Фемтосоты в России: быть или не быть…

Фемтосота – это миниатюрная базовая станция, способная обслуживать лишь несколько человек. Тем не менее она является частью беспроводной сети оператора, но использует проводное ШПД – подключение для соединения с его транспортной сетью. Таким образом, фемтосоты снижают стоимость доставки сервиса до абонента, разгружают основную макросеть, одновременно увеличивая ее емкость, а также улучшают QоS для outdoor-пользователей, уменьшая количество рекламаций. 

О ключевых тенденция индустрии мобильного доступа, напрямую влияющих на характер потребления услуг и необходимость широкомасштабного внедрения фемтосот, на конференции рассказал руководитель проекта «Фемто» Инфокоммуникационного союза Алексей Косенко. По его словам, основная угроза операторам сейчас исходит от P2P VoIP-трафика. P2P (peer-to-peer) – это одноранговые, децентрализованные или пиринговые сети, в которых участники (компьютеры) равноправны и каждый одновременно играют роль и сервера, и клиента. Классическим примером здесь является оператор Skype, выручка которого за 2008 год составила $551 млн, а количество абонентов на январь прошлого года превысило 405 млн человек со средним ARPU $0,11 в месяц. При этом, по самым скромным оценкам, на 1 минуту платного приземляемого на ТфОП голосового трафика из социальных сетей приходится 10 минут условно-бесплатного P2P VoIP между членами сети.

По мнению г-на Косенко, рост социальных сетей глобального масштаба, использующих условно-бесплатную бизнес-модель, имеет большие шансы превратить традиционных сотовых операторов в простую трубу для передачи внутреннего P2P VoIP-трафика. Уже в 2010 году ожидается переход на концепцию ALL IP, к 2012-2015 гг. произойдет окончательный уход голосового трафика через мобильный ШПД в глобальные сети P2P, а к 2020 году голосовой трафик вообще станет измеряться в Мбайт. Кроме того, идут процессы миграции сетей коммутации каналов (TDM) к сетям коммутации пакетов (All IP). Транспортные сети TDM (SDH, PDH) мигрируют в IP (Ethernet, MPLS), коммутаторы TDM – в softswitch & mediagateway, а дальше – в IP-коммутаторы и маршрутизаторы. При этом радиосети GSM (TDM) уже практически полностью перешли в UMTS (TDM&IP), а далее их ждет LTE (All IP). Последним шагом эволюции этой цепочки является появление «плоских» IP-сетей, сначала mobile-WiMAX, а затем и LTE-Advanced.

К физическим предпосылкам создания фемтосот относится существование двух законов – Мура и Шеннона, адаптированных для беспроводных сетей. По словам Алексея Косенко, в данном случае закон Мура выражается в увеличении скорости процессоров и сокращении их энергопотребления, что приводит к возможности реализации эффективных схем модуляции. Единственным ограничением является лишь Предел Шеннона, который приводит к необходимости уменьшения радиуса действия сот и применения различных техник, позволяющих избегать интерференции и повышать эффективность использования спектра. В результате для широкополосного мобильного радиодоступа по технологиям WiMAX/LTE была разработана специализированная модуляция – OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiply Access), имеющая корни в проводном ШПД и выросшая из OFDM-решений для DSL. Если пределом в развитии технологий мобильного ЩПД является OFDMA-модуляция, то для обхода интерференции и максимально эффективного использования спектра были созданы фемтосоты.

Фемтосоты используют существующие мобильные технологии (GSM, CDMA, WCDMA, mobile WiMAX, LTE), работая в лицензированном спектре частот и тех же полосах частот, что и внешние станции. Кроме того, они полностью контролируются и управляются лицензированным оператором, а также обладают свойствами самоорганизации и самоуправления. В целом, по словам Алексея Косенко, фемтосоты фактически являются «умным радио» для массового рынка. Они используют различные техники для ухода от интерференции, имеют большой динамический диапазон регулировки мощности и поддерживают динамическую реконфигурацию под радиочастотное окружение. При этом они позволяют осуществлять удаленное автоматическое обновление ПО и профиля услуг, поддерживают автозагрузку, автосканирование и автоконфигурирование. А самое главное, фемтосоты позволяют разгрузить корневую сеть и организовать новые услуги, используя возможности traffic offload.

Что касается стандартизации, то первая версия стандарта Iuh (модель для сетей UMTS) была опубликована еще в конце 2008 года в Rel.8 3GPP. Для стандартов CDMA 1xRTT и EV-DO 3GPP2 уже опубликовал соответствующий документ, а для LTE работы над разработкой соответствующего стандарта уже ведутся. В марте 2010 г. будет готов стандарт для 802.16е (WiMAX forum на базе IEEE), а в начале 2011 года и для 802.16m.

