Транкинговая система широкополосного доступа Маквил

Артут Нуградинов

Транкинговая система широкополосного доступа Маквил

Введение

Информационная эпоха уже наступила. Коммуникативные технологии, как продолжение восприятия и знаний, расширили человеческое сознание, слияние технологий открыло информационную эпоху.

Вспомните, как в XIX веке и первой половине XX столетия главными средствами обмена информацией были книги, газеты, журналы и библиотеки, но уже во второй половине XX века их вытеснили радио, телевидение и кабельные технологии – закодированные сигналы, передаваемые по радиоволнам или проводам. Слияние этих технологий, а также появление компьютера стало зарождением информационной эпохи, в которой мы уже живем и работаем, когда трудно представить себе любую часть жизни без информационных технологий, например, мобильной связи.

В современном мире телекоммуникации являются одной из важнейших отраслей экономик и важнейшим фактором развития как глобальной экономики, так и всего общества. Главное направление в телекоммуникациях в последние десятилетия – развитие массовых технологий беспроводной передачи данных.

По оценкам специалистов, в ближайшие годы трафик с мобильных терминалов превзойдёт трафик с персональных компьютеров. В тоже время, появляются новые технологические сегменты, обладающие исключительным потенциалом развития, для которых необходимы инновационные технологии мобильной связи.

В частности, интернет вещей, увязывающий в единую сеть миллиарды датчиков, счётчиков, компьютеров с промышленным оборудованием и бытовой электроникой. К такому массовому обслуживанию современные сети мобильной связи должны подготовиться.

Интернет вещей это уже технология настоящего, с которой мы сталкиваемся повседневно, а не будущего.

Технология интернета вещей (Internet of Things, IoT) играет важную роль в создании новых цифровых сервисов, предоставляя возможности для автоматизации, сбора данных и взаимодействия с устройствами. Приведу только некоторые из способов, которыми IoT влияет на эволюцию цифровых сервисов.

• Умные устройства и присутствующая при нас техника.

IoT позволяет интегрировать умные устройства, такие как смарт-дома, смарт-автомобили и носимые устройства, с банковскими сервисами. Например, смарт-дом может передавать информацию о расходах на энергию или страховые премии, а находящиеся с нами в кармане или сумке устройства могут передавать информацию о физической активности для персонализации предложений о здоровье или страховке.

• Платежи IoT.

IoT позволяет устройствам совершать платежи между собой без необходимости вмешательства пользователя. Например, автомобиль может самостоятельно оплачивать топливо на заправке или умное устройство в магазине может само совершать покупки и оплачивать их.

• Автоматическое сбор данных.

IoT-устройства могут собирать данные о поведении и предпочтениях клиентов, что помогает банкам предоставлять более персонализированные и релевантные услуги. Например, банк может использовать данные с умных домашних устройств для определения потребностей в страховании или финансировании дома.

• Мониторинг и управление активами.

IoT позволяет банкам отслеживать и управлять активами клиентов в режиме реального времени. Например, с использованием IoT-сенсоров банк может предложить мониторинг состояния и страхование для промышленного оборудования, транспортных средств или недвижимости.

• Улучшенная безопасность.

IoT может помочь в обеспечении более высокого уровня безопасности. Например, использование IoT-сенсоров и биометрических данных позволяет более точно идентифицировать человека и предотвращать мошенничество.

• Контекстуальные услуги.

IoT-устройства могут предоставлять контекстуальные данные, которые помогают предлагать более релевантные услуги и предложения. Например, устройство в автомобиле может передавать информацию о местоположении, позволяя предложить туристические услуги или кредитные предложения для поездок.

• Умные города и инфраструктура.

IoT играет важную роль в развитии умных городов, где банки могут предоставлять финансовые услуги, связанные с управлением городской инфраструктурой. Это может быть управление парковкой, оплата за общественный транспорт, энергетическое управление и другие сервисы.

