Rambler's Top100
Статьи ИКС № 05-06 2016
Александр ГЕРАСИМОВ  14 июня 2016

Оптика + малые соты + SDN = 5G

Какой должна быть сеть мобильной связи, чтобы не только выдерживать постоянный рост трафика, но и легко адаптироваться к изменяющимся требованиям предоставляемых на ее основе сервисов?

Александр ГЕРАСИМОВ

Основная проблема существующих сотовых сетей, включая сети LTE/4G, состоит в том, что они не справляются с ростом трафика. Фактически операторам приходится высокими тарифами сдерживать рост трафика данных, иначе сеть просто «упадет». Именно поэтому если в фиксированных оптических сетях безлимитные тарифы уже давно стали безальтернативными, то в сотовых сетях, несмотря на активное развитие LTE, таких тарифов до сих пор нет. Если абонент сотовой сети буквально пару часов в день будет смотреть видео, даже не HD, а обычное, то свой месячный четырехгигабитный пакет трафика он израсходует за несколько дней.

Но и в ситуации искусственного ограничения трафик данных в сотовых сетях увеличивается ежегодно более чем на 40%. При этом высокая стоимость умощнения сети при невозможности окупить эти затраты за счет роста ARPU не позволяет операторам развивать сеть на основе привычных им подходов. Нужны принципиально новые решения, которые условно называют пятым поколением сетей мобильной связи.

Какие это могут быть решения?

На повестке дня – малые соты

Обратим внимание на общеизвестный факт, что в последние годы в структуре пользовательского оборудования, потребляющего IP-трафик, все быстрее увеличивается доля мобильных (смартфоны, фаблеты, планшеты, ультрабуки) и стационарных программно определяемых (Smart TV) устройств, каждое из которых имеет Wi-Fi-подключение, но далеко не каждое – сотовое. С другой стороны, линии оптических сетей доступа, через которые в России передается около 90% всего IP-трафика, в большинстве случаев оканчиваются именно Wi-Fi-роутером, а подключение пользовательских устройств кабелем – это скорее экзотика.

В связи с этим возникает естественный вопрос: почему бы не создать операторскую Wi-Fi-сеть, а еще лучше – гибридную Wi-Fi/LTE-сеть, построенную на фемто- и малых сотах и не имеющую столь жестких ограничений по объему передаваемого трафика, как существующие LTE-сети с базовыми станциями большой зоны покрытия. Фактически это будет полностью оптоволоконная сеть с «нашлепкой» в виде примитивных и, как следствие, дешевых точек доступа Wi-Fi и LTE-фемтосот, покрывающих последние десятки метров расстояния от оптоволокна до устройств абонента.

Рис. 1. Соотношение стоимость/емкость для больших и малых сот

 
 Источник: Detecon Consulting, 2014 г. 

Так, в представленном компанией Detecon Consulting условном десятилетнем проекте развертывания сети на территории площадью 17,5 тыс. кв. км с населением 12,5 млн человек, где оператору принадлежит 20% совокупной абонентской базы, емкость беспроводной сети, построенной по принципу малых сот, при на 15% меньших капитальных и операционных затратах оказалась в шесть раз выше традиционной (рис. 1). Это означает, что подход с использованием малых сот и точек доступа Wi-Fi позволяет обеспечить почти на порядок более высокую пропускную способность на единицу затрат.

Так в чем проблема? Проблема в том, что сейчас оператор фиксированной сети связи не управляет оконечным оборудованием, теми самыми Wi-Fi-роуте­рами. А вот оператор сотовой сети второго, третьего и четвертого поколений управляет своим оконечным оборудованием – базовыми станциями. Таким образом, проблема строительства операторской сети Wi-Fi и/или сети LTE на малых и фемтосотах – не в специальной инфраструктуре («железе»), а в организации управления точками беспроводного доступа как элементами оптоволоконной сети.

Еще одна проблема, характерная для подхода с использованием фемто- и малых сот, т.е. точек доступа малого радиуса действия, состоит в том, что в такой сети нужно управлять примерно на два порядка большим количеством сетевых элементов, нежели в привычной сети LTE, построенной на базовых станциях с большим радиусом покрытия. Причем нет возможности тщательно выбирать места размещения БС малых сот.

В отличие от «больших» базовых станций точки доступа должны представлять собой простейшие необслуживаемые устройства, которые в случае выхода из строя легко заменяются без необходимости привлечения квалифицированных инженеров. При этом все управление устройствами доступа, включая управление спектром, должно быть централизовано и полностью автоматизировано вне зависимости от их вида, производителя и т.д.

Такая задача пока не решена ни в одной из существующих сетей. Но именно в создании подобной инфраструктуры и заключается идея сети пятого поколения. Фактически ее даже нельзя назвать сотовой. Это гибрид оптоволоконной сети доступа, точек доступа различных стандартов беспроводной связи и системы сквозного управления всеми этими элементами как единым целым, построенный на принципах самоорганизующейся сети.

Оператор превращается… в интегратора облачных сервисов

«Только операторы интегрированных физических сетей (integrated carriers) имеют шанс на выживание. Модель оператора, концентрирующегося исключительно на мобильных сетях связи, – это тупик, – справедливо отмечает Detecon Consulting в своем отчете «Будущее телекома» и продолжает: – У сотовиков по большому счету есть лишь три варианта дальнейших действий: либо развитие в направлении оператора интегрированной сети доступа за счет поглощений фиксированных операторов и/или строительства собственной фиксированной сети доступа (модель оператора основных фондов, «тяжелая» модель), либо превращение в сервис-провайдера и/или реселлера сервисов («легкая» модель), либо уход с рынка».

Рис. 2. Облачная трансформация телеком-рынка в России 

 

Более того, и с привычной операторам «тяжелой» моделью, моделью строительно-эксплуатирующей организации, все тоже непросто. Если различия между сотовыми сетями второго, третьего и четвертого поколений сосредоточены в основном в аппаратной (и аппаратно-зависимой программной) части – скажем, в оборудовании базовых станций, то основные отличия сетей пятого поколения будут сконцентрированы на программном уровне, уровне управления интегрированной сетью. Поэтому успех «строительства» такой сети будет в гораздо меньшей степени определяться эффективностью процессов закупки и инсталляции нового оборудования и в гораздо большей степени – совсем иными компетенциями. Причем даже компетенциями не в сфере внедрения программных продуктов, ведь функции программного управления элементами сети могут быть предоставлены оператору в формате облачного сервиса, например Virtual RAN as a Service. То есть опять все возвращается к модели сервис-провайдера, вернее, к модели интегратора облачных сервисов, как в варианте с «легкой» моделью сервис-провайдера, так и в варианте с «тяжелой» моделью строительно-эксплуатирующей организации.

Здесь появляется еще один чрезвычайно важный момент, связанный с облачными и ОТТ-сервисами. Проблема существующих сотовых сетей не только в неспособности «переваривать» бурный рост IP-трафика, генерируемого ОТТ- и облачными сервисами, номенклатура которых постоянно расширяется, а проникновение увеличивается. Проблема и в том, что ОТТ-сервисы стремятся к трансформации в полноценные облачные сервисы (рис. 2). В отличие от ОТТ облачный сервис рассматривает сеть как один из необходимых ему видов ресурсов и весьма специфичным образом взаимодействует с ней – задействуя и высвобождая «по требованию». При этом облачный сервис не зависит от сети, наоборот, сеть зависит от сервиса (управляется им), а сервис остается независимым в том смысле, что может быть предоставлен поверх любой сети любого оператора.

Следовательно, сеть пятого поколения – это не только сеть, способная передавать на порядки больший объем трафика за те же деньги (ARPU ведь не растет, растет только объем трафика!), но и сеть, способная адаптироваться к требованиям прикладного сервиса, предоставляя сетевую емкость с необходимыми прикладному сервису значениями таких ключевых метрик QoS, как доступность канала, пропускная способность, задержка сигнала в канале, джиттер и т.д. Таким образом, это должна быть сеть, управляемая сервисом. Построить такую сеть можно только на принципах SDN и NFV.

Вот мы и пришли к формуле сети пятого поколения, приведенной в названии статьи: оптика + малые соты + SDN = 5G. Для краткости там опущены Wi-Fi и NFV.

Эта формула означает, что речь идет не только о реализации принципиально иного подхода к интегрированному управлению всеми элементами сети, но и о необходимости перехода оператора на иную бизнес-модель взаимодействия с абонентами, провай­дерами прикладных (абонентских) сервисов и провайдерами сервисов, используемых оператором для организации предоставления услуг. Фактически это бизнес-модель облачного сервис-провайдера с поправкой на специфику оператора физической сети связи. То есть в формулу сети 5G имеет смысл добавить и слово «cloud», имея в виду модель монетизации сети пятого поколения.  

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