Согласно исследованию Ericsson, в 2010 году число абонентов мобильного широкополосного доступа превысило 500 млн человек. Как ожидается, к концу текущего года число таких пользователей превысит 1 млрд, а к 2015 году достигнет 3,8 млрд. Столь стремительный рост был бы невозможен без внедрения современных технологий, заметный вклад в развитие которых вносит и компания Ericsson. Сети четвертого поколения пока только развертываются, поэтому текущий спрос призваны удовлетворить существующие сети 3G, которые для этого должны поддерживать более высокие скорости.

 

Согласно исследованию Ericsson, темпы роста объема мобильного трафика очень высоки — в этом году число мобильных широкополосных соединений достигнет одного миллиарда. Какими предложениями вашей компании могут воспользоваться сотовые операторы при решении этой проблемы?

Рост объемов мобильных данных не только объясним, но и поддается контролю. Нужно лишь понять суть происходящих процессов. Главная причина бума трафика — в массовом распространении смартфонов: в некоторых сетях на их долю уже приходится до 30% передаваемых данных. Более того, в ряде крупных городов 8 из 10 приобретаемых сотовых телефонов составляют смартфоны. Мы наблюдаем это в некоторых городах США, схожая ситуация скоро будет и в Москве и Санкт-Петербурге. Как это влияет на сеть? Их воздействие на сеть иное, чем у обычных трубок, — генерируемый трафик данных на порядок больше (а у нетбуков и ноутбуков — на два порядка). По оценкам Ericsson, обычный телефон генерирует в месяц трафик не более 50–100 Мбайт, смартфон — 200–500 Мбайт, а мобильные модемы — от одного до нескольких гигабайт. И эти цифры растут. К примеру, в некоторых регионах России в результате появления сетей HSPA трафик данных за год вырос в 3–10 раз — как за счет новых пользователей, так и за счет роста объемов потребления.

Как понять механизмы взаимодействия смартфонов с сетью? У Ericsson есть специальная лаборатория, где мы изучаем эффект воздействия таких устройств на сеть. При этом оцениваются особенности различных мобильных платформ и ОС. В целом смартфоны гораздо более «болтливы», посылают намного больше сообщений и загружают больше данных. Некоторые приложения закачивают данные даже без ведома пользователя, этим отличается, к примеру, ОС Android. Мы изучили реакцию различных приложений и определили основные шаблоны их поведения, это позволяет получить своеобразную формулу, модель для понимания характера формирования трафика в сети.

Что же мы поняли? Во-первых, рост объемов сигнального трафика в сети представляет серьезную проблему. Чтобы его снизить, необходимо обеспечить управление изменениями режима телефона при его связи с сотой (всего возможны четыре состояния: первое — активный обмен данными с сетью; Cell_FASH — дискретная передача небольшого объема данных на невысоких скоростях; URA — сеть имеет связь с устройством, но данные не передаются; Idle — телефон находится в состоянии покоя и не потребляет никаких ресурсов сети). Регулярные переходы между разными режимами оказывают существенное влияние на сигнализацию в сети. Объем сигнальной информации оказывается в три раза больше, чем в случае обычной сигнализации. Мы работаем с 3GPP над улучшением контроля сети и рекомендуем операторам внедрять технологию URA-PCH на сети для снижения объемов сигнализации, а кроме того, общаемся с производителями смартфонов, помогая им внедрять продвинутые методы управления функцией Fast Dormancy (когда смартфон обрывает соединение с сетью, не спрашивая на это «разрешения»), которая так неблагоприятно влияет на сигнальный трафик.

 

Улучшение функционирования смартфонов — только часть проблемы. Оператору потребуется еще и модернизировать распределительную сеть (backhaul). Что Ericsson предлагает с этой стороны сети?

Действительно, практически всем операторам необходимо увеличить пропускную способность распределительной сети и перевести ее на IP. По нашим наблюдениям, сейчас в сети одного оператора в среднем не более 10% базовых станций испытывают перегрузку в радиоканале, зато иногда до трети (а временами даже больше) сайтов сталкиваются с нехваткой емкости на уровне транспорта. Мы предлагаем два решения — на основе радиорелейной связи и на базе оптики. Кстати, мы наблюдаем и по всему миру, и в России, что операторы все чаще прокладывают именно оптику до своих базовых станций. Мощная транспортная сеть — это еще и хороший задел для будущего перехода на HSPA+ или LTE.

