Rambler's Top100
Статьи ИКС № 1 2009
Галина БОЛЬШОВА  Юлия ВОЛКОВА  29 января 2009

Лоскутное одеяло спектра

Если бы каждая радиотехнология имела цвет, то план размещения радиосредств на воображаемой поверхности спектра напоминал бы лоскутное одеяло, которое хозяйка многократно перекраивала и перешивала.

Теленок маленький, на всех не хватит.

Из старого мультика

Блага цивилизации

Универсализация среды передачи, отказ от коммутации каналов и переход на IP, реализация единых шлюзов и стандартизация радиоинтерфейсов обеспечивают гибкость, экономят пропускную способность, сокращают потребности в спектре и других ресурсах за счет их совместного использования различными службами, системами и сетями радиосвязи. Такое единение адресации, идентификации и аутентификации позволяет нам общаться, не задумываясь о природе среды передачи, уравнивает в правах сети проводные и эфирные. Единственное, что портит прекрасную картину: работа всех средств радиосвязи зависит от наличия и достаточности радиочастотного ресурса, которого, как того теленка из мультфильма, не хватает на всех.

Национальная Таблица распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации охватывает спектр от 3 кГц до 400 ГГц. Современные технологии хорошо себя чувствуют на частотах примерно до 45 ГГц. Имеются перспективные разработки для более высоких частот, но пока это скорее экзотика, нежели массовая продукция. Основная же часть применяемых сегодня в нашей стране средств связи и вещания работает на частотах до 15 ГГц. Это сети и системы, построенные на базе самых разных технологий: GSM, IMT-MC-450 и первые неуверенные сеточки UMTS – в сотовой связи; Wi-Fi, WiMAX и целый сонм стандартов IEEE 802.11 и 802.16 – в широкополосном доступе; транкинговые сети стандартов МРТ 1327, TETRA, APCO 2, подвижные и фиксированные спутниковые системы; ТВ- и радиопередатчики – наземные и спутниковые, аналоговые и цифровые, а также обязательные радиорелейные линии – тропосферные и прямой видимости; устройства радиочастотной идентификации, всевозможные датчики охранных систем и систем телемониторинга. Добавьте сюда службы спасения, метеорологию и исследовательские службы, радиолокацию и глобальные системы позиционирования, устройства управления движением судов по воздуху и по морям-океанам. Кроме этих очевидных и всем известных систем, вокруг нас неустанно трудятся еще тысячи устройств, которых мы не замечаем, но их потребности в спектре от этого не уменьшаются.

Регулятор определяет все

Особенности построения сети, виды предоставляемых услуг, выделенные диапазоны частот, допущенные на рынок технологии описываются в концепциях развития, отраслевых нормативных правовых актах и генеральных схемах сетей.

С точки зрения госрегулирования рынок услуг радиосвязи общего пользования чуть ли не самый сложный. Для того чтобы услуги стали легитимными, требуется иметь четыре документа (каждый из которых может содержать массу ограничений): разрешение на использование частот, лицензию на предоставление услуг связи, подтверждение соответствия (сертификат) оборудования и заключение экспертизы проектной документации (системного и рабочего проектов).

Разрешение на использование частот указывает, кому, где, на каких условиях и на какой срок выделен частотный ресурс, сеть какой технологии с использованием этих частот может быть построена, а также какие ограничения по мощности-географии-параметрам излучения и приема должны выполняться. Лицензией государство дает оператору право предоставлять услуги связи. Сертификат соответствия дает уверенность всем владельцам сетей, подключенных к сети общего пользования, в том, что новые средства связи не нарушат работоспособности действующих сетей из-за несоответствия технических параметров установленным нормам. Экспертиза проектной документации подтверждает соответствие принятых проектных решений действующим строительным нормам и правилам, а также ведомственным нормативным техническим документам (НТД).

Однако три последних документа навсегда останутся никчемными бумажками, если на нужной территории нет свободных частот подходящего диапазона. В самом первом приближении ответ на этот – главный – вопрос может дать Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ). Но она не подбирает частоты, а лишь рассматривает заявки. Это значит, что оператору, прежде чем торопиться с заявкой на модную технологию, хорошо бы окунуться в тему, разобраться, что где лежит, и понять, что ему действительно нужно.

Кто в тереме живет?

Описывать в небольшой статье многостраничную Таблицу распределения частот – дело неблагодарное и где-то даже вредное. Поэтому ограничимся простыми картинками, где показано, как на Руси поделен спектр на военный (категории ПР), гражданский (ГР) и совместного использования (СИ).

Гражданский диапазон в нашей Таблице предусмотрен главным образом для вещания (только ему – терем), все остальные ютятся в коммунальной квартире с соседями.

Более чем за сотню лет истории радиосвязи разработано бессчетное множество методик, рекомендаций, правил и компьютерных программ, позволяющих решить задачу помещения различных радиоэлектронных средств в одну полосу частот и на одной территории. Всемирная практика знает массу примеров успешного «примирения» сетей телевизионных и подвижных, военных и гражданских, воздушных и сухопутных, наземных и спутниковых. У этих задач есть решения – не всегда простые и зачастую требующие многократных расчетов, но в итоге правильные, позволяющие оператору построить сеть, абоненту получить услугу, а государству – налоговые поступления от доходов оператора.

Однако реализовать эти решения в нашей стране не легко. Во-первых, регулятор далеко не всегда готов к решению таких сложных задач и не жаждет разбираться с помехами, которые могут возникнуть в случае ошибок. Во-вторых, есть инвестор – существо нервное и капризное, почти всегда требующее для своих капиталовложений «чистого неба», т.е. частот, никем не занятых. Вот и ходят бесчисленные просители по коридорам власти, ищут возможности если не выкинуть «стареньких» из вожделенных полосок, то хотя бы по территории потеснить, в мощности ограничить, срок жизни установить.

