LTE: трезвый расчет или завышенные ожидания?

Эволюция сетей мобильной связи и переход к четвертому поколению на основе стандарта LTE стали лейтмотивом телекоммуникационной части выставки «Связь-Экспокомм 2012» и ряда мероприятий, приуроченных к ней.

В ногу со временем

Программа выставки стартовала за два часа до ее официального открытия (14 мая) знаковым для российской отрасли телекоммуникаций событием – запуском компанией «МегаФон» коммерческих услуг LTE-FDD в Московском регионе.

Несколькими днями ранее свою сеть LTE в столице запустила компания Yota («Скартел»), причем в том же частотном диапазоне, что и «МегаФон». Как известно, в феврале эти два оператора заключили соглашение о совместном развитии сетевой инфраструктуры 4G в Москве. В рамках данного соглашения «МегаФон» предоставил «Скартелу» свои сайты для размещения базовых станций 4G, каналы до этих базовых станций, транспорт на магистральных участках, площади в ЦОД для размещения оборудования Yota, а также возможность использования клиентами Yota сетей «МегаФона» второго и третьего поколения для передачи данных. «Скартел» в свою очередь предоставила «МегаФону» доступ к своей радиосети, переоборудованной из WiMAX в LTE.

Как пояснил заместитель директора компании «МегаФон» по операционной деятельности Валерий Ермаков, при использовании общего частотного ресурса двумя операторами качество сервиса не пострадает. В конкретной ситуации скорость доступа к сети будет определяться количеством клиентов каждого оператора, обслуживаемых той или иной базовой станцией. В любом случае средняя скорость доступа окажется в несколько раз выше, чем 3 Мбит/с в действующей UMTS-сети «МегаФона», а пиковая сможет достигать 50 Мбит/с.

Кроме того, в сети 4G время отклика практически такое же, как в сетях фиксированного широкополосного доступа, и это позволит абонентам с комфортом смотреть видео высокого разрешения, играть в HD-игры и загружать данные геолокации, сообщил Ермаков. Он утверждает, что услуги мобильной передачи данных имеют «огромный потенциал для роста». Ведь в московской сети третьего поколения зарегистрировано уже 3,5 млн уникальных абонентов, пользующихся сервисом мобильной передачи данных, и в прошлом году сети филиала пропустили в 4,5 раза больше мобильного трафика, чем в 2010 году.

В «МегаФоне» особо отмечают то, что с запуском LTE абонентам предоставляется бесшовный переход при передаче данных в сетях второго, третьего и четвертого поколений. Для этого компанией была заказана партия специальных абонентских устройств. Произведенный по спецификациям «МегаФона» беспроводной модем E392, работающий во всех «слоях» сети передачи данных, в компании называют «вездеходом». Стоимость этого устройства составляет почти 3 тыс. руб. Также в мае ожидается поступление в розничные точки второго устройства для подключения к сети LTE — планшета Samsung Galaxy Tab 8.9 LTE MegaFon Edition. Стоить он будет без малого 30 тыс. руб.

Как сообщила коммерческий директор столичного филиала компании «МегаФон» Наталья Спицына, сейчас сеть 4G охватывает Москву и ее ближайшие города-спутники – всего задействовано около одной тысячи базовых станций LTE. К концу года их число увеличится до 3 тыс. Инвестиции оператора в этот проект за прошедшие полгода составили порядка 700 млн руб. В планах — активно продвигать услуги LTE за пределы столицы, до конца 2012 года решено покрыть практически все крупные города московской области.

Спицына тоже считает, что LTE ждет коммерческий успех. Она обращает внимание, что на момент старта 3G-сети «МегаФона» в фирменных московских салонах компании продавалось в среднем по одному 3G-модему в день. А сейчас, при запуске LTE, каждый салон продает в среднем по пять модемов в день. «Это говорит о том, что рынок находится в преддверии нового эволюционного шага в развитии сети, ждет мобильного скоростного Интернета», — подчеркнула она. На момент запуска LTE компанией было продано более тысячи модемов E392.

До 14 июля покупатели модемов смогут пользоваться мобильным Интернетом в сети 4G «МегаФона» бесплатно и без ограничений по скорости и объему. Затем услуги станут платными. Предварительная тарифная сетка уже объявлена. Два первых тарифа будут безлимитными по объему трафика, но с ограничениями по полосе пропускания. В самом легком тарифе (предусмотрены ежемесячные платежи в размере 950 руб.) максимальная скорость доступа составляет 6 Мбит/с. При оплате 1200 руб. в месяц верхняя планка поднимается до 10 Мбит/с. А за 1500 руб. клиенты смогут пользоваться широкополосным мобильным Интернетом без ограничений по объему трафика и скорости подключения. К концу года московский филиал «МегаФона» планирует подключить 50 тыс. абонентов LTE.

Москва — не первый и не единственный российский город, где уже запущены сети данного стандарта. Тот же «МегаФон» уже несколько недель эксплуатирует сеть 4G в Новосибирске. Работает сеть этого оператора в Краснодаре, готовятся к запуску сети в Сочи, Самаре, Уфе, Костроме, Санкт-Петербурге. До конца 2012 года «МегаФон» планирует ввести в строй сети LTE в нескольких десятках крупных городов России.

Также уже запущены сети LTE Yota в Москве, Сочи, Новосибирске, Уфе, Самаре и Краснодаре. Готовится к запуску в столице России 4G-сеть МТС. На август запланирован запуск LTE в Чеченской республике, как сообщил председатель правления телекоммуникационной компании «Вайнах Телеком» Адам Ярагиев.

Россия, по словам Ермакова, «идет нога в ногу» с остальным миром в развитии технологии LTE. По данным глобальной ассоциации поставщиков мобильного оборудования GSA, сейчас в 37 странах развернуто 72 коммерческие сети LTE, но крупных сетей не так уж много. На планете насчитывается всего десяток мегаполисов, где услуги 4G доступны абонентам, и Москва теперь входит в их число. А всего в мире инвестировали в LTE уже 319 операторов в 97 странах. Из них 258 операторов готовятся в ближайшее время приступить к коммерческой эксплуатации сетей LTE; 61 компания проводит тестовые испытания своих сетей.

Кому нужны услуги LTE

Первопроходцы в сфере мобильного широкополосного доступа, например японская компания NTT DoCoMo, исполнены оптимизма в отношении коммерческих перспектив 4G. Но ряд экспертов обращают внимание, что экосистема LTE еще недостаточно созрела и многие аспекты перехода к четвертому поколению мобильной связи нуждаются в дополнительной проработке.

Операторов связи волнуют такие проблемы, как стандартизация услуг передачи голоса в сетях LTE, гармонизация спектра в различных странах для предоставления услуг в роуминге, интеграция обязательных сервисов общественной безопасности, окупаемость инвестиций в инфраструктуру 4G и, конечно же, перспективы развития стандарта LTE. Детально эти вопросы обсуждались в рамках международного форума LTE Russia & CIS 2012, организованного компанией ComNews в период работы выставки «Связь-Экспокомм».

Такехиро Накамура, председатель рабочей группы 3GPP Radio Access Networks, директор NTT DoCoMo Radio System Design Group, обнародовал на форуме результаты натурных испытаний перспективной технологии LTE Advanced, которая представляет собой новую ступень в эволюции мобильных сетей. Заявленная в этой спецификации скорость передачи данных должна составить 1 Гбит/с по направлению к абоненту и 500 Мбит/с от абонента. Проведенные в сети DoCoMo эксперименты подтвердили высокую производительность LTE Advanced в опытной зоне, показав скорость 600 Мбит/с вниз и 200 Мбит/с вверх в условиях плотной городской застройки при движении в автомобиле.

Одиннадцатый релиз LTE будет утвержден в декабре текущего года, и это откроет для операторов отличные возможности для увеличения емкости сетей, говорит Накамура. Между тем в июне международным консорциумом 3GPP будет образована рабочая группа по разработке нового стандарта – LTE Release 12. Какие скорости в сети обеспечит данная спецификация, пока не берутся предположить даже присутствующие на форуме специалисты. Однако все эти радужные перспективы вряд ли вдохновляют операторов, ждущих разрешения актуальных вопросов перехода к LTE.

Одно из главных преимуществ этой технологии – возможность использовать широкий диапазон частот – обернулась для участников рынка большими проблемами. LTE поддерживает несколько десятков рабочих диапазонов и два технологических режима — дуплексный с частотным разделением (FDD) и дуплексный с временным разделением (TDD) каналов. Разные операторы в пределах одной страны (или в разных странах) внедряют различные варианты LTE, исходя из местных условий загруженности радиочастотного спектра и предписаний регулятора. В этом мультичастотном хаосе обеспечение бесшовного роуминга для абонентов становится сложнейшей, а подчас невыполнимой задачей. Вряд ли кто-то из производителей терминалов начнет выпускать устройства с поддержкой нескольких, пусть даже самых популярных диапазонов частот и режимов LTE – FDD и TDD. К примеру, выпущенные не так давно планшеты iPad3 с поддержкой LTE ориентированы главным образом на американский рынок, и их владельцы в России не смогут подключиться к сетям 4G отечественных операторов.

В настоящее время уже 63 компании представили на мировом рынке 347 терминалов для работы в сетях LTE, и подавляющее большинство из них – это модемы, маршрутизаторы, фемтосоты, ноутбуки и планшеты для беспроводного доступа в Интернет и других услуг, ориентированных на передачу данных. Только 64 модели из имеющихся на рынке устройств – смартфоны. Но голосовой трафик по сетям LTE они передавать не могут (за исключением приложений VoIP). Отсутствие стандартных подходов в вопросах передачи голоса – ахиллесова пята LTE.

Для решения этой задачи (по крайней мере на начальном этапе внедрения 4G) сотовые операторы могли бы, например, прибегнуть к канальной коммутации вызовов из LTE в старые сети — 2G или 3G. Данный подход рассматривается, но не считается перспективным. Более предпочтительным считается внедрение технологии Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC), реализующей бесшовную передачу вызова из сети LTE в GSM/UMTS и наоборот. Однако массовый выпуск телефонных аппаратов с поддержкой SRVCC ожидается только в 2013 году.

Экономика против LTE

И все же главное препятствие на пути к массовому внедрению LTE — отсутствие гарантий возврата инвестиций. Гульнара Хасьянова, исполнительный директор российского Союза LTE, напомнила, что отечественные операторы еще не достроили сети третьего поколения и не успели оправдать вложения в них.

Действительно, операторы «большой тройки» рапортуют о том, что порядка 75% населения России находится в зоне действия сетей 3G. Но если посмотреть на количество населенных пунктов, в которых доступны услуги третьего поколения, мы увидим, что таковых не более 15% общего количества российских городов и сел. При этом доходы всех сотовых операторов России от услуг мобильной передачи данных, по словам Хасьяновой, составили в 2011 году около 2,3 млрд долл. вместо прогнозируемых 4,7 млрд долл. Между тем каждый из операторов «большой тройки» ежегодно инвестирует в строительство инфраструктуры 3G по 2 млрд долл. (в течение нескольких последних лет). Очевидно, что инвестиции в 3G окупятся не скоро, делает вывод Хасьянова. Она разделяет прогнозы аналитиков о том, что в ближайшие годы услуги голосовой мобильной связи на основе сетей 2G и 3G продолжат доминировать в структуре выручки операторов, превосходя доходы от мобильного Интернета в четыре раза.

