В рубрику "Обзоры, прогнозы, мнения" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Конечные пользователи по-прежнему будут ощущать на себе последствия этого явления, в основном в виде снижения скорости соединения, проблем с подключением, а также внезапных обрывов соединения. Причина проста - спрос на частотный спектр превысит предложение. Спрос на беспроводную широкополосную передачу данных продолжает расти гигантскими темпами, при этом предложение остается достаточно ограниченным.
К 2014 г. только в США дефицит частотного спектра может составить 275 МГц. Стоит отметить, что дефицит спектра во многом схож с перегрузкой магистрали: сотовая сеть не просто "прекращает работать", как энергосеть после урагана, оставляя большие регионы без электричества. Вместо этого вероятные последствия прогнозируемого дефицита будут наиболее ярко проявляться в городах, в отдельных сетях (имеющих больше всего абонентов) и в часы пикового потребления услуг беспроводной связи.
Пользователи могут ожидать, что час пик в беспроводных сетях будет характеризоваться двух-трехкратным увеличением числа безуспешных попыток выйти в Интернет, трех-четырехкратным ростом числа оборванных звонков или провалов в сеансах работы в Интернете, а также снижением скоростей 3G и 4G на 50-90% по сравнению с ожидаемым уровнем. В самых худших ситуациях скорости скачивания могут опускаться ниже 1 Мбит/с в течение длительных периодов времени, делая невозможным просмотр потокового видео и затрудняя даже работу в Интернете. Рынок устройств сотовой связи располагает диапазоном от 600 до 3600 МГц. Эти частоты строго регулируются правительством и выделяются для конкретных целей. Частотный спектр подобен земле: невозможно создать его больше, чем есть в наличии, трудно пользоваться им совместно и не все участки спектра равноценны. 900 МГц - это спектральный эквивалент земельного участка на первой линии с видом на море: передача данных на этой частоте осуществляется на дальние расстояния, такой сигнал лучше проникает через стены зданий и характеризуется более высокой мощностью. Частоту в 3500 МГц можно сравнить с участком земли в пустыне: радиоволны этой частоты преодолевают более короткие расстояния, плохо передаются через стены зданий и даже зависят от погоды.
Спрос на дополнительный спектр напрямую связан с кажущимся на первый взгляд ненасытным ростом беспроводных широкополосных коммуникаций. Беспроводной трафик более чем удваивался ежегодно начиная с 2009 г., причем увеличение проникновения смартфонов и планшетов только усугубляет проблему. На сегодня средний смартфон генерирует в 35 раз больше трафика, чем обычный сотовый телефон. Ожидается, что к 2016 г. беспроводной трафик увеличится в 50 раз по сравнению с 2012 г. Почему же государства не могут просто расширить диапазон "предлагаемых" частот?
Причина в том, что спектр радиочастот может быть увеличен только двумя способами. Первый заключается в распределении или перераспределении частотных полос между операторами.
За последнее десятилетие наиболее распространенным стало проведение аукционов. Этот способ обеспечивает как доход для государства, так и относительную прозрачность в распределении редких и ценных ресурсов. Однако такие аукционы часто предусматривают дополнительные правила, позволяющие привлечь на рынок новых участников, обеспечить покрытие сельских и низкодоходных регионов, предоставить поддержку стареющим системообразующим сетям и выполнить требование по обеспечению охвата определенного процента населения. И хотя аукционы позволяют обеспечить доступность дополнительной емкости, например за счет высвобождения частот аналогового ТВ, что происходит во многих странах, это занимает определенное время, и возникающее в результате предложение не успевает за растущим спросом. Вторым способом является повышение эффективности использования существующего ограниченного спектра.
Технологии 4G, такие как LTE, позволили значительно повысить эффективность использования спектра: стандарт LTE требует почти в 16 раз меньше ресурсов для передачи 1 бита данных, чем 3G. Однако за семь лет, потребовавшихся для разработки и широкого развертывания этой новой технологии, объем беспроводного трафика увеличился в 30 раз. Производители телекоммуникационного оборудования просто не могут изобретать новые технологии с достаточной скоростью для удовлетворения растущего спроса. Новый стандарт LTE Advanced должен удвоить эффективность использования спектра по сравнению с LTE. Тем не менее при текущих темпах роста добавленные мощности обеспечат всего лишь около года работы при комфортной загрузке сетей.
Существует еще одна технология - так называемое когнитивное радио, когда устройство выявляет все части беспроводного спектра и динамически изменяет свои параметры передачи или приема в соответствии с тем, какие его части в данный момент не используются. Это позволяет пересылать гораздо больше данных через заданную полосу частот в единицу времени.
Сегодня эта технология, также известная как "динамическое управление спектром", работает в лабораторных условиях. Однако на ее внедрение в бизнес могут уйти десятилетия.
Несмотря на определенный прогресс на пути расширения доступного спектра и значительные усилия, предпринятые для повышения эффективности его использования, спрос на беспроводную широкополосную связь с большой вероятностью будет превышать дополнительное предложение, обеспеченное этими шагами, как минимум в течение нескольких лет.
Ряд крупных городов должен быть готов к продолжающемуся ухудшению качества связи для конечных пользователей. В качестве альтернативы возможно увеличение операторами платы за передачу данных или за более высокую скорость их передачи: если действительно существует дефицит спектра, рост цены с большой вероятностью приведет к снижению спроса до предела, на котором возможно поддержание приемлемого качества.
Вероятнее всего, регулирующие органы ускорят и упорядочат процедуру распределения спектра. Одной из таких мер являются аукционы, которые обеспечивают одинаковые условия для всех участников и прозрачность процесса, а также позволяют пополнить государственный бюджет, однако их организация может занимать годы или даже десятилетия. Кроме того, регулирующие органы могут рассмотреть возможность распределения спектра более крупными блоками (которые до сих пор являются несколько фрагментированными) и поощрять решения, обеспечивающие совместное использование спектра, особенно в полосе более высоких частот. Операторы будут расширять сферу применения Wi-Fi, а также искать бизнес-модели, в которых применяются пикосоты и фемтосоты, позволяющие добиться лучших результатов в плане увеличения количества пользователей. Одной из возможных стратегий по удержанию абонентов будет отказ от практики оплаты потребителями малых сот (которая им очень не нравится) и учет претензий относительно качества покрытия, а также введение самостоятельной оплаты фемтосот. Покрытие прилегающих областей и разгрузка мобильной сети при этом станут дополнительным бонусом. Частотный спектр нужен не только для смартфонов и планшетов: по мере развертывания технологии телевидения 4 К телевещательные компании могут захотеть вернуть себе часть спектра, которая стала им ненужной с прекращением аналогового вещания. Компрессия контента может увеличить вместимость полос для 4К-вещания, но маловероятно, что она обеспечит полноценный по качеству 4К-сигнал в рамках существующего спектра, выделенного для цифрового вещания HD-каналов.
Как это ни парадоксально, в краткосрочной перспективе некоторые потребители могут почувствовать улучшение качества передачи голоса, поскольку задержки во внедрении технологии VoLTE позволят перевести трафик данных на сети 4G, освободив сети 3G для более эффективной передачи голосового трафика.
Существует ряд городов, в которых размер макросот мал настолько, насколько это практически реально: антенны на крышах и вышки физически невозможно разместить ближе друг к другу. Однако в большинстве регионов это не так - иногда сопротивление населения установке новых антенн настолько сильно, что строительство новой вышки занимает годы.
Упорядочение процедуры утверждения мест размещения сотовых антенн (естественно при сохранении прав граждан на выражение своего мнения) в какой-то степени помогло бы сократить влияние дефицита спектра.
И наконец, часть проблемы может быть устранена путем применения, помимо технологии когнитивного радио, адаптивных антенн с плавающим усилением за счет направления сигналов к устройствам, генерирующим или потребляющим трафик.
Фактически это приводит к уменьшению соты, поскольку занимается спектр только в прямой видимости между вышкой и устройством. Когда другие устройства потребляют трафик, они могут пользоваться той же частотой спектра, а также возможностями направленной антенны.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #3, 2013
Посещений: 8274
Статьи по теме
В рубрику "Обзоры, прогнозы, мнения" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
