Rambler's Top100
Статьи ИКС № 10 2005
Михаил САМСОНОВ  Александр РОСЛЯКОВ  01 октября 2005

На службе народного хозяйства, или Участвуем в реформе ЖКХ

Где же, в какой перспективе пересекаются интересы столь отдаленных сфер деятельности? Понятно, что связисты (как, впрочем, и абсолютное большинство людей) не настолько охвачены идеями альтруизма, чтобы вкладывать свои средства без гарантий их возврата. Сферой совместных интересов предприятий жилищно коммунального хозяйства и операторов связи может служить инфокоммуникационная инфраструктура на муниципальном уровне (рис. 1).

Предприятиям ЖКХ она позволит собирать информацию со счетчиков и датчиков в единый data-центр и центр расчетов ЖКХ и тем самым обеспечивать оплату услуг в точном соответствии с их объемом и качеством. Кроме того, на ее базе может быть создана корпоративная сеть ЖКХ, которая обеспечивала бы доступ к различным базам данных, необходимых для предоставления информационно-справочных услуг населению, приема платежей через автоматы и т.д.

Операторы же с помощью новой инфраструктуры смогут предоставлять населению широкий спектр инфокоммуникационных услуг, о которых (из-за отсутствия соответствующей сети доступа) пока можно только мечтать. Сеть позволит операторам существенно расширить клиентскую базу, повысить доходы и в перспективе окупить затраты на свое создание.

Архитектура


Инфраструктура жилищно-коммунального хозяйства (рис. 2), которая базируется на многоуровневой архитектуре, создается для обеспечения различных сервисов, а также для поддержания работы распределенной системы сбора учетной информации о потреблении коммунальных ресурсов (электроэнергия, газ, тепло, вода и т.д.) и системы внутреннего электронного документооборота подразделений ЖКХ. Дополнительно она может использоваться для предоставления индивидуальным и корпоративным пользователям различных телекоммуникационных услуг (доступ в Интернет, IP-телефония, справочно информационные сервисы и др.).

На первом уровне размещены терминальные устройства обеих систем. Для системы сбора это счетчики и датчики учета ресурсов – электричества, газа, тепла, воды. Причем необходимо, чтобы устройства сбора, размещенные в другом помещении, могли считывать данные счетчиков дистанционно. Из соображений экономии целесообразно использовать простые метрические устройства вместо дорогостоящих «умных» счетчиков.

Часть внутренней системы электронного документооборота ЖКХ на этом уровне составляют терминалы для предоставления справочных и иных современных сервисов. Например, приставка Set Top Box позволяет за небольшую плату превратить обычный телевизор в персональный компьютер и получать практически любые сетевые услуги по запросу.



На втором уровне размещено оконечное оборудование пользователя – устройства, собирающие информацию со счетчиков. Оконечное оборудование поддерживает работу как с индивидуальными счетчиками (устанавливаются в отдельных квартирах), так и с коллективными (обслуживают несколько квартир, подъезд жилого дома, весь дом или офис). Кроме того, к оборудованию пользователя можно подключить различное терминальное оборудование для предоставления телекоммуникационных услуг.

Третий уровень – сеть доступа («последняя миля») в пределах муниципального образования, к которой подключается оконечное оборудование пользователя. Эта сеть связывает все объекты ЖКХ и передает информацию на верхний уровень инфраструктуры.

Четвертый уровень инфраструктуры представляет собой «мозговой центр». Здесь находятся:
  • центр обработки и хранения данных жилищно-коммунального хозяйства, который включает серверы баз данных, серверы приложений, хранилища данных, станции мониторинга для каждой контролируемой подсистемы (газовой, электроэнергетической и т. д.);
  • телекоммуникационный центр, оснащенный соответствующим оборудованием (коммутаторы ЛВС, маршрутизаторы, средства информационной защиты и др.), которое необходимо для выхода в различные сети (Интернет, IP-телефонии, телевизионного вещания и др.).
WiMAX на «последней миле»

Среди главных вопросов, которые необходимо решить при построении данной инфраструктуры, – выбор технологии «последней мили» для транспортировки информации ЖКХ в центр обработки и определение каналов, по которым будут предоставляться дополнительные услуги связи. Среди множества возможных сред передачи каждая обладает своими преимуществами и недостатками, поэтому выбор наиболее эффективной среды – весьма непростая задача, требующая комплексного учета большого количества технических, организационных и экономических факторов.

Критерии выбора. Наш анализ показывает, что при передаче информации с различных счетчиков и датчиков жилищно-коммунального хозяйства предельная скорость чаще всего не превышает нескольких десятков килобит в секунду. И лишь в некоторых случаях (например, при использовании высокоскоростных датчиков или систем видеонаблюдения) требуется широкополосный канал. Однако для предоставления современных услуг связи необходима полоса пропускания в несколько мегабит в секунду.

Использование в качестве транспортной среды проводных технологий на базе медных телефонных линий, наряду с относительной доступностью и простотой реализации, имеет и существенные недостатки: большие эксплуатационные расходы, ограниченную полосу пропускания, жесткую зависимость дальности связи и скорости передачи от качества линии и др.

Свои плюсы и минусы есть и у радиоканала. Его явными достоинствами считаются отсутствие необходимости в кабельных линиях (которые требуют немало затрат при первоначальной установке и дальнейшем эксплуатационном обслуживании), быстрота развертывания сети, относительно большие скорости передачи и др. К недостаткам можно отнести необходимость использования в некоторых системах лицензируемых радиочастот, довольно высокую стоимость радиооборудования, ограниченную дальность действия, влияние на работу канала радиопомех и др.

