Сегодня я с большой уверенностью берусь предсказать, что самыми удивительными открытиями будут те, которые нам недостает еще мудрости предвидеть.

Карл Саган.

«Миллионы и миллиарды»

На злобу дня

Существуют проблемы, которые постоянно обсуждаются на страницах телекоммуникационных изданий, ибо их решение создаст огромный потенциал для развития всего общества. И одной из них, без сомнения, является создание широкополосных вариантов «последней мили». Перед тем, кто наиболее эффективным образом решит эту задачу, откроются новые горизонты предоставления телекоммуникационных услуг, такие как возможность организации корпоративных телефонных сетей, скоростного доступа в Internet, высокопроизводительных локальных сетей, а также передачи видео и мультимедийной информации.

Как известно, «последняя миля» — самая дорогая часть сети, способная либо озолотить, либо разорить любого поставщика услуг связи. Поэтому именно на ней подчас разворачиваются настоящие сражения за среду доставки услуг потребителям — металл или эфир. В свою очередь, национальные «регуляторы» отрасли — Минсвязи и МАП пытаются обозначить флажками «правильную дорогу» для участников рынка. Поставщики оборудования также не стоят на месте: они «подбрасывают» телекоммуникационным операторам все новые и новые варианты известных решений, а в результате сегодня каждое из них представляет собой целое семейство. Глаза разбегаются от разнообразия, но потенциальные поставщики услуг желают лишь быстро выбрать оптимальное технологическое решение — и в бой. Но не тут-то было: эффективный охват потребителя широкополосными услугами — дело изначально непростое.

Немного о запросах

Начитавшись фантастической литературы, каждый может представить себе следующую идиллическую картину. Любая квартира, любой дом и офис оснащены так, что их обитатели могут плодотворно трудиться и общаться со всем миром, собирать информацию, заниматься творчеством, отдыхать, совершать покупки, виртуально путешествовать, вполне материально оплачивать все услуги, а также перманентно наблюдаться у медицинских светил вселенского масштаба. Кому не понравится такой информационный коммунизм? Разве что связистам, которые сразу скажут, что все это стоит денег. И порой немалых.

В течение последнего десятилетия мы убедились в том, что долгосрочные прогнозы развития телекоммуникаций с завидной регулярностью оказываются несостоятельными. Порой трудно предсказать ход событий даже на год вперед. Стремительное наступление цифровой телефонии, сетей передачи данных, беспроводной связи и множества Internet-приложений (от электронной коммерции до Internet-телефонии) ведет к регулярной перестановке акцентов: «фаворитами» оказываются различные сегменты телекоммуникационного рынка. При этом кое-какие ожидания оказываются даже слишком скромными, а некоторые не оправдываются. К первым можно отнести интенсификацию внедрения информационных технологий (ИТ) и услуг сотовой связи, а ко вторым, что интересно, рост спроса на те же ИТ и сотовую связь. И правда, ничто так быстро не расширяло свою «аудиторию» в конце прошлого века, как указанные инфокоммуникационные объекты, но вдруг аккурат к миллениуму поползли вниз акции ИТ-компаний, а крупнейшие производители сотовых телефонов заявили о сворачивании производства из-за падения спроса, вызванного в том числе и снижением интереса к Internet. Это лишь один из самых ярких примеров непредсказуемости рынка, а мы вернемся к проблемам доступа.

Уже вполне очевидно, что доставка широкого набора услуг при помощи телекоммуникационных сетей различного назначения (узкоспециализированных) со временем станет неэффективной. Да и пользователю вряд ли хочется заводить в квартиру/офис массу кабелей или проводов, устанавливать всевозможные устройства для радиодоступа. Таким образом, сама жизнь подвела операторов к мысли о создании интегрированной мультисервисной сети, которая позволит получать весь комплекс услуг с помощью универсального телекоммуникационного терминала.