Между тем место, характер и интенсивность потребления услуг 3G за последнее время кардинально изменились. По мере развертывания 3G-сетей и других беспроводных решений ШПД операторы обнаружили, что вещательная сеть базовых станций, хорошо работавшая для передачи голоса, далека от идеала при передаче данных. Есть масса причин, почему это происходит, но основная заключается в том, что в сетях 3G используются более высокие частоты, в результате чего радиоволны значительно хуже проникают внутрь зданий. Кроме того, к сетям передачи данных предъявляются более высокие требования к соотношению «сигнал-шум», особенно если абонент хочет получить скорость, близкую к рекламируемой оператором. Кроме того, по словам генерального директора компании «Мувиком» Дениса Вайнера, 42 % мобильного трафика данных пользователь получает находясь дома, а 44 % использования данных на смартфонах приходится именно на домашнее использование. При этом, по прогнозам Analysys Mason, внутри помещений к 2015 году будет генерироваться до 75 % мобильного трафика, причем 95 % из него будут составлять данные. Уже сегодня домашние пользователи стали потреблять непропорциональную долю ресурсов, и единственным выходом из создавшегося положения является увеличение пропускной способности сети, но не за счет макропокрытия, а за счет фемтосот – миниатюрных БС, размещаемых в местах наибольшей потребности абонентов в трафике.

Несмотря на то что традиционно покрытие сотовых сетей в помещениях
довольно слабое, отсюда совершается свыше трети голосовых вызовов

Помимо этого, по словам директора по развитию «Коминфо Консалтинг» Евгения Соломатина, это даст оптимизацию инфраструктуры сети с учетом профилей потребления, снижение финансовых рисков, а также улучшение качества услуг, основанных на передаче данных. Ожидается также разгрузка промежуточных уровней агрегации сети от пикового трафика данных, что позволит повысить качество голосовых сервисов и дифференцированно предоставлять контентные услуги. Кроме того, это и конвергенция проводного и беспроводного доступа, а также активное освоение удаленных территорий на основе партнерских схем с мелкими провайдерами и предприятиями. На основе концепции перераспределения топологии доступа от макросот в пользу микросот станет возможной и оптимизация энергопотребления всей сети.

Вице-президент Национальной радиоассоциации (НРА) Валерий Володин заострил внимание на регуляторных вопросах, связанных с внедрением фемтосот. По его словам, благодаря решению ГКРЧ от 19 февраля 2010 года (см. материал рубрики «Мобильная связь» от 24 февраля 2010 г.), процедура их ввода может значительно упроститься. Это связано с предполагаемым исключением процедуры назначения частот, а также исключением долговременной процедуры оценки электромагнитной совместимости (ЭМС) с другими радиоэлектронными средствами (РЭС) для каждого отдельного случая размещения фемтосоты. При этом необходимо будет соблюдать следующие условия: технические характеристики применяемого оборудования фемтосот должны соответствовать характеристикам, указанным в Приложении к решению ГКРЧ. Самым существенным условием здесь является ограничение мощности фемтосот до 25 мВт (милливатт) в зоне радиусом 110 км от подмосковного Серпухова (т. е. фактически для всей территории Москвы) и в зоне радиусом 300 км от Комсомольска-на-Амуре. Для остальной территории России мощность фемтосот ограничена 100 мВт. Кроме того, оборудование фемтосот не должно создавать недопустимых радиопомех и не может требовать защиты от помех со стороны РЭС государственного назначения. В условиях также прописано, что применение фемтосот допускается лишь внутри зданий, закрытых офисных, складских и производственных помещений и только в пределах зоны обслуживания БС соответствующих операторов связи стандарта IMT-2000/UMTS и в рамках присвоенных (назначенных) радиочастот. Соответственно, подключение оборудования фемтосот к сети стандарта IMT-2000/UMTS должно осуществляться исключительно только тем оператором, в сети которого они будут функционировать.

В то же время директор по проектам МТС Алексей Алексеев рассказал, что до окончательного согласования упрощенной процедуры регистрации еще предстоит преодолеть несколько этапов. Уже в текущем квартале с учетом результатов научно-исследовательских работ (НИР) от НРА предстоит утверждение технического задания на НИР от инфокоммуникационного союза (ИКС) по изменению нормативно-правовой базы, направленной на реализацию уведомительного порядка регистрации фемтосот и их запуска в коммерческую эксплуатацию. Следующим этапом станет реализация этих научно-исследовательских работ во II-III кв. 2010 года и только за этим последует рассмотрение их результатов в Минкомсвязи и предполагаемое утверждение.