«Операторы развернут дорогостоящую инфраструктуру LTE, но не получат существенной отдачи от нее. И значительная часть выручки от услуг передачи данных будет формироваться в сетях 3G, покрытие которых в ближайшие четыре-пять лет будет более широким, чем у LTE. Получается парадокс: все кричат 'давайте запускать 4G', но должного экономического обоснования у этих проектов нет», — отметила Хасьянова.

Одновременно она уточнила, что трафик передачи данных в мобильных сетях растет по экспоненте и объем потребления данных в мобильных сетях стремится к объему потребления абонентами фиксированных сетей. Операторы вынуждены считаться с этой тенденцией. Поэтому переход к LTE продиктован не экономической целесообразностью, это вынужденный ответ на запросы пользователей, требующих увеличения скорости доступа и безлимитных тарифов на мобильную передачу данных. Доля услуг LTE в доходах российских операторов составит в 2015 году примерно 10%, резюмирует руководитель Союза LTE.

У оптимистов, впрочем, имеются свои аргументы в защиту сетей четвертого поколения. Прежде всего они рассчитывают на бурный рост новых рынков, таких как М2М. Этот сегмент пока только зарождается, но таит в себе огромные перспективы. J’son & Partners Consulting прогнозирует рост числа устройств M2M на территории России к 2015 году в 8,5 раз по сравнению с 2010 годом — до 18,4 млн устройств, при этом доля M2M-устройств достигнет 6% общего числа абонентов мобильной связи. Объем российского рынка M2M-решений вырастет к 2015 году в 3,1 раза до 107,5 млрд руб. Предположительно из этой суммы затраты на услуги связи составят 14,4 млрд руб. LTE также будет черпать доходы в таких сегментах, как мобильная телемедицина, мобильное ТВ, мобильные игры, наконец, в сегменте фиксированного доступа, хотя он пока не очень хорошо развит в России. Но в любом случае бизнес-модель внедрения LTE, пригодная для операторов США, Японии и Западной Европы, должна быть значительно переработана и адаптирована к уникальным российским условиям, делает вывод Хасьянова.

M2M – надежда LTE

Когда речь заходит об LTE, нередко спрашивают: зачем нужен переход к этой технологии, разве абонентам недостаточно пропускной способности сетей 3G HSPA+, которая составляет 42 Мбит/с на пиковом уровне? Исчерпывающий ответ был дан в ходе семинара компании Nokia Siemens Networks, также приуроченного к «Связь-Экспокомм 2012».

«Чтобы корректно оценить перспективы LTE, необходимо проанализировать окружающий ландшафт и понять, какие изменения произойдут в ближайшие годы в производстве процессоров и микросхем, в разработке новых сетевых интерфейсов и приложений. От этого в большой степени будет зависеть то, каким образом трансформируются бизнес-модели операторов в среднесрочной перспективе», — говорит Лидия Варукина, представитель головного технологического офиса Nokia Siemens Networks в России.

Она напомнила, что в последние десятилетия основным драйвером телекоммуникационной индустрии было развитие микроэлектроники. Если сейчас производителям сетевых терминалов доступны технологии производства микросхем с топологией порядка 32 нм, то через четыре-пять лет появятся новые электронные компоненты размером в несколько нанометров, что приближается к размерам атома. Тогда практически перестанет работать закон Мура, невозможно будет увеличивать число транзисторов на кристалле, и прогресс пойдет по пути уплотнения ядер на ЦПУ. Если сейчас на рынке имеются устройства с восемью ядрами, то к 2020 году появятся процессорные устройства, содержащие более 200 ядер.

Повышая производительность вычислительных устройств, разработчики смогут наделить их разумными качествами, продолжает Варукина. Ведь искусственный интеллект с технической точки зрения — это устройство, содержащее базы данных, в которых реализованы адаптивные процедуры поиска, возможности генерации и проверки множества гипотез. Уже сегодня созданы нейрочипы с числом нейронных связей порядка сотни и с числом нейронов порядка 100 тыс. Это соответствует сложности мозга паука. К 2020 году предполагается создать искусственный интеллект, по сложности сопоставимый с разумным человеком.

