8 ноября '10
Выход в GSM
Найдено решение частотного вопроса для сетей 3G/4G
Где найти частотный ресурс для развития беспроводных сетей нового поколения в условиях его крайнего дефицита? Одним из путей решения этой проблемы может быть использование GSM-диапазона, однако и здесь не все так просто.
Поручение сверху
Не секрет, что «частотная проблема» остается для России по-прежнему очень острой и тормозит развитие беспроводных сетей нового поколения. Это знает высшее руководство страны, прямое вмешательство которого способствует значительному ускорению внедрения перспективных технологий. Так, например, случилось в конце прошлого года, когда во многом благодаря активным действиям Президента России Дмитрия Медведева, сети третьего поколения (3G), наконец, заработали и в столице.
В настоящее время вопрос нехватки частот опять стал на повестку дня. На этот раз речь идет о сетях не только третьего, но и четвертого поколения (4G) - LTE, которые в мире уже начали активно внедряться в коммерческую эксплуатацию. К 15 декабря этого года Минкомсвязи по поручению премьер-министра России Владимира Путина должно представить в Правительство предложения по оптимизации частотного спектра, в частности о возможности строительства совмещенных сетей GSM/LTE и GSM/UMTS.
|
|
Можно надеяться, что принятое ГКРЧ решение станет первым шагом к вевдению в России принципа технологической нейтральности. Это актуально в преддверии появления в стране сетей 4G LTE. Регулятор, правда, пока не спешит с утверждением этого принципа |
|
Напомним, что в соответствии с рекомендациями Международного союза электросвязи (МСЭ) и других регулирующих органов для сетей 3G стандарта UMTS выделены частоты в диапазоне 2100 МГц. В России основная сложность использования этого диапазона связана с тем, что он используется системами военного назначения, поэтому потребовалась его расчистка. Несмотря на это, на крупнейшем телекоммуникационном рынке Московского региона, в частности, действуют ограничения на число базовых станций 3G, работающих в этом диапазоне, высоту антенн, мощность и другие характеристики, что существенно сдерживает развитие рынка. Есть проблемы с диапазоном 2100 МГц и в других регионах. В этой связи использование в России GSM-диапазонов - 900 и 1800 МГц – для строительства сетей 3G, а в дальнейшем и для сетей 4G/LTE весьма перспективно, хотя и сопряжено с рядом трудностей.
Перспективы сетей GSM/LTE и GSM/UMTS
Использование GSM-частот для развертывания сетей третьего и четвертого поколений, особенно в сельских и пригородных районах с низкой плотностью населения, имеет под собой очевидную экономическую мотивацию. Как показывают расчеты оператора Elisa (Финляндия), при переходе с верхнего частотного диапазона (2100 МГц) на нижний (900 МГц) стоимость капитальных и операционных расходов оператора снижается на 50-70%. Экономия, в основном, достигается за счет сокращения числа базовых станций (по сравнению с UMTS 2100), необходимых для покрытия единицы площади.
Кроме того, за счет лучшей проникающей способности волн с частотой 900 МГц, обладающих меньшим затуханием несущего сигнала, улучшается покрытие внутри зданий, что актуально для крупных городов с плотной застройкой. По данным Qualcomm, соотношение количества базовых станций UMTS 900 и UMTS 2100 для обеспечения эквивалентной зоны покрытия в плотно застроенных городах составляет 1:2,2; в пригородах — 1:1,9; в сельских районах – 1:1,6. Не следует забывать, однако, что при использовании низких частот снижается и емкость сети, поэтому преимущества UMTS 900 в крупных городах не столь очевидны, как в сельской местности и в пригородах. Тем не менее, в мире по состоянию на конец 3-го квартала 2010 г. насчитывалось уже 24 UMTS-сети, работающие на частоте 900 МГц. И число таких сетей постоянно растет.
Таблица. Сети UMTS 900 в мире, 3 кв. 2010
|
№
|
Страна
|
Оператор
|
Дата запуска
|
|
1
|
Финляндия
|
Elisa
|
Ноябрь 2007
|
|
2
|
Эстония
|
Elisa
|
Январь 2008
|
|
3
|
Таиланд
|
AIS
|
Май 2008
|
|
4
|
Австралия
|
Optus
|
Май 2008
|
|
5
|
Бельгия
|
Mobistar
|
Май 2008
|
|
6
|
Бельгия
|
Proximus
|
Июль 2008
|
|
7
|
Новая Зеландия
|
Vodafone
|
Июль 2008
|
|
8
|
Финляндия
|
DNA
|
Октябрь 2008
|
|
9
|
Исландия
|
Simmin
|
Октябрь 2008
|
|
10
|
Венесуэла
|
Digitel
|
Март 2009
|
|
11
|
Финляндия
|
TeliaSonera
|
Июнь 2009
|
|
12
|
Хорватия
|
Tele2
|
Июль 2009
|
|
13
|
Австралия
|
Vodafone
|
Август 2009
|
|
14
|
Фарерские острова
|
Faroe Telecom
|
Ноябрь 2009
|
|
15
|
Армения
|
Orange
|
Ноябрь 2009
|
|
16
|
Латвия
|
LMT
|
Ноябрь 2009
|
|
17
|
Польша
|
Aero2
|
Ноябрь 2009
|
|
18
|
Гана
|
MNT
|
Декабрь 2009
|
|
19
|
Гонконг
|
CSL Limited
|
Январь 2010
|
|
20
|
ЮАР
|
MNT
|
Март 2010
|
|
21
|
Румыния
|
Vodafone
|
Апрель 2010
|
|
22
|
Эстония
|
EMT
|
Июнь 2010
|
|
23
|
Гренландия
|
TELE
|
Август 2010
|
|
24
|
ЮАР
|
Cell C
|
Сентябрь 2010
|
Источник: GSA
Европейский регулятор увидел в новой технологии простой и эффективный путь к 100%-ному охвату населения в странах Евросоюза услугами мобильной передачи голоса и данных. Национальные администрации связи благодаря новой технологии решают не только технические вопросы, но и социальные, связанные со снижением остроты проблемы цифрового неравенства, через охват услугами 3G всего населения, а также путем увеличения налоговых поступлений в местные бюджеты от операторов связи.