Напомним, что в настоящее время при регистрации фемтосоты необходимо пройти ряд сложных и длительных процедур, что вызвано фактическим законодательным приравниванием миниатюрных фемтосот к полноценным базовым станциям. В результате процедура их регистрации и введения в строй занимает срок до 18 месяцев и, по словам Алексея Алексеева, обходится оператору не менее чем в 120 тыс. рублей по каждому факту развертывания фемтосот. Дело в том, что по законодательству право на использование радиочастотного спектра предоставляется посредством выделения полос радиочастот и присвоения (назначения) радиочастот или радиочастотных каналов (РИЧ). Но до подачи документов на получение РИЧ необходимо сначала получить заключение экспертизы на электромагнитную совместимость (ЭМС) (при этом до ввода сооружения связи в эксплуатацию не допускается его использование для предоставления услуг связи, а ввод в эксплуатацию завершается подписанием акта). В то же время, в соответствии с п. 5 ст. 22 ФЗ «О связи», РЭС подлежат обязательной регистрации, которая оформляется выдачей Роскомнадзором соответствующего свидетельства.

Между тем Валерий Володин рассказал, что основные регуляторные положения в области фемтосот за рубежом сводятся к максимальному упрощению процедуры их внедрения. Во-первых, оборудование фемтосот относится к классу операторского оборудования особого типа («миниатюрные БС») и оператор несет ответственность за все действия, связанные с работой этого оборудования. Во-вторых, при инсталляции оборудования фемтосоты не требуется производить расчет частотно-территориального планирования и анализа ЭМС. А их регистрация носит уведомительный характер – операторы сообщают регулятору место установки, номер лицензии и срок эксплуатации.

На данный момент в коммерческой эксплуатации фемтосоты находятся у ряда крупнейших мировых операторов – Sprint, StarHab, Verizon Wireless, Vodafone Group, а в стадии запуска – у T-mobile, O2, BT, TIM, TeleSonera и AT&T. В качестве реально работающего бизнес-кейса Денис Вайнер из «Мувиком» привел опыт американского оператора Sprint, начавшего продажи фемтосот AIRAVE CPE еще в августе 2008 года за $99 и $5 ежемесячной абонентской платы. При этом конкурентное решение с использованием Wi-Fi-роутеров, предлагаемое T-Mobile USA, включает в себя всего три доступные на сегодняшний день модели телефона с поддержкой протокола UMA (Mobile/Wi-Fi colling), обеспечивающего прозрачный роуминг между сетями GSM/UMTS и Wi-Fi (это BlackBerry Curve, Nokia 6086 и Samsung t409). T-Mobile USA предлагает безлимитные звонки дома за $20 в месяц, а сам роутер Wi-Fi обойдется в $50. Между тем Sprint предлагает безлимитные домашние звонки за $15, а сама фемтосота AIRAVE CPE стоит $99, но при этом выбор абонентских терминалов ничем не органичен.

Кроме того, Алексей Алексеев из МТС рассказал, что за счет развития 3G макросети лишь 40 % абонентов оказываются в зоне хорошего покрытия. А для обеспечения хорошего покрытия 75 % абонентов за счет макросот необходимо в 2 раза больше первоначальных инвестиции. При 100-процентном улучшении покрытия сетей 3G за счет макростанций потребуется уже в 7 раз больше инвестиций, чем в первоначальный проект. Поэтому, по словам г-на Алексеева, 5-летний опыт развертывания 3G западными операторами показал, что для улучшения качества покрытия в здании финансово эффективной альтернативой дорогому развитию макросети являются именно фемтосоты.

Между тем директор по развитию «Коминфо Консалтинг» Евгений Соломатин рассказал, что до сих пор существует несколько моментов, вызывающих у операторов некоторую нерешительность при внедрении фемтосот. Основные из них – будет ли типовая активность пользователей по потреблению ШПД-сервисов (типа YouTube, P2P, IPTV и т.д.) через фемтосоты значительно ухудшать качество голосовых сервисов и как сохранить это качество во время периодов пиковой нагрузки, когда провайдер-партнер также сталкивается с ростом трафика? По словам г-на Соломатина, это вызвано целым рядом факторов, которые могут свести к нулю экономический и стратегический эффект от внедрения фемтосот. Прежде всего, это ограничение пропускной способности транспортной сети (своей или партнера-провайдера) на промежуточном уровне агрегации. А также сложности контроля качества сети партнера, через которую идет ШПД-трафик и «зависимость» потребителей от терминального оборудования. При нерешенности этих вопросов в случае снижения качества голосовых услуг (которые «идут» по тому же проводу) клиенты не будут задумываться о проблемах провайдера-партнера, а обратят свои претензии напрямую к оператору. Переход к 4G еще больше увеличит трафик и нагрузку на сети.

В итоге Евгений Соломатин констатировал, что ключевой проблемой западных операторов при внедрении сервиса фемтосот стал именно риск потери репутации бренда из-за снижения качества услуг, поэтому текущая стратегия большинства операторов сводится к waiting in the wings, или «ожиданию за кулисами».