Определение необходимого объема ресурса телефонной нумерации в сетях мобильной связи на перспективу

Одним из ресурсов любых сетей связи является ресурс нумерации, под которым понимается совокупность или часть вариантов нумерации, которые возможно использовать в сетях связи [1]. В свою очередь под нумерацией, согласно Федеральному закону «О связи», понимается «цифровое, буквенное, символьное обозначение или комбинации таких обозначений, в том числе коды, предназначенные для однозначного определения (идентификации) сети связи и (или) ее узловых или оконечных элементов» [2].

Ресурс нумерации сетей связи является всегда ограниченным, поэтому операторам связи необходимо использовать его оптимально. В сетях мобильной связи, в отличие от фиксированных телефонных сетей, имеется своя специфика использования ресурса телефонной нумерации. В таких сетях существует большой отток абонентов, что накладывает свой отпечаток на процесс распределения и использования выделенных номеров. Кроме того, в сетях мобильной связи практикуется блокировка номера в случае его неиспользования абонентом в течение определенного периода времени и дальнейшее его повторное использование для другого абонента.

В статье предлагается метод определения необходимого ресурса телефонной нумерации в сетях мобильной связи, основанный на временной модели закупок и использования ресурса нумерации и учитывающий существующую в России нормативную базу.

Нормативная база использования номерной емкости в сетях связи

Нормативная база использования номерной емкости в отечественных сетях связи определяется постановлениями Правительства Российской Федерации №350 [3] и №429 [4]. В Постановлении №350 содержатся правила, разработанные в соответствии с законодательством Российской Федерации в области связи, которые определяют порядок распределения и использования ресурсов нумерации единой сети электросвязи Российской Федерации. Постановление №429 содержит изменения в эти правила.

Присвоение ресурса нумерации осуществляется Федеральным агентством связи (Россвязь) в соответствии c установленным порядком в строго определенные сроки. В срок, не превышающий 50 дней со дня получения Россвязью заявления и необходимых документов, оно направляет заявителю письменное извещение о принятом решении. Оформление решения о выделении ресурса нумерации, его вручение заявителю или направление по почте в адрес заявителя производится в течение 10 дней со дня представления копии платежного документа, подтверждающего уплату государственной пошлины за выделение ресурса нумерации.

Оператор связи, получивший ресурс нумерации, обязан использовать данный ресурс полностью или частично в течение двух лет с даты выделения ресурса нумерации. Выделенный ресурс нумерации считается использованным: а) полностью, если он использован оператором связи в целях оказания услуг связи не менее чем на 85 процентов; б) частично, если он использован оператором связи в целях оказания услуг связи не менее чем на 75 процентов [4]. В противном случае он может быть изъят установленным порядком.

Распределение нумерации из выделенного ресурса осуществляется оператором связи самостоятельно и упорядоченно, то есть осуществляется последовательное задействование полного диапазона номеров в выделенном ресурсе нумерации.

Специфика использования ресурса нумерации в сетях мобильной связи

В фиксированных телефонных сетях с каждым абонентским номером, как правило, логически связана некая аппаратная схема автоматической телефонной станции (АТС), называемая абонентским комплектом (АК) – см. рис. 1а. В электромеханических АТС привязка АК с определенным телефонным номером к отдельной абонентской линии осуществляется через соединение в абонентском кроссе. Исключение составляют так называемые серийные, или многоканальные, телефонные номера, которые не привязаны к конкретным телефонным линиям и используются для приема нескольких вызовов одновременно путем переадресации их на один из свободных на данный момент абонентов (например, телефонисток-операторов различных сервисных служб). В программно-управляемых АТС каждый АК имеет свой индивидуальный условный линейный номер [5], и в таких станциях нет жесткого закрепления абонентских (списочных) номеров за АК. Соответствие между конкретными линейными и списочными номерами отображается в специальной базе данных абонентских характеристик АТС (иногда это соответствие называют «программным кроссом», так как имеется возможность программным способом изменить это соответствие) [6]. Емкость телефонной нумерации отдельных АТС и всей телефонной сети, связанная с уже подключенными абонентами, называется задей- ствованной, а общая емкость нумерации, которая потенциально могла быть использована для подключения абонентов в имеющиеся (смонтированные) АК, – монтированной. Естественно, операторы телефонных сетей стремятся максимально приблизить задействованную емкость к монтированной для получения наибольшего дохода от сети.

Рис. 1. Схемы закрепления телефонного номера за оборудованием: а) в АТС с программным управлением; б) в сети мобильной связи

Центр коммутации

Абонентский мобильной сети

В сетях мобильной связи привязка абонентских (списочных) номеров к мобильным телефонам иная. Каждый абонентский мобильный терминал (сотовый телефон или любой другой гаджет, поддерживающий мобильную телефонную связь) имеет специализированное аппаратно-программное устройство в виде небольшой платы, называемой модулем идентификации абонента SIM (Subscriber Identification Module), или SIM-картой (см. рис. 1б) [7]. Для пользования мобильной связью (кроме вызова экстренных служб по номеру 112, который осуществляется даже без SIM-карты) абонент должен заключить договор с оператором или провайдером, предоставляющим услуги мобильной связи, получить SIM-карту и вставить ее в свой абонентский терминал. В SIM-карте не прописывается в явном виде абонентский номер – он хранится в соответствующей базе данных, при помощи которой устанавливается взаимно-однозначное соответствие между ним и международным идентификатором мобильного абонента IMSI (International Mobile Subscriber Identity), записанным на карте.