Создаваемое на планете информационное общество настоятельно требует тотального персонального охвата всеми существующими услугами всех пользователей (зачастую - интерактивными, однако это не так просто, причем скорее не с технической, а с экономической точки зрения. Если потребности пользователей находятся на более чем скромном уровне, то дешевле применять узкоспециализированные сети. Объединение различных услуг в рамках интегрированной сети становится действительно привлекательным, когда может дать реальный экономический эффект, поскольку организация мультисервисности — не самоцель, а лишь ответ на нужды клиентов. Ну а определение порога (совокупности числа пользователей, объема генерируемого ими трафика и соответствующей нагрузки), за которым становится выгодным построение интегрированной сети, — это серьезная задача, стоящая перед телекоммуникационным миром.

До сих пор считалось, что чем шире полоса пропускания сети, тем лучше. Однако, похоже, идея создания широкополосных сетей безусловно хороша лишь при создании транспортных магистральных сетей. Применительно к сетям доступа широкополосность приветствуется лишь до известного предела, ибо организовывать доставку пользователю информационных потоков, которые он попросту не сможет «переварить» (обработать) - это не что иное, как расточительство сетевых ресурсов. Идеальным оказалось бы решение, позволяющее трансформировать сеть доступа (вернее, ее пропускную способность) по заказу клиента, но до таких решений нам еще далеко.

Осознав все это, телекоммуникационный мир несколько иначе взглянул на такие замечательные достижения, как широкополосные гибридные сети КТВ (HFC) или полностью оптические решения (FTTH), рассчитанные, соответственно, на одновременную доставку пользователям сотен ТВ-программ или обеспечение доступа в Internet со скоростями в сотни мегабит в секунду. Многие убедились, что нет острой необходимости строить подобное великолепие (конечно, кроме тех случаев, когда инвестиционные возможности безграничны). Одновременно смотреть столько программ все равно никто не будет, а обеспечить ему телефонные услуги, доставить заказанную ТВ-программу или организовать приемлемый по качеству доступ в Internet можно и с помощью существующей телефонной линии (технологии xDSL) либо огромного набора передовых технологий широкополосного беспроводного доступа (BWA), в том числе сетей подвижной связи следующих поколений (2,5G, 3G и 4G).

На постепенное создание информационно-телекоммуникационной инфраструктуры на базе сетей широкополосного доступа, включая и беспроводные, нацелены сегодня многие страны мира. Комплекс сетей широкополосного доступа (кабельных, проводных и беспроводных), работающих на одной и той же территории, сам по себе является конкурентной средой (не говоря уже о конкуренции между операторами однотипных сетей), что в развитых странах тоже приветствуется. При этом, в отличие от кабельных и проводных решений, беспроводные виды доступа требуют выделения радиочастотного ресурса, достаточного для предоставления всех запланированных оператором телекоммуникационных услуг. В настоящее время национальные администрации связи рассматривают возможность выделения новых радиочастотных диапазонов для нужд операторов, работающих в области подвижной и фиксированной связи.

Главная техническая проблема состоит в том, чтобы обеспечить доставку услуг связи наиболее оптимальным, дешевым способом. А теперь попробуем определиться с самим термином «широкополосная услуга», потому что сегодня каждый подразумевает под ним разные скорости передачи информации. В самом деле, для пользователей доступа в Internet по ТфОП (dial-up) предоставление им 128 кбит/с может показаться действительно широкополосной услугой. В свою очередь, многопрограммное ТВ-вещание в «некомпрессированном» виде способно заполнить приличную волоконно-оптическую сеть, не оставив места для других услуг связи.

В материалах МСЭ говорится о трех скоростных классах услуг: низко-, средне- и высокоскоростные. При этом к низкоскоростным относятся службы, скорость передачи информации которых не превышает 100 кбит/с, к среднескоростным - службы с быстродействием менее 10 Мбит/с, а к высокоскоростным - свыше 10 Мбит/с. Поскольку скорости в сотовой связи 3G составляют не более 2 Мбит/с, в 4G - до 10 Мбит/с, а при компрессии сигнала даже высококачественные цифровое ТВ-вещание (MPEG-2) вполне довольствуется максимум 8 Мбит/с, можно с уверенностью утверждать, что сегодня вся нужда в широкополосном доступе сводится к «среднескоростным службам». Истинная же «широкополосность» пока еще находится за горизонтом реальных потребностей индивидуального пользователя.