Квартирные разборки

Наиболее агрессивных новичков сегодня трое. Это сети третьего поколения (3G), технология WiMAX, недавно принятая в «высшее» 3G-сообщество, и цифровое телевидение.

WiMAX претендует на спектр сразу нескольких живых технологий Wi-Fi и MMDS (2,4–2,7 ГГц), фиксированного доступа (РРС) и спутниковой связи (3,4–3,6 ГГц). Системы класса WiMAX замахиваются на диапазон 5,6–6,4 ГГц, нагло «выпихивая» из обжитого пространства радиорелейные линии. WiMAX «отметился» даже в очереди за цифровым дивидендом, который, как ожидается, должен появиться после полной замены аналогового ТВ цифровым. Однако, скорее всего, преуспеет он не во всех вожделенных полосах. Если давно потерявшие свою актуальность системы MMDS готовы уступить новичку, то спутниковая связь не желает отдавать ни герца, заявляя на каждом углу, что при совместной работе с WiMAX жди серьезных проблем. Здесь слово за регулятором, от него ждут принципиального решения.

К РРС, к сожалению, отношение у нашего регулятора, как к профсоюзам в бывшем СССР, – бескомпромиссное: при появлении на горизонте новой технологии (будь то NMT в конце 80-х, 3G в середине 90-х или WiMAX в начале 21-го века) первым делом принимается решение о «прекращении назначения частот для радиорелейных станций».

Что же касается цифрового дивиденда, чей призрак уже вовсю гуляет по Европе (продажа оного с аукциона в феврале 2008 г. принесла США $19,6 млрд), то, кроме WiMAX, за него будут биться еще несколько технологий – наземное ТВ сверхвысокой четкости, мобильное ТВ, технологическая связь, спецсвязь, научные радиоприложения и т.д. Кстати, еще неизвестно, какие из них останутся в живых к 2015 г., когда этот дивиденд у нас наконец-то должен образоваться. Время серьезных ставок пока явно не наступило.

Второй активный «борец за спектр» – цифровое ТВ,  фиксированное и мобильное, которое сегодня существует лишь в виде скромных опытных зон на задворках империи и вороха бумаг, содержащих противоречивые сценарии внедрения ЦТВ, программы и концепции перехода от аналога к цифре, экономические расчеты и маркетинговые прогнозы. Увлекшись подсчетом денег в государевой казне, предсказатели часто забывают, что без частот даже самое современное оборудование – груда высококачественного металла. А вот свободных частотных каналов в крупных городах государства Российского как раз и нет. Они либо заняты аналоговыми передатчиками, либо используются для целей, с телевидением никак не связанных. Не надо быть экспертом, чтобы, подсчитав число телеканалов в эфире, осознать, что свободных частот для телевещания уже нет. Поэтому в соответствии региональным соглашением «Женева-06», которое требует защитить от помех аналоговые передатчики до окончания переходного периода (т.е. до июля 2015 г.), о ЦТВ, по всей вероятности, пока придется забыть.

О третьем поколении мы слышим начиная с 1992 г., когда «великие умы» международного сообщества сочинили «связь для всех, везде и всегда». Сегодня уже ясно, что эта утопия всемирного телекоммуникационного коммунизма разбилась об экономику.

Сначала развернулась борьба за единый стандарт. Крупные производители, понимая, что приз для победителя – весь земной шар в качестве рынка сбыта, не скупились на разработки, конференции, банкеты-фуршеты и прочие радости лоббирования корпоративных интересов. Но в итоге единого стандарта все же не вышло. Потом разразились аукционные скандалы. Операторы, заблудившись на перегретом рынке подвижной связи, отдавали за лицензии 3G суммы, в несколько раз превышавшие их годовые обороты. Инвестиции окупались плохо. Придуманные маркетологами услуги не находили отклика в кошельках абонентов.

В 2007 г. 3G наконец-то добрался до России. С большой помпой проведенный конкурс распределил, мягко говоря, несвободный спектр. Операторы, получившие лицензии, теперь должны их реализовать, но на их пути стоят «запретные зоны», работы по высвобождению частот в которых ведутся с такой скоростью, что, вероятно, пятое-шестое поколение мобильной связи появится у нас раньше, чем 3G-услуги на закрытых пока территориях.

. . .


Вот такое оно, лоскутное одеяло спектра, а более детальная картина, какой она видится специалистам отрасли, в разделах темы.


Рекомендации потребителя

Необходим переход от регулирования РЧС на основе технологий к регулированию критичных параметров РЭС, использующих тот или иной спектр. В будущем это позволит обеспечить выделение частот на основе принципов технологической независимости и проводить анализ спектра и ЭМС без привязки к конкретной технологии.

Выделить лицензируемые и нелицензируемые полосы (особенно в диапазоне 2,4 ГГц и нижнем поддиапазоне 5 ГГц) для широкополосной беспроводной связи. В рамках этого:

- разработать и внедрить ряд обобщенных решений ГКРЧ для диапазонов частот, необходимых для построения сетей 3G и WiMAX;

- обеспечить прозрачное и гибкое распределение радиочастот для больших участков диапазона (для технологий WiMAX): 2,3–2,4, 2,5–2,7, 3,4–3,6 и 5,725–5,825 ГГц.

Глобальное (в рамках страны) выделение радиочастот проводить, исходя из принципа экономической целесообразности и технологического нейтралитета.

Разработать и внедрить новые принципы использования радиочастот, например по временн'ому принципу.

Форсировать выход на рынок технологий, повышающих эффективность использования спектра (например, метод временного разнесения – TDD вместо частотного – FDD).

А. Харитонов, Cisco Systems
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!