Некоторые аспекты совместного существования сотовой и фиксированной связи

DOI:

По типу присоединяемых абонентских терминалов телефонные сети подразделяются на сети фиксированной связи и сети подвижной связи. Термин «фиксированная связь» используется в настоящее время для описания систем связи, работающих с постоянным положением абонентов сети в пространстве (как обобщенное описание структуры сети, в которой абоненты связаны со станциями проводными линиями связи различных видов – как проводных электрических, так и оптических линий связи).

Подвижная (мобильная, сотовая) связь – это беспроводная связь между абонентами, местоположение одного или нескольких из ко- торых меняется. Беспроводная связь в качестве носителя сигнала использует электромагнитные волны, свободно распространяющиеся в пространстве. Одним из видов мобильной связи является сотовая связь.

С конца 90-х и в течение всего периода 2000-х гг. фиксированная связь подвергалась ожесточенной критике [4; 6; 9; 11; 12]. Это время совпало с временем развития, становления и укрепления сотовой связи. Если верить средствам массовой информации (СМИ), то в указанный период произошли два знаковых события: апокалипсис фиксированной связи и наступления светлой эры повсеместного господства сотовой связи, которая преподносилась как самый прогрессивный и современный вид связи. Од- нако последние 3–4 года СМИ неожиданно стали говорить больше не о «скорой гибели фиксированной связи», а о совместном существовании подвижной и фиксированной связи. С чего бы это? Каковы причины того, что фиксированная связь до сих пор удерживает свои позиции?

Необходимо выяснить причины появления и степень реальности проблемы «скорой гибели фиксированной связи» (почему эта проблема возникла и существует ли она еще где-нибудь, кроме как на страницах СМИ). Возникают также вопросы финансирования и подготовки специалистов данного вида связи. Другими словами, необходимо выяснить специфику и перспективы развития и совместного существования сотовой и фиксированной связи. Данная проблема является весьма объемной и многогранной, имеет множество подходов и может рассматриваться под различными углами и с различных позиций, например, с позиций количества и качества предоставляемых услуг населению, с позиций затрат на эксплуатацию данных видов связи, с позиций защиты передаваемой информации и надежности данных видов связи, с позиций инноваций в области связи и т. д. Попытки исследования этой проблемы с различных позиций были предприняты нами ранее и представлены в работах [2; 8; 13].

Настоящая работа имеет целью продолжить дальнейшую разработку обозначенной выше многогранной и немаловажной проблемы, выявляя и анализируя дополнительные аспекты совместного существования сотовой и фиксированной связи. Причем эти аспекты часто взаимно пересекаются и перекрывают друг друга. Данное исследование носит постановочный характер и не претендует на подробное и исчерпывающее освещение обозначенной выше проблемы.

Критика фиксированной связи

Причины столь резких нападок на фиксированную связь с конца 90-х и в течение всего периода 2000-х гг., по мнению авторов, кроются в следующем. Как было сказано выше, это было время развития и укрепления сотовой связи, то есть появился новый вид связи, с которым стало возможно сравнивать существующую телефонную фиксированную связь. До появления мобильной связи в СМИ встречались отдельные редкие публикации критики телефонной связи, но массовой мощной критики фиксированной связи как-то не наблюдалось.

На фоне «сотового роста» проблемы традиционной фиксированной связи становятся особенно заметными. А именно, спрос на фиксированную связь в то время был высоким, а удовлетворить его не было возможности. Так, по данным Минсвязи, на начало 2003 г. в очереди на установку телефонов стояло около 5 млн человек [1]. В то время региональные операторы проводной связи удовлетворить этот спрос не могли (необходимо отметить, что на настоящий момент такой очереди нет). В 2003 г. распространение традиционной связи остается почти на том же уровне, что и за пять лет до того (то есть в 1998 г.). Проводной телефон имеется только у 30 % семей, проживающих в городах, и лишь у 11 % на селе. Обеспеченность проводными телефонами в пересчете на каждого жителя России составляет около 20 % (по данным 2003 г.), и ежегодное увеличение этого показателя вот уже несколько лет не превышает 5 % [1].

В то время существовала технологическая отсталость фиксированной связи в России. Проводная связь очень часто имела настолько плохое качество, особенно в провинции, что даже не очень состоятельные люди переходили на пользование сотовой связью (там, где имелся выбор).

В целях быстрого получения отдачи от вложенных средств в развитие сотовой связи на первом этапе была необходима мощная рекламная поддержка. Этим и объясняется, по мнению авторов, то огромное количество публикаций в СМИ в пользу сотовой связи (и во вред традиционной проводной телефонии). В дальнейшем надобность в такой рекламе значительно уменьшилась (но не исчезла окончательно) и стали появляться более взвешенные и объективные публикации.

На основе перечисленных причин во многих СМИ делались выводы о скорой кончине фиксированной связи и наступлении светлой эры повсеместного господства мобильной связи.

Совместное существование сотовой и фиксированной связи

Традиционные телефонные сети и в прошлом, и на сегодняшний день по-прежнему составляют значительную часть сетей связи не только в России, но и в других странах. Так, плотность абонентов фиксированной телефонной связи (количество устройств на 100 человек населения) в 2003 г. в Европе составляла 46, в РСС 1 – 21, в Северной и Южной Америке – 34, в арабских странах – 9, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – 13, в Африке – 1. В 2008 г. этот же показатель составил в Европе – 42, в РСС – 26, в Северной и Южной Америке – 30, в арабских странах – 10, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – 16, в Афри-ке– 1 [5; 10].

Что касается сотовой связи, то плотность абонентов подвижной связи в 2003 г. в Европе составляла 73,5, в РСС – 17,2, в Северной и Южной Америке – 34,4, в арабских странах – 11,3, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – 14,7, в Африке – 5,2. В 2008 г. этот же показатель составил в Европе – 117,4, в РСС – 113,4, в Северной и Южной Америке – 81,8, в арабских странах – 62,5, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – 45,8, в Африке – 32,0 [5; 10].

Из данных последних двух абзацев видно, что население Земли гигантскими темпами осваивает сотовую связь (за 5 лет показатели плотности абонентов подвижной связи увеличились в несколько раз), но не торопится отказываться от старой проверенной фиксированной связи (за 5 лет показатели плотности абонентов фиксированной телефонной связи изменились всего на 0–24 %, причем в одних странах эти показатели уменьшились на 0–24 %, а в других – увеличились на 0–24 %).

Таким образом, тенденции развития подвижной и фиксированной связи в РФ совпадают с мировыми, и в настоящее время в России практически каждый человек имеет по два сотовых телефона, а число абонентов фиксированной электросвязи в России составляет примерно 36,3 млн человек, что примерно равно численности всего населения Польши (38,3 млн человек) или составляет больше половины численности населения таких стран, как Франция (66,3 млн человек), Великобритания (63,7 млн человек), Италия (61,7 млн человек). Здесь приводятся данные 2014 г. [14].

Очевидно, что сотовая связь значительно потеснила фиксированную телефонию, однако полностью вытеснить ее она не смогла, и в настоящее время принято говорить о совместном существовании подвижной и фиксированной связи. На наш взгляд, аспектов совместного существования сотовой и фиксированной связи несколько. Ниже перечислим некоторые, самые важные из них.

Традиционная проводная связь даже по сравнению с IP-телефонией характеризуется таким неоспоримым преимуществом, как безотказность. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники предприятий связи разделяются на три категории. Для комфортного восприятия материала статьи рассмотрим эти категории по степени возрастания их важности (старшинства).

К третьей категории электроприемников предприятий связи можно отнести светильники наружного освещения, устройства электроотопления и систем горячего водоснабжения, вентиляции вспомогательных помещений, а также остальные электроприемники, не подпадающие под определение первой и второй категорий [15].

Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может вызвать временные потери в передаче информации, не относящейся к понятию важной информации [15].