Правда, в зарубежных источниках удалось найти некоторые ориентиры для определения потенциальных объемов информационных потоков. Специалисты считают, что в ближайшем будущем индивидуальный пользователь (семья, проживающая в отдельном коттедже или квартире) будет потреблять информационный поток со скоростью до 15 Мбит/с в направлении от базовой станции и от 384 кбит/с до 2 Мбит/с в обратном направлении. Это подразумевает следующий типовой набор услуг:

  • две точки подключения ТВ-приемников для независимого приема программ ТВ-вещания, а также получения услуг «видео по требованию» (VoD) и пр.;
  • четыре телефонных номера;
  • две и более точек подключения к Internet в режиме on-line.

Конечно, жизнь может скорректировать эти показатели.

На пути к универсальности

Скажем сразу, что сегодня проблема обеспечения широкополосного доступа не имеет унифицированного эффективного решения. И как бы ни изощрялись поставщики того или иного оборудования, доказывая его преимущества, на выбор оператора в первую очередь влияют условия обслуживания клиентов, их число, концентрация, удаленность от ближайшего узла доступа транспортной сети и различия в запросах на обслуживание. Поэтому телекоммуникационные операторы просто вынуждены иметь в своем «технологическом портфеле» комбинацию широкополосных решений для «последней мили». В таком случае целесообразность применения любой из технологий определяется индивидуально для каждого конкретного случая, а инвестиции используются оптимально. От этого, кстати, выигрывает и потребитель.

К примеру, московский мультисервисный оператор «МТУ-Информ», активно создающий современную телекоммуникационную инфраструктуру в жилых комплексах, использует как комплексные широкополосные мультисервисные решения (цифровая телефония, высокоскоростной доступ в Internet, КТВ), так и узкоспециализированные домовые сети (подключены к волоконно-оптической транспортной сети для отдельных видов услуг). Некоторые объекты объединяются с помощью волоконно-оптического кольца, которое позволяет наиболее эффективно «доставлять» услуги связи из единого телекоммуникационного центра. Благодаря столь гибкому подходу учитываются и интересы застройщиков, которые имеют разные мнения по поводу того, какие именно услуги связи и в каком порядке следует внедрять в возводимом доме. Правда, последнее время потенциальные клиенты внезапно осознали, что наличие современной инфраструктуры связи повышает не только комфортность жилья, но и его стоимость.

Беспроводные решения

Что касается проводных и кабельных решений, они не требуют подробного описания. Всем им в той или иной степени присущи проблемы, связанные либо со значительными ценой и сроками прокладки, либо с дефицитом проводных коммуникаций телефонной сети, которые используются на участках доступа наиболее интенсивно. Последнее обстоятельство, в частности, стало особенно заметным в центре Москвы, где незадействованных и пригодных к использованию «медных пар» очень мало. Сейчас начинается активное освоение уже задействованных телефонных линий с помощью технологии ADSL (этим занимаются компания «ПТТ-Телепорт» и МГТС). Однако решение проблем широкополосного доступа может быть достигнуто с помощью беспроводных средств, имеющих общее название BWA (Broadband Wireless Access).

Системы BWA позволяют создавать экономически эффективные решения при строительстве широкополосных сетей доступа, предназначенных для предоставления различных услуг связи, и могут служить для работы как в одностороннем, так и в двустороннем (интерактивном) режиме. Соответственно спектр оборудования BWA весьма широк и оно использует радиочастоты в диапазоне от 2 до 60 ГГц.

К системам BWA относятся:

  • беспроводные сети передачи данных, в том числе сети, обеспечивающие услуги одновременной транспортировки данных с различными скоростями и голоса (VoP);
  • сети распределения программ ТВ-вещания (MMDS — Multichannel Microwave Distribution System, MVDS - Multipoint Video Distribution System), предоставления в аренду каналов Е1/Т1 и высокоскоростного доступа в Internet (LMDS - Local Miltipoint Distribution System);
  • мультисервисные сети (MWS — Multimedia Wireless System).

Указанные названия типов отдельных систем (кроме MWS), часто используемые за рубежом, являются довольно условными и часто не отражают их реальных особенностей (в том числе используемого диапазона радиочастот). Бывает довольно трудно найти иные различия между беспроводными системами связи, кроме архитектурных, протокольных или скоростных. Ну а применяемый ими принцип покрытия обслуживаемой территории общий - сотовый.