В Европе и в России мобильные телефоны GSM работают, как правило, в двух частотных диапазонах 900 МГц (880-915 МГц в паре с 925-960 МГц) и 1800 МГц (1710-1785 МГц и 1805-1880 МГц). В 2007 г. Комиссия Евросоюза выступила с предложением к Совету Евросоюза и Парламенту отменить так называемую Директиву GSM и разработала проект Решения для более гибкого подхода к решению вопроса, которое бы разрешало использование 3G/LTE в этом диапазоне. 27 марта 2009 г. было принято Решение Европарламента принять поправку к Директиве GSM с целью разрешения развертывания технологии UMTS (WCDMA/HSPA) в диапазоне 900 МГц. Параллельно с этим Комиссия одобрила решение, введя в действие Исправленную Директиву, которая ввела технические меры для обеспечения совместного сосуществования телефонов 2G/GSMи систем UMTSна частотах GSM. Тем самым в Европе фактически был дан «зеленый свет» развертыванию 3G-технологий в диапазоне частот 900 МГц - сетей UMTS 900.
|
|
Что касается стей LTE, то основной проблемой является необходимость использовать достаточно широкую полосу частот. Не исключено, что если будет принято решение использовать низкочастотные GSM-диапазоны для LTE, то такие сети будут работать в «усеченном» режиме, который не обеспечит преимущества в скорости передачи данных и других характеристиках по отношению к существующим сетям 3G |
|
Нет проблем с использованием низкочастотных диапазонов для сетей UMTSи в США. Так, ведущий GSM-оператор AT&T уже в этом году, как ожидается, завершит передачу частоты 850 МГц целиком под UMTS-сеть в крупных городах, а к концу 2010-го года - по всей стране.
По состоянию на середину 2010 г. на рынке было доступно более 400 моделей абонентских терминалов с поддержкой UMTS/HSPA в частотном диапазоне 900 МГц от 65-ти поставщиков. Таким образом, можно констатировать факт, что экосистема UMTS 900 в мире вполне сложилась.
Однако, что касается использования GSM-частот под LTE, то ситуация здесь гораздо сложнее.
По данным ОАО «Гипросвязь», в диапазоне 900 МГц имеется доступный частотный ресурс 35 МГц, который используется, как правило, несколькими операторами (от двух до четырех в зависимости от региона) с полосами менее 10 МГц. Типовой сценарий возможного использования – это каналы LTEс шириной всего 1,4 - 5 МГц, что явно недостаточно для создания полноценных сетей 4G.
Ситуация с диапазоном 1800 МГц немногим лучше. Доступный ресурс составляет 75 МГц, он также используется, как правило, несколькими операторами (от двух до четырех в зависимости от региона) «второй волны GSM» с полосами более 10 МГц. Типовой сценарий возможного использования – каналы LTE с шириной 5 - 10 МГц, что также недостаточно для создания полноценных сетей 4G.
Позиция участников рынка
В России, помимо описанного выше экономического обоснования преимуществ использования низкочастотных GSM-диапазонов (эти преимущества выражены еще более ярко по причине большой протяженности страны), есть и еще одна важная особенность. Использование UMTS 900 позволит операторам развернуть сети 3G на тех территориях, на которых в настоящее время существуют серьезные проблемы электромагнитной совместимости РЭС сетей UMTS в диапазоне 2100 МГц с РЭС военного назначения.
В силу вышесказанного, неудивительно, что российские операторы сотовой связи в целом положительно относятся к возможности использования GSM-диапазонов для построения сетей 3G. В начале 2009 г. в столице «Вымпелком» и МТС получили разрешение протестировать работу UMTS 900/1800. В феврале 2010 г. «Вымпелком» завершил работы по созданию опытной сети UMTS 900, основной целью которой является проведение тестовых испытаний и экспериментальных исследований на электромагнитную совместимость радиоэлектронных средств (РЭС) сетей подвижной радиосвязи стандарта UMTS 900 c РЭС сетей подвижной радиосвязи стандарта GSM. В ходе проведения работ, которые осуществлялись совместно с ФГУП НИИР, планировалось определить степень взаимного влияния сетей UMTS и GSM в диапазоне 900 МГц.