Таким образом, после продажи SIM-карты занимается определенный абонентский номер из общего ресурса нумерации сети мобильной связи. При этом оператор сети должен уложиться в нормативные сроки использования закупленной номерной емкости и желательно не понести из- лишние финансовые затраты при закупке завышенного объема нумерации. С другой стороны, закупка недостаточного количества номеров и невозможность продажи необходимого количества SIM-карт может привести к оттоку существующих или к не подключению потенциальных абонентов. Следовательно, для операторов сетей мобильной связи весьма актуальной является задача определения оптимального объема ресурса телефонной нумерации на перспективу.

Временная модель закупоки использования ресурса нумерации

После получения решения Россвязи о выделении ресурса нумерации оператор сети мобильной связи самостоятельно выделяет номера для абонентов и пользователей услугами связи, назначает идентификационные коды элементов сети, коды доступа к услугам мобильной связи из выделенного ему ресурса нумерации, и здесь же идет изготовление SIM-карт и прописка выделенного ресурса на сети. На все это тратится три месяца.

Далее начинается продажа телефонных номеров, которые связаны с SIM-картами. Однако кроме продаж существуют и оттоки, то есть заблокированные, выброшенные, сломанные и прочие карты, номера которых не находятся в использовании и по прошествии определенного времени блокируются. Но заблокированный номер сразу повторно использовать оператор не имеет права. Необходимо выждать не менее шести месяцев [2], после чего номер снова пускают в продажу.

Таким образом, продажи с 4 месяца по 11 осуществляются без учета оттока, а после продажи осуществляются по схеме X – Y, где X – план продаж на один месяц, Y – план оттока за один месяц. По такому сценарию продажи осуществляются вплоть до конца второго года, по истечению которого долж- но быть использовано не менее 75% номеров. Но следует учитывать, что оттоки за семь месяцев с 4 по 11 будут влиять на номерную емкость в следующем году. При расчете оптимальной емкости закупаемой нумерации и составлении планов продаж и оттока необходимо, чтобы оттоки за весь период использования ресурса нумерации не превысили допустимые значения в 25%. Временнòй график использования ресурса нумерации оператором сети мобильной связи приведен на рис. 2.

2-ой год

Продажи X

Продажи X-Y

Стагнация использования ресурса нумерации за счет оттока

Изготовление ! SIM-карт

Начало продаж SIM-карт

Старт повторного использования ресурса нумерации

Опоки (7 У)

3 месяца

Дата решения Россвязи

Изготовление

SIM-карт

I (2 месяца)

Прописка на

(открытие нумерации)

8 месяцев

12 месяцев

Рис. 2. Временной график использования ресурса нумерации оператором сети мобильной связи

Определение необходимого ресурса нумерации на расчетный период времени

С учетом описанной выше временнòй модели закупок и использования ресурса нумерации необходимый оператору сети мобильной связи объем нумерации на соответствующий период времени можно определить по формуле:

N = TVnp - N _от + ТУрез, (1)

где N_np =Х-Т – план продаж нумерации на расчетный период времени Т ; X – план продаж нумерации на один месяц; T – расчетный период времени реализации выделенного номерного ресурса за вычетом месяцев на получения решения Россвязи и изготовление SIM-карт, месяцы; N_от = Y – ( T – 7) – план оттока нумерации на расчетный период времени Т ; Y – план оттока нумерации за один месяц; N _рез = 7 Y + 4(2 X – Y ) – остаток и резерв нумерации; 7 Y – отток нумерации за семь месяцев, который не может быть использован в рамках двух лет; 4(2 X – Y ) – резерв ресурса нумерации на время изготовления SIM-карт и прописки за сети в случае непрогнозируемого роста продаж, но не более чем в два раза.

Пример расчета

На основе имеющихся официальных статистических данных о количестве абонентов в сети мобильной связи ПАО «МегаФон» за 2009-14 гг. [8] был выполнен прогноз числа абонентов на период 2015-17 гг. Статистические данные и результаты прогнозирования представлены в таблице 1.

Таблица 1. Количество абонентов в сети ПАО «МегаФон» в 2009-17 гг.

Год	Количество абонентов в сети, млн.	Метод получения данных
2009	50	Официальная статистика
2010	57
2011	61,6
2012	62,6
2013	68,1
2014	70,234
2015	70,955	Прогноз
2016	72,421
2017	73,724

Прогнозирование количества абонентов в сети ПАО «МегаФон» на период 2015-2017 гг. осуществлялось методом экстраполяции с использованием следующих функций:

– линейной: v = ax + b;

– показательной: v =be";

– логарифмической: v = a In x + b.

Погрешность аппроксимации с использованием данных функций оценивалась с помощью метода наименьших квадратов. Оценка погрешности прогноза при разных функциях аппроксимации представлена в таблице 2.

Наименьшее суммарное среднеквадратическое отклонение от исходной функции имеет логарифмическая функция аппроксимации, поэтому она была использована для прогнозирования количества абонентов в сети ПАО «МегаФон» на период 2015-17 гг. – результаты которого также отражает таблица 1.

С учетом 75%-го использования ресурса нумерации и данных таблице 1 определен прогноз оптимального объема номерной емкости в сети ПАО «МегаФон» в 2014-17 гг. (см. таблицу 3).

Таблица 2. Погрешность аппроксимации статистических данных количества абонентов в сети ПАО «МегаФон»

Год	Погрешность при использовании функции аппроксимации:
	Линейная	Показательная	Логарифмическая
2009	3,658	121,066	0,25
2010	1,481	65,060	0,0196
2011	3,787	60,187	0,0002
2012	0,854	128,505	4,757
2013	0,497	114,49	0,741
2014	1,063	189,723	0,955
Сумма	11,34	679,032	6,722

Таблица 3. Оптимальный объем нумерации в сети ПАО «МегаФон» в 2014-17 гг.

Год	Оптимальное количество номеров в сети, млн.
2014	87,79
2015	90,05
2016	93,24
2017	93,24

С учетом полученного прогноза были рассчитаны оптимальные планы продаж, оттоков и резервы ресурса нумерации в сети ПАО «МегаФон» на 2015-2017 годы.

Прирост абонентской базы за 2015 г. N ₁* определим по формуле:

N;=1X^5QC_x-Y_x\ (2)

где X ₁ – усредненный месячный план подключения новой нумерации для первого расчетного периода Т = 20 месяцев, Y ₁ – отток нумерации за один месяц.

Из (2) следует, что

X_x = (NC+5Y_x)I\2. (3)

Из (1) с учетом того, что резерв нумерации за весь расчетный период не должен превышать 25% [3], получаем

N_Pe3 = lY_x + 4(2X_x-Y_x) = 0,25N_x, (4)

где N ₁ – требуемый объем нумерации на период T = 20 месяцев, который можно определить по формуле

N_x = 1OO%(A^oi₅ + 8A^oi6cp)/75%, (5)

где Δ N ₂₀₁₅ – годовой прирост абонентов в 2015 году, Δ N _{2016 cp} – среднемесячный прирост абонентов в 2016 году равный Δ N _2016/12. Коэффициент 8 соответствует числу месяцев 2016 г., учитываемых в первом расчетном периоде Т . После подстановки всех числовых значений получаем N ₁ = 2264271. Подставляем значения, вычисленные по формулам (3) и (5), в (4) и получаем Y ₁ = (0,25 N ₁ – 8( N ₁*+ 5 Y ₁) /12)/3 = 13521.

Значение Y ₁ используется в течение пяти месяцев в 2015 г., поэтому среднемесячное значение относительно всего года будет равно Y ₁* = 5 Y ₁/12 = 5634.

Подставляем значение Y ₁ в (3) и находим значение X ₁ = 65688.

Аналогично рассчитывались значения X ₂, Y ₂, N ₂ для второго расчетного периода Т с учетом графика на рисунке 3. Результаты всех расчетов приведены в таблице 4.

Таким образом, в сети ПАО «МегаФон» требуется дважды произвести закупку нумерации в 2015 г. и 2016 г., а в 2017 г. этого делать не нужно, так как из-за существующего оттока освобождается необходимый ресурс нумерации для его повторного использования.

Таблица 4. Планы продаж, оттоки и резервы нумерации в сети ПАО «МегаФон» на 2015-17 гг.

Показатели	Год
	2015	2016	2017
Требуемый объем нумерации на год	2264271	3185807	Не требуется
Используемый объем нумерации в год	720650	1466330	1303240
План по подключениям в месяц	65688	131208	262249
План по оттоку в месяц	5634	9014	153646
Среднемесячный прирост абонентской базы	60054	122194	108603

1^_____	^x^	Первый год I 5(Х-| - У^          8(Х - У,)		Второй год I J. 4X2      3X2           9(Х2-У2)		Третий год 4(X2 - У2)
г 1		Т т +	. ... 1 ..... .	T	1                                                   1
V          ’ Ю1.01.2015 I -		О/бЛ/т =	* * * * ! ...... 01.01.2016 X|7- Y|(7-7), где 7=20	• ! 1	' * • T.......... 01.01.2017 0,75A/2 = X2T- У2(7- 7), где 7=20	1 • T          1 01.01.2018 । ________J

Рис. 3. Временной график использования ресурса нумерации в сети ПАО «МегаФон» на 2015-17 гг.

Заключение

Предложенный подход позволяет операторам сети мобильной связи на основе статистических данных о емкости абонентской базы за предыдущие годы и прогноза ее роста на планируемый период определить оптимальный объем закупок ресурса телефонной нумерации, что в итоге позволит оптимизировать финансовые затраты оператора.