Параллельно продолжат развиваться сетевые технологии. Через десяток лет в оптических сетях будут доступны скорости примерно 1 Тбит/с на одну длину волны, а по оптоволокну станет возможным передавать данные на скорости около 100 Тбит/с. И если сейчас оптические каналы можно подводить лишь к устройствам, то через десять лет фотонные приемопередатчики можно будет разместить уже непосредственно на микрочипах и подвести оптические каналы напрямую к процессорным устройствам.

Миниатюризация приведет к появлению более компактных сетевых элементов. К примеру, в 1990 году объем пространства для размещения обычной (макро-) базовой станции составлял 500 литров, сейчас он сократился до 50 литров, а через десять лет составит всего 10 литров. А если говорить о микро- или пикостанциях, то их размер будет сопоставим с современными чипами.

Одновременно с уменьшением сетевых устройств будет расти их пропускная способность. Сейчас базовые станции в состоянии поддерживать каналы до 60 МГц, а через десять лет будут поддерживать полосы частот шириной порядка 200 МГц. Спектральная эффективность вырастет в три и более раз по сравнению с сегодняшним днем. К примеру, сейчас в сетях LTE эффективность утилизации спектра составляет около 2 бит/с на 1 Гц, а к 2020 году она поднимется до 5-6 бит/с на 1 Гц. Таким образом, сети смогут транслировать огромные объемы данных, и каждый пользователь сможет передавать до 1 Гбайт данных в день по цене около 1 долл., полагает эксперт из Nokia Siemens Networks.

Все это радикально изменит телекоммуникационную среду: сетевые терминалы станут еще более интеллектуальными, требования к пропускной способности и емкости сетей будут расти темпами, которые мы наблюдаем в микроэлектронике. Число базовых станций сотовых сетей в мире вырастет с 5 млн до 50 млн. Управлять такой инфраструктурой традиционными средствами будет невозможно. И тогда придут на помощь инструменты самоорганизации сетей на основе систем искусственного интеллекта. В какой-то момент отрасль перейдет к парадигме использования в телекоммуникационных сетях когнитивных (самообучающихся) систем. В них рабочие характеристики сетей смогут настраиваться в зависимости от текущей ситуации, считает Варукина.

Но главное — к 2015 году ожидается появление «Интернета машин и вещей». К нынешней социальной веб-среде добавится паутина Semantic Web, в которой промышленные машины, датчики и домашние устройства будут общаться не просто в режиме запрос-ответ. Анализируя происходящее, они смогут реагировать на различные события в своей «среде обитания». На данный момент в мире насчитывается приблизительно 250 млн машинных терминалов, а сотовых телефонов на руках у населения Земли — 5 млрд. К 2020 году все изменится — превалировать будут устройства M2M; число терминалов, оснащенных сетевым интерфейсом для передачи данных, вырастет до 20 млрд. Подключить такое количество устройств M2M к фиксированным сетям не представляется возможным. Вот тогда технологии беспроводного широкополосного доступа, наподобие LTE, смогут полностью оправдать себя с экономической точки зрения. Они-то, в отличие от сетей связи третьего поколения, полностью ориентированы на передачу трафика данных, преобладающего в среде M2M, в то время как основным предназначением сетей HSPA+ остается передача голоса. Но в ближайшие десять лет сети второго, третьего и четвертого поколения продолжат сосуществование, полагают в Nokia Siemens Networks.

Структура рынка дополнительных услуг в сетях LTE: прогноз на 2016 год

Источник: J’son & Partners Consulting, апрель 2012.

Алексей Есауленко

www.osp.ru

Источник: журнал MEDIASAT : цифровое ТВ, радиовещание и телекоммуникации