Распространение смартфонов резко увеличило объем данных, передаваемых по беспроводным сетям, однако еще более серьезные требования к пропускной способности ставят планшетные компьютеры. Имеющиеся тенденции дают основание ожидать десятикратный рост абонентов широкополосной связи, каждый из которых будет потреблять в 100 раз больше трафика (более 1 ГБ на абонента в день). Чтобы удовлетворить эти требования, необходима эволюция мобильных сетей, которая смогла бы обеспечить низкие затраты в пересчете на бит, высокую производительность и масштабируемость, энергоэффективность и адаптируемость. «Подобные сети будет отличать более высокая спектральная эффективность, меньшая задержка и большая плотность размещения базовых станций, назовем их условно Beyond 4G (За пределами 4G)», — говорит Вероника Ченакина, руководитель направления маркетинга и коммуникаций Nokia Siemens Networks в Турции, Восточной Европе и Средней Азии.

Теория…

В будущем рост потребляемого трафика заставит всех операторов в мире переходить на технологии ШПД, такие как LTE (Long Term Evolution), обладающие большей эффективностью с точки зрения использования радиочастотного ресурса и позволяющие обеспечить еще более высокую скорость для конечного пользователя. Как следствие, стоимость одного мегабайта мобильного трафика станет снижаться. Развитие новых технологий должно осуществляться в несколько этапов.

• Прогресс радиотехнологий, следующей ступенью в развитии которых окажется LTE-Advanced. Она позволит увеличить спектральную эффективность и обеспечит пиковую пропускную способность свыше 1 Гбит/с. Кроме того, радиочастотные технологии станут поддерживать все большую полосу пропускания, а оптоволоконные линии будут применяться чаще, благодаря чему повысится скорость соединения с базовыми станциями.

• Повсеместное распространение гетерогенных сетей позволит создавать их с радиоузлами разного типа — от отдельных базовых станций до систем с централизованной обработкой. Потребуется интеграция самых разнообразных технологий радиодоступа — LTE, HSPA+, Wi-Fi и Beyond 4G — в любых возможных сочетаниях. Кроме того, доступный спектр частот станет более фрагментированным и, возможно, будет разделяться между операторами связи в соответствии с новыми моделями лицензирования.
• Самой важной станет технология когнитивных радиосетей (Cognitive Radio Networks, CRN) — следующий этап развития самоорганизующихся сетей (SelfOrganizing Networks, SON). Сети CRN позволят гибко управлять спектром частот, организовывать сети в режиме device-to-device и использовать широкополосные радиосистемы с программным определением радиостандарта.

Пока LTE вполне оправдывают свое название: эволюция действительно обещает стать долговременной. В 2011 году были дважды пересмотрены прогнозы сроков выхода на рынок «полноценного» широкополосного доступа 4-го поколения LTE–Advanced. Стандартизация технологии LTE–Advanced (10-й релиз стандарта LTE) отстает от плана по срокам, соответственно, выход технологии на рынок сдвигается с 2013–14 гг. на 2015–2016 гг. Под выходом на рынок следует понимать доступность услуги для массового потребителя с достаточным количеством абонентских устройств, невысокой ценой и широкой зоной территориального покрытия.

По мнению Владимира Ильченко, менеджера по продукции Huawei Украина, при таких временных рамках следует ожидать, что мобильные операторы не будут рисковать и делать массированные инвестиции в сырую технологию, а лишь продолжат монетизировать уже вложенные средства в сети передачи данных HSPA на базе UMTS и развивать сети стандарта WiMAX. Кстати, операторы WiMAX оказались в выгодной ситуации, так как при отсутствии конкурентной технологии LTE–Advanced так называемые стандарты 3,75G, например HSPA, являются более затратными для обеспечения той же пропускной способности на сектор и на абонента. Другими словами, WiMAX-технология более эффективна для предоставления ШПД, по крайней мере на сегодня.

…и практика

Все имеющиеся на данный момент сети LTE соответствуют стандарту 3GPP LTE (релиз 8, 9 стандарта LTE), это так называемый pre-4G, то есть предварительная версия стандартов 4-го поколения. В соответствии с техническими характеристиками, 3GPP LTE обеспечивает до 173 Мбит/с на прием и до 58 Мбит/с на отдачу.

В декабре 2009 года шведская телекоммуникационная компания TeliaSonera совместно с Ericsson объявила о запуске первой в мире коммерческой сети стандарта LTE в Стокгольме и Осло. По словам старшего вице-президента Ericsson Йохана Уиберга, скорость скачивания в сети Telia должна составить от 20 до 80 Мбит/с. Оператор МТС запустил первую в странах СНГ коммерческую сеть уровня LTE в Ташкенте. Работает она в диапазоне 2,5– 2,7 ГГц, а скорость передачи данных будет достигать 100 Мбит/с. Сеть построена на оборудовании компании Huawei.

Компания Samsung Electronics планирует ввести в эксплуатацию первое в отрасли решение LTE SmallCell в 2012 году (в Японии) и первую в мире сеть TD-LTE в III квартале 2011-го (в Саудовской Аравии). По мнению менеджмента компании, Азия — один из самых динамичных и передовых рынков телекоммуникаций. Спрос на мобильный широкополосный доступ здесь настолько высок, что, согласно прогнозам компании, на этот регион будет приходиться более 30% мирового мобильного трафика данных.

Ситуация в Украине

Перспективы развертывания сетей LTE в нашей стране зависят от того, когда и кому будут проданы соответствующие лицензии. Это обещает повлечь за собой массовое использование мобильного Интернета, а также облачных сервисов, что увеличит объем мобильного трафика и соответственно резко снизит цену на услуги, полагает Александр Костюк, директор департамента компьютерных систем компании «Навигатор».

С другой стороны, показатели роста мобильного трафика, прежде всего, зависят от пропускной способности сети, стоимости трафика и, как следствие, — инвестиций в развертывание сети, полагает Иван Калинин, менеджер по развитию направления в департаменте телекоммуникационных систем Samsung Electronics Ukraine. Высокая цена мобильного трафика, по сравнению с фиксированным, накладывает ограничения на его потребление, особенно когда за небольшую плату можно получить неограниченный фиксированный.

Структура LTE

Структура сети 4G сильно отличается от сетей стандартов 2G и 3G. Существенные изменения претерпела подсистема базовых станций и подсистема коммутации. Была изменена технология передачи данных между оборудованием пользователя и базовой станцией. Также подверглись изменению и протоколы передачи данных между сетевыми элементами. Вся информация (голос, данные) передается в виде пакетов. Таким образом, уже нет разделения на части, обрабатывающие либо только голосовую информацию, либо только пакетные данные.

Serving Gateway (SGW) — обслуживающий шлюз сети LTE. Предназначен для обработки и маршрутизации пакетных данных, поступающих из/в подсистему базовых станций.

PDN Gateway (PGW) — шлюз к/от сетей других операторов.

Mobility Management Entity (MME) — узел управления мобильностью.

Home Subscriber Server (HSS) — сервер абонентских данных.

Policy and Charging Rules Function (PCRF) — узел выставления счетов абонентам за оказанные услуги связи.