В итоге ГКРЧ приняла решение разрешить работу 3G-сетей в Москве и начать аналогичное тестирование в регионах. В «Вымпелкоме», МТС и «Мегафоне» приветствовали данное решение, пояснив, что оно позволит расширить зону покрытия сетей 3G. «Вымпелком» обещает запустить сеть UMTS-900 в Подмосковье уже в следующем 2011 г. В то же время, как считают операторы, нельзя допустить, чтобы LTE- и 3G-сети строились в ущерб действующим GSM-сетям, а чтобы этого избежать, операторам нужны дополнительные частоты. В «большой тройке» опасаются, что для полноценного развития LTE действующих частот в диапазоне 1800 МГц не хватит.
Влияние на рынок
Как повлияют на рынок новые сети GSM/LTE и GSM/UMTS, если произойдет внедрение сетей 3G/4G на GSM-частотах? Можно надеяться, что принятое ГКРЧ решение станет первым шагом к введению в России принципа технологической нейтральности. Это актуально в преддверии появления в стране сетей 4G LTE. Регулятор, правда, пока не спешит с утверждением этого принципа. «Практика показывает, что рынок не может сам себя отрегулировать и технологическая нейтральность приводит к несовместимости», — отметил в ходе заседания ГКРЧ замминистра связи Наум Мардер.
Что касается сетей 3G, то использование для их развертывания GSM-диапазона позволит расширить зону покрытия сетей UMTS/HSPA, что особенно актуально для Московского региона, где существуют ограничения на число базовых станции, работающих в диапазоне 2100 МГц, и их характеристики.
Реальность оптимизации
Вероятность оптимизации частотного спектра за счет строительства сетей GSM/UMTS значительно увеличилась после того, как Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) на заседании 29 октября 2010 г. признала возможным использование отдельных полос радиочастот в диапазонах 900/1800 МГц для создания сотовых сетей третьего поколения UMTS в Москве и Московской области. Исследования, проведенные ФГУП НИИР совместно с операторами и научно-исследовательскими организациями в опытных зонах в Москве и Подмосковье, показали, что 3G-сети могут работать в диапазоне, используемом сетями стандарта GSM, не создавая помех для них. ГКРЧ поручила Роскомнадзору совместно с операторами сотовой связи провести работу по оптимизации использования радиочастотного ресурса и представить результаты в Комиссию до 1 июня 2011 г. Кроме того, Комиссия приняла решение о проведении до 1 июня 2011 г. аналогичных исследований в других регионах России.
Но ситуация с сетями 4G/LTE в GSM-диапазонах в России не так благополучна. Скорее всего, диапазоны 900/1800 МГц будут использоваться при создании сетей LTEкак дополнительные, причем приоритет, по крайней мере, на первом этапе будет сделан для GSM.
Среди первых LTE-сетей в мире уже есть сеть в GSM-диапазонах 900/1800 МГц - оператор SmarTone-Vodafone (Гонконг) использует полосы 2 х 15 МГц. Кроме того, шведский оператор TeliaSoneraиспользует частотный ресурс в диапазоне 1800 МГц наряду с диапазоном 2,6 ГГц.
Не все так просто
Каковы возможные издержки, риски и трудности при строительстве сетей GSM/LTE и GSM/UMTS?
Во-первых, некоторые эксперты высказывают сомнения по поводу перспектив замены GSM 900 на UMTS 900 за пределами больших городов, где платежеспособный спрос на услуги передачи данных вряд ли будет значительным.
Во-вторых, если для сетей UMTS/HSPA в Москве будет использован диапазон 1800 МГц, то может возникнуть проблема с абонентским оборудованием. В России на данный момент вообще не представлены терминалы, поддерживающие UMTS 1800 МГц. Непонятно так же, как быть владельцам старых трубок. На руках у пользователей имеется «зоопарк» трубок с поддержкой 3G, которые часто используются только для голоса. С мобильными телефонами для обеих частот (900 МГц и особенно 1800 МГц) действительно могут возникнуть проблемы, поскольку большинство телефонов поддерживают частоты 2100 МГц, 2100/900 МГц, 2100/1900/850 МГц, 2100/1900/900 МГц или 2100/850 МГц. Изначально производители UMTS-телефонов ориентировались на поддержку данной технологии в европейском диапазоне 2,1 ГГц и американских диапазонах 800, 1700 и 1900 МГц.
Что касается сетей LTE, то основной проблемой здесь, как уже указывалось, является необходимость использовать достаточно широкую полосу частот. Как известно, для создания GSM-сетей достаточно полосы 5 МГц, которой явно не хватает для полноценных сетей LTE. Не исключено, что если будет принято решение использовать низкочастотные GSM-диапазоны для LTE, то такие сети будут работать в «усеченном» режиме, который не обеспечит преимущества в скорости передачи данных и других характеристиках по отношению к существующим сетям 3G.