В целом, IoT предоставляет огромные возможности для инноваций и создания новых цифровых сервисов, основанных на автоматизации, сборе данных и взаимодействии с устройствами. Причем эти технологии продолжают развиваться и будут только увеличивать возможности цифровых сервисов, поскольку новое поколение уже не представляет свою жизнь без данных технологий.

В последние годы мы уже стали свидетелями экспоненциального роста интернета вещей (IoT) и носимой техники, и эти технологии оказывают значительное влияние на эволюцию телекоммуникаций.

Умные устройства, такие как умные телевизоры, умные дома, умные автомобили и другие подключенные к интернету устройства, собирают огромное количество данных о поведении и предпочтениях пользователей. Банки могут использовать эти данные для более точного анализа финансового поведения клиентов и предоставления персонализированных рекомендаций и услуг. Например, если умный дом обнаруживает, что семья тратит много энергии на отопление, банк может предложить им программу финансирования энергоэффективных улучшений дома.

Носимая техника, такая как умные часы, фитнес-трекеры и другие устройства, следят за здоровьем и активностью пользователей.

Еще одним преимуществом умных устройств и носимой техники является возможность предоставления удобных и мгновенных сервисов. Благодаря подключению к интернету и современным технологиям безопасности, пользователи могут осуществлять платежи, проверять баланс счета, получать уведомления о транзакциях и управлять своими финансами прямо с умных или носимых устройств. Это обеспечивает максимальную гибкость и удобство для пользователей.

Однако, это не только счетчики и датчики ЖКХ, элементы умного дома, умные парковки и умные фермы, нуждающиеся в беспроводных модемах с низкой стоимостью, способные проработать от батарейки несколько лет и не отличающиеся высокими требованиями к надежности и скорости канала связи.

IoT – это еще и «критически важные» потребители в системах обеспечения безопасности движения, мониторинга и управления производством, автоматизации систем здравоохранения. Их критерии надежности, доступности и качества канала передачи данных гораздо более строгие.

Но сегодняшним сетям 4G пока нечего предложить таким пользователям. Однако, без этих вещей подавляющее большинство уже не представляет свою жизнь.

Вместе с тем, также нет ни одного оператора массового рынка, способного предоставлять в одном абонентском устройстве сервисы транкинга, высокоскоростной передачи данных и видео, подкрепленные гарантией доступа абонентов к сети. Если посмотреть на разнообразие телекоммуникационных технических решений любого крупного корпоративного или ведомственного клиента, то каких только беспроводных технологий у него нет: мобильная связь GSM/WCDMA/LTE, DECT-телефония, Wi-Fi-споты для телеметрии и выделенные PMR.

Но это уже прошлое, технологии ушли вперед от аналоговых радиостанций и MVNO-сетей, которые к тому же необходимо состыковать, затрачивая огромные усилия. К тому же клиентам остаются недоступны единая нумерация, единая система диспетчеризации и мониторинга, поскольку настолько разнородны эксплуатируемые ими системы.

Сети радиосвязи общего пользования, обслуживаемые мобильными операторами «большой четверки», не рассчитаны на эксплуатацию во время массового скопления людей в одной географической точке, а также при возникновении чрезвычайных ситуаций (аварии, пожары, террористические акты и пр.). В подобных обстоятельствах фрагменты сетей мобильной связи отключаются либо из-за перегрузки, либо по указанию правоохранительных органов / служб безопасности.

Единственным решением данной проблемы, применяемым во всем мире, является использование специально сооруженных сетей профессиональной связи, отделенных от сетей массового обслуживания.

Реалии сегодняшнего дня диктуют дополнительные требования к сетям критически важных коммуникаций, заключающиеся в необходимости обеспечить не только голосовую связь, но и сервисы высокоскоростной передачи данных, передачи видео, позиционирования.

МАКВИЛ представляет собой современную систему критически важных коммуникаций, обеспечивающую высокий уровень надежности и защиты.