Но я хотел бы отметить, что управление емкостью сети — это комплексная задача, которую одной или двумя отдельными мерами не решить. Мы видим несколько подходов к тому, как можно справиться с этой задачей. Прежде всего, если у оператора есть дополнительные частотные ресурсы, то добиться удвоения скорости в сети можно, задействовав вторую несущую. Кроме того, на сети можно внедрить технологию MIMO или перейти на более продвинутую технологию кодирования сигнала 64 QAM. По сути, я говорю о переходе к HSPA+ — многие операторы активно внедряют это решение, переходя сейчас на скорость 42 Мбит/с в направлении к абоненту. В перспективе мы видим возможность довести пиковые скорости в сети UMTS до 168 Мбит/сек. В лабораторных условиях мы продемонстрировали эту скорость еще в прошлом году.

Еще одно неизбежное решение в местах массового скопления людей — более плотное размещение базовых станций. Так, если обычное расстояние между ними составляет 400–500 м, то в местах регулярных перегрузок их можно устанавливать через каждые 200–300 м. Это позволит получить ту же емкость на меньшей площади. Дополнительный нюанс: при уплотнении сети улучшается еще и обратный канал.

Я уверен, что с увеличением числа и разнообразия мобильных приложений, а также масштабного роста генерируемого пользователями контента, и особенно видео, требования к нему со стороны абонентов будут только возрастать.

Учитывая, что увеличить число базовых станций на той или иной площади не всегда возможно (необходимо получение разрешений, проведение строительных работ и т. д), Ericsson начала выпуск специальных пикосот, которые по нашему замыслу станут одним из ключевых элементов гетерогенных сетей. При планировании радиопокрытия в такой сети предусматриваются небольшие высокоемкие соты — базовые станции или удаленные радиомодули, которые по волокну подключаются к умным антеннам или антеннам с интегрированным радиомодулем. (К слову, для размещения небольших антенн в местах с интенсивным трафиком, например в торговых центрах, имеются разные подходы.) Радиопокрытие пикосоты учитывается при планировании сети, и функционирование пикосот не вызывает помех и интерференции в макросети, в отличие, например, от фемтосот. Поставляемые нами удаленные радиоустройства пользуются большой популярностью у операторов.

 

Ericsson анонсировала технологию HSPA с поддержкой скорости 168 Мбит/с. Имеет ли смысл модернизировать существующие сети ввиду общей тенденции перехода к LTE?

Без сомнения, смысл есть. LTE представляет собой естественный путь развития сетей GSM, UMTS и HSPA. По сути, это эволюция одной и той же технологии. При распространении любой технологии происходит набор критической массы для достижения необходимого эффекта масштаба. В высокотехнологичных отраслях все сводится к объемам выпускаемых микросхем. При наличии стандарта масштаб обуславливает снижение цен и таким образом повышает доступность и операторского оборудования, и пользовательских устройств. HSPA и 3G находятся как раз в середине цикла (на максимуме кривой объема производства микросхем) — в этом году, по прогнозам, будет продано до 500 млн смартфонов. LTE же пока находится только в начале своего жизненного цикла — ее время еще впереди, хотя уже все ближе и ближе. К примеру, наш партнер оператор Verizon продал за I квартал 2011 года уже 260 тыс. смартфонов LTE.

Но в то же время необходимо строить сети для сотен миллионов людей, причем они должны обеспечивать требуемую скорость и емкость. Технологии для предоставления более быстрого доступа в Интернет нужны операторам прямо сейчас. Между тем типичную скорость в прямом канале, не превышающую сегодня 7,2 или 14,4 Мбит/с, можно без труда увеличить до 21 и 42 Мбит/с — весьма существенное различие. Технология HSPA+ с поддержкой 42 Мбит/с уже используется во многих крупных городах. В настоящее время появляются первые продукты с поддержкой 84 Мбит/с, а в ближайшие год-два должны появиться коммерческие реализации HSPA на 168 Мбит/с.

Для внедрения этих технологий нужно не так много. Конечно, чтобы обеспечить поддержку скорости 84 Мбит/с, придется задействовать второй канал, для чего понадобится тщательное планирование спектра. Основные ограничения связаны с трубками. На рынке имеется множество мобильных модемов для ноутбуков с поддержкой 42 Мбит/с, но не так много смартфонов и совсем нет планшетов, а ведь они переживают сейчас бурный рост. На формирование соответствующей экосистемы уйдет около года-двух. Но мы не должны останавливаться в ожидании расцвета LTE, когда развивать сеть можно уже сейчас.