Сегодня весь мир заговорил о сетях на основе технологии WiMAX (коммерческое название набора спецификаций стандарта беспроводной связи IEEE 802.162004). И нам для жилищно-коммунального хозяйства видится «последняя миля» именно на базе этой технологии, поскольку WiMAX позиционируется международным институтом IEEE и разработчиками как стандарт беспроводного транспорта, совместимый с любыми существующими сетевыми технологиями: ATM, Ethernet, TDM и др. При этом тип предоставляемой услуги конечному потребителю определяется в основном возможностями оборудования абонентского комплекта.

Стандартом IEEE 802.16-2004 подразумевается централизованное управление сетью, что в значительной мере упрощает процедуру активации и настройки услуг пользователя. Например, для добавления пользователя в сеть администратору достаточно занести в базу данных атрибуты абонентского устройства (его серийный номер и MAC-адрес), назначить ему определенный уровень доступа, полосы частот передачи данных и качество сервиса (гарантированные значения параметров услуг). Установленное у абонента оборудование самостоятельно осуществит поиск сети и подключение к базовой станции, получив от нее конфигурационные настройки. При этом интерфейсом абонентского комплекта может быть либо аналоговая линия, либо цифровой канал.



Частоты и возможности. В соответствии с рекомендациями WiMAX Forum для построения сети по этой технологии могут быть использованы три основных диапазона частот: 2,5; 3,5 и 5,8 ГГц. Известно, что чем выше частоты, тем меньше (при одинаковой мощности) зона покрытия базовой станции. Если в диапазоне 2,5 ГГц радиус для одной базовой станции составляет в городской среде 10–25 км, то для полосы 3,5 ГГц эта величина уже значительно меньше – 7–15 км, а для 5,75–5,85 ГГц и вовсе незначительна – 4–7 км.

Реальная зона покрытия базовой станции существенно зависит от ряда факторов: наличия прямой видимости между объектами связи, мощности излучения, диаграммы направленности антенн, чувствительности приемных установок, скорости передачи в радиоканале и ряда других технических параметров. Однако на практике основная проблема – не зона покрытия, а вопросы лицензирования и занятости частотного диапазона.

В России диапазон 2,5 ГГц в настоящее время предназначен для сетей MMDS. Перспективы получения частот в диапазоне 3,5 ГГц гораздо менее однозначны, чем в других странах, поскольку он достаточно плотно загружен системами спутниковой связи и свободного ресурса очень немного. Наиболее перспективной, по мнению многих специалистов, считается полоса 5,8 ГГц, в которой доступны вполне приемлемые для построения WiMAX-сети частотные ресурсы.

Следует отметить, что в настоящее время на рынке телекоммуникационных систем есть продукты, поддерживающие более ранние версии протокола IEEE 802.16, а коммерческий выпуск сертифицированных WiMAX-систем не начат. Поэтому оценивать стоимость сертифицированного WiMAX-оборудования можно, лишь пользуясь фирменными preWiMAX-решениями. Так, сегодня цена базовой станции колеблется от $6 тыс. до $100 тыс. (в среднем – $20–25 тыс. на один сектор), а абонентского комплекта – от $500 до $1000.

Сравнение технологий широкополосного доступа

В наши дни для построения широкополосных проводных сетей доступа наиболее часто применяется технология цифровых абонентских линий xDSL в различных ее модификациях: ADSL, HDSL, SHDSL, SDSL и др. (сравнение их характеристик с технологией WiMAX приведено в табл. 1).

К очевидным достоинствам WiMAX относятся:
  • большая дальность действия при наличии прямой видимости;
  • существенно более высокая скорость передачи;
  • мобильность;
  • высокая степень масштабируемости сети.
По сравнению с беспроводным и сетями на базе технологий Wi-Fi (IEEE 802.11), сетями сотовой подвижной связи 2,5G (EDGE) и 3G (UMTS, CDMA2000) у WiMAX-сетей (IEEE 802.16-2004) также имеются свои преимущества (табл. 2):
  • большая гибкость в части частотного планирования, так как технология обеспечивает адаптивную настройку ширины канала к потребителю в зависимости от дальности связи и необходимой пропускной способности;
  • значительно более высокая максимальная скорость передачи информации;
  • эффективнее используется радиочастотный спектр (так как у WiMAX лучше соотношение количества переданных бит информации на 1 Гц);
  • стоимость услуг для конечных потребителей значительно ниже, чем в сетях сотовой связи 2-го и 3-го поколений.
Уже по данным этих двух таблиц напрашивается вывод, что с технологической точки зрения технология WiMAX более эффективна по сравнению с конкурентами.

Дополнительные услуги связи для возврата инвестиций

Напомним, что, наряду с основными задачами по сбору информации со счетчиков и датчиков на объектах жилищно-коммунального хозяйства, а также передаче данных в центр обработки и хранения, сеть беспроводного доступа создаваемой инфраструктуры ЖКХ позволяет обеспечить индивидуальных граждан и корпоративных пользователей широким спектром услуг, который условно можно разбить на четыре больших класса:
  1. массовые услуги и сервисы, связанные с реализацией общероссийских программ (доступ в Интернет, Федеральная целевая программа «Электронная Россия», дистанционное образование, теле голосование и др.);
  2. корпоративные и коммерческие (телемедицина, электронная торговля, муниципальные информационные системы, охрана объектов и др.);
  3. персональные (электронная почта, чаты, обмен сообщениями, IP-телефония, видеосвязь, универсальные сообщения и др.);
  4. развлекательные (телевидение и радиовещание, видео по запросу, игры on-line, загрузка музыки и др.).
Как видим, такая широкополосная беспроводная сеть WiMAX обеспечивает те самые услуги triple play, которые сегодня считаются наиболее современными. И все это сеть предоставляет параллельно с транспортировкой данных для расчетов за услуги жилищно-коммунального хозяйства.
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!