Ее технологическая платформа принадлежит к четвертому поколению (4G) систем подвижной радиосвязи, имеет такую же спектральную эффективность, что и LTE, но при этом содержит ряд элементов 5G-сетей, включая смарт-антенны, адаптивную фильтрацию полосы для каждого абонента и малый размер кванта распределяемого ресурса радиоканала.

В ближайшее время МАКВИЛ является практически единственной технологией широкополосной профессиональной радиосвязи, не имеющей аналогов в мире, готовой обеспечить предоставление на единой сети всего комплекса услуг.

При этом МАКВИЛ обеспечивает предоставление на единой сети услуг традиционной голосовой транкинговой связи, современных сервисов высокоскоростной передачи данных, позиционирования, диспетчеризации и располагает полным набором сетевого и абонентского оборудования, произведенного на российских предприятиях.

Технология МАКВИЛ (McWill – Multicarrier Wireless Local Loop) разработана группой Xinwei, имеющей исчерпывающий пакет международных патентов, и включена в рекомендации Международного союза электросвязи (ITU-R M.1801–2).

МАКВИЛ – уникальная технология, которая «здесь и сейчас» может быть эффективно использована для построения как выделенных корпоративных/ ведомственных сетей с полным набором транкинговых голосовых сервисов, сервисов M2M/IoT и передачи видео, так и операторских сетей, в рамках которых пользователям может быть обеспечена гарантия доступа к услугам.

Уникальная гибкость и масштабируемость МАКВИЛ позволяет построить выделенную сеть профессиональной радиосвязи в любом регионе, за счет использования различных частотных диапазонов (300/400/1800 МГц), и любой полосе частот (1–2–3–4–5 МГц). Спектральная эффективность МАКВИЛ и скорость передачи данных соответствует стандартам 4G

Эта технология «закрывает» все потребности профессиональных пользователей, превращая привычную «рацию» в современный защищенный смартфон с высокоскоростным выходом в интернет и передачей данных, видеотрансляциями, видеоконференциями, сервисами позиционирования. При этом сохраняются все привычные для пользователей профессиональной (обычно транкинговой) радиосвязи функции: групповые широковещательные вызовы, сервисы диспетчеризации, создание и динамическое изменение групп пользователей.

Сети МАКВИЛ обеспечивают приоритеты доступа для пользователей, а также уникальную помехозащищенность радиоинтерфейса. МАКВИЛ, несмотря на «широкополосность» технологии, намного лучше приспособлен для обработки ультракоротких сообщений в сетях интернета вещей по сравнению с современными сетями массового обслуживания, спроектированными для обработки потокового мультимедиа.

Это объясняется тем, что небольшие посылки информации с сенсоров-датчиков в МАКВИЛ дополняются лишь незначительным объемом служебных данных. Гарантия доступа к сети и минимальные задержки гарантируют использование МАКВИЛ для критически важной телеметрии и управления объектами.

Линейка абонентских терминалов включает модели мультимедийных радиостанций, роутеров, модемов в различном исполнении. Все необходимое для внедрения стандарта МАКВИЛ производится на российских предприятиях и организациях. Единая универсальная технология способна заменить существующее разнообразие корпоративных решений в области связи, не откладывая решение насущных проблем на завтра и не дожидаясь «созревания» LTE или других технологий. Обладая сопоставимой с LTE спектральной эффективностью, МАКВИЛ, благодаря использованию временного дуплекса TDD, предоставляет возможность создавать сети в частотных диапазонах, не востребованных в сетях массового обслуживания.

Серийное оборудование МАКВИЛ производится для диапазонов частот 337–341, 417–422 и 1785–1805 МГц, не входящих в планы стратегического развития как 3G (UMTS, CDMA-2000), так и 4G (WiMAX, LTE).

Для построения всероссийской сети профессиональной беспроводной связи на основе широкополосной мультимедийной 4G-системы транкинговой радиосвязи МАКВИЛ МАКВИЛ (принято также латинизированное наименование McWill) – на протяжении последнего десятилетия его курирует телекоммуникационный холдинг «НИРИТ-СИНВЭЙ Телеком Технолоджи» (НСТТ). Это совместное российско-китайское предприятие, в котором от КНР участвует Xinwei Group. Одним из ключевых элементов мобильных комплексов связи МАКВИЛ стали «периферийные» серверы Lenovo ThinkSystem SE350 Edge Server.

Компания была основана в 2012 году и представлена на телекоммуникационном рынке холдинговым предприятием и дочерними предприятиями – операторами связи ООО «Юнисел», ООО «Белитон», ООО «КватроПлюс» и ООО «Лардекс». Эти операторы уже построили сети более чем в 80 регионах России.

Как отмечают аналитики, в ближайшей перспективе МАКВИЛ останется единственной технологией профессиональной радиосвязи, которая обеспечивает предоставление услуг традиционной транкинговой связи на единой сети. От аналогов ее отличает наличие сервисов высокоскоростной передачи данных и видео, позиционирования и диспетчеризации. Все они не имеют аналогов в мире.

Стоит отметить, что пока сети пятого поколения не могут выполнить задачи государственной важности в сфере коммуникаций, которые по силам МАКВИЛ. Причин тому несколько, но в число основных можно включить ориентированность 5G-провайдеров на дополненную и виртуальную реальность, игровые сервисы и промышленность, а также недостаточную зрелость 5G. В России на базе МАКВИЛ создается национальная технологическая платформа, обеспечивающая независимую от иностранных вендоров инфраструктуру профессиональной связи для государственных, ведомственных и корпоративных пользователей. В комплексном решении также используется доверенное и защищенное российское оборудование (российский стандарт, чипы, ПО, сетевое и абонентское оборудование).

Глава 1. Рынок корпоративных пользователей и корпоративная мобильная связь

1.1. Основные тенденции мирового рынка

Телекоммуникационная отрасль, как в России, так и в других странах сегодня находится на мощном этапе развития, который характеризуется ярким потенциалом технологических инноваций и появлением новых трендов, формированием новых технологических сегментов.

Индустрия мобильной связи является локомотивом развития телекоммуникаций в мире и продолжает динамично развиваться.

От общения и обмена информацией до доступа к развлекательным и информационным сервисам, мобильные сети играют ключевую роль в обеспечении связности и доступности коммуникационных услуг. Индустрия мобильной связи стала главным компонентом развития телекоммуникаций в мире, привнося существенные изменения в общество и повышая уровень коммуникаций.

Несмотря на то, что общие темпы роста количества абонентов мобильной связи по всему миру продолжают замедляться в связи с насыщением мобильного рынка в развитых странах и, по-прежнему, недостаточно высоким уровнем дохода, замедляющих рост проникновения в развивающихся странах, одним из главных преимуществ индустрии мобильной связи является ее способность обеспечивать широкий охват и доступность связи.

Мобильные сети позволяют связываться в любой точке, где есть сигнал, не зависимо от расстояния или географического положения. Это особенно важно для удаленных или региональных областей, где традиционные сети связи могут быть недоступны или неэффективны. Мобильная связь обеспечивает глобальную связность и устраняет границы, делая коммуникацию доступной для всех.

Индустрия мобильной связи имеет значительное влияние на экономическое развитие. Она способствует созданию рабочих мест, развитию новых технологий и инноваций. Мобильные операторы, производители оборудования и разработчики приложений являются важными игроками в индустрии, которые вносят значительный вклад в экономику. Благодаря расширению доступа к мобильной связи, люди могут быть связаны с мировым рынком, осуществлять бизнес-транзакции и участвовать в цифровой экономике. Это способствует росту ВВП и содействует экономическому развитию в целом.

С увеличением спроса на услуги мобильной передачи данных, снижением цен и наличием широкой линейки устройств, обеспечивающих передачу данных, мобильная передача данных стала основным фактором роста мобильных операторов по всему миру.

Этому способствует быстрое развертывание сетей 4G/LTE по всему миру. Темпы прироста числа пользователей мобильного ШПД составляют порядка 20 % в год. По оценкам GSMA Intelligence на соединения (3G и 4G) от общего количества соединений в конце 2020 года эта доля увеличилась до 70 %. Это связано с большей ценовой доступностью, широким ассортиментом смартфонов и растущим охватом сетей 3G/4G. Согласно Ericsson, на долю смартфонов сейчас приходится более 80 % всех продаваемых в мире мобильных телефонов. Число подписчиков мобильных сетей во многих странах превосходит численность населения, благодаря наличию неактивных/неиспользуемых подписок, одновременному пользованию несколькими номерами/мобильными устройствами одним человеком. Таким образом, реальное число абонентов мобильной связи по всему миру на сегодняшний день находится на уровне пяти миллиардов человек.

Согласно GSMA Intelligence, глобальная абонентская база в ближайшие годы приблизится к 6 млрд, т. е. более 70 % населения мира будет иметь доступ к мобильной связи.

По данным Cisco [15], мобильный интернет-трафик в глобальном масштабе увеличился на 74 %, при этом на мобильное видео пришлось 55 % общего потребления трафика. Среднемесячное потребление трафика на смартфонах увеличилось на 43 % до 929 МБ в месяц. 10 Аналитики Ericsson дают схожие оценки по росту трафика данных в мобильных сетях – 60 %.

Мобильная связь предоставляет широкий спектр возможностей коммуникации, включая голосовую связь, текстовые сообщения, мультимедийные передачи и доступ к интернету. Благодаря развитию технологий, таких как LTE (Long-Term Evolution) и 5G (пятого поколения), пользователи могут наслаждаться высокоскоростным доступом к интернету, потоковому видео, геймингу и другим передовым сервисам. Мобильные приложения и платформы социальных сетей стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Индустрия мобильной связи привносит значительные преимущества для повышения качества жизни людей. Она улучшает доступ к образованию, здравоохранению, финансовым услугам и другим жизненно важным ресурсам. С мобильной связью становится возможным удаленное обучение, консультации с врачами на расстоянии, электронные финансовые операции и многое другое. Мобильная связь также способствует развитию туризма, путешествий и культурного обмена, улучшая межкультурное взаимодействие и обогащая нашу жизнь.

Эксперты отмечают, что в настоящее время уже свыше 2 млрд человек пользуются электронной почтой и читают новости онлайн, а количество интернет-покупателей выросло до рекордных значений. В общей сложности, более 100 млрд долл. было потрачено на покупки путевок в интернете, примерно такая же сумма израсходована на книги, CD- и DVD-диски, загрузку приложений и прохождение онлайн-курсов. В целом, по данным International Data Corporation, аудитория мобильного интернета в глобальном масштабе в последние годы растет в среднем на 2 % в год. Эксперты не исключают, что этот показатель может увеличиться, если появятся новые способы организации выхода в интернет, разработкой которых в настоящее время активно занимаются такие компании, как Google, SpaceX и Facebook.

Согласно данным Ericsson, общее число подписок в мобильных сетях достигло 9 млрд к 2021 году, из которых 7,7 млрд – пользователи мобильного ШПД, а 6,3 млрд – пользователи смартфонов.

Несмотря на то, что на сегодняшний день подписчики GSM/EDGE составляют большую часть абонентов сетей мобильной связи, в 2021 году совокупное число пользователей сетей LTE и HSPA в мире в два раза превзошло число пользователей сетей GSM/EDGE. Число подписок в LTE-сетях, достигнув 1 млрд в 2015 году, в 2021 году приблизилось к отметке 4,3 млрд.

По данным Ericsson, ежегодный темп прироста трафика данных в мобильных сетях в период с 2015 по 2020 года составил порядка 45 %, при этом трафик данных со смартфонов вырос в 12 раз и составил порядка 90 % всего общемирового мобильного трафика данных в 2020 года.

По данным Cisco, в период с 2015 по 2020 гг. среднегодовой темп прироста трафика в мобильных сетях составил 53 %. Соответственно за этот период объем трафика данных в мобильных сетях в мире увеличился в восемь раз. Согласно аналитическому отчету Cisco Visual Networking Index, в 2020 году объем IP-трафика со смартфонов должен был превзойти трафик персональных компьютеров и составить 30 % общемирового IP-трафика, а ежегодный темп прироста трафика со смартфонов в восемь раз превосходить рост IP-трафика с PC (58 % против 8 %). Аналитики Cisco прогнозировали, что совокупный трафик беспроводных и мобильных устройств в 2020 году составит две трети глобального IP-трафика.

По мнению специалистов Ericsson, одним из ключевых драйверов роста трафика в мобильных сетях, по-прежнему будет являться видео. Изучение статистики ряда высокоскоростных коммерческих сетей HSPA и LTE в Азии, Европе, а также в Северной и Южной Америке показало, что уже сегодня независимо от типа используемых абонентами устройств, трафик видео составляет порядка 40–45 % общего трафика данных в сети.

Просмотр YouTube возглавляет рейтинг наиболее ресурсоемких сервисов (50–70 % от общего объема видео-трафика). На втором месте (для пользователей смартфонов) – общение в социальных сетях (порядка 20 % мобильного трафика). Ежегодный прирост трафика мобильного видео в период с 2015 по 2021 года составит 55 %, в 2021 году видео-сервисы уже генерируют около двух третьих глобального трафика во всех сетях мобильной связи.

С точки зрения ежегодных темпов прироста трафик видео-сервисов обгоняет трафик, создаваемый социальными сетями, веб-браузингом, загрузкой программного обеспечения и файл-шерингом. Прогнозируемый многократный рост трафика в мобильных сетях подкрепляется ожиданиями глобального распространения высокоскоростных технологий, в первую очередь WCDMA/HSPA и LTE.

По состоянию на середину 2019 года было запущено в коммерческую эксплуатацию 768 сетей LTE в 208 странах мира. В 2021 году более 90 % населения Земли стало охвачено сетями, работающими на технологии HSPA, и порядка 75 % – LTE-сетями.

Несмотря на все преимущества, индустрия мобильной связи также имеет свои недостатки, которые стоит учитывать. Некоторые из них заключаются в следующем.

В отдаленных или малонаселенных районах, где инфраструктура мобильной связи слабо развита, доступность и качество связи могут быть ограничены. Это создает цифровое неравенство и может затруднять доступ к коммуникационным услугам для некоторых групп населения.

Это также зависимость от инфраструктуры. Мобильная связь требует развернутой инфраструктуры, включая базовые станции, антенны, передатчики и другое оборудование. Развитие и поддержка такой инфраструктуры требуют значительных инвестиций и обслуживания. В регионах с неполноценной или недостаточно развитой инфраструктурой могут возникать проблемы с качеством и доступностью связи.

С развитием мобильных технологий возникают новые угрозы безопасности и конфиденциальности. Возможность несанкционированного доступа к личным данным, кибератаки и другие угрозы могут подвергать пользователей риску. Необходимы эффективные меры безопасности и политики, чтобы защитить пользователей от таких угроз.

Вместе с тем, индустрия мобильной связи играет ключевую роль в развитии телекоммуникаций в мире. Ее преимущества, такие как повышение доступности связи, развитие экономики, расширение возможностей коммуникации и улучшение качества жизни, являются основными факторами, формирующими современное общество и модель коммуникаций. Однако, необходимо также учитывать недостатки, связанные с ограниченным охватом, зависимостью от инфраструктуры и вопросами безопасности. Постоянное развитие технологий и эффективное управление помогут улучшить ситуацию и продвинуть индустрию мобильной связи вперед, обеспечивая лучшую связь и соединение для всех.