 

Что собой представляет Accelerated Mobile Internet?

Мы много говорим о скорости, но важное значение имеет и задержка. Восприятие пользователя смартфона не учитывается инженерами, которые привыкли мыслить в технических терминах и забывают о пользовательском опыте. Смартфоны оказывают влияние на нашу жизнь, включаются в деловые процессы и т. д. Таким образом, качество работы с телефоном приобретает критическое значение, но оно определяется не только скоростью, но и временем отклика.

Например, мы проводили измерения в двух сетях Японии. В одной задержка при запросе ping составляла 100 мс, в другой — 40 мс. И это различие весьма существенно, особенно с учетом всех выполняемых приложений и транзакций. Так, в первой сети загрузка страницы Google занимала 2,3 с, в другой — 1,2 с. С точки зрения человеческого восприятия загрузка длительностью 2 и 1 с — это заметная, можно даже сказать, огромная разница: вы нажимаете кнопку — и получаете отклик, либо нажимаете кнопку — и тихо закипаете в ожидании. Таким образом, построение качественной сети приобретает большое значение. В принципе, пользователю все равно, какую скорость или технологию поддерживает его аппарат. На первом плане — его собственное впечатление от работы телефона.

Один из возможных подходов к проблеме, реализацией которого мы сейчас занялись, получил название Accelerated Mobile Internet. Идея заключается в том, чтобы кэшировать данные из Всемирной сети для передачи на мобильные устройства, снижая тем самым задержку и улучшая пользовательский опыт. Реализовывать этот проект мы будем совместно с Akamai — крупнейшей сетью CDN в мире. При загрузке страницы по фиксированной сети время отклика, как правило, невелико, поскольку запрошенная страница временно помещается в кэш, откуда и загружается при всех последующих запросах со стороны пользователей из того же региона.

Сервис-провайдер Akamai предоставляет такие услуги в случае фиксированного доступа — они кэшируют интернет-контент в 660 городах по всему миру на 84 тыс. серверах. Теперь этот сервис будет доступен и в мобильных сетях. В настоящее время мы проводим тестирование, в котором принимают участие несколько операторов, и ближе к концу года планируем предложить им сотрудничество в этом направлении. В таком случае интернет-контент будет кэшироваться локально, благодаря чему улучшится время отклика при загрузке страниц Web со смартфона, а пользователю не придется нервничать в ожидании.

 

В прошлом году было развернуто меньше сетей LTE, чем было ранее объявлено. Каковы, по-вашему, главные препятствия на пути распространения LTE?

Это не столько вопрос операторского оборудования, сколько проблема отсутствия широкого выбора конечных устройств и их высокая стоимость. Объемы производства должны, как я уже говорил, превысить некоторое критическое значение, чтобы устройства стали более доступными и привлекательными для абонентов. Конечно, очень важен и вопрос выделения спектра. Изначально технология LTE была ориентирована на диапазон 2,6 ГГц. Он считался наиболее подходящим, поскольку был свободен в большинстве регионов, а кроме того, подходил для использования в густонаселенных районах небольшой площади, поскольку на ранних этапах LTE рассматривалась как технология для хот-спотов.

Новый этап развития LTE начался в США, где разрешили строить сети в диапазонах 700 и 800 МГц, отличающихся существенно большей площадью покрытия. По сути это была вынужденная мера, так как требовалось как-то использовать наследство CDMA, поскольку эволюционного пути от CDMA к LTE не просматривалось и, более того, не было ясности с тем, как в долгосрочной перспективе будет развиваться CDMA. Так появилось решение о массовом переходе к LTE, для чего и был зарезервирован диапазон 700 МГц.

В Европе первая сеть в диапазоне 800 МГц была развернута в Швеции месяц назад тремя операторами. Насколько я знаю, вопрос его использования рассматривается и в России, и данный диапазон планируется освободить самое позднее к 2015 году.

Между тем большой интерес проявляется к диапазону 1800 МГц. Эти частоты GSM не так активно используются, во всяком случае по сравнению с 900 МГц здесь больше свободной емкости, которую операторы хотели бы использовать для рефарминга. Без сомнения, такой возможностью резонно воспользоваться, что мы и делаем вместе с нашими партнерами-операторами.

С помощью имеющихся технологий можно, скажем так, сжать спектр, используемый сетью GSM, без потери качества, освободив часть его для LTE.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями