Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 11 2007
Юрий Алексеевич ГРОМАКОВ  05 ноября 2007

МТС развивает новое бизнес-направление

Потенциал новых технологий – и невостребованная функциональность существующих. Вечное противоречие прогресса! Новую жизнь старой, как мир сотовой связи, услуге местоопределения дают исследования МТС. Подробности – от старожила рынка вице-президента МТС и нового руководителя R&D-центра «Интеллект-Телеком» АФК «Система» Ю.А. ГРОМАКОВА.

- Юрий Алексеевич, вы, как никто другой, знаете историю развития технологий местоопределения...


- Сегодня возможности, связанные с местоопределением подвижных или стационарных объектов, представляют огромный интерес для корпоративных структур, помогая им решать как государственные, так и собственные бизнесзадачи. Это контроль перемещения грузов, в первую очередь опасных, транспортных средств, особенно связанных с перевозкой людей, - он направлен на предупреждение аварийных ситуаций. Большая проблема также - несанкционированное использование транспорта: многие водители зарабатывают на «левых» рейсах, в результате чего растут затраты транспортных компаний на горючее, увеличивается износ автомобиля, что означает утечку доходов. В целом определение местоположения и контроль маршрутов движения транспортных средств позволяют экономить ресурсы компаний.


- Но задача эта не из простых?


- Здесь есть две крупные проблемы. Первая: как в реальном масштабе времени измерить координаты объекта, тем более транспортного средства, перемещающегося в пределах, которые трудно фиксировать, поскольку они могут даже перекрывать межнациональные границы. То есть нужна глобальная и доступная с точки зрения определения местоположения объекта система.


В настоящее время это GPS и ГЛОНАСС. Пока для определения местоположения подвижных объектов лучше глобальных систем спутниковой навигации нет. Хотя точность определения местоположения объекта у них и ограничена дестабилизирующими факторами: нестабильностью работы задающих генераторов, нестабильностью орбиты спутников и, самое главное, нестабильностью среды распространения радиоволн между спутниками и Землей.


Вторая проблема: как доставить результат измерения местоположения объекта потребителю - какой-то системе управления/контроля движения, системе реагирования - либо в какую-то операционную среду, поддерживающую бизнес.


- Но эти проблемы как-то решаются?


- Если первая сегодня решена принципиально, то проблема доставки сообщений о положении объекта решается не на глобальном уровне, а в рамках зоны обслуживания разных систем передачи сообщений. Такими системами, когда параметры или координаты объекта измерения местоположения GPS передаются в какой-то центр управления, могут быть системы сотовой связи, спутниковой связи, беспроводной передачи данных, наземная фиксированная связь.


С точки зрения реализации требований рынка наиболее привлекательными являются системы сотовой связи: они приобрели практически глобальный характер благодаря интенсивному развитию сетей GSM и значительному снижению стоимости абонентских терминалов. И здесь транспортной среды лучше, чем использование систем сотовой связи, нет. Поэтому, естественно, наибольшее распространение получили системы местоопределения на основе технологий спутниковой навигации и сотовой подвижной связи. Вот наглядный пример синергии.


 


Своим путем


- Первую такую систему местоопределения и мониторинга движения автомашин МТС продемонстрировала корпоративным клиентам в 1996 г. А дальше?


- Исследования велись в направлении повышения точности измерений, увеличения зоны обслуживания, сокращения массогабаритных характеристик терминалов, расширения функциональности системы мониторинга. Для решения этих задач была создана операторская компания МТС-П. Ее основная заслуга в том, что она внедрила систему телематики с использованием данных GPS для скорой помощи. В Москве через МТС-П в 2006 г. средствами местоопределения и передачи данных на основе наших решений было оборудовано 850 машин.


Уже первые патенты МТС по системам позиционирования и телематики не просто касались проблем, связанных с местоопределением, а были направлены на создание решений, интегрированных с системами сотовой связи, без чего не обеспечить высокую достоверность передачи сообщений и широкую зону обслуживания, в частности при возникновении аварийных ситуаций на подвижных/стационарных объектах.


Например, передача сигнала с данными о местоположении осуществляется по GSM через SMS-сообщения, а пропускная способность центров коротких сообщений, установленных оператором, естественно, ограничена. Если тревожная ситуация совпадает, например, с телеголосованием или с праздничными поздравлениями через SMS, то из-за большого объема SMS возникают задержки с их доставкой от терминалов в центры мониторинга. А это означает упущенную возможность исправить какую-то кризисную ситуацию или предупредить угон автомобиля...


- В чем новизна подхода МТС?


- В отличие от большинства операторов подобных телематических систем, в том числе западных, мы рассматривали задачу создания интегрированной сети, включающей не только центр мониторинга и терминал, но главное - систему сотовой связи и ее элементы как часть системы мониторинга.


Как сегодня предоставляет услуги компания, специализирующаяся на мониторинге подвижных объектов? Покупает терминалы GSM/GPS, вводит в них SIM-карту одного из операторов сотовой связи и устанавливает терминалы на контролируемый объект. При этом оператор сотовой связи не знает, как используется его SIM-карта, и не гарантирует этим компаниям доставку SMS за минимальное время - оператор обеспечивает лишь те параметры, которые определены возможностями GSM как системы общего пользования.


В решениях, запатентованных МТС (у нас есть патенты российские и иностранные), гарантируется доставка SMS даже во время перегрузки. В настоящее время работа по реализации этой технологии ведется совместно с одной китайской компанией в России и в Китае.


- Точность местоопределения подвижных объектов такими системами мониторинга составляет?..


- ...всего 7-10 метров. А исследования рынка, проведенные нами, показывают, что более 60% пользователей хотели бы иметь точность местоопределения объектов от единиц метров до сантиметров. Для этого необходима система или подсистема корректирующих (референцных) станций. Сегодня такая подсистема референцных станций создана и эксплуатируется в нескольких областях России.


В Московском регионе подсистема референцных станций была создана совместно с Роснедвижимостью. В ее составе 22 референцные станции и вычислительный центр; для обмена данными между референцными станциями и ВЦ используются каналы сотовой связи МТС. Точность местоопределения объектов в режиме реального времени составляет три сантиметра.


На основе этой системы с использованием цифровых карт создаются системы высокоточной навигации, интерес к которым в последнее время значительно вырос. Хорошие перспективы в этом направлении имеют системы, использующие 3-мерные цифровые карты, разрабатываемые рядом отечественных компаний, в том числе с участием АФК «Система».


 


Работа на будущее


- А практическое применение вашей системы, обеспечивающей столь высокую точность?


- Использование этих систем высокой точности для предоставления услуг пользователям было ограничено законодательством. Как известно, до недавнего времени существовали ограничения на точность определения координат до 30 м.


-И пока их не сняли в конце прошлого года, ваши три сантиметра были никому не нужны?


- Нет, они были нужны - государственным службам, тем, которые имели соответствующие разрешения на работу с такой точностью, в частности службам кадастра. Мы же только предоставляли инфраструктуру, каналы связи и обеспечивали передачу данных. Но доступа к истинным координатам не имели. И лишь после того, как были сняты ограничения, мы открыли эту систему для коммерческого применения. Ее можно использовать в качестве базы для создания нового бизнес-направления.


- Вы столько лет работали на будущее!..


- Да, мы ожидали снятия ограничений. Сегодня система дифференциальной спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, обеспечивающая точность местоопределения до 3 см и ориентированная на совместное использование с системой сотовой связи, внедрена в коммерческую эксплуатацию в Москве и С.-Петербурге.


Однако работа в области создания интегрированных систем сотовой связи и местоопределения, систем мониторинга - это лишь небольшая часть исследовательской программы МТС, направленной в целом на развитие систем подвижной связи, на создание перспективных технологий, позволяющих диверсифицировать бизнес подвижной связи и распространить его на новые направления.


- Формирование новых бизнес-направлений подвижной связи - занятие не тривиальное?..


- Сегодня кардинальными проблемами развития подвижной связи являются физические ограничения.


С чем сейчас борются исследовательские организации, создавая новые системы подвижной связи? Прежде всего они решают проблему беспроводного продолжения возможностей, которыми обладают сети фиксированной связи. Исследования направлены на повышение скорости передачи данных на радиоинтерфейсе. Естественно, это требует увеличения полосы пропускания канала связи.


С учетом действующей таблицы распределения полос частот выделение больших полос частот может осуществляться на более высоких несущих частотах, чем в действующих стандартах. При этом переход на более высокие несущие частоты из-за физических ограничений в распространении радиоволн приводит к сокращению дальности связи, к уменьшению радиуса сот. Так, чтобы обеспечить зону покрытия GSM в диапазоне 1800 МГц, равную размерам соты в диапазоне 900 МГц (т.е. закрыть площадь соты в GSM 900 МГц сотами GSM 1800 МГц), оператору надо поставить дополнительно 4-5 базовых станций. При переходе к третьему поколению, при использовании UMTS, размеры соты будут еще меньше, чем в GSM-1800.


К проблеме сокращения дальности связи добавляется многолучевое распространение радиоволн, вызванное переотражениями от местных предметов (например, зданий) или транспортных средств. Многолучевость ведет к значительному сокращению дальности связи при заданных качественных характеристиках.


- Физические ограничения, естественно, влияют на экономические показатели?


- Сокращение дальности связи приводит к снижению экономической эффективности сотовой связи. Оператор вынужден ставить больше базовых станций (БС), обеспечивать их соединение с контроллерами через цифровые линии передачи, платить за арендованные каналы связи, за аренду помещений для БС, за дополнительное энергопотребление и т.д.


Применение других технологий, например MIMO (Multiple Input Multiple Output разрабатывалась главным образом для использования в системах WiMAX, но, когда стало ясно, что с WiMAX все непросто, была рекомендована для использования в LTE (Long Term Evolution) - стандарте сотовой связи, который, как планируется, придет на смену UMTS в 2010 г.), в оборудовании БС и абонентских станциях также повышает их стоимость. Впрочем, использование MIMO во многих случаях не гарантирует стабильного выигрыша в качестве связи.


Кроме указанных, есть еще одна проблема, о которой практически никто не говорит. Это увеличение количества хэндоверов в системах сотовой связи с малыми размерами сот (зонами обслуживания). С увеличением количества сот параметры хэндовера ухудшаются. Чтобы компенсировать это ухудшение, нужно увеличивать вычислительный ресурс сети. В результате растут затраты сети на обработку хэндоверов, усложняется инфраструктура сети, снижается качество связи.


По нашим оценкам, при переходе от системы связи GSM-900 к инфраструктуре UMTS объем вычислений (дополнительных затрат на обработку соединений абонента с сетью, включая хэндовер) увеличивается на 25-30%. А ведь этот ресурс сети можно использовать для передачи коммерческого трафика.


 


А что дальше, за сотовой связью?


- Итак, топология сотовой связи изживает себя, входит в противоречие с интересами развития технологии. Какая топология идет на смену?


- Вспомним историю развития подвижной связи. От систем с фиксированными каналами связи мы перешли к каналам связи со свободным доступом к частотному ресурсу - так появились транкинговые системы. За транкинговой связью - сотовые системы, обеспечившие более эффективное использование спектра. С их появлением более 30 лет тому назад развитие связано только с изменением типа радиоинтерфейса (переход от аналогового к цифровому радиоинтерфейсу с частотно-временны'м разделением каналов, как в GSM, далее - переход к системам связи 3го поколения с доминированием CDMA, затем OFDMA), и с переходом на сетевом уровне от коммутации каналов к коммутации пакетов.


Но - при всех этих изменениях - сами принципы сотовой связи не менялись!


А что дальше, за сотовой связью? Как изменятся три составляющие сотовой связи: повторное использование частот, хэндовер (переход из одной соты в другую) и определение местоположения подвижного абонента в зоне сотовой связи (необходимое для того, чтобы знать, в какой соте он находится, и через сеть доставить ему сообщение).


Исследования МТС по совершенствованию инфраструктуры и топологии сотовой связи воплощены в новом решении, которое было запатентовано в России, а 5 июня этого года и в США. В патенте «Способ сотовой связи» содержится 19 пунктов новизны.


- В чем оригинальность нового способа сотовой связи?


- В его основу положено совмещение систем сотовой связи и систем спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС.


Одним из трех принципов построения сотовой связи является обеспечение функции местоопределения абонента в зоне связи. Ключевой момент в новом способе сотовой связи - перенос функции местоопределения из системы сотовой связи на абонентскую станцию. Отныне система сотовой связи больше не решает задачу местоопределения абонента - терминал мобильного абонента (абонентская станция) сам определяет свое положение с помощью GPS/ГЛОНАСС и передает данные о своем местоположении центру управления сетью. Ресурс сети сотовой связи, затрачиваемый на определение местоположения абонента, теперь можно использовать для задач обработки трафика.


Кроме того, в новом способе сотовой связи на абонентскую станцию из сети передается фрагмент цифровой карты с данными о координатах и параметрах базовых станций, границах хэндовера и т.д. Использование данных от спутниковой системы позиционирования позволяет экономить ресурсы сети связи, затрачиваемые на местоопределение подвижного абонента и хэндовер, а также сократить расходы на реализацию сотовой сети.


- На кого нацелено ваше решение?


- Прежде всего мы отработали наше решение в рамках опытной зоны, затем получили патенты и приступили к отработке системных решений, после чего передали на реализацию операторским компаниям - чтобы они могли предоставлять новые услуги. Хочу подчеркнуть: мы не идем на поводу стандартных решений. Ведь БС, например, диапазонов 900 и 1800 МГц при одинаковых конфигурациях стоят одинаково. А для операторов перевод из одного диапазона в другой выливается в серьезные затраты. И это не просто линейная зависимость от количества БС, а многократно возрастающие расходы: операционные затраты, аренда, оплата использования спектра.


Таким образом, взяв за основу услугу местоопределения, мы пришли к глобальной задаче создания нового способа сотовой связи, основанного на использовании совмещенной системы. А значит, можно говорить о синергическом эффекте, который достигается за счет использования частотного ресурса спутниковой системы местоопределения и сотовой связи.


-И какая следующая реперная точка?


- Успешное решение обозначенных проблем сотовой связи явилось основой для развития исследований и проведения разработок в интересах развития бизнес-направления «Телекоммуникации» АФК «Система». Эти работы проводятся в новом R&D-центре АФК «Система» - ОАО «Интеллект-Телеком», задача которого - разработка нового способа сотовой связи, систем телематики и системы точного местоопределения подвижных абонентов. В наши дни много говорят о том, какие огромные потенциальные возможности несут с собой новые технологии, реализовав функцию местоопределения в системе сотовой связи с помощью «бесплатного» ресурса сети GSM/ ГЛОНАСС, новые поколения сотовой связи. И мало задумываются о том, что функциональность действующих технологий далеко не исчерпана. Одной из задач R&D-центра является развитие потенциала действующих сетей сотовой и фиксированной связи. И это не единственное направление наших исследований по развитию действующих сетей сотовой связи.

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