, которые потом будут программно обновлены для развертывания сетей LTE.

Рынок абонентских терминалов отстает от рынка базового оборудования, что в некоторой степени тормозит развитие сетей LTE. В первую очередь, это связано со сложностью разработки многодиапазонных и многостандартных устройств, а также с малым количеством действующих сетей LTE. Следствием этого является невозможность снизить стоимость устройств за счет объема поставок.

Анализ проблемы внедрения перспективных радиотехнологий на российском рынке

На протяжении последнего десятилетия в России стабильно наблюдается дефицит радиочастотного ресурса, который связан прежде всего с появлением большого количества радиосредств различного назначения. Особенно остро этот дефицит заметен в стандартных полосах частот, которые используют для своей работы РЭС сотовой связи (3G, 4G, IMT-advanced), беспроводного ШПД и др.

Отчасти, проблему дефицита РЧС должно было решить введение платы за использование РЧС. Методика расчета платы за использование РЧС составлена таким образом, чтобы стимулировать владельцев частотных присвоений к более рациональному использованию спектра (внедрению новых радиотехнологий, проведению конверсии и т.п.). Однако есть и иной путь, ведущий к повышению эффективности использования РЧС — это повышение эффективности внедрения радиотехнологий. При этом обязательно должны приниматься в расчет технические, социально-экономические, географические и другие особенности того региона, для которого производится анализ. В данном случае, одной из важнейших задач является выбор оптимального алгоритма внедрения той или иной радиотехнологии.

Рассмотрим основные сдерживающие факторы на пути повышения эффективности внедрения радиотехнологий на российском рынке:

1) Недостаток соответствующего сетевого оборудования во многих регионах РФ.

Данный факт является основным препятствием на пути оперативного внедрения перспективных радиотехнологий в коммерческое использование.

2) Нерешенный вопрос с использованием радиочастот.

Для оказания услуг связи в новых сетях операторам потребуются новые частоты. Основная часть радиочастот, пригодных для это-

го, находится в распоряжении государства и частично используется для военных нужд. Поэтому первоочередной задачей, без решения которой запуск перспективных технологий представляется невозможным, является конверсия радиочастот, т.е. их перевод из государственного пользования в гражданское с последующим получением операторами связи лицензий на их использование.

Кроме того, полосы частот, наиболее удобные (как в техническом, так и в экономическом смысле) для применения, уже распределены между игроками рынка и работа в них новых телекоммуникационных и иных систем может привести к возникновению вредоносных и/или мешающих помех, что негативно отразится на качестве приема сигнала и, следовательно, оказываемых услуг. Данная ситуация объясняется не только значительным ростом числа действующих в эфире радиоэлектронных средств (РЭС), но и тем, что государственная политика в области радиочастотного ресурса не достаточно стимулирует повышение эффективности его использования.

3) Окупаемость инвестиций.

Коммерческим компаниям необходима уверенность в том, что проект окажется успешным. Для определения финансовых перспектив проекта необходимо определить сумму первоначальных капиталовложений, а также четко просчитать экономический эффект от запуска сетей, что на текущий момент сделать весьма непросто. Многие компании, работающие на рынке, опасаются того, что передача данных в сетях LTE или WiMAX, которая помимо прочего будет использоваться и в целях интернет-телефонии, резко сократит голосовой трафик (следовательно, и доходы от него). Операторам связи придется также вступить в конкурентную борьбу с ныне существующими сервисами интернет-телефонии, (например, Skype). Причем, если в системе ценообразования последних издержки, связанные с расходами на строительство сетей, не фигурируют вовсе, то сотовым операторам эти издержки уже придется учитывать.

Заключение

Таким образом, проблема внедрения радиотехнологий в регионах РФ характеризуется комплексностью решения технико-экономических и организационно-методических задач. Эффективность внедрения тех или иных радиотехнологий зависит от воздействия разнообразных факторов и их сочетаний, действие которых не одинаково в различных регионах страны, вследствие различий в уровне их технической оснащенности средствами связи и социально-экономического развития. К таким факторам могут относиться: уровень проникновения сотовой связи, уровень проникновения ШПД, ARPU (средний доход от одного абонента) равномерность распределения населения внутри субъекта РФ, площадь субъекта РФ, уровень внутреннего регионального продукта (ВРП) и др.

Литература

1. WiMAX forum http://www.wimaxforum.ong.

2. Senza fili Consulting http://www.senzafiliconsulting.com.

3. Global Semiconductor Alliance http://www.gsaglobal.org.

4. Infonetics Research http://www.infonetics.com.

5. ABI Research http://www.abiresearch.com.

6. Juniper Research http://www.iuniperresearch.com.

Prospective radio technologies development analysis and issues of their implementation in regions of russian federation

Elena Volodina, MTUCI, Yakov Gass

Abs ract At present time most prospective way of info communication development is spectrum-using technologies which grant wireless access to all types of infocommunication services almost. Review of choice issue of radio technologies, which can make largest economic benefits has been represented by authors. Currency of problem has been caused by the fact that radiofrequency spectrum is the one of the most demanding natural resource in the modern world and rational using of him has positive effect on development of telecommunication and some other sectors of economy and kick-start of that future development. Analysis of most prospective radio technologies with frequency bands of potential use of them has been performed and recommended frequency bands for setting auctions, contests or making decisions by GCRF have been presented. Actual condition of radiofrequency resource utilization by prospective radio technologies has been represented. Main aim of the article is problem statement of performing future methodological researches in a field of most effective managerial solutions for implementation of radio technologies on regional markets.

Keywords: radiofrequency spectrum, radio technologies, spectrum management, radiofrequency resource, features of regional development.