К основным функциональным и техническим возможностям систем BWA относятся следующие:

  • предоставление телекоммуникационного сервиса по всей зоне покрытия, размеры которой определяются используемым диапазоном радиочастот и техническими характеристиками конкретного оборудования;
  • быстрый монтаж абонентского оборудования — независимо от места его расположения в зоне покрытия;
  • обеспечение высокоскоростного доступа в Internet с использованием интерактивного радиоинтерфейса или альтернативного обратного канала (например, через ТфОП);
  • реализация двустороннего обмена данными с различными скоростями;
  • динамическое резервирование полосы пропускания в зависимости от запроса абонента;
  • поддержка всех видов ТВ-сервиса — от простого многопрограммного вещания до ТВ высокой четкости, интерактивного ТВ, а также разновидностей услуг «видео по запросу»;
  • предоставление услуг цифровой телефонии, в том числе сервисов ISDN;
  • возможность доставки высококачественного ТВ-сигнала до сетей КТВ, если его транспортировка традиционными «кабельными» способами экономически нецелесообразна;
  • обеспечение доставки высококачественного ТВ-сигнала и звука до видеостудий, видеоклубов, видеотеатров и пр.;
  • интеграция всех видов сервиса по желанию пользователей;
  • принципиальная открытость системы для территориального, функционального и сервисного наращивания.

Следует отметить, что практически все беспроводные системы связи используются для создания сетей передачи данных (преимущественно корпоративных) в интересах, как правило, бизнес-клиентов. Полосы рабочих частот данных систем располагаются в диапазонах 2, 3, 4, 5, 7 и 8 ГГц, однако самыми перспективными для предоставления широкополосных услуг считаются более высокочастотные диапазоны (см. таблицу), обладающие свободным ресурсом.

Указанные диапазоны уже распределены между операторами в Европе и Северной Америке. Они используются на коммерческой основе для создания беспроводных сетей с коммутацией каналов и пакетов.

Распределительная система телевизионных сигналов «точка - много точек» (MVDS) является одной из подсистем так называемой системы мультимедийного беспроводного доступа (MWS — Multimedia Wireless System). На сегодняшний день телекоммуникационное оборудование данного типа считается наиболее перспективным для обеспечения фиксированного беспроводного абонентского доступа, предоставления мультимедийных услуг, а также целого ряда других сервисов телематических служб.

Современные системы, поддерживающие мультимедиа, используют пакетную коммутацию (фактически АТМ или IP) для концентрации разнородной информации (голоса, данных, видео) и дальнейшей передачи этого единого потока по единой частотной полосе. Кроме того, в зависимости от реальных объемов данных в суммарном потоке происходит перераспределение отдельных составляющих информации. В связи с этим разделение частотных полос по отдельным видам передаваемых данных для новых мультисервисных систем стало практически невозможным.

Регулирующие органы Европейского сообщества в области телекоммуникаций (ERC — The European Radiocommunication Committee) и европейского института стандартов электросвязи (ETSI — The European Telecommunications Standards Institute) определили для этой технологии сквозной для всей Европы частотный ресурс 40,5—43,5 ГГц. Кроме того, в соответствии с решениями системы MWS должны обеспечивать широкополосный беспроводной доступ корпоративным клиентам из сферы среднего и малого бизнеса (SME — Small & Medium Enterprises) и SOHO (Small Office/Home Office), а также индивидуальным клиентам.

Вот принципиальные особенности диапазона 40,5—43,5 ГГц, отличающие его от других диапазонов:

  • возможность выделения относительно большого частотного ресурса единым блоком;
  • низкий уровень электромагнитных эфирных помех;
  • физическая возможность качественного приема отраженного сигнала узконаправленной антенной;
  • самая низкая для систем беспроводного фиксированного широкополосного доступа излучаемая мощность в зоне покрытия;
  • малые размеры абонентских приемопередающих антенн (около 15 см в радиусе 3 км).