К первой категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей и потерю важной информации, передаваемой по каналам связи. Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойное электроснабжение которых обеспечивает передачу информации, влияющей на ход сложных технологических процессов в области экономики, обороны и здравоохранения людей [15].

Применительно к технологическому оборудованию предприятий связи категорийность электроснабжения последних устанавливается ведомственными строительными нормами и, в частности, инструкцией по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи (ВСН 332). В соответствии с ВСН 332 к электроприемникам особой группы первой категории относится технологическое оборудование междугородных телефонных и телеграфных станций, сетевых узлов и узлов коммутации, городских телефонных станций емкостью более 3 000 номеров, районных узлов связи, а также регенерационных и усилительных пунктов магистральной первичной сети, включая магистральные тропосферные радиорелейные линии (PPЛ) и PPЛ прямой видимости. К первой категории относятся центральные усилительные станции радиотрансляционных узлов, городские АТС до 3000 номеров и базовые станции подвижной связи. Все остальное технологическое оборудование связи получает электроснабжение по второй категории [15].

То есть базовые станции подвижной связи относятся к первой категории, но не к особой группе первой категории. Данное обстоятельство значительно снижает безотказность сотовой связи, поскольку при равных предельно неблагоприятных условиях для фиксированной и сотовой связи первыми без электропитания через сутки окажутся базовые станции сотовой связи. Теоретически максимальный радиус действия соты в стандарте GSM 900 составляет около 35 км, а это территория площадью примерно 3800 км2. Получается, довольно-таки приличная по величине территория окажется без сотовой связи.

Фатально нарушить работу проводной телефонии может только физическое повреждение кабелей связи. Такая ситуация в принципе возможна, но даже в этом случае может пострадать только сегмент сети, присоединен- ный к данному кабелю. Крупные же кабели (магистральные или распределительные) укладываются с соблюдением строительных норм, обеспечивающих их безопасную эксплуатацию, и повреждение их одновременно крайне маловероятно. При сложившейся топологии телефонных сетей повреждение одного сегмента сети не приводит к нарушению работы сети в целом.

Проводная телефонная связь строилась «на века» и инженеры, которые ее разрабатывали, старались предусмотреть многие неожиданные факторы, включая природные катаклизмы, военные конфликты и прочее. А вот сотовая связь более подвержена природным катаклизмам, например, ураганам и наводнениям, выводящим из строя базовые станции.

Организация же резервного питания ин-тернет-сетей на участке «последней мили», то есть именно на том звене, которое наиболее подвержено влиянию отключения электроэнергии, гораздо более затратна (а в чрезвычайных ситуациях вообще невозможна), так как необходимо обеспечить резервное питание каждого коммутирующего устройства на финишном участке.

Немаловажной особенностью проводной телефонной связи является точная локализация абонента. Например, вызовы экстренных служб могут осуществляться с автоматическим определением места вызова. Определение места вызова в сотовой связи возможно, но с гораздо худшей точностью.

Еще одно направление использования телефонных сетей фиксированной связи – Интернет. Качество связи и скорость передачи данных фиксированной связи гораздо выше аналогичных показателей сотовой связи. Так, в оптоволоконных линиях связи многомодовый оптический кабель класса ОМ1 используется для передачи данных со скоростью до 100 Мбит/с; класса ОМ2 – 1 Гбит/с; классов ОМ3 и ОМ4 – 100 Гбит/с. Одномодовый оптический кабель класса ОS1 используется для передачи данных со скоростью до 10 Гбит/с; класса ОS2 – 100 Гбит/с. Максимальная длина линии у многомодовых оптических кабелей значительно меньше (от 100 м до 10 км), чем у одномодовых (от 10 км до 100 км).

Для фиксированных сетей связи технология FTTB (Fiber-To-The-Building – «волокно в дом») обеспечивает передачу данных со скоростью на «последней миле» до 100 Мбит/с. Современные технологии обеспечивают скорость передачи данных в сетях DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) до 100 Гбит/ с на оптическую несущую.

Что касается сотовой связи. Начнем со стандарта 2G - GSM (Global System for Mobile Communications). Диапазон частот этого стандарта был 890–960 МГц, а затем и 1800 МГц. За счет оцифровки звука связь стала более качественной по сравнению со стандартом NMT (Nordic Mobile Telephone). Но из-за слишком низкого уровня сигнала GSM-операторы вынуждены размещать как можно большее количество базовых станций, чтобы клиенты не испытывали проблем со связью. Скорость передачи данных внутри GSM не превышает 9,6 Кбит/с, что не позволяет передачу более высококачественного звука, видео.

Стандарт GPRS (General Packet Radio Service), известный как 2,5G, решил проблему узкого канала сетей GSM. По сути, это надстройка над GSM, чтобы сделать пользование сетью Интернет более быстрым и дешевым. Он обеспечивает скорость передачи данных от 56 до 114 Кбит/c. Позднее GPRS эволюционировал в EDGE-стандарт (его называют 2,75G), скорость передачи данных при котором стала 474 Кбит/c.

Стандарт 3G также называют IMT 2000 (International Mobile Telecommunications 2000). Под этой аббревиатурой объединены пять стандартов, и только некоторые из них обеспечивают полное покрытие в различных диапазонах, поэтому фактически только они могут рассматриваться в качестве полноценных 3G решений. Используются три основных стандарта 3G: UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), CDMA2000 и WCDMA (Wide CDMA). Все они настроены на пакетную передачу данных и, соответственно, на работу с цифровыми компьютерными сетями, включая Интернет.

Согласно стандартам IMT-2000, под мобильной связью третьего поколения 3G понимается интегрированная сеть, обеспечивающая следующие скорости передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 Кбит/с; для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) –

384 Кбит/с; для неподвижных объектов на коротких расстояниях – 2,048 Мбит/с.

К связи четвертого поколения (4G), как правило, относят технологии, которые позволяют передавать данные в сотовых сетях со скоростью выше 100 Мбит/сек. Технология LTE (Long-Term Evolution) – это основное направление эволюции сетей сотовой связи 3G. Сети 4G на основе технологии LTE способны работать практически по всей ширине спектра частот от 700 МГц до 2,7 ГГц. LTE обеспечивает теоретическую пиковую скорость передачи данных до 326,4 Мбит/с от базовой станции к пользователю и до 172,8 Мбит/с в обратном направлении. Заметим, что на скорость передачи данных отрицательное влияние оказывают погодные условия (дождь, снег, пыль) и плотность городской застройки, поэтому реальная скорость передачи данных значительно отличается от теоретической.

Заключение

Совместное существование сотовой и фиксированной связи обеспечивается наличием довольно внушительного ряда принципиальных конструктивных особенностей данных видов связи. Сотовая связь, развившись и укрепившись, заняла свою нишу, но полностью заменить и вытеснить фиксированную связь она не смогла. По ряду позиций (надежность, качество, скорость передачи данных...) сотовая связь в принципе не может заменить и вытеснить фиксированную связь. На основе изложенного выше материала можно сделать вывод, что сотовая связь создавалась не как альтернатива фиксированной, а как дополнение к ней, так сказать, как связь для самых широких народных масс.

В официальных документах мы не находим даже намека на полный или частичный отказ (или уничтожение) от фиксированной связи. Согласно Концепции развития рынка телекоммуникационных услуг Российской Федерации [3] Министерство связи РФ планировало увеличить количество телефонов к 2005 г. до 36,9 млн и к 2010 г. до 47,7 млн. Соответственно, показатель телефонной плотности на 100 жителей должен был возрасти к 2010 г. до 32,7 %. Что касается сотовых теле- фонов, то Министерство связи РФ планировало увеличить их количество к 2005 г. до 9,24 млн и к 2010 г. до 22,2 млн. Соответственно, показатель плотности сотовых телефонов на 100 жителей должен был возрасти к 2010 г. до 15,2 %.

Как видим, цифры говорят сами за себя. Здесь специально в качестве примера приводится документ периода 2000-х гг., ибо на этот период приходится самая ожесточенная критика фиксированной связи с средствах массовой информации.