В настоящее время «выдача» европейским операторам радиочастот в диапазоне 40 ГГц находится в стадии подготовки. В результате Россия чуть ли не впервые опередила зарубежные страны в выделении радиочастот для развертывания коммерческих сетей связи. Аналогичная работа произведена национальной администрацией связи только в Чехии. Именно по этим причинам в настоящее время на рынке отсутствуют массовые предложения оборудования для работы в диапазоне 40 ГГц, хотя, как свидетельствуют различные источники, целый ряд производителей работает в данном направлении.

Оценивая перспективы сетей MWS, зарубежные специалисты высказывают мнение, что операторы широкополосных сетей, в которых используется оборудование типа MWS, могут стать новым «связующим звеном» между значительной частью операторов узкополосных сетей, действующих в мегаполисах (в том числе операторов подвижной сотовой связи). Каким образом?

Комбинированная «последняя миля»

Наличие комбинированного решения для широкополосной «последней мили», разумеется, не подразумевает того, что все варианты лишь имеются в «портфеле» оператора. Эффективным может быть и использование сразу двух широкополосных технологий на одном участке доступа. Среди чисто кабельных решений такая комбинация известна давно - это уже упоминавшиеся ранее гибридные оптоволоконно-коаксиальные сети КТВ (HFC). Однако, по мнению специалистов, наибольшей гибкостью обладают кабельно-беспроводные решения и совместное использование двух беспроводных технологий. На сегодня просматривается несколько вариантов организации подобного взаимодействия.

К первой группе следует отнести групповые абонентские кабельные выносы в пригородные зоны с относительно небольшой плотностью населения, где производится вторичная раздача услуг с помощью беспроводного доступа (например, базовой станции BWA).

«Объекты» второй группы могут иметь три разновидности. Во-первых, если заменить в предыдущем решении кабель на спутниковый канал, то мультисервис сможет предоставляться практически в любой точке любого региона. Во-вторых, применяя в системах BWA для каналов «вверх» и «вниз» радиоинтерфейсы, работающие в различных частотных диапазонах (например, 7 и 38 ГГц соответственно), можно существенно повысить абонентскую емкость и более эффективно использовать выделенный спектр (поскольку упрощаются задачи фильтрации). В третьих, сверхширокополосные системы MWS с успехом послужат при создании бекбона для сотовых сетей подвижной связи 3G и 4G.

Сеть MWS в качестве промежуточного уровня между сетью сотовой связи и мультисервисной ВОЛС

Последнее решение (см. рисунок) интересно с точки зрения эффективности подключения базовых станций (БС), которых в системах 3G и 4G значительно больше, чем в существующих сетях сотовой связи. Не секрет, что в мегаполисах, где в первую очередь и будут разворачиваться новые системы сотовой связи, существуют острейшие проблемы с созданием кабельной инфраструктуры, соединяющей БС с сетевым коммутационным оборудованием. Многие потенциальные места установки БС и коммуникации уже заняты действующим оборудованием разных операторов. Кроме того, новые БС могут строиться в самых неожиданных местах, подвести к которым кабельные коммуникации весьма затруднительно. Да и сами каналы связи для систем 3G и 4G будут совершенно другими, широкополосными. Наконец, с точки зрения обеспечения высокой надежности будет замечательно, если такие каналы будут иметь резервирование.

Все эти задачи может успешно решить сотовая сеть MWS, радиоканалы которой оперативно предоставят основные и резервные линии связи, обладающие необходимой пропускной способностью и не зависящие от существующей кабельной инфраструктуры. Таким образом, система широкополосного беспроводного доступа MWS, включенная в волоконно-оптическую транспортную сеть, является вторичной транспортной сетью для сотовой сети подвижной связи с возможностью гибкого подключения БС.

Вероятно, в ближайшем будущем мы увидим, как будут реализованы рассмотренные варианты решения проблем широкополосной «последней мили».


Диапазон ГГцДоступная полоса частотРегион
10 350 МГцЕвропа
24 800 МГцСША
26 1 ГГцЕвропа, США
27,5-29,5 425-1,975 ГГцЕвропа, США
31 225 МГцСША
38 700 МГцСША
40,5-43,5 3 ГГцЕвропа

Вернуться

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями